BR102014006313A2 - Dispositivos oftálmicos que incorporam elementos de metasuperfície - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVOS OFTÁLMICOS QUE INCORPORAM ELEMENTOS DE METASUPERFÍCIE. A presente invenção refere-se a dispositivos oftálmicos com elementos de inserção de mídia que têm elementos de metasuperfície nanoestruturados sobre ou dentro dos mesmo. Em algumas modalidades dispositivos oftálmicos passivos de vários tipos podem ser formados. Métodos e dispositivos para dispositivos oftálmicos ativos com base em estruturas de metasuperfície podem também ser formados

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVOS OFTÁLMICOS QUE INCORPORAM ELEMENTOS DE ME-TASUPERFÍCIE".

CAMPO DE USO [001] Esta invenção descreve dispositivos oftálmicos com elementos de inserção de mídia e lentes que têm elementos de metasu-perfície sobre ou dentro dos mesmos.

ANTECEDENTES [002] Tradicionalmente, um dispositivo oftálmico, como uma lente de contato, uma lente intraocular, ou um plugue pontual, inclui um dispositivo biocompatível com uma qualidade corretiva, cosmética, ou terapêutica. Uma lente de contato, por exemplo, pode proporcionar uma ou mais características como funcionalidade corretiva da visão, melhoria cosmética e efeitos terapêuticos. Cada função é fornecida por uma característica física da lente. Um design que incorpora uma qualidade refrativa em uma lente pode fornecer uma função corretiva da visão. Um pigmento incorporado na lente pode fornecer uma melhoria cosmética. Um agente ativo incorporado em uma lente pode fornecer uma funcionalidade terapêutica. Estas características físicas são obtidas sem que a lente entre em um estado energizado. Tradicionalmente, um plugue para ponto lacrimal é um dispositivo passivo. [003] Dispositivos oftálmicos inovadores à base de insertos oftálmicos energizados e não energizados têm sido descritos recentemente. Estes dispositivos podem usar uma função energizante para energizar componentes ópticos ativos. [004] Recentemente, foi demonstrado que lentes planas únicas podem ser formadas pela fabricação de uma estrutura de superfície especializada que tem recursos metálicos em nanoescala dispostos em matriz sobre a superfície. Vários designs podem ser feitos através do controle dos designs de estrutura de célula de unidade do recurso em nanoescala. [005] Pode ser útil definir dispositivos oftálmicos para resultar na incorporação de estruturas em nanoescala.

SUMÁRIO [006] Consequentemente, a presente invenção inclui um elemento de inserção de mídia com recursos metálicos em nanoescala inclusos que compreende uma metasuperfície. A metasuperfície pode ser um padrão de repetição de recursos dimensionados a sub-comprimen-to de onda até um comprimento de onda de luz específico. A interação dos recursos dimensionados a sub-comprimento de onda pode interagir com a luz e alterar as características de fase da luz reemitida a partir dos recursos. Os recursos, neste sentido, podem também ser considerados antenas em nanoescala. Pode haver numerosos métodos para se formar recursos metálicos em nanoescala em um inserto, e estes insertos podem ser encapsulados em uma borda de lente do material oftálmico para formar dispositivos oftálmicos. [007] Em algumas modalidades, um dispositivo de inserto pode ser definido pela formação de recursos metálicos em nanoescala em um padrão periódico ao longo de ao menos uma porção de uma superfície de um dispositivo de inserto. O padrão periódico pode ter um fator de comprimento para a periodicidade que é aproximadamente igual ou menor que vários comprimentos de onda de luz visível. Em algumas modalidades, o design dos fatores de formato e tamanho dos recursos metálicos pode ser determinado com base na modelagem de uma característica de fase desejada dos recursos em nanoescala. A luz que incide sobre os elementos de metasuperfície pode emergir com características de fase alteradas e isto pode ser modelado. O design pode ser um processo de modelagem de início onde a natureza da estrutura, o leiaute, a localização do recurso e outros fatores, e o efeito desejado na luz, são usados em um modelo autoconsistente. Alternativa- mente, modelagem iterativa com base em designs de teste com ajustes baseados em resultados anteriores pode ser usada. Em algumas modalidades, as características de lente desejadas da superfície metálica em nanoescala podem ter uma característica de lente de focaliza-ção radialmente simétrica. Modelos podem gerar características de fase desejadas que podem ter simetria radial e uma característica focal do efeito de coleta de elementos. Quando o inserto é formado para ter uma superfície tridimensional e curva oposta a uma superfície plana, pode haver protocolos de estimação que podem ser úteis para transformar as caraterísticas de lente resultantes de um dispositivo of-tálmico com os elementos de metasuperfície em um modelo do dispositivo oftálmico no espaço tridimensional e a metasuperfície como um espaço plano equivalente. Pode haver estimativas das características focais eficazes da metasuperfície que podem resultar em parâmetros de desenho. O processo pode ser usado com o processo de modelagem iterativo conforme acima mencionado. [008] Em algumas modalidades, os processos de modelagem podem ocorrer através do uso de um software à base de algoritmos, para o qual parâmetros podem ser fornecidos por um usuário e que pode ser executado em sistemas de computador. Os parâmetros que um usuário fornece podem ser baseados em exigências teóricas. Em outros casos, oftamologistas podem medir as características oftálmicas e necessidades corretivas de um paciente e formular estas necessidades em um conjunto de parâmetros para o sistema de moldagem. Os sistemas de computador podem proporcionar uma saída numérica em algumas modalidades ou fornecer elementos projetados espacialmente como conjuntos de pontos de dados de design. [009] Em algumas modalidades, de preferência onde o comprimento de onda da luz está em um espectro visível, os recursos metálicos podem ter dimensões de área superficial pequenas. Como um e- xemplo, os recursos de metasuperfície podem ter dimensões que são de 10.000 nm2 ou menos. Pode haver muita diversidade na natureza periódica do posicionamento dos elementos de metasuperfície. Eles podem ser instalados em padrões retilíneos, polares ou radiais, ou outros padrões periódicos. O espaçamento dos vizinhos mais próximos pode estar relacionado aos comprimentos de onda de luz desejados a serem interagidos com pelos elementos. Em algumas modalidades, este espaçamento pode ser menor que ou aproximadamente igual ao espectro vermelho que pode ocorrer no espectro visível. Em algumas modalidades, o espaçamento ou periodicidade pode ser menor que ou aproximadamente igual a 700 nm. [0010] O inserto pode ser envolvido em uma borda de lente. Uma borda de lente pode ser produzida a partir de materiais que são tipicamente empregados na produção de lentes de contato, como, por exemplo, hidrogéis. Moldados na borda oftálmica podem estar recursos de estabilização que podem ser úteis para orientar a lente dentro do olho. Estes recursos podem ser de uso específico para elementos de lente de metasuperfície que têm aspectos de correção de ordem alta nos mesmos, onde os aspectos de correção não são radial mente simétricos. Vários designs de insertos podem ser empregados, que podem se encaixar no dispositivo oftálmico resultante. O formato geral da superfície de inserto que tem os elementos de metasuperfície sobre a mesma pode ser convexo em natureza ou, alternativamente, côncavo em natureza. Outros formatos que podem ser formados em insertos para dispositivos oftálmicos podem compreender também técnicas dentro do escopo desta descrição. [0011] Modalidades ativas ou não estáticas de elementos de metasuperfície podem também ser produzidas. Em algumas modalidades, camadas metálicas podem ser formadas em recursos que podem ser usados sob a influência de energia elétrica para formar ou melhorar a atividade dos elementos de metasuperfície. Os aspectos de periodicidade e formato das estruturas formadas ativamente podem ser similares às discussões nas seções anteriores. Princípios de eletroumidifica-ção em dielétricos (EWOD) podem ser úteis em algumas modalidades. Um dos fluidos imiscíveis em um dispositivo de EWOD pode conter nanoesferas metálicas ou nanohastes metálicas. Em algumas modalidades, as nanoesferas ou nanohastes podem ter modificações de superfície para melhorar sua preferência a um ou outro dentre os fluídos de EWOD. Em algumas modalidades, a modificação de superfície pode ser executada pela fixação química de moléculas ligantes aos componentes metálicos em nanoescala. A superfície do inserto onde elementos de metasuperfície serão ativamente formados pode ter regiões que têm uma energia livre superficial preferencial para interagir diferencial mente com os fluidos de EWOD. Em algumas modalidades, o estado de repouso das regiões de EWOD pode definir uma condição onde o fluido contendo as nanoesferas, nanohastes ou outros constituintes metálicos moldados podem ser difundidos no espaço. Pela aplicação de um campo elétrico no dispositivo de EWOD, a preferência regional pode ser alterada, resultando na acumulação do fluido contendo constituintes metálicos em nanoescala em formatos que compreendem elementos de metasuperfície. [0012] Lentes de contato podem ser formadas que compreendem insertos com formatos tridimensionais nas mesmas, onde ao menos porções das superfícies dos insertos podem ter elementos de metasuperfície estáticos ou ativos sobre as mesmas, onde os elementos de metasuperfície têm um efeito de lente. Algumas modalidades com e-lementos de metasuperfície ativos podem compreender componentes que agem com o fenômeno de eletroumidificação em dielétricos. Dentro dos fluidos de células de EWOD pode haver componentes em nanoescala que, em alguns casos, podem compreender nanoesferas ou nanohastes. A modificação de superfície dos componentes em nano-escala no fluido pode ser feita de várias maneiras, e pode incluir a fixação química de moléculas às superfícies dos componentes em na-noescala para alterar sua preferência a um ou mais dentre eletroumidi-ficação em fluídos dielétricos. As modalidades com elementos de me-tasuperfície ativos sobre as mesmas podem responder a um campo elétrico que pode ser controlado por outros componentes situados no inserto ou dentro do dispositivo oftálmico. Em algumas modalidades uma lente de contato de foco variável pode resultar de uma formação controlável eletricamente de elementos de metasuperfície superficiais ativos.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0013] A FIG. 1 ilustra uma modalidade exemplificadora de um e-lemento de inserção de mídia para um dispositivo oftálmico energizado e uma modalidade exemplificadora de um dispositivo oftálmico energizado. [0014] A FIG. 2 ilustra uma lente de contato exemplificadora com vários recursos incluindo um inserto de peça única incorporado que pode ser útil para a implementação de aspectos da técnica da presente invenção. [0015] A FIG. 3 ilustra uma modalidade alternativa exemplificadora daquela demonstrada na FIG. 2. [0016] A FIG. 4 ilustra uma lente de contato exemplificadora com vários recursos incluindo um inserto composto por múltiplas peças incorporado que pode ser útil para a implementação de aspectos da técnica da presente invenção. [0017] A FIG. 5 ilustra aspectos de uma técnica anterior relacionados a um elemento de metasuperfície plano baseado em uma lente e para projetar os elementos de metasuperfície com um perfil de fase hiperboloidal para funcionar como uma lente. [0018] A FIG. 6 ilustra alterações no modelo de nanoestrutura com base em substratos de lente tridimensionais ao invés de substratos planos. [0019] A FIG. 7 ilustra uma estimação de característica de fase útil ao modelo de lente. [0020] A FIG. 8 ilustra um elemento de inserção de mídia exempli-ficador que compreende elementos ativos e elementos de metasuper-fície. [0021] A FIG. 9 ilustra um dispositivo oftálmico ativo exemplificador com estruturas que introduzem elementos de metasuperfície mediante ativação. [0022] A FIG. 10 ilustra um dispositivo oftálmico ativo exemplificador alternativo com estruturas que introduzem elementos de metasuperfície mediante ativação.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0023] A presente invenção refere-se a um dispositivo oftálmico que tem componentes de metasuperfície que podem afetar alterações na radiação eletromagnética no ambiente do olho. Nas seções a seguir, serão fornecidas descrições detalhadas das modalidades da invenção. A descrição das modalidades preferenciais e das modalidades alternativas são apenas exemplos de modalidades, e deve-se compreender que, para os versados na técnica, variações, modificações e alterações poderão ser aparentes. Portanto, deve-se compreender que as ditas modalidades exemplificadoras não limitam o escopo da invenção na qual se baseiam.

Glossário [0024] Nesta descrição e nas reivindicações relacionadas à invenção apresentada, vários termos podem ser usados, aos quais serão aplicadas as seguintes definições: [0025] Energizado: como usado aqui, refere-se ao estado de ser capaz de suprir corrente elétrica ou de ter energia elétrica armazenada em si. [0026] Energia: como usado aqui, refere-se à capacidade de um sistema físico de realizar trabalho. Muitos usos compreendidos na presente invenção podem estar relacionados à dita capacidade para desempenhar ações elétricas na realização do trabalho. [0027] Fonte de Energia: como usado aqui, refere-se a um dispositivo ou camada que é capaz de suprir energia ou colocar um dispositivo lógico ou elétrico em um estado energizado. [0028] Extrator de Energia: como usado aqui, refere-se a um dispositivo capaz de extrair energia do ambiente e convertê-la em energia elétrica. [0029] Funcionalizado: como usado aqui, refere-se a fazer uma camada ou dispositivo capaz de realizar uma função incluindo, por e-xemplo, energização, ativação ou controle. [0030] Vazamento: como usado aqui, refere-se uma perda de e-nergia indesejada. [0031] Lente ou Dispositivo Oftálmico: como usado aqui, refere-se a qualquer dispositivo que reside dentro do ou sobre o olho. Estes dispositivos podem proporcionar correção óptica, podem ser cosméticos, ou podem proporcionar funcionalidade não relacionada ao olho. Por exemplo, o termo lente pode se referir a uma lente de contato, uma lente intraocular, uma lente de sobreposição, um inserto ocular, um inserto óptico, ou outro dispositivo similar através do qual a visão é corrigida ou modificada, ou através do qual a fisiologia ocular é cosme-ticamente acentuada (por exemplo, cor da íris) sem impedir a visão. Alternativamente, a lente pode proporcionar funções não-ópticas como, por exemplo, monitoramento de glicose ou administração de um medicamento. Em algumas modalidades, as lentes preferenciais da invenção são lentes de contato suaves que são produzidas a partir de elastômeros de silicone ou hidrogéis, que incluem, por exemplo, hidro-géis de silicone, e fluorohidrogéis. [0032] Mistura formadora de lente ou Mistura Reativa ou Mistura de Monômeros Reativos (MMR): Como usado aqui, refere-se a um material de monômero ou pré-polímero que pode ser curado e reticulado, ou reticulado para formar uma lente oftálmica. Várias modalidades podem incluir misturas formadoras de lente com um ou mais aditivos como, por exemplo, bloqueadores de UV, tonalizações, fotoiniciadores ou catalisadores, e outros aditivos desejáveis em lentes oftálmicas como lentes de contato ou intraoculares. [0033] Superfície para Formação de Lente: como usado aqui, refere-se a uma superfície que é usada para moldar uma lente. Em algumas modalidades, qualquer superfície pode ter um acabamento de superfície de qualidade ótica, o que indica que ela é suficientemente lisa e formada para que uma superfície da lente criada pela polimerização de um material de formação de lente em contato com a superfície de moldagem seja opticamente aceitável. Adicionalmente, em algumas modalidades, a superfície de formação de lente pode ter uma geometria que é necessária para conferir à superfície da lente as características ópticas desejadas, incluindo, mas não se limitando a, potência esférica, aesférica e cilíndrica, correção de aberração da frente de onda, correção de topografia da córnea e similares, bem como quaisquer combinações dos mesmos. [0034] Célula de íon de Lítio: como usado aqui, refere-se a uma célula eletroquímica onde íons de lítio se movem através da célula para gerar energia elétrica. Essa célula eletroquímica, tipicamente chamada de batería, pode ser reenergizada ou recarregada em suas formas típicas. [0035] Elemento de Inserção de Mídia: Como usado aqui, refere-se a um inserto encapsulado que será incluído em um dispositivo of- tálmico energizado. Os elementos energizantes e o circuito podem ser incorporados ao elemento de inserção de mídia. O elemento de inserção de mídia define o propósito primário do dispositivo oftálmico energizado. Por exemplo, em modalidades onde o dispositivo oftálmico e-nergizado permite que o usuário ajuste a potência óptica, o elemento de inserção de mídia pode incluir elementos energizantes que controlam uma porção de menisco líquido na zona óptica. Alternativamente, um elemento de inserção de mídia pode ser anular, de modo que a zona óptica é isenta de material. Em tais modalidades, a função ener-gizada da lente pode não ser a qualidade óptica, mas pode ser, por exemplo, monitorar glicose ou administrar um medicamento. [0036] Metasuperfície: como usado aqui, refere-se a combinações fabricadas de recursos em nanoescala dispostos em matriz com periodicidade. As combinações resultam em características úteis que são diferentes de estruturas naturais. Em muitas modalidades da presente invenção, a interação dos recursos com a luz, particularmente em um espectro visível, permite que dispositivos de lente sejam construídos. [0037] Molde: como usado aqui, refere-se a um objeto rígido ou semirrígido que pode ser usado para formar lentes a partir de formulações não curadas. Alguns moldes preferenciais incluem duas partes de molde que formam uma parte de molde de curva anterior e uma parte de molde de curva posterior. [0038] Nanoescala: como usado aqui, refere-se a um elemento que tem um recurso ou recursos que tem ou têm ao menos uma dimensão que é menor que aproximadamente 1 mícron; dessa forma sua dimensionalidade para esta ao menos uma dimensão pode ser chamada de em nanômetros. [0039] Modo de Operação: como usado aqui, refere-se a um estado de alto consumo de corrente onde a corrente ao longo de um circuito permite que o dispositivo realize sua função energizada primária. [0040] Zona óptica: como usado aqui, refere-se a uma área de uma lente oftálmica através da qual um usuário da mesma enxerga. [0041] Potência: como usado aqui, refere-se ao trabalho realizado ou à energia transferida por unidade de tempo. [0042] Recarregável ou Reenergizável: como usado aqui, refere-se a uma capacidade de restauração para um estado com maior capacidade de realização de trabalho. Muitos usos compreendidos na presente invenção podem estar relacionados à capacidade de restauração com a capacidade de fazer fluir uma corrente elétrica a uma determinada taxa e durante certo período de tempo reestabelecido. [0043] Reenergizar ou Recarregar: como usado aqui, refere-se a restauração até um estado com maior capacidade para trabalho. Muitos usos compreendidos na presente invenção podem estar relacionados a restauração de um dispositivo à capacidade de fazer fluir uma corrente elétrica até certa taxa e durante um período de tempo especifico reestabelecido. [0044] Referência: como usado aqui, refere-se a um circuito que produz, idealmente, uma saída de tensão ou de corrente fixa e estável adequada para uso em outros circuitos. Uma referência pode ser derivada a partir de um gerador de banda proibida, pode ser compensada para temperatura, suprimento, e variação de processo, e pode ser a-justada especificamente até um circuito integrado para aplicação específica (ASIC) específico. [0045] Liberado de um molde: como usado aqui, refere-se a uma lente que é tanto separada por completo do molde como apenas fixada de maneira frouxa, de modo que ela pode ser removida com agitação moderada ou empurrada para fora com um cotonete. [0046] Função de Reinicialização: como usado aqui, refere-se a um mecanismo algorítmico autoativado para ajustar um circuito até um estado pré-determinado específico, incluindo, por exemplo, um estado lógico ou um estado energizante. Uma função de reinicialização pode incluir, por exemplo, um circuito de reinicialização para ligar, que pode trabalhar em conjunto com o mecanismo de chaveamento para assegurar execução adequada do circuito integrado, ambos na conexão inicial à fonte de energia e no despertar do modo de armazenamento. [0047] Modo de Espera ou Modo de Reserva: como usado aqui, refere-se a um estado de baixo consumo de corrente de um dispositivo energizado depois que o mecanismo de chaveamento foi fechado, que permite conservação de energia quando o modo de operação não é necessário. [0048] Empilhado: para uso na presente invenção, significa colocar ao menos duas camadas componentes próximas uma da outra de modo que ao menos uma porção de uma superfície de uma das camadas fique em contato com uma primeira superfície de uma segunda camada. Em algumas modalidades exemplificadoras, um filme, seja para adesão ou outra função, pode residir entre as duas camadas que estão em contato uma com a outra através do dito filme. [0049] Dispositivos de Componente Integrado Empilhado ou Dispositivos SIC: como usado aqui, refere-se aos produtos de tecnologias de embalagem que montam camadas finas de substratos que podem conter dispositivos elétricos e eletromecânicos em dispositivos operacionais integrados através de empilhamento de ao menos uma porção de cada camada uma sobre a outra. As camadas podem compreender dispositivos de componentes de diversos tipos, materiais, formatos e tamanhos. Ademais, as camadas podem ser produzidas a partir de várias tecnologias de produção de dispositivo para se adaptar a e assumir vários contornos. [0050] Modo de Armazenamento: como usado aqui, refere-se a um estado de um sistema que compreende componentes eletrônicos onde uma fonte de energia é suprida ou é necessário suprir uma cor- rente de carga mínima designada. Este termo não é intercambiável com modo de reserva. [0051] Elemento de Inserção de Substrato: como usado aqui, refe-re-se a um substrato modelável ou rígido capaz de suportar uma Fonte de Energia em uma lente oftálmica. Em algumas modalidades, o elemento de inserção de substrato também suporta um ou mais componentes. [0052] Mecanismo de Chaveamento: como usado aqui, refere-se a um componente integrado com o circuito que fornece vários níveis de resistência que podem ser responsivos a um estímulo externo, que é independente do dispositivo oftálmico. [0053] Tridimensional: como usado aqui, refere-se a um formato ou superfície que é essencialmente não plano.

Dispositivo Oftálmico Eneraizado [0054] Prosseguindo para a FIG. 1, uma modalidade exemplifica-dora de um elemento de inserção de mídia 100 para um dispositivo oftálmico energizado e um dispositivo oftálmico energizado correspondente 150 é ilustrada. O elemento de inserção de mídia 100 pode compreender uma zona óptica 120 que pode ou não ser funcional para fornecer correção de visão. Onde a função energizada do dispositivo oftálmico não está relacionada a visão, a zona óptica 120 do elemento de inserção de mídia 100 pode ser isenta de material. Em algumas modalidades, o elemento de inserção de mídia 100 pode incluir uma porção que não está na zona óptica 120, que compreende um substrato 115 incorporado com elementos energizantes 110 e componentes eletrônicos 105. Pode haver numerosas modalidades relacionadas a inclusão de elementos de metasuperfície em dispositivos oftálmicos; entretanto muitas podem definir porções de superfície dentro da zona óptica 120 sobre a qual elementos de metasuperfície são instalados. [0055] Em algumas modalidades, uma fonte de energia 110, que pode ser, por exemplo, uma batería, e uma carga 105, que pode ser, por exemplo, uma matriz semicondutora, pode ser fixada ao substrato 115. Os traços condutivos 125 e 130 podem interconectar eletricamente os componentes eletrônicos 105 e os elementos energizantes 110. O elemento de inserção de mídia 100 pode ser completamente encap-sulado para proteger e conter os elementos energizantes, traços, e componentes eletrônicos. Em algumas modalidades, o material de en-capsulação pode ser semipermeável, por exemplo, para impedir que substâncias específicas, como água, entrem no elemento de inserção de mídia 100 e para permitir que substâncias específicas, como gases do ambiente ou os subprodutos das reações dentro dos elementos e-nergizantes, penetrem no ou escapem do elemento de inserção de mídia 100. [0056] Em algumas modalidades, o elemento de inserção de mídia 100 pode estar incluído em um dispositivo oftálmico 150, que pode compreender um material biocompatível polimérico. O dispositivo oftálmico 150 pode incluir um design de centro rígido, borda suave, onde um elemento óptico rígido central compreende o elemento de inserção de mídia 100. Em algumas modalidades específicas, o elemento de inserção de mídia 100 pode estar em contato direto com a atmosfera e a superfície da córnea nas superfícies anterior e posterior respectivamente, ou alternativamente, o elemento de inserção de mídia 100 pode ser encapsulado no dispositivo oftálmico 150. A periferia 155 da lente oftálmica 150 pode ser um material de borda suave, incluindo, por exemplo, um material de hidrogel. [0057] A infraestrutura do elemento de inserção de mídia 100 e do dispositivo oftálmico 150 pode proporcionar um ambiente para numerosas modalidades envolvendo elementos nanoestruturados para formar metasuperfícies. Algumas destas modalidades podem envolver puramente uma função passiva do dispositivo oftálmico, onde, por e- xemplo, o componente de metasuperfície realiza efeitos ópticos relacionados à correção de visão, por exemplo. Outras modalidades podem envolver o dispositivo oftálmico tendo funções ativas onde novamente os próprios componentes de metasuperfície realizam uma função passiva. Além disso, em ainda outras modalidades os componentes de metasuperfície podem por si só ser parte da função ativa do dispositivo oftálmico. [0058] Prosseguindo para a FIG. 2, o item 200, uma representação de um inserto de peça única exemplificador, pode ser ilustrado em seção transversal. Na FIG. 2, o dispositivo oftálmico, 220, pode ter uma representação em seção transversal, 230, que representa uma seção transversal através do local representado pela linha 210. Em uma modalidade exemplificadora, a zona óptica do dispositivo oftálmico 220 pode incluir um elemento polarizante, que pode ser representado na seção transversal como o item 235. Sobre a superfície do item 235 pode haver elementos nanoestruturados para formar a metasuperfície. Em outras modalidades, o item 235 pode somente representar uma superfície que tem os elementos de metasuperfície sobre a mesma. O item 235 pode representar um substrato formado tridimensionalmente que é fixado a outras peças de formação de inserto para formar um inserto. [0059] Do mesmo modo, fora da zona óptica do dispositivo pode haver padrões estampados colocados em um inserto de peça única, conforme mostrado pelo item 221 e em seção transversal como os i-tens 231. Em algumas modalidades, a peça de inserto pode compreender simplesmente os componentes de metasuperfície em 235 e uma região opcionalmente estampada em 231. [0060] Conforme mostrado na seção transversal, a peça de inserto de peça única 235 pode ter um formato tridimensional. Por exemplo, a peça pode assumir o formato tridimensionalmente curvo por termofor- mação de um material laminar delgado que pode começar em um formato plano. Os elementos de metasuperfície podem ser adicionados à folha, ou antes, ou depois desta termoformação ser realizada. [0061] Em algumas modalidades, pode haver um requisito por uma orientação da lente oftálmica dentro do ambiente ocular. Os itens 250 e 260 podem representar recursos de zona de estabilização que podem auxiliar na orientação da lente oftálmica formada sobre um olho do usuário. Além disso, em algumas modalidades, o uso de recursos de estabilização sobre um inserto de peça única pode permitir sua orientação em relação aos recursos de estabilização moldados. A habilidade de orientação pode ser particularmente importante para substituições dos recursos de metasuperfície que não são radialmente simétricos por natureza, como seria o caso de um padrão que pode corrigir aberrações de segunda ordem ou mais altos na visão. [0062] Prosseguindo para a FIG. 3, o item 300, uma variação do inserto de peça única exemplificador mostrado na FIG. 2, pode ser i-lustrado na seção transversal. Na FIG. 3, o dispositivo oftálmico, 320, pode ter uma representação em seção transversal, 330, que representa uma seção transversal através do local representado pela linha 310. Em uma modalidade exemplificadora, a zona óptica do dispositivo oftálmico 320 pode incluir uma porção, não necessariamente mostrada em escala na FIG., onde o formato da superfície é côncavo para radiação incidente em oposição à orientação convexa. Isto pode permitir modalidades onde, ao invés de se ajustar os aspectos de focalização da lente oftálmica, os elementos de metasuperfície podem ajustar aspectos divergentes da superfície da lente. Sobre esta superfície côncava do item 335 pode ser elementos nanoestruturados para formar a metasuperfície. Do mesmo modo, fora da zona óptica do dispositivo pode haver padrões estampados colocados em um inserto de peça única, conforme mostrado pelo item 321 e em seção transversal como os itens 331. Em algumas modalidades, a peça de inserto pode compreender simplesmente os componentes de metasuperfície em 335 e uma região opcionalmente estampada, em 331. Para as mesmas motivações da modalidade na FIG. 2, pode haver recursos de alinhamento ou zonas de estabilização incorporadas ao dispositivo oftálmico conforme mostrado como os itens 350 e 360, e pode haver padrões estampados sobre o inserto como recursos 331. [0063] Prosseguindo para a FIG. 4, modalidades adicionais do i-tem 400 onde insertos compostos por múltiplas peças podem ser usados para formar dispositivos oftálmicos podem ser observadas. No i-tem 405, um inserto composto por múltiplas peças 422 pode incluir um elemento ativo na zona óptica. A FIG. apresenta uma representação em seção transversal 430 ao longo da linha 410. Para propósitos e-xemplificadores, a lente oftálmica inclui também recursos estampados como o item 431, que podem também ser representados em seção transversal como o item 431. Além disso, a lente exemplificadora pode incluir recursos de estabilização 450 e 460. [0064] Insertos compostos por múltiplas peças podem também ser úteis para modalidades com formatos anulares onde não há material de inserto na zona óptica. Com metasuperfícies, uma modificação deste tipo de inserto anular pode ser feita, onde um formato anular de duas peças é encontrado em regiões mostradas como o item 436, enquanto uma peça única de inserto pode estar situada na zona óptica e sustentar os elementos de metasuperfície. [0065] Uma modalidade exemplificadora de um inserto composto por múltiplas peças pode incluir um elemento de lente ativo à base de menisco no item 435 entre as duas peças de inserto. A lente de menisco pode alterar ativamente características focais quando um circuito alimentado por batería aplica um potencial elétrico ao longo de partes da lente de menisco. Os elementos de metasuperfície podem também ser incluídos sobre uma das superfícies compostas por múltiplas peças. Em um exemplo não limitador, a inclusão de elementos de focali-zação de metasuperfície passivos sobre a superfície de uma lente de menisco ativa pode permitir o ajuste das características ópticas para aspectos corretivos de alta ordem da lente. [0066] O inserto composto por múltiplas peças também pode incluir uma modalidade de metasuperfície em nanoescala ativa. Em sessões subsequentes uma discussão é encontrada para uma modalidade que ativamente forma elementos de metasuperfície dentro da região entre as duas peças de inserto no item 435. Em algumas de tais modalidades, a zona óptica pode ter orientações preferenciais em relação aos olhos do usuário. Os métodos usados para formar tal metasuperfície incluindo um dispositivo oftálmico podem permitir alinhamento registrado dos vários componentes da lente aos elementos de estabilização 450 e 460. Estes elementos irão então manter uma orientação estabelecida da lente em relação aos olhos do usuário.

Elementos de Lente de Metasuperfície [0067] Prosseguindo para a FIG. 5, os aspectos do item 500 de implementações da técnica anterior de dispositivos de lente à base de superfície plana baseados na interação de alteração de fase da luz com elementos metálicos em nanoescala é apresentado. Em alguma implementação das lentes de superfície plana, pequenos recursos metálicos podem ser definidos sobre a superfície plana em um design que interage com a luz sobre a superfície da lente plana. Nos itens de 520 a 527, um conjunto de designs de uma lente funcional é mostrado. Os recursos de 510 compreendem a célula de unidade dos elementos de metasuperfície que são instalados ao longo da superfície plana de maneira tal para formar uma lente. [0068] Em uma modalidade exemplificadora, a lente é otimizada para um comprimento de onda a cerca de 1,5 mícrons, um comprimen- to de onda eletromagnético de comunicação comum fora do espectro visível. Em outras modalidades, a otimização pode ocorrer para comprimentos de onda no espectro visível. A célula de unidade varia do item 520 ao 523. O comprimento dos componentes fica na faixa de 180 a 85 nanômetros de comprimento, e conforme pode ser observado há um ângulo entre elementos lineares deste comprimento que fica na faixa de aproximadamente 90 angstrons a zero. A espessura do metal que compreende os dispositivos de metasuperfície pode ser de aproximadamente 50 nanômetros, e os dispositivos podem ser separados um do outro por um espaçamento na faixa de 750 nanômetros até 200 nanômetros. Quando mais próximos que 200 nanômetros, os componentes de metasuperfície tendem a se "comunicar" um com o outro e alterar as propriedades de dispositivos adjacentes. Na demonstração de dispositivos funcionais, o número de componentes de célula de u-nidade foi produzido em quatro etapas distintas, embora na prática o número de designs de componente diferentes pode ser significativamente maior. Os vários parâmetros referem-se à prática demonstrada para certa faixa de comprimento de onda. A variação dos aspectos de design dos elementos de metasuperfície em 510, incluindo sua espessura e comprimentos, pode ser útil na sintonização dos elementos de metasuperfície a faixas de comprimento de onda diferentes. [0069] Os elementos mostrados e os parâmetros acima mencionados referem-se a aspectos de design usados para criar uma lente plana onde a alteração de fase dos elementos de antena de metasuperfície são usados para modelar uma distribuição de fase radial hi-perboloidal 590 que resulta em uma lente. Em 550, os elementos importantes relacionados à estimação da característica de fase desejada de um elemento colocado sobre a lente plana 560 podem ser encontrados. A lente 560 pode ter um raio conforme mostrado no item 561. A lente modelada pode ter uma característica de comprimento focal mos- trada como o item 581. As características de fase modelada de um e-lemento de metasuperfície, por exemplo, 524, na posição 570, que podem ser representadas como a posição (x,y), é tal que a característica de deslocamento de fase representada pelo item 590 é proporcional à projeção do vetor de localização sobre a superfície do modelo esférico 580. Isto irá resultar na função de lente desejada com a característica focal desejada 581. Pode ser demonstrado que para tais relações pa-ramétricas que tal projeção para o deslocamento de fase PS(x,y) irá seguir a relação de onde PS(x,y) representa o deslocamento de fase desejado de um ponto x,y na lente plana, e ? representa o comprimento de onda da luz, e f representa a característica focal da lente desejada. Em um sistema de coordenada polar o deslocamento de fase PS(r, ?) é [0070] Pode ser aparente que incorporação de lentes planas deste tipo pode criar dispositivos oftálmicos inovadores. Em um dispositivo intraocular, um plano de focalização horizontal pode ser possível. Utilizar designs deste tipo dentro de dispositivos intraoculares pode ser prático para o ajuste de características focais em um sentido estático. Alternativamente, as modalidades de elemento ativo discutidas nos dispositivos de formato tridimensional em seções posteriores podem, de modo semelhante, ter relevância para modalidades intraoculares do tipo lente plana. [0071] Prosseguindo para a FIG. 6, o item 600, o modelo resultante para tal condição de lente onde a superfície não é plana, pode ser mostrado. Pode ser prático usar designs de célula de unidade similares para elementos de metasuperfície em nanoescala, conforme mostrado em 610 como os itens de 620 a 627. Onde os aspectos do de- sign dos elementos como sua espessura, ângulo de recursos e comprimentos podem ser relacionados ao comprimento de onda central desejado do foco e às características de deslocamento de fase calculadas desejadas. [0072] Pode ser aparente que mudança de uma lente plana para uma lente curva pode introduzir complexidade adicional na modelagem do dispositivo. As características de fase física para um plano incidente à base de ondas na superfície curva pode introduzir um primeiro componente de aspectos de fase do dispositivo. Além disso, agora e-lementos de metasuperfície podem residir sobre uma superfície globalmente curva que irá alterar a orientação angular do recurso de antena no espaço. Ademais, conforme a superfície se curva, a distância em linha reta entre elementos de metasuperfície nanoformados e um ao outro pode ser diferente da distância ao longo da própria superfície entre os elementos. [0073] Pode haver alguma estimação razoável que pode se seguir para parâmetros de desenho de lente estimados. Por exemplo, para uma primeira ordem pode ser possível tratar as características de fase da superfície curva, introduzindo uma alteração de fase da interação de onda plana com a superfície, e as características de alteração de fase dos elementos de antena da metasuperfície como independentes. Dessa forma, para modelar os parâmetros de desenho da antena de metasuperfície, pode ser suficiente considerar a alteração de fase desejada devido ao fato de que a antena de metasuperfície é independente do outro deslocamento de fase através de subtração deste deslocamento de fase do deslocamento de fase geral do dispositivo de lente formado tridimensionalmente. [0074] Em estimação, uma vez que antenas de metasuperfície em nanoescala são tão pequenas, pode ser uma boa estimativa modelá-las como pontos. Embora possa haver diferenças em como a onde plana interage com um elemento de metasuperfície em nanoescala inclinado, pode ainda ser aceitável ignorar o impacto através de estimação do dispositivo pequeno como um ponto que não é afetado pela distorção que o curvamento da superfície de lente pode introduzir. [0075] Além disso, em outra estimação o espaçamento entre os elementos no design pode ser estimado com base na distância entre os elementos em um espaço não curvo. Na prática, a densidade de elementos em nanoescala pode afetar a eficiência do dispositivo de focalização e uma implementação curva pode diminuir a densidade a qual elementos em nanoescala podem ser colocados. Todavia, dispositivos ainda podem ser criados com efeitos de primeira ordem dentro do estimado de que o espaço curvo não limita a densidade de design dos elementos em nanoescala. [0076] O efeito do espaço curvo pode ser observado na representação da FIG. 6, item 690. Uma superfície de modelo esférica pode ser mostrada como o item 671. Uma superfície curva pode ser mostrada como o item 691, onde um elemento de metasuperfície em nanoescala como o item 624 pode estar situado em um ponto sobre a superfície (x\ y’, z’) no ponto 680. O impacto resultante nas características de comprimento de fase pode ser observado como o comprimento de fase encurtado 691. As equações para estimação do deslocamento de fase podem se tornar equações cuja dependência é tridimensional e que são representadas por PS(x,y,z) ou, alternativamente, em um sistema de coordenadas cilíndrico como PS(r, ?, h). [0077] Aplicar as várias estimações mencionadas, um método para aplicar as características de lente gerais desejadas a uma superfície de lente curva com elementos de metasuperfície pode ser discutido em relação à FIG. 7, item 700. No item 710, uma representação gráfica da superfície curva com elementos de metasuperfície pode ser encontrada. As características de fase combinadas do formato de lente como o item 730 e, então, o componente de metasuperfície como o item 740, podem ser mostrados. Em um caso exemplificador onde a metasuperfície e a superfície física curva são radialmente simétricas e focalizadas, uma diferença no comprimento focal dos deslocamentos de fase combinados pode ser entendido como o item 750, onde o item 760 pode representar a característica focal da lente resultante como o item 760. Pode ser uma estimativa razoável se focar no ângulo de construção relativo das duas características focais independentes diferentes, onde 770 pode representar o ângulo em que a metasuperfície altera a característica focal além da característica focal da superfície de lente física curva. [0078] Continuando com as estimativas, em 720 o caso resultante se você desacopla as características de deslocamento de fase do dispositivo de lente oftálmica curva do dispositivo de metasuperfície pode ser mostrado. Se o impacto tridimensional do impacto de fase total da lente curva com elementos de metasuperfície é estimado como vindo completamente da característica de fase do dispositivo curvo, então pode ser estimado que por subtração das características de fase PS-lens(x,y,z) ao longo da superfície de lente você pode transformar a condição de modelagem da metasuperfície desejada para novamente se encaixar aquela de uma lente plana conforme discutido em referência à FIG. 6. Isto pode ser o equivalente do sistema de coordenada cilíndrico que tem uma representação onde o parâmetro de altura - h está definido em zero. Se a transformação resultante é estimada para ocorrer pela manutenção das contribuições de comprimento focal que podem ser modeladas ao se manter os ângulos relativos das características de comprimento focal conforme mostrado pelo item 771, então uma nova característica focal estimada para um modelo de lente plana com um espaço de fase transformado pode ser representado pelo item 750. Então os aspectos de design para tais elementos de metasuperfí- cie podem ser calculados da mesma maneira conforme mencionado em relação à FIG. 6, e a equação 1, 2 onde o "f" é agora um comprimento focal eficaz estimado do item 750. Na prática, sistemas de modelagem de frente de onda mais sofisticados podem ser usados para calcular rigorosamente as características de fase desejadas de superfícies curvas tridimensionais arbitrárias e as características de fase desejadas resultantes dos elementos de metasuperfície em nanoescala instalados na mesma. Para produzir dispositivos consistentes com a técnica da presente invenção, com características ópticas estimadas, as estimações globais podem ser aplicadas. [0079] No caso estimado onde as coordenadas cilíndricas podem ser compactadas até uma relação de coordenada polar pela subtração das características tridimensionais do substrato de lente física, então a representação de fase coordenada polar pode novamente ser [0080] Ademais, a modelagem dos parâmetros de desenho de e-lementos de metasuperfície individuais pode ser executada por protocolos de modelagem sofisticados como, por exemplo, simulações eletromagnéticas por Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FTDT). Estas simulações podem ser computacionalmente intensas se executadas em elementos de nanosupérfície instalados de maneira totalmente tridimensional, mas possíveis. Alternativamente, as estimativas anteriormente discutidas podem proporcionar uma alternativa para gerar resultados que podem ser corrigidos interativamente através de produção, medição e ciclos de estimação refinados. [0081] Prosseguindo para a FIG. 8, o item 800, uma modalidade exemplificadora de alguns dos conceitos, pode ser encontrado. O item 800 pode representar um dispositivo de inserto oftálmico que pode estar incluído dentro de uma lente oftálmica em algumas modalidades, ou representar um dispositivo oftálmico por si. O exemplo inclui ele- mentos energizantes 830 que energizam o circuito de controle 840 que pode compreender um circuito integrado. O circuito integrado bem como outros componentes podem controlar outros componentes ativos dentro do dispositivo. Em um exemplo não-limitador, na zona ativa pode haver uma lente à base de menisco capaz de se ajustar à potência óptica quando luz procede através do dispositivo. Sobre este dispositivo na zona óptica, em 820, pode haver elementos de metasuperfície. Na inserção ampliada de 810, os elementos de metasuperfície podem ser observados. Estes elementos podem ser destinados a proporcionar uma correção óptica estática que, em combinação com a alteração ativa na potência óptica do elemento de lente subjacente, pode proporcionar uma função inovadora. [0082] Em algumas modalidades, conforme mostrado na FIG. 9, os elementos de metasuperfície também podem ser definidos de maneiras ativas. A lente de menisco exemplificadora discutida no item 800 pode empregar tipicamente a técnica de eletroumidificação em dielétricos (EWOD). A técnica age em combinações de líquidos através da alteração da energia livre superficial das superfícies próximas aos líquidos. Combinações de líquidos imiscíveis, onde um líquido, por exemplo, é um líquido polar como uma solução aquosa, e o outro líquido é um líquido não-polar como um óleo, pode ser eficaz para dispositivos de EWOD. A técnica pode ser usada para criar uma criação ativa de elementos de metasuperfície. No item 910, uma combinação de líquidos do tipo EWOD sem um campo elétrico aplicado ao longo de uma superfície ativa pode resultar em uma lente de efeito difuso sem elementos de metasuperfície regularmente definidos. O destaque de 910 apresenta um local difuso de elementos. Estes elementos podem ser encontrados na camada de fluido identificada como 915. Na inserção, a camada de fluido 915 pode compreender componentes solvatados. Em algumas modalidades estes componentes podem ser nanoesferas metálicas como mostrado pelo item 930, ou nanohastes metálicas conforme mostrado pelo item 935. Os componentes metálicos podem compreender ouro, prata, platina ou outros elementos que podem formar componentes nanodimensionados. [0083] A superfície dos nanocomponentes pode ser revestida com produtos químicos que conferem uma energia de superfície ao componente nanodimensionado. Estes produtos químicos revestidos podem estabelecer uma preferência a certos tipos de fluido ou distância a certos tipos de fluido. As moléculas ligantes 931 mostradas fixadas às nanoesferas 930 podem, em algumas modalidades, tornar as nanoesferas hidrofílicas em natureza ou alternativamente hidrofóbicas. Se as nanoesferas eram hidrofílicas elas podem ser de preferência situadas no componente aquoso da mistura de líquidos EWOD. Quando o primeiro líquido contém os componentes nanodimensionados, como 915 na representação, o outro componente 913 pode ser desprovido dos mesmos. Então os fluidos podem estar contidos em estruturas em microescala que são circundadas por um topo 912, estruturas laterais 911 e uma camada de superfície 916 sobre um revestimento ou filme dielétrico 917. A camada de superfície pode ser tal que a fase aquosa, por exemplo, é preferencial para umedecer ao longo da superfície conforme mostrado pelo contato da camada de fluido aquoso exemplifica-dora 915 ao longo da mesma. Sob o revestimento ou filme dielétrico 917 pode haver eletrodos condutivos 918. As camadas de fluido podem ser contactadas por outro eletrodo condutivo 914. Quando um potencial elétrico é aplicado ao longo dos eletrodos 918 e 914 a energia livre superficial na superfície da camada de superfície 916 que está próxima aos eletrodos 918 pode se alterar para favorecer umedeci-mento pela camada do tipo óleo (que pode ser considerada uma característica de umedecimento por camada de óleo). Esta condição pode ser mostrada em 920. [0084] Se os eletrodos são definidos de modo que a nanoestrutura contendo líquido quando situada em regiões menores como no caso para o líquido 914 no caso 920, então as nanoesferas são concentradas em recursos que podem assumir os designs de tipo nanosuperfí-cie, conforme mostrado na inserção em 920. Estes formatos ocorreríam com estruturas nanometálicas concentradas que compreendem nanoesferas 930 ou nanohastes 935, que podem interagir com luz de maneiras similares aos componentes de metasuperfície descritos anteriormente. As nanoesferas ou nanohastes com moléculas de superfície fixas podem ser formuladas para ser um componente de tamanho único dentro da mistura de tamanhos na faixa de tamanhos de esfera comercialmente disponíveis de 2 nm a 250 nm, junto à Discovery Sci-entific Inc. Alternativamente, uma combinação de tamanhos diferentes pode também ser usada. As propriedades ópticas dos fluidos podem ser alteradas dependendo do tamanho da esfera usada ou a combinação de vários tamanhos. Da mesma forma os ligantes poderíam executar papéis na interação com propriedades ópticas através da determinação de espaçamento mais próximo entre nanoesferas no líquido. [0085] Em algumas modalidades, a estrutura lateral 911 pode ser projetada para circundar elementos de metasuperfície individuais. Em outras modalidades, múltiplos elementos podem estar situados dentro de cada estrutura de superfície isolada. O design dos locais de eletrodo 918, ou locais sem eletrodo, pode ser produzido de modo que os elementos individuais são espaçados a aproximadamente 250 nm ou mais um do outro. A área superficial relativa dos recursos projetados 918 nestas células isoladas individuais pode determinar as quantidades relativas de dois fluidos imiscíveis para confinamento do elemento de design de uma região de fluido quando o efeito EWOD causa a definição de elementos de metasuperfície. [0086] Prosseguindo para a FIG. 10, uma modalidade alternativa daquela da FIG. 9 pode ser encontrada. Operando de uma maneira similar a eletroumidificação como um meio de definir elementos de me-tasuperfície ativos, a modalidade na FIG. 10, constrói a camada com dispositivos nanoestruturados ao longo da parede lateral de um eletrodo. No item 1010, a condição onde a nanoestrutura contém uma camada líquida está situada ao longo do fundo de uma célula pequena. A célula tem recursos estruturais similares aqueles da modalidade 900. O item 1011 pode ser paredes laterais contendo a célula micro-fluídica. Um topo da célula pode ser o item 1012. O item 1014 pode ser um eletrodo formado no formato desejado de um elemento de na-nosuperfície. O item 1013 pode ser um filme ou revestimento dielétrico formado na parede lateral do eletrodo que tem as propriedades de umedecimento desejadas em seu lado. O item 1015 pode ser um eletrodo que penetra através do topo da célula. O item 1016 pode ser a camada de fluido contendo as nanoesferas solvatadas e o item 1018 pode ser a outra camada de fluido. A camada 1016 pode ter as nanoesferas 930 e nanohastes 935 metálicas similares, que podem ter moléculas ligantes fixas 931 para definir a energia livre superficial da nanoestrutura e, portanto, em que tipo de líquido ela irá preferir ser solva-tada. [0087] Quando um campo elétrico é aplicado ao longo do eletrodo 1015 e do eletrodo 1016, este potencial aplicado pode alterar a energia livre superficial da região de parede lateral do item 1016, fazendo com que a camada de fluido 1016 se mova ao longo da região de parede lateral, conforme mostrado na representação relacionada ao 1020. A acumulação do fluido na região pode formar as estruturas de metasuperfície, conforme mostrado no item 1020. Novamente, a aplicação de tensão ao longo das células pode gerar um padrão de nanoestrutura ativo que pode ter os efeitos ópticos modelados. Em algumas modalidades, a aplicação de tensão pode ser controlada pelos compo- nentes eletrônicos contidos dentro de uma estrutura de inserto que também contém elementos energizantes. [0088] As estruturas de metasuperfície resultantes que são criadas na modalidade do item 1020, onde elas são situadas na proximidade do eletrodo de metal, podem ter interação óptica alterada, pois a estrutura de nanoestruturas de metal com um dielétrico e uma segunda estrutura de metal podem criar nanoestruturas que se unem mais fortemente com o campo magnético da radiação eletromagnética. Isto pode criar comprimentos de onda adicionais com base em ressonâncias baseadas em parâmetros como a espessura do filme dielétrico. Isto pode criar outra dimensão para modelagem das estruturas de nanosuperfí-cie incorporadas em tais modalidades.

Claims (20)

1. Dispositivo oftálmico, caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de inserto, em que ao menos uma porção de uma superfície do dispositivo de inserto tem recursos metálicos sobre a mesma, em que os recursos metálicos estão dispostos em um padrão cuja periodicidade é menor que uma distância igual a um comprimento de onda de luz alvo.

2. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: os recursos metálicos têm um formato e tamanho variados com base em sua localização no inserto e uma característica de fase desejada da luz do comprimento de onda alvo aproximado, depois que a luz interage com os recursos metálicos.

3. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: o formato e tamanho variados é constante para locais sobre a superfície do dispositivo de inserto cujo raio é constante em um sistema de coordenada cilíndrico relacionado à superfície do inserto.

4. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: o formato e tamanho do recurso metálico com base em sua localização no inserto podem ser determinados por uma relação de deslocamento de fase com base na relação estimada de onde r é um raio da localização do recurso metálico, ? é um ângulo polar da localização do recurso metálico, ? é o comprimento de onda alvo, h é um sistema de coordenada cilíndrico da altura de localização do recurso metálico, e f é um comprimento focal estimado eficaz para uma característica de lente desejada.

5. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: os recursos metálicos têm dimensões de área superficial máximas que são menores que ou aproximadamente iguais a 10.000 nm2.

6. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: a periodicidade é menor que aproximadamente 700 nm.

7. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma borda de lente de encapsulação de material de hidro-gel.

8. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicional mente uma borda de lente de encapsulação de material de hidrogel.

9. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: recursos de estabilização dentro da borda de lente de encapsulação.

10. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que: a ao menos uma porção da superfície é côncava em formato.

11. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: a ao menos uma porção da superfície é convexa em formato.

12. Dispositivo oftálmico, caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de inserto, em que ao menos uma porção de uma superfície do dispositivo de inserto tem recursos metálicos sobre a mesma, em que os recursos metálicos estão dispostos em um padrão de repetição cuja periodicidade é menor que uma distância igual ao comprimento de onda de luz alvo; uma camada dielétrica sobre os recursos metálicos; uma combinação de fluidos imiscíveis próximos à camada dielétrica, em que ao menos um dentre os fluidos imiscíveis inclui um ou mais dentre uma nanoesfera metálica ou uma nano-haste metálica.

13. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que: uma superfície da camada dielétrica compreende uma camada com uma energia livre superficial que repele um dos fluidos i-miscíveis que inclui a maior parte das nanoesferas metálicas ou nano-hastes metálicas.

14. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que: uma aplicação de um campo elétrico ao longo da camada com uma energia livre superficial que repele o fluido imiscível que inclui a maior parte das nanoesferas metálicas ou nano-hastes metálicas faz com que a camada se altere para uma que atrai o fluido imiscível que inclui a maior parte das nanoesferas metálicas ou nanohastes metálicas.

15. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que: a atração do fluido imiscível que inclui a maior parte das nanoesferas metálicas cria coleções de nanoesferas ou nanohastes para assumir recursos que interagem com luz incidente, em que o formato e tamanho dos recursos que interagem com a luz incidente causa um deslocamento de fase alvo aproximado na luz incidente.

16. Dispositivo oftálmico, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: ligantes superficiais fixos na nanoesfera metálica ou na na-nohaste metálica.

17. Dispositivo de lente de contato, caracterizado pelo fato de que compreende: ao menos uma primeira coleção instalada tridimensionalmente de elementos de metasuperfície cuja interação com luz incidente causa um efeito de lente.

18. Dispositivo de lente de contato, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a coleção instalada tridimensionalmente de elementos de metasuperfície, cuja interação com luz incidente causa um efeito de focalização na lente, é estática.

19. Dispositivo de lente de contato, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a ao menos uma primeira coleção instalada tridimensionalmente dos elementos de metasuperfície está presente dinamicamente; em que a presença dinâmica é influenciada pela introdução de um campo elétrico dentro do dispositivo de lente de contato.

20. Dispositivo de lente de contato, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que: a ao menos uma primeira coleção instalada tridimensionalmente de elementos de metasuperfície compreende uma ou mais dentre uma nanoesfera metálica ou nanohaste metálica.