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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sehhilfe für das Auge
zur Wiederherstellung der Akkommodationsfähigkeit, ein
Verfahren zur Wiederherstellung der Akkommodationsfähigkeit
sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Sehhilfe.
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Hintergrund der Erfindung
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In
dem menschlichen Auge ist die Linse hinter der Pupille und der Regenbogenhaut
in eine Ausbuchtung des Glaskörpers eingebettet. Die Aufgabe der
Linse besteht darin, das Auge vom nahen Sehen auf das entfernte
Sehen ”umzustellen” und umgekehrt. So muss zum
Beispiel beim Lesen eines Buches das Auge auf eine kurze Entfernung
eingestellt sein. Dagegen muss die Linse beim Sehen auf ein entferntes
Objekt eine Art „Umschaltprozess” vollziehen.
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Mittels
einer Art ”Aufhängevorrichtung”, den sogenannten
Zonulafasern, die am Ziliarkörper des Auges entspringen,
wird die Linse in ihrer Lage gehalten. Dieser Ziliarkörper
weist den Ziliarmuskel, einen ringförmigen Muskelstreifen,
auf. Der Ziliarmuskel bewirkt eine stärkere oder schwächere
Krümmung der Linse. Bei einer Kontraktion des Ziliarmuskels
erschlaffen die Zonulafasern, so dass die Linsenwölbung
zunimmt. Folglich kann sich mit zunehmender Kontraktion des Ziliarmuskels
die Linse abrunden. Damit wird die Brechkraft verstärkt.
Der Vorgang wird als ”Akkommodation” bezeichnet.
Erschlafft dagegen der Ziliarmuskel, so wird die Linse durch die
Zugwirkung der Zonulafasern flach gezogen.
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Durch
die veränderte Krümmung der Linse werden die einfallenden
Lichtstrahlen unterschiedlich stark gebrochen. Die Brechkraft der
Linse wird verändert. Ist die Linse stärker gewölbt,
erfolgt eine stärkere Brechung der Lichtstrahlen und eine
Scharfeinstellung für das Nahsehen wird erreicht. Der umgekehrte Vorgang
findet beim Sehen in die Ferne statt. Durch die Veränderung
ihrer Brechkraft ermöglicht die Linse sowohl ein Sehen
in der Nähe als auch in der Ferne. Der Vorgang der Akkommodation
verläuft sozusagen ”automatisch”. Denn
der Ziliarmuskel kann nicht willentlich beeinflußt werden.
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Die
natürliche Augenlinse des Menschen verliert etwa ab dem
40. Lebensjahr an Elastizität. Sie kann sich nicht mehr
so stark abrunden und verliert die Fähigkeit, sich automatisch
auf unterschiedliche Entfernungen „scharfstellen” zu
können (Akkommodation). Zum Beispiel sieht ein 30-Jähriger
noch in einem Abstand von etwa 12 Zentimetern scharf. Dagegen sind
es in einem Alter von 40 Jahren etwa 20 Zentimeter und in einem
Alter von 50 Jahren über 60 Zentimeter. Der Verlust der
Akkommodationsfähigkeit ist im Allgemeinen auch bekannt
als Altersweitsichtigkeit.
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Die
Verwendung einer Lesebrille stellt eine Möglichkeit dar,
um in der Nähe scharf sehen zu können. Zum Beispiel
benötigt ein 60-Jähriger zum Scharfsehen in einem
Abstand von 30 cm eine Nahkorrektur von etwa plus drei Dioptrien.
Zum Sehen in der Ferne muss die Brille wieder abgenommen werden.
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Darüber
hinaus existieren sogenannte „Zweistärkenbrillen”,
deren obere Hälfte für die Fernsicht und deren
untere Hälfte für die Nahsicht geeignet sind.
Allerdings erweist sich der Bildsprung in der Mitte als störend.
Bei einer sogenannten „Gleitsichtbrille” gehen
diese beiden Zonen kontinuierlich ineinander über. Auch
diese erweisen sich für viele Träger als ungeeignet.
Es gibt ferner auch Kontaktlinsen, die auf dem Auge wie ein Gleitsichtglas
funktionieren. Allerdings besitzen auch diese die gleichen Nachteile.
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Darüber
hinaus existieren sogenannte Multifokallinsen, die als Intraokularlinsen
eingesetzt werden und die natürliche Augenlinse ersetzen.
Nach Entfernung der körpereigenen Linse werden die Intraokularlinsen
als ein Implantat in den leeren Kapselsack eingefügt. Das
Implantat ist eine aus mehreren Ringen unterschiedlicher Brechkraft
aufgebaute Kunstlinse. Es erzeugt zwei Brennpunkte im Auge, einen
für die Ferne und einen für die Nähe.
In einem Zwischenbereich sehen die Patienten nicht perfekt scharf.
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Ferner
sind noch akkommodierende Intraokularlinsen bekannt. Bei solchen
potentiell akkommodierenden Intraokularlinsen handelt es sich um
Linsen oder Linsensysteme, welche nach operativer Entfernung der
natürlichen Linse anstelle dieser eingesetzt und vorwiegend
im Kapselsack befestigt werden. Durch eine noch vorhandene, jedoch
geringe Restkontraktion des Ziliarmuskels, soll über eine Haptik
eine axiale Verschiebung der Linse und damit eine Verschiebung des
Brennpunkts erreicht werden.
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In
der
DE 10 139 027
A1 ist eine Intraokularlinse mit vorzugsweise vier sich
radial nach außen erstreckenden Haptiken beschrieben. Die
Haptiken sind gelenkig mit der Optik verbunden. Durch Kontraktion
des Ziliarmuskels soll die Linse mittels eines Umlenkmechanismus
axial im Strahlengang nach vorne verlagert und damit die Brechkraft
des Gesamtsystems erhöht werden. Derartige Implantate ermöglichen
die Wiederherstellung einer Akkommodation von etwa 1 dpt bis 2 dpt.
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Dies
ist jedoch nicht ausreichend, da beispielsweise für die
Lesefähigkeit eine Akkommodation von größer
als 3 dpt erreicht werden muss. Ein exaktes Positionieren der Intraokularlinse
erweist sich zudem als schwierig.
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Allgemeine Beschreibung der
Erfindung
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Basierend
auf diesen Hintergründen liegt der vorliegenden Erfindung
daher die Aufgabe zugrunde, eine Sehhilfe bereitzustellen, welche
die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zumindest
vermindert.
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Die
Brechkraft der Sehhilfe soll kontinuierlich an den erforderlichen
Akkommodationsbedarf anpassbar sein.
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Die
Sehhilfe soll für den alltäglichen Gebrauch geeignet
sein.
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Ferner
soll die Sehhilfe wirtschaftlich herzustellen sein.
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Gelöst
werden diese Aufgaben durch die Linse, das optische System und das
Verfahren zum Akkommodieren sowie das Herstellungsverfahren gemäß der
unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Die
vorliegende Erfindung gründet auf der Tatsache, dass Akkommodationsbedarf
und Augenmotorik, d. h. die Bewegung der Augen, eng miteinander
verknüpft sind. Im Detail sind die Akkommodation der Augenlinsen
und die Konvergenzbewegung der Augen oder der Pupillen miteinander
verknüpft oder gekoppelt.
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Der
allgemeine Grundgedanke der Erfindung basiert auf der Idee, den
Akkommodationsbedarf aus der Stellung der Augen zueinander oder
aus der Orientierung der Augen zueinander zu ermitteln und durch
eine Sehhilfe die für die Augen erforderliche Akkommodation
bereitzustellen, insbesondere ohne in die Motorik der Augen einzugreifen.
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In
einer ersten Ausführungsform beansprucht die vorliegende
Anmeldung eine Linse, insbesondere mit variabler Brechkraft, umfassend
folgende Komponenten:
- – Mittel zum
Anpassen der Brechkraft, insbesondere mittels einer Veränderung
einer Linsenkrümmung, als Reaktion auf ein Stellsignal,
wenigstens einen Positionsgeber,
- – Mittel zum Erfassen einer relativen Position des Positionsgebers
zu wenigstens einem weiteren auf einer weiteren Linse angeordneten
Positionsgeber,
- – Mittel zum Erzeugen des Stellsignals zum Anpassen
der Brechkraft der Linse an die erfasste relative Position und
- – wenigstens eine Einrichtung zur Energieversorgung
zumindest eines Teils der Komponenten der Linse.
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Alle
Komponenten der erfindungsgemäßen Linse sind auf
der Kontaktlinse angeordnet. Dadurch wird ein kompaktes optisches
System bereitgestellt, welches einfach zu handhaben ist.
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Die
Linse ist vorzugsweise eine akkommodierende Linse. Die Mittel zum
Erfassen der relativen Position des Positionsgebers zu dem weiteren
Positionsgeber können den zuerst genannten Positionsgeber
umfassen.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verfahren zum Herstellen einer
Linse, die ausgebildet ist als eine Intraokularlinse oder als eine
Kontaktlinse, das ein Anordnen zumindest folgender Komponenten auf
der Linse umfasst:
- – Mittel zum Anpassen
der Brechkraft der Linse,
- – wenigstens einen Positionsgeber zum Bestimmen einer
relativen Position des Positionsgebers zu einem Referenzpunkt,
- – insbesondere Mittel zum Erzeugen eines Stellsignals
zum Anpassen der Brechkraft der Linse an die bestimmte relative
Position und
- – insbesondere wenigstens eine Einrichtung zur Energieversorgung
zumindest eines Teils der Komponenten der Linse.
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Der
genannte Referenzpunkt wird vorzugsweise durch einen Positionsgeber
bereitgestellt, der auf einer weiteren Linse angeordnet ist.
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Weiterhin
beansprucht die vorliegende Anmeldung auch ein optisches System
als Sehhilfe, insbesondere mit variabler Brechkraft, mit einer ersten Linse
zum Einsetzen in ein erstes Auge und einer zweiten Linse zum Einsetzen
in ein zweites Auge umfassend folgende Komponenten:
- – auf der ersten Kontaktlinse angeordnete erste Mittel
zum Verändern der Brechkraft der ersten Linse, insbesondere
mittels einer Veränderung einer Linsenkrümmung,
als Reaktion auf ein erstes Stellsignal und auf der zweiten Linse
angeordnete zweite Mittel zum Verändern der Brechkraft
der zweiten Linse, insbesondere mittels einer Veränderung
einer Linsenkrümmung, als Reaktion auf ein zweites Stellsignal,
- – Mittel zum Erfassen einer relativen Position des ersten
Auges zu dem zweiten Auge umfassend wenigstens einen auf der ersten
Linse angeordneten ersten Positionsgeber und wenigstens einen auf
der zweiten Linse angeordneten zweiten Positionsgeber,
- – Mittel zum Erzeugen des ersten Stellsignals und des
zweiten Stellsignals zum Anpassen der Brechkraft der ersten Linse
und der zweiten Linse an die erfasste relative Position,
- – wenigstens eine, insbesondere auf der ersten Linse
angeordnete, erste Einrichtung zur Energieversorgung und/oder wenigstens
eine, insbesondere auf der zweiten Linse angeordnete, zweite Einrichtung
zur Energieversorgung zumindest eines Teils der Komponenten der
ersten und/oder der zweiten Linse.
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Zudem
liegt im Bereich der Erfindung auch ein Verfahren zum Anpassen der
Brechkraft, insbesondere zum Akkommodieren, einer ersten Linse in einem
ersten Auge und einer zweiten Linse in einem zweiten Auge, wobei
die erste Linse und die zweite Linse jeweils als eine Intraokularlinse
oder als eine Kontaktlinse ausgebildet sind, umfassend die Schritte:
- – Erfassen einer relativen Position
des ersten Auges zu dem zweiten Auge,
- – Erzeugen eines ersten Stellsignals und/oder eines
zweiten Stellsignals zum Anpassen einer Brechkraft der ersten Linse
und der zweiten Linse an die erfasste relative Position,
- – Anpassen der Brechkraft der ersten Linse und der
Brechkraft der zweiten Linse als Reaktion auf das erste und/oder
zweite Stellsignal.
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Die
Sehhilfe ist vorzugsweise eine akkommodierende Sehhilfe. Die Sehhilfe
kann auch als optisches System bezeichnet werden. Vorzugsweise sind
die Mittel zum Erfassen der relativen Position vollständig
auf der ersten und/oder der zweiten Linse angeordnet. Vorzugsweise
sind auch die Mittel zum Erzeugen des ersten Stellsignals und die
Mittel zum Erzeugen des zweiten Stellsignals auf der ersten und/oder
der zweiten Linse angeordnet.
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Das
Herstellungsverfahren ist insbesondere geeignet zur Herstellung
einer Linse bzw. einer ersten und einer zweiten Linse mit den erfindungsgemäßen
Merkmalen. Das Verfahren zum Akkommodieren ist insbesondere geeignet
zur Ausführung mittels der erfindungsgemäßen
Linse und/oder des erfindungsgemäßen optischen
Systems. Die Linse und/oder das optische System ist bzw. sind insbesondere
geeignet zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Akkommodieren.
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Die
nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind nur in
Bezug auf die vorstehend genannte Linse dargestellt. Die Ausführungsformen stellen
jedoch auch Ausführungsformen für die vorstehend
beschriebene erste Linse und die vorstehend beschriebene zweite
Linse mit den ersten bzw. zweiten Komponenten dar.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung ist die Linse als eine
Intraokularlinse, d. h. als ein Implantat, ausgebildet. In einer
weiteren Ausführungsform ist die Linse als eine Kontaktlinse
ausgebildet ist.
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Die
genannten Mittel zum Erfassen der relativen Position und die Mittel
zum Erzeugen des Stellsignals können durch ein einzelnes
Bauteil bereitgestellt werden. Die genannten Mittel zum Erfassen
der relativen Position können auch selbst der Positionsgeber
für den weiteren Positionsgeber sein. Die Mittel zum Erfassen
der relativen Position und der Positionsgeber sind in dieser Ausgestaltung
ein einzelnes Bauteil. Die Mittel zum Erfassen der relativen Position
können auch außerhalb der Linse, vorzugsweise ortsfest,
positioniert sein. Sie können außerhalb des Körpers,
zum Beispiel in einer Brille, oder innerhalb des Körpers,
zum Beispiel in einem Knochen, angeordnet bzw. eingebettet sein.
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Die
einzelnen Komponenten der Linse können auf der Oberseite
der Linse und/oder auf der Unterseite der Linse angeordnet sein
und/oder in der Linse eingebettet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung
sind alle Komponenten, vorzugsweise vollständig, in dem
Material der Linse eingebettet. Dadurch können bekannte
Materialien, die bereits als ”körperverträglich” anerkannt
sind, verwendet werden. Aufwendige und kostenintensive Untersuchungen
hinsichtlich der ”Körperverträglichkeit” der
einzelnen Komponenten können damit entfallen.
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Vorzugsweise
sind alle Komponenten transparent für den optisch sichtbaren
Wellenlängenbereich ausgestaltet, so dass das Erscheinungsbild
des Auges durch die Linse, insbesondere in der Ausgestaltung als
Kontaktlinse, nicht wesentlich verändert wird.
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Eine
akkommodierende Sehhilfe oder eine akkommodierende Linse umfasst
bzw. ist eine künstliche Linse, die sich, wie zum Beispiel
ihr natürliches Vorbild, abrundet, d. h. stärker
krümmt, wenn der Träger etwas in der Nähe
erkennen möchte. Durch die veränderte Krümmung
der Linse werden die einfallenden Lichtstrahlen stärker
gebrochen. Die Brechkraft der Linse wird erhöht.
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Daher
sind die Mittel zum Anpassen der Brechkraft in einer ersten Ausführungsform
ausgebildet als Mittel zum Anpassen der Brechkraft mittels einer
Veränderung einer Linsenkrümmung. Die Mittel zum
Verändern der Brechkraft sind Mittel zum Verändern
der Linsenkrümmung der Linse. Durch eine Einwirkung äußerer
Kräfte wird die Linse oder die Geometrie der Linse so verformt,
dass die Krümmung ihrer lichtbrechenden Oberfläche
verändert wird. Das optische Abbildungsverhalten der Linse
wird beeinflusst oder gesteuert. Die Mittel zum Anpassen der Brechkraft
sind eine Art Aktor, der die Stellsignale in eine mechanische Bewegung
umsetzt.
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Für
die Ausgestaltung der Linse als eine Intraokularlinse erweist sich
dies als äußerst vorteilhaft. Denn das exakte
Einsetzen oder Positionieren einer Intraokularlinse in dem Kapselsack
des menschlichen Auges erweist sich als äußerst
schwierig. Die Erfindung ermöglicht ein Anpassen bzw. Einstellen
der Brechkraft der Linse an die erreichte bzw. „finale” Position
der Linse im Kapselsack.
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Die
Mittel zum Anpassen der Brechkraft sind in einer bevorzugten Ausführungsform
ein mit der Linse verbundenes Band, welches in seiner Länge, insbesondere
als Reaktion auf das Stellsignal, veränderbar oder einstellbar
ist. In einer Ausgestaltung erstreckt sich das Band zumindest abschnittsweise über
den Umfang der Linse. Das Band ist ein Ring. Der Ring kann ein kontinuierlicher
Ring sein, der sich vollständig über den Umfang
der Linse erstreckt. Der Ring kann aber auch ein segmentierter Ring
sein, der sich nur abschnittsweise über den Umfang der
Linse erstreckt. Mittels einer Veränderung der Länge
des Rings bzw. des Ringumfangs werden radiale Kräfte auf
die Linse übertragen, welche in eine veränderte Krümmung
der lichtbrechenden Oberfläche resultieren.
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Vorzugsweise
sind die Mittel zum Anpassen der Brechkraft, insbesondere das Band,
als ein kontrahierendes Bauteil ausgebildet. Das kontrahierende
Bauteil umfasst wenigstens ein Material, das ausgewählt
ist aus einer Gruppe bestehend aus einem elektroaktiven Polymer,
einem piezoelektrischen Material, einem magnetostriktiven Material,
einem elektrostriktiven Material und einem bimetallischen Material.
Auch kann das kontrahierende Bauteil im Wesentlichen vollständig
aus den genannten Materialien oder deren Kombination aufgebaut sein.
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Ein
elektroaktives Polymer (EAP) ist ein chemischer Aktor. Das EAP zeigt
insbesondere bei einer elektrisch ausgelösten Oxidation
oder Reduktion eine Volumenänderung. Bei dem piezoelektrischen Material
wird durch Anlegen einer Spannung eine Deformation des Materials
bewirkt. Bei dem magnetostriktiven Material wird eine Änderung
der geometrischen Abmessungen des Körpers unter dem Einfluss
eines Magnetfelds erreicht. Bei dem elektrostriktiven Material wird
eine elastische Verformung des Materials in einem elektrischen Feld
erreicht. Bei einem Körper der aus einem bimetallischen
Material gebildet wird, kann durch eine Temperaturänderung die
Krümmung des Körpers gesteuert werden. Die Temperaturänderung
kann zum Beispiel durch einen Stromfluss erzielt werden.
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Eine
erste alternative oder ergänzende Variante zur Veränderung
der Linsenkrümmung stellt eine Elektrobenetzung (sogenanntes „Electrowetting”)
dar. Eine zweite alternative oder ergänzende Variante zur
Veränderung der Linsenkrümmung stellt die Geometrieänderung
durch eine Druckänderung in einer fluidbefüllten
Kammer dar. Die Druckänderung erfolgt zum Beispiel gegenüber
dem Umgebungsdruck.
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Weiterhin
sind die Mittel zum Anpassen der Brechkraft in einer zweiten Ausführungsform
ausgebildet zur einer Änderung des Brechungsindexes der Linse.
In einer möglichen Variante wird dies erzielt mittels sogenannter
elektrooptischer Materialien. Der Brechungsindex solcher elektrooptischer
Materialien kann zum Beispiel durch eine elektrisches Feld, ein magnetisches
Feld und/oder durch ein elektromagnetisches Feld beeinflusst werden.
Dadurch kann eine definierte Brechungsindexverteilung in der Linse eingestellt
werden.
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Die
Anpassung der Brechkraft erfolgt als Reaktion auf das Stellsignal.
Das Stellsignal beinhaltet eine Information zu der erforderlichen
Brechkraft, wie der Linsenkrümmung. Das Stellsignal stellt
sozusagen eine Art Steuersignal dar. Die Mittel zum Erzeugen des
Stellsignals sind oder umfassen zum Beispiel eine Einrichtung zur
Erzeugung einer Spannung. In dieser Ausgestaltung ist das Stellsignal
zum Beispiel ein zur Brechkraft proportionales Spannungssignal.
Das erste Stellsignal und das zweite Stellsignal können
auch durch ein einziges Stellsignal bereitgestellt werden.
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Die
Einrichtung zur Energieversorgung ist, in Abhängigkeit
von der konkreten Ausgestaltung der Komponenten, mit allen oder
nur mit einem Teil der Komponenten verbunden oder gekoppelt. Vorzugsweise
sind alle Komponenten, welche zu ihrem Betrieb elektrische Energie
benötigen, mit der Einrichtung zur Energieversorgung verbunden.
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In
einer Ausführung der Erfindung umfasst die Einrichtung
zur Energieversorgung einen Akkumulator und/oder eine Batterie.
Als Alternative oder Ergänzung zu dem Akkumulator und/oder
der Batterie umfasst die Einrichtung zur Energieversorgung wenigstens
ein fotovoltaisches Bauteil.
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Ist
zum Beispiel nur die Batterie zur Energieversorgung vorgesehen,
so kann ein sicherer Betrieb unabhängig von äußeren
Einflüssen, wie zum Beispiel der Lichteinstrahlung, gewährleistet
werden. Da Batterien nicht wieder aufgeladen werden können, müßte
die Batterie im ”leeren” Zustand jedoch ausgetauscht
oder die Linse entsorgt werden. Eine solche Ausführungsform
ist zum Beispiel interessant für Kontaktlinsen als sogenannte
Monatslinsen.
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Das
fotovoltaische Bauteil, das im Allgemeinen auch als Solarzelle bezeichnet
wird, kann, je nach Ausgestaltung der Erfindung, ein Laden des Akkumulators
ermöglichen und/oder eine direkte Energieversorgung für
zumindest einen Teil der Komponenten bereitstellen. Dadurch kann
ein längerer oder dauerhafter Betrieb der Linse gewährleistet
werden.
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In
der Ausführungsform mit einem Akkumulator und/oder einer
Batterie können noch Mittel zum, insbesondere initialen,
Aktivieren des Akkumulators und/oder der Batterie vorgesehen sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann auf der Linse ein
Indikator über den Ladezustand des Akkumulators und/oder
der Batterie vorgesehen sein.
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Die
Einrichtung zur Energieversorgung, insbesondere das fotovoltaische
Bauteil, erstreckt sich zumindest abschnittsweise über
den Umfang der Linse. Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Energieversorgung,
insbesondere das fotovoltaische Bauteil, als ein Ring ausgebildet.
Der Ring kann ein Ring sein, der sich vollständig über
den Umfang der Linse erstreckt. Auch kann der Ring ein segmentierter
Ring sein, der sich nur abschnittsweise über den Umfang der
Linse erstreckt. In einer Variante der Erfindung ist im Wesentlichen
die gesamte Fläche der Linse als das fotovoltaische Bauteil
ausgebildet. Dadurch wird ein großflächiges Erfassen
der einfallenden Strahlungsleistung ermöglicht.
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Die
erforderliche Brechkraft, insbesondere die erforderliche Krümmung,
wird aus der erfassten relativen Position der Augen zueinander ermittelt.
Die relative Position kann aus dem Abstand der Augen, wie der Pupillen,
zueinander und/oder aus dem Winkel, dem sogenannten Konvergenzwinkel,
den die Augen zueinander einschließen, ermittelt werden.
Es erfolgt ein Regeln der Brechkraft. Die Ermittlung der relativen
Position der Augen erfolgt über die relative Position des
Positionsgebers zu dem weiteren Positionsgeber bzw. über
die relative Position des ersten Positionsgebers zu dem zweiten
Positionsgeber.
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Im
Allgemeinen betrifft die Akkommodation beide Augen im gleichen Ausmaß,
auch wenn die Refraktion beider Augen unterschiedlich ist. Die Träger
der Linsen besitzen im Allgemeines auch eine unterschiedliche Augenstellung.
Daher ist es erforderlich, eine initiale Anpassung der Linsen, beispielsweise
durch einen Optiker oder einen Augenarzt, durchzuführen.
Dies erfolgt zum Beispiel im ”eingesetzten” Zustand
der Kontaktlinsen auf den Augen.
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Es
wird die Stellung der Augen, insbesondere der Abstand der Augen
zueinander und/oder der eingeschlossene Winkel, ermittelt und zur
der erforderlichen Brechkraft in Relation gesetzt. Es erfolgt sozusagen
eine Eichung des optischen Systems, insbesondere hinsichtlich der
Position der Augen zueinander und/oder der Position der jeweiligen
eingesetzten Linse auf oder in dem Auge.
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Die
erfasste Relation kann in einer ersten Ausführungsform
direkt in Relation zu dem zu erzeugenden Stellsignal zum Anpassen
der Brechkraft der Linse gesetzt und in einer Art Tabelle oder Speicher hinterlegt
werden. Die Tabelle oder der Speicher können Bestandteil
der Mittel zum Erfassen der relativen Position und/oder der Mittel
zum Erzeugen des Stellsignals sein. Somit kann eine erfasste relative
Position direkt in das Stellsignal umgesetzt werden. In einer zweiten
Ausführungsform sind dagegen Mittel zum Bestimmen der Brechkraft,
insbesondere der Linsenkrümmung, der Linse in Abhängigkeit
von der erfassten relativen Position vorgesehen, d. h. das Stellsignal
muss erst noch ”berechnet” werden.
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Die
Ermittlung der relativen Position der Augen erfolgt über
die Position des Positionsgebers zu dem weiteren Positionsgeber.
Dies setzt jedoch voraus, dass die Position der jeweiligen Linse
auf oder in dem Auge ”fest” ist. Tatsächlich
sind Kontaktlinsen schwimmend mittels eines Tränenfilms
und somit beweglich auf dem Auge gelagert. Um die Position der Kontaktlinse
relativ zum Auge, zum Beispiel zur Pupille, insbesondere zum Pupillenzentrum,
und/oder der Hornhaut, sicher erfassen zu können, sind
in einer Weiterbildung der Erfindung Mittel zur Erfassung der relativen
Position der Kontaktlinse zu einem Auge, auf dem die Kontaktlinse
im eingesetzten Zustand positioniert ist, vorgesehen.
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Auch
kann sich die Position einer Intraokularlinse in dem Auge verändern,
so dass ein Justieren oder Nachjustieren erforderlich wird. Um die
Position der Intraokularlinse relativ zum Auge, zum Beispiel zur
Pupille, insbesondere zum Pupillenzentrum, sicher erfassen zu können,
sind in einer Weiterbildung der Erfindung Mittel zur Erfassung der
relativen Position der Linse zu einem Auge, in dem die Intraokularlinse
im eingesetzten Zustand positioniert ist, vorgesehen. Vorzugsweise
wird dabei die Pupillenreaktion berücksichtigt. Der Durchmesser
der Pupille verkleinert sich im akkommodierten Zustand (Naheinstellungsreaktion).
Vorzugsweise sind die Mittel zum Erfassen der relativen Positionen
des Positionsgebers zu dem weiteren Positionsgeber zusätzlich
ausgebildet zum Erfassen der relativen Position der Linse zu dem
Auge. In einer bevorzugten Version der Erfindung sind diese derart
mit dem fotovoltaischen Bauteil gekoppelt, so dass eine durch das
fotovoltaische Bauteil gelieferte elektrische Leistung auswertbar
ist und aus einer veränderten elektrischen Leistung auf die
relative Position geschlossen werden kann. Vorzugsweise ist dazu
das fotovoltaische Bauteil segmentiert ausgebildet. Hierzu ist vorzugsweise
das fotovoltaische Bauteil im Vergleich zum Mittel zum Anpassen
der Brechkraft näher an dem Zentrum der Linse, vorzugsweise
der Kontaktlinse, angeordnet. Für weitere Details hierzu
sei auf die Ausführungen zu den 9.a und 9.b verwiesen.
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In
einer Ausführungsform sind die Mittel zum Erfassen der
relativen Position des Positionsgebers zu dem weiteren Positionsgeber
oder die Mittel zum Erfassen der relativen Position des ersten Auges
zu dem zweiten Auge ausgebildet zur Abstandsmessung. Vorzugsweise
sind sie zur induktiven und/oder kapazitiven Abstandsmessung ausgebildet.
In einer ersten Variante der Erfindung umfasst der Positionsgeber
ein metallisches Bauteil oder der Positionsgeber ist ausgebildet
als ein metallisches Bauteil. In einer zweiten Variante der Erfindung
umfasst der Positionsgeber eine Spule oder der Positionsgeber ist
als eine Spule ausgebildet. In einer dritten Variante ist der Positionsgeber
ein Chip.
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Um
eine Änderung der Position oder eine Verdrehung, zum Beispiel
der auf dem Tränenfilm ”schwimmenden” Kontaktlinse
relativ zum Auge, sicher zu erfassen, sind in einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung eine Vielzahl von Positionsgebern über den
Umfang verteilt auf der Linse angeordnet. Dies ist zum Beispiel
dann relevant, wenn die Positionsgeber nicht transparent im sichtbaren
optischen Wellenlängenbereich sind. Ist es dagegen möglich, einen
Positionsgeber transparent auszugestalten, so ist es ausreichend
einen einzelnen Positionsgeber, beispielsweise im Mittelpunkt der
Linse, anzuordnen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zum
Erfassen der relativen Position der Positionsgeber und/oder der
Augen ein System zur Informationsverarbeitung. Das System zur Informationsverarbeitung
ist insbesondere als ein Chip oder Mikrochip ausgebildet.
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Der
Positionsgeber, die Mittel zum Erfassen der relativen Position der
Positionsgeber oder der Augen, die Mittel zum Erzeugen des Stellsignals und/oder
die Mittel zum Erfassen der relativen Position der Kontaktlinse
zu dem Auge können beispielsweise auch in einem einzigen
Chip integriert sein.
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Der
Akkommodationsbedarf ist neben der Konvergenzbewegung der Augen
zusätzlich auch mit der Pupillenreaktion der Augen verknüpft.
Wie es bereits vorstehend ausgeführt ist, verkleinert sich
der Pupillendurchmesser im akkommodierten Zustand. Daher kann ergänzend
oder alternativ zu der vorstehend beschriebenen Positionserfassung
der Augen auch die Pupillenreaktion als ein oder ein weiterer Parameter
zur Bestimmung der erforderlichen Brechkraft berücksichtigt
werden. Dabei ist eine durch das fotovoltaische Bauteil gelieferte
elektrische Leistung auswertbar. Aus einer veränderten
elektrischen Leistung kann auf die benötigte Akkommodation
geschlossen werden. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für
eine Intraokularlinse geeignet.
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Als
Alternative oder Ergänzung kann, insbesondere bei der Erfassung
der Pupillenreaktion, auch das von der Netzhaut reflektierte Licht
berücksichtigt werden. Dazu ist auf der Linse zumindest
ein fotovoltaisches Bauteil angeordnet, das dem Licht zugeordnet
ist, das von der Netzhaut reflektiert wird. Das zugeordnete fotovoltaische
Bauteil ist dazu beispielsweise auf der Rückseite der Linse,
insbesondere einer Intraokularlinse, angeordnet.
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Die
erfindungsgemäße Linse ist insbesondere geeignet
für ein menschliches und/oder tierisches Auge. Sofern nur
ein Auge nicht mehr die Akkommodationsfähigkeit besitzen
sollte, so wäre es ausreichend, nur für das nicht
mehr akkommodierende Auge eine erfindungsgemäße
linse zu verwenden. Für das akkommodierende Auge wäre
dann zum Beispiel eine Kontaktlinse ausreichend, die lediglich den weiteren
Positionsgeber aufweist, um die relative Position der Augen bestimmen
zu können. Daher liegt im Bereich der Erfindung eine vorzugsweise
akkommodierende Sehhilfe, die wenigstens eine Linse gemäß der
vorliegenden Erfindung umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele
im Einzelnen erläutert. Hierzu wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen. Die gleichen Bezugszeichen in den einzelnen
Zeichnungen beziehen sich auf die gleichen Teile.
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1.a und 1.b zeigen
schematisch eine beispielhafte erste Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Linse in einer Aufsicht und
in einem Querschnitt.
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2.a und 2.b zeigen
schematisch eine beispielhafte zweite Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Linse in einer Aufsicht und
in einem Querschnitt.
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3.a und 3.b zeigen
schematisch eine beispielhafte dritte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Linse in einer Aufsicht und
in einem Querschnitt.
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4.a und 4.b zeigen
schematisch eine beispielhafte vierte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Linse in einer Aufsicht und
in einem Querschnitt.
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5.a und 5.b zeigen
schematisch eine beispielhafte fünfte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Linse in einer Aufsicht
und in einem Querschnitt.
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6.a und 6.b zeigen
schematisch die Stellung eines Augenpaares für unterschiedliche
Entfernungen und die dazu veränderte Krümmung
einer eingesetzten Kontaktlinsen in ihrem Querschnitt im Grundzustand
und im kontrahierten (akkommodierten) Zustand.
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7.a und 7.b illustrieren
die Kontaktlinse aus den 6.a und 6.b in einer vergrößerten Darstellung.
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8.a und 8.b illustrieren
die zu den 6.a und 6.b gehörige
Lage der Kontaktlinsen auf dem Auge in einer Vorderansicht.
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9.a und 9.b illustrieren
die Erfassung der Position der Kontaktlinse zu dem Auge, auf dem
sie im eingesetzten Zustand positioniert ist.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
nachfolgende Beschreibung zu den Figuren bezieht sich lediglich
auf eine erfindungsgemäße Linse 100.
Diese Linse 100 ”repräsentiert” sowohl die
im allgemeinen Teil der Beschreibung genannte erste Linse als auch
die zweite Linse mit entsprechenden ersten und zweiten Komponenten.
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Aus
Gründen einer vereinfachten Darstellung sind in allen Figuren
die elektrischen Verbindungen zwischen einzelnen Komponenten, beispielsweise
zwischen einem fotovoltaischen Bauteil 31 und einem Mittel
zum Anpassen der Brechkraft 10, nicht abgebildet. Die elektrischen
Verbindungen können durch ein transparentes, elektrisch
leitfähiges Material gebildet werden. Die Illustration
der einzelnen Merkmale einer erfindungsgemäßen
Linse 100 erfolgt nachfolgend ausschließlich am
Beispiel einer Kontaktlinse 100.
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Die
Kontaktlinse 100 kann aus einem für Kontaktlinsen üblichen
Material hergestellt sein. Als ein Beispiel für eine harte
Kontaktlinse sei Polymethylmethacrylat genannt. Für weiche
Kontaktlinsen stellen Hydroxyäthylmethacrylat und/oder
Silikonkautschuk zwei Beispiele dar. Die Komponenten der Erfindung
können somit in einfacher Weise in bereits bestehende ”Linsensysteme” eingebaut
werden.
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Weiterhin
sind auch Mittel zum Erfassen der relativen Position des Positionsgebers 20 zu
dem weiteren Positionsgeber und Mittel zum Erzeugen des Stellsignal
nicht dargestellt. Diese können durch ein System zur Informationsverarbeitung,
wie einen Chip oder Mikrochip, bereitgestellt werden.
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In
den Figuren ist das Mittel zum Verändern der Brechkraft 10 jeweils
als ein kontrahierendes Bauteil 10 ausgebildet. Im Detail
ist das kontrahierende Bauteil 10, welches auch als kontraktiles
Element bezeichnet wird, als ein kontrahierendes Band 10 ausgebildet.
Ein Vorteil eines solchen kontrahierendes Bandes 10 liegt
insbesondere begründet in einem geringen Energiebedarf
zur Kontraktion, da nur zirkular wirkende Kräfte aktiviert
werden müssen. Es sei jedoch angemerkt, dass jedes Mittel
zum Verändern der Brechkraft, welches für die
vorliegende Erfindung geeignet ist, eingesetzt werden kann.
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Das
kontrahierende Band 10 wird in einer Ausführungsform
durch ein elektroaktives Polymer (EAP) bereitgestellt. Das EAP ist
ein elektrisch leitfähiges Polymer, das eine bestimmte
Molekülstruktur aufweist. Das EAP zeigt zum Beispiel bei
einer elektrisch ausgelösten Oxidation oder Reduktion eine
Volumenreduktion. Ist das EAP als eine Schicht auf einem flexiblen
Substrat ausgebildet und das EAP mit dem Substrat verbunden, so
krümmt sich das gebildete ”Sandwich” aufgrund
der Volumenreduktion wie eine Bimetallfeder. Erstreckt sich das
EAP erfindungsgemäß als ein Band 10 über
den Umfang der Kontaktlinse 10, so resultiert die Volumenveränderung
zu einer Längenänderung des Bandes 10 und somit
zu einer Linsenverformung.
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In
den 1.a und 1.b ist
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Kontaktlinse 100 dargestellt. 1.a zeigt
eine Sicht auf die Oberseite der Kontaktlinse 100. 1.b zeigt einen Querschnitt der Kontaktlinse 100 entlang
der Achse A-A. Auf der Kontaktlinse 100 sind die Einrichtung
zur Energieversorgung 30, Mittel zum Verändern
der Brechkraft 10 und eine Mehrzahl von, beispielhaft vier,
Positionsgebern 20 angeordnet.
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Die
Einrichtung zur Energieversorgung 30 ist vorliegend als
ein fotovoltaisches Bauteil 31 ausgeführt. Dieses
ist als ein Ring ausgebildet, der sich über den Umfang
der Kontaktlinse 100 kontinuierlich erstreckt. Das fotovoltaische
Bauteil 31 ist vorzugsweise derart auf der Kontaktlinse 100 aufgebracht, dass
es im eingesetzten Zustand unmittelbar neben der Hornhaut 45 angeordnet
ist. Das fotovoltaische Bauteil 31 kann auf organischen
Solarzellen basieren. Ein Beispiel stellen organische Polymer-Fulleren-Solarzellen
dar. Diese sind zum einen flexibel. Zum anderen können
sie durch Drucken bei Raumtemperatur hergestellt werden.
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Wie
bereits vorstehend ausgeführt, ist das Mittel zum Verändern
der Brechkraft 10 als ein kontrahierendes Band 10 ausgeführt.
Das Band 10 ist als ein Ring ausgebildet, der sich über
den Umfang der Kontaktlinse 100 kontinuierlich erstreckt.
In Bezug zum fotovoltaischen Bauteil 31 ist das Band 10 weiter außen
in Richtung der Kante der Kontaktlinse 100 angeordnet.
Das Band 10 kann dabei auch am äußersten
Rand der Kontaktlinse 100 oder auf der Kante der Kontaktlinse 100 angeordnet
sein.
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Zur
Erfassung der Augenstellung bzw. der Lage der Augen relativ zueinander
sind auf der Kontaktlinse vier Positionsgeber 20 aufgebracht.
Diese sind über den Umfang verteilt auf der Kontaktlinse 100 angeordnet.
Eine Vielzahl an Positionsgebern 20 gewährleistet,
dass auch bei einer Drehung der Kontaktlinse 100 auf dem
Auge der Abstand der Augen sicher erfasst werden kann.
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Die
Augenstellung kann durch die Messung des Augenabstands und/oder
durch die Messung des Konvergenzwinkels β, den die beiden
Augen oder die Pupillen zueinander einschließen, bestimmt werden.
Für weitere Details hierzu sei auf die Beschreibung zu
den 6.a bis 8.b verwiesen. Nachfolgend
werden zunächst zwei mögliche Messmethoden skizziert.
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Die
Abstandsmessung kann zum Beispiel ”kapazitiv” erfolgen.
Kapazitive Abstandssensoren erfordern zwei voneinander isolierte
metallische Teile. Der Abstand wird mittels der zwischen ihnen bestehenden
Kapazität bestimmt. Ein erstes metallisches Teil wird durch
einen ersten Positionsgeber 20 auf einer ersten Kontaktlinse 100 bereitgestellt.
Ein zweites metallisches Teil wird durch einen zweiten Positionsgeber 20 auf
einer zweiten Kontaktlinse 100 bereitgestellt. Der zweite
Positionsgeber 20, als sogenannte Sensorelektrode, ist
zum Beispiel in einen Schwingkreis eingebunden, dessen Frequenz
mit dem Abstand steigt. In dieser Ausgestaltung bilden somit die
ersten Positionsgeber 20 der ersten Kontaktlinse 100 und
die zweiten Positionsgeber 20 der zweiten Kontaktlinse 100 zusammen
den Abstandssensor. Die ermittelten Frequenzen werden einer Auswerteeinheit
zugeführt. Die Auswerteeinheit ist zum Beispiel Bestandteil
der Mittel zum Erfassen der relativen Position der Positionsgeber.
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Die
Abstandsmessung und/oder die Winkelmessung kann auch ”induktiv” erfolgen.
Dabei sind die Positionsgeber 20 als Spulen ausgeführt.
Es wird ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. In der Spule wird
eine Spannung induziert. Aus den induzierten Spannungen kann auf
die räumliche Orientierung der Augen geschlossen werden.
Die induzierten Spannungen werden gemessen und einer Auswerteeinheit
zugeführt.
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In
den 2.a bis 5.b sind
weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Kontaktlinse 100 dargestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen
sei hinsichtlich der gleichen Komponenten auf die vorstehende Beschreibung
zu den 1.a und 1.b verwiesen.
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Die 2.a und 2.b zeigen
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kontaktlinse 100, in der anstelle der fotovoltaischen Bauteile 31 energiespeichernde
Bauteile 32, wie Batterien, vorgesehen sind. Dadurch ist
ein Betrieb der Kontaktlinsen 100 unabhängig von
der Intensität des einfallenden Lichts möglich.
Dies ermöglicht auch bei Dunkelheit einen sicheren Betrieb
der Kontaktlinsen 100.
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In
den 3.a und 3.b ist
eine Kombination der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen
aus den 1.a bis 2.b dargestellt.
Die energiespeichernden Bauteile 32 und die fotovoltaischen
Bauteile 31 sind auf der Kontaktlinse 100 angeordnet.
Diese sind derart miteinander verbunden, dass die energiespeichernden
Bauteile 32 mittels der durch die fotovoltaischen Bauteile 31 erzeugten
elektrischen Energie aufgeladen werden können.
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Die
einzelnen Komponenten sind vorzugsweise außerhalb des Zentrums
der Kontaktlinse 100 und somit außerhalb des für
die optischen Abbildungseigenschaften der Linse relevanten Bereichs angeordnet
(siehe dazu die 1.a bis 3.b).
Sofern die Komponenten jedoch derart ausgebildet sind, dass die
Abbildungseigenschaften nicht nachteilig beeinflusst werden, so
ist eine Begrenzung auf den Bereich außerhalb des Linsenzentrums
nicht zwingend.
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Hierzu
ist eine erste Ausführungsform in den 4.a und 4.b schematisch
dargestellt. Ein für den optisch sichtbaren Wellenlängenbereich
transparentes, jedoch zum Beispiel für den Infrarot- und/oder
den UV-Bereich aktives, fotovoltaisches Bauteil 31 ist
auf der gesamten Fläche oder im Wesentlichen auf der gesamten
Fläche der Kontaktlinse 100 ausgebildet. Aufgrund
der vergrößerten Fläche kann in dieser
erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine erhöhte
Energieausbeute erzielt werden. Als eine zusätzliche Weiterbildung
ist das kontrahierende Band 10 nicht mehr kontinuierlich über
den Umfang der Linse 100 ausgebildet. Das kontrahierende
Band ist segmentiert und somit nicht kontinuierlich über den
Umfang ausgebildet. Zudem sind beispielhaft nur noch drei Positionsgeber 20 auf
der Linse 100 angeordnet.
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Als
ein weiteres Beispiel ist in den 5.a und 5.b ein für den relevanten sichtbaren
Wellenlängenbereich transparenter Positionsgeber 20 im Zentrum
der Kontaktlinse 100 angeordnet. In dieser Weiterbildung
der Erfindung ist ein Positionsgeber 20 pro Linse 100 ausreichend,
um die Position der Kontaktlinsen 100 zueinander zu erfassen.
Denn eine Verdrehung der Linse 100 hat keinen Einfluss
mehr auf den Abstand zwischen den Positionsgebern 20. Als
eine zusätzliche Weiterbildung ist das fotovoltaische Bauteil 31 nicht
mehr kontinuierlich über den Umfang der Linse 100 ausgebildet.
Es ist segmentiert und somit nicht kontinuierlich über
den Umfang ausgebildet. Die segmentierte Ausbildung ist besonders vorteilhaft,
wenn, neben der Stellung der Augen zueinander, zusätzlich
auch die Lage der Linse zu dem Auge erfasst werden soll. Dies ist
in den 9.a und 9.b im
Detail veranschaulicht.
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Das
Prinzip der ”Kopplung” zwischen Akkommodationsbedarf
und Augenstellung ist noch einmal in den 6.a bis 8.b illustriert. Die 6.a und 6.b illustrieren zunächst die Stellung
eines Augenpaares für unterschiedliche Entfernungen und die
dazu veränderte Krümmung einer eingesetzten Kontaktlinse 100 in
ihrem Grundzustand (6.a rechts) und ihrem kontrahierten
(akkommodierten) Zustand (6.b rechts).
Das räumliche Verhältnis zwischen den Augen einer
Person ändert sich, wenn eine Person unterschiedlich entfernte
Objekte betrachtet. Befindet sich das von der Person betrachtete
Objekt in der Nähe der Person, so stehen die Augen, insbesondere
die Pupillen, näher zueinander als wenn die Person ein
weiter entfernt positioniertes Objekt betrachtet (siehe 6.a und 6.b jeweils links).
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Neben
der Messung des Abstands kann auch alternativ oder ergänzend
eine Messung des Konvergenzwinkels β vorgenommen werden.
Der Konvergenzwinkel β beschreibt den Winkel, den die beiden
Augen zueinander einschließen. In Abhängigkeit
von dem auf die Weise bestimmten Konvergenzwinkel β wird
dann die Brechkraft angepasst.
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Vorliegend
wird die Brechkraft mittels einer Anpassung der Länge des
Bandes 10 eingestellt (siehe 6.a und 6.b jeweils rechts). Die 7.a und 7.b zeigen die Kontaktlinse 100 aus den 6.a (rechts) und 6.b (rechts)
in einer vergrößerten Detailansicht. Sie ist in
einer vereinfachten Form nur mit dem kontrahierenden Band 10 dargestellt. 7.a zeigt die positionierte Kontaktlinse 100 in
ihrem Grundzustand. Der Grundzustand stellt den ”entspannten”,
d. h. den nicht-kontrahierten Zustand dar. 7.b zeigt
die positionierte Kontaktlinse 100 in ihrem kontrahierten
Zustand (Akkommodation). Der Durchmesser des als Ring ausgebildeten
Bandes 10 wird von dem Durchmesser d1 im Grundzustand auf
den Durchmesser d2 im kontrahierten Zustand verkleinert. Dabei kann
dies, wie in der 7.b andeutet, auch zu einem ”leichten” Abheben
des Zentrums der Kontaktlinse 100 von der Hornhaut 45 des
Auges 40 führen, ohne dass ein vollständiges Ablösen
der Linse 100 von dem Auge 40 erfolgt.
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Die 8.a und 8.b illustrieren
die entsprechende Stellung des Augenpaares mit eingesetzten Kontaktlinsen 100 im
Grundzustand und im akkommodierten Zustand in einer Vorderansicht. 8.a zeigt die positionierte Kontaktlinse 100 in
ihrem Grundzustand. 8.b zeigt die positionierte Kontaktlinse 100 in
ihrem kontrahierten Zustand. Der Durchmesser des als Ring ausgebildeten
Bandes 10 wird von dem Durchmesser d1 im Grundzustand auf den
Durchmesser d2 im kontrahierten Zustand verkleinert. Das Verkürzen
der Länge des kontrahierenden Bandes 10, das die
Kontaktlinse ”umschlingt”, führt zu der
gewünschten Verformung oder Wölbung der Kontaktlinse 100.
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Der
erforderliche Akkommodationsbedarf wird über die Bewegung
des Augenpaares bzw. über die Stellung der Augen 40 zueinander
ermittelt. Die Stellung der Augen 40 zueinander wird vorliegend mittels
der vier Positionsgeber 20 auf der jeweiligen Kontaktlinse 100 bestimmt.
Beispielhaft sind die Abstände zwischen jeweils zwei Positionsgebern 20 angegeben.
Im nicht-kontrahierten Zustand nehmen diese zueinander die Abstände
A1 und A2 ein. Im akkommodierten Zustand verkürzen sich
die Abstände auf a1 bzw. a2. Für eine präzisere
Messung der relativen Augenposition sind vorzugsweise die jeweiligen Abstände
aller Positionsgeber 20 zueinander zu berücksichtigen.
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Abschließend
wird in den 9.a und 9.b die
Erfassung der Position der Kontaktlinse 100 zu dem Auge 40,
auf dem sie im eingesetzten Zustand positioniert ist, illustriert.
Die Figuren zeigen eine Aufsicht auf ein Auge 40 mit eingesetzter
Kontaktlinse 100. Die Kontaktlinse 100 entspricht
im Wesentlichen der Kontaktlinse 100, welche in den 5.a und 5.b beschrieben
ist. Die Kontaktlinse 100 besitzt als eine ”Besonderheit” ein
segmentiertes fotovoltaisches Bauteil 31.
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Zur
Erfassung der Lage der eingesetzten Linse 100 relativ zum
Auge 40 wird das von dem Auge 40 reflektierte
Licht ”verwendet”. Die Intensität des
reflektierten Lichts ist abhängig von den optischen Eigenschaften
der Außenflächen des Auges 40 als Reflexionsfläche.
Die aus Bindegewebe bestehende weiße bzw. ”helle” Lederhaut 46 (Sclera)
bildet die äußerste Schicht des Augapfels Sie
geht im vorderen Teil des Auges 40 in die durchsichtige
bzw. ”dunkle” Hornhaut 45 (Cornea) über.
Es wird nachgewiesen, ob der entsprechende Bereich der Linse 100 auf
der ”dunklen” Hornhaut 45 des Auges 40 oder
auf der hellen und somit einen erhöhten Reflexionsgrad aufweisenden
Lederhaut 46 liegt.
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Das
fotovoltaische Bauteil 31 ist vorzugsweise derart auf der
Kontaktlinse 100 angeordnet, so dass es im eingesetzten
Zustand der Kontaktlinse 100 benachbart oder angrenzend
zur Hornhaut 45 liegt. Dies ist in 9.a illustriert.
In dem Beispiel sind vier Segmente des fotovoltaischen Bauteils 31 auf
der Lederhaut 46 außerhalb des Umfang der dunkler
Hornhaut 45 verteilt. Es ist von einem Maximum an konvertierter
elektrischer Energie auszugehen, wenn die Linse 100 derart
zentrisch auf dem Auge 40 aufsitzt. Denn das fotovoltaische
Bauteil 31 liegt bzw. seine vier Segmente liegen vollständig
auf der hellen Sclera 46 auf. Ist die Kontaktlinse 100 dagegen
relativ zum Auge 40 verschoben, so liegt wenigstens ein
Segment des fotovoltaischen Bauteils 31 zumindest teilweise
auf der ”dunklen” Hornhaut 45 auf. Dies
führt zu einer verminderten elektrischen Leistung und ist
in 9.b illustriert.
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Die
erzeugte elektrische Leistung wird analysiert. Dazu wird jeweils
die elektrische Leistung von allen Segmenten festgestellt. Diese
werden dann miteinander verglichen. Über die erzeugte elektrische
Leistung pro Segment kann die Position der Kontaktlinse 100 relativ
zum Auge 40 festgestellt werden. Aufgrund der Unterteilung
des fotovoltaischen Bauteils 31 in vier getrennt ”umwandelnde” Bauteile
liegen dazu vier Ortsinformationen vor. Die Zuordnung der relativen
elektrischen Leistungen zur Position der Kontaktlinse 100 auf
dem Auge 40 kann wiederum mittels einer Eichung erfolgen.
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Es
ist dem Fachmann ersichtlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen
beispielhaft zu verstehen sind. Die Erfindung ist nicht auf diese
beschränkt, sondern kann in vielfältiger Weise
variiert werden, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen. Merkmale
einzelner Ausführungsformen und die im allgemeinen Teil
der Beschreibung genannten Merkmale können jeweils untereinander
als auch miteinander kombiniert werden.
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- 10
- Mittel
zum Anpassen der Brechkraft oder Band
- 20
- Positionsgeber
- 30
- Einrichtung
zur Energieversorgung
- 31
- Fotovoltaisches
Bauelement oder Solarzelle
- 32
- Energiespeicherndes
Bauteil oder Batterie oder Akkumumator
- 40
- Auge
- 41
- Augenlinse
- 42
- Zonulafasern
- 43
- Pupille
- 44
- Iris
- 45
- Hornhaut
- 46
- Lederhaut
- 100
- Kontaktlinse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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