BRPI0706503A2 - dispositivo e método aperfeiçoados para fabricação de uma lente ocular eletroativa envolvendo uma inserção de integração mecanicamente flexìvel - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO E MéTODO APERFEIçOADOS PARA FABRICAçãO DE UMA LENTE OCULAR ELETROATIVA ENVOLVENDO UMA INSERçãO DE INTEGRAçãO MECANICAMENTE FLEXìVEL. Um dispositivo e método aperfeiçoados para fabricação de lentes oculares eletroativas compreendendo elementos eletrónicos, eletroativos visuais, e elementos óticos refrativos integrados são apresentados. Neste método os elementos eletrónicos e eletroativos óticos são instalados junto a uma inserção de integração mecanicamente flexível e visualmente transparente que apresenta-se separado de quaisquer outros elementos óticos refrativos. Este método é vantajoso para a fabricação de tais lentes oculares no sentido que permite a produção em massa de muitos dos elementos avulsos e viabiliza a integração da inserção com os elementos óticos refrativos no todo via múltiplos mecanismos. Um tipo de abordagem envolve a fixação da inserção com um adesivo transparente ao substrato ótico rígido e entao encapsulando o mesmo por meio de uma superfície de fundição. Alternativamente, a inserção pode ser posicionada entre as superfícies de um molde preenchido com uma resina ática e encapsulada no interior do elemento refrativo integrado conforme a resina vá sendo curada.

Description

DISPOSITIVO E MÉTODO APERFEIÇOADOS PARA FABRICAÇÃO DE UMALENTE OCULAR ELETROATIVA ENVOLVENDO UMA INSERÇÃO DEINTEGRAÇÃO MECANICAMENTE FLEXÍVEL

REFERÊNCIA CORRELATA A PEDIDOS RELACIONADOS

A partir dos pedidos provisórios listados a seguir,este pedido reivindica prioridade e incorpora comoreferência os mesmos em sua integridade:

Pedido U.S. Série No. 60/757.382 depositado em 10 deJaneiro de 2006 e intitulado "Improved method formanufacturing an electro-active spectacle Iens involving amechanically flixible integration insert"; e

Pedido U.S. No. 60/759.814 depositado em 19 de Janeirode 2 006 e intitulado "Improved method for manufacturing anelectro-active spectacle Iens involving a mechanicallyflixible integration insert",

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma lente oculareletroativa e métodos para a fabricação de lentes oculareseletroativas.

Descrição da Técnica Relacionada

Presbiopia é a perda de acomodação do cristalino doolho humano, uma condição que resulta na impossibilidade dese focar objetos próximos. As ferramentas padrões para acorreção da presbiopia são lentes oculares multifocais. Umalente multifocal é uma lente que tem mais de um comprimentofocai (isto é, capacidade ótica) com a finalidade decorrigir problemas de foco para uma gama de distâncias. Aslentes oculares multifocais funcionam através de umadivisão de área onde uma porção relativamente ampla dalente corrige os erros de visão de distância (se algum) euma pequena parte, localizada próxima a borda de fundo dalente, proporciona.capacidade ótica adicional para correçãodos efeitos da presbiopia. A transição entre as regiões, decorreção da visão para perto e longe pode ser tantoabrupta, como é o caso para lentes bifocais e trifocais, ousuave e continua, como é o caso com lentes progressivas.Existem questões associadas com essas duas abordagens quepodem ser questionáveis por alguns pacientes. A linhavisível de demarcação associada com as bifocais pode seresteticamente desagradável e as regiões de transiçãoassociadas com as lentes progressivas podem levar a umavisão embaçada e distorcida, o que, para alguns pacientes,pode levar a um desconforto físico. Além do mais, oposicionamento da área de correção da visão para pertopróxima a borda de fundo das lentes requer que os pacientesadotem um olhar fixo para o chão de certa forma artificialpara tarefas que requeiram visão para perto.

Para resolver essas questões, uma lente ocularmultifocal teria de ser desenvolvida onde, para se evitardistorção, a área para correção de visão para perto é maisampla, localizada mais próxima do centro da lente, e nãoapresenta bordas visíveis. O que se propõe aqui é seembutir um elemento ótico dentro de uma lente ocularconvencional que possa ser acionado e desativado de modoque o elemento não adicionaria substancialmente nenhumacapacidade ótica no estado desativado e forneceria anecessária capacidade ótica quando acionado. Enquanto quemúltiplas tecnologias podem ser abordadas como uma soluçãoao problema, o formato é bastante restritivo para as lentese a necessidade para um baixo consumo de energia elétricalimita sua aplicabilidade.

Lentes com base em cristais líquidos são uma atraentesolução uma vez que o índice de refração de um cristallíquido pode ser alterado gerando-se um campo elétricoatravés do cristal líquido. Tal campo elétrico é geradopela aplicação de uma ou mais voltagens para os eletrodoslocalizados em ambos lados do cristal líquido. 0 cristallíquido pode também proporcionar a faixa necessária para oaumento da capacidade ótica (plana a +3.00D) necessáriapara se corrigir a presbiopia. Finalmente, o cristallíquido pode ser utilizado para se conceber uma lente dediâmetro largo (maior do que 10 mm) que é o tamanho mínimonecessário para se evitar desconforto ao usuário.

Uma camada delgada do cristal líquido (menor do que 10μιη) pode ser usada para construção da lente multifocaleletroativa. Quando é aplicada uma camada delgada, oformato e tamanho do(s) eletrodo(s) pode ser usado paraindução de certos efeitos óticos no interior da lente. Porexemplo, uma gradação difrativa pode ser dinamicamenteproduzida no interior do cristal líquido pela utilização deeletrodos padronizados em anéis concêntricos. Tal gradaçãopode produzir uma capacidade ótica aumentada em função doraio dos anéis, as larguras dos anéis, e a gama devoltagens aplicadas separadamente aos diferentes anéis.Alternativamente, os eletrodos podem ser "pixilados", emque os eletrodos são padronizados para formação de umarranjo (isto é, pixels) onde qualquer padrão arbitrário devoltagens pode ser aplicado. Tal arranjo de pixels podeser, como forma de exemplo tão somente, disposto em umarranjo Cartesiano ou um arranjo hexagonal. Enquanto talarranjo de pixels pode ser utilizada para se gerarcapacidade ótica aumentada pela emulação de uma estruturade eletrodos difrativa em anéis concêntricos, pode serusada também para corrigir aberrações de ordem elevada doolho em uma maneira semelhante aquela usada para correçãode efeitos de turbulência atmosférica como na astronomia.

Esta técnica, referida como ótica adaptativa, pode sertanto refrativa ou difrativa e é bem conhecida na técnica.Em ambos casos acima, as voltagens operacionais necessáriaspara tais camadas delgadas do cristal líquido são bastantebaixas, tipicamente menores do que 5 volts.

Alternativamente, um eletrodo único contínuo pode ser usadocom uma estrutura ocular especializada conhecida como umasuperfície de compensação ótica. Aplicando-se voltagem aocristal líquido através do eletrodo, a correção dacapacidade/aberração pode ser comutada ligando-se edesligando-se por meio de um índice de refração combinado edescombinado, respectivamente.

Uma camada mais espessa de cristal líquido(tipicamente > 50 ?m) pode ser também utilizada para seconstruir a lente multifocal eletroativa. Por exemplo, umalente modal pode ser empregada para se criar uma lenterefrativa. De conhecimento na técnica, as lentes modaisincorporam um único eletrodo circular de baixacondutividade contínuo envolto por, ou em contato elétricocom, um eletrodo em formato de anel único de altacondutividade. Mediante aplicação de uma única voltagem aoeletrodo em anel de alta condutividade, o eletrodo de baixacondutividade, essencialmente uma rede radialmentesimétrica, eletricamente resistente, produz um gradiente devoltagens através da camada de cristal líquido, que induzsubseqüentemente um gradiente de índices de refração nocristal líquido. Uma camada de cristal líquido com umgradiente de índices de refração irá funcionar como umalente eletroativa e irá focar a luz incidente sobre ela. Adespeito da espessura da camada de cristal líquido, ageometria do eletrodo ou os erros do olho que sãocorrigidos por conta do elemento eletroativo, tais lentesoculares eletroativas poderiam ser fabricadas em umamaneira bastante semelhante aos visores de cristal líquidoe ao assim se proceder haveria um benefício da tecnologiaprecursora madura.

A comercialização das lentes oculares eletroativas iránecessitar de um processo de fabricação altamenteespecializado. Como em qualquer processo de fabricação, édesejável ter-se uns poucos componentes individuais tantoquanto possível e ter-se tanto quanto o possível dessescomponentes sendo fabricados em massa. Isto é desejáveltanto para simplificar o processo de montagem e reduzir-seo número de unidades de manutenção de estoque (SKtTs)necessário de componentes individuais. A questão de SKUsreduzidos é especialmente importante quando se lidando comlentes oculares uma vez que precisa-se que levar em contauma ampla gama de variáveis tais como capacidadesesferocilíndricas aumentadas, capacidade prismáticaaumentada, eixos astigmáticos, e distâncias interpupilares.

Ainda, o processo de fabricação deve ser tolerante avariadas configurações de produtos (isto é, receitas apacientes, estilos de armações, e tamanhos das armações) deforma a se reduzir o custo global e a quantidade deequipamento requerida para se processar as lentessatisfazendo as receitas a pacientes individuais. 0processo de fabricação descrito abaixo endereça essasquestões para fornecer uma abordagem de fabricação que étanto insensível às correções de visão não-presbiópicas dopaciente e reduzindo-se o número de SKUs necessárias pelautilização de um menor número de componentes sendoproduzidos em massa.

A invenção aqui contida irá possibilitar a fabricaçãoeficiente de lentes de alta qualidade em uma maneirabastante viável. A invenção aqui descrita proporcionalentes eletroativas que em uma modalidade corrige o erro derefração convencional conhecendo-se a capacidade ótica daesfera, do cilindro ou uma combinação de ambos. Em outramodalidade da invenção as lentes eletroativas corrigemaberrações de ordem mais elevada, em acréscimo ao errorefrativo convencional tendo capacidades óticas de esfera,cilindro, ou uma combinação de ambos com alteraçõeslocalizadas da capacidade ótica, corrigindo aberrações deordem mais elevada. Em cada caso as modalidades da invençãopodem corrigir a presbiopia ou únicomente a visão àdistância. Deve-se salientar que as modalidades da invençãoaqui descritas utilizam o componente eletroativo paracorrigir a presbiopia por meio de se gerar uma capacidadeótica aumentada positiva, esférica enquanto o componente delente não-eletroativo é utilizado para correção do errorefrativo convencional por meio de uma capacidade óticaaumentada estática, refrativa de esfera, cilindro ou umacombinação de ambos. Ainda, a modalidade da invenção aquicontida pode corrigir aberrações de ordem mais elevadatanto via programação de arranjo de pixels eletroativoscontidos no interior do elemento eletroativo ou viaalterações localizadas no componente não-eletroativo dalente em forma bruta.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em uma primeira modalidade da invenção uma lenteocular eletroativa é compreendida de um elemento ótico quefornece uma primeira capacidade ótica. A lente oculareletroativa compreende ainda uma inserção que é disposta nointerior do elemento ótico. Por fim, a lente oculareletroativa compreende ainda um elemento eletroativo emcomunicação ótica com o elemento ótico e está posicionadono interior da inserção para fornecimento de uma segundacapacidade ótica quando ativado e substancialmente semcapacidade ótica quando desativado.

Em uma segunda modalidade da invenção, tem-se ummétodo para a fabricação de uma lente ocular eletroativapara posicionamento de um elemento eletroativo no interiorde uma inserção para formação de uma inserção instalada.Tem-se ainda o método para a fabricação de uma lente oculareletroativa compreendendo laminação de uma lente brutajunto a uma primeira face da inserção instalada com umadesivo oticamente transparente para a produção de umaprimeira superfície ótica da lente ocular eletroativa. 0método para a fabricação de uma lente ocular eletroativacompreende ainda posicionamento de um molde sobre a segundaface da inserção instalada oposta a primeira face paraformação de uma cavidade entre o molde e a lente bruta. Ométodo para fabricação de uma lente ocular eletroativacompreende ainda preenchimento da cavidade com uma resinaótica. 0 método para a fabricação de uma lente oculareletroativa ainda compreende cura da resina ótica para aprodução de uma segunda superfície ótica da lente oculareletroativa.

Em uma terceira modalidade da invenção, um método paraa fabricação de uma lente ocular eletroativa caracteriza-sepelo posicionamento de um elemento eletroativo no interiorde uma inserção para formação de uma inserção instalada. 0método para fabricação de uma lente ocular eletroativacompreende ainda a montagem da inserção no interior davedação de molde. 0 método para a fabricação de uma lenteocular eletroativa compreende ainda o posicionamento de umprimeiro molde e um segundo molde na vedação de molde, emque o primeiro molde está oposto ao segundo molde para aformação de uma cavidade entre o primeiro e o segundomoldes. 0 método para a fabricação de uma lente oculareletroativa compreende ainda o preenchimento da cavidadecom uma resina ótica. 0 método para a fabricação de umalente ocular eletroativa compreende ainda a cura da resinaótica para a produção de uma primeira e segunda superfíciesóticas da lente ocular eletroativa.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é um desenho da vista de topo da lenteocular eletroativa completa que inclui os elementos óticoseletrônicos, eletroativos, e refrativos no todo;

A Figura 2 é um desenho da vista de topo da inserçãode integração mecanicamente flexível e oticamentetransparente;

A Figura 3 é um desenho da vista de topo da inserçãode integração com a adição dos condutores elétricostransparentes;

A Figura 4 é um desenho da vista de topo da inserçãode integração com a adição dos condutores elétricostransparentes e eletrônicos de transmissão em circuitointegrado;

A Figura 5 é uma vista em close de um braço dainserção de integração apresentando 2 condutores para fontede alimentação e 9 condutores para sinal de acionamento quesão conectados ao circuito integrado;

A Figura 6a é uma vista de topo de um elementoeletroativo completo construído a partir de dois substratoscom eletrodos padronizados em anéis concêntricos e umsubstrato com um eletrodo único contínuo;

A Figura 6b é uma vista de topo de um substrato comeletrodos padronizados em anéis concêntricos;

A Figura 6c é uma vista de topo de um substrato com umúnico eletrodo contínuo;

A Figura 6d é uma vista explodida ao longo do eixo A-Ado elemento eletroativo completo da Figura 6a;

A Figura 6e é uma vista do topo de um elementoeletroativo completo alternativo construído a partir dedois substratos com estruturas difrativas de superfícieliberada revestido com um único eletrodo contínuo e umsubstrato com um único eletrodo contínuo;

A Figura 6f é uma vista de topo de um substrato para oelemento eletroativo alternativo com uma estruturadifrativa de superfície liberada revestido com um únicoeletrodo contínuo;

A Figura 6g é uma vista de topo de um substrato com umúnico eletrodo contínuo;

A Figura 6h é uma vista explodida ao longo do eixo A-Ado elemento eletroativo completo alternativo da Figura 6e;

A Figura 6i é uma vista de topo de um elementoeletroativo completo alternativo construído a partir dedois substratos com eletrodos modais para lentes e umsubstrato com um único eletrodo contínuo;

A Figura 6j é uma vista de topo de um substrato para oelemento eletroativo alternativo com eletrodos modais paralentes;

A Figura 6k é uma vista de topo de um substrato com umúnico eletrodo contínuo;

A Figura 61 é uma vista explodida ao longo do eixo A-Ado elemento eletroativo completo alternativo da Figura 6i;

A Figura 7a mostra uma vista de topo de uma inserçãode integração instalada.

A Figura 7b apresenta uma vista explodida ao longo doeixo A-A da Figura 7a do arranjo físico do elementoeletroativo no interior da inserção de integração de formaa proceder a conexão elétrica entre o elemento eletroativoe a inserção de integração;

A Figura 8a é uma vista de topo de uma inserção deintegração plenamente instalada incluindo todos oscondutores elétricos, eletrônica de acionamento, e umelemento eletroativo apresentando eletrodos padronizados emanéis concêntricos dispostos em uma maneira a gerarem umalente difrativa para fornecimento de uma capacidade óticaaumentada;

A Figura 8b é uma vista de topo de uma inserção deintegração plenamente instalado incluindo todos oscondutores elétricos, eletrônica de acionamento, e umelemento eletroativo apresentando eletrodos padronizadospixalados dispostos de forma a corrigirem qualquer erroótico arbitrário da vista humana;

A Figura 9a mostra uma inserção plenamente instalada euma lente em forma bruta polida como uma primeira etapa emum primeiro método de fabricação de uma lente oculareletroativa;

A Figura 9b mostra a inserção plenamente instaladolaminado junto a lente em forma bruta polida como umasegunda etapa em um primeiro método de fabricação de umalente ocular eletroativa;

A Figura 9c mostra uma resina preenchendo um moldefixado junto à inserção invertida, combinada plenamenteinstalado e uma lente em forma bruta polida como umaterceira etapa em um primeiro método de fabricação de umalente ocular eletroativa;

A Figura 9d mostra a inserção combinada plenamenteinstalada e uma lente em forma bruta polida após a resinater sido curada e o molde removido como uma quarta etapa emum primeiro método de fabricação de uma lente oculareletroativa;

A Figura 9e mostra uma inserção combinado plenamenteinstalado e uma lente em forma bruta semipolida após aresina ter sido curada e o molde removido em uma primeiraetapa alternativa em um primeiro método de fabricação deuma lente ocular eletroativa onde a inserção plenamenteinstalada é laminada junto a uma lente em forma brutasemipolida;

A Figura IOa mostra uma inserção plenamente instaladaposicionado no interior de uma vedação de molde numaprimeira etapa em um segundo método de fabricação de umalente ocular eletroativa;

A Figura IOb mostra um primeiro molde cuja superfíciedefine uma lente em forma bruta polida fixada junto àvedação de molde como uma segunda etapa em um segundométodo de fabricação de uma lente ocular eletroativa;

A Figura IOc mostra um segundo molde fixado junto àvedação de molde após que os moldes são preenchidos comresina como uma terceira etapa em um segundo método defabricação de uma lente ocular eletroativa;

A Figura IOd mostra a inserção plenamente instaladacombinada e uma lente em forma bruta polida após a resinaser curada e os moldes e a vedação de molde serem removidosnuma quarta etapa em uma segunda modalidade do método defabricação de uma lente ocular eletroativa; e

A Figura IOe mostra uma inserção combinado plenamenteinstalado e uma lente em forma bruta semipolida após aresina ter sido curada e os moldes e a vedação de moldeserem removidas em uma segunda etapa alternativa em umsegundo método de fabricação de uma lente oculareletroativa onde a lente ocular eletroativa é fundida naforma de uma lente em forma bruta semipolida.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERIDA

Apresenta-se na Figura 1, um desenho da vista de topode uma lente ocular 100 eletroativa (EA) através dosmétodos propostos. Esta lente inclui uma inserção deintegração 110 possuindo os condutores 120 elétricos desinal de película delgada, transparente e condutoreselétricos de bateria 13 0, aos quais um elemento óticoeletroativo (EA) 150 e circuitos integrados 140 sãofixados. A Figura 2 mostra a inserção de integração semquaisquer dos condutores elétricos da película delgada oucircuitos integrados aplicados. O anel central 180 e"braços" 190 da inserção de integração 110 atuam fornecendosuporte físico quando incorporando o elemento EA 150 nointerior do elemento ótico refrativo total 160 e provêemuma plataforma para a fixação dos condutores elétricos 120e 130 transparentes e circuitos integrados 14 0 que sãonecessários para operarem o elemento EA. O elemento EA podeapresentar superfícies planas, curvas ou pode ser projetadode modo que uma superfície seja plana e a outra curva. Nãoem todas as situações, mas na maior parte delas, estassuperfícies são eqüidistantes entre si. A inserção deintegração 110 contém bordas alinhadas 170 localizadas nointerior do anel central 180 para auxiliar no alinhamentoda inserção com o elemento EA 150. A inserção pode seroticamente transparente (por óbvias razões cosméticas) eapresentar a possibilidade de conformar-se a vários raiosde curvatura de uma lente existentes para diferentesprescrições de visão à distância. Caso a inserção não seconforme ao raio de curvatura de uma distância prescrita,uma lente mais espessa irá resultar o que poderia serinaceitável ao usuário. Para tanto, a inserção pode tantoser cortado ou estampado a partir de folhas de vidro ou deplástico flexíveis cujas espessuras variem de 50 pm a 150pm. A folha de vidro encontra-se comercialmente disponívelcom espessura abaixo de 30pm (Schott? D 263 T e AF 45) emuitos diferentes tipos de plásticos encontram-sedisponíveis de espessuras comparáveis. Enquanto a inserçãode integração é aqui apresentada compreendendo de um anelcentral 18 0 com uma abertura e braços separados 190estendendo-se radialmente a partir do referido anel, ainserção não precisa ser deste formato. Em certas outrasmodalidades, a inserção pode tomar qualquer formato queinclua uma abertura para um elemento EA e materialperiférico junto à abertura para suporte dos condutoreselétricos de sinal da película delgada, condutoreselétricos da bateria da película delgada, e circuitosintegrados. Como forma de exemplo somente, a inserção podeapresentar um formato toroidal plano, com uma aberturacentral e bordas alinhadas.

Os condutores elétricos 120 e 13 0 podem ser feitos apartir de películas delgadas de õxidos condutivostransparentes (isto é, ITO, ZnO, SnO2) ou polímeroscondutores (isto é, polianilina, PEDOT:PSS) e são aplicadosjunto a(s) superfície(s) da inserção 110 conforme mostradona Figura 3. Os condutores elétricos podem ser adicionadosjunto à inserção por meio tanto de processos aditivos comode processos subtrativos. Os processos aditivos incluiriam(por exemplo) impressão em tela ou depósito em películadelgada através de uma máscara de sombra do material decondutor elétrico. Os processos subtrativos incluiriam (porexemplo) tanto revestimento parcial ou completo da inserçãocom o material desejado e então remoção do excesso por meiotanto de um processo de resistência de cauterizaçãopadronizado ou um processo de ablação em registro direto alaser. Nas modalidades da invenção, a espessura do materiala partir de onde os condutores são construídos pode ser de1 ?m ou menos e nas modalidades preferidas, a espessura é100 nm ou menor. Em outras modalidades da invenção oscondutores podem ser dispostos em ambas faces da inserção.

Os condutores elétricos possibilitam que um circuitointegrado (IC) 14 0, que contém a eletrônica de acionamentodo elemento EA, seja instalado diretamente junto à inserçãoconforme ilustrado na Figura 4. Uma vista em close de umadas armações é mostrada na Figura 5, onde, como forma deexemplo somente, dois condutores elétricos 13 0 da fonte dealimentação (isto é, bateria) (1 voltagem e 1 base) e 9condutores elétricos de sinal 120 (8 sinais de acionamentopara nível de fase e 1 de base) são apresentados conectadosao IC. 0 IC ê capaz de fornecer voltagens separadas paracada condutor elétrico de sinal com base no nível de fasedesejado. 0 número de condutores elétricos de sinal dependeda configuração do elemento EA (discutido abaixo) e podemser, somente como forma de exemplo, tão poucos como 3 outantos quanto 34. A largura dos condutores depende doespaço disponível, o número de condutores necessários, e alargura do espaço entre os condutores requeridos paraisolamento elétrico. Somente como forma de exemplo, oscondutores 100 ?m de largura com espaços 100 ?m podem serusados como os condutores elétricos de sinal, e oscondutores com largura 300 ?m com espaços 100 ?m podem serutilizados como os condutores elétricos da bateria. Oscondutores elétricos de sinal conectam-se aos elementos EAde eletrodos padronizados por meio de um contato elétrico.Nas modalidades da invenção onde o elemento EA é uma lentedifrativa com eletrodos padronizados em anéis concêntricos,é o tamanho relativo (raio e largura) dos eletrodospadronizados no interior do elemento que define acapacidade ótica aumentada da estrutura de rede difrativa.

As amplitudes separadas das voltagens aplicadas pelo IC aoscondutores de sinal elétrico separados (e assim aoseletrodos padronizados) determinam o perfil da faseproduzida na camada do cristal liquido e dai, determinam aeficiência de difração (fração da luz incidente que éfocalizada) do elemento EA. Para tanto, um único modelo ICcom um único número SKU designado ao mesmo pode serutilizado para acionar qualquer elemento EA a despeito doaumento da capacidade ótica que forneça. Nas modalidades dainvenção onde o elemento EA é um dispositivo de eletrodopadronizado pixalado, a correção da aberração e/ou acapacidade ótica apresentam-se completamente dinâmicas edeterminadas pelo padrão de voltagens endereçado ao arranjode pixels.

Nas modalidades da invenção onde o elemento EA éuma lente modal, é a amplitude da voltagem aplicada aoeletrodo de anel de alta condutividade que define acapacidade ótica aumentada, onde, em geral, quanto maior avoltagem aplicada mais ampla a quantidade de capacidadeótica aumentada. Nas modalidades da invenção onde oelemento EA é uma superfície de compensação ótica, acorreção da aberração/capacidade ótica é fixada pelatransferência de padrão ao substrato, mas a visualização éfeita dinâmica por intermédio da voltagem aplicada para secriar a combinação e descombinação do índice de refração.

Para se facilitar a conexão da inserção 110 junto afonte de alimentação externa, um pequeno conector elétrico(não mostrado) pode também ser fixado a inserção. Emcomparação a ligar-se aos condutores elétricos 13 0 dabateria de película delgada após a lente ter sidoplenamente instalada, tal conector seria fisicamente bemmais robusto e auxiliaria em reduzir as etapas defabricação. Tal conector, se construído a partir de umacombinação de materiais suficientemente macios,eletricamente isolantes e condutores, poderia ser projetadopara ser mecanicamente embutido com a borda das lentesutilizando-se os equipamentos existentes e ainda forneceruma conexão elétrica aceitável. Como forma de exemplosomente, o conector poderia ser um pequeno bloco deplástico com um índice de refração proximamente combinadocom o material global da lente que contém a fiação feita apartir do cobre (um metal macio) que é aglutinada aoscondutores da bateria utilizando-se meios adequados, taiscomo um adesivo condutor. Após a maior parte da lente(também feita de plástico) ser formada em torno da inserçãoe conector, a etapa de usinagem tipicamente empregada paraformar-se a borda periférica externa de uma lente acabadaseria capaz de facilmente cortar o pequeno bloco deplástico e os fios de cobre, revelando os fios para umaposterior conexão junto à fonte de alimentação.

Projetou-se a inserção de integração 110 com múltiplasposições de encaixe de modo que o IC 140 possa serposicionado em várias distâncias radiais a partir do centrodo elemento EA 150 para acomodar-se os vários tamanhos dasarmações de lentes oculares disponíveis. Assim, haverásempre uma distância radial adequada a partir do centro doelemento EA onde o IC possa ser instalado de maneira quenão será eliminado quando a lente for conformada ao tamanhoapropriado. São apresentados três ICs instalados junto àinserção para finalidades somente ilustrativas; na práticaé necessário somente um IC. Além do mais, fabricando-se umaúnica inserção com posições múltiplas de acoplagem do ICreduz-se o número de unidades de manutenção de estoque(SKUs).

Apresenta-se nas Figuras 6a-6c o elemento EA 150 eseus componentes constitutivos. O elemento EA constitui-sede substratos que, como forma de exemplo somente, podem serfeitos a partir de materiais inorgânicos tal como, osacrilatos, uma classe de materiais tipicamente utilizadospara formação de lentes oftálmicas. Em uma modalidade dainvenção, podem ser utilizados um total de três substratosutilizados para construção do elemento EA. Em talmodalidade, dois substratos 200 apresentam eletrodos 220padronizados fotolitograficamente transparentes em umasuperfície (Figura 6b) e um substrato 210 apresenta umeletrodo único contínuo transparente (Figura 6c) em ambassuperfícies, atuando como a referência (base). Em outramodalidade da invenção são utilizados somente doissubstratos. Em tal modalidade, um substrato 200 apresentaeletrodos 220 padronizados fotolitograficamentetransparentes em uma superfície (Figura 6b) e um substrato210 apresenta um eletrodo único contínuo transparente(Figura 6c) em uma superfície, que funciona como areferência (base).Conforme previamente discutido, oseletrodos podem ser padronizados na forma de anéisconcêntricos para geração de capacidade ótica aumentada(para correção da presbiopia) ou em um campo de pixels paracorreção de qualquer erro arbitrário da vista, incluindo,somente como forma de exemplo, a presbiopia e aberrações dealta ordem.Nas modalidades da invenção com eletrodos 220 em anéisconcêntricos padronizados, o elemento EA fornece capacidadeótica aumentada em que os eletrodos 220 padronizados atuampara definição de uma estrutura de lentes difrativa emmúltiplos níveis em uma fina camada de cristal líquido.Quando utiliza-se uma ótica difrativa em níveis múltiplos,utiliza-se cada condutor elétrico de sinal é usado paraacionar os múltiplos eletrodos padronizados em anéisconcêntricos de forma a produzirem o perfil correto da fasena camada de cristal líquido. Enquanto são mostradossomente 10 eletrodos padronizados por simplicidade (Figura6a), uma típica lente pode conter, como forma de exemplosomente, até 3 000 eletrodos individuais de largurasvariando de l?m a 100 ?m, como forma de exemplo somente.Nas modalidades da invenção com um elemento EA pixalado(Figura 8b) , o número de pixels pode ser, como forma deexemplo somente, tão reduzido quanto 100 ou tantos quanto1.000.000. 0 tamanho de cada pixel varia e pode inserir-senuma faixa de l?m a 1 mm, como forma de exemplo somente.

Em outra modalidade da invenção um elemento 151 EAalternativo é mostrado (Figura 6e) onde são utilizados doissubstratos 4 00 com superfície de compensação ótica e (aquiapresentada, como forma de exemplo somente, como lentesdifrativas) 420 revestida com um eletrodo único contínuo(não mostrado) ao invés de substratos 200 planos comeletrodos 220 padronizados. Nesta modalidade alternativa,superfícies de compensação ótica, que são bem conhecidas natécnica, geram a quantidade desejada de capacidade ótica ea camada de cristal líquido é usada como um material decombinação dinâmico ao índice de refração. Sob a aplicaçãode uma voltagem inicial, o índice de refração do cristallíquido é substancialmente idêntico (combinado) do índicede refração do substrato 4 00 e não ocorre substancialmentenenhuma difração. Ao contrário, a luz incidente experimentasomente um índice de refração único como se o elemento EAestivesse em uma camada plana do material homogêneo. Sob aaplicação de uma segunda voltagem, o índice de refração docristal líquido é diferente (descombinado) do índice derefração do substrato 400 e ocorre a difração da luzincidente devido a diferença de fase resultante gerada peladescombinação do índice. Em uma modalidade preferida dainvenção a combinação do índice de refração é alcançadaquando aplica-se uma voltagem zero ao elemento EAassegurando assim uma segurança a falha (capacidade óticaaumentada nula para aplicação de voltagem nula). Uma lentesem segurança a falhas é indesejável uma vez que umarepentina introdução de capacidade ótica em uma situaçãoinadequada (por exemplo, enquanto dirigindo) pode serperigoso ao usuário. As superfícies de compensação óticaque geram a capacidade ótica aumentada são apresentadassomente como formas de exemplos apenas, nas outrasmodalidades elas podem ser usadas para geração de perfis defase similares aqueles que podem ser gerados pelo elementopixalado EA com eletrodos padronizados.

O elemento 151 EA alternativo é construído a partir dedois substratos 400 com superfícies 420 de compensaçãoótica revestidas com um eletrodo único contínuo (Figura 6f)e um substrato 210 com um eletrodo único contínuotransparente (Figura 6g) em ambas superfícies, que age comoa referência (base). Aquele substrato com um eletrodo únicocontínuo transparente em ambas superfícies (Figura 6g) éidêntico ao substrato 210 que é utilizado para o elementoEA com eletrodos padronizados. Uma vista explodida daFigura 6e ao longo do eixo A-A é mostrado na Figura 6h,onde a estrutura difrativa da superfície de compensação éclaramente visível. Um benefício desta modalidade é que asuperfície interna de cada substrato contém agora somenteum eletrodo único contínuo, o número de pontos 230 decontato elétrico é reduzido para quatro, dois para fazeremas conexões de base elétricas e dois para fazerem oacionamento das conexões de voltagem. Em outra modalidadeda invenção somente são usados dois substratos. Em talmodalidade, um substrato 400 apresenta a superfície decompensação ótica 420 em uma superfície (Figura 6f) e umsubstrato 210 apresenta um eletrodo único contínuotransparente (Figura 6g) em uma superfície, que age comoreferência (base).

Em ainda outra modalidade da invenção, o elemento EA152 alternativo é construído a partir de dois substratos500 com eletrodos de lentes modais (Figura 6j) e umsubstrato 210 com um eletrodo único contínuo em ambassuperfícies, que atua como a referência(base),(Figura 6k).Os eletrodos de lentes modais consistem de um eletrodo 520único, circular contínuo compreendendo de um material debaixa condutividade e um eletrodo em anel 521 único,contínuo compreendendo um material de alta condutividade. Osubstrato com o eletrodo único contínuo transparente emambas superfícies (Figura 6k) é idêntico ao substrato 210que é utilizado para o elemento EA com eletrodospadronizados. Uma vista explodida da Figura 6i ao longo doeixo A-A é mostrada na Figura 61, onde é mostrada a conexãoelétrica entre o eletrodo de baixa condutividade 520 e oeletrodo de alta-condutividade 521. Um benefício destamodalidade é que como a superfície interna de cadasubstrato necessita agora de somente um contato elétricoúnico para o eletrodo em anel de alta condutividade, onúmero de pontos de contato elétrico 230 é reduzido paraquatro, sendo dois para proceder as conexões elétricas debase e dois para feitura das conexões de acionamento devoltagem. A conexão elétrica entre os pontos de contato 23 0e o eletrodo em anel de alta condutividade 521 é feita,somente como forma de exemplo, por intermédio de umeletrodo transparente de película delgada ou um condutoradesivo condutor (não mostrado). Em outra modalidade dainvenção somente dois substratos são utilizados. Em talmodalidade, um substrato 500 apresenta eletrodos 520 e 521de lentes modais em uma superfície (Figura 6j) e umsubstrato 210 apresenta um eletrodo único contínuotransparente (Figura 6k) em uma superfície, que age comoreferência (base).

Os substratos 200, 400 e 500 apresentam pontos 230 decontatos elétricos próximos a periferia que faz conexão aoseletrodos padronizados 220, 420 e 521, respectivamente,utilizando um sistema de condutores condutivos de películadelgada (não mostrados) e os quais são projetados paraalinhamento com os condutores elétricos de sinal 120colocados na inserção de integração 110. Nas modalidades dainvenção onde dois substratos 200, 400 ou 500 sejamincluídos no elemento EA, a inserção pode apresentarcondutores elétricos de sinal colocados em ambassuperfícies que podem ser utilizados para se efetuarcontato com os pontos de contato elétrico 230 nassuperfícies de ambos substratos 200, 400 ou 500. Em talmodalidade, um circuito integrado 140 pode ser posicionadoem cada lado da inserção de integração 110 ou uma conexãoelétrica pode ser feita a partir de um circuito integradoem ambos lados da inserção por meio das vias elétricas nainserção. As vias elétricas são bem conhecidas na técnica econsistem de aberturas físicas em uma camada de materialeletricamente isolado que contenha materiais eletricamentecondutivos para viabilizar as conexões elétricas através daespessura do material eletricamente isolante. A conexãoelétrica entre o substrato de referência (base) e ainserção de integração é feita, somente como forma deexemplo, via uma ligação por fio ou uma camada condutoraepõxi 231 conforme mostrado nas Figuras 7a-7b. A orientaçãoadequada do elemento EA no interior da inserção deintegração é facilitada pelas bordas de alinhamento 171 aolongo da periferia do substrato 210 de referência, o qualcomunica-se junto às estruturas 170 correspondentes nainserção de integração 110. Preferencialmente, a inserçãode integração e o elemento EA são projetados paraapresentarem simetria rotacional com respeito as suasbordas de alinhamento. Assim, a conexão elétrica entre oelemento EA e a inserção de integração pode ser feita aolongo de quaisquer das bordas de alinhamento 170 dainserção de integração o que leva a que os condutoreselétricos de sinal terminem próximos e em quaisquer dasbordas de alinhamento 171 do elemento EA que apresente ospontos de contato elétricos.Para se instalar o elemento EA 150, cada superfície desubstrato contendo um eletrodo é tratada com camadas dealinhamento de cristal líquido (não mostrado, mas bemconhecidas na técnica) para indução de uma dada direção dealinhamento do cristal líquido. Assim, o substrato 200 iráapresentar a superfície contendo os eletrodos padronizadostratados com uma camada de alinhamento de cristal líquido eo substrato 210 irá apresentar ambas superfícies contendo oeletrodo único, contínuo tratado com uma camada dealinhamento de cristal líquido.As camadas de alinhamento decristal líquido são películas delgadas(tipicamente menoresdo que IOOnm de espessura) de um material de poliimida quesão aplicados naquelas superfícies que entram em contatodireto com o cristal líquido. As superfícies dessaspelículas são, antes da montagem do elemento EA,friccionadas ou polidas em uma direção com um pano tal comoveludo (uma técnica bem conhecida no técnica). Quando asmoléculas do cristal líquido entram em contato com talsuperfície, elas preferencialmente distribuem-se no planodo substrato e são alinhadas na direção em que a camada depoliimida foi polida. Este processo é idêntico para todosos elementos EA a despeito se são utilizados eletrodos emanel concêntricos, ou eletrodos pixalados, eletrodos delentes modais, ou estruturas de superfície de compensação.

Nas modalidades da invenção onde é utilizado o cristallíquido nemático, três substratos devem ser usados de formaa superar-se o fato de que os cristais líquidos nemáticossão sensitivos a polarização (ou seja, a luz de diferentespolarizações experimentam diferentes índices de refraçãoconforme estes desloquem-se através do material) .Subseqüentemente, ao preparo das camadas de alinhamento, ostrês substratos são então empilhados para permitirem aformação de duas células líquidas (uma célula sendo tantouma camada de cristal líquido e duas superfícies desubstrato entre as quais apresenta-se confinada). Porquestão de clareza, as camadas do cristal líquido não sãomostradas no desenho. Os dois substratos com eletrodospadronizados 200 são posicionados em cada lado do substratocontendo o eletrodo único contínuo 210, de modo que assuperfícies do substrato com os eletrodos padronizadosestejam voltadas para as superfícies do substrato com oeletrodo contínuo. Assim, as superfícies internas de cadauma das duas células possua um eletrodo de referência e umeletrodo padronizado. Os substratos são empilhados de talmaneira que no interior de uma dada célula, as direções doalinhamento do cristal líquido induzidas pelas duas camadasde alinhamento sejam antiparalelas (as direções diferem por180?), mas que as direções de alinhamento de uma célulasejam ortogonais as da segunda célula. Este arranjoantiparalelo e ortogonal das camadas de alinhamentoviabiliza a operação de um elemento EA com cristal líquidonemático na luz ambiente não-polarizada. Um elemento EAinstalado de acordo com esta modalidade da invenção podeser visto na Figura 6a. A Figura 6d mostra uma vistaexplodida da Figura 6a ao longo do eixo A-A. Asensitividade de polarização dos cristais líquidosnemáticos é independente de todas as configuraçõesanteriormente mencionadas do elemento EA e a utilização deduas camadas alinhas ortogonalmente é necessária para todosos elementos EA a despeito se são utilizados eletrodos emanéis concêntricos, eletrodos pixalados, eletrodos delentes modais, ou estruturas de superfície de compensação.

Era outra modalidade da invenção a utilização decristal líquido colestérico insensível a polarizaçãoeliminaria a necessidade de uma segunda camada de cristallíquido e, se fosse o caso, seriam necessárias somente doissubstratos, um com eletrodos padronizados e um outro com umeletrodo de referência contínua(base). Os cristais delíquido colestéricos representam uma classe de materiaissemelhantes aos cristais líquidos no sentido que suasmoléculas constituintes tendem a orientar-se em uma direçãoúnico, mas diferem no sentido que a direção preferida deorientação desvia-se ao longo de um dado eixo no interiordo material. Caso a faixa de desvio (distância ao longo doreferido eixo em função do que a direção preferida deorientação gira por 360?) seja da ordem de, ou menor doque, o comprimento de onda da luz, então a luz podeobservar um índice de refração que é proximamenteindependente de sua polarização. Tal como quanto aoelemento EA com cristal líquido nemático, as camadas dealinhamento são dispostas nas superfícies de substratocontendo eletrodos. Contudo, não se faz mais necessário sealinhar os substratos de modo que as camadas de alinhamentosejam antiparalelas. Adicionalmente, devido a que existesomente uma única célula, uma relação ortogonal entre ascélulas não é necessária ou possível. Em uma modalidadepreferida da invenção, são utilizados os cristais líquidoscolestéricos insensíveis a polarização em arranjo com oelemento EA alternativo mostrado nas Figuras 6e-6h queutilizam lentes difrativas com superfície de compensação.Esta modalidade torna-se preferida, pois necessita de doissubstratos somente (um substrato 400 e um substrato 210),uma camada único do material eletroativo, e dois pontos decontato elétricos, simplificando grandemente a fabricaçãodo elemento EA. Este processo é o mesmo para todoselementos EA a despeito se são utilizados eletrodos emanéis concêntricos, eletrodos pixalados, eletrodos delentes modais ou estruturas de compensação de superfície.

A espessura total do elemento EA plenamente instaladodeve ser menor do que 200 μπα (e deve ser comparável aespessura da inserção de integração) de forma a reduzir aespessura da lente ocular EA final. Por exemplo, quando seconstrói um elemento EA insensível a polarização com duascamadas de 5 μτη de cristal líquido nemático, a espessurados três substratos individuais deve ser menor do que 6Opm(3x 6 0 μτη + 2 χ 5 μπι = 190 μτη) . Em uma modalidade maispreferida da invenção a espessura total do elemento EA deveser de 600 ?m ou menos para permitir uma fabricação misfácil. Por exemplo, quando construindo-se um elemento EAinsensível a polarização com duas camadas de 5 μτη decristal líquido nemático, as espessuras de 3 substratosindividuais devem ser menores do que 196 μιτι (3 χ 196 pm + 2χ 5 μτη = 598 μτη) . A fabricação de elementos EA individuaiscom várias distâncias focais (capacidade ótica aumentada)auxilia também para alinhavar o processo de fabricação. Afabricação do elemento EA em separado da inserção deintegração reduz o número de SKUs uma vez que agora nãoexiste a necessidade de se criar um número SKU para cadacombinação de capacidade ótica aumentada e localização IC;existe somente a necessidade de haver um número SKU para ainserção, o IC, e a cada valor de capacidade óticaaumentada, uma adição ao invés de um cálculomultiplicativo.

O elemento EA instalado é posicionado no centro dainserção de integração 110 de modo que os pontos de contatoelétrico 23 0 nos substratos alinhem-se com os condutoreselétricos 120 correspondentes na inserção de integração 110(figuras 7a-7b), um processo que é facilitado pelas bordasde alinhamento 171 no substrato de referência 210 e asbordas de alinhamento 170 na inserção de integração. Asconexões elétricas entre o elemento EA e a inserção podemser feitas por um número de métodos incluindo (mas semestar limitado a) adesivos condutores, ligaçãointermediária por metal e aglutinação de fios. Aincorporação do elemento EA na inserção pode ser efetuadade várias maneiras. Um exemplo de um elemento EA instaladocom eletrodos em anéis concêntricos, padronizados incluídosna inserção de integração é apresentado na Figura 8a. Umexemplo de um elemento EA instalado com eletrodospixalados, padronizados incluídos na inserção de integraçãoé mostrado na Figura 8b. Este processo é igual para todosos elementos EA a despeito se são utilizados eletrodos emanéis concêntricos, eletrodos pixalados, eletrodos delentes modais, ou estruturas de superfícies de compensação.

Em uma modalidade da invenção com três substratos, osubstrato de referência 210 é posicionado no centro dainserção e o contato elétrico é feito entre o substrato dereferência e o condutor elétrico de sinal de base. Então,os substratos com eletrodos padronizados 200 são fixados,por meio de um adesivo visualmente transparente tal como oΝΟΑ65 (Produtos Norland) em cada lado do substrato dereferência 210 de modo que as superfícies dos eletrodosestejam voltadas entre si. Antes de se fixar os substratos,são aplicadas as camadas de alinhamento de cristal líquidoe as células são orientadas conforme explicado. As célulaspoderiam ser preenchidas, sem qualquer ordem em particular,com o cristal líquido e conectadas, via os pontos decontato 230, aos condutores elétricos de sinal na inserção.Este processo é idêntico para todos os elementos EA adespeito se são utilizados eletrodos em anéis concêntricos,eletrodos pixalados, ou eletrodos de lentes modais, ouestruturas de superfície de compensação.

Em outra modalidade da invenção com três substratos,somente uma das duas células (compreendendo o substrato dereferência 210 e um substrato com eletrodos padronizados200) é instalada (conforme explicado acima) e conectadaeletricamente junto a inserção. Subseqüentemente, o segundosubstrato com eletrodos padronizados 200 é devidamenteorientado e fixado ao lado oposto do substrato dereferência e onde as conexões elétricas são fitas. Nestamodalidade as células podem ser preenchidas com cristallíquido conforme elas são instaladas ou após ambas teremsido instaladas. Este processo é idêntico para todos oselementos EA a despeito se são utilizados eletrodos emanéis concêntricos, eletrodos em lentes modais, ouestruturas de superfície de compensação.

Em outra modalidade menos preferida da invenção comtrês substratos, o elemento EA, a despeito de suaconfiguração, é completamente instalado e incorporado nointerior da inserção de integração flexível por meio decurvatura ou outra forma de deformação física temporária dainserção de modo que o elemento EA irá ajustar-se nointerior da abertura.

Nas modalidades da invenção utilizando-se um elementoEA incorporando um cristal líquido colestérico insensível apolarização, são necessários somente dois substratos, umcom um eletrodo de referência e um com eletrodospadronizados. Em tal modalidade, a incorporação de doiselementos EA no substrato é grandemente simplificada umavez que o elemento EA pode ser plenamente instaladoantecipadamente, sendo a feitura das conexões elétricasjunto a inserção a única etapa de processamento restante.

Este processo é o mesmo para qualquer elemento EA adespeito se são utilizados eletrodos em anéis concêntricos,eletrodos de lentes modais ou estruturas de superfície decompensação.

A utilização de múltiplos componentes na montagem dainserção de integração irá necessitar a utilização de umadesivo ou resina de encapsulação para tanto estabilizarfisicamente a inserção plenamente instalada (o que inclui oelemento EA) e para formar pelo menos uma das superfíciesfinalizadas da lente final. Deve-se salientar que o empregodo termo lente em forma bruta polida representa uma óticafinalizada em ambos lados e apresenta uma capacidade óticadefinida. Uma lente em forma bruta semipolida é finalizadaem um lado carecendo de uma capacidade ótica definida. Umalente em forma bruta não-finalizada pode tanto compreenderuma lente semipolida ou não ter nenhum lado finalizado. 0termo cristal semicondutor pode significar tanto uma lentedelgada semipolida em forma bruta ou uma lente em formabruta polida. Finalmente, o termo em forma bruta representaque o aparelho ocular não foi configurado ao seu estágiofinal da estrutura das lentes oculares.

Deve-se enfatizar ainda que a lente polida é fabricadaem tal maneira de modo a corrigir os erros óticosconvencionais da esfera e cilindro ou em uma abordageminventiva, corrigir aberrações de altas ordens. Afabricação das lentes que corrigem os erros refrativosconvencionais da esfera e cilindro é bem conhecida natécnica. Para se corrigir as aberrações de alta-ordem davista humana, a capacidade ótica das lentes será fabricadaincorporando as mudanças de capacidade ótica que irãocorrigir a aberração ou aberrações de alta-ordemespecificadas em termos de tipo, capacidade, e posição. Namaioria dos casos, a correção da aberração de alta-ordem édeterminada na forma de uma análise da frente-de-onda davista do usuário das referidas lentes oculares eletroativaspolidas. A correção da aberração de alta-ordem pode serefetuada através da produção de mudanças localizadas nacapacidade ótica das referidas lentes em forma bruta epodem ser processadas em forma de usinagem de umasuperfície exposta, externa a qual a camada eletroativa nãoencontra-se fixada. Deve-se compreender que a usinagem podeincluir o processo de polimento e acabamento das lentes.Alternativamente, as mudanças locais podem ser imputadasatravés de cura de uma camada delgada de resina que estejacontida no interior da referida lente em forma bruta demaneira a efetuar mudanças localizadas no índice na lenteem forma bruta. As mudanças locais podem também seremprocessadas quando se acrescenta a camada eletroativa àlente em forma bruta processando as mudanças locais sobforma de cura da camada de resina fundindo a superfícieentre a referida lente em forma bruta e no entorno dacamada eletroativa. A correção da aberração de alta-ordempode também ser realizada com a utilização de uma óticapixilada conforme apresentado na Figura 8b.

Duas abordagens para inclusão na inserção deintegração 110 com o elemento refrativo no todo 160 sãoapresentadas nas Figuras 9a-9e e Figuras IOa-IOe. Aprimeira abordagem utiliza uma lente em forma bruta 3 00polida de plástico com uma região plana 310 próxima aocentro (Figura 9a) onde a inserção 110 instalado é laminadocom um adesivo oticamente transparente (Figura 9b).A regiãoplana 310 próxima ao centro irá auxiliar na limitação dequalquer curvatura possível do elemento EA 150, que podedistorcer a camada de cristal líquido e levar a umdesempenho inferior. Esta submontagem é então invertida edisposta em um molde 330 que define a outra superfíciepolida da lente. O molde 330 é então preenchido com um UVou resina 320 sensitiva ao calor e curado (Figura 9c). Apósa cura da resina 320, a lente é removida do molde 330(Figura 9d) e encontra-se pronta para qualquerprocessamento adicional necessário para se ajustar a umaarmação de lente ocular adequada. São bem conhecidas natécnica técnicas para "fundição de superfície" parasuperfícies óticas de qualidade. Deve-se notar que enquantoo material de onde a lente em forma bruta 3 00 polida ousemipolida 34 0 é fabricada pode não ser o mesmo materialutilizado na camada 320 de superfície fundida, os doismateriais devem apresentar substancialmente o mesmo índicede refração.

A lente em forma bruta empregada no método acima podetanto ser polida ou semipolida. A inclusão da inserção comuma peça em forma bruta 3 00 polida elimina a necessidadepara qualquer laminação posterior mecânica deesmerilhamento/polimento das superfícies óticas, mas requero conhecimento da receita do paciente e o formato daarmação (ou seja, um produto personalizado). A utilizaçãode formas brutas semipolidas 340 (Figura 9e) irá necessitarde uma etapa mecânica de laminação posterior deesmerilhamento/polimento, mas não irá necessitar dequalquer conhecimento da receita do paciente.Esta deve sera abordagem preferida uma vez que as lentes semipolidaspodem ser diretamente vendidas em laboratórios e em assimse procedendo, não se interromper o fluxo de produtos einformação técnica do fabricante das lentes ao paciente.

Como uma alternativa ao método de laminação, ainserção de integração 110 pode ser fundida no interior emvolume de uma resina curada que constitui o campo de visãoda lente. As técnicas para fundição do todo das lentes apartir de resinas líquidas são bem conhecidas na técnica. Afundição de uma lente EA pode ser efetuada pela primeiramontagem dos braços 190 da inserção 110 junto a uma vedaçãode molde/anel em montagem rígida 4 00 conforme mostrado naFigura 10a. 0 anel rígido 4 00 é então instalado(temporariamente) ao molde 420, cuja superfície define umadas superfícies acabadas da lente EA (Figura 10b) . Umsegundo molde 43 0 é então instalado ao anel rígido 4 00 emuma maneira semelhante de modo que uma cavidade sejaformada, com a inserção de integração 110 suspenso entre asduas superfícies de molde (Figura 10c). A cavidade é entãopreenchida com uma resina 410 adequada e curada. Após aresina 410 ter sido curada os moldes 420 e 430 e o anelrígido 400 são removidos e a lente resultante encontra-sepronta para qualquer processamento adicional necessáriopara ajustá-la em uma armação adequada de lente ocular(figura IOd) . Para facilitar o processo de fabricação, avedação de molde/anel em montagem rígida 400 pode ser feitaa partir de um material barato, moldável por injeção, demodo a ser descartável. Como no caso do método delaminação, uma forma bruta 44 0 moldada semipolida (figura10 e) pode ser utilizada ao invés de uma forma bruta emmolde polida. Tanto uma lente EA polida ou semipolida podeser produzida a partir deste método; com a produção de umalente semipolida preferida pelas razões mencionadasanteriormente.

Um benefício dessas duas abordagens é que osparâmetros do componente EA plenamente instalado são ambosindependentes e insensíveis a quaisquer requisitos dacorreção quanto a visão a distância /ou astigmatismo dopaciente. Embora seja necessária a receita do paciente parase fabricar alente polida (tanto por laminação ou fundição)a simetria rotacional da inserção possibilita suaorientação de tal maneira que o IC é posicionado em umalocalidade esteticamente aceitável sendo independente doeixo astigmático do paciente. A fabricação das lentessemipolidas (tanto por laminação ou fundição, Figura 9e eFigura IOe) é ainda mais dispensável uma vez que a correçãodo astigmatismo/distância é adicionada após a fabricaçãodas lentes. A falta de correlação entre as correções devisão a distância e próxima e a simetria rotacional dainserção de integração permite a utilização de tecnologiasde fabricação e processamento de lentes bem já conhecidassendo utilizadas com somente pequenas modificações para ainclusão da tecnologia EA. A fabricação da forma brutasemipolida através de quaisquer dos métodos mencionadosanteriormente permite o uso de uma técnica conhecida comode formação arbitrária para gerar as lentes polidas apartir de uma forma bruta semipolida. A formação arbitráriacompreende uma forma de usinagem via controle numérico porcomputador (CNC) utilizado para esmerilhar e polir oaparelho prescrito ao paciente em uma superfície da lenteem forma bruta semipolida e é do conhecimento da técnica. Aformação arbitrária apresenta a vantagem que enquanto se éhabitual utilizar-se geração de superfícies para a correçãoda visão à distância, em certas modalidades da presenteinvenção pode ser usada também para geração de superfíciespara a correção de aberrações de alta-ordem.

Enquanto esses dois métodos oferecem muitos benefíciospara a fabricação de lentes oculares EA, o sucesso dosmesmos depende da habilidade de se conjugar os índices derefração de todos os materiais óticos e os componentesenvolvidos. Caso os índices de refração não sejam todosiguais (dentro de uma margem de erro de ?0,02) então asbordas da inserção de integração e o elemento EA poderãoser visíveis e o produto não será aceitável para opaciente. Felizmente, existem muitos materiais óticos quepodem exibir uma ampla gama de valores para o índice derefração e que são compatíveis com as diferentestecnologias de processamento. Uma limitação, contudo, é queo uso da fotolitografia convencional (e seus solventesorgânicos associados) para a definição dos eletrodos EApadronizados tornam os matérias inorgânicos melhorescandidatos para serem materiais do substrato. Somente comoforma de exemplo, os materiais inorgânicos aceitáveisincluem vidro e safira, onde o vidro seria preferível emrelação à safira dado ao elevado custo da safira. Ainda,com o devido cuidado na seleção do solvente utilizado noprocessamento dos eletrodos, os materiais orgânicos taiscomo películas formadas a partir de acrilatos podem serusados para feitura dos elementos EA. Os fabricantes devidro para a indústria ótica tal como a Schott, Hoya eOhara oferecem vidros com índices de refração que variam deligeiramente abaixo de 1,50 a ligeiramente acima de 2,00,valores os quais ultrapassam bem as necessidades daindústria oftálmica. Os índices de refração de váriosmonômeros (resinas) e polímeros (plásticos) cobrem tambémuma ampla gama de valores, mas não atingem, presentemente,valores tão elevados como aqueles dos vidros óticos.Típicos índices de refração "amplos" para resinas eplásticos óticos comerciais são da ordem de 1,60 a 1,70 -valores que são basicamente gerados pela indústriaoftálmica. Dada a ampla margem de sobra dos valores dosíndices de refração para os vários materiais, o requisitode combinação de índice não parece apresentar maioresdesafios. Existem, não obstante, faixas preferenciais parao índice de refração. Muitos materiais óticos tendem aapresentar índices de refração próximos a 1,50 e em umamodalidade da invenção; o índice de refração doscomponentes individuais é combinado para apresentar umvalor próximo a 1,50. Caso sejam utilizados cristaislíquidos colestéricos insensíveis a polarização, queapresentam um índice de refração de aproximadamente 1,66,então em outra modalidade da invenção, o índice de refraçãodos componentes individuais é combinado junto a um valorpróximo a 1,66. Em um esforço para se reduzir o número decomponentes individuais que necessitem serem combinados poríndice, em certas modalidades da invenção, um dossubstratos utilizados para a construção do elemento EA podeser substituído tanto por uma lente em forma bruta polidaou uma lente em forma bruta semipolida quando o método delaminação da construção da lente é empregado. Em talmodalidade, a construção da inserção de integração completoirá incluir as lentes em forma bruta polida e semipolida.

O exposto acentua um método para a fabricação delentes oculares EA que corrigem a presbiopia via utilizaçãode uma lente eletroativa, dinamicamente baseada num cristallíquido embutida no interior de uma lente ocularconvencional que proporciona correção para visão àdistância. Enquanto esta invenção é direcionada para acorreção da presbiopia, os métodos apresentados podem serutilizados para a construção de lentes oculares quecorrijam outros erros visuais, tais como aberraçõesoculares de alta-ordem.

Claims (15)

1. Lente ocular eletroativa, caracterizada pelo fatode compreender:um elemento ótico para fornecimento de uma primeiracapacidade ótica;uma inserção, disposta no interior do referidoelemento ótico; eum elemento eletroativo em comunicação ótica com oreferido elemento ótico e posicionado em contato com areferida inserção para fornecimento de uma segundacapacidade ótica quando ativada e substancialmente semcapacidade ótica quando desativado.

2. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de compreender:uma lente em forma bruta semipolida para a formação deuma primeira superfície do referido elemento ótico; e umaresina oticamente configurada para formação de uma segundasuperfície do referido elemento ótico oposto a referidaprimeira superfície.

3. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o referido elemento óticocompreende:uma resina oticamente configurada para formação de umaprimeira e segunda superfícies do referido elemento ótico,em que a referida segunda superfície encontra-se oposta areferida primeira superfície.

4. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a referida primeiracapacidade ótica é selecionada de um grupo consistindo de:capacidade ótica plana, capacidade ótica esférica,capacidade ótica cilíndrica, e capacidade ótica esfero-cilíndrica;e em que a referida segunda capacidade ótica éselecionada a partir do grupo consistindo de:capacidade ótica plana e capacidade ótica esférica.

5. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a primeira capacidade óticacorrige os problemas de visão selecionados a partir de umgrupo consistindo de:miopia, hipermetropia, presbiopia, e astigmatismo;e em que em que a referida segunda capacidade óticacorrige os problemas de visão selecionados a partir de umgrupo consistindo de:miopia, hipermetropia e presbiopia.

6. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o referido elementoeletroativo ser adaptado para correção de aberração davista de ordem elevada.

7. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a referida inserçãocompreende:um anel central para referido posicionamento doreferido elemento eletroativo;um material periférico disposto radialmente em tornodo referido anel central; eum trajeto de percurso elétrico posicionado noreferido material periférico para proporcionamento decomunicação elétrica ao longo do referido materialperiférico ao referido anel central.

8. Lente, de acordo com a reivindicação 7,caracterizada pelo fato de que o referido materialperiférico compreende uma pluralidade de braços dispostosradialmente em torno do referido anel central.

9. Lente, de acordo com a reivindicação 7,caracterizada pelo fato de que o trajeto de percursoelétrico compreende:uma pluralidade de condutores elétricos de sinaldispostos no referido anel central e estendendo-se ao longodo referido material periférico;um circuito integrado eletricamente conectado aosreferidos condutores elétricos de sinal para fornecimentode energia elétrica ao referido elemento eletroativo; eum par de condutores de sinal de bateria eletricamenteconectados ao referido circuito integrado eequidistantemente dispostos a partir da referidapluralidade de condutores elétricos de sinal ao longo doreferido material periférico.

10. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento eletroativocompreender:um primeiro substrato;uma pluralidade de eletrodos padronizados dispostosdiante de uma superfície do referido primeiro substrato;um segundo substrato disposto diante do referidoprimeiro substrato;um eletrodo disposto diante de uma superfície doreferido segundo substrato; eum cristal líquido disposto entre os referidoseletrodos padronizados e referido eletrodo.

11. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento eletroativocompreender:um primeiro substrato;uma primeira pluralidade de eletrodos padronizadosdispostos diante de um superfície do referido primeirosubstrato;um segundo substrato disposto diante do referidoprimeiro substrato;um primeiro eletrodo disposto diante de uma primeirasuperfície do referido segundo substrato;um segundo eletrodo disposto diante de uma segundasuperfície do referido segundo substrato, em que a referidasegunda superfície encontra-se oposta a referida primeirasuperfície;um terceiro substrato disposto diante do referidosegundo substrato;uma segunda pluralidade de eletrodos padronizadosdispostos diante de uma superfície do referido terceirosubstrato;um primeiro cristal líquido disposto entre a referidaprimeira pluralidade de eletrodos padronizados e referidoprimeiro eletrodo; eum segundo cristal líquido disposto entre a referidasegunda pluralidade de eletrodos padronizados e referidosegundo eletrodo.

12. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de o elemento eletroativo ser umelemento eletroativo em anel concêntrico difrativo.

13. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento eletroativo é umelemento eletroativo pixalado.

14. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento eletroativo é umelemento eletroativo de superfície de compensação.

15. Lente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o elemento eletroativo é umelemento eletroativo de lente modal.