CN110537137A - 包括透气性部件的电润湿眼科光学装置 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了包括含电润湿单元的电润湿接触透镜。该单元包括形成密封外壳的第一光学窗口和第二光学窗口。第一电极形成在第一光学窗口上，第二电极形成在第二光学窗口上。第一电极和第二电极包括导电层，第一电极包括被夹在相关的光学窗口和至少一个电介质层之间的至少一个电介质层。油层和盐水层位于密封外壳中，使得油与一个电极接触，盐水与另一电极接触。保护涂层包围电润湿单元，接触透镜材料包围密封材料。公开并要求保护其它实施方式。

Description

包括透气性部件的电润湿眼科光学装置
技术领域
所公开的实施方式总体上涉及眼科光学装置，具体地但非排他地，涉及包括透气性部件的电润湿眼科光学装置，诸如接触透镜。
背景技术
制造用于眼科应用的电润湿透镜(例如，接触透镜)的现有设计和方法在其构造中依赖于不透气性材料。对于接触透镜应用，由于角膜组织的无血管性质，位于角膜上的所有材料和/或器件应有利地具有良好的透气性，特别是透氧性。否则，接触透镜会不舒服，并会导致角膜浮肿和/或血管新生。
附图说明
参照以下附图描述了本发明的非限制性且非穷举性的实施方式，其中在所有各个视图中，同样的附图标记指同样的部分，除非另有说明。
图1是提供自动适应的可眼戴设备以及用于与可眼戴设备交互的外部读取器的一实施方式的功能框图。
图2A-2B一起示出了包括电润湿单元以提供适应的透气性接触透镜的一实施方式。图2B是基本上沿着图2A中的剖切线B-B截取的剖视图。
图3示出了电润湿单元的油电极的一实施方式。
图4A-4B示出了电润湿单元的油电极的另一实施方式。
图5示出了电润湿单元的油电极的另一实施方式。
图6示出了电润湿单元的盐电极的一实施方式。
图7示出了电润湿单元的盐电极的另一实施方式。
具体实施方式
描述了用于包括透气性构造和部件的电润湿眼科光学装置的装置、系统和方法的实施方式。描述了具体细节以提供对实施方式的理解，但是相关领域的技术人员将认识到，本发明能在没有一个或更多个所描述的细节或者用其它方法、部件、材料等的情况下实践。在一些情况下，公知的结构、材料或操作没有被详细示出或描述，但是仍然被包含在本发明的范围内。
在整个说明书中对“一个实施方式”或“一实施方式”的引用意思是所描述的特征、结构或特性能被包括在至少一个所描述的实施方式中，使得出现“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”不一定都是指同一实施方式。此外，在一个或更多个实施方式中，具体的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
由于随着时间流逝的不适、角膜浮肿和角膜血管新生，具有不良透氧性的接触透镜提供较差的患者体验。硅水凝胶软质接触透镜材料的问世解决了这个问题，硬质透气性接触透镜也解决了这个问题，但迄今为止，尚无用于接触透镜应用的透气性电润湿透镜的描述。没有透气性，即使电润湿聚焦技术为患者的视力状况(诸如老花眼)提供出色的解决方案，患者也可能不会配戴该透镜。所描述的实施方式通过仔细选择透气性材料和透气性构造以用于电润湿光学装置的改善设计而解决接触透镜电润湿光学装置中的不透氧的问题。
图1以框图形式示出了可眼戴设备100的一实施方式，在这种情况下，是透气性电润湿接触透镜和随附的外部读取器105。可眼戴设备100的暴露部分是柔性透镜外壳(enclosure)110，其形成为接触安装到眼睛的角膜表面。基板115被嵌入在柔性透镜外壳110内或被其包围，以为电源120、控制器125、传感器系统135、天线140以及各种互连145和150提供安装表面。电润湿单元130被嵌入在柔性透镜外壳110内并联接到控制器125，以向可眼戴设备100的佩戴者提供自动适应。电源120的所示实施方式包括能量收集天线155、充电电路160和电池165。控制器125的所示实施方式包括控制逻辑170、适应逻辑175和通信逻辑180。读取器105的所示实施方式包括处理器182、天线184和存储器186。
控制器125被联接以从传感器系统135接收反馈控制信号，并且还被联接为操作电润湿单元130。电源120将工作电压供应到控制器125和/或电润湿单元130。天线140由控制器125操作，以向可眼戴设备100和/或从可眼戴设备100进行信息通信。在一个实施方式中，天线140、控制器125、电源120和传感器系统135全部位于嵌入式基板115上。在一个实施方式中，电润湿单元130被嵌入在柔性透镜外壳110的中心区域内，但是不设置在基板115上。因为可眼戴设备100包括电子器件，并且被配置为接触安装到眼睛，所以在此它也被称为眼科电子平台、接触透镜或智能接触透镜。
为了便于接触安装，柔性透镜外壳110可以具有凹面，该凹面被配置为(例如，通过借助于泪膜覆盖角膜表面的毛细管力)粘附(“安装”)到润湿的角膜表面。额外地或备选地，可眼戴设备100可以通过归因于凹曲度的在角膜表面和柔性透镜外壳110之间的真空力被粘附。当凹面抵靠眼睛安装时，柔性透镜外壳110的朝外表面可以具有凸曲度，该凸曲度形成为在可眼戴设备100安装到眼睛时不干扰眼睑运动。例如，柔性透镜外壳110可以是形状类似于接触透镜的基本上透明的弯曲盘。
柔性透镜外壳110可以包括一种或更多种生物相容性材料，诸如用于接触透镜或涉及与角膜表面直接接触的其它眼科应用的材料。柔性透镜外壳110可以可选地由这种生物相容性材料部分形成，或者可以包括具有这种生物相容性材料的外涂层。柔性透镜外壳110可以包括配置为润湿角膜表面的材料，诸如水凝胶等。柔性透镜外壳110是可变形的(“非硬质的”)材料，以提高佩戴者的舒适度。在一些情况下，柔性透镜外壳110可以成形为提供预定的、矫正视力的屈光力，诸如可以由接触透镜提供的屈光力。柔性透镜外壳110可以由包括聚合物材料、水凝胶、PMMA、硅酮基聚合物(例如，氟硅丙烯酸酯)或其它的各种材料制成。
基板115包括适合于安装传感器系统135、控制器125、电源120和天线140的一个或更多个表面。基板115可以用作用于基于芯片的电路的安装平台(例如，通过倒装芯片安装)和/或用于图案化导电材料(例如金、铂、钯、钛、铜、铝、银、金属、其它导电材料、这些的组合等)以创建电极、互连、天线等的平台两者。在一些实施方式中，基本上透明的导电材料(例如，铟锡氧化物或以下讨论的柔性导电材料)可以在基板115上被图案化以形成电路、电极等。例如，天线140可以通过在基板115上沉积金或另一种导电材料的图案而形成。类似地，互连145和150可以通过在基板115上沉积合适的导电材料图案而形成。可以采用抗蚀剂、掩模和沉积技术的组合来图案化基板115上的材料。基板115可以是相对硬质的材料，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)或足以在结构上支撑外壳材料110内的电路和/或电子器件的另外的材料。可眼戴设备100可以备选地布置有一组未连接的基板而不是单个基板。例如，控制器125和电源120可以安装到一个基板，而天线140和传感器系统135安装到另一基板，并且这两者可以经由互连电连接。
基板115可以成形为具有足以为嵌入式电子部件提供安装平台的径向宽度尺寸的扁平环。基板115可以具有足够小的厚度以允许基板被嵌入柔性透镜外壳110中而不会不利地影响可眼戴设备100的轮廓。基板115可以具有足够大的厚度以提供适合于支撑安装于其上的电子器件的结构稳定性。例如，基板115可以成形为具有约10毫米的直径、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微米的厚度的环。基板115可以可选地与可眼戴设备100的眼戴表面(例如，凸面)的曲度相匹配。例如，基板115可以沿着限定内半径和外半径的两个圆形区段之间的假想锥的表面成形。在这样的示例中，沿着该假想锥的表面的基板115的表面限定倾斜表面，该倾斜表面在该半径处与眼戴表面的曲度大致匹配。
在一些实施方式中，电源120和控制器125(以及基板115)可以远离可眼戴设备100的中心定位，以避免干扰穿过可眼戴设备110的中心向眼睛的光透射。相反，电润湿单元130可以居中定位，以对穿过可眼戴设备110的中心透射到眼睛的光应用光学适应。例如，在可眼戴设备100成形为凹的弯曲盘的情况下，基板115可以嵌入在该盘的周边周围(例如，在外周界附近)。在一些实施方式中，传感器系统135包括在周边分布以感测眼睑重叠的一个或更多个分立的电容传感器。
在示出的实施方式中，电源120包括电池165以为包括控制器125的各种嵌入式电子器件供电。电池165可以通过充电电路160和能量收集天线155感应充电。在一个实施方式中，天线140和能量收集天线155是发挥其各自的能量收集功能和通信功能的独立天线。在另一实施方式中，能量收集天线155和天线140是被分时用于其各自的感应充电功能和与读取器105的无线通信功能的相同物理天线。充电电路160可以包括整流器/调节器，以调节所捕获的能量用于为电池165充电或者在没有电池165的情况下直接给控制器125充电。充电电路160还可以包括一个或更多个能量存储器件，以减轻能量收集天线155中的高频变化。例如，一个或更多个能量存储器件(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包含用于编排其它嵌入式部件的操作的逻辑。控制逻辑170控制可眼戴设备100的一般操作，包括提供逻辑用户界面、电源控制功能等。适应逻辑175包括用于监视来自传感器系统135的反馈信号、确定用户的当前注视方向或聚焦距离、以及响应于提供适当的适应而操纵电润湿单元130的逻辑。自动适应可以基于从注视跟踪的反馈实时地实现，或者可以允许用户控制以选择特定的适应方式(例如，用于阅读的近场适应、用于常规活动的远场适应等)。通信逻辑180为经由天线140与读取器105的无线通信提供通信协议。在一个实施方式中，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。在一个实施方式中，通信逻辑180作为调制天线140的阻抗以用于反向散射无线通信的智能无线射频识别(“RFID”)标签操作。控制器125的各种逻辑模块可以实现为通用微处理器上执行的软件/固件、实现为硬件(例如，专用集成电路)、或实现为两者的组合。
可眼戴设备100可以包括各种其它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向用户提供可见的反馈。可以包括加速度计或陀螺仪以向控制器125提供位置、旋转、方向或加速度反馈信息。
图2A-2B一起示出了包括电润湿单元202的电润湿透气性接触透镜200的一实施方式。图2A是俯视图，图2B是基本上沿着图2A中的剖切线B-B截取的剖视图。电润湿单元202居中地定位在接触透镜材料204内。控制电子器件206可以设置在接触透镜材料204中或接触透镜材料204上。在一些实施方式中，控制电子器件206可以包括控制逻辑、一个或更多个电源(例如，电池和/或超级电容器)和通信电子器件。可执行结合天线140描述的功能中的一些或全部的天线210可以被联接到控制电子器件206，例如以允许经由通信电子器件的通信或用于内部电池或电容器的能量收集。
控制电子器件206例如通过确定何时使电润湿单元提供适应以及适应多少而编排电润湿单元202的操作。在一个实施方式中，控制电子器件206可以执行以上结合电源120及其部件、控制器125及其部件和传感器系统135描述的功能中的一些或全部。例如，控制电子器件206可以在油电极224和盐电极230(参见下文)之间建立电势差，这可以使油盐界面221改变形状以提供光功率的改变。控制电子器件206可以通过互连208(例如可以是有线或无线互连)联接到油电极224和盐电极230。互连208可以设置在接触透镜材料204的将控制电子器件206与油电极和盐电极分开的一个或更多个表面上。
如图2B所示，电润湿单元或透镜202包括两个光学窗口212和214。在透镜202的中央区域中，光学窗口212和214间隔开以形成密封外壳218，电润湿单元中使用的不混溶的流体——在该实施方式中为油220和盐溶液222被保持在密封外壳218中。光学窗口212和214在密封区域216处在其周界周围被接合，使得它们密封外壳218以最小化或防止油220和盐水222泄漏。在不同的实施方式中，光学窗口212和214可以是具有聚焦力的平面光学装置或弯曲光学装置。在一些实施方式中，光学窗口212和214中的至少一个可以包括对用于设备的电润湿表面的电极和电介质的沉积有用的几何特征。
传统电润湿透镜中使用的光学窗口由不透气性材料组成，但是在电润湿单元202中，光学窗口212和214结合了硬质透气性塑料元件作为一个或更多个光学装置。技术上来说，几乎所有塑料都对包括氧气的大多数气体具有一定的渗透性，但是通过大多数聚合物材料的气体通量太低，以致无法在接触透镜应用中有实际益处。为了对接触透镜应用来说被真正认为是透气性的，该材料必须具有20Barrer或更高的透气率。Barrer是膜技术和接触透镜行业中使用的透气率的非SI单位性，其被定义为：
其中“cm3 STP”是标准立方厘米，是气体量的单位而不是体积的单位；它代表使用理想气体定律计算的在标准温度和压力(STP)下将占据一立方厘米的气体分子量或摩尔量。“cm”对应于其渗透率正在被评估的材料的厚度，“cm3 STPcm-2s-1”对应于通过该材料的气体通量，“cmHg”对应于跨过材料的压降。也就是，Barrer单位测量由给定压力驱动的穿过具有给定厚度的材料区域的流体流动的速率。在SI单位中，一个Barrer等于3.34E-16molPa-1s-1m-1。
许多配方的硬质透气性接触透镜材料可以用于光学窗口212和214，并且可以具有超过100Barrer的透氧率值，这提供了高渗透性材料。这些材料由制造商生产为由小圆柱栓的材料构成的“按纽”样式，其可以使用专用的车削设备例如单点金刚石车削机(诸如由DAC国际有限公司生产的单点金刚石车削机(http://www.dac-intl.com/))进行机械加工。尽管可以对用于在所公开的实施方式中使用的硬质透气性光学元件进行机械加工，但是铸造模制硬质透气性元件(诸如光学窗口212和214以及可能电润湿单元202的其它元件)可以是更划算的，导致对于大批量生产的可扩展性。因此，所描述的实施方式中的任何一个都可以包括通过车床车削或铸造模制生产的硬质透气性塑料元件，但是可以开发出可直接注射模制的新材料。
在一些实施方式中，密封区域216也可以制成透气性的。在光学窗口212和214是透气性的一实施方式中，可以通过卷曲来形成密封区域216，但是在其它实施方式中，用于光学窗口212和214的硬质透气性元件可以包含有利于它们在密封区域216中在精细公差范围内的配合和组装的几何特征。以这种方式，可以将对密封或对安置密封件或对提供密封表面有用的特征直接并入一个或更多个光学透气性元件中。在另外的实施方式中，光学窗口212和214的外边缘，即，最靠近接触透镜材料204的外边缘的边缘，可以被画出轮廓以避免可能不舒服或另外可能使将透气性电润湿单元并入到接触透镜外形尺寸中的其它方面复杂化的尖锐特征。例如，在一些实施方式中，电润湿单元202可以被包覆模制或被包封在一种或更多种生物相容性软质材料中。这些软质材料可能在加工和/或处理期间被硬质元件的尖锐边缘损坏，使制造成品率降低和/或现场产品故障。
密封区域216也可以使用具有相当大的透氧率的透气性密封材料形成以接合光学窗口212和214，但是如果密封区域216的尺寸小，则可以使用不透氧性的密封材料而不会显著影响组件的整体透氧性。如果使用，则优选透氧率大于约30Barrer的密封材料。特定的透氧密封材料示例可以包括硅酮压敏粘合剂或其它含硅酮材料，诸如两件式Pt固化硅酮(two-part Pt cure silicone)、RTV湿固化硅酮、可UV固化硅酮等。也可以使用定制的可聚合硅酮和/或含氟配方而不限制。
两种不混溶的液体在密封外壳218内。在示出的实施方式中，这两种液体是油和盐溶液，但是在其它实施方式中它们可以是不同的液体。因为它们不混溶，所以这两种液体不混合而是分成两层：油层220和盐水层222。油层220与光学窗口212接触，盐水层222与光学窗口214接触，并且油层和盐水层沿着流体界面221彼此接触。当电场施加到油层220和盐水层222之一或两者时，流体界面221的形状改变，因而改变电润湿单元202的诸如放大率的光学性质。
在一个实施方式中，油层220可以是透气性流体。可在油层220的实施方式中使用的透气性流体的示例包括以下中的一种或更多种：硅氧烷流体、苯基硅氧烷流体、碳氟化合物流体、部分氟化烷烃流体、脂环流体、锗烷流体或具有大于约30Barrer的透氧率的任何其它流体配方。
对于盐水层222，典型的盐溶液可以具有相当高的透氧率。例如，在一些实施方式中，可以使用具有大于约50Barrer的透氧率的盐溶液，尽管使用较低渗透率有一定的余地，从而允许盐水配方中存有余地，但是不到显著影响透氧率的程度。电润湿单元中使用的现有盐溶液可以已经具有可接受的透气性性质，但是由于各种配方实施方式，向盐溶液添加组分可能会降低盐相的透气性。示例性盐溶液可以仅包含盐和水，例如生理盐溶液。
为了使电润湿单元202起作用，针对单元中的每种流体必须有电润湿电介质表面。该表面通常被称为“电极”，并用于遍及其各自的液体层施加电场。密封外壳218内的每个液体层与其自己的电极接触：油层220与电极224接触，该电极224在密封外壳218的周界周围形成在光学窗口212的成角度的表面上，盐水层222与电极230接触，该电极230在密封外壳218的周界周围形成在光学窗口214的成角度的表面上。在电润湿单元的实施方式中，一个电极可以包括通过电介质层与其各自的液体绝缘的导电层，而另一电极可以包括完全不绝缘或通过电介质仅部分绝缘的导电层。在示出的实施方式中，油电极224是绝缘的，盐电极230是不绝缘的，但是其它实施方式可以具有相反的布置；因此，被描述为油电极的实施方式在其它实施方式中可以用作盐电极，被描述为盐电极的实施方式在其它实施方式中可以用作油电极。
在示出的实施方式中，电极224和230两者包括位于相应光学窗口上的导电层，并且油电极224还包括形成在其导电层上的电介质层(参见插图)。例如，如油电极224的放大图所示，油电极包括形成在光学窗口212上的导电层226和形成在导电层226上的电介质层228。盐电极230可以具有与电极224类似的结构，但是它不必具有相同的形状，并且可以没有电介质层，或者可以仅被电介质层部分地覆盖。
现有设计中使用的导体的问题在于，它们是除了沉积膜中固有的缺陷外基本上不可渗透的金属。在电润湿单元202的一些实施方式中，如果不透气性电极占据足够小的区域以至于它们不会显著影响整个单元的透气性，则它们是可接受的；在这些实施方式中，可以使用金属导体，并且在一些实施方式中，可以使用多个导体，例如上面有金薄膜的钛或铬粘附层。但是在电润湿单元202的其它实施方式中，在电极224和230中的一个或两个中使用的导体可以具有基本上透氧的材料和/或透氧的几何设计。在其它实施方式中，在油电极和盐电极中的一个或两个中，导体可以包括基本上透气性的导电聚合物，诸如聚乙炔。
在一个实施方式中，在电极224中使用的电介质228包括透气性聚合物，例如硅酮弹性体和/或特氟龙AF。预期可聚合要不然可涂覆的电介质的定制配方。优选具有大于30Barrer的透气率的电介质。在另一实施方式中，电介质基本上不透气，但是其覆盖范围相反仅限于确保足够覆盖范围的设置在导体上的一小区域和围绕导体的一小边缘。这可以通过电介质的掩膜沉积或通过有选择地去除电介质(通过激光烧蚀、等离子体蚀刻、机械加工等)来实现。以这种方式，由其它透气性部件构成的整个电润湿单元的透气率平均可以较高，但是由电介质覆盖的小区域可以较低。可以使用各种其它电介质，例如聚对二甲苯和碳氟化合物顶涂层，诸如特氟龙AF 1600。
电润湿单元202被保护涂层232围绕，保护涂层232在一实施方式中可以包括一个或更多个保护涂层和/或生物相容性涂层。该涂层可以起到多种功能，诸如结构的二次粘附和/或密封、提供光学效果(折射)、保护暴露的电互连、改善表面轮廓和/或形式、或其它功能。在另一实施方式中，保护涂层232可以包括高透气性的硅酮弹性体。在又一实施方式中，保护涂层232可以包括透气性的、折射率匹配的隐藏电润湿单元的内部结构元件的树脂组合物。并且在另一实施方式中，保护涂层232可以包括具有大于约30Barrer的透氧率的可聚合的硬质透气性接触透镜材料。
包括其透气性保护涂层232的被封装的透气性电润湿单元202嵌入到高透氧性的硅水凝胶软质接触透镜材料204(例如，delefilcon a、lotrafilcon a、lotrafilcon b等)中。在一些情况下，硅水凝胶材料与下面的保护透气性涂层之间的界面粘合可以是充分的，因此无需特殊步骤。在其它情况下，可以优先对透气性保护涂层进行表面处理。适用的表面处理可以包括使用电晕或等离子体处理、大气等离子体处理、溶剂擦拭或浸涂、底漆涂覆、有机硅烷沉积或可带来改善的粘附的其它表面化学反应。前述表面处理方法还可以在涂覆保护涂层232之前应用于透气性电润湿单元，以改善在该界面处的界面结合。
图3示出了油电极300的另一实施方式。与电极224一样，油电极300包括形成在光学窗口212上的导电层302和形成在导电层302上的电介质层304。油电极300和油电极224之间的主要区别在于导电层302的构造。导电层302可以由重叠的银纳米线的沉积层形成，其特征是开放的多孔网络结构和高导电性。在示出的实施方式中，如图所示，在导电层302上形成了单独的透气性电介质层304，但是在其它实施方式中，银纳米线可以嵌入电介质中。
图4A-4B一起示出了油电极400的又一实施方式。与电极224一样，油电极400包括形成在光学窗口212上的导电层402和形成在导电层402上的电介质层406。油电极400和油电极224之间的主要区别在于导电层402的构造。在示出的实施方式中，导电层402可以由非透气性材料(诸如金属或导电的非金属)形成，或者可以形成自透气性材料。无论哪种方式，为了改善其透气性，导电层402穿孔有延伸穿过导电层的厚度的多个结构化开口404，使得本身是透气性的光学窗口212的表面暴露于结构化开口所在的位置。然后，导电层402用填充结构化开口404并覆盖其余导电层402的透气性电介质层406覆盖。电介质层406具有总厚度h。在一个实施方式中，导电层402可以是薄膜金属，其通过任何方便的方式(光刻、激光烧蚀等)被图案化以产生多孔网型或网格型结构，从而形成允许气体传输的开口。
图4B示出了导电层402中的结构化开口404的实施方式的俯视图。各个结构化开口404可以具有任何形状；在示出的实施方式中，结构化开口404是正方形或圆形的，但是在其它实施方式中，它们可以具有其它形状。而且，在任何给定的实施方式中，所有结构化开口不需要具有相同的形状。每个结构化开口404具有最大尺寸：对于正方形开口404，最大横向尺寸可以是其对角线尺寸W，而对于圆形开口404，最大横向尺寸可以是其直径D。一般来说，期望结构化开口的最大尺寸相对于所应用的电介质的总厚度是小的；换言之，期望将最大横向尺寸(例如，W或D)与电介质厚度(例如，h)之比保持在所选的数值以下。例如，如果使用4微米的电介质(例如，h＝4微米)，则对于约0.1的W/h或D/h比，最大开口尺寸(例如，W或D)可以为约0.4微米。当然，在其它实施方式中，W/h或D/h比可以更高或更低；在其它实施方式中，例如，该比值可以是0.01至1.0之间的任何值。此外，该比值的实际极限可以由实验和可接受的透镜性能确定。
图5示出了油电极500的另一实施方式。一般期望电润湿电介质尽可能没有缺陷，因此油电极500是可自动修复电介质损坏的“自修复”的电极的示例。油电极500包括形成在光学窗口212上的导电层502和形成在导电层502上的电介质层504，使得导电层被夹在光学窗口212和电介质层504之间。AC或DC电压和/或电流源506电联接到导电层502并电联接到液体层508，液体层508在这种情况下是油层；通常，源506的正端子将联接到液体层508，而负端子将联接到导电层502。
出于各种原因，可能会发生电介质层504中的缺陷，诸如孔或空隙510。它们可以例如由于材料缺陷或制造缺陷而从一开始就存在，或者由于电循环、暴露于流体508等而随着时间流逝出现。如果缺陷严重到足以使导电层502直接暴露于流体508，则在电润湿单元的操作期间施加到导电层的电压会导致流体508电解。但是通过仔细选择用于导电层502、电介质504和流体508的材料，通过源506施加AC或DC电压和/或电流将通过在导电层502的在孔或空隙510中的部分上引起电介质层512的快速电解生长而使电介质层504“自修复”，使得导电层502再一次与流体508电绝缘并且不能电解流体。
在一实施方式中，导电层502可以是“阀金属”(valve metal)，也就是，当用作电解池中的阳极时形成氧化物的金属。阀金属包括镁、铝、钛、钒、铬、锌、锆、铌、锑、铪、钽、钨和铋。在一实施方式中，液体508可以是包括其中溶解有电解质的溶剂的溶液；所述电解质是当溶解在溶剂中时分解成离子从而使液体508成为离子电导体的化学化合物，诸如盐、酸或碱。可用于电介质层504的材料的示例包括金属氧化物、特氟龙AF和聚对二甲苯。
图6示出了盐电极60600的另一实施方式。与电极230一样，盐电极60600包括形成在光学窗口214上的导电层60602。盐电极600和盐电极230之间的主要区别在于导电层602的构造。在一个实施方式中，用作盐水接触电极的铟锡氧化物层可以被沉积在光学层214上，但是从透氧性的角度来看，铟锡氧化物的低渗透率使得这是不期望的。在另一实施方式中，盐电极600可以是不会明显阻碍整个组件的透气性的小的金属化区域。在另一实施方式中，这可以是直接沉积在电介质的一部分上的小的金属化区域。在另一实施方式中，盐电极602可以包括银纳米线，可选地具有结合的成膜聚合物。实质上，可以实现不会明显阻止氧气直接穿过电湿润单元组件传输的任何盐水接触电极而不限制。
图7示出了盐电极500的另一实施方式。与盐电极230一样，盐电极700包括形成在光学窗口214上的导电层702。盐电极700和盐电极230之间的主要区别在于导电层702的构造。在示出的实施方式中，导电层702可以由诸如金属或导电的非金属的非透气性材料形成，或者可以形成自透气性材料。无论哪种方式，为了改善其渗透性，导电层702穿孔有延伸穿过导电层的厚度的多个结构化开口704，使得光学窗口214的表面暴露于结构化开口所在的位置。盐电极700因此在某种程度上类似于上述油电极400，但是没有电介质层，尽管在一些实施方式中导电层702可以被电介质层部分地覆盖。
实施方式的以上描述(包括摘要中描述的内容)不旨在是穷举性的或将本发明限制为所描述的形式。如相关领域的技术人员将认识到地，在这里出于说明性目的描述了本发明的具体实施方式和示例，但是根据以上详细描述，可以在本发明的范围内进行各种等同修改。
在所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制为说明书和权利要求中公开的具体实施方式。而是，本发明的范围将完全由所附权利要求确定，所附权利要求将使用已建立的权利要求解释原则来解释。

Claims (29)

1.一种电润湿接触透镜，包括：
电润湿单元，包括：
第一光学窗口和第二光学窗口，每个具有内表面和外表面，并且在其周界周围被接合以在所述第一光学窗口和所述第二光学窗口的所述内表面之间形成密封外壳，
形成在所述第一光学窗口上的第一透气性电极，所述第一透气性电极包括导电层和至少一个电介质层，所述导电层被夹在所述第一光学窗口和所述至少一个电介质层之间，
形成在所述第二光学窗口上的第二透气性电极，所述第二透气性电极包括导电层，
油层，位于所述密封外壳中使得油与所述第一光学窗口的所述内表面接触并与所述第一透气性电极接触；和
盐溶液层，位于所述密封外壳中使得盐溶液与所述油层接触、与所述第二光学窗口的所述内表面接触并与所述第二透气性电极接触；以及保护涂层，围绕并且完全包围所述电润湿单元；以及
接触透镜材料，围绕并且完全包围所述密封材料。
2.根据权利要求1所述的接触透镜，其中所述第一透气性电极和所述第二透气性电极中的至少一个的所述导电层被穿孔有多个结构化开口。
3.根据权利要求2所述的接触透镜，其中所述结构化开口的尺寸相对于所述电介质的总厚度是小的。
4.根据权利要求3所述的接触透镜，其中所述电介质具有4微米的厚度，所述结构化开口具有0.4微米的最大尺寸。
5.根据权利要求1所述的接触透镜，其中所述第一透气性电极和所述第二透气性电极包括纳米线的网格。
6.根据权利要求1所述的接触透镜，其中所述第一光学窗口和所述第二光学窗口、所述接触透镜材料以及所述保护涂层中的至少一个是透气性的。
7.根据权利要求6所述的接触透镜，其中：
如果是透气性的，则所述第一光学窗口和所述第二光学窗口具有大于或等于100Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述油层具有大于或等于30Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述盐水层具有大于或等于50Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述保护涂层具有大于或等于30Barrer的透气率；以及
如果是透气性的，则所述接触透镜材料具有大于或等于100Barrer的透气率。
8.根据权利要求1所述的接触透镜，其中所述第一透气性电极和所述第二透气性电极的所述电介质具有大于或等于30Barrer的透气率。
9.根据权利要求1所述的接触透镜，其中所述第一光学窗口和所述第二光学窗口使用具有大于或等于30Barrer的透气率的密封材料沿着其周界周围的密封区域被接合。
10.一种可眼戴适应设备，包括：
电润湿单元，包括：
第一光学窗口和第二光学窗口，每个具有内表面和外表面，并且在它们的周界周围被接合，以在所述第一光学窗口和所述第二光学窗口的所述内表面之间形成密封外壳，
形成在所述第一光学窗口上的第一透气性电极，所述第一透气性电极包括导电层和至少一个电介质层，所述导电层被夹在所述第一光学窗口和所述至少一个电介质层之间，
形成在所述第二光学窗口上的第二透气性电极，所述第二透气性电极包括导电层，
油层，位于所述密封外壳中，使得油与所述第一光学窗口的所述内表面接触并与所述第一透气性电极接触；和
盐溶液层，位于所述密封外壳中，使得盐溶液与所述油层接触、与所述第二光学窗口的所述内表面接触并与所述第二透气性电极接触；以及
保护涂层，围绕并且完全包围所述电润湿单元；接触透镜材料，围绕并且完全包围所述密封材料；控制电子器件，安装在所述接触透镜材料上并且电联接到所述第一透气性电极和所述第二透气性电极。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述第一透气性电极和所述第二透气性电极中的至少一个的所述导电层被穿孔有多个结构化开口。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述结构化开口的尺寸相对于所述电介质的总厚度是小的。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述电介质具有4微米的厚度，所述结构化开口具有0.4微米的最大尺寸。
14.根据权利要求10所述的设备，其中所述第一透气性电极和所述第二透气性电极包括纳米线的网格。
15.根据权利要求10所述的设备，其中所述第一光学窗口和所述第二光学窗口、所述接触透镜材料以及所述保护涂层中的至少一个是透气性的。
16.根据权利要求15所述的设备，其中：
如果是透气性的，则所述第一光学窗口和所述第二光学窗口具有大于或等于100Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述油层具有大于或等于30Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述盐水层具有大于或等于50Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述保护涂层具有大于或等于30Barrer的透气率；以及
如果是透气性的，则所述接触透镜材料具有大于或等于100Barrer的透气率。
17.根据权利要求10所述的设备，其中所述第一透气性电极和所述第二透气性电极的所述电介质具有大于或等于30Barrer的透气率。
18.根据权利要求10所述的设备，其中所述第一光学窗口和所述第二光学窗口使用具有大于或等于30Barrer的透气率的密封材料沿着其周界周围的密封区域被接合。
19.根据权利要求10所述的设备，还包括联接到所述控制电子器件的天线。
20.根据权利要求10所述的设备，其中所述控制电子器件包括电池或电容器。
21.一种电润湿接触透镜，包括：
电润湿单元，包括：
第一光学窗口和第二光学窗口，每个具有内表面和外表面，并且在它们的周界周围被接合，以在所述第一光学窗口和所述第二光学窗口的所述内表面之间形成密封外壳，
形成在所述第一光学窗口上的第一电极，所述第一电极包括导电层和至少一个电介质层，所述导电层被夹在所述第一光学窗口和所述至少一个电介质层之间，
形成在所述第二光学窗口上的第二电极，所述第二电极包括导电层，
油层，位于所述密封外壳中，使得油与所述第一光学窗口的所述内表面接触并与所述第一电极接触；和
盐溶液层，位于所述密封外壳中，使得盐溶液与所述油层接触、与所述第二光学窗口的所述内表面接触并与所述第二电极接触；以及保护涂层，围绕并且完全包围所述电润湿单元；以及
接触透镜材料，围绕并且完全包围所述密封材料；其中所述第一光学窗口和所述第二光学窗口、所述接触透镜材料和所述保护涂层中的至少一个是透气性的。
22.根据权利要求21所述的接触透镜，其中所述第一透气性电极和所述第二透气性电极中的至少一个的所述导电层被穿孔有多个结构化开口。
23.根据权利要求22所述的接触透镜，其中所述结构化开口的尺寸相对于所述电介质的总厚度是小的。
24.根据权利要求23所述的接触透镜，其中所述电介质具有4微米的厚度，所述结构化开口具有0.4微米的最大尺寸。
25.根据权利要求21所述的接触透镜，其中所述第一透气性电极和所述第二透气性电极包括纳米线的网格。
26.根据权利要求21所述的接触透镜，其中：
如果是透气性的，则所述第一光学窗口和所述第二光学窗口具有大于或等于100Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述油层具有大于或等于30Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述盐水层具有大于或等于50Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述保护涂层具有大于或等于30Barrer的透气率；
如果是透气性的，则所述接触透镜材料具有大于或等于100Barrer的透气率。
27.根据权利要求21所述的接触透镜，其中所述第一电极的所述电介质具有大于或等于30Barrer的透气率。
28.根据权利要求21所述的接触透镜，其中所述第一光学窗口和所述第二光学窗口使用具有大于或等于30Barrer的透气率的密封材料沿着其周界周围的密封区域被接合。
29.根据权利要求21所述的接触透镜，其中所述油层是电解质溶液，所述第一电极是自修复电极，其包括：
由阀金属制成的导电层；
形成在所述导电层上的电介质层；以及
电联接到所述导电层和所述油层的AC或DC电压或电流源。
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