CN110603479A - 包括弹性电极的电润湿眼科装置 - Google Patents
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61F2250/0056—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis differing in wettability, e.g. in hydrophilic or hydrophobic behaviours
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
Abstract
在这里公开了具有弹性电极的眼科装置。一示例眼科装置可以是人工晶状体，其包括支撑结构、两个光学窗口、两种不混溶液体和弹性电极。支撑结构可以具有限定孔的内表面，第一和第二光学窗口设置在支撑结构的相反两侧并且跨越所述孔。这两种不混溶液体可以设置在由所述孔以及第一和第二光学窗口形成的腔中，弹性电极可以设置在所述内表面上。弹性电极可以由最小屈服应变为0.25％的弹性金属合金形成。
Description
技术领域
本公开总体上涉及眼科装置，特别但非排它地涉及包括弹性电极的电润湿眼科装置。
背景技术
老花眼治疗可以包括植入替换晶状体。这样的晶状体，其也可以被称为人工晶状体，可以提供静态或动态调节，或其组合。可以使用各种技术来提供动态调节，例如机械或电控调节。可以通过提供多个水平的光焦度的动态光学部件的致动来提供调节。光焦度的改变可以经由人工晶状体向用户提供不同的焦距。然而，致动的量可以取决于所使用的技术，例如机械或电的技术。
如果使用电致动，则电子设备和导体可能需要满足与可见性、植入兼容性和植入程序有关的某些要求。例如，希望的是使电子设备和/或导体中的一些或全部是弹性的，并进一步由适于在眼睛内或眼睛上使用的材料形成。
发明内容
附图说明
参考以下附图描述了本发明的非限制性和非穷举性的实施方式，其中，除非另外指明，否则贯穿各个图，相同的附图标记表示相同的部件。在适当的情况下，并非必须标记元件的所有情况以免使附图混乱。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明所描述的原理上。
图1是根据本公开的一实施方式的包括弹性电极的人工晶状体的图。
图2是根据本公开的一实施方式的包括弹性电极的人工晶状体的截面图。
图3是根据本公开的一实施方式的电极的截面图。
图4是根据本公开的一实施方式的电极的透视图。
图5是根据本公开的一实施方式的电极的截面图。
图6是根据本公开的一实施方式的包括弹性电极的眼科装置的功能框图。
具体实施方式
在这里描述了用于具有弹性电极的人工晶状体的设备和方法的实施方式。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施方式的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，在这里描述的技术可以在没有所述具体细节中的一个或更多个的情况下实施，或者在其它方法、组件、材料等的情况下实施。在其它情况下，为了避免混淆某些方面，未详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作。
在整个本说明书中对“一个实施方式”或“一实施方式”的引用意指结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，在整个本说明书中各处出现的短语“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”不一定都指的是同一实施方式。此外，在一个或更多个实施方式中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。
例如，当用户的晶状体不再能够根据需要改变焦点时，可以将人工晶状体(IOL)植入用户的眼睛中以帮助调节。该IOL可以具有静态的光焦度，或者可以具有动态地调节例如改变IOL的光焦度的能力，因此用户可以与自然眼睛类似地改变焦点。但是，动态调节可能需要IOL，例如，该IOL能够改变内部晶状体的形状。
一种感兴趣的用于提供动态调节的技术是电润湿。电润湿通过在施加偏压时将电极的表面能从疏水性改变为亲水性来进行，反之亦然，例如，这可能导致具有不同折射率的两种不混溶的液体之间的界面改变形状，从而提供透镜化效应。施加到电极上的电压可吸引所述两种不混溶的液体之一，这导致界面形状的变化。电极的表面能例如可以另外受到设置在电极上的电介质和/或聚合物层影响，或通过其建立。
此外，由于IOL将被植入眼睛中，所以期望的是在眼睛中形成小切口。但是，由于IOL具有与原始晶状体相同的尺寸，例如，可能需要大切口。然而，如果IOL能够被卷成圆柱形或能够被折叠，则较小的切口会是可能的。通常，形成IOL的大部分材料都适合卷起或折叠，但是传统的导体可能由于卷起/挠曲事件的应力而遇到可靠性问题。例如，传统导体可能由于卷起引起的应力而从基板分层、和/或破裂和/或变形。因此，进一步希望导体是柔韧的和可变形的，例如弹性的，并且进一步希望导体例如电极在展卷/展开时恢复期望的形状而不经受非弹性变形。
应该注意的是，尽管在这里的讨论可以以IOL为中心，但是这种讨论并不意图是限制性的，并且本公开的各方面同样适用于眼戴式眼科装置。通常，本公开的特征针对用于装置的弹性电极，该装置例如经受可能损坏非弹性电极的弯曲和/或卷起。
图1是根据本公开的一实施方式的包括弹性电极的人工晶状体100的图。IOL 100的所示实施方式包括支撑结构102、电极104、接触106、控制电子设备108和光学窗口116。通常，IOL 100可以包括其它组件，诸如第二光学窗口(设置在支撑结构102的与光学窗口116相反的侧)和在图1中未示出的动态光学器件(optic)。在一些实施方式中，IOL 100将基于电润湿原理为用户提供动态调节。例如，IOL 100可以包括两种不混溶的液体，诸如油和电解液，其可以通过响应于所施加的电压而引起这两种不混溶的液体之间的界面形状的变化来提供动态调节。液体界面的形状变化可以提供透镜化行为。在IOL 100的所示实施方式中，电极104提供用于施加电压以引起透镜化行为的导体。
支撑结构102可以为IOL 100的各种特征提供机械支撑。例如，支撑结构102可以是用于电极104、接触106、控制电子设备108、光学窗口116、和在这里讨论的各种其它部件的基板。通常，支撑结构102可以由适于植入眼睛的生物相容性材料形成。示例材料可以包括硅树脂、溶胶-凝胶和也可以使用其它生物相容性材料，诸如生物相容性水凝胶、疏水性丙烯酸、氟化聚甲基丙烯酸酯和/或类似物。支撑结构102可以是IOL 100的主要结构部件，其为其它IOL 100部件提供平台。支撑结构102可以灵活地能够被卷起和/或折叠，使得它可以被操纵成较小的形状以适应通过小切口(例如，大约2mm长的切口)插入眼睛中。优选地，它是高弹性的，使得它在展开之后将恢复为其原始形状。
在一些实施方式中，支撑结构102还是用于安装诸如控制电子设备108的各种电子设备的基板。控制电子设备108可以被联接以至少向电极104提供电压。虽然控制电子设备108被描述为安装在支撑结构102的表面上，但是在一些实施方式中，控制电子装置108被束缚到支撑结构102且联接到接触106。在这样的实施方式中，控制电子装置108被安装到单独的支撑结构，诸如由生物相容性材料形成的基板，且被植入到与IOL 100不同的眼睛区域。在IOL 100的所示实施方式中，支撑结构102为环形，例如垫圈形，具有穿过其形成的开口110，例如孔。开口110可以为IOL 100提供光路。在一些实施方式中，光学窗口116与第二光学窗口(图1中未示出)一起被放置在开口110上方在支撑结构102的顶表面和底表面两者上(例如参见图2)。光学窗口可以为不混溶的液体提供边界，并将它们保持在开口110中。
开口110可以由支撑结构102的内表面例如侧壁形成。在IOL 100的所示实施方式中，侧壁上设置有电极104。尽管侧壁可以限定开口110，但是电极104可以暴露于布置在其中的不混溶液体。侧壁可以与支撑结构102的顶表面和/或底表面成非直角，例如倾斜角。例如，侧壁可以与支撑结构102的顶表面或底表面中的至少一个成45°角。通常，IOL 100的性能方面可以确定侧壁相对于支撑结构102的顶表面或底表面可以成的倾斜角，并且除45°以外的其它角度在本公开的范围内。在一些实施方式中，侧壁的形状形成截头圆锥。
电极104可以设置在支撑结构102的侧壁上。在一些实施方式中，期望的是电极104是弹性的并且在卷起和展卷或折叠/展开时恢复为期望的形状。为了获得这样的质量，电极104可以由可变形、卷起或具有很大程度的挠性而不会在展卷、展开等时不利地影响其电和/或机械性能的材料形成。通常，期望的是材料承受大量变形，例如卷起/弯曲，而不引起非弹性变形和/或扭结和裂纹的形成。为了获得这样的特性，该材料应具有高屈服应变，其中最小屈服应变在0.25％至5％或更大的范围内。示例材料可以包括弹簧钢或者一种或更多种形状记忆合金。弹簧钢可以是例如301弹簧回火的不锈钢，并且形状记忆合金可以是镍钛(Nitinol)，但是其它形状记忆合金也可以被实施。在一些实施方式中，电极104由期望的弹性或超弹性金属合金预形成，并且在IOL 100的形成期间被结合到支撑结构中。在一些实施方式中，电极104可以由期望的金属合金的箔片冲压而成，或从期望的合金的存货加工而成。在一些实施方式中，电极104在其模制期间被结合到支撑结构102中。
在一些实施方式中，电极104被封装在一种或更多种电介质中。例如，可以在至少电极104上方形成电介质层以防止电解，提供耐久性，提供保护以使其免受其它部件影响，以及提供机械支撑。电介质层可以由聚合物形成，并且期望的是该电介质提供保形涂层。示例聚合物可以是Parylene-N、Parylene-D、Parylene-HT和Parylene-AF4。在一些实施方式中，电介质层被例如表面能改变层(诸如含氟聚合物)封装。
接触106可以是电极104的部分，设置在支撑结构102的表面(诸如顶表面或底表面)上。在IOL 100的所示实施方式中，接触106被示出在顶表面上。例如，接触106可以提供用于向电极104提供电压的触点。然而，接触106不必是电极104的部分，而可以是单独的组件。
通常，诸如通过控制电子设备108，可以用电压向电极104供电以在IOL100中引起电润湿。电极104上的电压可以引起电极104的表面能变化和/或设置在电极104上的一个或更多个电介质层的表面能变化。表面能变化可以导致表面从亲水性变为疏水性，反之亦然。表面能变化可能导致孔中的一种或多种液体改变形状，这会影响IOL 100的光焦度。
图2是根据本公开的一实施方式的包括弹性电极的人工晶状体200的截面图。IOL200可以大体类似于IOL 100。IOL 200的所示示例包括支撑结构202、电极204、第一和第二光学窗口214和216以及两种或更多种不混溶液体212。IOL 200可以向用户提供由电润湿原理引起的动态调节。
支撑结构202可以是环形的，并具有穿过其形成的孔210。支撑结构202的侧壁218可以与支撑结构202的其它内侧面一起至少部分地形成孔210。支撑结构202可以为电极204、电极204的一个或更多个接触垫(未示出)和光学窗口214、216提供结构支撑。另外，支撑结构202可以为电子设备和/或电源提供基板，该电源用于至少向电极204提供电荷以引起IOL 200的基于电润湿的动态调节。
支撑结构202还可以具有分别在顶表面220和底表面222两者上的内边缘上形成的凹口，该凹口围绕孔210。凹口可以提供用于将光学窗口214安装和密封到支撑结构202的表面。凹口可以由形成在底表面222中的表面224和226限定，其可以被镜像在顶表面220上。在一些实施方式中，形成在顶表面220中的凹口和形成在底表面222中的凹口可以不同，并提供支撑结构202的不同表面区域。另外，从支撑结构202的凹入的顶表面和底表面延伸的侧壁218可以在限定孔210的最小直径的最内点处被截断。当然，可以在没有表面224和226的情况下形成支撑结构202，并且代替地，可以将光学窗口214和216分别设置在顶表面220和底表面222上。
支撑结构202可以由一种或更多种生物相容性材料诸如硅树脂、溶胶凝胶、聚合物等形成。例如，支撑结构202可以由德克萨斯州沃思堡的Alcon公司生产的AcrySof形成。该生物相容性材料可以适于植入眼睛中，允许将IOL 200植入到使用者的眼睛中。另外，支撑结构202可以是透明的，以便在植入后不影响使用者的视力。
第一和第二光学窗口214、216可以被安装到支撑结构202的顶侧和底侧。第一和第二光学窗口214、216可以由透明或部分透明的聚合物或薄玻璃形成。示例聚合物包括聚二甲基硅氧烷、疏水的硅酮丙烯酸(例如AcrySof)、丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯、它们的组合等。虽然在这里使用了顶和底来讨论支撑结构202的相反两侧，但是顶部和底部的名称并未向IOL 200指出任何方向性，而仅用作关于图2的参考。光学窗口214、216可以是透明的，并被设置为覆盖孔210。光学窗口214、216可以具有或不具有光焦度。在一些实施方式中，一个或两个光学窗口向IOL 200提供静态光焦度，这会受IOL200的基于电润湿的动态调节影响。在一些实施方式中，光学窗口214、216不具有任何光焦度。在任一实施方式中，光学窗口214、216可以联接至支撑结构202以将所述两种不混溶液体212保持在腔内。腔可以由支撑结构202和光学窗口214、216形成，其中电极204暴露于腔。
另外，光学窗口之一也可以是导电的。例如，内表面218面对的光学窗口214是导电的。例如，诸如铟锡氧化物(ITO)的透明导体可以沉积在光学窗口214上。使光学窗口214导电可以允许在电极204与光学窗口214之间形成电势差，这可用于施加电润湿引起的调节。
这两种不混溶液体212可以设置在腔内，并且由于它们的不混溶性，可以在这两种不混溶液体212之间形成界面228。界面可以形成IOL 200的动态光学器件。例如，电极204和光学窗口214之间的电势差可以使电极204处的界面228向上或向下移动到电极204的表面上。界面228的移动可以改变界面的形状，其进而可以改变IOL 200的光焦度。这两种不混溶液体212可以具有不同的折射率，这提供了透镜化作用。这两种不混溶液体212的示例可以是油和盐水。
电极204可以由弹性、超弹性或伪弹性的金属合金形成。期望的是金属合金具有0.25％的最小屈服应变，尽管在一些实施方式中优选的是0.5％，而在其它实施方式中优选的是5％或更大。在一些实施方式中，电极204由具有0.25％屈服应变的弹簧钢、或形状记忆合金形成。例如，形状记忆合金可以是各种组成的Nitinol(镍钛合金)(具有5％以上的屈服应变)、铜锌铝、铜铝、铜铝镍或铜铝铍。在包括Nitinol的实施方式中，电极204的表面可以被精加工，例如用阀金属层涂覆。另外，在一些实施方式中，阀金属涂覆的电极204可以进一步被阳极化处理。示例阀金属可以是钛，但是本公开也考虑了其它阀金属，诸如锆、铪和钽(例如，IVB和VB元素)。在其它实施方式中，期望的是由生物相容的弹性金属合金诸如具有高弹性的医用级别钛来形成电极204。例如，医用级别钛可以是Ti6Al4V。
在一些实施方式中，在形成支撑结构202期间或之后，电极204被预形成并被设置在侧壁218上。取决于材料，预形成的电极204可以具有5至100微米的厚度。电极204可以另外包括从一个边缘延伸的凸缘，其中该凸缘设置在形成凹口的表面226的至少一部分上。凸缘，其可以在电极204周围形成一个完整的圆或仅形成凸耳(tab)，可以设置在支撑结构202顶侧或底侧的表面226上。
另外，IOL 200可以被折叠或卷起以插入用户的眼睛，而在展开/展卷时不经历非弹性变形。弯曲或卷起的半径也会影响电极204的期望厚度。期望的是电极204在卷起或弯曲后不塑性变形，并且恢复为期望形状而在其上/其中没有形成任何扭结或裂纹，这可能取决于用于形成电极204的金属合金的屈服应变。扭结和裂纹会影响电润湿行为，这会不利地影响透镜化效应。
在一些示例中，可以存在两个或更多个封装电极204的基于聚合物的保形层。在具有两个基于聚合物的电介质层的实施方式中，与电极204接触的电介质层可以提供耐用性、保护和机械支撑，而第二电介质层可以提供具有不同表面能的外表面。示例电介质可以包括聚对二甲苯、硅酮和含氟聚合物。
如图2所示，支撑结构202的侧壁218分别与支撑结构202的顶表面220和底表面222成倾斜角。在一些实施方式中，内表面218像圆锥截头台一样地成形。在一些实施方式中，内表面218与支撑结构202的顶表面和底表面成45°。然而，内表面218与支撑结构202的顶表面和/或底表面的角度可以为除了45°之外的其它角度，并且该角度可以基于IOL 200的期望操作参数。
在操作中，可以通过诸如控制电路108的控制电路来建立电极204和光学窗口214之间的电势差。该电势差可能导致电荷积聚在电极204上，这会导致电极204或任何封装的电介质层的表面能改变。表面能的改变会引起腔中的液体之一响应地改变形状。例如，极性液体可以或多或少地被吸引到电极204，这会导致界面228改变形状。界面228的形状的改变会引起透镜化效应，这可以改变IOL 200的光焦度。
图3是根据本公开的一实施方式的电极304的截面图。电极304可以是电极104和/或204的一个示例。电极304的所示实施方式包括面330、凸缘332和下侧面334。截面图仅示出了电极304的一部分，但是电极可以至少相对于面330大致完整地形成一个整圆。在一些实施方式中，凸缘332可以是围绕面330的整圆或部分圆。
面330可以是电润湿电极的活性表面并且可以以期望的角度形成。例如，面330可以相对于凸缘332成倾斜角，并且可以呈圆锥形或圆锥截头体。通常，面330可以与IOL支撑结构的内表面，诸如内表面218一致。凸缘332可以从面330的边缘延伸，并且可以形成用于电连接到驱动电路和/或电源的区域。在一些实施方式中，凸缘332可以另外为驱动电路和电源提供机械支撑。下侧面334可以与支撑结构，诸如支撑结构102和/或202紧密接触。
在一些实施方式中，面330上设置有一个或更多个电介质层。例如，可以在面330上依次沉积基于聚对亚二甲苯(Paraylene)的层和基于含氟聚合物的层。另外，期望的是面330具有光滑的光洁度，例如像镜面一样的光洁度。具有光滑的光洁度可以允许IOL进行更好的电润湿行为，因为面330上的粗糙斑点可能会钉扎这两种不混溶液体的界面，诸如界面228。被钉扎的界面会阻止电润湿透镜化按期望地执行。
在一些实施方式中，下侧面334可以期望的是粗糙的，或包括垂直于该表面延伸的锚(anchor)或结节。粗糙度/结节/锚可以促进电极304粘附到下面的支撑结构，该支撑结构可以由软的弹性聚合物形成。
电极304可以以各种方式形成。例如，电极304可以由例如弹簧钢或Nitinol的箔片冲压而成。或者，电极304可以通过在牺牲形式的基板上溅射期望的金属合金来形成，其中牺牲形式的基板可以随后被去除而留下电极304。电极也可以使用电铸形成，其中牺牲形式的基板可以用于将期望的金属合金电铸形成电极，然后去除该基板。其也可以被激光切割成环，在Nitinol的情况下，可以在约500℃的温度下被热固成锥形。
电极304的厚度可以取决于IOL的各种因素。在一些实施方式中，厚度可以受用于形成电极304的材料和在插入用户的眼睛之前用于卷起/折叠IOL的所期望的弯曲半径影响。例如，如果使用弹簧钢来形成电极304，则电极304的厚度可以是5至10微米。又例如，如果使用Nitinol形成电极304，则厚度可以高达150微米。最大厚度取决于电极角度。在一些实施方式中，具有较厚的电极304可以简化电极和随后的IOL的组装/制造。
图4是根据本公开的一实施方式的电极404的透视图。电极404可以是电极104和/或204的示例。电极404的所示实施方式包括面430、凸耳436和下侧面434。表面430和下侧面434可以类似于电极304的相似标号的特征，并且为了简洁起见，将不详细讨论。凸耳436可以是电极404的延伸，提供用于电连接的位置。在一些实施方式中，凸耳436可以是在尺寸和周长上受限的凸缘。电极404可以与关于图3讨论的示例类似地形成。
图5是根据本公开的一实施方式的电极504的截面图。电极504可以是电极104和/或204的示例。电极504具有与电极304和404相似的许多特征，但是电极504的厚度不同。在一些实施方式中，由于电极504的形成方式，电极504可以比电极304、404厚。例如，电极504可以由Nitinol或其它弹性金属合金的存货金刚石点车削而形成。单点金刚石车削可以提供光滑的表面530。但是，如果电极504由Nitinol形成，则可能需要更厚的电极。当然，电极504的厚度可以小于图5所示的厚度，并且其它厚度在本公开的范围内。此外，由存货材料机械加工电极504可以为电极504提供三角形，从而获得圆锥形的面530。
电极504可以具有三角形的横截面，其中表面530为圆锥形。下侧面534可以从表面530延伸到背面540。背面540可以在下侧面534和凸缘状表面538之间延伸，并且可以形成电极504的较厚部分。在结合电极504的IOL中，表面530可以形成类似于孔110的孔，因为电极504可以代替支撑结构的截头圆锥形内表面，诸如内表面218。
电极可以具有两个相对的较薄部分。电子部件(可选地)放置在该较厚部分附近。较薄(整体铰链状)部分使得更容易对折晶状体，而不是以均一的半径弯曲该晶状体。较厚部分保持基本笔直，从而防止电子部件及其保护性阻挡涂层弯曲并因此损坏。如果电极的刚度大于电极周围的聚合物晶状体主体的刚度，则该实施方式特别有效。
凸缘状表面538可以提供到电极504的电联接区域。另外，类似于电极304和404，下侧面534可以包括粘附增强结构，诸如锚或结节。或者，下侧534也可以用粘附增强材料或工艺，诸如蚀刻或硅烷处理。电极504可以在模制支撑结构期间被结合到诸如支撑结构102和/或202的支撑结构中。例如，可以在注入支撑结构材料之前将电极504放置在模具中。支撑结构材料可以与下侧534一致并向上延伸至凸缘538的壁，该支撑结构可以在任何粘附增强锚/结节周围模制以确保这两个部件保持附接。
图6是根据本公开一实施方式的包括弹性电极的眼科装置600的功能框图。眼科装置600可以是可植入装置，诸如人工晶状体。在所描绘的实施方式中，眼科装置600包括形成为植入眼睛中的外壳材料642。基板644被嵌入在外壳材料642内或被外壳材料642围绕，以提供用于电源646、控制器648、天线664和各种互连的安装表面。基板644和相关联的电子设备可以是控制电子设备108和相关联的基板(诸如支撑结构102)的一个实施例。电源646的所示实施方式包括能量收集天线652、充电电路654和电池656。控制器648的所示实施方式包括控制逻辑658、调节逻辑660和通信逻辑662。如图所示，调节致动器650设置在外壳材料642中。
电源646将工作电压提供给控制器648和/或调节致动器650。天线664由控制器648操作，以将信息传递到眼科装置600和/或从眼科装置600传递信息。在所示的实施方式中，天线664、控制器648和电源646设置在基板644上/内，而调节致动器650设置在外壳材料642中(不在基板642上/内)。然而，在其它实施方式中，取决于眼科装置600的具体设计，可以将眼科装置600中包含的各种电路和装置设置在基板644中/上或外壳材料642中。例如，在一个实施方式中，调节致动器650可以设置在基板642的内表面诸如内表面218上，并且可以包括弹性电极，诸如电极104、204、304、404和/或504。
基板644包括适合于安装控制器648、电源646和天线664的一个或更多个表面。基板644既可以用作基于芯片的电路的安装平台(例如，通过倒装芯片安装)，又可以用作用于对导电材料(例如，金、铂、钯、钛、铜、铝、银、金属、其它导电材料、它们的组合等)进行图案化以产生电极、互连、天线等的平台。在一些实施方式中，基本透明的导电材料(例如，铟锡氧化物或银纳米线网)可以在基板644上被图案化以形成电路、电极等。例如，可以通过在基板644上沉积金或另一种导电材料的图案来形成天线664。类似地，可以通过在基板644上沉积合适的导电材料图案来形成互连。可以使用抗蚀剂、掩模和沉积技术的组合来对基板644上的材料进行图案化。基板644可以是相对软的材料，诸如聚合物或足以在结构上支撑外壳材料642内的电路和/或电子设备同时又足够柔韧以被卷起或折叠的另一种材料。眼科装置600可以替代地被布置成具有一组未连接的基板而不是单个基板644。例如，控制器648和电源646可以被安装到一个基板644，而天线664被安装到另一基板644，并且这两个可以通过互连电连接。基板644也可以是连续的半导体件，容纳上述装置架构件的所有或部分作为集成电路。
基板644可以被成形为具有足以为嵌入式电子设备提供安装平台的径向宽度尺寸的扁平环。基板644可具有足够小的厚度以允许基板644被嵌入外壳材料642中而不会不利地影响眼科装置600的轮廓。基板644可具有足够大的厚度以提供适于支撑安装在其上的电子设备的结构稳定性。例如，基板644可以被成形为具有约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。在一些实施方式中，基板644可以至少包围与调节致动器650相关联的光学区域，并且可以类似于支撑结构102和/或202。例如，基板644可以设置在外围区域和至少两个光学元件诸如光学元件214和216之间。
在所示的实施方式中，电源646包括电池656以为包括控制器648的各种嵌入式电子设备供电。电池656可以由充电电路654和能量收集天线652感应充电。在一个实施方式中，天线664和能量收集天线652是独立的天线，其分别起到能量收集和通信的功能。在另一实施方式中，能量收集天线652和天线664是相同的物理天线，它们被分时用于它们各自的感应充电和与读取器605无线通信的功能。另外或可选择地，电源646可以包括太阳能电池(“光伏电池”)以从入射的紫外线、可见光和/或红外线辐射捕获能量。此外，可以包括惯性功率清除系统以捕获来自环境振动的能量。
充电电路654可以包括整流器/调节器，以调节所捕获的能量来为电池656充电和/或直接驱动控制器648。充电电路654还可以包括一个或更多个能量存储设备，以减轻能量收集天线652中的高频变化。例如，一个或更多个能量存储设备(例如电容器、电感器等)可以连接以作为低通滤波器起作用。
控制器648包含用于编排其它嵌入式部件的操作的逻辑。控制逻辑658控制眼科装置600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660包括用于从监视眼睛的方向的传感器接收信号的逻辑、确定用户的当前凝视方向或焦距的逻辑、以及响应于这些物理提示而操纵调节致动器650(隐形眼镜的焦距)的逻辑。自动调节可以基于凝视跟踪的反馈实时地实施，或者允许用户选择特定的调节方式(例如，用于阅读的近场调节、用于常规活动的远场调节等)。通信逻辑662提供用于经由天线664与读取器605无线通信的通信协议。在一个实施方式中，当存在从读取器605输出的电磁场680时，通信逻辑662经由天线664提供反向散射通信。在一个实施方式中，通信逻辑662作为智能无线射频识别(“RFID”)标签操作，该RFID标签调制天线664的阻抗以用于反向散射无线通信。控制器648的各种逻辑模块可以在通用微处理器上执行的软件/固件、硬件(例如，专用集成电路)或两者的组合中实现。
眼科装置600可以包括各种其它嵌入式电子设备和逻辑模块。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648提供位置、旋转、方向或加速度反馈信息。
所示实施方式还包括具有处理器672、天线674和存储器666的读取器605。读取器605中的存储器666包括数据存储器668和程序指令670。如图所示，读取器605可以设置在眼科装置600的外部，但是，可以被放置其附近以对眼科装置600充电，向眼科装置600发送指令，和/或从眼科装置600提取数据。在一个实施方式中，读取器605可以类似于传统隐形眼镜支架，在于：用户在晚上放置眼科装置600，以充电、提取数据、清洁晶状体等。
外部读取器605包括天线674(或多于一个天线的组)，以向眼科装置600发送无线信号680和从眼科装置600接收无线信号680。外部读取器605还包括具有与存储器666通信的处理器672的计算系统。存储器666是一种非暂时性计算机可读介质，其可以包括但不限于磁盘、光盘、有机存储器和/或可被处理器672读取的任何其它易失性(例如，RAM)或非易失性(例如，ROM)存储系统。存储器666可以包括数据存储器668，以存储数据指示，诸如数据日志(例如，用户日志)、程序设置(例如，以调节眼科装置600和/或外部读取器605的行为)等。存储器666还可以包括由处理器672执行的程序指令670，以使外部读取器605执行由指令670指定的处理。例如，程序指令670可以使外部读取器605提供用户界面，该用户界面允许检索从眼科装置600传达的信息或允许将信息传输到眼科装置600进行编程或以其它方式选择眼科装置600的操作模式。外部读取器605还可以包括用于操作天线674以发送无线信号680到眼科装置600和从眼科装置600接收无线信号680的一个或更多个硬件组件。
外部读取器605可以是具有足以提供无线通信链路680的无线连接的智能电话、数字助理或其它便携式计算设备。外部读取器605还可以被实现为可以插入便携式计算设备中的天线模块，诸如在通信链路680以便携式计算设备中不普遍采用的载波频率进行操作的实施方式中。在一些情况下，外部读取器605是专用设备，该专用设备被配置为相对接近于佩戴者的眼睛被佩戴，以允许无线通信链路680以低功率预算进行操作。例如，外部读取器605可以被集成在诸如项链、耳环等的一件珠宝中，或者被集成在头部附近佩戴的衣物物品中，诸如帽子、头带等。
包括摘要中描述的内容的本发明的所示实施方式的以上描述并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。尽管出于说明性目的，在这里描述了本发明的特定实施方式和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内可以进行各种修改。
可以根据以上详细描述对本发明进行这些修改。在以下权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制为在说明书中公开的具体实施方式。而是，本发明的范围将完全由以下权利要求书确定，以下权利要求书将根据权利要求解释的既定原则被解释。
本申请要求2017年5月5日提交的美国临时申请第62/502,039号的权益，该临时申请通过引用被整体合并于此。
Claims (24)
1.一种装置，包括：
支撑结构；
第一和第二光学窗口，设置在所述支撑结构的相反两侧；
两种不混溶液体，设置在由所述支撑结构以及所述第一和第二光学窗口形成的腔中；和
弹性电极，设置在所述支撑结构的内表面上在所述腔内，其中所述弹性电极由最小屈服应变为0.25％的弹性金属合金形成。
2.根据权利要求1所述的装置，其中弹性金属合金是形状记忆合金。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述形状记忆合金选自Nitinol、铜-锌-铝、铜-铝、铜-铝-镍和铜-铝-铍中的一种。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性金属合金被阀金属涂覆。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述阀金属是钛。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性金属合金是弹簧钢。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性金属合金是Ti6Al4V。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性电极由所述弹性金属合金的箔片形成，并且其中所述弹性电极包括从所述弹性电极的一个边缘延伸的凸缘。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述凸缘形成凸耳。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性电极具有圆锥形表面。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述弹性电极具有三角形的截面，所述三角形的截面具有与所述圆锥形表面相反的后表面，所述后表面从凸缘状顶表面延伸至下侧面，以及
其中，在所述后表面的所述弹性电极的厚度比沿着所述圆锥形表面的所述弹性电极厚。
12.根据权利要求1所述的装置，还包括设置在所述弹性电极上的第一和第二电介质层，
其中，所述第一电介质层由选自聚对二甲苯-C、聚对二甲苯-N、聚对二甲苯-D、聚对二甲苯-HT和聚对二甲苯-AF4中的一种的材料形成，以及
其中所述第二电介质层由含氟聚合物形成。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述内表面具有截头圆锥形状，并且在所述截头圆锥形状的最内径处被截断，
其中，所述支撑结构还包括分别形成在顶侧和底侧的第一凹口和第二凹口，所述第一凹口和所述第二凹口围绕所述孔，
其中，所述第一凹口由垂直于所述顶侧的顶表面的第一表面和垂直于所述第一表面并朝向所述内表面延伸的第二表面限定，
其中，所述第二凹口由垂直于所述底侧的底表面的第三表面和垂直于所述第三表面并朝向所述内表面延伸的第四表面限定，以及
其中，所述第一光学窗口的一部分设置在所述第一凹口中，所述第二光学窗口的一部分设置在所述第二凹口中。
14.根据权利要求1所述的装置，还包括电联接至所述弹性电极的控制电子设备，其中至少所述弹性电极和所述两种不混溶液体形成由所述控制电子设备控制的动态光学器件，
其中所述两种不混溶液体之间的界面形成所述动态光学器件的透镜，以及
其中所述两种不混溶液体包括油和电解液。
15.一种装置，包括：
人工晶状体的支撑结构，所述支撑结构具有顶侧和底侧以及形成孔的内表面，其中所述内表面与所述支撑结构的所述顶侧和所述底侧成倾斜角，以及其中所述支撑结构由生物相容性材料形成；和
弹性电极，设置在所述内表面上以在所述人工晶状体中电诱发电润湿，所述弹性电极由最小屈服应变为0.25％的弹性金属合金形成。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述弹性金属合金是形状记忆合金。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述形状记忆合金选自Nitinol、铜-锌-铝、铜-铝、铜-铝-镍和铜-铝-铍中的一种。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述形状记忆合金是钛涂覆的Nitinol或阳极化的Nitinol。
19.根据权利要求15所述的装置，其中所述弹性电极由所述弹性金属合金的箔片形成，以及其中所述弹性电极包括从所述弹性电极的一个边缘延伸的凸缘。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述凸缘部分地延伸到形成在所述支撑结构中的凹口的表面上。
21.根据权利要求19所述的装置，其中所述凸缘围绕所述孔的圆周延伸。
22.根据权利要求19所述的装置，其中所述凸缘形成凸耳。
23.根据权利要求15所述的装置，还包括：
第一和第二光学窗口，分别设置在所述环形体的顶侧和底侧，并在所述孔上延伸；
设置在所述弹性电极上的电介质层；
设置在所述电介质层上的聚合物层；
设置在所述支撑结构的所述孔中并被所述第一和第二光学窗口容纳的两种不混溶液体；和
控制电子设备，电联接到所述弹性电极和所述第一光学窗口，其中所述控制电子设备向所述弹性电极和所述第一光学窗口提供电压，以通过改变所述聚合物层的润湿特性来引起电润湿从而引起所述两种不混溶液体之间的界面的形状变化。
24.根据权利要求23所述的装置，其中所述电介质层由聚对二甲苯-C、聚对二甲苯-N、聚对二甲苯-D、聚对二甲苯-HT和聚对二甲苯-AF4之一形成，以及
其中所述聚合物层是含氟聚合物。
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