TW200848002A - Ophthalmic dynamic aperture - Google Patents

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200848002 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於眼内光學器件、人工晶狀體、角膜嵌體、 角膜高嵌體及隱形眼鏡。更特定而言，本發明係關於具有 增加焦深之動態孔徑之眼内光學器件、人工晶狀體、角膜 嵌體、角膜高嵌體及隱形眼鏡，該動態孔徑可用於與至少 部分地校正使用者眼睛之習知偏差（較低階像差，諸如近 視、遠視、規則散光及老花眼）及/或非習知偏差（諸如較高 階像差）之眼用透鏡光學連通或形成一體。具有提供增加 之焦沬且與校正視力偏差（諸如老花眼）之眼用透鏡（其可為 單視或多焦點透鏡）光學連通或形成一體之動態孔徑的本 务明之系統可允許自近距離至遠距離之通常連續的知覺聚 焦範圍。 本申請案主張下列臨時申請案之優先權並將其全體以引 用的方式併入本文中： 2007年2月23日提出申請之標題為"用於矯正人眼折射誤 差之電活性眼用裝置（Electro_Active Ophthalmic Device for* the Correction of Refractive Errors 〇f the Human Eye)” 的美 國專利序號60/902,866 ; 2008年1月14日提出申請之標題為，，具有動態孔徑之電活 性眼用光學器件或透鏡（Electro-Active Ophthalmic Optic or Lens with Dynamic Aperture)1’ 的美國專利序號 61/020,759 ;及 2008年2月1日提出申請之標題為，，包含用於提供增加焦 129366.doc 200848002 深之中央孔徑之眼用透鏡或光學器件的光學透射值範圍 (Range of Optical Transmission Values for an Ophthalmic Lens or Optic Comprising a Central Aperture for Providing

Increased Depth of Focus)’’的美國專利序號 6l/〇25,348。 【先前技術】 存在兩種影響個體之聚焦於近距離及中間距離物件上之 能力的主要病狀：老花眼及無晶狀體（aphakia)。老花眼為 常常與衰老同時發生之人眼晶狀體之適應性調節之喪失。 在老花眼個體中，適應性調節之此喪失首先導致不能聚焦 於近距離物件上且隨後導致不能聚焦於中間距離物件上。 據估计在吴國存在大約9千萬至丨億個老花眼患者。在世界 範圍内’據估計存在大約十六億個老花眼患者。無晶狀體 為通常歸因於在白内障手術期間之手術移除而導致之不存 在眼睛晶狀體。在無晶狀體個體中，晶狀體之不存在造成 =喪失適應性調節，其導致不能聚焦於近或中間距離物 白實際上’若個體生存足夠長時間，則他或她將染上 2 &外，大部分患有白内障之個體將在其生命中之 約白㈣手術治療。據估計在美國每年執行大 萬個白内障手術。 杈正老花眼之標準工具為 及單目阳人… /、馮老化眼鏡、多焦點眼用透鏡， 一口隱形眼鏡。老花眼鏡且 問題之單—伞兄/、有用於杈正近距離聚焦 範圍内之聚焦問題之-個以上隹距用於权正一疋距離 多焦點it帛p '，、、巨（亦即光功率）的透鏡。 透鏡用於眼鏡、隱形眼鏡 用胰砍體、角膜高嵌體 129366.doc 200848002 及人工晶狀體（I〇L)中。多焦點眼用透鏡藉助於將透鏡區 域^刀成不同光功率之區來起作用。多焦點透鏡可如在進 仃f生夕焦點透鏡(PAL)中一般包含形成連續光功率之連續 表：：或者’乡焦點透鏡可如在雙焦點透鏡或三焦點透鏡 中叙包含形成不連續光功率之不連續表面。單目配合_ 形眼鏡為兩個具有不同光功率之隱形眼鏡。一個隱形眼鏡 用於主要％^正m距離聚焦問題且另—隱形眼鏡用於主要校 正近距離聚焦問題。

校正無晶狀體之標準工具為人工晶狀體（I〇L)。第一類 =之IOL為單視或多焦點肌，其為非適應性調節的且不 能：變其光功率。第二類型之肌為適應性調節肌，其 可藉由（僅舉例而言）壓縮、平移、表面機械彎曲，或上述 之、’且口來改變其聚焦功率。無晶狀體亦可藉由在一隻眼睛 吏用單視IOL且在另一隻眼睛中使用多焦點或適應性調 節IOL ’或其任何組合來校正。 替代方法亦用以校正老花眼。—個方法為提供較小、固 定直徑孔徑之角膜嵌體。僅舉例而言，由AcuF〇cus製造之 ACI 7000角膜嵌體直徑大約為3 8 mm、1〇 厚且含有 x、有1 · 6 mm直徑的透明開口之不透明環形物。此開口用以 將人眼之孔控減小至比通常可藉由瞳孔之自然收縮所達成 之直徑小之直徑。 如此項技術中所熟知，限制光學系統之孔徑之直徑會增 加系統之焦深。焦深為在影像平面上看來清晰之物體平面 鈾後的距離。雖然光學系統僅可提供對在焦距處之物件的 129366.doc 200848002 精確聚焦，但是在具有增加焦深之系統中，焦距任一側上 之清晰度之降低為逐漸的。因此，在焦深内，影像平面上 所^生之模糊在正常檢視條件下為覺察不到的。孔徑係用 以精由消除與透鏡之光轴形成較大角度之光線（非近轴光 線）之至少-部分來增加焦深。非近軸光線只有在發自位 於焦距處之物件時，才會被清晰地聚焦。對於位於其他距 離處之物件，非近軸光線具有與影像平面之最大離差。藉 由消除非近軸光線，與影像平面之離差經減至最低程度， 且位於焦距之固定距論肉彳介 疋此離内（亦即在焦深内）之物件看來清 晰0 較小孔徑藉由形成看來清晰之更A距離範圍來㈣老花 眼之某些效應’且允許老花眼患者在無需多焦點隱形眼鏡 或眼鏡片之情況下進行近距視覺工作。aci测係由光學 性貝為靜悲之生物相宜制4、 , l, 初祁谷材枓製成，諸如（僅舉例而言）聚偏 二氟乙稀或非水凝膠微孔性全銳喊。因而，一旦嵌體置於 角膜内’其折射光功率為固定的。 雖然經證實有效，彳曰A r ，曰政仁AcuFOCUS角膜嵌體會減少到達視網 ，之光里°另外’因為當嵌體植入於兩隻眼睛中時諸如光 •重像*政射、眩光、對比敏感性喪失及/或到達視 網^光減少之有害光學效應太大且可能不可接受，所以 通$敗體僅植入於一隹日p 0圭| 、又、月中。此等有害效應係由相對於 瞳孔大小的礙體孔徑及封閉環形物之大小所造成。此等效 應尤其在晚上當瞳孔擴大時出現。 杈正老化眼之另一方法為角臈折射手術，其中一隻眼睛 129366.doc 200848002 經校正用於遠距離且另一隻眼睛經校正用於近距離。另一 方法為使用例如繞射光學器件來提供多焦點效應之角膜嵌 體。 然而，校正老花眼及/或無晶狀體之此等方法中之每一 者具有缺點。當'然，此等缺點中之某些比其他缺點更嚴 重。例如，雖然眼鏡片魏睛能夠校正遠距離、近距離及 中間距離視覺’但是此方法需要佩戴減損自然外觀之裝 置。又，在某些情況下，某些多焦點透鏡可能導致使用者 感覺畸變及經歷眩暈。 包括使用隱形眼鏡之校正老花眼及/或無晶狀體之方法 可導致不舒適感且亦可引起以下效應中之一或多者：光 軍、重像、光散射、眩光、_比敏感性喪失、聚焦範圍有 限’及/或到達視網膜之光減少。包括使用i〇l之方法可引 起以下效應中之-或多者：光散射、眩光、光晕、殘影、 對比敏感性喪失1焦範圍有限，及/或到達視網膜之光 減少。 尤其田(僅舉例而言)在夜間駕駛、在雨中駕駛或在電腦 上工作打’此等缺點、或對於視覺之危害可能造成極大問 題。因此，存在對於去# 、化眼及/或無晶狀體之優良校正方 式的需要。 【發明内容】 在本I月之f施例中，眼用裝置可包括一電活性元 件"可包括具有可變直徑之大部分透明動態孔徑及大部 刀不透月％形物以便提供增加之焦深，其中眼用裝置與具 129366.doc 200848002 有用於提供對使用者眼睛之折射偏差之至少部分校正之光 功率的人工晶狀體、角膜嵌體、角膜高歲體、隱形眼鏡或 眼鏡片中之一者光學連通。 在本發明之一實施例中，眼用裝置可包括一電活性元 件，其可包括具有可變直徑之大部分透明動態孔徑及大部 分不透明環形物以便提供增加之焦深，其中電活性元件與 具有用於提供對使用者眼睛之折射偏差之至少部分校正之 光功率的人工晶狀體、角膜嵌體、角膜高嵌體或隱形眼鏡 中之一者形成一體。 在本發明之一實施例中，眼用裝置可包括具有用於提供 對使用者眼睛之折射偏差之至少部分校正之光功率的第一 電活性元件。眼用裝置可另外包括大體上不具有光功率之 =二電活性元件，其可包括具有可變直徑之大部分透明動 恶孔徑及大部分不透明環形物以便提供增加之焦深，其中 第一及第二電活性元件彼此光學連通。 在本發明之一實施例中，眼用裝置可包括一電活性元 件，其可包括具有可變直徑之大部分透明動態孔徑及大呷 分不透明環形物以便提供增加之焦深，其中動態孔徑之^ 心可相對於使用者視線而重新定位。 【實施方式】 本發明之實施例將自以下實施方式連同並非按比例綠製 之圖式來更充分理解及領會，其中相同參考數字指示 應、相似或類似之元件。 ’、相 電活性7L件為具有可藉由施加電能來改變之光學性所 負的 129366.doc 200848002 衣置。可變光學性質可為（例如）光功率、焦距、繞射效 率、焦深、透光率、色度、不透明性或上述之組合。電活 性元件可由兩個基材構建。電活性材料可安置於兩個基材 之間。基材可經設定形狀及大小以確保將電活性材料包含 於基材中且不使之漏出。一或多個電極可安置於基材之與 電活性材料接觸之每一表面上。電活性元件可包括可運作 地與控制裔連接之電源。控制器可經由電連接而可運作地

C 與電極連接以將一或多個電壓施加至電極中之每一者。當 、、工由二極將包此細加於電活性材料時，可改變電活性材料 之光學性質。例如，當經由電極將電能施加於電活性材料 時，可改變電活性材料之折射率，由此改變電活性元件之 光功率。 電活f生元件可包埋於眼用透鏡内或與眼用透鏡之表面連 接以形成電活性透鏡。或者’電活性元件可包埋於大體上 不提供光功率之光學器件内或與該光學器件之表面連接以 形成電活性光學器件。在此情況下，電活性元件可與眼用 透鏡光學連通’但與眼用透鏡分隔或間隔開或未與眼用透 鏡形成—體。眼用透鏡可為光學基材或透鏡。，，透鏡”為導 致光會聚或發散之任何裝置或襄置部分(亦即能夠將光聚 焦之透鏡）。透鏡可為折射的或繞射的，或其組合。透鏡 可在-個或兩個表面上為凹面、凸面或平 形、圓柱形、稜鏡形，戋並 了為球 膠、熱塑性樹脂、執上Γ,Γ 學玻續、塑 不同光度璃及樹脂之複合物，或 胗之稷合物製成。應指出在光學工業 129366.doc 12 200848002

内，即使一裝置具有零光功率（稱為平或無光功率），其亦 可稱作透鏡。然而，在此情況下，透鏡通常稱作，，平透鏡，I。 透鏡可為I知或非習知的。習知透鏡校正眼睛之習知偏 差，包括較低階像差，諸如近視、遠視、#花眼及規則散 光。非習知透鏡校正眼睛之非習知偏差，包括可由眼睛層 不規則性或異常性所造成之較高階像差。透鏡可為單聚焦 透鏡或多焦點透鏡（諸㈣行性多焦點透鏡或雙焦點透鏡 或一焦”、、占透鏡）。形成對比地，如本文中所用之，，光學器件，， "不八有光功率且並不能夠將光聚焦（藉由折射或繞 射）。術語”折射偏差”可能係指眼睛之f知或非習知偏差。 心/〜將光重新定向並非校正眼睛之折射偏差。因此，例 如將光重新定向至視網膜之健康部分並非校正眼睛之折射 ^ 件可位於電活性透鏡或光學器件之整個檢視區 域中或僅在其-部分中。電活性元件可位於透鏡或光學器 ▲頁p中間或底部部分附近。應注意電活性元件可能 能夠獨立地將井$隹 b ♦焦且不需要與光學基材或透鏡組合。 :展=卿°·^ 、％為結臈120之澄明膜覆蓋。提供眼睛之大 ‘刀光功率的眼睛中央透明部分為角膜13 睛之有顏色部分且m一 ⑮"ο為眼 肌擴大^。1 成瞳孔150°括約肌收縮瞳孔且張 膜: 目里孔為眼睛之自然孔徑。前房160為處於虹 膑與角膜之最内邱本I ^ ^ 170保持於晶狀，囊二之間的充滿流體之空間。晶狀體 體囊175中且提供眼睛之其餘光功率。健康 129366.doc -13- 200848002 經195連接 晶狀體能夠改變其光功率使得眼睛能夠聚焦於遠距離、中 間距離及近距離處（稱為適應性調節之過程）。後房⑽為處 於虹膜之後表面與視網膜190之前表面之間的空間。視= 膜為眼睛之”影像平面”且與將視覺資訊傳送至大腦之視神 靜態（非動態）小孔徑可具有較大焦深之益處但亦具有減 少穿過透鏡或光學器件之光之透射率之不利之處。同樣，

ί 靜態大孔徑可具有增加穿過透鏡或光學器件之光之透射率 之益處但亦具有減少焦深之不利之處。 本發明之實制列包括—包含具有動態孔徑之電活性元件 的眼用裝置（其可為透鏡或光學器件）(且可在本文中稱作本 發明之透鏡或光學器件）。動態孔徑為具有可變直徑之孔 徑。動態孔徑之孔直徑可能能夠在兩個或兩個以上直徑之 間、例如在第一直徑與第二直徑之間轉換。冑態孔徑可連 續地（亦即以平穩過渡方式）或不連續地（亦即在不連續之階 段中）轉換。動態孔徑可具有最小之非零 夠完全地閉合使得孔直徑為零。動態孔徑可形成== 形、橢圓形或任何形狀之孔徑。 本發明之實施例可具有能夠在減小大小以增加焦深（及 減少光之透射率）與增大大小以增加光之透射率（及減少焦 深）之間交替變化的動態孔徑。在一實施例中，當大焦深 對於使用者最有益時，可減小動態孔徑之大小以利於近距 離及/或中間距離視覺。動態孔徑可在大小上自適合於適 當近距離視覺之直徑增大至適合於適當中間距離視覺之更 129366.doc 14 200848002 大直徑。為有利於適當遠距離視覺，可使動態孔徑之直徑 在大小上進一步增大以提供增加之光透射率，此歸因於大 焦深對於遠距離視覺並非關鍵性的。 如本文中所用之眼内光學器件（1〇〇)為插入或植入於眼 睛中之光學器件（大體上不具有光功率）。眼内光學器件可 插入或植入於眼睛之前房或後房中，插入或植入於角膜之 基質中（類似於角膜嵌體），或插入或植入於角膜之上皮層 中(類似於角膜高嵌體）’或插入或植入於眼睛之任何解剖 結構中。眼内光學器件具有大體上零光功率且因此不能使 光聚焦Λ IV、上’在本發明之實施例中之眼内光學器件可 具有動態孔徑且可能僅能夠提供增加之焦深。 如本文中所用，人工晶狀體⑻L)為插人或植入於眼睛 中=透鏡（具有光功率）。人卫晶狀體可插人或植入於眼睛 =房或後房中，插人或植人於角膜之基質中（類似於角 ，嵌體）’、或插入或植入於角臈之上皮層中（類似於角媒高 嵌體）’或插入或植入於眼睛之任何解剖結構中❺人工晶 狀體具有-或多個光功率且在本發明之實施例中亦可能且 有或可能不具有動態孔徑。當I〇L具有動態孔徑時，其^ 能能夠提供增加之焦深。 如本文中所用，角膜後體為插入或植入於角膜之基質内 之光子β.件(大體上不具有光功率)或透鏡(具有光功率）。 當特定地指角膜嵌I#杏興哭生 甘入體先學^件時，可使用術語，，角膜嵌體 光學器件”或Π平角膜與許” ^ ^ 、甘入體。§特疋地指角膜嵌體透鏡 時，可使用術語，，角膜嵌體透鏡"或，，聚焦角膜嵌體”。如本 129366.doc -15- 200848002

( 文中所用，角膜高欲體為插入或植入於角膜之上皮層内之 光學器件(大體上不具有光功率)或透鏡(具有光功率卜合 特定地指角膜高《光學器件時，可使用術語”角膜高: 體光學器件，，或"平角膜高丧體，，。當特定地指角膜高嵌體 透鏡時，可使用術語"角膜高嵌體透鏡”或”聚焦角膜高後 體"。如本文中所用，隱形眼鏡為可移除地置於角膜之頂 部上之光學器件(大體上不具有光功率)或透鏡(具有光功 率）。當特定地指隱形眼鏡光學器件時，可使用術語"隱形 眼鏡光學器件，，或”平隱形眼鏡"。當特定地指為透鏡之隱 形眼鏡時，可使用術語，，聚焦隱形眼鏡，，。 在本么明之貝加例中’具有動態孔徑之電活性元件可與 隱形眼鏡、角膜後體、角膜高嵌體、1〇〇或肌形成一體 (亦即包埋於其内或與其連接）。1〇〇或肌可插A或植入於 眼睛之前房或後房巾、插入或植入於角膜之基質中(以角 膜嵌體形式）’或插入或植入於角膜之上皮層中(以角膜高 嵌體形式）。角膜嵌體、角膜高嵌體及隱形眼鏡可為能夠 使光聚焦U因此具有A功率）之透鏡或不能使光聚焦（且因 此大體上不具有光功率）之光學器件。本發明之實施例可 提供增加之焦深。本發明之某些實施例可提供增加之焦深 且可至少部分地校正使用者眼睛之習知及/或非習知偏 差。本發明之實施例可以與以下能夠使光聚焦且可至少部 分地杈正使用者眼睛之習知及/或非習知偏差之裝置中之 或夕者光學連通之方式來使用··眼鏡片、隱形眼鏡、角 膜肷體、角膜高嵌體或人工晶狀體。本發明之實施例亦可 129366.doc -16- 200848002 提供具有動態孔徑之本發明之系統，該動態孔徑提供增加 之焦深且與校正視覺偏差（諸如老花眼）之眼用透鏡（其可為 單視或多焦點透鏡）光學連通及/或與其形成一體。本發明 之系統可允許自近距離至遠距離之大部分連續知覺聚焦範 圍（亦即動態孔徑提供增加之焦深，其用來在眼用透鏡之 固定或靜態校正功率之間提供連續聚焦範圍）。大部分連 續聚焦範圍可自近距離至遠距離、自近距離至中間距離、 自中間距離至遠距離，或在任何距離範圍之間。 圖2A展示具有動態孔徑之電活性元件2〇〇之實施例之分 解橫截面側視圖。圖2B展示圖2A之電活性元件之折攏橫 截面側視圖。一或多個電活性元件2〇〇可在隱形眼鏡、角 膜喪體、角膜高嵌體、][〇〇或I〇L中使用。若使用一個以 上電活性元件，則若在元件之間存在適當絕緣，則電活性 元件可彼此上下堆疊。 電活性元件200可含有兩個光學基材21〇或可由兩個光學 基材限制。兩個基材可大體上平坦且平行、彎曲且平行， 或一個基材可具有表面凹凸繞射圖案且另一基材可為大體 上平滑的。基材可提供光功率或基材可不具有光功率。每 一基材可具有200 μιη或更少之厚度。通常，較薄基材允許 電活性元件之更高可撓度，其在插入或植入於眼睛中之某 些實施例中可為重要的。提供電接地（electrical gr〇und)2 連續光學上透明之電極220可安置於基材中之一者上，且 一或多個個別地可定址的光學透明電極225可安置於第二 基材上。電極225可確定動態孔徑之性質，諸如動態孔徑 129366.doc -17- 200848002

之大小、形狀及/或直徑。電極220及225可例如包含已知 透明導電氧化物（諸如ιτο)或導電有機材料（諸如 PEDOT.PSS或石厌奈米官）中之任一者。光學上透明之電極 之厚度可例如小於i，，但較佳小於〇」_。電極22〇及 225可塗佈有對準層23〇。或者，電極中之僅一者塗佈有對 =層。電活性材料24〇安置於對準層之間。電活性材料之 旱又可；丨於1 μη^ 1 0 μηι之間，但較佳小於5叫。電活性 材料可為液晶材料。液晶材料可為向列型液晶、扭轉向列 型液晶、超扭轉向列型液晶、膽固醇型液晶、近晶型雙穩 ，液晶’或任何其他類型之液晶材料。對準層為薄膜，其 旱又可（僅舉例而§ )小於刚奈米且由聚醯亞胺材料構建。 將薄膜施加於與液晶材料直接接觸之基材之表面。在組裝 電活7L件之Μ ’使用諸如天鶴絨之布料將薄膜在一方向 (對士準方向）上磨光。當液晶分子與經磨光之聚醯亞胺層接 丁 /夜日曰刀子優先處於基材之平面中且在摩擦聚醯亞胺 曰之方向上對準(亦即與基材之表面平行)。或者，對準層 可由光敏材料建構，當其曝於線性偏振之UV光時，產生 與使用經磨光之對準層時相同之結果。 由^器250經由電連接255與電極220及225連接且能夠藉 :或夕個電壓施加至每-電極而在電極之間產生電 琢。在某些實施例中，控制器為電活性元件之一部分。在 性^例中’控制位於電活性元件之外部且使用電活 :之電接觸點而與電極連接。控制器可與電源、感 ―或任何其他必須電子設備連接。在電極之間不存在電 129366.doc -18- 200848002 場之情況下，液晶分子在與對準方向相同之方向上對準。 在電極之間存在電場之情況下，液晶分子定向於電場之方 向上。在電活性元件中，電場垂直於對準層。因此，若電 場足夠強，則液晶分子之定向將垂直於對準方向。若電場 • 並非足夠強，則液晶分子之定向將處於對準方向與垂直於 。 對準方向之間的某個方向上。應注意基材可與電極、對準 層及電活性材料一樣寬或更寬。 電活性元件可具有藉以傳遞光之孔徑260及其中吸收及/ 或散射光之環形物270。如在此項技術中已知，動態孔徑 之大小之變化通常與電活性元件之焦深之變化成反比且與 穿過電活性元件之光之透射率之變化成正比。孔徑可為動 恶的且可能能夠在一或多個直徑之間轉換。環形物可位於 電活性元件之外圍邊緣處或可與外圍邊緣隔開。環形物可 延伸至電活性疋件之徑向中心。孔徑可位於電活性元件之 4何中心處且可能能夠一直延伸至電活性元件之周邊邊緣 〇 處、延伸至自周邊邊緣之固定距離處，或延伸至自電活性 兀件之各何中心之徑向距離處。在其他實施例中，孔徑可 能能夠重新定位以使得孔徑之中心並非與電活性元件之幾 : 冑中心相同。環形物通常框住孔徑且界定孔徑之外部界限 • 及大小。如在本文中進一步詳細描述，可改變孔徑以達成 連續或不連續範圍之直徑大小中之任一者。 電活性材料可包括摻雜有諸如二向色性染料之染料材料 的液晶層。藉由使液晶分子摻雜有染料材料，染料分子將 身-、液日日刀子對準。染料分子為極性的且旋轉以與所施 129366.doc .19- 200848002 加之電場對準。染料材料之光吸收視個體染料分子相對於 入射光波之定向而定。當電極之間之電場並非足夠強時， 在液晶分子同質（水平）對準的撤銷狀態中，染料分子與對 準層對準且對穿過液晶之光的吸收最大化。當電極之間之 電％足夠強時，在液晶分子同質（水平）對準的啟動狀態 t，染料分子旋轉且與垂直於對準方向之電場之定向對 準。在此定向中，對穿過液晶之光的吸收最小化。當使用 異貝（垂直）對準之液晶以使得在撤銷狀態中吸收最小化且 在啟動狀恶中吸收最大化時，可出現相反情形。亦可使用 鐵電液晶材料。 圖3展不可運作以便形成動態孔徑之複數個電極環。 電極環可用作電活性元件200中之光學上透明之電極225。 在該實施例中，電活性材料240可為摻雜有二向色性染料 之液晶。電極環300可由若干環形電極31〇、32〇、33〇及 340組成。當然，更少或更多之電極為可能的。每一電極 為個別地可定址的。一旦將電活性元件置於眼睛中或眼睛 上，電極環之中心可相對於瞳孔軸同心。電極間之間距可 為大約5 μπι至1〇 μπι但可更小。電極31〇之内徑為η、電極 31〇之外徑為r2、電極320之外徑為r3、電極33〇之外徑為 r4,且電極340之外徑為r5。每一電極之内徑可界定不同孔 控大小。 若將足夠強之電場施加於電極與接地電極之間、若將言 於臨限值之電壓施加於電極，或若滿足將電極與接地電2 之間之電活性材料置於啟動狀態中的條件，則可，，啟動，，電 129366.doc -20- 200848002 極。若未將足夠強之電場施加於電極與接地電極之間、若 將低於臨限值之電壓施加於電極，或若滿足將電極與接地 電極之間之電活性材料置於撤銷狀態中的條件，則可使電 極"撤銷π。 在使用液晶材料之本發明之一實施例中，當將高於大約 10伏特之臨限值的電壓施加於電極之間時可啟動液晶材 料，且當將低於大約10伏特之臨限值的電壓施加於電極之 間時可使液晶材料撤銷。所使用之電功率為大約1微瓦之 電功率。應指出電位可（僅舉例而言）為1伏特或更少、5伏 特或更少、10伏特或更少，或超過1〇伏特。 為降低功率消耗，可使用雙穩態液晶材料。雙穩態液晶 材料可藉由施加電功率而在兩個穩定狀態中之一者之間轉 換（其中一狀態為啟動狀態且另一狀態為撤銷狀態）。雙穩 態液晶材料保持於一穩定狀態中直至施加足夠電功率以將 雙穩悲液晶材料轉換至另一穩定狀態為止。因此，僅需要 電功率以自一Μ轉換至另一I 態且不需要電功率以保持 於一狀態中。當將+5伏特或高於+5伏特施加於電極之間 日守’可將雙穩恶液晶材料轉換成第一狀態，且當將巧伏特 或低於-5伏特施加於電極之間時，可將雙穩態液晶材料轉 換成第二狀態。當然，t高及更低之其他電壓為可能的。 在本發明之一實施例中，若啟動電極310、320、330及 340,則$透明環形物27〇形成於_r5之間且孔徑26〇形成 於電極之中心與rl之間。若使電極3 1()撤銷，％不透明環 形物現在形成於電極320之内徑與“之間且孔徑26〇現在形 129366.doc -21 - 200848002 〇 成於電極之中心與電極320之内徑之間。若使電極31〇、 320、330及340撤銷，則不存在不透明環形物27〇且孔徑 260現在形成於電極之中心與r5之間。可藉由首先使電極 310撤銷、隨後使電極32〇撤銷、然後使電極33〇撤銷，且 最後使電極340撤銷來增大孔徑。可藉由首先使電極34〇啟 動、隨後使電極330啟動、然後使電極32〇啟動，且最後使 電極310啟動來減小孔徑。因此，如圖3中所示，存在⑽ 可月b的孔徑光闌。然而，更少或更多之孔徑光闌為可能 的。如在相機中，每一孔徑光闌可提供具有下一最小孔徑 大=之面積之兩倍的孔徑。換言之，可能存在每一電極之 :從之間之二之平方根之關係、。當然，其他孔徑大小為可 能的。當完全收縮日寺，孔直徑可介於大約1()麵與大約 3·0贿之間，且可較佳介於大約1.0 mm與大約2·5 _之 間且更佳可介於大約1.0 mm與大約2.0 mm之間。當完全 貝大才孔直徑可為大約7.0 mm或更大。在某些實施例 中i在黑暗或暗淡的環境中，可能不存在孔徑（亦即不存 在環形物以使得眼睛曈孔充當天然孔徑）。 之^本發：之實施例中，環形物之外邊緣可延伸至比瞳孔 、緣迻之位置處（無論完全擴大或收縮）。若在環形物 之外邊緣與瞳孔之外邊緣之間存在間隙，則可出現諸如 (僅牛例而g )光暈、光散射及對比敏感性減少之有害效 應。 口 一 例中，電極環中之每一者大約同時啟動以實現 孔徑之瞬時變介。A @ 念 、 又化在另一實施例中，為達成逐漸減小及擴 129366.doc -22- 200848002 大動態孔徑之漸現及漸隱效應，使電極環中之每一者依序 啟動及/或撤銷。例如，最外部之電極環可首先啟動及最 後撤銷且取内部之電極環可最後啟動及首先撤銷。在一實 施例中，電極可在小於大約丨秒内啟動或撤銷，且可較: 在小於大約0.5秒内啟動或撤銷。 在本發明之另一實施例中，電極225可為以柵格形式配 置之複數個個別地可定址之電極。每一電極可稱作"像素"

C (在此情況T ’電極可稱作"經冑素化”）。|素可為任何大 小或形狀。藉由選擇性地以電方式使像素啟動或撤銷，可 形成孔徑260及環形物270。 圖4A展示具有動態孔徑之電活性元件4〇〇之實施例之分 解橫截面側視圖。圖4B展示圖4八之電活性元件之折攏橫 截面側視圖。類似於電活性元件2〇〇，電活性元件4〇〇包含 兩個光學基材210。提供電接地之連續的光學透明電極22〇 可安置於基材中之一者上，且一或多個個別地可定址的光 ，透明之電極225可安置於第二基材上。電極⑵可確定動 態孔徑之性質，諸如動態孔徑之大小、形狀及/或直徑。 電極220及225可塗佈有對準層23〇。對準層具有彼此偏置 9〇度之對準方向’但諸如18〇、謂、鳩度或更大之其他 值為可能的。電活性材料24〇安置於對準層之間。電活性 材料可為液晶材料’較佳向列型液晶材料、膽固醇型液晶 材料或近日日日型雙穩態液日日日材财之—者。液日日日材料可推雜 有二向色性染料且變成二向色性液晶材料。控制器25〇經 由電連接255與電極22〇及225連接且能夠在電極之間產生 129366.doc -23- 200848002 電場。電活性元件可具有藉以傳遞光之孔徑26〇及复中吸 收及/或散射光之環形物27〇。電活性元件彻可進一步勺 活:材料之任一側上(例如電極之外部)之兩個： 之 偏振器亦可位於基材之外表面上(電極位於基材 取内部之表面上)。偏振器令之每一者可具有與處於其 別外表面處之液晶層之引向器平行（亦即與最近對準層 之對準方向平行)之偏振方向。偏振器具有偏置達例如90 f之相對偏振方向。該等偏置偏振器可稱作"交又”偏振 态° 當電極之間之電場並非足夠強時，在撤銷狀態中，對準 層：液晶層之引向器定向以與外表面處之偏振器對準。在 向中進入第一偏振器之光(亦即第一偏振器之偏振 方向平行地偏振之光）由液晶旋轉9〇度，且現在可穿過第 二偏振器（亦即光現在與第二偏振器之偏振方向平行地偏 振)。因此’在撤銷狀態中，對穿過電活性元件之光的吸 ㈣小化1電極之間之電場足夠強時’在啟動狀態中， 液晶分子與垂直於對準方向之電場之定向對準。在此定向 中：進入第-偏振器之光(亦即與第一偏振器之偏振方向 平行地偏振之光）並未旋轉且由第二偏振器阻斷（亦即光與 第二偏振器之偏振方向垂直地偏振）。因此，在啟動狀態 中，對穿過液晶之光的吸收最大化。 展示於圖3中之電極環可用作電活性元件4⑽中之光學上 透明之電極225。如上，若啟動電極31〇、32〇、33〇及 340 ’則不透明環形物27〇形成於“與“之間且孔徑形成 129366.doc -24· 200848002 於電極之中心盘r 1之4 右使電極3 1 〇撤銷，則不透明環 形物現在形成於電極320之内徑如之間且孔徑26〇現在形 成於電極之中心與電極32〇之内徑之間。若使電極31〇、 330及34G撤銷’則不存在不透明環形物謂且孔徑 26〇現在形成於電極之中心與r5之間。 以上實施例之一缺點A说拉站nif 、， .、、、占為偏振溥臈吸收大約5〇%之入射 光、。，因2 ’在實際裝置中利用該等薄膜將限制到達視網膜

C t光^里。在本發明之—實施例中，與環形電極同心的一 區被從偏振器中之-或兩者中實體地移除。所移除之區可 為任何大小或形狀，彳曰尤 ^ _ 一 狀仁在一較佳實施例中等於最小環形電 極之内瓜。藉由移除此中， 、c 了在增加牙過電活性元件 同時：使用—或多個偏振器。在該實施例 之功能性，且總體透射率增加。另 外’孔徑與環形物之間 、^ 透射對比率（透射穿過孔徑之光 /、透射牙過環形物之光 孔徑在提供隹深方面二 率)增加’由此使得動態 該區，該區可改為… *另h例中’代替移除 之… 增加透射率之較薄或效率較小

之偏振薄膜，A伴命丁、去 卞子乂 J 由此與不透明狀態相比， 之效能。此等皆浐aMi 更偏重透射狀恶中 間之透射對比率。 之欠暗£域與孔徑之區之 實際上不可能使所植入之角 或肌完全居中定位於眼睛之光軸二嵌體、1〇〇 解剖學組態方面為"▼因於眼睛在正常 之中央軸對準。：：、*入物之最理想位置與瞳孔 而’甚至在正常解剖學環境下，亦必須 129366.doc -25- 200848002 7目_對於眼睛瞳孔中心之大約u職或〇.2麵的軸 =對於並未以手術方式植人而實際上停置在角膜或其淚 次θ上之隱形眼鏡，情況亦為如此。 圖5展示根據本發明之一實施例之其中動態孔徑之幾何 / :相對於曈孔之幾何中心而重新定位的圖3中所展示 屯極％之若干配置。配置Α使環狀電極之幾何中心與電活 性凡件之基材之幾何中心對準。配置B、c、ME使環狀 電極之幾何中心分別與電活性元件之基材之幾何中心之左 側、右側、上方及下方對準。配置A、B、c、〇及£可各自 用於獨立電活性元❹。圖6展示根據本發…實施例 之可各自用於圖5中所展示環狀電極之不同配置的五個電 活性元件之堆疊。每一電活性元件適當地與其他電活性元 件絕緣。環狀電極之幾何中心與基材之幾何中心之間之距 離可介於大約0.0 mm與大約！ mm之間，且更佳介於大約 〇·〇 mm與大約〇.5 mm之間。應注意介於兩個中心之間之處 於任何角度下之其他對準為可能的。㈣施例允許在本發 明之植入物已以手術方式植入之後能夠經由遙控調整來改 變動態孔徑之中心。環狀電極之配置中之一或多者可經啟 動以便排除其他配置以相對於使用者之視線來重新對準動 態孔徑之中心。若本發明之植入物以手術方式植入而與使 用者之視線未對準，則此舉非常重要。諸如（僅舉例而言） 黃斑退化、視網膜裂孔或視網膜剝離之某些視網膜疾病或 創傷可毀傷視網膜之區。此實施例亦可適用於將使用者之 視線退離視網膜之毀傷區而重新對準至視網膜之健康區。 129366.doc -26- 200848002 在其中電極225為以柵格形式配置的複數個個別地可定 址之電極的本發明之會姑彳丨+ &例中’個別像素可被選擇性地啟 動或撤銷以相對於基材或眼睛瞳孔之幾何中心來重新定位 孔徑260及環形物270之幾何中心。 電活性元件可能能夠在第-光功率與第n力率之間轉 換。電活性元件可具有撤鎖狀態中之第一光功率且可具有 啟動狀悲中之第二光功率。當施加於電活性元件之電極之 Ο

一或多個電壓低於第-預定臨限值時，電活性元件可處於 撤銷：態中。當施加於電活性元件之電極之一或多個電壓 高於第二職臨限值時，電活性元件可處於啟動狀態中。 或者’電活性元件可能能夠·，調諧"其光功率以使得電活性 元件能夠提供第-光功率與第二光功率之間之連續或大體 上連續之光功率變化。 電活性透鏡可用以校正眼睛之習知或非習知偏差。校正 可由電活性元件、由光學基材或眼用透鏡，或由兩者之組 合產生。 在本發明之-實施例中，具有動態孔徑之電活性元件與 並不出於校正眼睛之視覺偏差之目的而使光折射或繞射I 口此並不長1供聚焦功率之光學執行（perform)、光學器件或 基材連接，$包埋於其i在本發明之某些實施例中，具 有動態孔徑之電活性元件與校正由自然解剖學狀況引起及/ 或由移除白内障或健康晶狀體引起之使用者折射偏差之眼 用透鏡連接或包埋於其中。眼用透鏡亦可校正使用者眼睛 之習知及/或非習知偏差中之任一者或所有者。因此，= 129366.doc -27- 200848002 態孔徑可與聚焦透鏡形成一體。或者，電活性透鏡可具有 具備動態孔徑之第一電活性元件。第一電活性元件或與第 一電活性元件光學連通之第二電活性元件可能能夠校正使 用者眼睛之習知及/或非習知偏差之任一者或所有者。以 * 上實施例可為隱形眼鏡、角膜高嵌體、角膜嵌體、1〇〇或 . I0L。以上實施例可與諸如（僅舉例而言）I〇L、晶狀體、角 膜肷體、角膜高嵌體、隱形眼鏡或眼鏡片之聚焦透鏡光學 連通地加以使用。聚焦透鏡可為靜態（不能改變其光功率） 或動態（能夠改變其光功率）。 圖7A、7B及7C展示適用作角膜嵌體、角膜高嵌體或隱 形眼鏡之具有動態孔徑之本發明實施例。可例如藉由添加 t疋化虛擬觸覺來稍微改變展示於圖7A、7B及7C中之實 轭例，以便用作具有動態孔徑之本發明之前房或後房ι〇〇 或I〇L。光學器件或透鏡5〇〇可具有一或多個電活性元件 51〇。電活性元件51〇可類似於電活性元件2〇〇或4〇〇，或可 不A有動恶孔徑且可改為提供可變光功率。電活性元件可 包埋於基材520内或與其連接.基材可不具有光功率或可 具有一或多個光功率。基材及/或電活性元件可能能夠校 _· 正眼睛之任一或所有習知及/或非習知偏差之至少一部 : 分。控制器530可經由電連接535與電活性元件中之電極電 連接。電極可界定大部分透明孔徑540及大部分不透明環 幵:物545。術語”大部分透明”意謂大約50%或更大之光透射 = 軚佺75 /(>或更大）且並非用來必然意謂100%光透射 率。術語”大部分不透明”意謂大約5〇%或更小之光透射率 129366.doc -28- 200848002 (且較佳35%或更小）且並非用來必然意謂〇%光透射率。 基材可具有一或多個開口 550及/或孔隙555以允許營養 物及/或細胞廢物穿過基材及/或電活性元件。開口及/或孔 隙可（僅舉例而言）藉由雷射產生，或其可被機械加工或衝 • 壓成。通常，開口及孔隙位於本發明之透鏡或光學器件之 • 非電區域或在其他方面非關鍵區域處，諸如在電極並未延 伸或施加功率之中央區内。當具有動態孔徑之本發明之透 鏡或光學器件用作角膜嵌體或角膜高嵌體時，此等特徵尤 其重要。 控制器可自電源560中提取其電功率之至少某些部分。 電源可與基材連接及形成一體或與基材連接而非形成一 體。電源可為薄膜可再充電電池，諸如由Excellatr〇n製造 之彼等。薄膜可再充電電池可能能夠循環超過45,〇〇〇個循 %在本發明之透鏡或光學器件中，此可提供20-25年之 口用可卩在本叙明之一貫施例中，可使用兩個薄膜可再 c, t電電池且其可彼此上下堆疊。在此實施例中，電池中之 者可使用20-25年且當第一電池不再可運作時，可轉換 另電池。或者，可藉由遙控發送至控制器之信號來轉 ㉟至另-電池。此舉可將本發明之光學器件或透鏡之壽命 • ，長至抓50年。電源亦可為電容器。電源可(僅舉例而言) 藉由感應來遙控充電。 光敏電池565及壓電材料亦可用以補充及或增加電源之 t功率。或者，光敏電池及/或壓電材料可免除對電源之 需要。光敏電池可為太陽能電池。或者，光敏電池可為 129366.doc -29- 200848002 一光電電池。在使用者之視線以外使用及定位光電電 池’且更佳在因黑暗而部分擴大（而非完全擴大）之瞳孔之 接近邊緣的周邊使用及定位光電電池。因此本發明之透鏡 或光學器件可由能夠給L5 _光電電池增能之對眼安全雷 射來充电使用者可使他或她的下頦及前額置於提供用於 州㈣光電電池增能所需要之對眼安全雷射能量的裝置 中。此舉可在家一天一次或按照需要來完成。可穿過由極 黑暗房間或由遮蔽任何周圍可見光之裳置引起之正常擴大 瞳孔或完全非用藥之擴大瞳孔來提供適當能量。當在本發 明之透鏡或光學器件㈣用丨.5 _光電電池時，大多數而 非所有實施例中之電池需要能夠彎曲。當使用不能夠彎曲 之1·5 pm光電電池時，使用多個電池絲其以允許本發 明之透鏡或光學器件在插入眼睛中之前摺疊覆蓋電池或捲 繞包袤電池之方式置放。 在本發明之一實施例中，光敏電池泌可為太陽能電 池。太陽能電池可位於使用者眼睛之虹膜之—部分之前面 (更接近於眼睛角膜）且與其隔開安置。薄電線可將太:能 電池與本發明之光學器件或透鏡之控制器可運作地連接。 電線可在不接觸虹膜的情況下穿過瞳孔且與眼睛之前房或 後房中之本發明之100或IOL可運作地連接。太陽能電池 可足夠大以使得其供應足夠電功率以免除對獨立電源之需 ，。薄電線可能不導電且可具有具備適當拉伸強度以將= 陽能電池保持在適當位置中之形狀因子。在本發明之某些 實施例中，可由眼用雷射在虹膜中產生—或多個小孔則: 129366.doc -30- 200848002 侍溥電線將太陽能電池與容納電活性元件之ι〇〇或i〇l連 接。 本么月之透鏡或光學器件可包括記憶金屬材料，其 用於在將#置摺登且插人眼睛中之後將其重建適當形狀、 定位且對準。記憶金屬”記住π其形狀且在變形之後（例如在 摺疊以準備插入眼睛中時)試圖恢復其初始幾何形態。記 ί思金屬亦可充當用於對本發明之透鏡或光學器件感應充電 或用於接收來自發射裔之信號的天線。發身于器可將信號發 运至本發明之透鏡或光學器件以改變動態孔徑之直徑或改 變本發明之透鏡之光功率。 本發明之透鏡或光學器件可包括感應器580。感應器可 為用於彳貞測使用者試圖聚焦之距離之測距器。感應器可為 用於偵測周圍光及/或入射至本發明之透鏡或光學器件之 光的光敏书池565。感應器可包括（例如）以下裝置中之一或 多者·光電偵測器、光電或υν敏感性光電管、傾斜開 關、光感應器、被動測距裝置、飛行時間式測距裝置、眼 球跟縱為、债測使用者可能檢視之位置之檢視偵測器、加 速叶、接近開關、實體開關、手動超越控制器、當使用者 接觸董子眼鏡《鼻架時切換之電容性開_、瞳孔直徑僧測 為、與眼睛肌肉或神經連接之生物反饋裝置，或其類似 物、感應杰亦可包括一或多個適合於偵測使用者頭部之傾 斜或使用者眼睛之内旋轉之微機電系統（MEMS)迴轉儀。 感應為可與控制器可運作地連接。感應器可偵測感應資 訊且將觸發本發明之透鏡或光學器件之-或多個動態組件 129366.doc 200848002 之啟動及/或撤銷之信號發送至控制器。當本發明之透鏡 或光學裔件包括具有動悲孔徑之電活性元件時，感靡、器 (僅舉例而5 )可偵測光強度且將此貢訊傳達至控制哭。在 本發明之一實施例中，感應器可為光電偵測器且可位於本 魯明之透鏡或光學器件之周邊區中及位於虹膜後。此位置 . 可適用於感應由使用者瞳孔之收縮及擴大引起之所獲光之 A夕及/或減少。圖19展不在晚上或在黑暗中，當使用者 瞳孔擴大時，感應器感應黑暗且控制器可導致動態孔徑擴 ( 大或保持擴大。圖18展示在白天或在光照下，當使用者瞳 孔收縮時，感應器感應增加之光且控制器可導致動態孔徑 收縮。動態孔徑可保持收縮直至感應器感應黑暗或欠缺的 所獲光低於某一臨限值，在該情況下控制器可導致動態孔 徑擴大。應指出本發明涵蓋將感應器定位在本發明之透鏡 或光學器件之任何區中，只要該感應器在其中以最佳方式 起作用便可。在本發明之某些實施例中，控制器可具有延 (j 遲特彳政，其確保光強度之變化並非暫時性（亦即持續超過 1遲特徵之延遲）。因此，當使用者眨動他或她的眼睛 呀，因為延遲電路之延遲長於眨眼所耗費之時間，所以孔 : 徑之大小不改變。延遲可長於大約〇·〇秒，且較佳為L0秒 或更長。 在本發明之另一實施例中，感應器（僅舉例而言）可偵測 h…、之距離。若感應益偵測到使用者聚焦於近距離範圍 内，則控制器可導致動態孔徑收縮以產生增加之焦深。若 感應器偵測到使用者聚焦於近距離範圍以外，則控制器可 129366.doc -32- 200848002 導致動態孔徑擴大。在本發明之一實施例中，感應器可包 括兩個或兩個以上光電偵測器陣列，其中一聚焦透鏡置於 每一陣列上。每一聚焦透鏡可具有適合於距使用者眼睛之 特疋距離的焦距。例如，可使用三個光電偵測器陣列，第 一個陣列具有適當地聚焦於近距離之聚焦透鏡，第二個陣 列具有適當地聚焦於中間距離之聚焦透鏡，且第三個陣列 具有適當地聚焦於遠距離之聚焦透鏡。差分演算法之總和 可用以確定哪一陣列具有最高對比率（且因此提供最佳焦 點）。因此具有最高對比率之陣列可用以確定自使用者至 使用者聚焦於其上之物件之距離。 應指出在本發明之透鏡或光學器件之某些實施例中，感 應器及控制器可由手動操作之遙控開關來超馳控制。遙控 開關可藉助於無線通信、聲學通信、振動通信或諸如（僅 舉例而言）紅外線之光通信來發送信號。僅舉例而言，若 感應器感應諸如具有暗淡光照之飯店之黑暗房間，則控制 态可導致動態孔徑擴大以允許更多光到達視網膜。然而， 此舉可能影響使用者執行近距離工作（諸如閱讀菜單）之能 力。使用者可遙控控制本發明之透鏡或光學器件之動態孔 徑以收縮孔徑而增加焦深且增強使用者閱讀菜單之能力。 圖20展示在黑暗光照條件下即使使用者瞳孔擴大仍使動態 孔徑收縮以便近距離工作的已被超越之感應器及控制器之 正#運作。當近距離工作完成時，使用者可遙控允許感應 器及控制器、導致孔徑再次自動地擴大，由此允許使用者在 光線暗淡的飯店中關於非近距離工作進行最好的觀察。當 129366.doc -33- 200848002 啟動時，遙控開關信號可（僅舉例而言）經由記憶金屬材料 570所形成之天線由本發明之透鏡或光學器件接收。

(j 本發明之透鏡或光學器件之基材可塗佈有與眼睛中之解 剖學物件生物相容的材料。生物相容材料可包括（例如）聚 偏二氟乙烯或非水凝膠微孔性全氟醚。基材及固定至基材 或包埋於基材内之各種電子設備可視情況經塗飾以被氣密 式密封而防止或阻滞浸出作用。另外，基材可經設計以Z 封各種電子設備以使得其内埋於基材中。 在本發明之一實施例中 个贫听之逯鏡或光學器件可彎 曲、可摺豐、及/或能捲起，以便在插入期間穿過大約1 mm至3 mm之小切口放入。通常用於植入i〇l之具有柱塞 之注射器狀裝置可用作插入工具，其允許將本發明之經： 疊或捲攏的透鏡或光學器件適當地置於眼睛之前房或後房 中之理想位置處。圖21展示具有一或多個電活性元件之本 發明之摺疊光學器件或透鏡。亦應注意當本發明之平隱形 眼鏡及聚焦隱形眼鏡可為可撓性的時。 具有動態孔徑之本發明之實施例可單目地（在使用者之 僅一隻眼睛中)或雙目地(在使用者之兩隻眼睛中)安裝或植 入。因為動態孔徑可經程式化以在晚上或在暗淡光照條件 下當使用者之瞳孔直徑自然地擴大時擴張至更大大小，所 以基本上消除眩光、光暈、硷影芬 軍蚁衫及到達使用者之視網膜之 光=少的缺點。因與並不具有動態孔徑且因此有時作 為歸因於眩光、光暈、殘影箄 史〜寻之折衷方案而裝於一隻眼睛 中用於遠距離校正及裝於另一隹 又眼睛中用於近距離校正的 129366.doc •34- 200848002 其他習知IOL、角膜高嵌體、角膜嵌體及隱形眼鏡相對 比，本發明允許雙目方法。應指出若需要，本發明之光學 器件或透鏡亦可以單目方式植入或安裝。另外，可以使得 在植入於眼睛内或眼睛上之後可相對於光學器件或透鏡之 中心以遙控方式重新定位動態孔徑之中央點以便使動態孔 住之中央軸與使用者視線更好地對準之方式來設計及製造 在本文中所揭示之本發明之光學器件或透鏡。 本發明之光學器件或透鏡可與以下各者光學連通地使 用·健康但老花眼性晶狀體、運作不佳或完全運作之單聚 焦IOL、靜態多焦點I〇L、動態聚焦I〇L(諸如電活性聚焦 I〇L之彼I0L)，或沒有動態孔徑之適應性調節IOL、具有 已受創傷及撕裂、具有孔洞或不適當地收縮或擴大之虹 膜、諸如某些白化病患者之虹膜的缺少色素之虹膜的眼 睛、沒有動態孔徑之完全運作或運作不佳之多焦點或單視 隱形眼鏡、沒有動態孔徑之完全運作或運作不佳之多焦點 或單視角膜嵌體或角膜高嵌體、沒有動態孔徑之完全運作 或運作不佳之多焦點或單視眼鏡片，或已接受效果不佳之 折射手術之眼睛。 π完全運作"透鏡能夠適當地使光聚焦於視網膜上。，，運 作不佳”透鏡不能夠適當地使光聚焦於視網膜上。在大多 數情況下’當與提供於前述段落中之各種實例關聯地使用 且與其光學連通時，本發明之光學器件或透鏡可改良使用 者所感知之視覺敏銳度之品質。當與完全形成透鏡一起使 用時’動態孔徑增加焦深且起作用以抑制或移除使用者眼 129366.doc -35- 200848002 睛之高階像差之某些部分或大部分。 谷納本文中所揭示之電活性元件的本發明之透鏡或光學 為件可包含此項技術中熟知且用於I〇L、隱形眼鏡或角膜 嵌體之眼用材料。材料可為可撓性的或非可撓性的。在本 發明之一實施例（未圖示）中，本發明之1〇〇由具有適當電 極、液晶材料（其可摻雜有二向色性染料）、可選偏振層、 電源、控制器、感應器及其他所需電子設備之兩個大約 100 μιη的聚礙材料層製成。每一 1〇〇 層用以形成夾持且 容納電子設備及電活性材料之可撓性外殼。工作光學器件 之總厚度為大約500 μηι或更小。此特定實施例之外徑為大 約9·0 mm(不包括任何虛擬觸覺）。本發明之1〇〇可能能夠 摺豐及經由大約2 mm或更小之小手術切口插入眼睛中。在 本發明之某些實施例中，將記憶金屬之薄層用作本發明之 100之一部分以在1〇〇已插入眼睛之前房或後房中之後幫 助將100打開至其適當形狀及位置。 在本發明之某些實施例中，染色劑或濾光片可併入於本 發明之透鏡或光學器件中以過濾高能量藍光及/或紫外 光。濾光片或染色劑亦可用以增強使用者所感知之對比敏 感性。 視本發明之透鏡或光學器件之所需應用而定，1〇〇或 IOL之直徑介於大約5 mm與大約1〇 之間（不包括虛擬觸 覺）°其他尺寸亦為可能的。 ®用作角膜嵌體時，具有動態孔徑之本發明之光學器件 或透鏡之直徑必須小於角膜之直徑。當用作隱形眼鏡時， 129366.doc -36- 200848002 本务明之光學器件或透鏡可具有介於大約5 mm與大約14 _之間之直控。在本發明之某些實施例中，基材之外表 面可為；曲的以大體上匹配角膜（當用於角膜嵌體中時）或 眼目月之表面（當用於隱形眼鏡中時）之曲率。在其他實施例 中，基材之外表面可為平面的。 圖8展示根據本發明之一實施例之位於眼睛之前房中且 舁健康老花眼晶狀體光學連通之1〇〇。圖9展示根據本發明 之只施例之位於眼睛之前房中且與i〇l光學連通之 ϊ〇〇。圖1 0展示根據本發明之一實施例之位於眼睛之前房 中且與僅枝正遠距離視覺之I〇L光學連通之1〇〇。展示於 圖10中之實施例可適用於提供用以提供近距離及/或中間 離4乂正之:¾加之焦深。圖1 1展示根據本發明之一實施例 之位於眼晴之前房中且與校正遠距離視覺及近距離視覺之 IOL光學連通之1〇〇。展示於圖i丨中之實施例可適用於提 供用以提供中間距離校正之增加之焦深。圖丨2展示根據本 發明之一實施例之位於眼睛之後房中且與I〇L光學連通之 1〇〇。圖13展示根據本發明之一實施例之具有處於I〇L之 最接近眼睛瞳孔之部分中之動態孔徑的I〇L。圖14展示根 據本發明之一實施例之具有處於I〇L之中間部分中之動態 孔位的IOL。圖1 5展示根據本發明之一實施例之具有處於 IOL之最接近眼睛視網膜之部分中之動態孔徑的i〇l。圖 16展示根據本發明之一實施例之具有與健康老花眼晶狀體 光學連通之動態孔徑的角膜嵌體。圖17展示根據本發明之 一 κ施例之具有與IOL光學連通之動態孔徑的角膜嵌體。 129366.doc -37- 200848002 應庄忍不可能展示本發明之所有可能實施例、組合及布 置。例如，未展示具有動態孔徑之隱形眼鏡及角膜嵌體實 施例。然而，&等實施例為熟習此項技術者所顯而易見。、 本么明之ΙΟΟ或IOL可在插入沒有動態孔徑之習知胤之 初始手術程序期間以手術方式插入。或者，本發明之100 或可在初始IOL手術之數小時、數日、數週、數月或 數年後的後續手術程序中以手術方式插入。 Ο 本發明之透鏡或光學器件之成功運作取決於獲得穿過大 部分透明之孔徑之最大容許透射率及穿過大部分不透明之 環形區之最小容許透射率。以ND值介於〇與1〇之間的中性 密度（ND)光學濾光片進行實驗，其中在濾光片中形成具有 1.5 mm直徑之孔洞以產生孔徑。在某些實驗中，將第二濾 光片置於孔位上以模擬穿過孔徑之透光率。中性密度為美 於對數標度對透光率之度量且經由以下關係與透射率（τ) 有關： ί：

T=1〇-ND 方程式1 在實驗中’將渡光片固持於未校正的+2.50D之老花眼串 者之眼睛之前面且與其極接近。老花眼患者透過孔徑觀察 距患者眼睛大約13吋處之近距視覺目標。發現該孔徑藉由 提供良好視覺敏銳度及對比敏感性而起到增加焦深的作 用，但僅在一定條件下如此。 通常，當大部分透明孔徑之ND值小於大約〇1(T大於大 約80%)且大部分透明孔徑與大部分不透明環形物之間之 129366.doc •38- 200848002 ND值之差大於大約0.3時，獲得最好結果。在本發明之〆 較佳實施例中，大部分透明孔徑之ND值可小於大約〇 〇4 (T大於大約90%)且大部分不透明環形物之ND大於大約i 〇 (T小於大約1 〇%)。雖然增大大部分透明孔徑與大部分不透 • 明環形物之間之ND值之差可彌補大部分透明孔徑中之高 • ND值，但是其導致到達視網膜之光之總體透射率的不當 減小。 【圖式簡單說明】 Π - 圖1展示健康人眼之橫截面； 圖2 A展示具有動態孔徑之電活性元件之實施例之分解橫 截面側視圖； 圖2B展示圖2A之電活性元件之折攏橫截面側視圖； 圖3展示可運作以便形成動態孔徑之複數個電極環； 圖4 A展示具有動態孔徑之電活性元件之實施例之分解橫 截面側視圖； ^ 圖4B展示圖4A之電活性元件之折攏橫截面側視圖； 圖5展示根據本發明之一實施例之其中動態孔徑之幾何 中〜可相對於瞳孔之幾何中心而重新定位的圖3中所展示 : 電極環之若干配置； • 圖6展示根據本發明之一實施例之可各自用於圖5中所展 不％狀電極之不同配置的五個電活性元件之堆疊； 圖7A、7B及7C展示適用作角膜嵌體、角膜高嵌體或隱 形眼鏡之具有動態孔徑之本發明實施例； 圖8展不根據本發明之一實施例之位於眼睛之前房中且 129366.doc -39- 200848002 與健康老花眼晶狀體光學連通之IOO ; 圖9展示根據本發明之一實施例之位於眼睛之前房中且 與IOL光學連通之10〇 ; 圖10展示根據本發明之一實施例之位於眼睛之前房中且 與僅校正遠距離視覺之I〇L光學連通之100 ; 圖11展示根據本發明之一實施例之位於眼睛之前房中且 與校正遠距離視覺及近距離視覺之IOL光學連通之1〇〇 ; 圖12展示根據本發明之一實施例之位於眼睛之後房中且 與IOL光學連通之1〇〇 ; 圖1 3展示根據本發明之一實施例之具有處於I〇L之最接 近眼睛瞳孔之部分中之動態孔徑的I〇L ; 圖14展示根據本發明之一實施例之具有處於I〇L之中間 部分中之動態孔徑的IOL ; 圖15展示根據本發明之一實施例之具有處於IOL之最接 近目艮睛視網膜之部分中之動態孔徑的I〇L ; 圖16展不根據本發明之一實施例之具有與健康老花眼晶 狀體光學連通之動態孔徑的角膜嵌體； 圖17展示根據本發明之一實施例之具有與I〇L光學連通 之動態孔徑的角膜嵌體； 圖1 8展示根據本發明之一實施例，在白天或在光照下， 當使用者瞳孔收縮時，感應器感應光之增加且控制器可導 致電活性元件中之動態孔徑收縮； 圖19展不根據本發明之一實施例，在晚上或在黑暗中， *使用者瞳孔擴大時，感應器感應黑暗且控制器可導致電 129366.doc .40- 200848002 活性元件中之動態孔徑擴大或保持擴大； 圖20展示根據本發明之一實施例，在黑暗光照條件下即 使使用者瞳孔擴大亦使電活性元件中之動態孔徑收縮以便 近距離工作的已被超越的感應器及控制器之正常運作· 圖21展示根據本發明之一實施例 一 頁一或多個電活性 元件之本發明經摺疊光學器件或透鏡。 【主要元件符號說明】

V 100 健康人眼 110 鞏膜 120 結膜 130 角膜 140 虹膜 150 瞳孔 160 前房 170 晶狀體 175 晶狀體囊 180 後房 190 視網膜 195 視神經 200 電活性元件 210 光學基材 220 連續的光學透明電極 225 個別地可定址的光學透明電 230 對準層 129366.doc 200848002 240 電活性材料 250 控制器 255 電連接 260 孔徑 270 環形物 280 偏振器 300 電極環 310 環形電極

320 環形電極 330 環形電極 340 環形電極 400 電活性元件 500 光學器件或透鏡 510 電活性元件 520 基材 530 控制器 535 電連接 540 大部分透明孔徑 545 大部分不透明環形物 550 開口 555 孔隙 560 電源 565 光敏電池 570 記憶金屬材料 580 感應器 129366.doc -42-

Claims (1)

1. 200848002 十、申請專利範圍： 1. 一種眼用裝置，其包含： 一電活性元件，其包含一具有一可變直徑之大部分透 明動態孔徑及一用於提供增加焦深之大部分不透明環形 物， 其中，該眼用裝置係與具有用於提供對一使用者眼睛 之折射偏差之至少一部分校正的一光功率之一人工晶狀 體、一角膜礙體、-角膜高傲體、—隱形眼鏡或一眼鏡 片中之一者光學連通。 2. 如請求項丨之眼用裝置，其中該電活性元件另外包含： 一第一基材； 安置於該第一基材之一表面上之複數個電極； 一具有朝向該第一基材之該表面之一表面的第二基 材； 安置於該第二基材之該表面上之單一電極；及 女置於該第一基材與該第二基材之該等相向表面之 間之電活性材料， /、中忒複數個電極提供該動態孔徑及該環形物。 月长員1之眼用裝置，其中該動態孔徑之該直徑係可 改變成一完全辦士 i ^ 擴大之大小或一完全收縮之大小。 4 ·如5月求項3之眼用胜恶 <日艮用農置，其中該動態孔徑之該直徑係可 改變成介於今6八 Μ 70王擴大之大小與該完全收縮之大小之間 之一或多個大小。 5 ·如請求項2之 <目良用裳置，其中該動態孔徑之該直徑係可 129366.doc 200848002 藉由將電壓施加 6·如請求項2之眼 態液晶。 至該複數個電極來改變。 用裝置，其中該電活性材料包含一雙穩

   7.如請求項2之眼用襞置， 可運作地連接之控制器。 8·如請求項7之眼用裝置， 作地連接之感應器。 9·如請求項7之眼用裝置， 作地連接。 1〇·如請求項9之眼用裴置， 再充電電池。 其另外包含一與該複數個電極 其另外包含一與該控制器可運 其中該控制器係與一電源可運 其中该電源為一或多個薄膜可 起初使用該等薄膜可再充 等薄膜可再充電電池中之 等薄膜可再充電電池中之 中

   該 11·如請求項1〇之眼用裝置，其 電電池巾之-第—者，且當 該第一者不再可運作時使用 一弟二者。

   12.如請求項8之眼用裝置， 可運作地連接。 13 ·如請求項1之眼用裳置， 孔徑之該直徑。 14·如請求項1之眼用裝置， 動態孔徑之令心。 其中該控制器係與一光敏電池 其中可以遙控方式改變該動態 其中可以遙控方式重新定位該 129366.doc 200848002 16·如請求項15之眼用裝置，其中誃 ^ 移除。 μ、扁振器之-中央區經 17·如請求項2之眼用裝置，苴 向色性染料。 …電活性材料摻雜有— 1 8·如請求項2之眼用裝置，並 19.如請求们之眼個電極經像素化。 於大和之-中性密度 大部分透明孔"具有小 20·如請求項丨之眼用裝置，苴 有大於大約0·3之-中性密度/ ° ^刀不透明環形物具 21. ::求項1之眼用裝置’其中該眼用裝置為可撓性的且 月b夠以手術方式植入於該使用者之眼睛中。 22. —種眼用裝置，其包含： 一電活性凡件’其包含-具有-可變直徑之大部分透 明動態孔徑及-用於提供一增加焦深之大部分不透明環 形物， 其中，該電活性元件係與具有用於提供對_使用者眼 睛之一折射偏差之至少一部分校正的一光功率之一人工 晶狀體、一角膜嵌體、一角膜高嵌體或一隱形眼鏡中之 一者形成一體。 23·如請求項22之眼用裝置，其中該電活性元件另外包含： 一第一基材； 安置於該第一基材之一表面上之複數個電極； 一具有朝向該第一基材之該表面之一表面的第二基 材； 129366.doc 200848002 一安置於該第二基材之 %<々表面上之早一電極；及 一安置於該第一基材盥兮 /、々弟一基材之該荨相向表面之 間之電活性材料， 其中a複數個電極提供該動態孔徑及該環形物。 24.如清求項22之眼用裝置，其中該動態孔徑之該直徑係可 改變成一完全擴大之大小或一完全收縮之大小。 25·如請求項24之㈣裝置，其中該動態孔徑之該直徑係可 改變成介於該完全擴大之大小與該完全收縮之大小之間 之一或多個大小。 26·如叫求項23之眼用|置，其中該動態孔徑之該直徑係可 藉由將電壓施加至該複數個電極來改變。 27.如請求項23之眼用裝置，其令該電活性材料包含一雙穩 態液晶。 28·如請求項23之眼用裝置，其另外包含—與該複數個電極 可運作地連接之控制器。 29. 如請求項28之眼用裝置，其另外包含一與該控制器可運 作地連接之感應器。 30. 如請求項28之眼用裝置，其中該控制器係與一電源可運 作地連接。 31. 如請求項30之眼用裝置，其中該電源為一或多個薄膜可 再充電電池。 32·如請求項31之眼用裝置，其中起初使用該㈣膜可再充 電電池中之一第一者，且當該等薄膜可再充電電池中之 该第一者不再可運作時使用該等薄膜可再充電電池中之 129366.doc 200848002 〇 …/牙一基材上之第二馆 姦，其中該第一偏振器及該第— ' _ 、 乐一偏振斋為交又偏振哭 37·如請求項36之眼用裝置，盆 移除。 -中以偏振器之-中央區 一第二者。 33.如請求項29之眼用裝置 可運作地連接。 34·如請求項22之眼用裝置 孔徑之該直徑。 3 5.如清求項2 2之眼用裝置 動態孔徑之中心。 3 6·如請求項23之眼用裝置 材上之第一偏振器及一 其中該控制器係與一光敏電池 八中可以遙控方式改變該動態 其中可以遙控方式重新定位該 其另外包含一安置於該第一基 申該電活性材料摻雜有一 3 8 ·如清求項2 3之眼用裝置 向色性染料。 39.如請求項23之眼用裝置， 收如請求項22之眼用裝置電極經像素化。 ^置，其中s亥大部分透明孔徑 於大約（M之一中性密度。 匕仏具有小 札如請求項22之眼用裝置，其_該 有大於大約0.3之—中性密度。 透月心物具 42·如請求項22之眼用梦罟 ^ . 能夠以丰眼用裝置為可撓性的且 ° 忖式植入於該使用者之眼睛中。 43· —種眼用裝置，其包含： 一第一電活性元妹 甘 之 …、有用於提供對一使用者眼睛 ί偏差之至少一部分校正的一光功率；及 129366.doc 200848002 一大體上不具有光功率之第二電活性元件，其包含一 具有一可變直徑之大部分透明動態孔徑及一用於提供一 增加焦深之大部分不透明環形物， 其中$亥弟一電活性元件與該第二電活性元件彼此光學 連通。 44. 一種眼用裝置，其包含： 一電活性元件，其包含一具有一可變直徑之大部分透 明動態孔徑及一用於提供一增加焦深之大部分不透明環 形物， 其中該動態孔徑之中心可相對於一使用者之視線而重 新定位。 45. —種眼用裝置，其包含： 一電活性元件，其包含一具有一可變直徑之大部分透 明動態孔徑及一用於提供一增加焦深之大部分不透明環 形物， 其中該眼用裝置係與具有用於提供對一使用者眼睛之 一折射偏差之至少一部分校正的一光功率之一透鏡光學 連通，及 其中該增加之焦深及該透鏡提供一大致連續的知覺聚 焦範圍。 A 46·如請求項1之眼用裝置，其中該增加之焦深提供一大致 連續的知覺聚焦範圍。 47·如請求項22之眼用裝置，其中該增加之焦深提供—大致 連續的知覺聚焦範圍。 129366.doc -6- 200848002 48. 如請求項43之眼用裝置，其中該增加之焦深提供一大致 連續的知覺聚焦範圍。 49. 如請求項44之眼用裝置，其中該增加之焦深提供一大致 連續的知覺聚焦範圍。 f ί 129366.doc