CN105467615A - 用于增强真实性的智能隐形眼镜及其制造和操作方法 - Google Patents

Abstract

示例实施例公开了用于增强真实性的智能隐形眼镜以及制造和操作该智能隐形眼镜的方法。该智能隐形眼镜包括：第一隐形眼镜；显示单元，在第一隐形眼镜的中心区域中；周边器件，在第一隐形眼镜上且在显示单元周围，周边器件连接到显示单元；以及钝化层，覆盖显示单元和周边器件。制造智能隐形眼镜的方法包括：形成显示单元；在第一隐形眼镜的中心区域中安装显示单元；在第一隐形眼镜上且在显示单元周围形成与显示单元相连的周边器件；以及形成钝化层以覆盖显示单元和周边器件。

Description

用于增强真实性的智能隐形眼镜及其制造和操作方法

技术领域

本公开涉及一种便携式或可穿戴的显示器，更具体地，涉及用于增强真实性的智能隐形眼镜(contactlenses)以及制造和操作该智能隐形眼镜的方法。

背景技术

近来，已经大量地研究了与现有便携式装置结合用于改进功能的可穿戴装置或其它各种装置，这样的装置中的某些已经被商业化为产品。

随着智能电话的普及，这样的装置配置为包括以与智能手机相互作用的关系可操作的部件和用于显示信息的显示器。这样的装置的示例包括抬头显示器和谷歌眼镜(GoogleGlass^TM)。然而，由于该装置安装在佩戴者的头上并投射图像到眼镜上，所以装置的图像质量和视角会根据佩戴者的运动而受到影响或者变窄。因此，该装置会不适于实现增强的真实性。

发明内容

本公开提供了能够清晰地提供信息而与佩戴者的运动和焦距无关并增大视角的智能隐形眼镜。

本公开提供了制造智能隐形眼镜的方法。

本公开提供了操作智能隐形眼镜的方法。

其它的方面将在下面的描述中被部分地阐述，并将部分地通过该描述而变得明显，或者可以通过示例实施例的实施而掌握。

根据示例实施例，一种智能隐形眼镜包括：第一隐形眼镜；显示单元，在第一隐形眼镜的中心区域中；周边器件，在第一隐形眼镜上且在显示单元周围，该周边器件连接到显示单元；以及钝化层，覆盖显示单元和周边器件。

第一隐形眼镜包括在第一隐形眼镜的中心区域中的凹槽，显示单元在该凹槽中。

显示单元可以通过粘合剂材料附接到第一隐形眼镜。

智能隐形眼镜还可以包括覆盖钝化层并在钝化层周围与第一隐形眼镜进行气密接触的第二材料层。

智能隐形眼镜还可以包括覆盖钝化层的第二隐形眼镜。

显示单元可以包括：透明基板层；在透明基板层上的开关阵列层；在开关阵列层上的发光层；以及在发光层上的电极层。

周边器件可以包括：天线，信息可以通过该天线传输到外部装置或者从外部装置传入；电容器，配置为向显示单元和一部分周边器件供应电力；控制单元，配置为控制显示单元和周边器件的操作；运动传感器，配置为检测智能隐形眼镜的运动；以及薄膜照相机。

透明基板层可以包括微透镜阵列，该微透镜阵列包括多个微透镜，并且微透镜阵列可以具有变化的微透镜分布密度。

发光层可以包括具有多个发光器件的发光器件阵列，并且发光器件阵列可以具有变化的发光器件分布密度。在此情况下，发光器件分布密度可以在发光器件阵列的中心区域中相对较高，并可以在远离发光器件阵列的中心的方向上减小。

根据另一个示例实施例，一种制造智能隐形眼镜的方法包括：形成显示单元；在第一隐形眼镜的中心区域中安装显示单元；在第一隐形眼镜上且在显示单元周围形成与显示单元相连的周边器件；以及形成钝化层以覆盖显示单元和周边器件。

显示单元的形成可以包括：在模子层的弯曲表面上形成透明基板层；将开关阵列层转移到透明基板层；将发光层转移到开关阵列层；以及形成配线以将开关阵列层的器件与发光层的器件连接。

转移开关阵列层和发光层可以包括转移印刷。

透明基板层可以包括微透镜阵列，该微透镜阵列包括多个微透镜，微透镜阵列可以具有变化的微透镜分布密度。

发光层可以包括具有多个发光器件的发光器件阵列，发光器件阵列具有变化的发光器件分布密度。

配线可以具有三维弹起式结构(three-dimensionalpop-upstructure)或丝状蜿蜒结构(filamentaryserpentinestructure)。

安装显示单元可以包括在第一隐形眼镜的中心区域中形成凹槽以及将显示单元设置在该凹槽中。

安装显示单元可以包括施加粘合剂材料到第一隐形眼镜的中心区域以及将显示单元附接到第一隐形眼镜的中心区域。

该制造方法还可以包括在第一隐形眼镜上形成材料层以覆盖钝化层。在此情况下，该材料层包括与用于形成第一隐形眼镜的材料相同的材料。

该制造方法还可以包括在第一隐形眼镜上形成第二隐形眼镜以覆盖钝化层。

形成周边器件可以包括：在基板上形成器件层；将器件层与基板分开；通过在至少一个方向上拉第一隐形眼镜而使第一隐形眼镜变平；将器件层转移到变平的第一隐形眼镜；形成配线以连接器件层和显示单元；以及使第一隐形眼镜返回到初始形状。配线可以具有丝状蜿蜒结构。

转移发光层可以包括：在硅基板上形成包括多个发光器件的阵列；将该阵列转移到柔性基板；使柔性基板变形为弯曲的形状，使得该阵列具有与模子层的弯曲表面相对应的曲率；以及将该阵列转移到开关阵列层并去除柔性基板。

根据另一个示例实施例，一种操作智能隐形眼镜的方法包括：接收信息；将信息传输到显示单元；以及利用显示单元将光直接投射到视网膜，该光包括信息。

所述接收从外部装置接收信息。

外部装置可以包括与智能隐形眼镜相互作用的程序。

在接收信息之前，操作方法还可以包括：检测目标，智能隐形眼镜的佩戴者的眼睛被聚焦在该目标上；捕获该目标的图像；以及将该图像提供到外部装置。

提供图像到外部装置可以包括将关于目标的搜索请求信号发送到外部装置。

信息可以包括与目标相关的搜索结果。可选地，信息可以由外部装置提供。

附图说明

从以下结合附图对示例实施例的描述，这些和/或其它的方面将变得明显并更易于理解，附图中：

图1是可区别地示出根据示例实施例的智能隐形眼镜的器件形成区域的平面图；

图2是沿着图1的线2-2'剖取的截面图；

图3是示意地示出示例实施例的智能隐形眼镜的示例结构的平面图；

图4是平面图，示出其中图3所示的显示单元具有四边形外部形状的情形；

图5是平面图，示出其中图3所示的周边器件具有圆形外部(边缘)形状的情形；

图6是沿着图5的线6-6'剖取的截面图；

图7是示出根据另一个示例实施例的智能隐形眼镜的截面图；

图8是示出根据另一个示例实施例的智能隐形眼镜的截面图；

图9是示出根据示例实施例的智能隐形眼镜的设置在隐形眼镜的上表面上的周边器件的结构的平面图；

图10是从图9的y轴方向看的侧视图；

图11是沿着图9的线11-11'剖取的截面图；

图12是示出图11所示的显示单元的示例结构的截面图；

图13是示出图12所示的透明基板层上的微透镜的分布密度的截面图；

图14和图15是示出图13所示的透明基板层的微透镜的分布密度的仰视图；

图16是截面图，示出其中信息(数据)通过根据示例实施例的智能隐形眼镜投射到视网膜的情形；

图17至图27是截面图，顺序地示出根据实施例的制造智能隐形眼镜的方法；

图28至图31是截面图，顺序地示出将发光层附接到透明基板层的工艺；

图32是方框图，示出根据示例实施例的操作智能隐形眼镜的方法；以及

图33是示出在根据示例实施例的智能隐形眼镜的佩戴者的视野中一起显示的目标和信息的视图。

具体实施方式

现在，将参照附图更全面地描述示例实施例。许多替换的形式可以被实施，并且示例实施例不应被解释为限于这里阐述的示例实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

将理解，尽管这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。例如，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件，而没有脱离示例实施例的范围。如这里所用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有的组合。

将理解，当一元件被称为“连接”或“联接”到另一个元件时，它可以直接连接或联接到另一个元件或可以存在插入的元件。相反，当一元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一个元件时，没有插入元件存在。用于描述元件之间的关系的其它词语应当以类似的方式解释(例如，“在......之间”与“直接在......之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。

这里所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不意在限制示例实施例。如这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地表示。还将理解的是，术语“包括”、“包含”和/或“含有”，当在这里使用时，指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。

除非另外特别地阐述，或者如从讨论而明显的，诸如“处理”或“计算”或“运算”或“决定”或“显示”等的术语指的是计算机系统或类似电子计算装置的作用或进程，其将计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理、电子量的数据操纵并转换为其它数据，该其它数据被类似地表示为在计算机系统的存储器或寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示装置内的物理量。

在下面的描述中提供具体的细节，以提供对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员将理解，示例实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。例如，系统可以在方框图中示出，从而不在不必要的细节上使示例实施例模糊。在其它情况下，已知的工艺、结构和技术可以被示出而没有不必要的细节，以避免使示例实施例模糊。

在下面的描述中，将参照操作的作用和象征性的表示(例如，以流程图、作业图、数据流程图、结构示意图、方框图等的形式)描述示例的实施例，可被实施为程序模块或功能进程的操作包括例行程序(routine)、程序、对象(object)、组件(component)、数据结构等，它们执行特定的任务或实现特定的抽象数据类型并可以利用现有电子系统(例如，3D显示装置)中的现有硬件来实现。这样的现有硬件可以包括一个或多个中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、特定用途集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)计算机等。

尽管流程图可以将操作描述为顺序的过程，但是许多操作可以并行地、并发地或同时执行。此外，操作的顺序可以被重新布置。过程可以在其操作完成时结束，但是也可以具有没有被包括在附图中的另外的步骤。过程可以对应于方法、功能、工艺、子程序、辅程序等。当过程与功能对应时，其终止可以对应于将该功能返回到调用功能或主功能。

此外，示例实施例可以通过硬件、软件、固件、中间件(middleware)、微码、硬件描述语言或其任何组合来实现。在软件、固件、中间件或微码中执行时，执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在机器或计算机可读介质诸如计算机可读存储介质中。当在软件中实施时，处理器或多个处理器可以编程以执行必要的任务，从而变成特定用途的处理器或计算机。

在下文，将参照附图根据示例实施例详细地描述用于增强真实性的智能隐形眼镜以及制造和操作该智能隐形眼镜的方法。在附图中，为了清楚起见，层或区域的厚度可以被夸大。

首先，将根据示例实施例描述用于增强真实性的智能隐形眼镜。

参照图1，智能隐形眼镜包括用于坚硬部分的第一区域S1和用于柔软部分的第二区域S2。第一区域S1是隐形眼镜30的中心区域，第二区域S2是围绕第一区域S1的区域。显示元件可以设置在第一区域S1中，并且用于驱动显示元件的元件(例如，电源或控制器)可以设置在第二区域S2中。此外，用于将信息(数据)发送到外部装置并从外部装置接收信息的器件(例如，天线或无线芯片组)以及眼球运动传感器可以设置在第二区域S2中。

图2是沿着图1的线2-2'剖取的截面图。

参照图2，隐形眼镜30可以为向上凸起的软性眼镜。隐形眼镜30可以为传统的眼镜。

图3是示意地示出根据示例实施例的第一智能隐形眼镜SC1的平面图。

参照图3，在第一智能隐形眼镜SC1中，显示单元32设置在与隐形眼镜30的第一区域S1相对应的区域中。周边器件34设置在与隐形眼镜30的第二区域S2相对应的区域中。周边器件34设置在显示单元32周围。周边器件34可以包括电源(例如，超级电容器)、眼球运动传感器、用于控制显示单元32的控制器、以及将信息发送到外部装置并从外部装置接收信息的天线单元。周边器件34还可以包括另外的元件诸如相机。周边器件34的电源可以向显示单元32以及周边器件34的其它元件供应电力。周边器件34的元件所用电力的至少一部分可以利用天线单元通过无线电力传输方法从第一智能隐形眼镜SC1的外面提供。周边器件34可以覆盖有由可图案化的含环氧树脂的材料形成的第一材料层36，从而防止湿气和/或氧气的渗透。第一材料层36可以对光是透明的。例如，第一材料层36可以由SU8形成。如图3所示，周边器件34可以用第一材料层36完全覆盖。然而，第一材料层36可以被图案化以个别地覆盖周边器件34的元件(个别钝化)。周边器件34和第一材料层36可以覆盖有第二材料层38。第二材料层38可以完全覆盖隐形眼镜30的上表面。也就是，第二材料层38可以完全覆盖隐形眼镜30的不与眼球接触的外表面。

参照图3，显示单元32具有圆形形状，周边器件34和第一材料层36的外边缘(边界)具有四边形形状。然而，显示单元32、周边器件34和第一材料层36可以具有其它的形状。例如，显示单元32可以具有如图4所示的四边形外形。在另一个示例中，显示单元32可以具有四边形外形(边缘形状)，并且周边器件34可以具有圆形外形，如图5所示。

图6是沿着图5的线6-6'剖取的截面图。

参照图6，第一智能隐形眼镜SC1包括隐形眼镜30以及设置在隐形眼镜30的上表面上的元件32、34、36和38。隐形眼镜30的下表面可以与眼球接触。隐形眼镜30的上表面不与眼球接触。显示单元32、周边器件34、用于钝化的第一材料层36和用于包封的第二材料层38可以设置在隐形眼镜30的上表面上。

显示单元32可以设置在隐形眼镜30的中心区域中。显示单元32可以设置为使得显示单元32可以在视网膜RL上显示信息。因此，信息(数据)可以清楚地直接显示在隐形眼镜30的佩戴者的视网膜RL上，而与佩戴者的眼球的焦距变化无关。凹槽30G形成在隐形眼镜30的中心区域中。具有与显示单元32的尺寸相对应的尺寸的凹槽30G可以在制造隐形眼镜30时形成在隐形眼镜30中。在此情况下，凹槽30G的深度可以基于显示单元32的厚度来确定。例如，凹槽30G的深度可以等于或小于显示单元32的厚度。然而，凹槽30G的深度可以大于显示单元32的厚度。周边器件34覆盖隐形眼镜30的上表面的围绕凹槽30G的部分。周边器件34可以与显示单元32直接接触，并可以电连接到显示单元32。第一材料层36覆盖显示单元32和周边器件34，并在周边器件34周围与隐形眼镜30的上表面接触。第一材料层36可以与显示单元32和周边器件34直接接触。第一材料层36覆盖有用于包封的第二材料层38。第二材料层38可以与第一材料层36直接接触。第二材料层38可以在第一材料层36周围与隐形眼镜30的上表面气密接触。第二材料层38可以由与用于形成隐形眼镜30的材料相同的材料形成。

图7是示出根据另一个示例实施例的智能隐形眼镜SC2(在下文称为第二智能隐形眼镜SC2)的截面图。现在将仅描述与图6所示的第一智能隐形眼镜SC1的差别。

参照图7，第二智能隐形眼镜SC2的隐形眼镜30不包括凹槽。显示单元32附接到隐形眼镜30的上表面。显示单元32可以通过采用粘合剂材料附接到隐形眼镜30的上表面。在显示单元32周围的第一材料层36和第二材料层38可以以与图6所示相同的方式构造和设置。

图8是示出根据另一个示例实施例的智能隐形眼镜SC3(在下文称为第三智能隐形眼镜SC3)的截面图。

参照图8，第三智能隐形眼镜SC3的隐形眼镜30包括第一隐形眼镜30A和第二隐形眼镜30B。第一和第二隐形眼镜30A和30B被顺序地堆叠。第一和第二隐形眼镜30A和30B可以由相同的材料形成。第一隐形眼镜30A可以与参照图6或7描述的隐形眼镜30相同。

显示单元32、第一材料层36和第二材料层38布置在第一和第二隐形眼镜30A和30B之间。在此情况下，如果第二隐形眼镜30B具有包封作用，则可以省略第二材料层38。显示单元32、第一材料层36和第二材料层38设置在第一隐形眼镜30A的上表面上，并且其所设置的结构可以与图7所示的相同。显示单元32可以附接到第一隐形眼镜30A的上表面。可选地，显示单元32可以设置在凹槽30AG中，凹槽30AG形成在第一隐形眼镜30A的上表面的中心区域中。

图9是示出根据示例实施例的设置在隐形眼镜30的上表面上的周边器件34的示例结构的平面图。

参照图9，配线部分64设置在显示单元32周围。配线部分64可以包括用于连接显示单元32的元件的电线。配线部分64可以包括与显示单元32的操作相关的电路。配线部分64可以具有围绕显示单元32的圆形形状。运动传感器66、电容器68和无线电芯片组70设置在配线部分64周围。运动传感器66、电容器68和无线电芯片组70与配线部分64分开。运动传感器66和无线电芯片组70可以电连接到电容器68。运动传感器66可以检测隐形眼镜30的运动，也就是眼球的运动或者眼球的眨眼。电容器68可以为超级电容器。电容器68连接到配线部分64。

控制单元76可以设置在电容器68和配线部分64之间。控制单元76可以为硬件、固件、执行软件的硬件或其任何组合。当控制单元76是硬件时，这样的现有硬件可以包括一个或多个中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机等，其被配置为特定用途的机器以执行控制单元76的功能。CPU、DSP、ASIC和FPGA可以总称为处理器和/或微处理器。

在控制单元76是执行软件的处理器的情况下，处理器配置为执行存储在存储介质中的软件的特定用途的机器，以执行控制单元76的功能。

控制单元76电连接到电容器68。电容器68可以通过控制单元76连接到配线部分64。控制单元76可以控制显示单元32的操作。为此，控制单元76可以包括电路。控制单元76可以控制将信息(数据)从外部装置传输到显示单元32的操作以及将这样的信息(数据)从显示单元32投射到视网膜的操作。当信息(数据)从外部装置传输到显示单元32时，控制单元76可以将信息(数据)处理成能够被显示单元32处理的格式。控制单元76可以包括用于控制周边器件34的各种元件(例如，运动传感器66、电容器68和无线电芯片组70)操作的电路。无镜头相机74可以设置在运动传感器66和配线部分64之间。相机74与配线部分64分开并连接到运动传感器66。相机74可以与运动传感器66相互作用并与运动传感器66一起操作。例如，运动传感器66可以检测眼球的运动，相机74可以对眼球聚焦的目标或背景照相。如果眼球聚焦在目标或背景上达设定的一段时间或者眨眼次数等于或大于设定值，则相机74可以操作。相机74的此操作可以由控制单元76控制。运动传感器66、电容器68和无线电芯片组70由射频(RF)天线72围绕。RF天线72设置在隐形眼镜30的边缘内。RF天线72具有完全围绕运动传感器66、电容器68和无线电芯片组70的封闭圆形。然而，在另一些实施例中，RF天线72可以具有部分打开的圆形形状。RF天线72可以是用于从外部装置接收信息(数据)并发送信息(数据)到外部装置的器件之一。此外，RF天线72可以是用于通过无线电力传输方法从外部装置接收电力的器件之一。外部装置可以包括用于操作智能隐形眼镜的器件的程序。外部装置可以是便携式装置或固定装置。例如，便携式装置可以是移动通讯装置。RF天线72与运动传感器66、电容器68和无线电芯片组70分开。运动传感器66和无线电芯片组70可以通过配线连接到RF天线72。运动传感器66可以不直接连接到RF天线72。运动传感器66可以连接到控制单元76。运动传感器66可以直接或通过控制单元76连接到无线电芯片组70。在此情况下，运动传感器66的操作可以由控制单元76控制。钝化材料层80覆盖周边器件34和显示单元32，包封层60覆盖材料层80。

图10是从图9的y轴方向看的侧视图。

参照图10，显示单元32、配线部分64、运动传感器66、电容器68、无线电芯片组70和RF天线72覆盖有材料层80。材料层80的边缘与隐形眼镜30的上表面接触。材料层80的功能和材料可以与上述第一材料层36的相同。材料层80覆盖有包封层60。包封层60与隐形眼镜30的边缘气密接触。

图11是沿着图9的线11-11'剖取的截面图。

参照图11，凹槽30G形成在隐形眼镜30的中心区域中。显示单元32设置在凹槽30G中。显示单元32的厚度可以等于凹槽30G的深度。配线部分64设置在隐形眼镜30的上表面上位于显示单元32的两侧。运动传感器66设置在配线部分64的左部的左侧，无线电芯片组70设置在配线部分64的右部的右侧。RF天线72设置在运动传感器66的左侧和无线电芯片组70的右侧。RF天线72、运动传感器66、无线电芯片组70、配线部分64和显示单元32覆盖有用于防止杂质(例如，氧气和水)渗入的材料层80。

图12是示出根据示例实施例的图11所示的显示单元32的结构的截面图。

参照图12，显示单元32包括顺序堆叠的透明基板层90、开关阵列层94、发光层96和电极层98。例如，透明基板层90可以是玻璃层。透明基板层90具有曲率。透明基板层90的曲率可以等于隐形眼镜30的其上设置显示单元32的部分的曲率。多个微透镜92设置在透明基板层90的下表面上。微透镜92形成阵列。当形成微透镜92时，可以调节微透镜92的焦距。也就是，光束(箭头)通过微透镜92辐射到视网膜的聚集位置可以通过调整微透镜92的焦距来控制。开关阵列层94是透明的并附接到透明基板层90的上表面，开关阵列层94可以包括由多个晶体管构成的阵列。然而，开关阵列层94的配置不限于具有晶体管。晶体管可以通过有源矩阵方法操作。晶体管可以包括场效应晶体管(FET)诸如n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFEF)，或薄膜晶体管(TFT)。开关阵列层94可以单独地形成，然后可以转移到透明基板层90。开关阵列层94中包括的开关器件可以具有约100μm×100μm或更小的尺寸。形成在开关阵列层94上的发光层96可以用作光源，并可以包括由多个发光器件96A构成的阵列。发光器件96A可以通过有源矩阵方法操作。发光器件96A可以包括发光二极管(LED)，诸如红外线LED(ILED)、量子点LED(QD-LED)或有机LED(OLED)。发光器件96A可以具有约100μm×100μm或更小的尺寸。发光器件96A通过外延生长方法形成。发光层96的发光器件96A可以以一对一的方式对应于微透镜92。微透镜92聚集从发光器件96A发射的光，使得光可以聚焦在视网膜上。发光层96的发光器件96A之间的最小间隔可以大于隐形眼镜30的佩戴者在佩戴者感知目标时能够检测发光器件96A的存在的间隔(在下文，称为极限间隔)。因此，发光器件96A不阻挡佩戴者的视野。发光器件96A的分布密度可以根据发光层96的区域而变化，另外，发光器件96A之间的间隔可以为极限间隔或更大。这将在后面详细描述。电极层98形成在发光层96上。电极层98包括多个第一电极98A和多个第二电极98B。第一和第二电极98A和98B是彼此相交的水平线和垂直线。发光器件96A设置在第一和第二电极98A和98B的相交位置。在图12中，第一和第二电极98A和98B彼此接触。然而，第一和第二电极98A和98B可以不彼此接触。第一和第二电极98A和98B可以具有约20μm至约30μm的厚度t1。电极层98的面积可以为其中分布电极层98的区域的整个面积的约5％至约15％。也就是，其中分布电极层98的区域的约85％至95％可以是空的(empty)。因此，电极层98的第一和第二电极98A和98B不会妨碍佩戴者的视野。

微透镜92的分布密度可以根据透明基板层90的区域而变化。其示例在图13中示出。

参照图13，微透镜92的分布密度可以在朝着透明基板层90的中心的方向上增大。换言之，微透镜92的分布密度可以在透明基板层90的中心区域中是最高的，并在远离透明基板层90的中心的方向上逐渐减小。发光层96的发光器件96A的分布密度可以与微透镜92的分布密度相同。换言之，发光器件96A的分布密度在发光层96的中心区域中是最高的，并在远离发光层96的中心的方向上逐渐减小。开关阵列层94的开关器件的分布密度可以与发光器件96A的分布密度类似。微透镜92的分布密度将在后面更详细地描述，并且该描述也可以应用于发光器件96A和开关阵列层94。

图14和图15是示出图13所示的透明基板层90的微透镜92的分布密度的仰视图。

参照图14，如上所述，微透镜92的分布密度在透明基板层90的中心区域中是最高的，并在朝着透明基板层90的边缘的方向上逐渐减小。微透镜92可以以一对一的方式对应于发光器件96A。图14示出其中透明基板层90具有圆形形状的情形，也就是其中显示单元32具有圆形形状的情形。图15示出其中透明基板层90具有四边形形状的情形。

发光层96的发光器件96A可以构成像素。微透镜92的分布密度可以应用于发光器件96A的分布密度。因此，分辨率可以在发光层96的中心区域中相对较高，并可以在朝着发光层96的边缘的方向上减小。也就是，分辨率可以在显示单元32的中心区域中是最高的，并可以在朝着显示单元32的边缘的方向上减小。

图16是示出其中信息(数据)通过根据示例实施例的智能隐形眼镜投射到视网膜130上的示例情形的截面图。

参照图16，水平和垂直颠倒的图像(例如，信息或数据)通过晶体透镜120从智能隐形眼镜(SC1、SC2或SC3)与眼球110接触的第一区域S1中设置的显示单元32投射到视网膜130上。因为显示单元32设置在隐形眼镜30上或隐形眼镜30中，所以与其中显示单元32与隐形眼镜30分隔的情况相比，从显示单元32朝着视网膜130投射的光的角度相对较大。这导致较大的视角(α)。此外，视网膜130的其中显示信息(数据)的区域的尺寸可以通过改变用于发光(也就是，用于显示信息)的显示单元32的发光层96的区域的范围来调整。

接下来，将参照图17至图29根据示例实施例描述制造智能隐形眼镜的方法。在下面的描述中，与上述相同的元件由相同的附图标记表示，并且不再重复其描述。

首先，将详细描述制造具有上述结构的显示单元32的工艺。

参照图17，制备刚性模子(或模子层)150。模子150的上表面150A是具有预定曲率的凸起表面。模子150具有形成在其上表面150A中的多个凹陷150G。凹陷150G用于形成微透镜92。形成在上表面150A中的凹陷150G的数量可以等于要形成的微透镜92的数量。模子150可以具有约2.2mm的直径D1。

参照图18，透明基板层90形成在模子150的上表面150A上以填充凹陷150G。接下来，开关阵列层94形成在透明基板层90上。开关阵列层94可以通过转移印刷法从另一个地方转移到透明基板层90。例如，包括多个晶体管的晶体管阵列可以形成在诸如单晶硅基板的硅基板上。然后，硅基板可以被回蚀刻，并且晶体管阵列可以利用印章(stamp)转移到透明基板层90。这样，可以形成开关阵列层94。

接下来，发光层96形成在开关阵列层94上。发光层96可以形成在单独的地方，然后可以通过转移印刷方法转移到开关阵列层94。将在后面更详细地描述发光层96的形成。在形成发光层96之后，包括在开关阵列层94中的器件以及包括在发光层96中的器件通过采用金(Au)或透明材料(诸如石墨烯)彼此连接。该连接可以具有可伸长的结构，诸如三维弹起式结构(例如，岛桥结构(islandbridgestructure))或丝状蜿蜒结构。接下来，电极层98形成在发光层96上。这样，形成了显示单元32。

如上所述形成的显示单元32通过采用微结构的印章从模子150获取，并如图19所示转移到形成在隐形眼镜30的中心区域中的凹槽30G。

在此情况下，转移可以采用如纳米压印方法的对准方法进行。该对准方法可以具有约±10nm或更小的对准精度。在转移显示单元32之前，凹槽30G可以形成在隐形眼镜30的上表面的中心区域中。在形成凹槽30G时，凹槽30G的深度可以根据要转移的显示单元32的厚度来决定。凹槽30G的深度可以等于要转移的显示单元32的厚度或与其不同。

可选地，显示单元32可以如图7所示通过采用粘合剂材料附接到隐形眼镜30的上表面的中心区域。在此情况下，凹槽30G可以不形成在隐形眼镜30中。

在显示单元32转移到隐形眼镜30的上表面的中心区域之后，器件层210如图20所示形成在基板200上。基板200可以是硅基板，诸如单晶硅基板。器件层210可以包括参照图3至图9描述的周边器件34。器件层210可以是包括设置在隐形眼镜30的显示单元32周围的所有元件的层。包括在器件层210中的器件(诸如超级电容器、运动传感器、显示单元控制电路、薄膜相机、RF天线或相关芯片组)可以通过相关技术的半导体制造工艺形成。器件层210可以包括将器件连接到显示单元32的配线。因此，当器件层210转移到隐形眼镜30时，器件层210的配线可以与显示单元32的设定位置接触。器件层210包括在其中心区域中的穿透孔210H。穿透孔210H对应于显示单元32。

图21是示出图20所示的器件层210和基板200的平面图。

参照图21，器件层210具有四边形形状。然而，器件层210可以具有圆形形状。图22是示出图21所示的第一区域A1的放大平面图。

参照图22，多个器件210C至210G形成在第一区域A1中。器件210C至210G通过配线L1连接。器件210C至210G的某些可以是相同的。配线L1可以是如虚线L2所示的可伸长的丝状蜿蜒配线。由于器件210C至210G通过可拉伸的配线L1连接，所以器件层210可以在与基板200分开之后被弯曲成弯曲的形状。

接下来，图20所示的基板200被回蚀刻，并且如图23所示，器件层210采用印章(未示出)转移到已经转移有显示单元32的隐形眼镜30。具体地，器件层210设置为使得器件层210的穿透孔210H可以与显示单元32对准，然后器件层210在显示单元32周围转移到隐形眼镜30的上表面。在将器件层210转移到隐形眼镜30的上表面之前，隐形眼镜30在所有的方向上或在径向方向上被拉动并保持平坦。在此情况下，器件层210对准并转移到隐形眼镜30的上表面。

图24是示出转移到保持平坦的隐形眼镜30的上表面的器件层210的平面图。

参照图24，器件层210在显示单元32周围附接到隐形眼镜30的上表面。在此情况下，配线L3可以形成为连接器件层210和显示单元32。

在形成配线L3之后，隐形眼镜30被自由释放。然后，隐形眼镜30如图25所示返回到其初始形状。因此，器件层210像隐形眼镜30的上表面一样弯曲。这样，器件层210在显示单元32周围形成在隐形眼镜30的上表面上。

接下来，参照图26，钝化层220形成在隐形眼镜30的上表面上以覆盖显示单元32和器件层210。钝化层220完全覆盖显示单元32和器件层210，并与隐形眼镜30的上表面的在器件层210周围的部分接触。钝化层220可以是可图案化的包含环氧树脂的材料层诸如SU8层或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层。

参照图27，在形成钝化层220之后，包封层230形成在隐形眼镜30的上表面上以覆盖钝化层220。包封层230可以完全覆盖钝化层220和隐形眼镜30的上表面。包封层230可以由与用于形成隐形眼镜30的材料相同的材料形成，诸如水凝胶。如果包封层230由与用于形成隐形眼镜30的材料相同的材料形成，则包封层230和隐形眼镜30可以形成眼镜的上层和下层。例如，图27所示的隐形眼镜30可以对应于图8所示的第一隐形眼镜30A，图27所示的包封层230可以对应于图8所示的第二隐形眼镜30B。

接下来，将参照图28至图31描述将发光层96附接到显示单元32的透明基板层90的工艺。

参照图28，多个发光器件302形成在基板300上。由于发光器件302将被包括在显示单元32中，所以发光器件302可以形成为如图12至图15所示的阵列。也就是，在发光器件302的阵列中，发光器件302的分布密度在对应于视网膜的中心区域的第一区域P1中是相对高的，并在远离第一区域P1的方向上逐渐减小。在图28中，为了示出的方便，发光器件302被示出为均匀地分布。发光器件302可以为LED或激光二极管(LD)。发光器件302可以通过外延生长方法形成。然而，发光器件302不限于此。

接下来，在发光器件302形成在基板300上之后，发光器件302利用印章320与基板300分开。例如，印章320可以是弹性体印章(elastomerstamp)。利用印章320而与基板300分开的发光器件302被转移到柔性基板350。之后，去除印章320。例如，柔性基板350可以是橡胶基板。

接下来，如图29所示，柔性基板350通过空气挤压法而变形为弯曲的形状。此时，柔性基板350变形为使得发光器件302设置在柔性基板350的弯曲形状内。然后，柔性基板350的外弯曲表面(也就是，柔性基板350的凸起表面)变成下表面。当柔性基板350变形为弯曲的形状时，考虑显示单元32的透明基板层90的曲率。柔性基板350的曲率可以通过改变挤压空气的压力来调整。在柔性基板350根据透明基板层90的曲率变形之后，如图30所示，发光器件302转移到透明基板层90。发光器件302的转移可以通过如下进行：以发光器件302可以以一对一的方式与透明基板层90的微透镜92对应的方式对准柔性基板350；将发光器件302附接到透明基板90；以及去除柔性基板350。

图31示出转移到透明基板层90的发光器件302。

如果考虑以上所述的显示单元32的结构，发光器件302必须转移到开关阵列层94。然而，由于转移发光器件302的工艺不根据发光器件302被转移到的表面而变化，所以为了示出的方便，在图28至图31中，发光器件302被示出为直接转移到透明基板层90。

在制造智能隐形眼镜的上述方法中，显示单元32和器件层210二者可以形成在基板上，然后显示单元32和器件层210可以同时转移到隐形眼镜30。

接下来，将描述智能隐形眼镜的操作方法。

参照图32，智能隐形眼镜400可以利用外部装置100操作。外部装置100可以包括用于操作智能隐形眼镜400的程序(诸如app)102。如果外部装置100的程序102被执行，则操作开始信号从外部装置100传输到智能隐形眼镜400。操作开始信号可以是无线信号。智能隐形眼镜400可以响应于操作开始信号而开始操作。例如，外部装置100可以是移动通讯装置。然而，外部装置100不限于此。外部装置100可以是能够与智能隐形眼镜400相互作用的任何种类的装置。智能隐形眼镜400可以在外部装置100的控制下开启/关闭。如果外部装置100的程序102停止运行，则操作停止信号可以传输到智能隐形眼镜400以停止智能隐形眼镜400的操作。然后，智能隐形眼镜400可以仅用作一般的隐形眼镜。

尽管外部装置100和智能隐形眼镜400被正常地操作，但是如果佩戴者从其眼球取下智能隐形眼镜400，则智能隐形眼镜400可以停止操作。将智能隐形眼镜400从佩戴者的眼球取下可以利用智能隐形眼镜400中包括的运动传感器400F来检测。运动传感器400F可以是压力传感器。此外，尽管外部装置100正常地操作，但是如果智能隐形眼镜400处于特定状态(条件)下比给定的一段时间更长，则智能隐形眼镜400可以停止操作。然后，如果特定的状态(条件)消失，则智能隐形眼镜400可以再次操作。例如，在外部装置100正常操作时(也就是，在程序102运行时)，如果智能隐形眼镜400的视野被阻挡给定的一段时间或更长(例如，10秒或更长)，也就是，如果智能隐形眼镜400的佩戴者闭上其眼睛达给定的一段时间或更长，则智能隐形眼镜400可以停止操作。在给定的一段时间之后，如果智能隐形眼镜400的视野被打开并且外部装置100仍在正常操作，则智能隐形眼镜400可以再次操作。

在智能隐形眼镜400开始操作之后，如果操作信号(第一操作信号)从外部装置100传输到智能隐形眼镜400，则智能隐形眼镜400可以如下操作。

如果第一操作信号或第一操作信号和信息(数据)通过无线方法从外部装置100传输，则智能隐形眼镜400通过其天线400A接收第一操作信号或第一操作信号和信息(数据)。然后，第一操作信号或第一操作信号和信息(数据)传输到无线芯片组400B并被解析，然后处理信号或处理信号和信息(数据)可以传输到智能隐形眼镜400的对应器件。例如，如果第一操作信号与智能隐形眼镜400的显示单元400D的操作相关，并且信息(数据)根据第一操作信号向显示单元400D提供以投射到佩戴者的视网膜上，则无线芯片组400B分析第一操作信号并将信息(数据)和用于显示信息(数据)的处理信号输送到显示单元400D。然后，显示单元400D操作以根据处理信号直接在佩戴者的视网膜上显示信息(数据)。通过此操作，关于佩戴者所观看的目标(诸如特定的产品、建筑物、街道或人)的信息可以通过视网膜实时传输到佩戴者的大脑。因为显示单元400D将关于目标的信息直接提供到佩戴者的视网膜，所以佩戴者可以清晰地看到该信息(数据)。无线芯片组400B可以对应于图9所示的无线电芯片组70。

如果智能隐形眼镜400的佩戴者想要获得关于目标的信息，则佩戴者可以按照用于获得关于目标的信息的以上程序来观看目标。例如，如果佩戴者观看目标达给定的一段时间(例如，3秒)或更长，则运动传感器400F可以将此事件通知无线芯片组400B，无线芯片组400B可以通过天线400A发送与目标相关的搜索请求信号到外部装置100。此时，如果智能隐形眼镜400包括无镜头薄膜相机400G，则无线芯片组400B也可以发送利用无镜头薄膜相机400G获得的目标的图像到外部装置100。然后，外部装置100搜索关于目标的信息并通过上述方法发送搜索的结果(信息)到智能隐形眼镜400的佩戴者。

如果佩戴者的视野(图像)从智能隐形眼镜400传输到外部装置100(由于智能隐形眼镜400的无镜头薄膜相机400G，这是可以的)，则佩戴者所观看的目标可以在外部装置100上实时地显示。在此情况下，如果目标连续地显示在外部装置100上达给定的一段时间或更长，则即使智能隐形眼镜400不发送搜索请求信号到外部装置100，外部装置100也可以搜索关于目标的信息并发送搜索结果(数据)到智能隐形眼镜400。

此外，佩戴者所观看的图像或目标的视频或照片可以利用无镜头薄膜相机400G获取，然后可以存储在外部装置100中。如果提供在外部装置100上的特定按钮被按压或触摸或者佩戴者眨眼一定的次数，则可以开始此操作。在后者的情况下，如果佩戴者快速连续地眨眼给定的次数或更多(例如，两次或更多次)，则拍摄或摄影可以开始，然后如果设定的一段时间过去或者佩戴者快速连续地眨眼设定的次数或更多(例如，两次或更多次)，可以停止拍摄或摄影。

此外，智能隐形眼镜400没有要求的信息(数据)可以从外部装置100发送到智能隐形眼镜400。例如，当佩戴者开车时，外部装置100可以搜索道路交通信息或导航信息，并且搜索的信息可以传输到智能隐形眼镜400并显示在佩戴者的视野上。

在智能隐形眼镜400操作时，操作智能隐形眼镜400的器件(诸如无线芯片组400B和显示单元400D)所需的电力可以从包括在智能隐形眼镜400中的电容器400E提供。电容器400E可以是超级电容器。用于操作智能隐形眼镜400所需的电力和用于对电容器400E充电所需的电力的至少一部分可以通过无线电力提供法从外部装置100提供。控制单元可以用于控制图32所示的智能隐形眼镜400的元件。

图33示出在根据示例实施例的智能隐形眼镜的佩戴者的视野中一起显示的目标和信息。

在图33中，附图标记600指的是佩戴者的视野。附图标记610指的是佩戴者观看的目标。附图标记620指的是在佩戴者的视野中显示的信息(数据)。尽管信息(数据)620被投射到佩戴者的视网膜上，但是佩戴者感觉好像信息620显示在目标610周围一样，例如在佩戴者的视野600中在目标610的右侧、左侧、上侧或下侧。在佩戴者的视野600中，信息620可以与目标610部分地重叠。

如上所述，根据以上示例实施例中的一个或多个，智能隐形眼镜可以被称为眼睛安装显示器(eye-mountdisplay)，其配置为直接在佩戴者的视网膜上显示信息(数据)。因此，眼球追踪(eye-tracking)可以不是必需的，并且信息(数据)可以被清楚地提供，而与佩戴者的视线的长度或眼睛的焦距无关。

此外，在智能隐形眼镜中，显示单元可以设置在隐形眼镜的表面上或在隐形眼镜中，并且显示区域可以被调整。因此，智能隐形眼镜的视野可以远大于已经提出的投射型智能眼镜。因而，该智能隐形眼镜可以在用于实现增强的真实性上更有用。

此外，智能隐形眼镜可以与诸如智能手机的外部装置相互作用，因此关于佩戴者所观看的目标的信息可以被实时地搜索并可以直接传输到佩戴者的视网膜。因此，智能隐形眼镜的佩戴者可以不需要观看单独的显示器(诸如，智能手机的显示器)用于搜索关于目标的信息以及阅读搜索的结果。

此外，由于智能隐形眼镜具有相机功能并能够显示由外部装置提供的导航信息，所以智能隐形眼镜可以提供比现有的便携式装置更便利的功能。

应当理解，这里描述的示例实施例应当仅以描述性的含义来考虑，而不是为了限制的目的。对每个示例实施例中的特征或方面的描述应当通常被认为可用于其它示例实施例中的其它类似的特征或方面。

尽管已经参照附图描述了一个或多个示例实施例，但是本领域普通技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种变化，而没有脱离权利要求书限定的精神和范围。

本申请要求于2014年9月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0129517的权益，其公开内容通过引用整体地结合于此。

Claims (31)

1.一种智能隐形眼镜，包括：

第一隐形眼镜；

显示单元，在所述第一隐形眼镜的中心区域中；

周边器件，在所述第一隐形眼镜上且在所述显示单元周围，所述周边器件连接到所述显示单元；以及

钝化层，覆盖所述显示单元和所述周边器件。

2.如权利要求1所述的智能隐形眼镜，其中所述第一隐形眼镜包括在所述第一隐形眼镜的中心区域中的凹槽，所述显示单元在所述凹槽中。

3.如权利要求1所述的智能隐形眼镜，其中所述显示单元通过粘合剂材料附接到所述第一隐形眼镜。

4.如权利要求1所述的智能隐形眼镜，还包括：

第二材料层，覆盖所述钝化层并在所述钝化层周围与所述第一隐形眼镜气密接触。

5.如权利要求1所述的智能隐形眼镜，还包括：

第二隐形眼镜，覆盖所述钝化层。

6.如权利要求1所述的智能隐形眼镜，其中所述显示单元包括：

透明基板层；

开关阵列层，在所述透明基板层上；

发光层，在所述开关阵列层上；以及

电极层，在所述发光层上。

7.如权利要求1所述的智能隐形眼镜，其中所述周边器件包括：

天线；

电容器，配置为向所述显示单元和所述周边器件的一部分提供电力；

控制单元，配置为控制所述显示单元和所述周边器件的操作；

运动传感器，配置为检测所述智能隐形眼镜的运动；以及

薄膜相机。

8.如权利要求6所述的智能隐形眼镜，其中所述透明基板层包括：

微透镜阵列，包括多个微透镜，该微透镜阵列具有变化的微透镜分布密度。

9.如权利要求6所述的智能隐形眼镜，其中所述发光层包括：

发光器件阵列，具有多个发光器件，该发光器件阵列具有变化的发光器件分布密度。

10.如权利要求9所述的智能隐形眼镜，其中所述发光器件分布密度在所述发光器件阵列的中心区域中相对较高，并在远离所述发光器件阵列的中心的方向上减小。

11.一种制造智能隐形眼镜的方法，该方法包括：

形成显示单元；

在第一隐形眼镜的中心区域中安装所述显示单元；

在所述第一隐形眼镜上且在所述显示单元周围形成与所述显示单元相连的周边器件；以及

形成钝化层以覆盖所述显示单元和所述周边器件。

12.如权利要求11所述的方法，其中形成所述显示单元包括：

在模子层的弯曲表面上形成透明基板层；

将开关阵列层转移到所述透明基板层；

将发光层转移到所述开关阵列层；以及

形成配线以将所述开关阵列层的器件与所述发光层的器件连接。

13.如权利要求12所述的方法，其中转移所述开关阵列层和所述发光层包括转移印刷。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述透明基板层包括：

微透镜阵列，包括多个微透镜，该微透镜阵列具有变化的微透镜分布密度。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述发光层包括：

发光器件阵列，具有多个发光器件，该发光器件阵列具有变化的发光器件分布密度。

16.如权利要求12所述的方法，其中所述配线具有三维弹起式结构或丝状蜿蜒结构。

17.如权利要求11所述的方法，其中安装所述显示单元包括：

在所述第一隐形眼镜的所述中心区域中形成凹槽；以及

将所述显示单元设置在所述凹槽中。

18.如权利要求11所述的方法，其中安装所述显示单元包括：

施加粘合剂材料到所述第一隐形眼镜的中心区域；以及

将所述显示单元附接到所述第一隐形眼镜的所述中心区域。

19.如权利要求11所述的方法，还包括：

在所述第一隐形眼镜上形成材料层以覆盖所述钝化层。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述材料层包括与用于形成所述第一隐形眼镜的材料相同的材料。

21.如权利要求11所述的方法，还包括：

在所述第一隐形眼镜上形成第二隐形眼镜以覆盖所述钝化层。

22.如权利要求11所述的方法，其中形成所述周边器件包括：

在基板上形成器件层；

将所述器件层与所述基板分开；

通过在径向方向上拉所述第一隐形眼镜而使所述第一隐形眼镜变平；

将所述器件层转移到所述变平的第一隐形眼镜；

形成配线以将所述器件层和所述显示单元连接；以及

使所述第一隐形眼镜返回到初始形状。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述配线具有丝状蜿蜒结构。

24.如权利要求12所述的方法，其中转移所述发光层包括：

在硅基板上形成包括多个发光器件的阵列；

将所述阵列转移到柔性基板；

使所述柔性基板变形成弯曲形状，使得所述阵列具有与所述模子层的弯曲表面对应的曲率；以及

将所述阵列转移到所述开关阵列层并去除所述柔性基板。

25.一种操作智能隐形眼镜的方法，该方法包括：

接收信息；

将所述信息传输到显示单元；以及

利用所述显示单元将光直接投射到视网膜上，所述光包括所述信息。

26.如权利要求25所述的方法，其中所述接收从外部装置接收所述信息。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述外部装置包括：

与所述智能隐形眼镜相互作用的程序。

28.如权利要求25所述的方法，其中在接收所述信息之前，所述方法还包括：

检测目标，所述智能隐形眼镜的佩戴者的眼睛被聚焦在所述目标上；

捕获所述目标的图像；以及

将所述图像提供到所述外部装置。

29.如权利要求28所述的方法，其中提供所述图像到所述外部装置包括：

发送关于所述目标的搜索请求信号到所述外部装置。

30.如权利要求28所述的方法，其中所述信息包括关于所述目标的搜索结果。

31.如权利要求26所述的方法，其中所述信息由所述外部装置提供。