CN106461973B - 提供自动调节的可安装至眼睛的装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供包括调节促动器的可安装至眼睛的装置的技术和机制。在一实施例中，制造可安装至眼睛的装置包括密封封壳材料的层，以形成包括夹止区域的透镜封壳，在夹止区域处，封壳材料的层彼此实体接触。调节促动器包括液晶层，其设置在夹止区域绕着其延伸的中心区域内、并设置在封壳材料的层之间。在另一实施例中，电极设置在中心区域中、并设置在液晶层和封壳材料的层中的相应一个之间。液晶层将中心区域中的电极彼此绝缘。

Description

提供自动调节的可安装至眼睛的装置及其制造方法
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2014年6月13日提交的美国临时申请No.62/012005、2014年6月13日提交的美国临时申请No.62/012017、和2014年6月13日提交的美国临时申请No.62/012033的优先权，所有这些申请通过引用合并于此。
技术领域
本发明总体上涉及光学领域，且具体但是不排他地，涉及隐形眼镜。
背景技术
调节(accommodation)是眼睛调整其焦距以将焦点维持在距离变化的目标上的过程。调节是反射性动作，但是可有意识地操控。调节由睫状肌的收缩控制。睫状肌围绕眼睛的弹性晶状体，并在肌肉收缩期间在弹性晶状体上施加作用力，从而改变弹性晶状体的焦点。
随个体衰老，睫状肌的效能变差。老花眼(presbyopia)是与年龄增长相关的渐进性的眼睛的调节或聚焦强度的损失，其致使在近距离处的视觉模糊增加。调节强度随年龄的这种损失已经被很好地研究，且是相对持续且可预测的。老花眼影响着现今世界上的大约17亿人(仅美国就有1.1亿)，且这一数量基本上随世界人口老龄化而上升。对于有助于个体克服老花眼影响的技术和装置的需求日益增长。
附图说明
作为示例而非限制，在所附附图中显示了本发明的各种实施例，其中：
图1是根据实施例的可安装至眼睛的装置的功能块图，其提供自动调节和用于与可安装至眼睛的装置相互作用的外部读取器。
图2A是根据实施例的可安装至眼睛的装置的俯视图。
图2B是根据实施例的可安装至眼睛的装置的透视图。
图3是分解透视图，其示出了根据一实施例的可安装至眼睛的装置的各种部件和层。
图4是流程图，其示出了根据一实施例的用于制造具有液晶调节促动器的可安装至眼睛的装置的过程。
图5示出了根据一实施例的用于制造可安装至眼睛的装置的过程的横截面视图。
图6示出了根据相应的实施例的可安装至眼睛的装置的各自的横截面视图。
图7A-7C示出了根据实施例的相对于可安装至眼睛的装置内的液晶层的导电电极的构造。
图8是轮廓视图，其示出了根据实施例的可安装至眼睛的装置内的导电电极和环形基体之间的连接部。
具体实施方式
本文描述了具有调节促动器的眼睛可安装装置(或“EMD”)的系统、设备、制造方法。在下文的描述中，描述了许多具体的细节，以提供对实施例的全面理解。但是，本领域技术人员应理解，本文所述的技术方案可以在不包括具体细节中的一个或多个的情况下，或通过其他方法、部件、材料等而实施。在其他情况下，公知的结构、材料、或操作未被详细示出或描述，以避免妨碍某些方面。
贯穿本说明书，“一个实施例”或“实施例”意味着针对该实施例所述的特征、结构或特点包括在本发明的至少一个实施例中。由此，在本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不必全都是指同一实施例。进而，在一个或多个实施例中的具体特征、结构或特点可以以任何合适的方式组合。
本文描述了智能隐形眼镜或其他可安装至眼睛的装置，其包括具有用于调整隐形眼镜焦距的调节促动器的电激活透镜。在某些实施例中，该调节基于用户的注视方向实时自动地调整。调节促动器设置在智能隐形眼镜的中心区域(例如至少覆盖凹视(fovealvision))。如此，辅助定位调节促动器(例如相对于用于支持调节促动器的操作的电极和/或其他电路)的制造方法和/或结构是期望的。
调节促动器可以通过液晶(LC)材料层实现，并且可能需要电极来对调节促动器进行电控制。因而，需要例如在电极之间、或在EMD的液晶和控制电路之间提供电绝缘、结构隔离和/或其他方面的隔离。本发明的实施例缓解了例如从其他透镜结构分开地制造调节促动器相关的缺陷。某些实施例以各种方式允许通过连续的处理步骤在封壳层上构建调节促动器(例如包括LC材料和毗邻层、或聚酰亚胺、或其他对准材料)，所述封壳层例如形成透镜封壳外部的至少部分。这种封壳层可以随后被密封到另一封壳层，以形成透镜封壳，其中，调节促动器被透镜封壳的夹止区域(pinch-off region)围绕和密封。
可安装至眼睛的装置的实施例可以包括电源、控制电子器件、调节促动器、注视方向传感器系统、和完全嵌入透镜封壳中的天线，所述透镜封壳形成为接触安装到眼睛(例如成形为可移除地安装到角膜，且允许眼睑运动以打开和闭合)。在一个实施例中，控制电子器件被联接以监测传感器系统，以识别注视方向/焦距，操纵调节促动器以控制可安装至眼睛的装置的光功率，且提供与外部读取器的无线通信。在某些实施例中，电源可以包括充电电路，以控制嵌入式电池的感应无线充电。
透镜封壳可以采用各种适于直接接触人眼的材料制造，例如聚合物材料、水凝胶、PMMA、硅基聚合物(例如氟硅丙烯酸酯)等。所述电子器件可设置在嵌入到透镜封壳内的基体(例如具有环形形状)上，并设置在其周界附近，以避免与在角膜中心区域附近接收的入射光干涉。传感器系统可布置在基体上，并且向外朝向眼睑，以基于眼睑在传感器系统上的覆盖量和位置而检测注视方向/焦距。当眼睑覆盖传感器系统的不同部分，该系统改变特征(例如其电容)，其可被测量以确定注视方向和/或焦距。
在某些实施例中，注视方向/焦距信息可随后用于确定经由透明的调节促动器施加的调节的量，所述调节促动器定位在透镜封壳的中央部分。调节促动器联接到控制器，以便通过跨经在一对电极上施加的电压而被电操纵。例如，调节促动器可由LC单元实现，其响应于跨经在电极上施加的电偏压信号而改变其折射率。在其他实施例中，调节促动器可以使用其他类型的电活性材料，例如电光材料，其在施加的电场或改变可变形透镜形状的机电结构存在的情况下改变折射率。可以用于实现调节促动器的其他示例性结构包括电浸润光学器件、微机电系统等。
本文的内容描述了柔性的可安装至眼睛的调节透镜装置的各种实施例的特征，该调节透镜装置包括调节促动器，其具有LC层，其中，装置的光强度(例如对应于具体的焦点长度)可以基于电容性的注视追踪机构而改变。然而，这种描述可以扩展至另外或替换地应用于可以在用户的眼中或上操作的任何种类的其他调节光学装置。例如，某些实施例不限制调节装置改变装置的光学长度所借助的可安装至眼睛的装置的具体柔度/刚度，和/或具体机构(例如LC元件或其他)。进而，某些实施例并不限制可用于确定光学强度是否发生改变的电容性的注视追踪、光探测器注视追踪、或其他技术。
图1是根据本发明实施例的可安装至眼睛的装置(EMD)100的功能块图，其具有用于自动调节的注视追踪以及外部读取器105。EMD100的外露部分是形成为接触安装到眼睛角膜表面的柔性透镜封壳110。基体115嵌入柔性透镜封壳110内或被其围绕，以提供用于电源120、控制器125、传感器系统135、天线140和各种互连部145和150的安装表面。调节促动器130嵌入柔性透镜封壳110内，且联接到控制器125，以为EMD 100的佩戴者提供自动调节。电源120的示出实施例包括能量收集天线155、充电电路160和电池165。控制器125的示出实施例包括控制逻辑170、调节逻辑175和通信逻辑180。读取器105示出实施例包括处理器182、天线184和存储器186。
控制器125被联接为从传感器系统135接收反馈控制信号，且进一步联接为操作调节促动器130。电源120将操作电压供应到控制器125和/或调节促动器130。天线140由控制器125操作，以从和/或向EMD 100通信信息。在一个实施例中，天线140、控制器125、电源120和传感器系统135全部位于嵌入式基体115上。在一个实施例中，调节促动器130嵌入在柔性透镜封壳110的中心区域内，但是不设置在基体115上。因为EMD 100包括电子器件且被配置为接触安装到眼睛，其在本文也称为眼科电子平台、隐形眼镜、或智能隐形眼镜。
为了有助于接触安装，柔性透镜封壳110可具有凹形表面，其配置为贴附(“安装”)到湿润的角膜表面(例如通过与覆盖角膜表面的泪膜之间的毛细力)。另外或替换地，由于凹曲率，EMD 100可通过角膜表面和柔性透镜封壳110之间的真空力贴附。在通过凹形表面抵靠安装至眼睛时，柔性透镜封壳110的面向外部的表面可以具有凸曲率，其形成为在EMD100安装到眼睛时不与眼睑的运动相干涉。例如，柔性透镜封壳110可以使基本透明的弯曲盘状形状，类似于隐形眼镜。
柔性透镜封壳110可包括一个或多个生物兼容性材料，例如在隐形眼镜中或涉及与角膜表面直接接触的其他眼科应用中所使用的材料。可选地，柔性透镜封壳110可以部分地采用这种生物兼容性材料形成，或可以包括具有这种生物兼容性材料的外涂层。柔性透镜封壳110可包括配置为湿润角膜表面的材料，例如水凝胶等。柔性透镜封壳110是可变形的(“非刚性的”)材料，以增强佩戴的舒适性。在某些情况下，柔性透镜封壳110可成形为提供预定的视觉矫正光功率，例如可提供为隐形眼镜。柔性透镜封壳110可以采用各种材料制造，包括聚合物材料、水凝胶、PMMA、硅基聚合物(例如氟硅丙烯酸脂)等。
基体115包括适用于安装传感器系统135、控制器125、电源120和天线140的一个或多个表面。基体115可以被用作用于安装基于芯片的电路的安装平台(例如通过覆晶技术安装)，和/或用作用于对导电材料(例如金、铂、钯、钛、铜、铝、银、金属，其他导电材料及其组合等)进行构图的平台，以形成电极、互连部件、天线等。在某些实施例中，基本上透明的导电材料(例如氧化铟锡或下文所述的柔性导电材料)可以在基体115上被构图，以形成电路、电极等。例如，天线140可以通过在基体115上沉积一金材或另一导电材料的图案而形成。类似地，互连部件145和150可以通过在基体115上沉积导电材料的合适图案而形成。抗蚀剂、掩模和沉积技术的组合可以用于在基体115上构图材料。基体115可以是相对刚性的材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)或足以在结构上支撑封装材料110内的电路和/或电子器件的另一材料。EMD 100可以替换地布置有未连接的一组基体，而不是单个的基体。例如，控制器125和电源120可以安装到一个基体，而天线140和传感器系统135安装到另一基体，且二者可以经由互连部件电连接。
尽管某些实施例并不限制于此，但是在此，基体115可以成形为平坦的环形，其具有一径向宽度尺寸，以足以提供用于嵌入式电子部件的安装平台。基体115可以具有一足够小的厚度，以允许基体嵌入在柔性透镜封装材料110中，而不会对EMD 100的轮廓造成不利影响。基体115可以具有一足够大的厚度，以提供适用于支撑安装在其上的电子器件的结构稳定性。例如，基体115可以成形为具有约10毫米直径、约1毫米的径向宽度(例如外半径比内半径大1毫米)和约50微米厚的环。可选地，基体115可以与EMD 100的眼睛安装表面的曲率(例如凸形表面)对准。例如，基体115可以沿两个圆形段之间的虚拟圆锥形表面成形，所述两个圆形段限定内半径和外半径。在该示例中，沿虚拟圆锥形表面的基体115的表面限定一倾斜表面，其基本上与在所述半径处的眼睛安装表面的曲率对准。
在某些实施例中，电源120和控制器125(和基体115)可定位为远离EMD 100的中心，且由此避免与穿过EMD 110的中心的透射至眼睛的光线相干涉。相反，调节促动器130可以居中地定位，以用于对穿过封壳材料110的中心透射至眼睛的光施加光学调节。例如，在EMD 100成形为凹形弯曲的盘状件的情况下，基体115可以围绕盘状件的外围(例如在外部圆周附近)而嵌入。在某些实施例中，传感器系统135包括一个或多个离散的电容传感器，所述传感器在周界分布，以感测眼睑的重叠。
在示出的实施例中，电源120包括电池165，其为各种嵌入式电子器件(包括控制器125)供电。电池165可以通过充电电路160和能量收集天线155感应充电。在一个实施例中，天线140和能量收集天线155是独立天线，其用于其各自的能量收集和通信功能。在另一实施例中，能量收集天线155和天线140是相同的物理天线，对于它们的感应充电和与读取器105进行的无线通信的相应功能来说，它们是时间共享(time shared)的。充电电路160可以包括整流器/调压器，以调整用于对电池165充电或直接为控制器125供电而不使用电池165的捕获能量。充电电路160还可以包括一个或多个能量存储装置，以缓解能量收集天线155中的高频振荡。例如，所述一个或多个能量存储装置(例如电容器、电感器等)可以被连接以用作低通滤波器。
控制器125含有逻辑，以对其他嵌入部件的操作进行设定。控制逻辑170控制EMD100的一般操作，包括提供逻辑用户界面、功率控制功能等。调节逻辑175包括用于监测来自传感器系统135的反馈信号的逻辑，用于确定用户的当前注视方向或焦距的逻辑，和用于作为响应而提供适当调节而操纵调节促动器130的逻辑。自动调节可以基于来自注视追踪的反馈而实时地实施，或允许用户进行控制以选择具体的调节机制(例如用于读取的近场调节、用于规则活动的远场调节等)。通信逻辑180提供用于经由天线140与读取器105无线通信的通信协议。在一个实施例中，当存在从读取器105输出的电磁场171时，通信逻辑180经由天线140提供反向散射通信。在一个实施例中，通信逻辑180作为智能无线射频识别(“RFID”)标签，其对用于反向散射无线通信的天线140的阻抗进行调制。控制器125的各种逻辑模块可以在一般目的微处理器上执行的软件/固件中、在硬件(例如专门应用集成电路)中、或在二者的组合中实现。
EMD 100可以包括各种其他嵌入式电子器件和逻辑模块。例如，可以包括光源或像素阵列，以对用户提供可见反馈。可以包括加速度计或陀螺仪，以向控制器125提供位置、旋转、方向或加速度的反馈信息。
图2A和2B显示了根据本发明实施例的EMD 200的两个视图。图2A是EMD 200的俯视图而图2B是其透视图。EMD 200是图1示出的EMD 100的一种可行的实现方式。EMD 200的所示实施例包括柔性透镜封壳210、环形基体215、电源220、控制器225、调节促动器230、电容性传感器系统235和天线240。应理解，图2A和2B没有必要按比例绘制，而是被示出以仅用于在描述示例性EMD 200的布置中进行解释。
EMD 200的柔性透镜封壳210成形为弯曲盘状件。柔性透镜封壳210形成为具有一侧，所述一侧具有凹形表面211，该凹形表面适于装配眼睛的角膜表面上方。盘状件的相反侧具有凸形表面212，其在EMD 200安装到眼睛时不与眼睑运动干涉。在示出的实施例中，圆形的或椭圆形的外侧边缘213连接凹形表面211和凸形表面212。
EMD 200可以具有类似于视觉矫正隐形眼镜和/或美瞳隐形眼镜的尺寸，例如大约1厘米的直径和大约0.1到0.5毫米的厚度。然而，以上直径和厚度值仅是用于示例性目的。在某些实施例中，EMD 200的尺寸可以根据佩戴者眼睛角膜表面的尺寸和/或形状来选择。柔性透镜封壳210可以通过各种方式形成为具有弯曲形状。例如，那些类似于用于形成视觉矫正隐形眼镜的技术(例如热模制、注射模制、旋转铸造等)可以用于形成柔性透镜封壳210。
环形基体215可以嵌入柔性透镜封壳210内。环形基体215可以被嵌入以沿柔性透镜封壳210外部周界定位，并远离调节促动器230所定位的中心区域。在示出的实施例中，环形基体215围绕调节促动器230。环形基体215不干扰视觉，因为其离眼睛太近以至于不能被聚焦，且其定位为远离中心区域，入射光线在该中心区域中传递到眼睛的感光部分。在某些实施例中，环形基体215可以可选地采用透明材料形成，以进一步缓解其对视觉的影响。环形基体215可以成形为平坦的圆形环(例如具有中心孔的盘状件)。环形基体215的平坦表面(例如沿径向宽度)可以是用于安装电子器件和用于对导电材料构图以形成电极、天线(e)和/或互连结构的平台。
电容性传感器系统235围绕EMD 200而分布，以通过类似于电容性接触屏幕的方式感测眼睑的重叠。通过监测眼睑重叠的程度和位置，来自电容性传感器系统235的反馈信号可由控制器225测量，以便确定大致的注视方向和/或焦距。在示出的实施例中，电容性传感器系统235由一系列并联的离散电容性元件形成。可以使用其他实施方式。
调节促动器230居中地定位在透镜封壳材料210内，以对处于用户的视觉中心的EMD 200的光功率进行作用。夹止区域232可定位在调节促动器230和环形基体215之间，以提供与环形基底215的至少部分电路的电绝缘。在各种实施例中，调节促动器230包括元件，其在由控制器225操纵的柔性导电电极的影响下改变其折射率。通过改变其折射率，EMD200的弯曲表面的净光功率被改变，由此施加可控的调节。调节促动器230可以使用各种不同的光电元件来实现。例如，调节促动器230可以使用设置在柔性透镜封壳210的中心的液晶层(例如LC单元)来实施。在其他实施例中，调节促动器230可以使用其他类型的电活性光学材料实施，例如在施加电场存在的情况下改变折射率的电光材料。调节促动器230可以是嵌入封装材料210内的特定器件(例如LC单元)，或具有可控折射率的块体(bulk)材料。在另一实施例中，调节促动器230可以使用可变形的透镜结构实现，其在电信号的影响下改变形状。因而，EMD 200的光功率由控制器225控制，其中，电信号经由从控制器225延伸到调节促动器230的电极而施加。
图3是显示了根据本发明实施例的EMD 300的分解透视图。EMD 300是EMD 100或200的一种可行的实施方式，但是，分解透视图显示了各种部件的额外细节。EMD 300的示出实施例包括柔性透镜封壳，其包括前层305和后层310、前柔性导电电极(ANT)315、后柔性导电电极(POST)320、液晶层325、环形基体330，电源335、控制电路340、前触板345和后触板350(在图3中隐藏)。共同地，ANT 315、LC层325和POST 320形成在控制电路340的作用下操纵的调节促动器。ANT 315的示出实施例包括连接片360，POST 320的示出实施例包括连接片365。
ANT 315和POST 320是透明电极，其经由跨经电极施加的电压而电操纵LC层325。ANT 315和POST 320是柔性导体，其甚至在包括折叠和弯折的循环机械应力存在的情况下也维持其电导率。ANT 315和POST 320采用液态导体材料形成，其被分别固化到前层305和后层310的弯曲表面上、且因此顺应前层305和后层310的弯曲表面。ANT 315和POST 320可分别通过使用多种技术而涂覆至前层305和后层310。例如，液态导体材料可以喷涂、压印、网漏掩模印刷或以其他方式沉积以形成电结构来操作调节促动器，所述液态导体材料包括导电环氧树脂、导电聚合物、导电硅、蒸镀金属或其他导电材料。在一个实施例中，使用顺应性凹模版将液态导体材料喷涂到前层305的内部凹形表面上，且使用顺应性凸模版将液态导体材料喷涂到后层310的内部凸形表面。在其他实施例中，喷涂涂层可以被主动控制而不使用模版，或在涂覆临时掩模之后涂覆。在其他实施例中，液态导体材料被涂层到具有顺应形状表面的压印模上，其随后被压按至前层305或后层310，以转移液态导体材料。其他涂覆技术还可以用于分别在前层305和后层310上形成和定位ANT 315和POST 320。在一个实施例中，ANT 315和POST 320被形成以实现期望的总体薄片电阻(sheet resistance)。目标的薄片电阻可以为从100欧姆/方到2000欧姆/方(例如190欧姆/方)。当然，还可以使用在该范围以外的其他目标薄片电阻。
LC层325可以设置在EMD 300的中心区域中，并且在前层305和后层310之间。LC层325的形式可以包括喷涂、旋涂、掩模、压印、制版和/或从常规制造技术改造而来的其他操作。LC层325可以包括例如聚(3、4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(或PEDOT：PSS)，或提供可变折射率特性的任何各种其他液晶。在一实施例中，LC层325与环形基体325的至少某些电路电绝缘。另外或替换地，LC层325可以设置在位于EMD 300的中心区域中的ANT 315和POST 320之间。
图4是显示了根据本发明实施例的用于制造EMD(例如可安装至眼睛的装置100、200或300中之一)的过程400的流程图。在过程400中出现的过程图块中的某些或所有的顺序不应被认为是限制性的。相反，得益于本发明，本领域技术人员应理解某些过程图块可以以未示出的多种顺序执行，或甚至并行地执行。本文参考EMD 300的制造过程来描述过程400的特征。然而，这种描述可以延伸到另外或替换地应用于制造具有本文所述特征的任何各种其他EMD。
在过程图块405和410中，前层305和后层310被形成为透镜封壳的分开层。前层305和后层310可以通过使用喷涂或喷射有柔性透明材料的模具形成。柔性透明材料可以包括任何聚合物材料、水凝胶、PMMA、硅基聚合物(例如氟硅丙烯酸酯)等。
虽然某些实施例并不限于该方面，但是在此，前层305和/或后层310可以被处理以形成活性表面，以改善与ANT 315和POST 320的结合。例如，前层305和后层310可以在高度离子化的环境中经等离子处理，以使得前层305和后层310的内表面具有化学活性。
在过程图块415中，形成ANT 315和POST 320的导体材料沉积在前层305的凹形表面上，并且沉积在后层310的凸形表面上。在一个实施例中，液态导体材料的沉积可以在模版上喷涂，该模版顺应凹形表面和凸形表面。在另一实施例中，液态导电材料施加到压印模，其具有分别顺应前层305和后层310的凹形表面和凸形表面的弯曲表面。经涂层的压印模随后压靠前层305和后层310的内部表面，以向其转移墨水图案。在涂覆液态导体材料之后，其可以例如通过热量而固化和/或退火。
导体材料可以包括导电环氧树脂(例如各种导电硅氧烷中的任意项)、蒸镀金属(金、铝)、导电颗粒的胶体溶液(例如纳米管或纳米线)和/或等等。导体材料的沉积可以包括各种的导电结构中的任意结构，包括但不限于一个或多个金线、银纳米线、氧化铟锡薄膜等。在某些实施例中，各种溶剂(例如酒精)、表面活化剂或稀释剂可以添加到液态导体材料中，以分别改善ANT 315和POST 320的涂层均匀性以及各自与前层305和后层310的附着力。
接下来，环形基体330(包括电源335和控制电路340)被定位在前层305和后层310之间，例如包括将基体定位在后层310的凸形表面上(过程图块420)。在420处的定位之前或期间，导电粘接剂可以涂覆到环形基体330上的触板，以备于将环形基体330电联接到ANT315和POST 320中之一或两者。在420处的定位可以包括将连接片360、365中的每一个对准环形基体330的相应触板，例如其中，连接片360、365彼此在径向上偏开。
在过程图块425中，调节促动器的结构设置在前层和后层之间。例如，液晶材料可以铺放在前层305的凹形表面的中心区域周围(例如包括分散在其上)，且覆盖在ANT 315上。在一个实施例中，LC材料在更大的面积上铺放，以使得LC层325比ANT 315或POST 320覆盖更大的面积。
在过程图块430中，透镜封壳的两个半部(前层305和后层310)被压靠在一起并被密封。例如，一定量的封壳材料可以附加到围绕LC材料的圆周的区域中、且位于前层305和后层310之间。该材料在前层和后层之间的固化可以使得夹止区域形成在LC材料周围。在一个实施例中，更多的封壳材料还被附加到经配合的前层305和后层310的底部边缘或边沿，以形成密封。将该附加的封壳材料固化，可以密封位于前层305和后层310之间的外围区域中的基体。最后，可安装至眼睛的装置或智能隐形眼镜被封装到具有透镜溶液的密封容器中，以用于分配(过程图块435)。
应理解，方法400所示操作的具体顺序并不限制某些实施例。例如且非限制性地，根据不同实施例，调节促动器、电极结构和/或环形基体中的某些或所有部件可以以各种方式制造和彼此组合，以作为在这种部件与一个或两个透镜封壳层组装之前的单独部件。
图5示出了根据实施例的用于制造可安装至眼睛的装置的过程的横截面详细视图。图5所示的制造过程可以包括例如操作400的某些或所有特征。详细视图500示出了在模具502上的后层504(例如层310)的形成，且细节视图510示出了在模具512上的前层514(例如层305)的形式。
层504、510中的一个或每一个可以包括硅树脂、硅树脂水凝胶、水凝胶、刚性透气(RGP)材料、刚性塑料(例如聚碳酸酯)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸酯。虽然某些实施例并不限于这方面，但是在某些实施例中，层504、510可以是柔性的。在一个示例性实施例中，层504、510中的一个或每一个具有11mm到14mm尺寸的直径。替换地或额外地，层504、510中的一个或每一个的厚度在20微米到150微米(例如在20微米到100微米)之间。然而，这些尺寸可以根据实施方式的具体细节在不同实施例中改变。
层504、514的形成可以包括例如在405、410处的形成过程的某些或所有特征。在一实施例中，例如0.1到50μm深的凹部(未示出)成形在前层514的凹形侧534中，或者，成形在后层504的凸形侧524中，以辅助形成调节促动器元件的LC层。这种凹部的成形可以包括在两个模具之间压制和固化层504、514中的一个的封壳材料。
详细视图520示出了在后层504的凸形表面524上沉积的柔性电极522(例如电极320)，且详细视图530示出了在前层514的凹形表面534上沉积的柔性电极532(例如电极315)。电极522、532中的一个或每一个的形成可以包括喷涂、压印、网漏掩模印刷(shadowmasking)、蒸镀或以其他方式沉积导电环氧树脂(例如导电硅树脂)、金属(例如金，铝，银等)或其他导电材料。所形成的电极522、532可以包括金属线、纳米线、氧化铟锡薄膜或其他这类导电结构，以用于操作调节促动器。在一实施例中，柔性电极522、532中一个的或每一个具有10nm到10微米的厚度、和2mm到3mm的直径。然而，这种厚度可以根据实施方式的具体细节而改变。在某些实施例中，柔性电极具有主体部分和从该主体部分延伸的凸片部分(未示出)，其中，主体部分对准调节促动器的LC层，凸片部分延伸穿过夹止区域，该夹止区域将LC层与在其中和/或其上设置有集成电路的基体分离。
详细视图540示出了这种基体(例如环形基体330)放置在后层504上，该基体包括例如示例性控制电路542和天线544。在另一实施例中，该基体可以代替地被初始地放置于表面534上。详细视图550显示了在前层514的凹形侧上沉积LC层554。沉积LC层554可以包括从常规的网漏掩模、压印或其他制造技术改变而来的操作。在一实施例中，调节促动器结构(例如LC层)包括或结合绝缘层，其至少提供防止或限制在夹止区域和电极结构之间的一个或多个导电路径的某些绝缘。例如，调节促动器的至少部分的介电对准层(未示出)可以设置在LC层554的相反侧。LC层554可以具有0.1μm到50μm的厚度和/或4mm到10mm之间的直径。然而，这些尺寸仅仅是示例性的，且并不限制某些实施例。
详细视图560显示了详细视图540、550中所示的相应结构已经对准且彼此接触。在某些实施例中，表面524、534中之一或两者可以被预处理，例如通过等离子处理，以改善二者之间的附着力。层504、514可以随后被密封以形成柔性封壳，其中，调节促动器562位于柔性封壳的中心区域内。中心区域的周界可以至少部分地被夹止区域564限定，其中，层504、514彼此邻接(例如实体接触)。
例如，附加量的隐形眼镜材料(例如硅树脂弹性体、硅树脂水凝胶等)可以围绕LC层554设置，以有助于粘接层504、514。这种附加材料的固化(例如通过加热或紫外光)可以实现在中心区域内的调节促动器的密封，夹止区域564围绕该中心区域设置。在某些实施例中，隐形眼镜材料还可以在层504、514中一个的周围的边缘区域涂覆，其中该附加材料也被固化以便密封位于夹止区域564和层504、514的相应边缘之间的透镜封壳的区域中的环形基体。
电极522、532可以在夹止区域564中彼此分开。例如，在一个示例性实施例中，导电层522、532具有6mm直径，且夹止区域具有7mm直径，其中，LC层554用于将围绕其形成夹止区域564的中心区域中的导电层522、532分离。
图6显示了可安装至眼睛的装置的横截面详细视图600、650，其每一个根据相应的实施例。例如，详细视图600显示了后封装层610，其与前封装层620密封以形成柔性透镜封壳。柔性透镜封壳的中心区域至少部分地由夹止区域625限定，夹止区域围绕中心区域的周界延伸。夹止区域625可以用作密封件，以在中心区域内保持调节促动器615。在某些实施例中，外围区域630定位在围绕夹止区域625的外围，例如在其中，外围区域630从夹止区域625延伸到封装层610、620的相应圆周边缘。外围区域630可以包括隐形眼镜材料，其被设置和固化以有助于将封装层610、620彼此密封。基体635(具有设置在其上的集成电路)可以设置在外围区域630内，并设置在封装层610、620之间。
在详细视图600中，一凹部形成在前封装层620的凹形表面中，以有助于在制造过程期间定位调节促动器615(例如根据方法400)。在另一实施例中，封装层可以另外或替换地变形以有助于形成夹止区域。作为示例且非限制性地，详细视图650显示了后封装层660与前封装层670密封，以形成柔性透镜封壳，其中，在可安装至眼睛的装置的中心区域中，调节促动器设置在封装层660、670之间。封装层660、670的相应部分可以彼此邻接，以形成夹止区域680，该夹止区域至少部分地限定中心区域的外围。夹止区域(例如区域680)可以至少部分地由透镜材料层形成，其厚度是从柔性导体延伸到EMD的外表面。例如，夹止区域可以由透镜材料的前层和后层形成，其每一个从相应的柔性导体延伸到EMD的不同的相应外侧。透镜的一个这种层的外表面可以在夹止区域上的区域中变形。如详细视图650所示的，夹止区域680可以至少部分地通过前封装层(例如层670)的凹形表面(例如后表面)的平坦部或凸起部形成。
夹止区域680可以将LC层与(例如环形基体330的)电路685分离开，所述电路设置在柔性透镜封壳的外围区域且在封装层660、670之间。如详细视图650所示，由封装层660、670形成的中心区域可以沿朝向夹止区域680延伸的方向渐缩。替换地或额外地，包括集成电路685的外围区域可以沿朝向夹止区域680延伸的方向渐缩。
调节促动器可以包括或邻接设置在调节促动器结构(例如液晶层)和柔性导体的相应部分之间的绝缘层。例如，调节促动器可以包括对准层674a、674b和LC层665。对准层674a、674b中的一个或每一个可以具有10nm到10微米的厚度，但是某些实施例并不限于这一方面。柔性透明电极672a、672b(例如电极315、320)可以设置在调节促动器的相反侧，例如在其中，对准层674a、674b至少提供某些绝缘，以防止在夹止区域680和透明电极672a、672b之间的一个或多个导电路径。在电路685的控制下，电极672a、672b可以跨经调节促动器施加电压差。对准层672a、672b可以包括聚酰亚胺(polyimide)或其他合适材料，以用于改变液晶分子的对准，从而改变LC层665的折射率。在一个实施例中，LC层665的未通电状态允许远距观察，例如其中，跨经液晶层施加的任何非零电压可以缩短可安装至眼睛的装置的焦距(与可安装至眼睛的装置在不具有这种电压下的焦距相比)。
图7A-7C显示了根据实施例的可安装至眼睛的装置700中的前柔性导电电极(ANT)705和后柔性导电电极(POST)732的示例性取向。图7A示出了形成在前层705的凹形表面上的ANT 705，图7B示出了形成在后层710的凸形表面上的POST 732，图7C是完全组装的可安装至眼睛的装置700的平面图。图8是根据实施例的环形基体730的一部分的轮廓图，其用以形成与ANT 715的连接片760和POST 732的连接片765的电连接。
在示出的实施例中，ANT 715包括连接片760，用于电连接至设置在环形基体730的前侧上的前触板745。相应地，POST 732包括连接片765，用于电连接至设置在环形基体730后侧上的后触板750。图8示出了导电粘接剂785的使用，以分别改善连接片760和765与触板745和750之间的电连接。导电粘接剂785可以使用各种不同材料实现，例如银负载的环氧树脂、硅、或聚氨酯、或其他材料。导电粘接剂785提供柔性的导电粘接，其在智能隐形眼镜被弯曲或弯折时保持电连接，尽管可安装至眼睛的装置700的各组成部件具有不同的柔性特性。
在示出的实施例中，连接片760和765相对于彼此旋转偏开，从而为用于触板745、765中之一或两者的穿过基体的过孔(via)提供空间。例如，在示出的实施例中，电源735和控制电路740设置在环形基体730的前侧，由此，后触板750使用穿通基体的过孔连接到控制电路740。
图7C进一步示出了ANT 715和POST 732之间的LC层的轮廓712。LC层可以将ANT715和POST 732彼此分离，且可以由控制电路740通过跨经所述电极而施加的电压被促动。在示出的实施例中，LC层延伸跨经中心区域的更大部分，以确保ANT 715和POST 732彼此不短路。在一个实施例中，可以进一步涂覆透明的绝缘层(例如聚酰亚胺)，从而分别将LC层与ANT 715和POST 732中相应的一个分开，而在其他实施例中，ANT 715和POST 732可以形成为与LC层直接接触。LC层720和ANT 715和POST 732的相应部分(例如除连接片760、765之外的部分)可以包含在环形基体730的内径以内，且可以不接触环形基体730的内边缘。在一个实施例中，ANT 715和POST 732具有大约6mm的直径，LC层725具有大约7mm的直径，而环形基体730的内边缘(其限定中心区域)具有9mm的直径。当然，也可以实施其他尺寸。前层705和后层710可以彼此接触，从而在轮廓712的直径和更大的环形基体730的内边缘的直径之间形成夹止区域720。夹止区域720可以以各种方式防止液晶层、ANT 715和/或POST 732与环形基体730中的至少某些电路短路。
本文描述了为可安装至眼睛的装置提供自动调节的技术和架构。从计算机存储器中数据位的操作的符号表示和算法方面，提供本文的详细描述的某些部分。这些算法描述和表示是被计算机领域技术人员使用的手段，以将其工作以最有效的方式传输到其他本领域技术人员。算法在这里且通常被理解为实现期望结果的步骤的自洽步骤顺序。步骤是需要物理量的物理操作的步骤。通常，虽然未必，但是这些量采取电信号或磁性信号的形式，其能被存储、传递、组合、比较和以其他方式操作。在方便时，且主要处于通常用途的原因，这些信号表示为位、值、元件、符号、字符、项目、数字等。
但是，应注意所有这些相似术语与适当物理量相关且仅是应用于这些量的方便符号。除非在本文另有具体说明，应理解，在说明书中，利用例如“处理”或“计算”或“确定”或“显示”等的术语来表示计算机系统、或相似电子计算装置的动作和过程，其将数据操作和转变(所述数据被表示为计算机系统的寄存器和存储器中的物理(电子)量)为其他数据，其类似地被表示为计算机系统存储器或寄存器或其他这种信息存储装置、传递或显示器装置中的物理量。
某些实施例还涉及用于执行本文操作的设备。该设备可以特别构造为用于所需目的，或其可以包括通常目的计算机，其选择性地被存储在计算机中的计算机程序启用或重新配置。这种计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，例如但不限于，任何类型的盘片，包括软盘、光盘、CD-ROM和磁性-光学盘、只读存储器(ROM)、例如动态RAM(DRAM)的随机访问存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光学卡、或适用于存储电子指令的任何类型的介质，且联接到计算机系统总线。
本文提供的算法和显示并不与必然与任何具体计算机或其他设备相关。各种通常目的系统可以被根据本文教导的程序使用，或可以方便地构造更专门的设备，以执行所需方法步骤。从本文的描述可理解用于各种这样系统的所需结构。此外，未参考任何具体设计语言描述某些实施例。应理解，各种设计语言可以用于执行如在本文所述的这种实施例的教导。
除了本文所述的内容，在不脱离本发明范围的情况下可以对所公开的实施例和实施方式实现各种修改。因此，本文的描述和例子应该被理解为是示例性的，且不是限制性的。本发明的范围应该通过参考权利要求单独地测量。

Claims (23)

1.一种可安装至眼睛的装置EMD，包括：
透镜封壳，其包括前层和密封到前层的后层，其中，EMD构造为可移除地安装在角膜上；
前电极，其设置在透镜封壳内、且在前层的凹形侧上；
后电极，其设置在透镜封壳内、且在后层的凸形侧上；
调节促动器元件，其跨经透镜封壳的中心区域设置，其中，所述调节促动器元件将位于中心区域内的前电极与后电极分离，其中，夹止区域限定中心区域的周界，在夹止区域中，前层的一部分与后层的一部分实体接触；以及
基体，所述基体具有前触板，所述基体设置在透镜封壳的外围区域中、且嵌入透镜封壳，所述外围区域围绕夹止区域的至少一部分延伸，其中，前电极包括前主体部分和前连接片，该前连接片从前主体部分延伸且通过夹止区域，以重叠基体上的前触板，其中，后电极包括后主体部分和后连接片，该后连接片从后主体部分延伸且通过夹止区域，以重叠基体上的后触板，并且前连接片和后连接片彼此旋转偏开，
其中，所述夹止区域将中心区域中的调节促动器元件与外围区域中的基体分离，以及
其中，透镜封壳的中心区域具有渐缩的厚度，使得透镜封壳的厚度朝向夹止区域逐渐地减小，以及
其中，透镜封壳的外围区域具有渐缩的厚度，使得透镜封壳的厚度朝向夹止区域逐渐地减小。
2.如权利要求1所述的EMD，其中，所述调节促动器元件包括液晶层，该液晶层将位于所述中心区域内的前电极与后电极分离。
3.如权利要求1所述的EMD，其中，所述前层和所述后层包括柔性的隐形眼镜材料。
4.如权利要求1所述的EMD，进一步包括：
控制器，其设置在所述基体上，以通过跨经前电极和后电极而施加的电压来操作调节促动器元件。
5.如权利要求1所述的EMD，其中，调节促动器元件的一部分设置在夹止区域与前主体部分和后主体部分中的至少一个之间。
6.如权利要求1所述的EMD，其中：
前触板设置在基体的前侧上；
后触板设置在基体的后侧上；
前连接片电连接至前触板；以及
后连接片电连接至后触板。
7.如权利要求1所述的EMD，其中，前层的凹形侧在中央部分处形成凹部。
8.如权利要求1所述的EMD，其中，后层的凸形侧在中央部分处形成凹部。
9.如权利要求1所述的EMD，调节促动器元件包括：
液晶层；
前对准层，其设置在液晶层和前电极之间，其中，前对准层在中心区域中延伸跨经的面积大于前电极的面积；以及
后对准层，其设置在液晶层和后电极之间，其中，后对准层在中心区域中延伸跨经的面积大于后电极的面积；
其中，前对准层和后对准层被配置为改变液晶层的分子的对准来改变液晶层的折射率。
10.如权利要求1所述的EMD，其中，前层和后层的相应边缘围绕外围区域密封在一起以在外围区域中密封基体。
11.如权利要求1所述的EMD，进一步包括：
传感器系统，其设置在透镜封壳内的基体上，且被配置为测量眼睑在传感器系统上的覆盖量和位置；以及
控制器，被联接至传感器系统以从传感器系统接收反馈控制信号，
其中，控制器包括逻辑来：
监测来自传感器系统的反馈信号；
基于对眼睑在传感器系统上的覆盖量和位置的测量确定EMD的用户的注视方向或焦距；以及
作为对用户的注视方向或焦距的响应而调整由EMD提供的调节水平而操纵调节促动器元件。
12.如权利要求11所述的EMD，其中，所述传感器系统包括监测眼睑重叠的电容性传感器系统。
13.如权利要求12所述的EMD，其中，所述电容性传感器系统包括在外围分布的一个或多个离散的电容传感器。
14.一种制造具有透镜封壳的隐形眼镜的方法，该方法包括：
在封壳材料的前层上形成前电极，其包括在前层的凹形表面上沉积第一液态导体材料；
在封壳材料的后层上形成后电极，其包括在后层的凸形表面上沉积第二液态导体材料；
将调节促动器结构设置在前层和后层之间；
将基体定位在所述凹形表面和所述凸形表面之间，其中，集成电路设置在该基体上；和
将前层密封到后层，以将前电极、后电极、调节促动器结构、和基体包封在透镜封壳以内，所述密封包括形成夹止区域，在该夹止区域中，前层的一部分与后层的一部分实体接触，其中，夹止区域限定透镜封壳的中心区域的周界，其中，调节促动器结构将中心区域内的前电极和后电极分离，其中，所述基体具有前触板，并且所述基体设置在透镜封壳的外围区域中、且位于前层和后层之间，所述外围区域围绕所述夹止区域的至少一部分延伸，其中，前电极包括前主体部分和前连接片，该前连接片从前主体部分延伸且通过夹止区域，以重叠基体上的前触板，其中，后电极包括后主体部分和从后主体部分延伸的后连接片，且在密封之后，后连接片延伸通过所述夹止区域，以便与基体上的后触板重叠，并且前连接片和后连接片彼此旋转偏开，
其中，所述夹止区域将中心区域中的调节促动器结构与外围区域中的基体分离，以及
其中，透镜封壳的中心区域具有渐缩的厚度，使得透镜封壳的厚度朝向夹止区域逐渐地减小，以及
其中，透镜封壳的外围区域具有渐缩的厚度，使得透镜封壳的厚度朝向夹止区域逐渐地减小。
15.如权利要求14所述的方法，其中，在密封之后，前连接片和后连接片的每一个延伸穿过所述夹止区域，且调节促动器结构的一部分设置在所述夹止区域与前主体部分和后主体部分中的至少一个之间。
16.如权利要求14所述的方法，其中：
前触板设置在基体的前侧上；
后触板设置在基体的后侧上；
前连接片电连接至前触板；以及
后连接片电连接至后触板。
17.如权利要求14所述的方法，其中，前层的凹形侧在中央部分处形成凹部。
18.如权利要求14所述的方法，其中，后层的凸形侧在中央部分处形成凹部。
19.如权利要求14所述的方法，所述调节促动器结构包括：
液晶层；
前对准层，其设置在液晶层和前电极之间，其中，前对准层在中心区域中延伸跨经的面积大于前电极的面积；以及
后对准层，其设置在液晶层和后电极之间，其中，后对准层在中心区域中延伸跨经的面积大于后电极的面积，
其中，前对准层和后对准层被配置为改变液晶层的分子的对准来改变液晶层的折射率。
20.如权利要求14所述的方法，其中，所述密封包括将前层和后层的相应边缘围绕所述外围区域密封到一起以在外围区域中密封基体。
21.如权利要求14所述的方法，进一步包括：
将传感器系统设置在透镜封壳内的基体上，并且所述传感器系统被配置为测量眼睑在传感器系统上的覆盖量和位置；以及
将控制器联接至传感器系统以从传感器系统接收反馈控制信号，
其中，控制器包括逻辑来：
监测来自传感器系统的反馈信号；
基于对眼睑在传感器系统上的覆盖量和位置的测量确定可安装至眼睛的装置EMD的用户的注视方向或焦距；以及
作为对用户的注视方向或焦距的响应而调整由EMD提供的调节水平而操纵调节促动器结构。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述传感器系统包括监测眼睑重叠的电容性传感器系统。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述电容性传感器系统包括在外围分布的一个或多个离散的电容传感器。
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