JP6362887B2 - 使用者に視覚表現を提供するための方法及び眼用デバイス - Google Patents
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Description
本発明を対象としたこの説明及び特許請求の範囲においては、以下の定義が適用される様々な用語が用いられ得る。
誘電体エレクトロウェッティングすなわちEWODは、本明細書で使用するとき、不混和性の流体又は液体と、所定の表面自由エネルギーを有する表面領域と、電位場との組み合わせが存在するデバイスの分類若しくはデバイスの部分の分類を指す。典型的には、電位場は、表面領域の表面自由エネルギーを変更し、これは、不混和性の流体と表面領域との相互作用を変更し得る。
図1から始めると、断面に切り取られた代表的な眼用レンズ150の等角図及び本開示の態様にしたがって実施されたメディアインサート100の上面図が図示されている。メディアインサート100は、視力補正を提供する機能性がある場合もない場合もあり得る光学ゾーン120を含み得る。眼用レンズ150のエネルギー印加された機能が視力と無関係の場合、メディアインサート100の光学ゾーン120には材料が含まれなくてよい。いくつかの実施形態では、メディアインサート100は、エネルギー印加素子110及び電子コンポーネント105が組み込まれた基材インサート115を備える、光学ゾーンにない部分を含み得る。本開示の態様によると、電子コンポーネントは、本開示の以下の部分において詳述するように、フォトニックエミッタに関係する多数の実施形態を含み得る。
ここで図4を参照すると、本開示のいくつかの実施形態に含まれ得る代表的なフォトニックエミッタ400の構造物A及びBが図示されている。フォトニックアプリケーションとともに使用するためのエミッタ(放射体ともみなされ得る)素子を規定する様々なやり方があってよい。Aで、フォトニックエミッタ400は単純なフォトニックエミッタ素子を示す。このシステムのための光子源は、放射体素子の結合部分430に平行に走る光パイプ420であり得る。光パイプ420を通じて移動する光子は、光パイプの外周に近い領域において指数関数的に減衰する現象であるエバネッセント結合とも呼ばれ得るプロセスによって結合部分430に結合し得る。結合部分430の結合は、光子が光パイプ420から放射体素子440へ移動することを可能にし得る。結合の程度及びしたがって放射体素子440に入る光子の数は、強度の一つのタイプであり、使用される材料、周囲条件など多数の現象によって変調され得るが、より重要なのは、システムの構造設計によって変調され得ることである。結合部分430のその平行な部分の長さ及びこの領域と光パイプの間の間隙435は、結合の効率を支配し得、フォトニックエミッタの集合におけるフォトニックエミッタ400の名目的相対強度を調節するために使用され得る。例えば、フォトニックエミッタAでは、光は、回折格子の形をした放射体部分440に到達するまで結合部分430の素子の光ガイドコンポーネントを通じて進むことになる。フォトニックエミッタ400を通して光の効率を増すために、例えば発光表面の構築された角度及びそれらの形並びに間隙の寸法など、多数の影響を利用することができる。理想的には、できるだけ多くの光が放射体素子440で一方向に、例えば「ページの外」へ、発される。
ここで図9を参照すると、本開示のいくつかの態様を実施するために有用であり得るフォトニックアレイ、光位相又は強度変調アレイ、及びレンズシステムを備える投射システム用の代表的なエネルギー印加された眼用デバイス900が図示されている。眼用デバイス900は、使用者の眼表面上に装着できる。ヒドロゲル系のスカート911は、いくつかの実施形態ではメディアインサート936デバイスを完全に囲み、他の実施形態ではそれを部分的に囲む又は支持する。この実施形態では、ヒドロゲルのスカート911は、基本的に環状のメディアインサート936を囲むことができる。メディアインサート936の内部には、制御、起動、通信、処理などのための電子回路(図9には図示せず)、エネルギー印加素子が封入されている。それらのエネルギー印加素子は、使い捨てバッテリ素子でもよく、あるいは、再充電を可能にし得る電力制御システムと一緒の充電式の素子でもよい。それらのコンポーネントは、別個のコンポーネントとして、あるいは複数の能動的な層を有して積み重ねられて一体化されたデバイスとして、メディアインサート936内に配置できる。
ここで図10を参照すると、本開示のいくつかの態様によるフォトニックエミッタを備える眼用デバイスの使用に関連する方法段階を流れ図1000に図示した。段階1001で、使用者は、フォトニックエミッタに基づく投射システムが取り付けられた眼用デバイスを入手する。透過率を制御するために誘電体セルをエレクトロウェッティングすることを含む対応する画素素子を有するフォトニックエミッタのアレイには、光源、光源及び画素素子の両方のための制御電子機器、及び使用者の網膜を含み得る所望の場所に近視野画像を焦点合わせするためのレンズシステムが関連付けられ得る。このシステムには、例えば電子部品、エネルギー印加素子、センサーなどが含まれ得る。
(1) エネルギー印加された眼用デバイスであって、
前記眼用デバイスの1つ又は2つ以上の変調されるフォトニックエミッタと、
前記眼用デバイスの第1のプロセッサー及び1つ又は2つ以上の光源を支持するメディアインサートであり、
前記1つ又は2つ以上の光源が光を生成するように構成され、前記1つ又は2つ以上の光源から生成された光の少なくとも一部が、前記眼用デバイスの前記1つ又は2つ以上のフォトニックエミッタによって放出され、
前記眼用デバイスの前記第1のプロセッサーが、
視覚的表現を投射する指示をセンサーから受信し、かつ
その受信した指示に反応して、1つ又は2つ以上のプログラムされたパラメータに基づいて前記1つ又は2つ以上の変調されるフォトニックエミッタ及び前記1つ又は2つ以上の光源の中の少なくとも1つを制御するように構成される、メディアインサートと、
前記第1のプロセッサー及び第2のプロセッサーと通信するように構成された前記眼用デバイスの1つ又は2つ以上のアンテナであって、前記第2のプロセッサーが、前記視覚的表現を生成するように構成される、1つ又は2つ以上のアンテナと、を備える、エネルギー印加された眼用デバイス。
(2) 前記1つ又は2つ以上の変調されるフォトニックエミッタが半導体材料を含む、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(3) 前記1つ又は2つ以上の変調されるフォトニックエミッタが抵抗性加熱素子を含む、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(4) 前記1つ又は2つ以上の光源が発光ダイオードを備える、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(5) 前記1つ又は2つ以上の光源がレーザーを備える、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(7) 前記エネルギー印加素子が、積み重ねられて一体化された複数の基材層を備え、それらの層間に電気相互接続を有する、実施態様6に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(8) 前記センサーから受信した前記視覚的表現を投射する指示が、光センサーから受信した前記視覚的表現を投射するために周囲光が十分であることの指示を含む、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(9) 前記センサーから受信した前記視覚的表現を投射する指示が、神経系センサーから受信した前記視覚的表現を投射する指示を含む、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(10) 前記センサーから受信した前記視覚的表現を投射する指示が、イメージセンサーから受信した前記視覚的表現を投射する指示を含む、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(12) 表面自由エネルギーを有する表面領域を含む画素に基づく光変調システムを更に備え、前記表面自由エネルギーが、前記表面領域に広がる電極電位の場の印加によって変更される、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(13) 前記視覚的表現が、前記エネルギー印加された眼用デバイスの光学ゾーンを通して可視の場面に重ねられた画像を含む、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(14) 前記視覚的表現が、前記エネルギー印加された眼用デバイスの光学ゾーンを通して可視の前記場面の画像強調を含む、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(15) 前記場面の前記画像強調が、前記場面の輝度の変更、前記場面の飽和の変更、前記場面の色の変更、前記場面のコントラストの変更、前記場面の鮮鋭さの変更、又は前記場面の色相の変更を含む、実施態様14に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(17) 前記1つ又は2つ以上の光源が、赤色の発光の中心波長を有するように構成された第1のソリッドステート発光素子と、緑色の発光の中心波長を有するように構成された第2のソリッドステート発光素子と、青色の発光の中心波長を有するように構成された第3のソリッドステート発光素子とを備える、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(18) 前記エネルギー印加された眼用デバイスの光学ゾーンに更にレンズを備える、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(19) 前記レンズが可変焦点距離レンズである、実施態様18に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
(20) 前記センサーが、前記エネルギー印加された眼用レンズデバイスの外側に配置され、かつ前記第1のプロセッサーが、前記センサーとのワイヤレス通信のための通信プロトコルを制御するように更に構成される、実施態様1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
Claims (19)
- 眼内又は眼上に存在するように構成され、エネルギー印加された眼用デバイスであって、
プロセッサー及び1つ又は2つ以上の光源を支持するメディアインサートと、
複数の変調されるフォトニックエミッタと、を備え、
前記1つ又は2つ以上の光源が光を生成するように構成され、前記1つ又は2つ以上の光源から生成された光の光子の少なくとも一部が、前記複数の変調されるフォトニックエミッタに配られて、前記光子が、前記眼用デバイスの前記複数の変調されるフォトニックエミッタによって捕えられて、放出され、
前記プロセッサーが、
視覚的表現を投射する指示をセンサーから受信し、
その受信した指示に反応して、1つ又は2つ以上のプログラムされたパラメータに基づいて前記複数の変調されるフォトニックエミッタ及び前記1つ又は2つ以上の光源の中の少なくとも1つを制御し、
前記視覚的表現を眼内に生成するように構成され、
前記複数の変調されるフォトニックエミッタの各々は、光パイプ、及び、結合部分を有する放射体素子を備え、前記光パイプおよび前記結合部分間には間隙が設けられ、前記光源から生成された前記光の前記光子は、前記光パイプを通じて移動し、前記光パイプの外周に近い領域において指数関数的に減衰する現象であるエバネッセント結合によって前記結合部分に結合し、それにより前記光子が、前記光パイプから前記放射体素子に移動し、前記放射体素子から放出される、エネルギー印加された眼用デバイス。 - 前記複数の変調されるフォトニックエミッタが半導体材料を含む、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記複数の変調されるフォトニックエミッタが、捕えられた光の前記光子の位相を変更する抵抗性加熱素子を含む、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記1つ又は2つ以上の光源が発光ダイオードを備える、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記1つ又は2つ以上の光源がレーザーを備える、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記メディアインサートが、前記プロセッサー及び前記1つ又は2つ以上の光源に電力を供給するように構成されたエネルギー印加素子を更に支持する、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記エネルギー印加素子が、積み重ねられて一体化された複数の基材層を備え、それらの層間に電気相互接続を有する、請求項6に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記視覚的表現を投射する指示が、光センサーから受信した前記視覚的表現を投射するために周囲光が十分であることの指示を含む、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記視覚的表現を投射する指示が、神経系センサーから受信される、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記視覚的表現を投射する指示が、イメージセンサーから受信される、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 表面自由エネルギーを有する表面領域を含む画素に基づく光変調システムを更に備え、前記表面自由エネルギーが、前記表面領域に広がる電極電位の場の印加によって変更される、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記視覚的表現が、前記エネルギー印加された眼用デバイスの光学ゾーンを通して可視の場面に重ねられた画像を含む、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記視覚的表現が、前記エネルギー印加された眼用デバイスの光学ゾーンを通して可視の前記場面の画像強調を含む、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記場面の前記画像強調が、前記場面の輝度の変更、前記場面の飽和の変更、前記場面の色の変更、前記場面のコントラストの変更、前記場面の鮮鋭さの変更、又は前記場面の色相の変更を含む、請求項13に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記視覚的表現が、前記エネルギー印加された眼用レンズの着用者のための健康評価情報を含む、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記1つ又は2つ以上の光源が、赤色の発光の中心波長を有するように構成された第1のソリッドステート発光素子と、緑色の発光の中心波長を有するように構成された第2のソリッドステート発光素子と、青色の発光の中心波長を有するように構成された第3のソリッドステート発光素子とを備える、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記エネルギー印加された眼用デバイスの光学ゾーンに更にレンズを備える、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記レンズが可変焦点距離レンズである、請求項17に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
- 前記センサーが、前記エネルギー印加された眼用レンズデバイスの外側に配置され、かつ前記プロセッサーが、前記センサーとのワイヤレス通信のための通信プロトコルを制御するように更に構成される、請求項1に記載のエネルギー印加された眼用デバイス。
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