ES2347217T3 - Lentilla progresiva hibrida con una lentilla electro-activa. - Google Patents

Lentilla progresiva hibrida con una lentilla electro-activa. Download PDF

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ES2347217T3 ES00945002T ES00945002T ES2347217T3 ES 2347217 T3 ES2347217 T3 ES 2347217T3 ES 00945002 T ES00945002 T ES 00945002T ES 00945002 T ES00945002 T ES 00945002T ES 2347217 T3 ES2347217 T3 ES 2347217T3
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Ronald D. Blum
Dwight P. Duston
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Abstract

Lentilla híbrida electro-activa que comprende: una lentilla progresiva multifocal con dos o más potencias de enfoque fijas, proporcionando dicha lentilla progresiva multifocal corrección para la visión de lejos y potencia de adición para la corrección de la visión de cerca, siendo dicha potencia de adición inferior a la requerida para una visión de cerca totalmente corregida; un elemento de lentilla electro-activa para proporcionar una potencia de enfoque variable; y unos medios para aplicar un voltaje a dicho elemento de lentilla electro-activa, en la que dicha lentilla híbrida es operable de manera que cuando no se aplique ningún voltaje al elemento de lentilla electro-activa, el elemento de lentilla electro-activa tenga un índice de refracción que se ajuste aproximadamente al índice de refracción de la lentilla progresiva multifocal de manera que se proporcione una potencia óptica sólo mediante la lentilla progresiva multifocal para proporcionar dicha corrección para la visión de lejos y dicha corrección parcial para la visión de cerca, y cuando se aplique un voltaje predeterminado a dicho elemento de lentilla electro-activa, dicho elemento de lentilla electro-activa proporcione una potencia de adición adicional a la lentilla progresiva multifocal de manera que dicha lentilla híbrida proporcione dicha visión de lejos y corrección para la visión de cerca que resulta de la potencia aditiva total de la potencia de adición de la lentilla progresiva multifocal y la potencia de adición adicional generada por el elemento de lentilla electro-activa.

Description

Lentilla progresiva híbrida con una lentilla electro-activa.
Campo de las invenciones
La presente invención se refiere al campo de la corrección de la visión, y más concretamente, a un sistema, dispositivo y método para corregir la visión utilizando una lentilla electro-activa.
Se conocen lentillas híbridas oftálmicas a partir de JP 55 076 323; US 5.359.444; US 4.601.545; EP 0 649 044; US 4.300.818 y JP 11 064 817.
La invención proporciona una Lentilla Híbrida Oftálmica según las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La invención se entenderá más fácilmente a través de la siguiente descripción detallada, con respecto a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un sistema foróptero/refractor electro-activo 100;
La Fig. 2 es una vista esquemática de otro sistema foróptero/refractor electro-activo 200;
La Fig. 3 es un diagrama de flujo de una secuencia de la práctica de dispensación convencional 300;
La Fig. 4 es un diagrama de flujo del método de dispensación 400;
La Fig. 5 es una vista en perspectiva de la gafas electro-activas 500;
La Fig. 6 es un diagrama de flujo del método de prescripción 600;
La Fig. 7 es una vista frontal de una lentilla de gafa electro-activa híbrida 700;
La Fig. 8 es una vista en sección de una lentilla de gafa electro-activa híbrida 700 tomada a lo largo de la línea de sección A-A de la Fig. 7;
La Fig. 9 es una vista en sección de una lentilla electro-activa 900, tomada a lo largo de la línea de sección Z-Z de la Fig. 5;
La Fig. 10 es una vista en perspectiva de un sistema de lentillas electro-activas 1000;
La Fig. 11 es una vista en sección de una lentilla electro-activa de difracción 1100 tomada a lo largo de la línea de sección Z-Z de la Fig. 5;
La Fig. 12 es una vista frontal de una lentilla electro-activa 1.200;
La Fig. 13 es una vista en sección de la lentilla electro-activa 1200 de la Fig. 12 tomada a lo largo de la línea de sección Q-Q;
La Fig. 14 es una vista en perspectiva de un sistema de rastreo 1400;
La Fig. 15 es una vista en perspectiva de un sistema de lentillas electro-activas 1500;
La Fig. 16 es una vista en perspectiva de un sistema de lentillas electro-activas 1600;
La Fig. 17 es una vista en perspectiva de una lentilla electro-activa 1700;
La Fig. 18 es una vista en perspectiva de una lentilla electro-activa 1800;
La Fig. 19 es una vista en perspectiva de una capa electro-activa 1900;
La Fig. 20 es una vista en perspectiva de una lentilla electro-activa 2000;
La Fig. 21 es una vista en perspectiva de unas gafas electro-activas 2100;
La Fig. 22 es una vista frontal de una lentilla electro-activa 2200;
La Fig. 23 es una vista frontal de una lentilla electro-activa 2300;
La Fig. 24 es una vista frontal de una lentilla electro-activa 2400;
La Fig. 25 es una vista en sección de una lentilla electro-activa 2500 tomada a lo largo de la línea de sección Z-Z de la Fig. 5;
La Fig. 26 es una vista en sección de una lentilla electro-activa 2600 tomada a lo largo de la línea de sección Z-Z de la Fig. 5;
La Fig. 27 es un diagrama de flujo del método de dispensación 2700; y
La Fig. 28 es una vista en perspectiva de una lentilla electro-activa 2800.
Descripción detallada
En 1998, fueron llevados a cabo aproximadamente 92 millones de exámenes oculares en Estados Unidos solo. La gran mayoría de estos exámenes implicaron una revisión minuciosa en busca de una patología ocular tanto interna como externa, un análisis de binocularidad y equilibrio muscular, la medición de la córnea y, en muchos casos, la pupila, y finalmente un examen de refracción, tanto objetivo como subjetivo.
Los exámenes de refracción se llevan a cabo para comprender y diagnosticar la magnitud y el tipo del error de refracción del ojo. Los tipos de errores de refracción que pueden diagnosticarse y medirse actualmente, son miopía, hipermetropía, astigmatismo, y presbicia. Los refractores actuales (forópteros) intentan corregir la visión de lejos y cerca a 20/20 y, en algunos casos, puede lograrse una visión de lejos de 20/15; sin embargo, esto es, con mucho, la excepción.
Debe señalarse que el límite teórico al que la retina del ojo puede procesar y definir la visión es aproximadamente 20/10. Esto es mucho mejor que el nivel de visión que se obtiene actualmente mediante las lentillas de gafas convencionales y los refractores (forófteros) de hoy. Lo que les falta a estos dispositivos convencionales es la capacidad de detectar, cuantificar y corregir el error de refracción no convencional, como aberraciones, astigmatismo irregular, o irregularidades de las capas oculares. Estas aberraciones, astigmatismo irregular, y/o irregularidades de las capas oculares pueden ser el resultado del propio sistema visual o el resultado de aberraciones causadas por las gafas convencionales, o una combinación de ambas.
Por lo tanto, resultaría extremadamente beneficioso contar con medios para detectar, cuantificar, y corregir la visión lo más cercano posible al 20/10 o superior. Además, resultaría beneficioso hacerlo de una manera eficaz y fácil de utilizar.
La presente invención utiliza un método novedoso para detectar, cuantificar y corregir la visión. El método implica varias formas de realización innovadoras que utilizan una lentilla electro-activa. Además, la invención utiliza un método novedoso para la selección, dispensación, activación, y programación de unas gafas electro-activas.
Por ejemplo, puede utilizarse un foróptero/refractor electro-activo. Este foróptero/refractor electro-activo utiliza muchos menos componentes de lentilla que los forópteros de hoy y es una fracción del tamaño y/o peso global de los forópteros de hoy. De hecho, este ejemplo consiste en sólo un par de lentillas electro-activas alojadas en una montura que proporciona, a través de su propio diseño estructural y/o mediante una red de cables conductores, la energía eléctrica necesaria para posibilitar que las lentillas electro-activas funcionen correctamente.
Para ayudar a comprender determinadas formas de realización de la invención, a continuación se proporcionan las explicaciones de diversos términos. En algunas situaciones, estas explicaciones no pretenden necesariamente ser limitativas, sino que, deben leerse a la luz de los ejemplos, descripciones, y reivindicaciones proporcionadas en la presente memoria.
Una "zona electro-activa" puede incluir o ser incluida en una estructura, capa, y/o zona electro-activa. Una "zona electro-activa" puede ser una parte y/o toda la capa electro-activa. Una zona electro-activa puede ser adyacente a otra zona electro-activa. Una zona electro-activa puede unirse a otra zona electro-activa, directamente o indirectamente con, por ejemplo, un aislante entre cada zona electro-activa. Una capa electro-activa puede unirse a otra capa electro-activa, directamente o indirectamente con, por ejemplo, un aislante entre cada capa electro-activa. "Unir" puede incluir enlazar, depositar, adherir, y otros métodos de unión conocidos. Un "controlador" puede incluir o ser incluido en un procesador, un microprocesador, un circuito integrado, un IC, un chip de ordenador, y/o un chip. Un "refractor" puede incluir un controlador. Un "auto-refractor" puede incluir un analizador de frente de onda. "Error de refracción a distancia cercana" puede incluir la presbicia y cualquier otro error de refracción que necesite corregirse para ver claramente a distancia cercana. "Error de refracción a distancia intermedia" puede incluir el grado de presbicia que necesita corregirse una distancia intermedia y cualquier otro error de refracción que necesite corregirse para ver claramente a una distancia intermedia. "Error de refracción a distancia lejana" puede incluir cualquier error de refracción que necesite corregirse para ver claramente a distancia lejana. "Distancia cercana" puede ser desde aproximadamente 6 pulgadas hasta aproximadamente 24 pulgadas, y más preferentemente desde aproximadamente 14 pulgadas hasta aproximadamente 18 pulgadas. "Distancia intermedia" puede ser desde aproximadamente 24 pulgadas hasta aproximadamente 5 pies. "Distancia lejana" puede ser cualquier distancia entre aproximadamente 5 pies e infinito, y más preferentemente, infinito. "Error de refracción convencional" puede incluir miopía, hipermetropía, astigmatismo, y/o presbicia. "Error de refracción no convencional" puede incluir astigmatismo irregular, aberraciones del sistema ocular, y cualquier otro error de refracción no incluido en el error de refracción convencional. "Error de refracción óptica" puede incluir cualquier aberración asociada con una lentilla óptica.
En determinadas formas de realización, "gafas" puede incluir una lentilla. En otras formas de realización, unas "gafas" pueden incluir más de una lentilla. Una lentilla "multifocal" puede incluir una lentilla de adición bifocal, trifocal, cuatrifocal, y/o progresiva. Una lentilla en bruto "acabada" puede incluir una lentilla en bruto que tenga una superficie óptica acabada en ambos lados. Una lentilla en bruto "semi-acabada" puede incluir una lentilla en bruto que tenga, sólo en un lado, una superficie óptica acabada, y en el otro lado, una superficie ópticamente no acabada, necesitando la lentilla modificaciones adicionales, como, por ejemplo, desbaste y/o pulido, para convertirla en una lentilla utilizable. "el tratamiento de la superficie" puede incluir desbastar y/o pulir el material excedente para realizar el acabado de una superficie no acabada de una lentilla en bruto semi-acabada.
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un sistema foróptero/refractor electro-activo 100. Las monturas 110 contienen unas lentillas electro-activas 120, que se conectan a través de una red de cables conductores 130 a un controlador de lentillas electro-activas 140 y a una fuente de alimentación eléctrica 150.
Las patillas (no mostradas en la Fig. 1) de las monturas 110 pueden contener pilas o fuentes de alimentación como, por ejemplo, una micropila de combustible.
La patilla o patillas de la montura 110 pueden tener la necesidad de unos componentes eléctricos de manera que un cable de alimentación se enchufe directamente en una salida eléctrica y/o en el controlador/programador 160 del refractor electro-activo.
Las lentillas electro-activas 120 pueden montarse en un conjunto de alojamientos suspendidas de manera que se pueda simplemente poner la cara correctamente para mirar a través de las lentillas electro-activas mientras están siendo refractadas.
Aunque el ejemplo anterior utiliza sólo un par de lentillas electro-activas, pueden utilizarse lentillas electro-activas múltiples. Puede utilizarse una combinación de lentillas convencionales y lentillas electro-activas.
La Fig. 2 es una vista esquemática de otro sistema refractor electro-activo 200 que incluye un conjunto de alojamientos 210 que contiene por lo menos una lentilla electro-activa 220 y varias lentillas convencionales, específicamente, una lentilla de difracción 230, una lentilla prismática 240, una lentilla astigmática 250, y una lentilla esférica 260. Una red de cables conductores 270 conecta la lentilla electro-activa 220 a una fuente de alimentación 275 y a un controlador 280, que proporciona una visualización de la prescripción 290.
En el caso de utilizar lentillas electro-activas múltiples y/o una combinación de lentillas convencionales y electro-activas, las lentillas pueden utilizarse para someter a ensayo la visión en una secuencia aleatoria y/o no aleatoria una por una. Además, se añaden dos o más lentillas conjuntamente dando una potencia de corrección total en frente de cada ojo según resulte necesario.
Las lentillas electro-activas, que se utilizan en los forópteros electro-activos y en las gafas electro-activas, están comprendidas por una estructura híbrida y/o no híbrida. En una estructura híbrida, se combina una lentilla óptica convencional con una zona electro-activa. En una estructura no híbrida, no se utilizan lentillas ópticas convencionales.
La secuencia de la práctica de dispensación convencional 300 de hoy se muestra como un diagrama de flujo en la Fig. 3. Como se muestra en los pasos 310 y 320, tradicionalmente un examen ocular que implica un refractor convencional va seguido de obtener una prescripción y llevar esa prescripción a un distribuidor. A continuación, como se muestra en los pasos 330 y 340, en el distribuidor se seleccionan las monturas y las lentillas. Como se muestra en los pasos 350 y 360, las lentillas se fabrican, se forman los bordes, y se ensamblan en las monturas. Finalmente, en el paso 370, se dispensan y se reciben las nuevas gafas graduadas.
Como se muestra en el diagrama de flujo de la Fig. 4, en un método de dispensación 400, en el paso 410 las gafas electro-activas son seleccionadas por o para el usuario. En el paso 420, las monturas se ajustan al usuario. Mientras el usuario lleva puestas las gafas electro-activas, en el paso 430, la electrónica es controlada por el sistema de control del foróptero/refractor electro-activo que en la mayoría de los casos es operado por un técnico y/o profesional de la salud visual. Sin embargo, realmente el paciente o usuario puede operar el sistema de control y por tanto, controlar la prescripción de sus propias lentillas electro-activas. De manera alternativa, tanto el paciente/usuario como el técnico y/o profesional de la salud visual trabajan con el controlador conjuntamente.
En el paso 440, el sistema de control, operado por el profesional de la salud visual, técnico, y/o el paciente/usuario, se utiliza para seleccionar objetivamente o subjetivamente la mejor prescripción de corrección para el paciente/usuario. Tras seleccionar la prescripción adecuada para corregir la visión del paciente/usuario a su corrección óptima, a continuación el técnico o profesional de la salud visual programa las gafas electro-activas del paciente/usuario.
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La prescripción seleccionada puede programarse en un controlador de gafas electro-activas, y/o uno o más componentes de controlador, antes de desconectar las gafas electro-activas seleccionadas del controlador del foróptero/refractor electro-activo. De manera alternativa la prescripción se programa en las gafas electro-activas seleccionadas en un momento posterior.
En ambos casos las gafas electro-activas se seleccionan, ajustan, programan, y dispensan en el paso 450 en una secuencia totalmente diferente a la de las gafas convencionales de hoy. Esta secuencia permite una mayor eficacia de fabricación, refracción y dispensación.
A través de este método, el paciente/usuario puede seleccionar literalmente sus gafas, llevarlas mientras se lleva a cabo el examen de su visión, y que a continuación le sean programadas para la prescripción correcta. En la mayoría de los casos, pero no en todos, esto se hace antes de que el paciente/usuario abandone el sillón de examen, asegurando de esta manera la total precisión de fabricación y programación de la prescripción final del paciente, así como la precisión de la propia refracción del ojo. Finalmente, en este método el paciente puede llevar literalmente sus gafas electro-activas cuando se levanta del sillón de examen y salir del consultorio del profesional de la salud visual.
Debe señalarse que otros métodos permiten que el foróptero/refractor electro-activo visualice o imprima simplemente la mejor prescripción corregida del paciente o usuario que a continuación se rellena casi de la misma manera que en el pasado. Actualmente el proceso implica llevar una prescripción escrita a un lugar de dispensación donde se venden y dispensa las gafas electro-activas (montura y lentillas).
La prescripción puede enviarse electrónicamente, por ejemplo, a través de Internet, a un lugar de dispensación donde se venden las gafas electro-activas (montura y lentillas).
En el caso de que la prescripción no se rellene en el punto donde se lleva a cabo la refracción del ojo, puede programarse un controlador de gafas electro-activas, y/o uno o más componentes de controlador, e instalarse en las gafas electro-activas, o programarse directamente mientras se instala en las gafas electro-activas, siguiendo a la refracción. En el caso de que no se añada nada a las gafas electro-activas, el controlador de gafas electro-activas, y/o uno o más componentes de controlador, es una parte incorporada compleja de las gafas electro-activas y no necesita añadirse en un momento posterior.
La Fig. 27 es un diagrama de flujo de otro método de dispensación 2700. En el paso 2710, se refracta la visión del paciente utilizando cualquier método. En el paso 2720, se obtiene la prescripción para un paciente. En el paso 2730, se seleccionan las gafas electro-activas. En el paso 2740, se programan unas gafas electro-activas con la prescripción del usuario. En el paso 2750, se dispensan las gafas electro-activas.
La Fig. 5 es una vista en perspectiva de otras gafas electro-activas 500. En este ejemplo ilustrativo, las monturas 510 contienen unas lentillas electro-activas genéricas 520 y 522 que se acoplan eléctricamente conectando los cables 530 a un controlador de gafas electro-activas 540 y a la fuente de alimentación 550. La línea de sección Z-Z divide la lentilla electro-activa genérica 520.
El controlador 540 actúa como el "cerebro" de las gafas electro-activas 500, y puede contener por lo menos un componente de procesador, por lo menos un componente de memoria para almacenar las instrucciones y/o datos para una prescripción específica, y por lo menos un componente de entrada/salida, como un puerto. El controlador 540 puede llevar a cabo tareas computacionales como leer de la memoria y escribir en la memoria, calcular voltajes a aplicar a elementos individuales de rejilla en base a los índices de refracción deseados, y/o actuar como una interfaz local entre las gafas del paciente/usuario y el equipo refractor/foróptero asociado.
El controlador 540 puede ser programado por el técnico o especialista de la salud visual para satisfacer la convergencia y las necesidades acomodarías del paciente. En este ejemplo, la pre-programación se realiza en el controlador 540 mientras el controlador está fuera de las gafas del paciente, y a continuación se inserta el controlador 540 en las gafas tras el examen. El controlador 540 puede ser de tipo "sólo de lectura", que suministra el voltaje a los elementos de rejilla para obtener la matriz de índices de refracción necesaria para corregir la visión para una distancia específica. A medida que cambia la prescripción del paciente, el especialista debería programar e insertar un nuevo controlador 540 en las gafas. Este controlador sería de una clase de ASIC's, o circuitos integrados para aplicaciones específicas, y su memoria y órdenes de procesamiento se grabarían permanentemente.
El controlador de gafas electro-activas puede ser programado originalmente por el técnico o especialista de la salud visual la primera vez que se dispensa, y posteriormente el mismo controlador, o un componente del mismo, puede reprogramarse para proporcionar una corrección diferente, a medida que cambian las necesidad del paciente. Este controlador de gafas electro-activas puede extraerse de las gafas, ponerse en el controlador/programador del refractor (mostrado en las Figs. 1 y 2) y reprogramarse durante el examen, o ser reprogramado in situ, por el refractor sin retirarlo de las gafas electro-activas. El controlador de gafas electro-activas en este caso podría, por ejemplo, ser de una clase de FPGA, o arquitectura de matriz de puertas programable. El controlador de gafas electro-activas puede hacerse dentro de las gafas y requerir sólo un enlace de interfaz al refractor que emita las órdenes de reprogramación a la FPGA. Parte de este enlace incluiría una alimentación de CA externa al controlador de gafas electro-activas proporcionada por un adaptador de CA embebido en el refractor/foróptero o en su unidad controladora/programadora.
El controlador de gafas electro-activas puede actuar como refractor, y el equipo externo operado por el técnico o especialista de la salud visual consiste meramente en una interfaz digital y/o análoga al controlador de gafas electro-activas. De esta manera, el controlador de gafas electro-activas también puede servir como controlador para el refractor/foróptero. En este ejemplo, la electrónica de procesamiento necesaria está disponible para modificar la matriz de voltajes de la parrilla a las gafas electro-activas y reprogramar el controlador de gafas electro-activas con estos datos después de determinar empíricamente la corrección óptima para el usuario. En este caso, el paciente revisa las gráficas optométricas a través de su propia gafas electro-activas durante el examen y puede no ser consciente de que está seleccionando la mejor prescripción de corrección, el controlador en sus gafas electro-activas está siendo reprogramado electrónicamente de manera simultánea.
Puede utilizarse un auto-refractor electrónico como primer paso y/o en combinación con los refractores electro-activos (mostrados en las Figs. 1 y 2) como a modo de ejemplo, pero sin limitarse a un auto-refractor de Humphrey y a un auto-refractor de Nikon® que han sido desarrollados o modificados para proporcionar una retroalimentación compatible y programados para su uso con las lentillas electro-activas de la invención. Esto puede utilizarse para medir el error de refracción, mientras el paciente o usuario lleva puestas sus gafas electro-activas. Esta retroalimentación se alimenta automáticamente o manualmente en un controlador y/o programador, que a continuación calibra, programa o reprograma el controlador de gafas electro-activas del usuario. A continuación pueden recalibrarse las gafas electro-activas según resulte necesario sin requerir una refracción del ojo o un examen ocular completo.
La corrección de la visión puede corregirse, mediante las lentillas electro-activas, a 20/20. Esto se obtiene en la mayoría de los casos corrigiendo el error de refracción convencional (miopía, hipermetropía, astigmatismo, y/o presbicia). Además, puede medirse y corregirse el error de refracción no convencional como las aberraciones, astigmatismo irregular, y/o irregularidades de las capas oculares del ojo, así como el error de refracción convencional (miopía, hipermetropía, astigmatismo, y/o presbicia). En el caso de corregir las aberraciones, astigmatismo irregular, y/o irregularidades de las capas oculares del ojo además del error de refracción convencional, la visión puede corregirse en muchos casos mejor que un 20/20, como un 20/15, un 20/10, y/o mejor que un 20/10.
Esta corrección de errores ventajosa se lleva a cabo utilizando las lentillas electro-activas en las gafas de manera eficaz como lentilla óptica adaptativa. Las lentillas ópticas adaptativas han estado en uso durante muchos años y han demostrado corregir la distorsión atmosférica en los telescopios astronómicos de tierra, así como la transmisión láser a través de la atmósfera para aplicaciones de comunicaciones y militares. En estos casos, suelen emplearse espejos segmentados o "de goma" para hacer pequeñas correcciones al frente de onda de la onda luminosa del láser o imagen. Estos espejos son manipulados en la mayoría de los casos por actuadores mecánicos.
La óptica adaptativa, aplicada a la visión, se basa en la exploración activa del sistema ocular con un haz de luz, como un láser seguro para la vista, y mide la distorsión del frente de onda de la reflexión de la retina o de la imagen creada en la retina. Esta forma de análisis del frente de onda adopta una onda de sonda esférica o plana y mide la distorsión transmitida en su frente de onda por el sistema ocular. Comparando el frente de onda inicial con el distorsionado, un examinador experto puede determinar qué anormalidades existen en el sistema ocular y recomendar una prescripción de corrección apropiada. Existen varios diseños competidores para analizadores de frente de onda, sin embargo, la adaptación de las lentillas electro-activas descritas en la presente memoria para su uso como modulador de luz espacial de transmisión o de reflexión para llevar a cabo tal análisis de frente de onda se incluye dentro de la invención. Ejemplos de analizadores de frente de onda se proporcionan en las patentes U.S. n^{os}. 5.777.719 (Williams) y 5.949.521 (Williams), cada una de las cuales se incorpora en la presente memoria íntegramente por referencia.
Sin embargo, pueden hacerse pequeñas correcciones o ajustes a las lentillas electro-activas de manera que se transmita una onda luminosa de la imagen mediante una matriz de rejilla de píxeles eléctricamente controlados cuyo índice de refracción puede modificarse, acelerando o ralentizando la luz que pasa por ellos mediante el índice modificable. De esta manera, la lentilla electro-activa se vuelve una lentilla óptica adaptativa, que puede compensar la imperfección espacial intrínseca a la óptica del propio ojo para obtener una imagen casi libre de aberraciones en la retina.
Debido a que la lentilla electro-activa es completamente bidimensional, las aberraciones espaciales fijas causadas por el sistema óptico del ojo pueden compensarse incorporando pequeñas correcciones del índice de refracción sobre las necesidades de prescripción de corrección de la visión gruesa del paciente/usuario. De esta manera, puede corregirse la visión hasta un nivel mejor que el que podría lograrse con unas correcciones de acomodación y convergencia comunes, y, en muchos casos, podría tener como resultado una visión mejor que un 20/20.
Para lograr esta corrección mejor que un 20/20, pueden medirse las aberraciones oculares del paciente mediante, por ejemplo, un auto-refractor modificado utilizando un analizador o sensor de frente de onda diseñado específicamente para las mediciones de aberraciones de la vista. Una vez que se han determinado las aberraciones oculares y otros tipos de errores de refracción no convencionales en magnitud y espacialmente, puede reprogramarse el controlador de gafas para incorporar los cambios del índice de refracción espacialmente dependiente de 2-D para compensar estas aberraciones y otros tipos de error de refracción no convencional a la corrección global de la miopía, hipermetropía, presbicia, y/o astigmatismo. De esta manera, la lentilla electro-activa puede corregir electro-activamente las aberraciones del sistema ocular del paciente o las creadas por la lentilla óptica.
De esta manera, por ejemplo, puede adquirirse una determinada potencia de corrección de -3,50 dioptrías en una lentilla divergente electro-activa determinada para corregir la miopía de un usuario. En este caso, se aplica cualquier matriz de voltajes diferentes, V_{1}...V_{N} a los elementos M de la matriz de rejilla para generar una matriz de índices de refracción diferentes N_{1}...N_{M}, que dan a la lentilla electro-activa una potencia de -3,50 dioptrías. Sin embargo, determinados elementos de la matriz de rejilla pueden requerir hasta más o menos un cambio de 0,50 unidades en su índice N_{1}...N_{M} para corregir las aberraciones oculares y/o el error de refracción no convencional. Las pequeñas desviaciones de voltaje correspondientes a estos cambios se aplican al elemento de rejilla apropiado, además de a los voltajes de corrección de la miopía de base.
Para detectar, cuantificar, y/o corregir todo lo posible el error de refracción no convencional como el astigmatismo irregular, las irregularidades oculares de refracción, como por ejemplo, la película lagrimal en la parte anterior de la córnea, la parte anterior, o la parte posterior de la córnea, las irregularidades acuosas, la parte frontal o posterior de de lentilla lenticular, o para otras aberraciones causadas por el propio sistema de refracción ocular, el refractor/foróptero electro-activo se utiliza de acuerdo con el método de prescripción 600 de la Fig. 6.
En el paso 610, se utiliza un refractor convencional, un refractor electro-activo con lentillas convencionales y electro-activas, o un refractor electro-activo con sólo lentillas electro-activas, o un auto-refractor, para medir el error de refracción utilizando potencias de lentilla convencionales como potencia negativa (para miopes), potencia positiva (para hipermétropes), eje y potencia cilíndricos (para el astigmatismo) y potencia de prisma cuando resulte necesario. Utilizando este método, se obtendrá lo que hoy en día se conoce como BVA del paciente (mejor agudeza visual) mediante el error de refracción correctivo convencional. Sin embargo, determinados ejemplos permiten mejorar la visión más allá de lo que conseguirían los refractores/forópteros convencionales de hoy.
Por lo tanto, el paso 610 proporciona un refinamiento adicional a la prescripción de una manera ingenua de la invención. En el paso 610, la prescripción, que lleva a cabo este punto final, se programa dentro del refractor electro-activo. El paciente se coloca correctamente para mirar por las lentillas electro-activas que tienen una estructura electro-activa de rejillas múltiples en un analizador de frente de onda o un auto-refractor compatible y modificado, que mide automáticamente con precisión el error de refracción. Esta medición del error de refracción detecta y cuantifica todos los errores de refracción no convencionales que sean posibles. Esta medición se hace a través de un área diana pequeña, de aproximadamente 4,29 mm, de cada lentilla electro-activa, mientras que se calcula automáticamente la prescripción necesaria para lograr el mejor enfoque en la fóvea a lo largo de la línea de visión mientras el paciente mira por el área diana de la lentilla electro-activa. Una vez hecha esta medición esta corrección no convencional se almacena en la memoria del controlador/programador para un uso futuro o se programa a continuación en el controlador que controla las lentillas electro-activas. Esto, por supuesto, se repite para ambos ojos.
En el paso 620, el paciente o usuario puede ahora elegir a su elección utilizar una unidad de control que le permitirá refinar adicionalmente la corrección del error de refracción convencional, la corrección del error de refracción no convencional, o una combinación de ambos, y de esta manera la prescripción final, a su gusto. De manera alternativa, o además, el profesional de la salud visual puede refinarlo, hasta que en algunos casos no se lleve a cabo un refinamiento adicional. En este punto, se logrará una BVA mejorada para el paciente, mejor que a través de cualquier técnica convencional.
En el paso 630, se programa a continuación cualquier prescripción refinada adicional en el controlador, que controla la prescripción de las lentillas electro-activas. En el paso 640, se dispensan las gafas electro-activas programadas.
Mientras los pasos anteriores 610 a 640 presentan una forma de realización de un método de la invención, dependiendo del método o juicio del profesional de la salud visual, podrían utilizarse numerosos métodos diferentes pero similares para detectar, cuantificar, y/o corregir la visión utilizando solamente refractores/forópteros electro-activos o en combinación con analizadores de frente de onda. Cualquier método, sin importar en qué secuencia, que utilice un refractor/foróptero electro-activo para detectar, cuantificar, y/o corregir la visión, sea junto con un analizador de frente de onda o no, se considera parte de la invención. Por ejemplo, los pasos 610 a 640 pueden llevarse a cabo de una manera modificada o incluso en una secuencia diferente. Además, el área diana de la lentilla mencionada en el paso 610 puede estar en el intervalo comprendido entre aproximadamente 3,0 milímetros de diámetro y aproximadamente 8,0 milímetros de diámetro, o bien la zona diana puede encontrarse en cualquier sitio desde aproximadamente 2,0 milímetros de diámetro hasta el área de la lentilla completa.
Aunque este análisis se ha concentrado de esta manera en la refracción utilizando diversas formas de lentillas electro-activas solas o en combinación con unos analizadores de frente de onda para llevar a cabo el examen visual del futuro, existe otra posibilidad de que la nueva tecnología emergente puede permitir simplemente para las mediciones objetivas, eliminando así potencialmente la necesidad de una interacción o respuesta comunicada del paciente. Muchos de los ejemplos descritos y/o las formas de realización reivindicadas en la presente memoria pretenden funcionar con cualquier tipo de sistema de medición, sea objetivo, subjetivo, o una combinación de ambos.
Volviendo a la propia lentilla electro-activa, como se ha analizado anteriormente, una forma de realización de la presente invención se refiere a un refractor/foróptero electro-activo que tiene una lentilla electro-activa, de estructura híbrida. Con estructura híbrida se quiere decir una lentilla óptica multifocal o de visión simple convencional, con por lo menos una zona electro-activa situada en la superficie frontal, superficie posterior, y/o entre las superficies frontal y posterior, consistiendo la zona en un material electro-activo con los medios electro-activos necesarios para cambiar el enfoque eléctricamente. En determinadas formas de realización de la invención, la zona electro-activa se pone específicamente dentro de la lentilla o en la superficie cóncava posterior de la lentilla para protegerla de ralladuras y otro desgaste normal. En la forma de realización donde la zona electro-activa se incluye como parte de la superficie convexa frontal, en la mayoría de los casos se aplica un recubrimiento resistente al rayado. La combinación de la lentilla de visión simple convencional o una lentilla multifocal y la zona electro-activa proporciona la potencia de la lentilla total del diseño de lentillas híbridas.
La Fig. 7 es una vista frontal, y la Fig. 8 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A, de una lentilla de gafa electro-activa híbrida 700. En este ejemplo ilustrativo, la lentilla 700 incluye una lentilla óptica 710. Unida a la lentilla óptica 710 existe una capa electro-activa 720, que puede tener una o más zonas electro-activas que ocupan una parte de o toda la capa electro-activa 720. Además unida a la lentilla óptica 710 y por lo menos rodeando parcialmente a la capa electro-activa 720 existe una capa de enmarcado 730. La lentilla óptica 710 incluye una zona de corrección de potencia astigmática 740 con un eje astigmático A-A girado, sólo en este ejemplo específico, aproximadamente 45 grados en sentido de las agujas del reloj desde la horizontal. Cubriendo la capa electro-activa 720 y la capa de enmarcado 730 existe una capa de revestimiento opcional 750.
Como se analizará más adelante, la capa electro-activa 720 puede incluir un cristal líquido y/o un gel de polímero. La capa electro-activa 720 puede incluir también una capa de alineación, una capa metálica, una capa conductora, y/o una capa aislante.
De manera alternativa, la zona de corrección astigmática 740 puede eliminarse de manera que la lentilla óptica 710 corrija sólo la potencia de esfera. La lentilla óptica 710 puede corregir la distancia lejana, distancia cercana, y/o ambas, y cualquier tipo de error de refracción convencional, que incluye los errores esféricos, cilíndricos, prismáticos, y/o asféricas. La capa electro-activa 720 también puede corregir la distancia cercana, y/o un error de refracción no convencional como las aberraciones. En otros ejemplos, la capa electro-activa 720 puede corregir cualquier tipo de error de refracción convencional o no convencional y la lentilla óptica 710 puede corregir un error de refracción convencional.
Se ha descubierto que una lentilla electro-activa con un método de estructura híbrida tiene determinadas ventajas distintivas sobre las de la lentilla no híbrida. Estas ventajas son las necesidades menores de energía, menor tamaño de pila, mayor esperanza de vida de las pilas, circuitos eléctricos menos complejos, menos conductores, menos aislantes, menor coste de fabricación, aumento de la transparencia óptica, y aumento de la integridad estructural. Sin embargo, debe reseñarse que las lentillas electro-activas no híbridas tiene su propio conjunto de ventajas, que incluyen un espesor reducido y fabricación en masa.
También se ha descubierto que en algunas formas de realización, el método híbrido de campo parcial y el híbrido de campo total, permitirán la fabricación en masa de un número muy limitado de SKUs (unidades de mantenimiento de existencia) cuando, por ejemplo, el diseño estructural electro-activo utilizado sea el de una estructura electro-activa multi-rejilla. En este caso, sólo resultaría necesario durante la fabricación en masa para centrarse principalmente en un número limitado de características diferenciadas como la curvatura y el tamaño para la compatibilidad anatómica del usuario.
Para entender la importancia de esta mejora, debe entenderse el número de lentillas en bruto tradicionales necesarias para abordar la mayoría de las prescripciones. Aproximadamente el 95% de las prescripciones de corrección incluyen una corrección de la potencia de esfera de entre -6,00 dioptrías y +6,00 dioptrías, en incrementos de 0,25 dioptrías. En base a este intervalo, existen aproximadamente 49 potencias de esfera prescritas comúnmente. De aquellas prescripciones que incluyen una corrección del astigmatismo, aproximadamente el 95% están incluidas en el intervalo comprendido entre -4,00 dioptrías y +4,00 dioptrías, en incrementos de 0,25 dioptrías. En base a este intervalo, existen aproximadamente 33 potencias astigmáticas (o cilíndricas) prescritas comúnmente. Debido a que el astigmatismo tiene un componente de eje, sin embargo, existen aproximadamente 360 grados de orientaciones de ejes astigmáticos, que se prescriben por lo general en incrementos de 1 grado. De esta manera, existen 360 prescripciones de ejes astigmáticos diferentes.
Además, muchas prescripciones incluyen un componente bifocal para corregir la presbicia. De esas prescripciones que tienen una corrección de presbicia, aproximadamente el 95% están incluidas en el intervalo comprendido entre +1,00 y +3,00 dioptrías, en incrementos de 0,25 dioptrías, lo que tiene como resultado de ese modo aproximadamente 9 potencias de presbicia prescritas comúnmente.
Debido a que resulta posible proporcionar correcciones esféricas, cilíndricas, de eje y de presbicia, una lentilla electro-activa no híbrida puede servir para las 5.239.080 (= 49 x 33 x 360 x 9) prescripciones diferentes. De esta manera, una lentilla electro-activa no híbrida puede eliminar la necesidad de fabricar en masa y/o almacenar numerosos SKUs de lentillas en bruto, y los que es posiblemente más importante, puede eliminar la necesidad de desbastar y pulir cada lentilla en bruto para la prescripción de un paciente concreto.
En el caso de las lentillas electro-activas híbridas, se ha descubierto que corrigiendo el error de refracción convencional con la lentilla óptica y utilizando una capa electro-activa centrada en su mayoría, resulta posible reducir también el número de SKUs necesarios. En relación a la Fig. 7, la lentilla 700 puede girarse según resulte necesario para situar el eje astigmático A-A en la posición necesaria. De esta manera, el número de lentillas en bruto híbridas necesarias puede reducirse por un factor de 360. Además, la zona electro-activa de la lentilla híbrida puede proporcionar la corrección de presbicia, reduciendo de ese modo por un factor de 9 el número de lentillas en bruto necesarias. De esta manera, una forma de realización de lentilla electro-activa híbrida puede reducir desde más de 5 millones hasta 1.619 (= 49 X 33) el número de lentillas en bruto necesarias. Puesto que puede ser razonablemente posible fabricar en masa y/o almacenar este número de SKUs de lentillas en bruto híbridas, puede eliminarse la necesidad del desbaste y pulido.
Sin embargo, sigue siendo una posibilidad desbastar y pulir lentillas en bruto híbridas semi-acabadas en lentillas en bruto acabadas. La Fig. 28 es una vista en perspectiva de una lentilla en bruto semi-acabada 2800. La lentilla en bruto semi-acabada 2800 tiene una lentilla óptica 2810 con una superficie acabada 2820, una superficie no acabada 2830, y una capa electro-activa de campo parcial 2840. En otro ejemplo, una lentilla en bruto semi-acabada 2800 puede tener una capa electro-activa de campo total. Además, la estructura electro-activa de la lentilla en bruto semi-acabada 2800 puede ser multi-rejilla o de interconexión simple. Además, la lentilla en bruto semi-acabada 2800 puede tener características de refracción y/o difracción.
Un número significativo de prescripciones de corrección puede crearse y personalizarse mediante lentillas electro-activas que pueden ajustarse y controlarse mediante un controlador que se ha personalizado y/o programado para las necesidades de prescripción específicas del paciente. De esta manera, los millones de prescripciones y numerosos estilos de lentillas, lentillas en bruto de visión simple, así como las numerosas lentillas en bruto semi-acabadas multifocales pueden no ser ya necesarias. De hecho, puede revolucionarse la mayor parte de la fabricación y distribución de lentillas y monturas, tal como las conocemos.
Hay que reseñar que las lentillas electro-activas híbridas específicas de campo parcial y total pueden ser gafas electrónicas prefabricadas (montura y/o lentillas) o gafas electrónicas personalizadas en el momento de la dispensación al paciente o cliente. En el caso de que las gafas sean prefabricadas y ensambladas, tanto las monturas como las lentillas se pre-fabrican con lentillas que ya tienen los bordes formados y están puestas en las monturas de las gafas. También es considerado como una parte de la invención el controlador programable y reprogramable así como la producción en masa de monturas y lentillas con los componentes eléctricos necesarios que pueden prefabricarse y enviarse al lugar del profesional de la salud visual o algún otro lugar para la instalación de, por ejemplo, un controlador pre-programado, y/o uno o más componentes de controlador, para la prescripción del paciente.
En determinados casos el controlador, y/o uno o más componentes de controlador, pueden ser parte del conjunto de lentillas electro-activas y monturas prefabricadas en el lugar del profesional del cuidado de la visión o algún otro lugar. El controlador, y/o uno o más componentes de controlador, pueden estar en forma de, por ejemplo, chip o película delgada y pueden alojarse dentro la montura, sobre la montura, dentro de la lentilla, o sobre la lentilla de las gafas. El controlador, y/o uno o más componentes de controlador, pueden ser reprogramables o no reprogramables basándose en la estrategia de negocio a implementar. En el caso en el que el controlador, y/o uno o más componentes de controlador, sean reprogramables, esto permitirá la actualización repetida de las prescripciones siempre que el paciente o cliente esté satisfecho con sus monturas de gafas así como con la apariencia estética y funcionalidad de las lentillas electro-activas.
En caso de lo último, las formas de realización de lentillas electro-activas recién analizadas, las lentillas deben ser lo suficientemente seguras estructuralmente para proteger el ojo de una lesión por un objeto extraño. En los Estados Unidos, la mayoría de las lentillas de gafas debe pasar un ensayo de impacto obligatorio de la FDA. Para satisfacer estos requisitos, es importante que se construya una estructura de soporte dentro de o sobre la lentilla. En el caso del tipo híbrido, esto se lleva a cabo, por ejemplo, utilizando una lentilla óptica multifocal o de visión simple de prescripción o no prescripción como base estructural. Por ejemplo, la base estructural para el tipo híbrido puede hacerse de policarbonato. En otras formas de realización, el sustrato o la base portadora de no prescripción sobre la que se pone el material electro-activo representa esta protección necesaria.
Cuando se utilizan zonas electro-activas en lentillas de gafas en determinados diseños híbridos, puede resultar esencial mantener la corrección de distancia adecuada cuando se da una interrupción de energía en la lentilla. En el caso de un fallo de la pila o el cableado, en algunas situaciones podría ser desastroso que el usuario estuviese conduciendo un automóvil o pilotando un avión y se perdiera su corrección de distancia. Para evitar tales sucesos, el diseño de la invención de las lentillas de gafas puede prever que se mantenga la corrección de distancia cuando las zonas electro-activas están en posición de APAGADO (el estado no activado o sin alimentación). En una forma de realización de esta invención, esto puede llevarse a cabo proporcionando la corrección de distancia con una tente óptica de longitud focal fija convencional, sea de tipo híbrido de difracción o de refracción. Por tanto, cualquier potencia de adición es proporcionada por la(s) zona(s) electro-activa(s). De esta manera, se da un sistema electro-activo a prueba de fallos, porque la lentilla óptica convencional mantendrá la corrección de distancia del usuario.
La Fig. 9 es una vista lateral de otra lentilla electro-activa 900 que tiene una lentilla óptica 910 cuyo índice se ajusta al de una capa electro-activa 920. En este ejemplo ilustrativo, la lentilla óptica divergente 910, que tiene un índice de refracción, n_{1}, proporciona una corrección de distancia. Unida a la lentilla óptica 910 existe una capa electro-activa 920, que puede tener un estado no activado, y una serie de estados activados. Cuando la capa electro-activa 920 se encuentra en su estado activado, tiene un índice de refracción, n_{2}, que se ajusta aproximadamente al índice de refracción, n_{1}, de la lentilla óptica 910. Más precisamente, cuando no está activada, n_{2} se encuentra dentro de las 0,05 unidades de refracción de n_{1}. Rodeando la capa electro-activa 920 existe una capa de enmarcado 930, que tiene un índice de refracción, n_{3}, que también se ajusta aproximadamente al índice de refracción, n_{1}, de la lentilla óptica 910 dentro de las 0,05 unidades de refracción de n_{1}.
La Fig. 10 es una vista en perspectiva de otro sistema de lentillas electro-activas 1000. En este ejemplo ilustrativo, la lentilla electro-activa 1010 incluye una lentilla óptica 1040 y una capa electro-activa 1050. Se pone un transmisor de telémetro 1020 en la capa electro-activa 1050. Además, se pone un detector/receptor de telémetro 1030 en la capa electro-activa 1050. De manera alternativa el transmisor 1020 o el receptor 1030 pueden ponerse en la capa electro-activa 1050. En otras formas de realización alternativas, puede ponerse un transmisor 1020 o un receptor 1030 dentro de o sobre la lentilla óptica 1040. En otras formas de realización pueden ponerse un transmisor 1020 o un receptor 1030 sobre la capa de recubrimiento exterior 1060. Además, en otras formas de realización, 1020 y 1030 pueden ponerse en cualquier combinación de las anteriores.
La Fig. 11 es una vista lateral de una lentilla electro-activa de difracción 1100. En este ejemplo ilustrativo, la lentilla óptica 1110 proporciona la corrección de distancia. Grabado en una superficie de la lentilla óptica 1110 se encuentra el patrón de difracción 1120, con un índice de refracción, n_{1}. Unida a la lentilla óptica 1110 y cubriendo el patrón de difracción 1120 se encuentra una capa electro-activa 1130, que tiene un índice de refracción, n_{2}, que se aproxima a n_{1}, cuando la capa electro-activa 1130 se encuentra en su estado no activado. También unida a la lentilla óptica 1110 se encuentra la capa de enmarcado 1140, que se construye de un material idéntico en su mayoría a la lentilla óptica 1110, y que rodea por lo menos parcialmente la capa electro-activa 1120. Se une un recubrimiento 1150 sobre la capa electro-activa 1130 y la capa de enmarcado 1140. La capa de enmarcado 1140 también puede ser una extensión de la lentilla óptica 1110, en la que no se añade ninguna capa real, sin embargo, la lentilla óptica 1110 se fabrica para enmarcar o circunscribir la capa electro-activa 1130.
La Fig. 12 es una vista frontal, y la Fig. 13 una vista lateral, de una lentilla electro-activa 1200 con una lentilla óptica multifocal 1210 unida a una capa de enmarcado electro-activa 1220. En este ejemplo ilustrativo, la lentilla óptica multifocal 1210 es de un diseño de lentilla de adición progresiva. Además, en este ejemplo ilustrativo, la lentilla multifocal 1210 incluye una primera zona de enfoque de refracción óptica 1212 y una segunda zona de enfoque de refracción óptica 1214. Unida a la lentilla óptica multifocal 1210 existe una capa de enmarcado electro-activa 1220 con una zona electro-activa 1222 situada sobre la segunda zona de enfoque de refracción óptica 1214. Se une una capa de recubrimiento 1230 a la capa de enmarcado electro-activa 1220. Hay que reseñar que la capa de enmarcado puede ser electro-activa o no electro-activa. Cuando la capa de enmarcado es electro-activa, se utiliza material aislante para aislar la zona activada de la zona no activada.
En la mayoría de los casos de la invención, pero no en todos, para programar las gafas electro-activas para corregir la visión a su óptimo, por tanto, resulta necesario corregir el error de refracción no convencional para rastrear la línea de visión de cada ojo mediante el rastreo de los movimientos del ojo del paciente o usuario.
La Fig. 14 es una vista en perspectiva de un sistema de rastreo 1400. Las monturas 1410 contienen una lentilla electro-activa 1420. Unidas a la parte posterior de la lentilla electro-activa 1420 (ese lado más próximo a los ojos del usuario, también denominado lado proximal) existen unas fuentes de señales de rastreo 1430, como unos diodos de emisión de luz. También unidos a la parte posterior de la lentilla electro-activa existen unos receptores de señales de rastreo 1440, como unos sensores de reflexión de la luz. Los receptores 1440, y posiblemente las fuentes 1430, se conectan a un controlador (no mostrado) que incluye en su memoria instrucciones para posibilitar el rastreo. Utilizando este método resulta posible situar con mucha precisión los movimientos arriba, abajo, derecha, izquierda y cualquier variación de los mismos. Esto resulta necesario ya que determinados tipos de errores de refracción no convencionales, pero no todos, necesitan corregirse y aislarse dentro de la línea de visión (por ejemplo, en el caso de una irregularidad específica de la córnea o sacudida que se mueva como el ojo).
Las fuentes 1430 y/o los receptores 1440 pueden unirse a la parte posterior de las monturas 1410, embebidas en la parte posterior de las monturas 1410, y/o embebidas en la parte posterior de las lentillas 1420.
Una parte importante de cualquier lentilla de gafa, que incluye la lentilla de gafa electro-activa, es la parte utilizada para producir la calidad de imagen más nítida dentro del campo de visión del usuario. Aunque una persona sana puede ver aproximadamente 90 grados a cada lado, la agudeza visual más nítida se sitúa dentro de un campo de visión menor, correspondiente a la parte de la retina con la mayor agudeza visual. Esta zona de la retina es conocida como fóvea, y es aproximadamente una zona circular que mide 0,40 mm de diámetro en la retina. Además, el ojo obtiene imágenes de la escena por todo el diámetro de la pupila, de manera que el diámetro de la pupila también afectará al tamaño de la parte más crucial de la lentilla de gafa. La zona crucial resultante de la lentilla de gafa es simplemente la suma del diámetro de la pupila del ojo sumado a la proyección del campo de la fóvea de la vista sobre la lentilla de gafa.
El intervalo típico para el diámetro de la pupila del ojo es de 3,0 a 5,5 mm, con un valor más común de 4,0 mm. El diámetro medio de la fóvea es aproximadamente 0,4 mm.
El intervalo típico para el tamaño de la dimensión proyectada de la fóvea sobre la lentilla de gafa se ve afectado por parámetros tales como la longitud del ojo, la distancia del ojo a la lentilla de gafa, etc.
A continuación el sistema de rastreo sitúa las zonas de la lentilla electro-activa que se correlacionan con los movimientos del ojo con respecto a la zona foveal de la retina del paciente. Esto es importante ya que el software de la invención se programa para corregir siempre el error de refracción no convencional que puede corregirse a medida que el ojo se mueve. De esta manera, es sobre todo necesario cuando se corrige el error de refracción no convencional para modificar electro-activamente el área de la lentilla por la que está pasando la línea de visión a medida que los ojos fijan su objetivo o miran fijamente. En otras palabras, la gran mayoría de lentillas electro-activas corrigen el error de refracción convencional y a medida que el ojo se mueve el enfoque del área electro-activa diana se mueve también mediante el sistema de rastreo y el software para corregir el error de refracción no convencional teniendo en cuenta el ángulo en el que la línea de visión se cruza con las diferentes secciones de la lentilla y fabricando éste en la prescripción final para ese área específica.
Pueden utilizarse el sistema de rastreo y software de habilitación para corregir la visión a su máximo, mientras se mira o se fija la mirada sobre objetos distantes. Al mirar en puntos cercanos el sistema de rastreo, si se utiliza, se utiliza para calcular el intervalo del enfoque de puntos cercanos para corregir las necesidades de enfoque de rango intermedio o cercano de convergencia y acomodables. Por supuesto esto se programa en el controlador de gafas electro-activas, y/o uno o más componentes de controlador, como parte de la prescripción del paciente o usuario. Puede incorporarse un telémetro y/o un sistema de rastreo en las lentillas y/o las monturas.
Debe señalarse que en los ejemplos de corrección de determinados tipos de errores de refracción no convencionales, como, por ejemplo, el astigmatismo irregular, en la mayoría de los casos pero no en todos, las lentillas electro-activas no necesitan rastrear el ojo del paciente o usuario. En este caso la lentilla electro-activa global se programa para corregir esto, así como otros errores de refracción convencionales del paciente.
Además, puesto que las aberraciones se relacionan directamente con la distancia de visualización, se ha descubierto que pueden corregirse con relación a la distancia de visualización. Es decir, una vez que se han medido la aberración o las aberraciones, resulta posible corregir estas aberraciones en la capa electro-activa mediante la segregación de las zonas electro-activas para corregir electro-activamente las aberraciones para distancias específicas como la visión de lejos, la visión intermedia, y/o la visión de cerca. Por ejemplo, una lentilla electro-activa puede segregarse en unas zonas correctoras de la visión de lejos, visión intermedia, y visión de cerca, controlando el software cada zona haciendo que la zona corrija aquellas aberraciones que afectan a la distancia de visualización. Por lo tanto en esta forma de realización de la invención específica, donde la capa electro-activa se segrega para distancias diferentes de manera que cada zona segregada corrija las aberraciones específicas de una distancia específica, resulta posible corregir el error no refractivo sin un mecanismo de rastreo.
Finalmente, debe señalarse que resulta posible llevar a cabo la corrección del error de refracción no convencional, como el causado por aberraciones, sin separar físicamente las zonas electro-activas y sin rastreo. En este ejemplo, utilizando la distancia de visualización como entrada, el software ajusta el enfoque de un área electro-activa dado para abordar la corrección necesaria para una aberración que de otra manera afectaría a la visión a una distancia de visualización dada.
Además, se ha descubierto que puede diseñarse una lentilla electro-activa para tener un efecto de campo parcial o total. Con efecto de campo total se quiere decir que la capa o las capas electro-activas cubren la gran mayoría de la zona de la lentilla dentro de la montura de las gafas. En el caso de un campo total, puede ajustarse toda el área electro-activa a la potencia deseada. Además, puede ajustarse la lentilla electro-activa de campo total para proporcionar un campo parcial. Sin embargo, un diseño de lentilla específica electro-activa de campo parcial no puede ajustarse a un campo total debido a los circuitos necesarios para hacerla específica de campo parcial. En el caso de una lentilla de campo total ajustada para convertirse en una lentilla de campo parcial, puede ajustarse una sección parcial de la lentilla electro-activa a la potencia deseada.
La Fig. 15 es una vista en perspectiva de otro sistema de lentillas electro-activas 1500. Las monturas 1510 contienen las lentillas electro-activas 1520, que tiene un campo parcial 1530.
Para fines comparativos, la Fig. 16 es una vista en perspectiva de otro sistema más de lentillas electro-activas 1600. En este ejemplo ilustrativo, las monturas 1610 contienen unas lentillas electro-activas 1620, que tiene un campo total 1630.
La lentilla óptica electro-activo multifocal puede ser prefabricada y en algunos casos, debido al número significativamente reducido de SKUs requeridos, incluso inventariada en el sitio de dispensación como una lentilla en bruto electro-activa multifocal acabada. Esto permite que el sitio de dispensación simplemente ajuste y forme los bordes de las lentillas en bruto electro-activas multifocales inventariadas en las monturas de habilitación electrónicas. Aunque en la mayoría de los casos esta invención podría ser una lentilla electro-activa de tipo específico de campo parcial debe entenderse que esto también funcionaría para lentillas electro-activas de campo total.
Puede utilizarse una lentilla óptica de visión simple convencional de diseño asférica o de diseño no asférica con una superficie tórica para corregir el astigmatismo y una superficie esférica para proporcionar las necesidades de potencia de lejos. Si se necesita corregir el astigmatismo se seleccionaría la lentilla óptica de visión simple de la potencia apropiada y se giraría a la posición del eje astigmático adecuado. Una vez hecho esto puede formarse el borde de la lentilla óptica de visión simple para el tamaño y estilo de montura de las gafas. A continuación podría aplicarse la capa electro-activa a la lentilla óptica de visión simple o la capa electro-activa puede aplicarse antes de conformar el borde y puede formarse el borde de la unidad de lentilla total más tarde. Debe señalarse que, para conformar el borde de manera que la capa electro-activa se fije a una lentilla óptica, sea una lentilla óptica electro-activa multifocal o de visión simple, antes de formar el borde, puede resultar ventajoso un material electro-activo como un gel de polímero sobre un material de cristal líquido.
La capa electro-activa puede aplicarse a lentillas ópticas compatibles mediante tecnologías diferentes conocidas en la técnica. Las lentillas ópticas compatibles son unas lentillas ópticas cuyas curvas y superficies aceptarán la capa electro-activa correctamente desde el punto de vista de la unión, estética, y/o la potencia de la lentilla final adecuadas. Por ejemplo, pueden utilizarse adhesivos aplicando el adhesivo directamente a la lentilla óptica y a continuación depositar la capa electro-activa. Además, la capa electro-activa puede fabricarse de manera que se fije a una película antiadherente en cuyo caso puede retirarse y volverse a fijar de manera adhesiva a la lentilla óptica. También, puede fijarse a un porta-película de dos vías de la cual el propio soporte se fije de manera adhesiva a la lentilla óptica. Además, puede aplicarse utilizando una técnica de Moldeado de la Superficie en cuyo caso la capa electro-activa se crea in situ.
En la forma de realización híbrida mencionada anteriormente, la Fig. 12, se utiliza una combinación de un método estático y no estático para satisfacer las necesidades de visión de punto próximo y medio, se utiliza una lentilla progresiva multifocal 1210 con la corrección de distancia necesaria adecuada y que tenga, por ejemplo, aproximadamente +1,00 dioptrías de potencia de adición de cerca total en vez de la lentilla óptica de visión simple. Utilizando esta forma de realización la capa electro-activa 1220 puede situarse a ambos lados de la lentilla óptica progresiva multifocal, así como enterrada en la lentilla óptica. Esta capa electro-activa se utiliza para proporcionar una potencia de adición adicional.
Cuando se utiliza una potencia de adición menor en la lentilla óptica que la requerida por la lentilla multifocal global, la potencia de adición final es la potencia aditiva total de la adición multifocal inferior y la potencia de cerca requerida adicional generada mediante la capa electro-activa. Sólo a modo de ejemplo; si una lentilla de adición progresiva multifocal tuviera una potencia de adición de +1,00 y la capa electro-activa crease una potencia de cerca de +1,00 la potencia de cerca total para la lentilla electro-activa híbrida sería +2,00D. Utilizando este método, resulta posible reducir significativamente las distorsiones percibidas no deseadas de las lentillas de adición progresivas multifocales.
En determinadas formas de realización electro-activas híbridas con las que se utiliza una lentilla óptica de adición progresiva multifocal, la capa electro-activa puede utilizarse para restar el astigmatismo no deseado. Esto se lleva a cabo neutralizando o prácticamente reduciendo el astigmatismo no deseado a través de la compensación de potencia de neutralización creada electro-activamente solamente en las áreas de la lentilla donde exista el astigmatismo no deseado.
Algunas veces se necesita descentrar el campo parcial. Cuando se aplica una capa electro-activa de campo parcial descentrado resulta necesario alinear la capa electro-activa de tal manera que se acomode la posición del eje astigmático adecuada de la lentilla óptica de visión simple para permitir corregir el astigmatismo, en caso de que exista, así como situar el campo de potencia variable electrónico en la posición adecuada para los ojos. Además, resulta necesario con el diseño de campo parcial alinear la posición del campo parcial para permitir la ubicación del descentramiento adecuada con respecto a las necesidades pupilares del paciente. Se ha descubierto además que a diferencia de las lentillas convencionales donde las zonas progresivas estáticas siempre se sitúan para estar siempre por debajo de la visión de lejos, el uso de una lentilla electro-activa permite cierta libertad de fabricación que no está disponible para las lentillas progresivas multifocales convencionales. Por lo tanto, en algunas formas de realización de la invención, la zona electro-activa se sitúa donde se encontrarían por lo general las zonas de visión de lejos, intermedia, y de cerca de una lentilla progresiva multifocal no electro-activa convencional. Por ejemplo, la zona electro-activa puede situarse por encima del meridiano 180 de la lentilla óptica, permitiendo así proporcionar ocasionalmente la zona de visión de cerca multifocal por encima del meridiano 180 de la lentilla óptica. Proporcionar la zona de visión de cerca por encima del meridiano 180 de la lentilla óptica puede resultar especialmente útil para aquellos usuarios de gafas que trabajan cerca de un objeto directamente delante de o por encima de la cabeza del usuario, como trabajar con un monitor de ordenador, o clavar marcos de cuadros por encima de la cabeza.
En el caso de las lentillas de campo total híbridas y por ejemplo, una lentilla de campo parcial híbrida de 35 mm de diámetro, la capa electro-activa, como se ha indicado anteriormente, puede prefabricarse con una lentilla óptica creando unas lentillas en bruto multifocales acabadas, o la lentilla óptica progresiva multifocal, antes de conformar el borde de la lentilla para que tenga la forma del soporte de la lentilla de la montura. Esto permite pre-ensamblar las lentillas en bruto electro-activas, así como poder inventariar las existencias agotadas, pero no las lentillas en bruto electro-activas con bordes formados, permitiendo así la fabricación de gafas justo a tiempo en cualquier canal de distribución, que incluye los consultorios del médico o del óptico. Esto permitirá que todos los gabinetes ópticos puedan ofrecer un servicio rápido con unas necesidades mínimas de equipos de fabricación costosos. Esto beneficia a los fabricantes, a los detallistas, y a sus pacientes, los consumidores.
Considerando el tamaño del campo parcial, se ha demostrado, por ejemplo, que la zona específica del campo parcial podría ser un diseño redondo descentrado o centrado de 35 mm de diámetro. Debe señalarse que el tamaño del diámetro puede variar dependiendo de las necesidades. En determinadas formas de realización de la invención se utilizan diámetros redondos de 22 mm, 28 mm, 30 mm y 36 mm.
El tamaño del campo parcial puede depender de la estructura de la capa electro-activa y/o del campo electro-activo. Por lo menos dos de tales estructuras se contemplan dentro del alcance de la presente invención, es decir, una estructura electro-activa de interconexión simple y una estructura electro-activa multi-rejilla.
La Fig. 17 es una vista en perspectiva de una lentilla electro-activa 1700 con una estructura de interconexión simple. La lentilla 1700 incluye una lentilla óptica 1710 y una capa electro-activa 1720. Dentro de la capa electro-activa 1720, un aislante 1730 separa un campo parcial activado 1740 de un campo (o zona) no activado enmarcado 1750. Una interconexión de cable simple 1760 conecta el campo activado a una fuente de alimentación y/o a un controlador. Adviértase que en la mayoría de las formas de realización, si no en todas, una estructura de interconexión simple tiene un solo par de conductores eléctricos que la acopla a la fuente de alimentación.
La Fig. 18 es una vista en perspectiva de una lentilla electro-activa 1800 con una estructura multi-rejilla. La lentilla 1800 incluye una lentilla óptica 1810 y una capa electro-activa 1820. Dentro de la capa electro-activa 1820, un aislante 1830 separa un campo parcial activado 1840 de un campo (o zona) no activado enmarcado 1850. Una pluralidad de interconexiones de cables 1860 conecta el campo activado a una fuente de alimentación y/o a un controlador.
Cuando se utilizan los diámetros menores para el campo parcial, se ha descubierto que puede minimizarse el diferencial de espesor electro-activo del borde al centro de la zona específica del campo parcial al utilizar una estructura electro-activa de interconexión simple. Esto tiene un papel muy positivo para minimizar las necesidades de energía eléctrica, así como el número de capas electro-activas requeridas, especialmente para la estructura de interconexión simple. Este no es siempre el caso para la zona específica del campo parcial de manera que se utiliza una estructura electro-activa multi-rejilla. Cuando se utiliza una estructura electro-activa de interconexión simple, pueden estratificarse estructuras electro-activas de interconexión simple múltiples dentro de o sobre la lentilla para permitir que las capas electro-activas múltiples creen por ejemplo, una potencia electro-activa combinada total de 2,50D. Sólo en este ejemplo, podrían ponerse cinco capas de interconexión simple de +0,50D una encima de cada una de las otras separadas sólo en la mayoría de los casos, por unas capas aislantes. De esta manera, la energía eléctrica adecuada puede crear el cambio de índice de refracción necesario para cada capa mediante la minimización de las necesidades eléctricas de una capa de interconexión simple gruesa que en algunos casos resultaría poco viable para excitarla correctamente.
Debe señalarse además que las configuraciones con capas electro-activas de interconexión simple múltiples pueden excitarse en una secuencia pre-programada para permitir tener la capacidad de enfocar sobre un rango de distancias. Por ejemplo, podrían excitarse dos capas electro-activas de interconexión simple de +0,50D, creando un enfoque intermedio de +1,00 para permitir que un présbita de +2,00D vea a la distancia de la punta del dedo y a continuación podrían excitarse dos capas electro-activas de interconexión simple adicionales de +,050D para dar al présbita de +2,00D la capacidad de leer tan cerca como 16 pulgadas. Debe entenderse que el número exacto de capas electro-activas, así como la potencia de cada capa, puede variar dependiendo del diseño óptico, así como de la necesidad de potencia total para cubrir un intervalo específico de distancias de visión de cerca o intermedia para un présbita específico.
Además, puede encontrarse presente una combinación de una o más capas de interconexión simple en la lentilla en combinación con una capa estructural electro-activa multi-rejilla. Nuevamente, esto proporciona la capacidad de enfoque para un rango de distancias intermedias y cercanas dando por hecho la programación adecuada. Finalmente, sólo puede utilizarse una estructura electro-activa multi-rejilla en una lentilla híbrida o no híbrida. De cualquier modo, la estructura electro-activa multi-rejilla en combinación con un controlador de gafas electro-activo programado correctamente, y/o uno o más componentes de controlador, podrían permitir la capacidad de enfocar sobre un amplio rango de distancias intermedias y cercanas.
Además, las lentillas en bruto electro-activas semi-acabadas que permitiría el tratamiento de la superficie también se encuentran dentro del alcance de la invención. En este caso, una capa electro-activa de campo parcial, centrada, o descentrada incorporada con la lentilla en bruto, o una capa electro-activa de campo total se incorpora con la lentilla en bruto y a continuación se realiza el acabado de la superficie a la prescripción correcta necesaria.
El campo electro-activo de potencia variable puede situarse por toda la lentilla y ajustarse como un campo de potencia esférica constante por toda la superficie de la lentilla para acomodar las necesidades de enfoque de visión de cerca de trabajo. De manera alternativa el campo de potencia variable se ajusta por toda la lentilla como un cambio de potencia esférica constante mientras que al mismo tiempo se crea un efecto de potencia periférica asférica para reducir la distorsión y las aberraciones. En algunas de las formas de realización mencionadas anteriormente, la potencia de lejos se corrige mediante la lentilla óptica progresiva multifocal. La capa óptica electro-activa corrige principalmente las necesidades de enfoque de lejos de trabajo. Hay que reseñar que este no es siempre el caso. Resulta posible, en algunos casos, utilizar una lentilla óptica progresiva multifocal sólo para la potencia esférica de lejos y corregir la potencia de visión de cerca de trabajo y el astigmatismo a través de la capa electro-activa o utilizar una lentilla óptica progresiva multifocal para corregir sólo el astigmatismo y corregir la potencia de esfera y la potencia de visión de cerca de trabajo a través de la capa electro-activa.
Debe señalarse que con la invención, la corrección de potencia necesaria, sea potencia prismática, esférica o asférica así como las necesidades de potencia de lejos, necesidades de potencia a distancia media y necesidades de potencia de punto próximo, pueden llevarse a cabo mediante cualquier número de componentes de potencia aditiva. Estos incluyen la utilización de lentillas ópticas progresivas multifocales acabadas que proporcionen todas las necesidades de potencia esférica de lejos, algunas de las necesidades de potencia esférica de lejos, todas las necesidades de potencia astigmática, algunas de las necesidades de potencia astigmática, todas las necesidades de potencia prismática, algunas de las necesidades de potencia prismática, o cualquier combinación de las anteriores al combinarse con la capa electro-activa, proporcionarán las necesidades de enfoque totales.
Se ha descubierto que la capa electro-activa permite utilizar técnicas similares a la corrección por óptica adaptativa para maximizar la visión a través de sus lentillas electro-activas antes o después de la fabricación final. Esto puede llevarse a cabo permitiendo al paciente o supuesto usuario mirar a través de la lentilla o lentillas electro-activas y ajustarlas manualmente, o mediante un refractor automático diseñado especial que medirá casi instantáneamente el error de refracción convencional y/o no convencional y corregirá cualquier error de refracción restante sea esférico, astigmático, aberraciones, etc. Esta técnica permitirá al usuario lograr una visión de un 20/10 o mejor en muchos casos.
Además, hay que reseñar que puede utilizarse una lentilla de potencia de Fresnel junto con la lentilla óptica o la lentilla en bruto progresiva multifocal así como la capa electro-activa.
Como se ha analizado anteriormente, puede utilizarse una lentilla óptica de difracción junto con la lentilla óptica y la capa electro-activa. En este método la lentilla óptica de difracción, que proporciona una corrección de enfoque adicional, reduce además la necesidad de energía eléctrica, cableado, y espesor de la lentilla electro-activa. Nuevamente, la combinación de cualquiera de dos o más de los siguientes puede utilizarse de manera aditiva para proporcionar la potencia aditiva total necesaria para las necesidades de potencia de corrección de las gafas. Siendo éstas una capa de Fresnel, una lentilla óptica multifocal convencional o no convencional, una capa óptica de difracción, y una capa o capas electro-activas. Además resulta posible a través de un proceso de grabado proporcionar una forma y/o efecto de una capa de difracción o de Fresnel en el material electro-activo para crear una lentilla óptica electro-activa híbrida con un componente de difracción o de Fresnel. Además, resulta posible utilizar la lentilla electro-activa para crear no sólo una potencia de la lentilla convencional, sino también una potencia prismática.
También se ha descubierto que utilizando un diseño de lentilla electro-activa específica de campo parcial híbrida centrada redonda de 22 mm ó 35 mm de diámetro o un diseño específico de campo parcial electro-activo híbrido descentrado ajustable de aproximadamente 30 mm de diámetro resulta posible minimizar las necesidades de cableado de energía eléctrica, duración de la pila, y tamaño de la pila, reduciendo los costes de fabricación y mejorando la transparencia óptica de la lentilla de gafa electro-activa final.
La lentilla electro-activa específica de campo parcial descentrada puede situarse de manera que el centro óptico de este campo se sitúe aproximadamente 5 mm por debajo del centro óptico de la lentilla de visión simple, mientras que al mismo tiempo tenga el campo parcial electro-activo de distancia de cerca de trabajo descentrado nasalmente o temporalmente para satisfacer la distancia pupilar del rango de trabajo cercano a intermedio correcta del paciente. Hay que reseñar que un método de diseño de este tipo no se limita al diseño circular sino que podría ser prácticamente de cualquier forma que permitiese el área del campo visual electro-activa adecuada necesaria para las necesidades de visión. Por ejemplo, el diseño podría ser ovalado, rectangular, con forma cuadrada, octogonal, parcialmente curvado, etc. Lo que resulta importante es la situación adecuada del área de visión para los diseños específicos de campo parcial híbridos o los diseños de campo total híbridos que tengan la capacidad de lograr campos parciales.
Se ha descubierto además que la capa electro-activa en muchos casos (pero no en todos) se utiliza con un espesor irregular. Es decir, las capas circundantes conductoras y metálicas no son paralelas y el espesor del gel de polímero varía para crear una forma de lentilla convergente o divergente. Resulta posible emplear una capa electro-activa de espesor no uniforme de este tipo en un modo híbrido con una lentilla óptica multifocal. Esto presenta una amplia variedad de potencias de lentilla ajustables a través de diversas combinaciones de estas lentillas fijas y ajustables eléctricamente. En algunas formas de realización de la invención, la capa electro-activa de interconexión simple utiliza unos lados no paralelos que crean un espesor no uniforme de la estructura electro-activa. Sin embargo, en la mayoría de las formas de realización de la invención, pero no en todas, la estructura electro-activa multi-rejilla utiliza una estructura paralela, que crea un espesor uniforme de la estructura electro-activa.
Para ilustrar algunas de las posibilidades, puede unirse una lentilla óptica convergente a una lentilla electro-activa convergente para crear un conjunto de lentillas híbridas. Dependiendo del material de la lentilla electro-activa utilizado, el voltaje eléctrico puede aumentar o reducir el índice de refracción. Ajustar el voltaje hasta reducir el índice de refracción cambiaría la potencia del conjunto de lentillas final para dar menos potencia positiva, como se muestra en la primera fila de la Tabla 1 para combinaciones diferentes de potencia de la lentilla electro-activa y fija. Si ajustando el voltaje aplicado hacia arriba aumenta el índice de refracción de la lentilla óptica electro-activa, la potencia del conjunto de lentillas híbridas final cambia como se muestra en la Tabla 2 para combinaciones diferentes de potencia de la lentilla electro-activa y fija. Hay que reseñar que, en esta forma de realización de la invención, sólo se requiere una diferencia de voltaje aplicada simple a través de la capa electro-activa.
TABLA 1
1 
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TABLA 2
2 
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A continuación se describe un proceso de fabricación posible para un conjunto híbrido de este tipo. En un ejemplo, la capa de gel de polímero electro-activa puede ser de moldeo por inyección, moldeado, estampado, mecanizado, torneado con diamante, y/o pulido en una forma de lentilla óptica final. La capa metálica delgada se deposita sobre ambos lados de la capa de gel de polímero moldeada o moldeada por inyección mediante, por ejemplo, pulverización o deposición en vacío. En otra forma de realización de ejemplo, la capa metálica delgada depositada se sitúa en la lentilla óptica y el otro lado de la capa de material electro-activo moldeada o moldeada por inyección. Puede no resultar necesaria una capa conductora, pero si lo es, también puede depositarse en vacío o pulverizarse sobre la capa metálica.
En las lentillas bifocales, multifocales o progresivas convencionales los segmentos de la potencia de la visión de cerca necesitan situarse de manera diferente para diseños multifocales diferentes. A diferencia de las zonas de potencia estática diferentes utilizadas por el método convencional, donde el ojo se mueve y la cabeza se inclina para utilizar tal zona o tales zonas, los ejemplos descritos en la presente memoria permiten mirar hacia delante o ligeramente arriba o abajo, y todo el campo total o parcial electro-activo se ajusta para corregir la distancia cercana de trabajo necesaria. Esto reduce la fatiga ocular y los movimientos de la cabeza y los ojos. Además, cuando se necesita mirar a lo lejos la capa electro-activa ajustable ajusta la potencia correcta necesaria para ver con claridad el objeto distante. En la mayoría de los casos, esto haría que el campo de distancia cercana de trabajo ajustable electro-activo se volviera de potencia plana, convirtiendo o ajustando así la lentilla electro-activa de vuelta a una lentilla de corrección de la visión de lejos o a una lentilla progresiva multifocal de baja potencia que corrige la potencia de lejos. Sin embargo, este no es siempre el caso.
En algunos casos puede resultar ventajoso reducir el espesor de la lentilla óptica de visión simple. Por ejemplo, el espesor central de una lentilla positiva, o el espesor de borde de una lentilla negativa, puede reducirse mediante alguna compensación de potencia de lejos apropiada en la capa ajustable electro-activa. Esto se aplicaría a una lentilla de gafa electro-activa híbrida de campo total o de campo total en su mayor parte.
Nuevamente, debe apuntarse que la capa electro-activa ajustable no tiene que situarse en un área limitada sino que podría cubrir toda la lentilla óptica multifocal, sea cual sea la forma o el tamaño del área requerida de cualquiera de ellas. La situación, la forma y el tamaño global exacto de la capa electro-activa se ve limitado sólo por el rendimiento y la estética.
También se ha descubierto que utilizando las curvas cóncava posterior y convexa anterior adecuadas de la lentilla óptica o lentilla en bruto multifocal o de visión simple resulta posible reducir adicionalmente la complejidad de la electrónica necesaria para la invención. Seleccionando correctamente las curvas de base convexas anteriores de la lentilla óptica o lentilla en bruto multifocal o de visión simple resulta posible minimizar el número de electrodos de conexión necesarios para activar la capa electro-activa. En algunas formas de realización, sólo se requieren dos electrodos a medida que toda el área del campo electro-activo se ajusta mediante una cantidad fija de energía eléctrica.
Esto sucede debido al cambio del índice de refracción del material electro-activo, que crea, dependiendo de la situación de la capa electro-activa, una capa electro-activa frontal, posterior o media de potencia diferente. De esta manera la relación de la curvatura apropiada de las curvas anterior y posterior de cada capa modifica el ajuste de potencia necesario de la lentilla híbrida electro-activa. En la mayoría de los diseños híbridos, aunque no en todos, especialmente los que no utilizan un componente de difracción o de Fresnel resulta importante que la capa electro-activa no tenga sus curvas anterior y posterior paralelas a las de la lentilla en bruto acabada multifocal o lentilla en bruto semi-acabada multifocal a la que se une. Una excepción a esto es un diseño híbrido que utiliza una estructura multi-rejilla.
Debe señalarse que una lentilla electro-activa híbrida puede utilizar menos de un método de campo total y un mínimo de dos electrodos. Otros ejemplos utilizan un método de capa electro-activa multi-rejilla para crear la capa electro-activa en cuyo caso se requerirán electrodos múltiples y un circuito eléctrico. Al utilizar una estructura electro-activa multi-rejilla, se ha descubierto que para los límites de las rejillas que se han activado eléctricamente para ser estéticamente aceptables (invisibles en su mayor parte), puede resultar necesario producir un diferencial del índice de refracción entre rejillas adyacentes de cero a ,02 unidades de diferencia del índice de refracción. Dependiendo de las exigencias estéticas, el intervalo de diferenciales del índice de refracción podría ser de entre 0,01 y 0,05 unidades de diferencial del índice de refracción pero en la mayoría de las formas de realización de la invención la diferencia se limita, mediante un controlador hasta un máximo de 0,02 ó 0,03 unidades de diferencia del índice de refracción entre áreas adyacentes.
También resulta posible utilizar una o más capas electro-activas que tengan estructuras electro-activas diferentes como una estructura de interconexión simple y/o una estructura multi-rejilla, que pueden reaccionar según resulte necesario una vez excitadas para crear la potencia de enfoque final aditiva deseada. Sólo a modo de ejemplo, se podría corregir la potencia de lejos de un campo total mediante la capa electro-activa frontal (capa electro-activa, distal con respecto a los ojos del usuario) y utilizar la posterior (es decir, la proximal) para el enfoque del campo de visión de cerca que utiliza un método específico de campo parcial generado por la capa posterior. Se pondrá fácilmente de manifiesto que utilizar este método de capas electro-activas múltiples permitirá una mayor flexibilidad mientras se mantienen las capas extremadamente delgadas y se reduce la complejidad de cada capa individual. Además, este método permite secuenciar las capas individuales tanto como puedan excitarse todas al mismo tiempo, para generar un efecto de potencia de enfoque aditiva variable simultánea. Este efecto de enfoque variable puede producirse en una secuencia de tiempo transcurrido, para corregir las necesidades de enfoque a media distancia y necesidades de enfoque de campo visual de cerca según se mira de lejos a cerca y a continuación se crea el efecto inverso según se mira de cerca a lejos.
El método de capas electro-activas múltiples también permite un tiempo de respuesta de la potencia de enfoque electro-activa más rápido. Esto sucede debido a una combinación de factores, siendo uno la reducción del espesor del material electro-activo necesario para cada capa de la lentilla estratificada electro-activa múltiple. Además, debido a que la lentilla de capas electro-activas múltiples permite deshacer la complejidad de una capa electro-activa principal en dos o más capas individuales menos complejas a las que se pide que hagan individualmente menos que a la capa electro-activa principal.
A continuación se describen los materiales y la construcción de la lentilla electro-activa, su circuito eléctrico, la fuente de alimentación eléctrica, la técnica de conmutación eléctrica, el software requerido para el ajuste de la distancia focal, y rango de distancias al objeto.
La Fig. 19 es una vista en perspectiva de una capa electro-activa 1900. Unidas a ambos lados de un material electro-activo 1910 existen unas capas metálicas 1920. Unidas al lado opuesto de cada capa metálica 1920 existen unas capas conductoras 1930.
La capa electro-activa analizada anteriormente es una estructura multicapa que consiste en un gel de polímero o un cristal líquido como material electro-activo. Sin embargo, en determinados casos de la invención se utilizan tanto una capa electro-activa de gel de polímero como una capa electro-activa de cristal líquido dentro de la misma lentilla. Por ejemplo: la capa de cristal líquido puede utilizarse para crear un tinte electrónico o efecto de gafas de sol y la capa de gel de polímero puede utilizarse para sumar o restar potencia. El gel de polímero y el cristal líquido tienen la propiedad de que su índice de refracción óptica puede cambiarse aplicando un voltaje eléctrico. El material electro-activo se cubre mediante dos capas metálicas casi transparentes en cada lado, y se deposita una capa conductora en cada capa metálica para proporcionar una buena conexión eléctrica entre estas capas. Cuando se aplica un voltaje a través de las dos capas conductoras, se crea un campo eléctrico entre ellas y a través del material electro-activo, cambiando el índice de refracción. En la mayoría de los casos, el cristal líquido y en algunos casos los geles se alojan en una envolvente para encapsular sellada de un material seleccionado de entre siliconas, polimetacrilato, estireno, prolina, cerámica, vidrio, nailon, Mylar® y otros.
La Fig. 20 es una vista en perspectiva de una lentilla electro-activa 2000 con una estructura multi-rejilla. La lentilla 2000 incluye un material electro-activo 2010 que puede definir una pluralidad de píxeles, cada uno de los cuales puede separarse mediante un material que tenga propiedades de aislamiento eléctrico. De esta manera, el material electro-activo 2010 puede definir una serie de zonas adyacentes, conteniendo cada zona uno o más píxeles.
Unida a un lado del material electro-activo 2010 existe una capa metálica 2020, que tiene una matriz de rejilla de electrodos metálicos 2030 separados por un material (no mostrado) con propiedades de aislamiento eléctrico. Unida al lado opuesto (no mostrado) del material electro-activo 2010 existe una capa metálica idéntica simétricamente 2020. De esta manera, cada píxel electro-activo se corresponde con un par de electrodos 2030 para definir un par de elementos de rejilla.
Unida a la capa metálica 2020 existe una capa conductora 2040 con una pluralidad de vías de interconexión 2050 cada una separada por un material (no mostrado) con propiedades de aislamiento eléctrico. Cada vía de interconexión 2050 acopla eléctricamente un par de elementos de rejilla a una fuente de alimentación y/o controlador. De manera alternativa, algunas y/o todas las vías de interconexión 2050 pueden conectar más de un par de elementos de rejilla a una fuente de alimentación y/o controlador.
Hay que reseñar que la capa metálica 2020 puede eliminarse o sustituirse por una capa de alineación.
La superficie frontal (distal), la superficie intermedia, y/o la superficie posterior pueden hacerse de un material que comprenda un componente fotocromático convencional. Este componente fotocromático puede utilizarse o no con una característica de tinte producido electrónico asociado como parte de la lentilla electro-activa. En el caso de que se utilice proporcionaría un tinte aditivo de una manera complementaria. Sin embargo, debe señalarse que el material fotocromático puede utilizarse solamente con la lentilla electro-activa sin un componente de tinte electrónico. El material fotocromático puede incluirse en una capa de la lentilla electro-activa mediante la composición de la capa o añadirse más tarde a la capa electro-activa o añadirse como parte de una capa exterior en la parte frontal o posterior de la lentilla. Además, las lentillas electro-activas de la invención pueden tener un revestimiento duro en la parte frontal, en la posterior, o ambas pueden estar recubiertas con un recubrimiento antirreflector según se desee.
La construcción se denomina sub-ensamblaje y puede ser controlado eléctricamente para crear potencia prismática, potencia esférica, corrección de potencia astigmática, corrección asférica, o corrección de la aberración del usuario. Además, el sub-ensamblaje puede controlarse para imitar a una superficie Fresnel o de difracción. Si se necesita más de un tipo de corrección, se pueden yuxtaponer dos o más sub-ensamblajes, separados por una capa de aislamiento eléctrico. La capa aislante puede comprender óxido de silicona. Puede utilizarse el mismo sub-ensamblaje para crear correcciones de potencia múltiples. Cualquiera de las dos formas de realización de sub-ensamblajes puede hacerse de dos estructuras diferentes. Este primer ejemplo estructural permite que cada una de las capas, la capa electro-activa, conductora, y de metal, sean contiguas, es decir, capas contiguas de material, formando así una estructura de interconexión simple. El segundo ejemplo estructural (como se muestra en la Figura 20) utiliza unas capas metálicas en forma de rejilla o matriz, con cada área de la sub-matriz aislada eléctricamente de sus vecinas. En este ejemplo que muestra una estructura electro-activa multi-rejilla, las capas conductoras se graban para proporcionar unos electrodos o contactos eléctricos separados a cada elemento de rejilla o sub-matriz. De esta manera, pueden aplicarse voltajes distintos a través de cada par de elementos de rejilla en la capa, creando unas zonas de índices de refracción diferentes en la capa de material electro-activo. Los detalles de diseño, que incluyen el espesor de la capa, índice de refracción, voltajes, materiales electro-activos candidatos, estructura de las capas, número de capas o componentes, configuración de las capas o componentes, curvatura de cada capa y/o componentes se deja a decisión del diseñador
óptico.
Hay que reseñar que puede utilizarse cualquiera de las estructuras electro-activas multi-rejila o estructuras electro-activas de interconexión simple como un campo de la lentilla parcial o un campo de la lentilla total. Sin embargo, cuando se utiliza una capa electro-activa específica de campo parcial, en la mayoría de los casos, se utiliza un material electro-activo con un índice de refracción que se corresponde estrechamente con el de la capa no activada electro-activa específica de campo parcial (la capa de enmarcado) adyacente lateralmente a y separada de la zona electro-activa específica de campo parcial mediante un aislante. Esto se hace para mejorar la naturaleza estética de la lentilla electro-activa manteniendo la apariencia de toda la capa electro-activa pareciendo una sola, en el estado no activado. Además, hay que señalar que la capa de enmarcado puede ser de un material no electro-activo.
El material polímero puede ser de una amplia variedad de polímeros donde el constituyente electro-activo es por lo menos un 30% en peso de la formulación. Tales materiales de polímero electro-activos son bien conocidos y están disponibles comercialmente. Ejemplos de este material incluyen polímeros de cristal líquido como poliéster, poliéter, poliamida, (PCB) pentaciano difenilo y otros. Los geles de polímero también pueden contener un material de matriz termoestable para mejorar la posibilidad de procesar el gel, mejorar su adhesión a las capas conductoras de encapsulación, y mejorar la claridad óptica del gel. Solamente a modo de ejemplos esta matriz puede ser un acrilato reticulado, metacrilato, poliuretano, un polímero de vinilo reticulado con un acrilato bi-funcional o multifuncional, un derivado del vinilo o metacrilato.
El espesor de la capa de gel puede ser, por ejemplo, de entre aproximadamente 3 micrones hasta aproximadamente 100 micrones, pero puede ser tan grueso como un milímetro, o como otro ejemplo, de entre aproximadamente 4 micrones hasta aproximadamente 20 micrones. La capa de gel puede tener un módulo de, por ejemplo, aproximadamente 100 libras por pulgada hasta aproximadamente 800 libras por pulgada, o como otro ejemplo, de 200 a 600 libras por pulgada. La capa metálica puede tener un espesor de, por ejemplo, aproximadamente 10^{-4} micrones hasta aproximadamente 10^{-2} micrones, y como otro ejemplo, desde aproximadamente 0,8 x 10^{-3} micrones hasta aproximadamente 1,2 x 10^{-3} micrones. La capa conductora puede tener un espesor de, por ejemplo, del orden de 0,05 micrones hasta aproximadamente 0,2 micrones, y como otro ejemplo, desde aproximadamente 0,8 micrones hasta aproximadamente 0,12 micrones, y como en otro ejemplo más, aproximadamente 0,1 micrones.
La capa metálica se utiliza para proporcionar un buen contacto entre la capa conductora y el material electro-activo. Los expertos en la materia reconocerán fácilmente los materiales de metal apropiados que podrían utilizarse. Por ejemplo, se podría utilizar oro o plata.
En una forma de realización, el índice de reflexión del material electro-activo puede variar, por ejemplo, entre aproximadamente 1,2 unidades y aproximadamente 1,9 unidades, y como otro ejemplo, entre aproximadamente 1,45 unidades y aproximadamente 1,75 unidades, con el cambio del índice de refracción de por lo menos 0,02 unidades por voltio. La velocidad de cambio en el índice con el voltaje, el índice real de refracción del material electro-activo, y su compatibilidad con el material de la matriz determinarán el porcentaje de composición de polímero electro-activo en la matriz, pero debería tener como resultado un cambio del índice de refracción de la composición final no inferior a 0,02 unidades por voltio en un voltaje de base de aproximadamente 2,5 voltios pero no mayor que 25 voltios.
Como se ha analizado anteriormente, al utilizar un diseño híbrido, las secciones del conjunto de capa electro-activa pueden unirse a una lentilla óptica convencional con un adhesivo o una técnica de unión apropiada que sea transparente a la luz visible. Este conjunto de unión puede ser mediante una película o papel antiadherente que tiene la capa electro-activa pre-ensamblada y lista para unirse a la lentilla óptica convencional. Podría producirse y aplicarse a la superficie de la lentilla óptica en espera in situ. Además, podría aplicarse pre-aplicada a la superficie de una oblea de lentilla, que a continuación se une de manera adhesiva a la lentilla óptica en espera. Podría aplicarse a una lentilla en bruto semi-acabada a la que más tarde se le realiza el tratamiento de la superficie o se le forman los bordes para el tamaño y la forma apropiados, así como las necesidades de potencia total apropiadas. Finalmente, podría moldearse sobre una lentilla óptica preformada utilizando técnicas de Moldeado de la Superficie. Esto crea la potencia eléctricamente modificable de la invención. La capa electro-activa puede ocupar todo el área de la lentilla o sólo una parte de
ella.
El índice de refracción de las capas electro-activas puede modificarse correctamente sólo para el área que necesita enfocarse. Por ejemplo, en el diseño de campo parcial híbrido analizado anteriormente, el área de campo parcial se activaría y modificaría dentro de esta área. Por lo tanto, en esta forma de realización el índice de refracción se modifica sólo en una zona parcial específica de la lentilla. En otra forma de realización, la del diseño de campo total híbrido, el índice de refracción se modifica a través de toda la superficie. Como se ha analizado anteriormente, se ha descubierto que para mantener una apariencia estética óptica aceptable el diferencial del índice de refracción entre áreas adyacentes de una lentilla óptica electro-activa debería limitarse a un máximo de 0,02 unidades a 0,05 unidades de diferencial del índice de refracción, preferentemente de 0,02 unidades a 0,03 unidades.
En la invención se prevé que en algunos casos el usuario utilizaría un campo parcial y a continuación desearía cambiar la capa electro-activa a un campo total. En este caso, la forma de realización se diseñaría estructuralmente para una forma de realización de campo completo; sin embargo, el controlador se programaría para permitir cambiar las necesidades de potencia de un campo total a un campo parcial y al revés o viceversa.
Para crear el campo eléctrico necesario para estimular la lentilla electro-activa, se envía un voltaje a los conjuntos ópticos. Esto se proporciona mediante unos conjuntos de cables de diámetro pequeño, que están contenidos en los bordes de las monturas de las gafas. Los cables van de una fuente de alimentación descrita más adelante a un controlador de gafas electro-activas, y/o uno o más componentes de controlador, y al borde de la montura que rodea cada lentilla de gafa, donde las técnicas de unión de cables del estado de la técnica utilizadas en la fabricación de un semiconductor unen los cables a cada elemento de la rejilla en el conjunto óptico. En el ejemplo estructurado de interconexión de cables simple, lo que significa un cable por cada capa conductora, sólo se requiere un voltaje por lentilla de gafa y sólo resultarían necesarios dos cables para cada lentilla. El voltaje se aplicaría a una capa conductora, mientras su pareja en el lado opuesto de la capa de gel se mantiene a potencial de tierra. En otro ejemplo, se aplica un voltaje de corriente alterna (CA) a través de las capas conductoras opuestas. Estas dos conexiones se fabrican fácilmente en o cerca del borde de la montura de cada lentilla de gafa.
Si se utiliza una matriz de rejilla de voltajes, cada sub-área de la rejilla en la matriz se controla con un voltaje distinto, y los conductores conectan cada hilo conductor en la montura a un elemento de rejilla en la lentilla. Puede utilizarse un material conductor ópticamente transparente como óxido de indio, óxido de estaño, u óxido de indio estaño (ITO) para conformar la capa conductora del conjunto electro-activo que se utiliza para conectar los cables en los bordes de la montura a cada elemento de rejilla en la lentilla electro-activa. Este método puede utilizarse independientemente de si el área electro-activa ocupa toda la zona de la lentilla o sólo una parte de ella.
Para proporcionar energía eléctrica al conjunto óptico, se incluye una fuente de electricidad, como una pila, en el diseño. Los voltajes para crear el campo eléctrico son pequeños, por lo tanto, las patillas de las monturas se diseñan para permitir la inserción y extracción de unas pilas a granel en miniatura que proporcionan esta energía. Las pilas se conectan a los conjuntos de cables a través de una conexión de multi-plexación contenida también en las patillas de la montura. En otra forma de realización, se unen unas pilas de película delgada adaptable a la superficie de las patillas de la montura con un adhesivo que permite retirarlas y sustituirlas cuando se disipa su carga. Una alternativa sería proporcionar un adaptador de CA con una unión a las pilas montadas en la montura para permitir cargar in situ las pilas a granel o de película delgada adaptable cuando no se utilizan.
También resulta posible una fuente de energía alternativa de manera que podría incluirse una pila de combustible en miniatura en las monturas de las gafas para proporcionar un almacenamiento de energía mayor que las pilas. La pila de combustible podría recargarse con un pequeño receptáculo de combustible que inyectase combustible en un reservorio en los marcos de las gafas.
Se ha descubierto que resulta posible minimizar las necesidades de energía eléctrica utilizando un método de estructura multi-rejilla híbrida que comprende en la mayoría de los casos pero no en todos, una zona específica de campo parcial. Debe señalarse que, aunque puede utilizarse una estructura multi-rejilla de campo parcial híbrida, también puede utilizarse una estructura multi-rejilla de campo total híbrida.
En otro método, con el que se corrigen errores de refracción no convencionales como las aberraciones, se construye un sistema de rastreo dentro de las gafas, como se ha analizado anteriormente, y se proporcionan la programación y el software de habilitación apropiados del controlador de gafas electro-activas, y/o uno o más componentes de controlador, alojados en las gafas electro-activas. Este rastrea la línea de visión, rastreando los ojos, y aplica la energía eléctrica necesaria al área específica de la lentilla electro-activa por la que se está mirando. En otras palabras, a medida que los ojos se mueven un área diana excitada eléctricamente se movería por la lentilla correspondiente a la línea de visión dirigida a través de la lentilla electro-activa. Esto se pondría de manifiesto en varios diseños de lentillas diferentes. Por ejemplo, el usuario podría tener una lentilla de potencia fija, una lentilla electro-activa, o un híbrido de ambos tipos para corregir el error de refracción convencional (esfera, cilindro, y prisma). En este ejemplo, el error de refracción no convencional se corregiría mediante la capa electro-activa que es de estructura multi-rejilla de manera que, a medida que el ojo se mueve la zona activada correspondiente de la lentilla electro-activa se movería con el ojo. En otras palabras, la línea de visión del ojo correspondiente al movimiento del ojo, a medida que intercepta la lentilla se movería a través de la lentilla en relación con los movimientos del ojo.
En el ejemplo anterior de la invención debe señalarse que la estructura electro-activa multi-rejilla, que se incorpora dentro de o sobre la lentilla electro-activa híbrida puede ser de un diseño de campo parcial o campo total.
Debe señalarse que utilizando éste pueden minimizarse las necesidades eléctricas excitando eléctricamente sólo el área limitada a través de la que se está mirando directamente. Por lo tanto, cuanto menor sea el área que se está excitando menor será la energía eléctrica consumida para una prescripción dada en un momento dado. El área visualizada no directamente no se excitaría o activaría, en la mayoría de los casos pero no en todos, y por lo tanto, corregiría el error de refracción convencional que llevaría a una visión de un 20/20 corrigiendo por ejemplo, la miopía, hipermetropía, astigmatismo, y presbicia. El área rastreada y diana en esta forma de realización de la invención corregiría los errores de refracción no convencionales todo lo posible, que son astigmatismo irregular, aberraciones, e irregularidades de la capa o superficie ocular. El área rastreada y diana podría corregir además algunos errores convencionales, también. Como se ha mencionado anteriormente, este área rastreada y diana puede situarse automáticamente con la ayuda del controlador, y/o uno o más componentes de controlador, mediante un telémetro situado en las gafas que rastree los movimientos del ojo, con un sistema de rastreo del ojo situado en las gafas o un sistema de rastreo y un sistema de telémetro.
Aunque en determinados diseños sólo se utiliza una zona electro-activa parcial, toda la superficie se cubre con el material electro-activo para evitar una línea circular visible para el usuario en la lentilla en el estado no activado. Puede utilizarse un aislante transparente para mantener la activación eléctrica limitada al área central que se está activando y el material electro-activo periférico no activado se utiliza para mantener el borde de la zona activa invisible.
Pueden unirse unas matrices de células solares de película delgada a la superficie de las monturas, y el voltaje se suministra a los cables y a la rejilla óptica mediante un efecto fotoeléctrico utilizando luz solar o iluminación ambiental. Pueden utilizarse paneles solares para la energía primaria, con las pilas en miniatura analizadas anteriormente incluidas como energía de reserva. Cuando no se necesita energía eléctrica las pilas pueden cargarse a partir de la las células solares durante estos tiempos en esta forma de realización. Una alternativa permite un adaptador de CA y la unión a las pilas con este diseño.
Para proporcionar al usuario una distancia focal variable, las lentillas electro-activas pueden conmutarse. Por lo menos se proporcionan dos posiciones de conmutación, sin embargo, se proporcionan más en caso de resultar necesario. En la forma de realización más simple, las lentillas electro-activas están encendidas o apagadas. En la posición apagada, no fluye corriente a través del los cables, no se aplica ningún voltaje a los conjuntos de rejillas, y sólo se utiliza la potencia de la lentilla fija. Este sería el caso de un usuario que requiriese una corrección de distancia de campo lejano, por ejemplo, dando por hecho por supuesto, que la lentilla electro-activa híbrida utiliza una lentilla óptica o una lentilla en bruto multifocal que corrige la visión de lejos como parte de su estructura. Para proporcionar una corrección de la visión de cerca para leer, el conmutador estaría encendido, proporcionando un voltaje o una matriz de voltajes predeterminados a las lentillas, creando una potencia de adición positiva en los conjuntos electro-activos. Si se desea una corrección de campo intermedio, puede incluirse una tercera posición de conmutación. El conmutador podría ser controlado por un microprocesador, o controlado manualmente por el usuario. De hecho, podrían incluirse varias posiciones adicionales. En otra forma de realización, el conmutador es analógico, no digital, y proporciona una variación continua de la distancia focal de la lentilla ajustando un botón o palanca muy parecido al control de volumen en una radio.
En una forma de realización, el propio conmutador se sitúa en las monturas de las lentillas de gafas y se conecta a un controlador, por ejemplo, un Circuito Integrado para Aplicaciones Específicas, contenido en las monturas de las gafas. Este controlador responde a diferentes posiciones del conmutador regulando los voltajes suministrados desde la fuente de alimentación. Como tal, este controlador compone el multi-plexador analizado anteriormente, que distribuye diversos voltajes a los cables de conexión. El controlador también puede ser de un diseño avanzado en forma de película delgada y montarse como la pila o las células solares de manera adaptable a lo largo de la superficie de las monturas.
Este controlador, y/o uno o más componentes de controlador, pueden fabricarse y/o programarse con el conocimiento de los requisitos de corrección de la visión del usuario, y permite al usuario cambiar fácilmente entre diferentes matrices de voltajes determinados adaptados a sus requisitos de visión individuales. Este controlador de gafas electro-activas, y/o uno o más componentes de controlador, puede ser programado y/o retirado fácilmente por el técnico o especialista de la salud visual y ser sustituido y/o reprogramado con un nuevo controlador de la "prescripción" cuando cambien los requisitos de corrección de la visión del usuario.
Un aspecto del conmutador basado en el controlador es que puede cambiar el voltaje aplicado a una lentilla electro-activa en menos de un microsegundo. Si la lentilla electro-activa se fabrica a partir de un material de conmutación rápida, resulta posible que el cambio rápido de la distancia focal de las lentillas pueda resultar perjudicial para la visión del usuario. Puede resultar deseable una transición más suave de una distancia focal a otra. Como característica adicional de esta invención, puede programarse un "tiempo de retardo" en el controlador que ralentice la transición. A la inversa, podría programarse un "tiempo de adelanto" en el controlador que acelerase la transición. De manera similar, la transición podría anticiparse mediante un algoritmo predictivo.
En cualquier caso, la constante de tiempo de la transición puede establecerse de manera que sea proporcional y/o sensible al cambio de refracción necesario para adaptarse a la visión del usuario. Por ejemplo, pequeños cambios en la potencia de enfoque podrían conmutarse rápidamente; mientras que un gran cambio en la potencia de enfoque, como cuando un usuario mueve rápidamente la mirada desde un objeto distante para leer un material impreso, podría establecerse para que sucediese a lo largo de un período de tiempo más largo, por ejemplo 10-100 milisegundos. Esta constante de tiempo podría ajustarse, de acuerdo con la comodidad del usuario.
En cualquier caso, no resulta necesario que el conmutador se encuentre en las propias gafas. En otra forma de realización, el conmutador se encuentra en un módulo separado, posiblemente en un bolsillo de la ropa del usuario, y se activa manualmente. Este conmutador podría conectarse a las gafas con un cable delgado o una fibra óptica. Otra versión del conmutador contiene un transmisor de corto alcance de radiofrecuencia o microondas pequeño que envía una señal con respecto a la posición del conmutador a una minúscula antena receptora montada de manera adaptable en las monturas de las gafas. En ambas configuraciones, el usuario tiene control directo pero discreto sobre la variación de la distancia focal de sus gafas.
En otra forma de realización de ejemplo más, el conmutador es controlado automáticamente por un dispositivo de telémetro situado, por ejemplo, dentro de la montura, sobre la montura, dentro de la lentilla, y/o sobre la lentilla de las gafas, y que apunta hacia delante hacia el objeto a percibir.
La Fig. 21 es una vista en perspectiva de unas gafas electro-activas 2100. En este ejemplo ilustrativo, las monturas 2110 contienen unas lentillas electro-activas 2120 que se conectan mediante unos cables 2130 al controlador 2140 (circuito integrado) y una fuente de alimentación 2150. Un transmisor de telémetro 2160 se une a una lentilla electro-activa 2120 y un receptor de telémetro 2170 se une a la otra lentilla electro-activa 2120. El transmisor 2160 y/o el receptor 2170 pueden unirse a cualquier lentilla electro-activa 2120, unirse a la montura 2110, embeberse en la lentilla 2120, y/o embeberse en la montura 2110. Además, el transmisor de telémetro 2160 y/o el receptor 2170 pueden controlarse mediante un controlador 2140 y/o un controlador separado (no mostrado). De manera similar, las señales recibidas por el receptor 2170 pueden procesarse mediante el controlador 2140 y/o un controlador separado (no mostrado).
En cualquier caso, este telémetro es un buscador activo y puede utilizar diversas fuentes como: lásers, diodos emisores de luz, ondas de radiofrecuencia, microondas, o impulsos ultrasónicos para localizar el objeto y determinar su distancia. Puede utilizarse un láser de cavidad vertical y emisión superficial (VCSEL) como transmisor de luz. El tamaño pequeño y perfil plano de estos dispositivos los hacen atractivos para esta aplicación. De manera alternativa se utiliza un diodo orgánico emisor de luz, u OLED, como fuente de luz para el telémetro. La ventaja de este dispositivo es que los OLEDs suelen poder fabricarse de manera que sean casi transparentes. De esta manera, un OLED puede ser un diseño de telémetro preferente si la estética es una preocupación, puesto que podría incorporarse dentro de la lentilla o las monturas sin ser perceptible.
Un sensor apropiado para recibir la señal reflejada del objeto se pone en una o más posiciones en la parte frontal de los marcos de las lentillas y se conecta a un controlador minúsculo para calcular el rango. Este rango se envía a través de un cable o fibra óptica al controlador de conmutación situado en las monturas de las lentillas o un mando a distancia inalámbrico llevado por uno mismo y se analiza para determinar la configuración correcta del conmutador para esa distancia al objeto. En algunos casos, el controlador de rangos y el controlador de conmutación pueden integrarse conjuntamente.
En otra forma de realización, el conmutador puede controlarse mediante un movimiento rápido pero pequeño de la cabeza del usuario. Esto se llevaría a cabo incluyendo un microacelerómetro o microgiróscopo minúsculo en la patilla de las monturas de las gafas. Un giro o una sacudida rápida y pequeña de la cabeza activarían el microgiróscopo o microacelerómetro y haría que el conmutador girase a través de sus configuraciones de posición permitidas, cambiando el enfoque de la lentilla electro-activa a la corrección deseada.
Una forma de realización más utiliza una combinación de un microgiróscopo con un conmutador manual. En esta forma de realización, el microgiróscopo se utiliza principalmente para funciones visuales y de lectura por debajo de 180 para reaccionar a la inclinación de la cabeza. De esta manera, cuando se inclina la cabeza, el microgiróscopo envía una señal al controlador indicando el grado de inclinación de cabeza, que a continuación se convierte en una mayor potencia de enfoque, dependiendo de la intensidad de la inclinación. El conmutador manual, que puede ser remoto, se utiliza para anular el microgiróscopo para determinadas funciones visuales en o por encima de 180, como el trabajo en un ordenador.
En todavía otra forma de realización, se utiliza una combinación de un telémetro y un microgiróscopo. El microgiróscopo se utiliza para la visión de cerca, y otras funciones de visión por debajo de 180, y el telémetro se utiliza para visualizar distancias por encima de 180 y son de una visión a distancia de, por ejemplo, cuatro pies o menos.
Como alternativa al diseño del telémetro o conmutador manual para ajustar la potencia de enfoque del conjunto electro-activo, otra forma de realización utiliza un oculómetro para medir la distancia inter-pupilar. A medida que los ojos enfocan objetos distantes o cercanos, esta distancia cambia a medida que las pupilas convergen o divergen. Se ponen por lo menos dos diodos emisores de luz y por lo menos dos fotosensores adyacentes para detectar la luz reflejada de los diodos que viene del ojo en la montura interior cerca del puente de la nariz. Este sistema puede detectar la posición del borde de la pupila de cada ojo y convertir la posición en una distancia interpupilar para calcular la distancia del objeto del plano del ojo del usuario. En determinadas formas de realización se utilizan tres o incluso cuatro diodos emisores de luz y fotosensores para rastrear los movimientos del ojo.
Además de la corrección de la visión, la capa electro-activa puede utilizarse también para dar a la lentilla de gafa un tinte electrocrómico. Aplicando el voltaje apropiado a una capa de cristal líquido o gel de polímero apropiado, puede proporcionarse un efecto de tinte o de gafas de sol. Esta reducción de la intensidad de luz proporciona un efecto de "gafas de sol" a la lentilla para la comodidad del usuario en un ambiente exterior luminoso. Las composiciones de cristal líquido y geles de polímero con una alta polarizabilidad en respuesta a un campo eléctrico aplicado son muy atractivos para esta aplicación.
En algunas formas de realización, esta invención puede utilizarse en sitios donde las variaciones de temperatura pueden ser lo suficientemente importantes para afectar al índice de refracción de la capa electro-activa. Entonces, habría que aplicar un factor de corrección a todos los voltajes suministrados a los conjuntos de rejillas para compensar este efecto. Un termistor, termopar, u otro sensor de temperatura en miniatura montado dentro de o sobre la lentilla y/o la montura y conectado a la fuente de alimentación detecta los cambios de temperatura. El controlador convierte estas lecturas en los cambios de voltaje necesarios para compensar el cambio del índice de refracción del material electro-activo.
Sin embargo, en determinadas formas de realización el circuito electrónico se construye realmente en la superficie de la lentilla con el fin de aumentar la temperatura de la capa o capas electro-activas. Esto se hace para reducir aún más el índice de refracción de las capas electro-activas minimizando así los cambio de potencia de las lentillas. Puede utilizarse un aumento de la temperatura con o sin aumentos de voltaje dando así una flexibilidad adicional al poder controlar y cambiar la potencia de la lentilla mediante cambios del índice de refracción. Cuando se utiliza la temperatura resulta deseable poder medir, obtener una retroalimentación y controlar la temperatura que se ha aplicado deliberadamente.
En el caso de una matriz de rejilla total o parcial de zonas electro-activas individualmente controladas, pueden resultar necesarios muchos conductores para multi-plexar voltajes específicos del controlador a cada elemento de rejilla. Para facilitar el diseño de estas interconexiones, resulta posible situar el controlador en la sección frontal de las monturas de las gafas, por ejemplo, en la zona del puente de la nariz. De esta manera, la fuente de alimentación, que se sitúa en las patillas, se conectará al controlador mediante sólo dos conductores a través de la bisagra de la montura en la parte frontal de la patilla. Los conductores que unen el controlador a las lentillas pueden estar totalmente contenidos dentro de la sección frontal de la montura.
Las gafas pueden tener sólo una o ambas patillas de la montura de las gafas, cuyas partes se puedan quitar fácilmente. Cada patilla consistirá en dos partes: una corta que permanece conectada a la bisagra y la sección frontal de la montura y una más larga que se conecta a esta pieza. Cada parte no conectable de las patillas contiene una fuente de alimentación eléctrica (pila, célula de combustible, etc.) y puede retirarse y reconectarse simplemente a una parte fija de las patillas. Estas patillas extraíbles pueden recargarse, por ejemplo, colocándolas en una unidad de carga C.A. portátil que se carga mediante un flujo de corriente continua, inducción magnética, o mediante cualquier otro método de recarga común. De esta manera, pueden conectarse las patillas de repuesto cargadas completamente a las gafas para proporcionar una activación continua a largo plazo de las lentillas y del sistema de telemetría. De hecho, el usuario puede llevar varias patillas de repuesto en un bolsillo o bolso con este fin.
En muchos casos, el usuario requerirá una corrección esférica para la visión de lejos, de cerca, y/o intermedia. Esto permite una variación de la lentilla de matriz de rejilla totalmente interconectada, que aprovecha la simetría esférica de la lentilla óptica de corrección requerida. En este caso una matriz conformada geométricamente especial de anillos concéntricos de zonas electro-activas puede comprender una lentilla de campo total o zona parcial. Los anillos pueden ser circulares o no circulares como, por ejemplo, elípticos. Esta configuración sirve para reducir considerablemente el número de zonas electro-activas requeridas que deben controlarse por separado mediante unas conexiones del conductor con voltajes diferentes, lo que simplifica en gran medida los circuitos de interconexión. Este diseño permite la corrección del astigmatismo empleando un diseño de lentilla híbrida. En este caso, la lentilla óptica convencional puede proporcionar una corrección astigmática y/o cilíndrica, y la capa electro-activa de anillos concéntricos puede proporcionar la corrección de la visión de cerca y/o de lejos esférica.
Esta forma de realización en anillo concéntrico, o zona toroidal, permite una gran flexibilidad de la adaptación del enfoque electro-activo a las necesidades del usuario. Debido a la simetría de la zona circular, pueden fabricarse muchas más zonas más delgadas sin aumentar la complejidad de la interconexión y el cableado. Por ejemplo, una lentilla electro-activa hecha a partir de una matriz de 4.000 píxeles cuadrados requerirá un cableado para controlar 4.000 zonas; una necesidad de cubrir un área de zona parcial circular de 35 milímetros de diámetro proporcionará una distancia entre píxeles de aproximadamente 0,5 milímetros. Por otro lado, una lentilla óptica adaptativa hecha a partir de un patrón de anillos concéntricos de la misma distancia entre píxeles de 0,5 milímetros (o grosor del anillo) requerirá sólo 35 zonas toroidales, reduciendo en gran medida la complejidad del cableado. A la inversa, la distancia entre píxeles (y la resolución) puede reducirse en sólo 0,1 milímetros y aumentar sólo el número de zonas (e interconexiones) a 175. La mayor resolución de las zonas puede traducirse en una mayor comodidad para el usuario, puesto que el cambio de radio del índice de reflexión de zona a zona es más suave y más gradual. Por supuesto, este diseño restringe sólo a correcciones de la visión esféricas por naturaleza.
Se ha descubierto adicionalmente que el diseño concéntrico puede adaptar el grosor de los anillos toroidales para situar la mayor resolución en el radio donde se necesita. Por ejemplo, si el diseño requiere un enrollado de fase, es decir, aprovechar la periodicidad de las ondas luminosas para lograr una mayor potencia de enfoque con materiales de variación del índice de refracción limitada, pueden diseñarse una matriz de anillos más estrechos en la periferia y anillos más anchos en el centro de la zona parcial circular del área electro-activa. El uso juicioso de cada píxel toroidal proporciona la mayor potencia de enfoque que puede obtenerse para el número de zonas utilizadas mientras se minimiza el efecto de "aliasing" o solapamiento presente en los sistemas de baja resolución que emplean un enrollado de fase.
Puede desearse suavizar la transición brusca de la zona de enfoque de campo lejano a la zona de enfoque de la visión de cerca en lentillas híbridas que emplean un área electro-activa parcial. Esto sucede, por supuesto, en los límites circulares de la zona electro-activa. Para llevar a cabo esto, la lentilla se programaría para tener unas zonas de menor potencia para la visión de cerca en la periferia de la zona electro-activa. Por ejemplo, considerar un diseño de anillos concéntricos híbrido con una zona electro-activa de 35 mm de diámetro, donde la lentilla de distancia focal fija proporciona una corrección de lejos, y la zona electro-activa proporciona una corrección de presbicia de una potencia de adición de +2,50, se programarían varias zonas toroidales o "bandas", conteniendo cada una varias zonas de anillos concéntricos electro-activos controlables, para tener una potencia decreciente a diámetros mayores. Por ejemplo, durante la activación una forma de realización podría tener un círculo central de 26 mm de diámetro de una potencia de adición +2,50, con una banda toroidal que se extiende de 26 a 29 mm de diámetro con una potencia de adición de +2,00, otra banda toroidal que se extiende de 29 a 32 mm de diámetro con una potencia de adición de +1,5, rodeada por una banda toroidal que se extiende de 32 a 35 mm de diámetro con una potencia de adición de +1,0. Este diseño puede resultar útil para dar a algunos usuarios una experiencia de uso más agradable.
Cuando se utiliza una lentilla de gafa oftálmica generalmente se utiliza aproximadamente la parte superior de la lentilla para la visualización a distancia lejana. Aproximadamente 2 a 3 mm por encima de la línea media y 6 a 7 mm por debajo de la línea media para la visualización a distancia intermedia y de 7 - 10 mm por debajo de la línea media para la visualización a distancia cercana.
Las aberraciones creadas en el ojo parecen diferentes para distancias del ojo y necesitan corregirse de manera diferente. La distancia de un objeto que se está visualizando se relaciona directamente con la necesidad de corrección de la aberración específica. Por lo tanto, una aberración creada a partir del sistema óptico del ojo necesitará aproximadamente la misma corrección para todas las distancias lejanas, aproximadamente la misma corrección para todas las distancias intermedias, y aproximadamente la misma corrección para todas las distancias a puntos cercanos. Por lo tanto, se puede proporcionar una tolerancia al ajuste electro-activo de la lentilla para corregir determinadas aberraciones del ojo, en tres o cuatro secciones de la lentilla (sección de lejos, sección intermedia y sección de cerca), en vez de intentar ajustar la lentilla electro-activa rejilla a rejilla a medida que el ojo y la línea de visión del ojo se mueven por la lentilla.
La Fig. 22 es una vista frontal de una lentilla electro-activa 2200. Dentro de la lentilla 2200 se definen diversas zonas que demuestran diferentes correcciones de refracción. Por debajo de la línea media B-B, varias zonas de corrección de distancia cercana 2210 y 2220 cada una con una potencia de corrección diferente, están rodeadas por una única zona de corrección de distancia intermedia 2230. Aunque sólo se muestran dos zonas de corrección de distancia cercana 2210 y 2220, pueden proporcionarse cualquier número de zonas de corrección de distancia cercana. De manera similar, pueden proporcionarse cualquier número de zonas de corrección de distancia intermedia. Por encima de la línea B-B, se proporciona una zona de corrección de distancia lejana 2240. Las zonas 2210, 2220, y 2230 pueden activarse de manera secuencial programada, para ahorrar energía por ejemplo, o en modo encendido-apagado estático similar a una trifocal convencional. Cuando se mira de lejos a cerca, o de cera a lejos, la lentilla 2200 puede ayudar al enfoque del ojo del usuario, suavizando la transición entre las diversas distancias focales de las diversas zonas. De ese modo, el fenómeno del "salto de imagen" se alivia o se reduce en gran medida. Esta mejora también se proporciona en los ejemplos mostrados en las Figs. 23 y 24, que se describen a continuación.
La Fig. 23 es una vista frontal de otra lentilla electro-activa 2300. Dentro de la lentilla 2300 se definen diversas zonas que demuestran diferentes correcciones de refracción. Por debajo de la línea media C-C, una sola zona de corrección de la distancia cercana 2310 está rodeada por una sola zona de corrección de la distancia intermedia 2320. Por encima de la línea media C-C, se sitúa una sola zona de corrección de la distancia lejana 2330.
La Fig. 24 es una vista frontal de otra lentilla electro-activa 2400. Dentro de la lentilla 2400 se definen diversas zonas que proporcionan diferentes correcciones de refracción. Una sola zona de corrección de la distancia cercana 2410 está rodeada por una sola zona de corrección de la distancia intermedia 2420, que está rodeada por una sola zona de corrección de la distancia lejana 2430.
La Fig. 25 es una vista lateral de otra lentilla electro-activa 2500. La lentilla 2500 incluye una lentilla óptica convencional 2510 a la que se unen varias zonas electro-activas de campo total 2520, 2530, 2540, y 2550, cada una separada de las zonas adyacentes mediante unas capas aislantes 2525, 2535, y 2545.
La Fig. 26 es una vista lateral de otra lentilla electro-activa 2600. La lentilla 2600 incluye una lentilla óptica convencional 2610 a la que se unen varias zonas electro-activas de campo parcial 2620, 2630, 2640, y 2650, cada una separada de las zonas adyacentes mediante unas capas aislantes 2625, 2635, y 2645. Una zona de enmarcado 2660 rodea las zonas electro-activas 2620, 2630, 2640, y 2650.
Volviendo al análisis de las lentillas electro-activas de difracción, puede fabricarse una lentilla electro-activa para corregir el error de refracción utilizando una capa electro-activa adyacente a una lentilla de sustrato de vidrio, polímero, o plástico que se imprime o graba con un patrón de difracción. La superficie de la lentilla de sustrato que tiene la impresión de difracción se encuentra en contacto directo con el material electro-activo. De esta manera, una superficie de la capa electro-activa también es un patrón de difracción que es la imagen especular de la de la superficie de sustrato de la lentilla.
El conjunto actúa como una lentilla híbrida, de manera que la lentilla de sustrato siempre proporcione una potencia de corrección fija, por lo general para una corrección de lejos. El índice de refracción de la capa electro-activa en su estado no activado es casi idéntico al de la lentilla de sustrato; esta diferencia debería ser de 0,05 unidades de índice o menos. De esta manera, cuando la lentilla electro-activa no está activada, la lentilla de sustrato y la capa electro-activa tienen el mismo índice, y el patrón de difracción no tiene potencia, y no proporciona ninguna corrección (0,00 dioptrías). En este estado, la potencia de la lentilla de sustrato es la única potencia de corrección.
Cuando se activa la capa electro-activa, su índice cambia, y la potencia de refracción del patrón de difracción se vuelve aditiva a la lentilla de sustrato. Por ejemplo, si la lentilla de sustrato tiene una potencia de -3,50 dioptrías, y la capa de difracción electro-activa tiene una potencia cuando se activa de +2,00 dioptrías, la potencia total del conjunto de lentilla electro-activa es -1,50 dioptrías. De esta manera, la lentilla electro-activa permite la visión de cerca o de lectura. En otras formas de realización, la capa electro-activa en el estado activado puede tener una índice que coincide con el de la lentilla óptica.
Las capas electro-activas que utilizan cristales líquidos son birrefringentes. Es decir, presentan dos distancias focales diferentes en su estado no activado cuando se exponen a una luz no polarizada. Esta birrefringencia da lugar a imágenes dobles o borrosas en la retina. Existen dos métodos para resolver este problema. El primero requiere utilizar por lo menos dos capas electro-activas. Una se fabrica con las moléculas electro-activas alineadas longitudinalmente en la capa, mientras que la otra se fabrica con moléculas orientadas latitudinalmente en su capa; de esta manera, la alineación molecular en las dos capas es ortogonal una a la otra. De esta manera, ambas polarizaciones de luz son enfocadas por igual mediante ambas capas, y toda la luz se enfoca a la misma distancia focal.
Esto puede llevarse a cabo simplemente apilando las dos capas electro-activas alineadas ortogonalmente o mediante un diseño alternativo en el que la capa central de la lentilla es una placa de doble cara, es decir, con patrones de difracción idénticos grabados en ambos lados. A continuación se pone el material electro-activo en una capa en ambos lados de la placa central, asegurando que sus alineaciones sean ortogonales. A continuación se pone un superestrato de recubrimiento sobre cada capa electro-activa para contenerla. Esto proporciona un diseño más simple que superponer dos capas electro-activas/de difracciones distintas una sobre la otra.
Una alternativa diferente requiere añadir un cristal líquido colestérico al material electro-activo para darle un componente quiral mayor. Se ha descubierto que a determinado nivel de concentración quiral se elimina la sensibilidad de polarización en el plano, y se obvia la necesidad de dos capas electro-activas de puramente cristal líquido nemático como componente en el material electro-activo.
Volviendo a los materiales utilizados para la capa electro-activa, se enumeran a continuación unos ejemplos de clases de materiales y materiales electro-activos específicos que pueden utilizarse para la lentilla y la capa electro-activa. Materiales diferentes del cristal líquido enumerados a continuación en la clase I, denominamos a cada una de estas clases de materiales geles de polímero.
I) Cristales líquidos
Esta clase incluye cualquier película de cristal líquido que forme fases nemáticas, esméticas, o colestéricas que poseen una orden de orientación de largo alcance que puede controlarse con un campo eléctrico. Ejemplos de cristales líquidos neméticos son: pentilciano-bifenil (5CB), (n-octiloxi)-4-cianobifenil (8OCB). Otros ejemplos de cristales líquidos son el n = 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, del compuesto 4-ciano-4-n-alquilbifenilos, 4-n-pentiloxi-bifenil, 4-ciano-4''-n-alquil-p-terfenilos, y mezclas comerciales como E7, E36, E46, y las series ZLI hechas por BDH (British Drug House)- Merck.
II) Polímeros electro-ópticos
Esta clase incluye cualquier material polimérico óptico transparente como los descritos en "Physical Properties of Polymers Handbook" por J. E. Mark, American Institute of Physics, Woodburry, Nueva York, 1996, que contiene moléculas con p electrones conjugados polarizados no simétricos entre un grupo donante y un aceptor (denominados cromóforos) como los descritos en "Organic Nonlinear Optical Materials" por Ch. Bosshard et al., Gordon and Breach Publishers, Amsterdam, 1995. Ejemplos de polímeros son como sigue: poliestireno, policarbonato, polimetilmetacrilato, polivinilcarbazol, poliimida, polisilano. Ejemplos de cromóforos son: paranitroanilina (PNA), rojo disperso 1 (DR 1), 3-metil-4-metoxi-4'-nitrostilbeno, dietilaminonitrostilbeno (DANS), ácido dietil-tiobarbitúrico.
Polímeros electro-ópticos pueden producirse: a) siguiendo el método huésped/anfitrión, b) mediante incorporación covalente del cromóforo en el polímero (cadena principal y colgante), y/o c) mediante enfoques de endurecimiento de retícula como la reticulación.
III) Cristales líquidos de polímeros
Esta clase incluye polímeros cristales líquidos (PLCs), que también se denominan algunas veces polímeros cristalinos líquidos, cristales líquidos de masa molecular baja, polímeros auto-reforzantes, composites in situ, y/o composites moleculares. Los PLCs son copolímeros que contienen simultáneamente secuencias relativamente rígidas y flexibles como las descritas en "Liquid Crystalline Polymers: From Structures to Applications" por W. Brostow, editado por A. A. Collyer, Elsevier, Nueva-York-Londres, 1992, capítulo 1. Ejemplos de PLCs son: polimetacrilato que comprende un grupo lateral 4-cianofenil benzoato y otros compuestos similares.
IV) Cristales de líquidos polímero
Esta clase incluye cristales líquidos polímero-dispersados (PDLCs), que consisten en dispersiones de gotitas de cristal líquido en una matriz de polímero. Estos materiales pueden hacerse de varias maneras: (i) mediante fases alineadas curvilíneas nemáticas (NCAP), mediante separación de fase inducida térmicamente (TIPS), separación de fase inducida por disolvente (SIPS), y separación de fase inducida por polimerización (PIPS). Ejemplos de PDLCs son: mezclas de cristal líquido E7 (BDH-Merck) y NOA65 (Norland products, Inc. NJ); mezclas de E44 (BDH-Merck) y polimetilmetacrilato (PMMA); mezclas de E49 (BDH-Merck) y PMMA; mezclas del monómero dipentaeritrol hidroxi penta acrilato, cristal liquido E7, N-vinilpirrolidona, N-fenilglicina, y el tinte Rosa Bengala.
V) Cristales líquidos estabilizados de polímero
Esta clase incluye polímeros estabilizados de cristales líquidos (PSLCs), que son materiales que consisten en un cristal líquido en una red de polímero en la que el polímero constituye menos del 10% en peso del cristal líquido. Se mezcla un monómero fotopolimerizable junto con un cristal líquido y un iniciador de polimerización por UV. Después de que el cristal líquido se ha alineado, se inicia la polimerización del monómero por lo general mediante exposición UV y el polímero resultante crea una red que estabiliza el cristal líquido. Para ejemplos de PSLCs, véase, por ejemplo: C. M. Hudson et al. Optical Studies of Anisotropic Networks in Polymer-Stabilized Liquid Crystals, Journal of the Society for Information Display, vol. 5/3, 1-5, (1997), G. P. Wiederrecht et al., Photorefractivity in Polymer-Stabilized Nematic Liquid Crystals, J. of Am. Chem. Soc., 120,3231-3236 (1998).
VI) Estructuras supramoleculares no lineales auto-ensambladas
Esta clase incluye películas orgánicas asimétricas electro-ópticas, que pueden fabricarse utilizando los siguientes métodos: películas de Langmuir-Blodgett, deposición alternada de polielectrolitos (polianión/policatión) de soluciones acuosas, métodos de epitaxia de haz molecular, síntesis secuencial por reacciones de acoplamiento covalentilla (por ejemplo: deposición auto-ensamblada en multicapas basada en organotriclorosilanos). Estas técnicas suelen llevar a unas películas delgadas con un grosor inferior a aproximadamente 1 mm.
Todavía otras ventajas se pondrán fácilmente de manifiesto para los expertos en esta materia a partir de la descripción detallada relatada anteriormente. Por consiguiente, los dibujos, descripciones, y ejemplos proporcionados en la presente memoria se considerarán de ejemplo e ilustrativos por naturaleza, y no restrictivos. Por ejemplo, se pueden proporcionar unas gafas electro-activas que tengan una lentilla híbrida y una lentilla no híbrida. De manera similar, se pueden proporcionar unas gafas electro-activas que tengan una lentilla electro-activa de campo total y una lentilla electro-activa de campo parcial. Asimismo, se pueden proporcionar unas gafas electro-activas que tengan una lentilla que emplee una estructura electro-activa de interconexión simple y otra que emplee una estructura electro-activa multi-rejilla.

Claims (20)

1. Lentilla híbrida electro-activa que comprende:
una lentilla progresiva multifocal con dos o más potencias de enfoque fijas, proporcionando dicha lentilla progresiva multifocal corrección para la visión de lejos y potencia de adición para la corrección de la visión de cerca, siendo dicha potencia de adición inferior a la requerida para una visión de cerca totalmente corregida;
un elemento de lentilla electro-activa para proporcionar una potencia de enfoque variable; y
unos medios para aplicar un voltaje a dicho elemento de lentilla electro-activa,
en la que dicha lentilla híbrida es operable de manera que cuando no se aplique ningún voltaje al elemento de lentilla electro-activa, el elemento de lentilla electro-activa tenga un índice de refracción que se ajuste aproximadamente al índice de refracción de la lentilla progresiva multifocal de manera que se proporcione una potencia óptica sólo mediante la lentilla progresiva multifocal para proporcionar dicha corrección para la visión de lejos y dicha corrección parcial para la visión de cerca, y cuando se aplique un voltaje predeterminado a dicho elemento de lentilla electro-activa, dicho elemento de lentilla electro-activa proporcione una potencia de adición adicional a la lentilla progresiva multifocal de manera que dicha lentilla híbrida proporcione dicha visión de lejos y corrección para la visión de cerca que resulta de la potencia aditiva total de la potencia de adición de la lentilla progresiva multifocal y la potencia de adición adicional generada por el elemento de lentilla electro-activa.
2. Lentilla según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un controlador adaptado para aplicar un voltaje a dicho elemento de lentilla electro-activa.
3. Lentilla según la reivindicación 2, que comprende adicionalmente un microgiróscopo o acelerómetro para transmitir una señal de entrada a dicho controlador.
4. Lentilla según la reivindicación 1, en la que dicho elemento de lentilla electro-activa tiene dos superficies y contiene un material electro-activo entre dichas dos superficies para modificar la distancia focal de la lentilla, en la que las superficies tienen un espacio prácticamente constante entre ellas.
5. Lentilla según la reivindicación 4, en la que dicho material electro-activo está separado del borde de la lentilla por una capa de enmarcado de un material no electro-activo.
6. Lentilla según la reivindicación 4, en la que las dos superficies son prácticamente paralelas.
7. Lentilla según la reivindicación 1, en la que dicho elemento de lentilla electro-activo comprende una pluralidad de anillos concéntricos de zonas electro-activas cada uno con una corrección de la refracción diferente, de manera que cuando se aplica dicho voltaje predeterminado a dicho elemento de lentilla electro-activa los anillos concéntricos puedan operarse para proporcionar una transición suave entre las zonas de dichas dos o más potencias de enfoque.
8. Lentilla según la reivindicación 1, en la que el elemento de lentilla electro-activa contiene un electrodo, y dicho electrodo es prácticamente transparente ópticamente.
9. Lentilla según la reivindicación 1, en la que cuando dicho voltaje predeterminado se aplica a dicho elemento de lentilla electro-activa en por lo menos una de dichas dos o más potencias de enfoque proporciona al usuario una visión básicamente clara para la visualización a distancia lejana.
10. Lentilla según la reivindicación 1, en la que cuando dicho voltaje predeterminado se aplica a dicho elemento de lentilla electro-activa por lo menos una de dichas dos o más potencias de enfoque proporciona al usuario una visión básicamente clara para la visualización a distancia cercana.
11. Lentilla según la reivindicación 1, en la que cuando dicho voltaje predeterminado se aplica a dicho elemento de lentilla electro-activa por lo menos una de dichas dos o más potencias de enfoque proporciona al usuario una visión básicamente clara para la visualización a distancia intermedia.
12. Lentilla según la reivindicación 1, en la que cuando no se aplica ningún voltaje a dicho elemento de lentilla electro-activa, por lo menos una parte de la lentilla proporciona al usuario una visión básicamente clara para la visualización a distancia lejana.
13. Lentilla según la reivindicación 1, en la que dicho elemento de lentilla electro-activa es de difracción.
14. Lentilla según la reivindicación 1, en la que dicho elemento de lentilla electro-activa está pixelado.
\newpage
15. Lentilla según la reivindicación 1, en la que dicho elemento de lentilla electro-activa comprende un componente de difracción de relieve superficial.
16. Lentilla según la reivindicación 1, en la que dicho elemento de lentilla electro-activa se proporciona con un sustrato que comprende un patrón de difracción en una primera superficie, estando dicha primera superficie en contacto con dicho elemento de lentilla electro-activa.
17. Lentilla según la reivindicación 1, en la que dicho elemento de lentilla electro-activa comprende un material electro-activo que incluye un material cristalino líquido.
18. Lentilla según la reivindicación 17, en la que dicho material cristalino líquido incluye cristales líquidos nemáticos.
19. Lentilla según la reivindicación 17, en la que dicho material cristalino líquido incluye cristales líquidos colestéricos.
20. Lentilla según la reivindicación 17, en la que dicho material cristalino líquido incluye cristales líquidos polímero-dispersados.
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