zemax

Integrated Micro Lenses for a Contact Lens Display

Problem Definition:

Contact lenses are used for decades to correct vision, which is also their only function. Recently, however, research is being conducted to expand this functionality by integrating optical and electronic components inside the lens (see figures below). The first applications are relatively simple, such as a lens with a small optical warning signal or with automatic dimming function (automatic sunglasses). The final application could be a genuine Contact Lens Display (CLD). The pixels in such a CLD, however, are outside the focus of the human eye and therefore, no sharp image can be projected on the retina. Moreover, the image of the CLD should be superimposed on the normal vision, which requires a dual focus lens. If one wants to achieve this eventually, solutions to this problem must be put forward first.





Objectives:

In this master thesis, the student will make a simulation study of the integration of micro lenses in a contact lens surface. Micro lenses have typical dimensions of tens of micrometers and can project small objects (like pixels) on any surface (eg the retina of an eye). Through an array of micro lenses on the contact lens surface, several pixels can be projected together with the normal view on the retina and therefore achieve a dual focus. The student will use an existing eye model in ZEMAX, an optical simulation program, and determine the influence of parameters such as size, focus distance and the distribution of micro lenses on the contact lens surface to study the feasibility of the principle. In a later stage, more advanced materials such as Gradient-Index Lenses can be studied.



Keywords:

contact lens, display, micro lenses, simulation

Location:

Ardoyen CMST + at home.

Geintegreerde microlenzen voor een Contact Lens Display

Probleemstelling:

Contactlenzen worden al decennia lang gebruikt om aan gezichtscorrectie te doen, hetgeen ook hun enige functionaliteit is. Sinds kort wordt er echter onderzoek verricht naar het uitbreiden van deze functionaliteit door integratie van elektronische en optische componenten binnenin de lens (zie onderstaande figuur). In eerste instantie wordt er aan eenvoudige toepassingen gedacht, zoals bijvoorbeeld een lens met een klein optisch waarschuwingssignaal of met een automatische zonnebrilwerking. De eindtoepassing zou echter een heus Contact Lens Display (CLD) zijn. De pixels in zo een CLD bevinden zich echter buiten de focusafstand van het menselijk oog en bijgevolg kan er geen scherp beeld op het netvlies geprojecteerd worden. Daarenboven zou het beeld van het CLD gesuperponeerd moeten worden op het normale zicht, wat een lens met dubbele focus vereist. Wil men hier op termijn naar evolueren, dan moeten er eerst oplossingen voor dit probleem naar voren worden gebracht.















Doelstelling:

In deze masterproef zal de student een simulatiestudie verrichten naar de integratie van microlenzen in een contactlensoppervlak. Microlenzen hebben typische afmetingen van enkele tientallen micrometer en kunnen kleine objecten (zoals pixels) op een willekeurig oppervlak projecteren (bv de retina van een oog). Door een matrix van microlenzen op het contactlensoppervlak te plaatsen, kunnen meerdere pixels samen met het normale zicht op de retina geprojecteerd worden en zo dus een dubbele focus bewerkstelligen. De student zal van een bestaand oogmodel in ZEMAX, een optisch simulatieprogramma, vertrekken en de invloed van parameters zoals grootte, focusafstand en de verdeling van de microlenzen op het contactlensoppervlak bestuderen om de haalbaarheid van het principe te achterhalen. In een later stadium kunnen ook meer geavanceerde materialen zoals Gradient-Indexlenzen onderzocht worden.














Trefwoorden:

contact lens, display, microlenzen, simulatie

Locatie:

Ardoyen CMST + thuis.
Comments