專利名稱：可變焦距晶狀體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變焦距晶狀體，具體涉及一種改變?nèi)斯ぞ铙w的光焦度并使其具有散光矯正能力的裝置。
人眼的晶狀體位于瞳孔后面的正中位置并受到角膜保護(hù)。在正常的人眼中，晶狀體是清澈的并基本上是對(duì)稱的，其相對(duì)的凸表面形成大致球狀的截段。晶狀體和角膜協(xié)同將光聚焦在視網(wǎng)膜上。而視網(wǎng)膜則與神經(jīng)和大腦協(xié)同作用，使投射到視網(wǎng)膜上的光感應(yīng)成影象。
發(fā)生在角膜和晶狀體內(nèi)的光的折射轉(zhuǎn)換成屈光度約為60度的光學(xué)校正，其中角膜的屈光度約為40度，晶狀體的屈光度約為20度。眼睛中還存在有其它折射結(jié)構(gòu)，但為了簡(jiǎn)化主題的描述而不予考慮。
白內(nèi)障是眼睛的正常是清澈的晶狀體逐漸變成不透明的一種狀態(tài)。這種混濁化一般要經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的時(shí)間，通過(guò)晶狀體的光量隨不透明度的增長(zhǎng)而減少。隨著白內(nèi)障晶狀體的透光能力的減弱，眼睛感應(yīng)影象的能力也就隨著減弱。最終可能導(dǎo)致失明。由于沒(méi)有消除白內(nèi)障晶狀體的混濁度的已知方法，一般必須用外科手術(shù)摘除混濁的晶狀體以使光線不受陰礙地通過(guò)瞳孔到達(dá)視網(wǎng)膜上。白內(nèi)障晶狀體是通過(guò)在角膜和鞏膜交接處的上部切出一個(gè)大致水平的切口而予以摘除的。
一旦晶狀體用外科手術(shù)摘除掉，光線就能夠順利地通過(guò)瞳孔傳到視網(wǎng)膜上。如上所述，眼睛的晶狀體起很重要的聚焦功能。因此，晶狀體摘除后，眼睛的視覺(jué)系統(tǒng)的屈光度約“缺”20度，光不再能正確地聚焦在視網(wǎng)膜上。眼鏡、隱形眼鏡和人工晶狀體是白內(nèi)障外科手術(shù)后通?？梢圆捎脕?lái)使光重新聚焦在視網(wǎng)膜上的三種光學(xué)助視器。
眼鏡包含與眼睛的角膜隔開(kāi)一個(gè)距離設(shè)置的透鏡。透鏡與角膜之間的空氣間隙形成一個(gè)大于7%的影像放大率。不幸的是，大腦并不能使這種放大率在兩只眼睛內(nèi)變成一樣，結(jié)果是一個(gè)物體出現(xiàn)了雙象。這是一個(gè)特殊問(wèn)題，如果一個(gè)人僅有一只眼睛有向內(nèi)障。眼鏡事實(shí)上還限制了周邊視力。
隱形眼鏡直接貼附在眼睛的角膜上，因而消除了空氣間隙。結(jié)果，隱形眼鏡的影像放大率要比眼鏡的影像放大率小得多，大腦一般能夠融合由一支帶有隱形眼鏡的眼睛和一支未帶隱形眼鏡的眼睛看到的影像。然而，隱形眼鏡并非那么完美。例如，隱形眼鏡相當(dāng)脆弱并且很容易從其在角膜上的正確位置移開(kāi)。此外，隱形眼鏡必須定期更換，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)積聚在鏡面上，可能引發(fā)結(jié)膜炎。而且，需要作白內(nèi)障手術(shù)的老年人中的許多人并不具有正確地摘下或嵌放隱形眼鏡所要求的手部協(xié)調(diào)動(dòng)作。
1955年前后，人工晶狀體首次能夠用作光學(xué)助視器來(lái)取代摘除的白內(nèi)障晶狀體。這種人工晶狀體被植放在眼睛內(nèi)，因而能夠很接近地模擬由它的所取代的自然晶狀體的光學(xué)特征。和眼鏡不一樣，采用正確地制造并放置的人工晶狀體實(shí)際上不存在影像變形。同樣，與隱形限鏡不一樣的是，人工晶狀體上不會(huì)有蛋白質(zhì)積聚并且無(wú)需病人照料。
為了將人工晶狀體植入眼睛內(nèi)，外科醫(yī)生通常要在角膜上對(duì)準(zhǔn)瞳孔的部位切一個(gè)切口或開(kāi)口，然后外科醫(yī)生將晶狀體通過(guò)該開(kāi)口放入眼睛內(nèi)。晶狀體的附著構(gòu)件是撓性的并且可以彎摺來(lái)通過(guò)該開(kāi)口。因此，必須切出的最小開(kāi)口長(zhǎng)度通常是由基本上硬性的、通常具有圓形周邊的晶狀體本體、或叫鏡片的直徑?jīng)Q定的。當(dāng)然，眼睛上切出的開(kāi)口最好盡可能地小以使眼睛損傷的風(fēng)險(xiǎn)減到最小。
目前移植人工晶狀體的作法是用諸如由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料制成的諸如眼前房晶狀體或眼后房晶狀體的人工晶狀體來(lái)取代在外科手術(shù)時(shí)、諸如在白內(nèi)障外科手術(shù)時(shí)摘除的正常的晶狀的人眼晶狀體。但是，人工晶狀體目前所存在的問(wèn)題之一是，需要在外科手術(shù)前確定晶狀體的光焦度。這可以例如通過(guò)在外科手術(shù)前作超聲波掃描與/或測(cè)定病人的屈光度、然后對(duì)晶狀體的正確光焦度作出臨床估計(jì)以確定眼睛的正確屈光度這樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，即使采用現(xiàn)有的最好的醫(yī)療技術(shù)和尖端光學(xué)設(shè)備，眼科學(xué)家也從未能校正過(guò)從遠(yuǎn)距視覺(jué)到近距視覺(jué)的調(diào)節(jié)機(jī)能，并且植入晶狀體的光焦度很少精確到足以使病人不需要使用眼鏡來(lái)獲得精確地聚焦的遠(yuǎn)距視覺(jué)和近距視覺(jué)。
現(xiàn)有技術(shù)的人工晶狀體一般不是平凸的結(jié)構(gòu)就是雙凸的結(jié)構(gòu)，每一弧形表面形成一個(gè)球狀截段。晶狀體通過(guò)摘除白內(nèi)障晶狀體切出的同一切口放入眼睛內(nèi)。如上所述，此切口一般是沿眼睛的上部在角膜和鞏膜交界處切出的。所有手術(shù)后的病人中，約有三分之一會(huì)有明顯的散光，并且約有三分之一的病人需要在手術(shù)后用眼鏡進(jìn)行球狀調(diào)節(jié)以求看得清晰。實(shí)際上在所有的病例中，外科手術(shù)本身導(dǎo)致散光，這種散光在外科手術(shù)后的頭幾個(gè)星期、或甚至數(shù)月內(nèi)會(huì)有顯著的波動(dòng)。
手術(shù)后導(dǎo)致的散光可歸因于眼睛上毗鄰摘除白內(nèi)障晶狀體和嵌放人工晶狀體時(shí)通過(guò)的切口部位的愈合特性。更具體地說(shuō)，眼睛上的縫合切口比起皮膚的切口往往愈合得慢而且沒(méi)那么完全。例如，皮膚的縫合切口通常5至7天就愈合，而同樣的切口在眼睛內(nèi)可能要八周至一年的時(shí)間才完全愈合，取決于縫合的方法。這樣的緩慢愈合速度歸因于眼睛組織的性質(zhì)、手術(shù)后的不良的血管供應(yīng)以及可的松局部使用。在眼睛愈合期間，縫合部位往往會(huì)擴(kuò)散開(kāi)，使外科手術(shù)前基本上是球狀的角膜變成非球狀。由于切口大致上是水平取向的，這種擴(kuò)散一般是沿著眼球垂直子午線。因此，原先可能一直是球狀的眼睛的光學(xué)系統(tǒng)變成復(fù)曲面狀，該光學(xué)系統(tǒng)的眼睛垂直子午線可提供一種與眼球水平子午線不同的光學(xué)焦度。視覺(jué)系統(tǒng)的這種非球狀構(gòu)形一般稱為“散光”。
這種導(dǎo)致出的散光的度數(shù)根據(jù)所用縫線的類型、縫合的技術(shù)和外科醫(yī)生所采用的技巧和照料以及眼睛的物理特性而有所變化。例如，使用細(xì)尼龍縫合材料所導(dǎo)致的偏離球形的偏差一般要比使用絲線或可吸收縫線小一些。一般而言，導(dǎo)致出的散光的屈光度在0.5至5度范圍內(nèi)變化。雖然，由手術(shù)引起的散光一般是由眼球垂直子午線變陡而導(dǎo)致的，偏離的方位及大小是不可精確地預(yù)測(cè)的。手術(shù)后的散光一般要用隨著眼睛愈合而需要定期更換的醫(yī)療眼鏡來(lái)進(jìn)行校正。
在一些情況下，盡管眼科學(xué)家作了最大的努力，用外科手術(shù)放置入病人眼睛內(nèi)的晶狀體由于球形估計(jì)誤差以及由于變化著的散光情況而提供不了良好的遠(yuǎn)距視敏度。由于外科手術(shù)本身可能導(dǎo)致在白內(nèi)障外科手術(shù)后出現(xiàn)的散光的度數(shù)和散光軸發(fā)生顯著的變化，所以在外科手術(shù)后的一定時(shí)間-一般是數(shù)周或數(shù)月-之前不能準(zhǔn)確地確定精確的散光度數(shù)和散光軸。由于不可能容易地將舊的人工晶狀體摘取與及將新的具有不同光焦度的人工晶狀體用外科手術(shù)裝入而不會(huì)不適當(dāng)?shù)匚：Σ∪说囊曈X(jué)，所以病人必須依靠眼鏡來(lái)提供確準(zhǔn)地聚焦的視敏度。換句話說(shuō)，盡管沒(méi)有必要再戴笨重的、體積龐大的較高度數(shù)的眼鏡，病人通常還是必須戴上眼鏡來(lái)獲得最好的聚焦的視覺(jué)。
曾經(jīng)作過(guò)多次試圖提供一種可變光焦度的人工晶狀體的嘗試，該人工晶狀體的光焦度根據(jù)從晶狀體外面施加的力起變化來(lái)校正在外科手術(shù)后預(yù)料會(huì)出現(xiàn)的散光。美國(guó)專利4，787，903公開(kāi)了一種包含有一個(gè)環(huán)形費(fèi)里司內(nèi)爾氏(棱鏡)透鏡的人工晶狀體，它是用諸如聚甲基丙烯酸甲酯的具有高屈光指數(shù)的材料制成的。在費(fèi)里司內(nèi)爾氏元件上覆蓋上一種復(fù)合材料以提供光滑的外表面，這種復(fù)合材料可以用合適的材料、例如在受到電能或輻射能激勵(lì)時(shí)可改變其屈光指數(shù)的晶格或液晶材料制成。晶狀體帶有一個(gè)用于從由外部電源向耦合套圈供電所產(chǎn)生的電場(chǎng)接受能量的協(xié)作套圈或其它的拾能裝置。耦合套圈可以裝在眼鏡框架上、圍繞著眼窩植入或者由戴晶狀體的病人或眼科學(xué)家進(jìn)行放置。在該專利申請(qǐng)文件中提到，有些覆蓋材料是可以在兩種以上的狀態(tài)之間變換的，每一種狀態(tài)具有不同的屈光指數(shù);其它一些材料則可提供連續(xù)可變的屈光指數(shù)，這指數(shù)在能量消失后可能是穩(wěn)定不變的或可能回復(fù)到其初始值。但是，該專利并未指明這些材料是甚么材料。
美國(guó)專利4，601，545公開(kāi)了一種可變光焦度晶狀體系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一種諸如液晶的光學(xué)活性分子材料。通過(guò)把一個(gè)受控制的刺激場(chǎng)、諸如一個(gè)按幾何構(gòu)形的電壓矩陣、施加到晶狀體上，就可以獲得一個(gè)可變梯度的屈光指數(shù)。一個(gè)對(duì)應(yīng)的水平和垂直導(dǎo)體矩陣施加由在各分立點(diǎn)有選擇地控制的外加電壓產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，從而產(chǎn)生梯度屈光指數(shù)。
美國(guó)專利4，564，267公開(kāi)了一種可變焦距的晶狀體，該晶狀體可以通過(guò)將一個(gè)電場(chǎng)施加到一個(gè)包括至少一個(gè)由光電晶體形成的晶狀體的復(fù)合晶狀體上來(lái)實(shí)施電控制。光電晶體并置于第一和第二透明電極板之間，每個(gè)電極板包含有多個(gè)同心的環(huán)形透明電極。接到電極上的電源可產(chǎn)生橫貫晶體的電場(chǎng)，該電場(chǎng)產(chǎn)生具有透鏡作用的屈光指數(shù)分布。電場(chǎng)使晶狀體的焦距可根據(jù)輸入的電位而變化。
美國(guó)專利4，373，218公開(kāi)了一種可變光焦度的人工晶狀體，這種人工晶狀體包括一個(gè)用于容納液晶材料的液體膨脹囊，液晶材料與一個(gè)電極和一個(gè)微處理機(jī)結(jié)合作用以改變晶狀體的屈光指數(shù)。在睫狀體內(nèi)設(shè)置一個(gè)電極以將一個(gè)與所要求的調(diào)節(jié)成比例的輸入信號(hào)提供給一個(gè)可以植入人眼鞏膜內(nèi)的微處理機(jī)。該微處理機(jī)產(chǎn)生橫貫液晶材料的電位來(lái)控制屈光指數(shù)，以獲得根據(jù)眼睛的相對(duì)位置所要求的調(diào)節(jié)。該微處理機(jī)的輸出電壓施加到可以是在流體膨脹囊的內(nèi)部上形成一層覆蓋層的薄透明材料的電極上。
本發(fā)明涉及一種可變焦距晶狀體，這種晶狀體可以被制成一個(gè)植入人眼內(nèi)的人工晶狀體。這種晶狀體還有其它方面的應(yīng)用、包括用在照相機(jī)上。
本發(fā)明的可變焦距晶狀體具有一個(gè)用塑料之類的材料制成的透明包套，該包套包封著一種用一種諸如硅樹(shù)脂那樣的具有高粘度的合適材料制成的透明凝膠體，在這種凝膠體中懸浮有光折射顆粒。但是，包套也可以是能夠保持住晶狀體形狀的凝膠材料制成的表皮或外表層。凝膠體的物理性能與電性能將析射顆粒保持在凝膠體中的固定位置上。顆粒是由一種對(duì)外部力起反應(yīng)以旋轉(zhuǎn)或改變?cè)谀z體內(nèi)就位的顆粒的取向的合適材料構(gòu)成。這樣，隨著顆粒的取向被改變，晶狀體的屈光指數(shù)也發(fā)生變化，因而通過(guò)析射顆粒的有選擇的旋轉(zhuǎn)或改變?nèi)∠颍梢栽鰷p晶狀體的球形校正量與/或散光校正量。
施加一個(gè)外部電磁力或其它合適的能源來(lái)調(diào)節(jié)晶狀體，直至其被正確地聚焦。在外部力去除后，具有高的抗流動(dòng)性的凝膠體將顆粒保持在改變后的位置上。
在一個(gè)人工晶狀體的應(yīng)用例子中，晶狀體植入者的視力可以校正到完美或接近完美的視力。晶狀體的改變后的光焦度與/或散光校正可保持穩(wěn)定，直至植入者需要施加外部力場(chǎng)來(lái)校正由其它因素導(dǎo)致的偏離完美視力的偏差時(shí)為止，因而無(wú)需更換眼鏡來(lái)使眼睛保持良好的聚焦。此外，本發(fā)明的晶狀體是穩(wěn)定的，在去掉外部力場(chǎng)后保持焦距與/或散光校正不變。這種晶狀體不需要連續(xù)的動(dòng)力源，也不需要通過(guò)電路和電極矩陣使動(dòng)力源耦合到晶狀體材料上，亦無(wú)需用動(dòng)力耦合套圈給晶狀體供應(yīng)連續(xù)動(dòng)力。
通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，熟悉本專業(yè)技術(shù)的人即可以很容易對(duì)本發(fā)明的上述的以及其它的優(yōu)點(diǎn)有清楚的理解，在附圖中

圖1是正常人眼在摘除自然晶狀體前的側(cè)面剖視圖;
圖2是典型的現(xiàn)有技術(shù)人工晶狀體的前視圖;
圖3是圖2所示晶狀體沿眼球垂直子午線3-3截取的轉(zhuǎn)了90°的剖視圖;
圖4是圖2所示晶狀體沿眼球水平子午線4-4截取的剖視圖;
圖5是圖1所示人眼在植入圖2所示人工晶狀體后的側(cè)面剖視圖;
圖6是本發(fā)明的人工晶狀體裝置的前視圖;
圖7是圖6所示晶狀體裝置沿7-7線截取的剖視圖，示出多個(gè)光折射顆粒;
圖8是一個(gè)基本上跟圖7一樣的剖視圖，示出光折射顆粒轉(zhuǎn)了90度;
圖9是本發(fā)明的人工晶狀體裝置的示意性側(cè)視圖，示出兩個(gè)放大的光折射顆粒對(duì)來(lái)自一個(gè)光源的光束進(jìn)行聚焦;
圖10是跟圖9一樣的視圖，示出光折射顆粒在存在一個(gè)磁場(chǎng)的情況下旋轉(zhuǎn)到一個(gè)傾鈄位置上;
圖11是跟圖9一樣的視圖，示出光折射顆粒在旋轉(zhuǎn)到一個(gè)傾斜位置上以后，將來(lái)自一個(gè)光源的光束聚焦到跟圖9所示的不同的焦點(diǎn)上;
圖12是本發(fā)明的晶狀體的前視圖，示出光折射顆粒為進(jìn)行散光校正而進(jìn)行細(xì)分區(qū)的情況;
圖13是一個(gè)用于產(chǎn)生磁場(chǎng)以使本發(fā)明的晶狀體中的光折射顆粒旋轉(zhuǎn)的基本控制裝置的示意性方框圖;
圖14是一個(gè)與圖13所示的控制裝置一起使用的裝置的示意前視圖;
圖15是用以操縱圖14所示的裝置的自動(dòng)控制裝置的示意方框圖;
圖16是一個(gè)用于操縱一個(gè)采用了本發(fā)明的可變焦距晶狀體的照相機(jī)的自動(dòng)控制裝置的示意性方框圖。
參見(jiàn)圖1，圖中示出了一個(gè)總的以標(biāo)號(hào)10標(biāo)出的正常人眼。眼睛10包括一個(gè)蓋住基本上是球形的鞏膜14上的一個(gè)開(kāi)口的角膜12。角膜12往內(nèi)在鞏膜14的開(kāi)口上有一個(gè)具有一個(gè)瞳孔18的虹膜16。瞳孔18的后面位置有一個(gè)將進(jìn)入的光聚焦在眼睛內(nèi)表面上的視網(wǎng)膜22上的晶狀體20，該視網(wǎng)膜由視覺(jué)神經(jīng)24連接至大腦(未示出)。晶狀體20設(shè)在瞳孔18后面正中的位置上并由角膜12加以保護(hù)。在正常的眼睛10中，晶狀體20是清澈的而且基本上是對(duì)稱的，其相對(duì)的凸表面形成大致上是球狀截段。晶狀體20和角膜22協(xié)同地將射進(jìn)來(lái)的光聚焦在視網(wǎng)膜22上。而視網(wǎng)膜22則與視覺(jué)神經(jīng)24和大腦協(xié)同作用，將投射到視網(wǎng)膜22上的光感應(yīng)成影象。
發(fā)生在角膜12和晶狀體20內(nèi)的光的折射轉(zhuǎn)換成屈光度約為60度的光學(xué)校正，其中角膜12的屈光度約為40度，晶狀體20的屈光度約為20度。眼睛10中還存在有其它折射結(jié)構(gòu)，但在此為了簡(jiǎn)化描述而不予考慮。
白內(nèi)障是眼睛10的正常是清澈的晶狀體20逐漸變成不透明的一種狀態(tài)。這種混濁化一般要經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的時(shí)間，通過(guò)晶狀體20的光量隨不透明度的增長(zhǎng)而減少。隨著白內(nèi)障晶狀體20的透光能力減弱，眼睛10感應(yīng)影象的能力也就隨著減弱。最終可能導(dǎo)致失明。由于沒(méi)有消除白內(nèi)障晶狀體20的混濁度的已知方法，一般必須用外科手術(shù)摘除混濁的晶狀體20以使光線不受阻礙地通過(guò)瞳孔18到達(dá)視網(wǎng)膜22上。白內(nèi)障晶狀體是通過(guò)在角膜12和鞏膜14交接處26的上部切出一個(gè)大致水平的切口而予以摘除的。
一旦白內(nèi)障晶狀體20用外科手術(shù)摘除掉，光線就能夠順利地通過(guò)瞳孔18傳到視網(wǎng)膜22上。但是，晶狀體20起很重要的光聚焦功能。因此，晶狀體20摘除后，眼睛的視覺(jué)系統(tǒng)的屈光度約“缺”20度，光不再能正確地聚焦在視網(wǎng)膜22上。當(dāng)一個(gè)晶狀體20被摘除來(lái)消除白內(nèi)障時(shí)，必須用一個(gè)人造晶狀體來(lái)取代它。在白內(nèi)障外科手術(shù)后，為了使光線重新聚焦在視網(wǎng)膜22上，通常采用一個(gè)人工晶狀體、諸如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)人工晶狀體28。
用任何一種生物學(xué)上是惰性的并適用于視覺(jué)校正的、諸如硅樹(shù)脂的透明材料制成的人工晶狀體28形成一個(gè)復(fù)曲面截段。晶狀體28是一個(gè)球體的一個(gè)截段，從前面看大體呈圓形，其直徑約為6毫米。一對(duì)觸梢30起支腿的作用將晶狀體28支撐在眼睛10的后房?jī)?nèi)的正確位置上(圖5)。每個(gè)觸梢30伸出約4毫米，從其附接到晶狀體28的周邊的直線端伸展到附接到眼睛上的弧形端。這樣，晶狀體28和兩個(gè)觸梢30的總寬度約為14毫米。
人工晶狀體28如圖5所示那樣嵌入在虹膜16的后方。這種類型的晶狀體稱作后房晶狀體，它是人工晶狀體的許多設(shè)計(jì)中最新也是最通用的類型。
應(yīng)該理解到，現(xiàn)有技術(shù)的人工晶狀體28可以制造成適應(yīng)后房以外的其它位置。例如，晶狀體28可以放置在前房?jī)?nèi)，即在角膜12和虹膜16之間的區(qū)域。但是，這樣的放置位置有時(shí)被認(rèn)為是不好的，因?yàn)閷⒕铙w放置在非常接近角膜的位置可能導(dǎo)致角膜內(nèi)皮出現(xiàn)創(chuàng)傷。
與人工晶狀體正確植入相聯(lián)的一個(gè)問(wèn)題是準(zhǔn)確地確定手術(shù)后要植入病人眼睛內(nèi)的晶狀體的確切的標(biāo)定光焦度或屈光光焦度的問(wèn)題。眼科學(xué)家可以例如設(shè)法測(cè)定病人的自然晶狀體20的標(biāo)定光焦度和通過(guò)使用各種各樣的測(cè)量裝置、例如超聲波裝置來(lái)測(cè)量眼睛10的深度和直徑。這些測(cè)量結(jié)合臨床經(jīng)驗(yàn)，使眼科學(xué)家能夠比較準(zhǔn)確地確定所用的人工晶狀體28的正確的屈光率或光焦度。
但是，在一些情況下，盡管眼科學(xué)家作了最大的努力，用外科手術(shù)放置入眼睛內(nèi)的晶狀體的屈光度不是正確的，病人不能得到良好的肉眼視敏度。在外科手術(shù)后的愈合期間，病人的散光度數(shù)是變化的，具有一種妨礙聚焦成輪廓清晰的清楚影象的屈光缺陷。一些出現(xiàn)在白內(nèi)障外科手術(shù)后的散光是由于外科手術(shù)的切口及切口愈合導(dǎo)致的角膜曲率的變化所引起的。
晶狀體28的曲率可以成為非對(duì)稱的，使圖3所示的沿圖2的剖切線3-3的眼球垂直子午線在視覺(jué)上比圖4所示的沿圖2的剖切線4-4的眼球水平子午線弱些。晶狀體28在中心28a處的厚度保持不變。這樣，眼球的垂直和水平子午線的相應(yīng)的視覺(jué)能力的差別是由在眼球垂直和水平子午線上的不同結(jié)構(gòu)輪廓(例如不同的曲率半徑)28b和28c分別導(dǎo)致不同的屈光特性產(chǎn)生的。這樣，晶狀體28形成一個(gè)球體的復(fù)曲面截段。為了在植入眼睛內(nèi)時(shí)正確地對(duì)中，兩個(gè)觸梢30分別偏離垂直子午線錯(cuò)開(kāi)設(shè)置并與之平行。
由此，如上所述，現(xiàn)有技術(shù)的人工晶狀體28具有固定的散光校正量和固定的光焦度。在圖6至9中，示出了一個(gè)本發(fā)明的非活性(passive)的穩(wěn)定的人工晶狀體裝置，該裝置在圖中總的以標(biāo)號(hào)32表示，其晶狀體配置有用于有選擇地改變晶狀體的光焦度的裝置和有選擇地提供散光校正的裝置。晶狀體裝置32包括一個(gè)由塑料之類的材料制成的、透明的、撓性的，大致呈圓形的包套34，它包圍著并包封著一種具有較高的抗流動(dòng)性的透明凝膠體36。凝膠體36可以是一種諸如硅樹(shù)脂的材料。一對(duì)前面示出過(guò)的觸梢30可以附接到該包套34上。雖然晶狀體組件32的包套34具有一個(gè)朝向瞳孔18的凸表面和一個(gè)后凸表面，但應(yīng)該理解到包套34也可以制成其它形狀。通常，前和后表面的組合可以是九種可能組合中的任一種凹面、凸面和平面的組合。
多個(gè)分隔開(kāi)設(shè)置的光折射顆粒38懸浮在凝膠體36內(nèi)。顆粒38從側(cè)面看呈大致細(xì)長(zhǎng)形，如圖7所示。凝膠體36因具有高的抗流動(dòng)性而將顆粒38保持在固定的位置上。顆粒38是由一種對(duì)外部力起反應(yīng)的合適材料制成的，該外部力具有使顆粒旋轉(zhuǎn)或改變?nèi)∠虻哪芰?。例如，一種最好是固體的、諸如塑料的第一材料構(gòu)成一種光折射體，并與一種諸如一種鐵磁性材料的第二材料結(jié)合，這種鐵磁性材料可實(shí)現(xiàn)高度的磁性取向，盡管存在原子的熱運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性。鐵磁性材料料可以是鐵、鈷、鎳、釓和鏑(Fe、Co、Ni、Gd和Dy)這5種元素中的任一種，或者是這些元素和其它元素的各種各樣的合金。鐵磁性材料由于具有高度的磁性取向，故對(duì)電磁場(chǎng)有反應(yīng)。在一些情況下，光折射顆粒38中的鐵磁性材料可以被“永久”磁化或簡(jiǎn)單地暫時(shí)按照電磁場(chǎng)的取向進(jìn)行排列。
顆粒38可以旋轉(zhuǎn)到任一旋轉(zhuǎn)角度。如果顆粒38起始是如圖7所示那樣垂直地布置的，施加一個(gè)電磁場(chǎng)就會(huì)使每個(gè)顆粒旋轉(zhuǎn)到一個(gè)新的位置方向上，例如轉(zhuǎn)了90°轉(zhuǎn)到如圖8所示那樣的水平放置位置。通過(guò)改變電磁場(chǎng)的強(qiáng)度、電磁場(chǎng)距晶狀體32的距離以及施加電磁場(chǎng)的時(shí)間長(zhǎng)短，就可以改變顆粒38的旋轉(zhuǎn)角度。
此外，還可以有選擇地使顆粒旋轉(zhuǎn)。例如，可以使第一預(yù)定數(shù)量的顆粒對(duì)第一力起反應(yīng)，以功能性地使光焦度增加2.5屈光度，以模擬使焦點(diǎn)從運(yùn)變近的調(diào)節(jié)。病人可以配置一個(gè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)這種變化而無(wú)需醫(yī)生來(lái)操作。這種變化可以在裝置去掉或關(guān)掉后穩(wěn)定住，或者可以是暫時(shí)的，晶狀體在去掉第一力后回復(fù)到其起始設(shè)定狀態(tài)。可能包括或可能不包括第一預(yù)定數(shù)量的第二預(yù)定數(shù)量的顆?？梢灾粚?duì)第二力起反應(yīng)，這第二力是由醫(yī)生或其他受過(guò)訓(xùn)練的專業(yè)人員施加，以實(shí)現(xiàn)較大的光焦度變化或改變散光校正量。
透明的顆粒材料和鐵磁性材料以這樣一種方式結(jié)合使之足以確保進(jìn)入包套34并穿過(guò)凝膠體36的光線被顆粒38折射。例如，鐵磁性材料可以形成一層包圍住內(nèi)部固體材料的薄的外膜。鐵磁性材料要薄到足以呈透明狀態(tài)，讓光線能夠被內(nèi)部的光學(xué)上清澈的材料所折射。另一種方案是，鐵磁性材料可以形成一個(gè)帶有一個(gè)孔口的模殼，光學(xué)上清澈的材料從孔口注入。
圖9至11中示意地示出晶狀體32。如果鐵磁性材料先前已被磁化，該材料會(huì)具有剩磁，使每一個(gè)光折射顆粒38具有一個(gè)帶正電荷的正極(positively charged pole)。和一個(gè)帶負(fù)電荷的負(fù)極(negatively charged pole)，兩電極分別用正號(hào)和負(fù)號(hào)示出。在圖9中以放大形式示出了一對(duì)這樣的顆粒38。顆粒38在縱向上與晶狀體32的垂直軸線對(duì)準(zhǔn)，其正極指向晶狀體32的周邊。當(dāng)一個(gè)正極性的電磁場(chǎng)施加到晶狀體32的一側(cè)時(shí)，如圖10所示，會(huì)在顆粒38上沿磁力線產(chǎn)生一個(gè)力，這些磁力線從正電場(chǎng)向外伸展沿大致水平的路徑穿過(guò)晶狀體32。每個(gè)顆粒38的正極受到磁場(chǎng)的推斥，負(fù)極則受到吸引。由于凝膠體36具有高的抗流動(dòng)性，顆粒38的中心將保持在凝膠體內(nèi)一個(gè)固定位置上，而顆粒的邊緣則圍繞著該中心旋轉(zhuǎn)。電磁場(chǎng)通過(guò)吸引顆粒38的一極及推斥另一極而使顆粒38實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或取向變化，如圖10所示。
顆粒38的旋轉(zhuǎn)改變了晶狀體32的屈光指數(shù)，從而改變了晶狀體32的光焦度。如圖9所示，如果為了圖解的目的而略去由于包套34的形狀導(dǎo)致的折射，則從一個(gè)光源42來(lái)的光束40沿路徑A進(jìn)入可變焦點(diǎn)人工晶狀體32直至其接觸光折射顆粒38為止。顆粒38將光束40沿路徑B折射或折彎到焦點(diǎn)C上。一般來(lái)說(shuō)，焦點(diǎn)C是視網(wǎng)膜的斑點(diǎn)。
當(dāng)將正極性的電磁場(chǎng)44放近晶狀體32時(shí)，如圖10所示，電磁場(chǎng)44通過(guò)將負(fù)極吸向電磁場(chǎng)及將正極推離電磁場(chǎng)而將光折射顆粒38旋轉(zhuǎn)到一個(gè)傾斜位置。凝膠體36由于具有高的抗流動(dòng)性而在去掉電磁場(chǎng)44后將光折射顆粒保持在其旋轉(zhuǎn)后的位置上。這樣，晶狀體變化后的特征是穩(wěn)定的(保持不變)并且穩(wěn)定狀態(tài)是非活性的，因?yàn)樗恍枰a(chǎn)生這種狀態(tài)的電磁場(chǎng)繼續(xù)存在。應(yīng)當(dāng)理解到，如果每個(gè)顆粒的極性反向，則可以采用負(fù)極性的電磁場(chǎng)來(lái)使光折射顆粒38旋轉(zhuǎn)。
如圖11所示，光束沿路徑A進(jìn)入晶狀體32直至接觸光折射顆粒38為止。傾斜的光折射顆粒38將光束40沿路徑D折射到到一個(gè)新的焦點(diǎn)E上。焦點(diǎn)E要較焦點(diǎn)C更靠近晶狀體32，因光的折射較大，故晶狀體的光焦度也較大。因此，隨著顆粒旋轉(zhuǎn)，光的折射增大，并且晶狀體32的光焦度也增大。由于光折射顆粒38可以被旋轉(zhuǎn)到一個(gè)選定的角度，所以晶狀體32的光焦度可以被調(diào)節(jié)則任何一個(gè)選定的所需值，因而可以隨時(shí)改變光焦度。晶狀體32可以在植入眼睛內(nèi)之后跟角膜匹配，如果以后眼睛的光學(xué)性能發(fā)生了變化，可以改變晶狀體的光焦度來(lái)適應(yīng)。
顆粒38還可以旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行散光校正。根據(jù)磁場(chǎng)聚焦的條件，每一個(gè)顆粒38都可以定向在跟其毗鄰的顆粒38不同的取向上。晶狀體32可以再分成幾個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域具有一種不同取向的顆粒38。例如，如圖12所示，晶狀體32被分成四個(gè)區(qū)或分段46、48、50和52。如果在直徑相對(duì)分段46和48內(nèi)的顆粒38的取向?qū)?yīng)于一個(gè)光焦度，而在直徑相對(duì)分段50和52內(nèi)的顆粒38的取向?qū)?yīng)于另一個(gè)光焦度，晶狀體32就可以有選擇地設(shè)定來(lái)校正例如對(duì)應(yīng)于分段46和48取向的散光。
沿眼睛10的任一子午線的散光可以根據(jù)需要通過(guò)使分段46、48、50和52圍繞晶狀體32的中心旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行對(duì)位來(lái)加以校正。散光的度數(shù)通過(guò)使用常規(guī)方法很容易確定。接著可以將電磁場(chǎng)44施加到晶狀體32的預(yù)定區(qū)域，以改變?cè)搮^(qū)域中顆粒38的取向。
將顆粒38細(xì)分成區(qū)域可以用很多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可以將永久磁鐵或載流線圈成形成能夠產(chǎn)生具有所需構(gòu)形的電磁場(chǎng)。而且，可以在晶狀體32和電磁場(chǎng)44的場(chǎng)源之間插入一種合適的電磁屏蔽裝置、諸如一種低電阻率的鐵磁性材料、以防止除選定區(qū)域內(nèi)的顆粒38之外的所有顆粒38旋轉(zhuǎn)。
圖13示出了一個(gè)用于控制晶狀體32中的光折射顆粒38的取向的控制系統(tǒng)的方框圖。電源54具有一個(gè)連接到場(chǎng)強(qiáng)控制裝置56的輸入端的輸出端。場(chǎng)強(qiáng)控制裝置56的一個(gè)輸出端連接到第一線圈58上。場(chǎng)強(qiáng)控制裝置56的第二輸出端連接到第二線圈60上。線圈58和60都可以裝在支持器62上。該支持器是任何一種用來(lái)將線圈58和60定位在毗鄰任何一種上述晶狀體組件內(nèi)的相關(guān)致動(dòng)體的部位的合適的裝置。場(chǎng)強(qiáng)控制裝置56可以有選擇地調(diào)節(jié)來(lái)將一個(gè)很寬范圍的電功率分開(kāi)地施加到線圈58和60的每一個(gè)上，以將相關(guān)的顆粒38移動(dòng)到選定的傾斜度。線圈58和60代表單個(gè)線圈或任何其它數(shù)量的這種線圈，線圈的數(shù)量根據(jù)產(chǎn)生所需的電磁場(chǎng)強(qiáng)度和形狀的需要而定。
如圖14所示，支持器62可以形成總的用標(biāo)號(hào)64表示的裝置的一部分，該裝置用于旋轉(zhuǎn)晶狀體32的光折射顆粒38。支持器62可以是盤(pán)形的，它具有一個(gè)用來(lái)對(duì)準(zhǔn)裝置64的合適的裝置。例如，支持器62可以配置有一個(gè)諸如一種用以將一個(gè)激光束投射在晶狀體上的裝置那樣的瞄準(zhǔn)器66和一個(gè)用以使光束與晶狀體上的一個(gè)標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)的視孔。另一種方案是，晶狀體32可以配置有一個(gè)只有在紫外光或紅外光下才可見(jiàn)的標(biāo)記，而由瞄準(zhǔn)器66產(chǎn)生所需要的光束。在圓盤(pán)形支持器62上還裝有線圈58和60，每個(gè)線圈布置成使之產(chǎn)生所需電磁場(chǎng)的一部分。圖中示意地示出了裝在支持器62上的附加線圈68，它代表任何所需數(shù)目的這種線圈。線圈58由一對(duì)引線70連接到任何合適的控制裝置、諸如圖13中所示的場(chǎng)強(qiáng)控制裝置56上。同樣地，線圈60由一對(duì)引線72連接到一個(gè)合適的控制裝置上。
如圖13和14所示，一個(gè)電磁屏蔽裝置74可以配置來(lái)將晶狀體32的部分區(qū)域?qū)﹄姶艌?chǎng)屏蔽住。例如，屏蔽裝置74可以設(shè)置在線圈60和晶狀體32(未示出)之間以防止在晶狀體的選定區(qū)域內(nèi)的顆粒38在毗鄰區(qū)域內(nèi)的顆粒被電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)。
裝置64可以裝進(jìn)一個(gè)可以由病人使用來(lái)根據(jù)情況需要改變晶狀體本體的形狀的裝置。例如，裝置64可以裝入一副眼鏡內(nèi)或制成一個(gè)手拿的控制裝置，由病人操縱以改變?cè)诮嘁曈X(jué)和遠(yuǎn)距視覺(jué)之間的晶狀體焦距。
圖15示出一個(gè)用于自動(dòng)地改變晶狀體32內(nèi)的光折射顆粒的取向的控制裝置。先前描述的電源54連接到一個(gè)控制單元80的輸入端上?？刂茊卧?0的一對(duì)輸出端連接到安裝在支持器62上的線圈58和60上?？刂茊卧?0可以包括有一個(gè)通用的程控微處理機(jī)，這微處理機(jī)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)操作軟件系統(tǒng)和一個(gè)用以接收由一個(gè)連接到控制單元80的輸入端上的鍵盤(pán)82發(fā)出的指令的程序，所發(fā)出的指令是有關(guān)從電源54施加到線圈58和60上的電功率的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的指令，以產(chǎn)生具有所需場(chǎng)強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間與構(gòu)形的電磁場(chǎng)。此外，可以將一個(gè)位置傳感器84連接到控制單元80的一個(gè)輸入端上，以產(chǎn)生一個(gè)代表支持器62和線圈58、60相對(duì)于待操縱的晶狀體裝置的位置的信號(hào)。位置傳感器84可以是任何一種適合于測(cè)定晶狀體裝置上的任何一種物理特征的裝置，通常是光敏裝置。例如，位置傳感器84可以檢測(cè)包套34上的一個(gè)標(biāo)記。
采用這種人工晶狀體，可使痊愈中的白內(nèi)障病人不再需要配戴眼鏡或隱形眼鏡。免除眼鏡或隱形眼鏡會(huì)給痊愈中的白內(nèi)障病人帶來(lái)極大的好處，因?yàn)樗麄冎械脑S多人是老年人，就算沒(méi)有配戴眼鏡或隱形眼鏡的負(fù)擔(dān)就已經(jīng)是夠困難的了。此外，如果需要的話，外部力源可以裝進(jìn)一副眼鏡內(nèi)，或者裝進(jìn)一個(gè)手拿的裝置內(nèi)，由病人有選擇地操縱以適應(yīng)不同的焦距。本發(fā)明具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)裝置的優(yōu)點(diǎn)，它不需要在動(dòng)力源和晶狀體之間進(jìn)行實(shí)體的或電氣的連接來(lái)改變晶狀體。本發(fā)明的可變焦距晶狀體除了用作人工晶狀體外，還具有各種各樣的應(yīng)用。例如，可變焦距晶狀體可以用作照相機(jī)透鏡。該晶狀體可用以替代或結(jié)合具有固定鏡頭、可調(diào)鏡頭、或多個(gè)可換鏡頭的照相機(jī)鏡頭來(lái)使用。
在圖16中示出了一個(gè)用以操縱照相機(jī)88中的可變焦透鏡86的控制系統(tǒng)的部分示意和部分方框形式的組合圖?？勺兘雇哥R裝置86包括一個(gè)光學(xué)上清澈的、撓性的、大致為圓形并且由塑料之類材料制成的包套90，這包套包圍著一種具有高的抗流動(dòng)性的光學(xué)上清澈的凝膠體92。多個(gè)分隔開(kāi)設(shè)置的光折射顆粒94懸浮在凝膠體92中。凝膠體92由于具有高的抗流動(dòng)性而將顆粒94保持在固定的位置上。顆粒94是用一種對(duì)外部力起反應(yīng)的合適材料、例如一種光學(xué)上清澈的材料與一種對(duì)電磁場(chǎng)起反應(yīng)的鐵磁性材料結(jié)合構(gòu)成的。
照相機(jī)88的控制系統(tǒng)大致與上面所述的人工晶體的控制系統(tǒng)相同。電源96具有一個(gè)連接到場(chǎng)強(qiáng)控制裝置98的輸入端上的輸出端?？刂蒲b置98具有若干個(gè)接到線圈裝置100上的輸出端，這線圈裝置可以是單個(gè)線圈或多個(gè)線圈，用于產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)?？刂蒲b置98還有一個(gè)輸入端，從一個(gè)位置傳感器102接來(lái)焦距調(diào)節(jié)信號(hào)?？刂蒲b置98對(duì)從輸入按鈕104傳來(lái)的聚焦信號(hào)起反應(yīng)?？刂蒲b置98通過(guò)控制施加到晶狀體86上的電磁場(chǎng)的強(qiáng)度和電磁場(chǎng)施加到晶狀體86上的時(shí)間來(lái)改變焦距。另一種方案是，控制裝置可以調(diào)節(jié)線圈裝置100相對(duì)于晶狀體86的位置。
位置傳感器102或輸入按鈕104可以用來(lái)給控制裝置98輸入指令來(lái)改變焦距。例如，在觀察者不通過(guò)透鏡觀察的照相機(jī)中，按鈕可以用來(lái)輸入一個(gè)與距景物的估測(cè)距離成正比的信號(hào)。在觀察者通過(guò)透鏡觀察的照相機(jī)中，位置傳感器可以連接到一個(gè)聚焦環(huán)上以產(chǎn)生焦距調(diào)節(jié)信號(hào)。
應(yīng)該理解到，光折射顆?？梢杂脤?duì)外部力起反應(yīng)的任何合適的材料制造。例如，光折射顆?？梢杂靡环N對(duì)由特定的超聲頻率導(dǎo)致的振動(dòng)起反應(yīng)以使顆粒旋轉(zhuǎn)的合適的材料制成或涂覆。此外，光折射顆?？梢杂蓪?duì)諸如激光的另一種形式的能量起反應(yīng)的合適材料構(gòu)成。
總起來(lái)說(shuō)，提供了一個(gè)可變焦裝置來(lái)改變晶狀體裝置的光焦度?？烧{(diào)節(jié)的晶狀體可以用在各種各樣的應(yīng)用場(chǎng)合中，例如，用作照相機(jī)鏡頭或植入人眼內(nèi)的人工晶狀體。當(dāng)用作人工晶狀體時(shí)，可變焦晶體還可以使用來(lái)消除或降低由于眼睛外科手術(shù)導(dǎo)致的外科手術(shù)后的散光效應(yīng)。本發(fā)明采用一種具有一個(gè)光學(xué)上清澈的、撓性的、大致呈圓形并且包封著凝膠體和多個(gè)懸浮在凝膠體內(nèi)的光折射顆粒的包套的人工晶狀體。光折射顆粒對(duì)外部力起反應(yīng)來(lái)將凝膠體內(nèi)的顆粒的取向改變到新的取向，以調(diào)節(jié)晶狀體裝置的特征、包括光焦度和散光特征。光折射顆粒在外部力去掉后在凝膠體內(nèi)保持在新的位置上，這是因?yàn)槟z體具有阻止顆粒改變位置的高的抗流動(dòng)性。光折射顆?？梢詫?duì)不同類型的外部力、諸如電磁力場(chǎng)、超聲頻率發(fā)射源、以及激光能量發(fā)射源起反應(yīng)。
根據(jù)專利法的條款，本發(fā)明是按認(rèn)為是代表了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的內(nèi)容進(jìn)行了描述。但是，應(yīng)該注意到，本發(fā)明還可以按不同于在此處具體圖示和描述的方式實(shí)施而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于植入眼睛內(nèi)的非活性的穩(wěn)定的可變焦距人工晶狀體裝置，其特征在于包含有一個(gè)透明的、大致圓形的包套；一種包封在所述包套內(nèi)的、具有高的抗流動(dòng)性的透明凝膠體；和多個(gè)按預(yù)定取向懸浮在所述凝膠體內(nèi)的光折射顆粒，所述顆粒對(duì)外部力起反應(yīng)以將所述顆粒改變到相對(duì)于所述包套的新的取向上以有選擇地調(diào)節(jié)所述晶狀體裝置的特征、包括光焦度和散光校正特征，從而使所述顆粒在外部力去掉后在所述凝膠體內(nèi)保持在所述新的取向上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述包套制成所述凝膠體的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述包套由塑料材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述光折射顆粒對(duì)外部電磁力起反應(yīng)以將在所述凝膠內(nèi)的所述顆粒的取向改變到一個(gè)新的位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述光折射顆粒包含一種鐵磁性材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述光折射顆粒由一種鐵磁性材料和一種塑料材料構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述光折射顆粒由一種透明材料涂覆一種鐵磁性材料來(lái)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述包套具有凸面、凹面和平面中之一種的朝向眼睛瞳孔的表面，和凸面、凹面和平面中之一種的后表面。
9.一種非活性的穩(wěn)定的可變焦距晶狀體裝置，其特征在于包含有一個(gè)透明的、大致圓形的包套;一種包封在所述包套內(nèi)的、具有高的抗流動(dòng)性的透明凝膠體;多個(gè)按預(yù)定取向懸浮在所述凝膠體內(nèi)的光折射顆粒;和用以產(chǎn)生電磁場(chǎng)的裝置，所述顆粒對(duì)由電磁場(chǎng)施加的外部力起反應(yīng)以將所述顆粒改變到相對(duì)于所述包套的新的取向上以有選擇地調(diào)節(jié)所述晶狀體的特征、包括光焦度和散光校正特征，從而使所述顆粒在外部力去掉后在所述凝膠體內(nèi)保持在所述新的取向上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于所述光折射顆粒包含一種鐵磁性材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于所述光折射顆粒由一種鐵磁性材料和一種塑料材料構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于所述光折射顆粒由一種透明材料涂覆一種鐵磁性材料來(lái)構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于在所述凝膠體內(nèi)包括有具有多個(gè)具第一取向的第一部分所述光折射顆粒的第一區(qū)域，和具有多個(gè)具第二取向的第二部分所述光折射顆粒的第二區(qū)域，從而使該晶狀體裝置可校正散光。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于包括一種用于將所述凝膠體的一個(gè)選定區(qū)域?qū)Ξa(chǎn)生電磁場(chǎng)的所述裝置所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)屏蔽住的電磁屏蔽裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的晶狀體裝置，其特征在于所述電磁屏蔽裝置由一種具有較低電阻率的材料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于產(chǎn)生電磁場(chǎng)的所述裝置包括一個(gè)用以使產(chǎn)生電磁場(chǎng)的所述裝置與所述包套對(duì)準(zhǔn)的瞄準(zhǔn)器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于包括一個(gè)用以控制施加到所述顆粒上的電磁場(chǎng)的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間兩者之中的至少一個(gè)的控制系統(tǒng)。
18.一種非活性的穩(wěn)定的可變焦晶狀體裝置，其特征在于包含一種透明的、大致圓形的包套;一種包封在所述包套內(nèi)的、并具有高的抗流動(dòng)性的透明凝膠體;多個(gè)按預(yù)定取向懸浮在所述凝膠體內(nèi)的光折射顆粒;用以產(chǎn)生一個(gè)力場(chǎng)的裝置;和一個(gè)用以控制施加到所述顆粒上的力場(chǎng)的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間兩者之中的至少一個(gè)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)連接到上述的產(chǎn)生一個(gè)力場(chǎng)的裝置上，所述顆粒對(duì)由該力場(chǎng)施加的外部力起反應(yīng)以將所述顆粒改變到相對(duì)于所述包套的新的取向上以有選擇地調(diào)節(jié)所述晶狀體裝置的特征、包括光焦度和散光校正特征中的至少一個(gè)特征，從而使所述顆粒在外部力去掉后在所述凝膠體內(nèi)保持在所述新的取向上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的晶狀體裝置，其特征在于包括連接到所述控制裝置上用以產(chǎn)生一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)的裝置，所述控制裝置對(duì)所述調(diào)節(jié)信號(hào)起反應(yīng)將力場(chǎng)施加到所述顆粒上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的晶狀體裝置，其特征在于所述光折射顆粒由一種鐵磁性材料和一種塑料材料構(gòu)成，并且所述力場(chǎng)是一個(gè)電磁場(chǎng)。
全文摘要
一種可變焦晶狀體裝置包括一個(gè)透明的大致圓形的包套、一種包封在包套內(nèi)的高的抗流動(dòng)性的透明凝膠體和多個(gè)按預(yù)定取向懸浮在凝膠體中的光折射顆粒。當(dāng)外力場(chǎng)加到晶狀體裝置上，可有選擇地聚焦的顆粒起反應(yīng)以轉(zhuǎn)到相對(duì)于包套的新取向以有選擇地調(diào)節(jié)晶狀體裝置的光焦度與散光兩特征中之一，從而使顆粒在外力去掉后保持在新取向上?？刂萍拥筋w粒上的力場(chǎng)的強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間兩者中的至少一個(gè)的控制系統(tǒng)連接到線圈與電源上以產(chǎn)生所需力場(chǎng)。
文檔編號(hào)G02B3/14GK1060595SQ9110971
公開(kāi)日1992年4月29日 申請(qǐng)日期1991年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月9日
發(fā)明者羅伯特·G·威利 申請(qǐng)人:羅伯特·G·威利