Image Focus in 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 conduct a thorough study of solutions of the focusing problem in a Contact Lens Display. Starting with a literature study of of optical elements such as microlenses, Gradient-index lenses and Fresnel zone plates, the student will develop possible solutions and designs and investigate them quantitatively using a simulation program. In this program, ZEMAX, one can already start from an existing eye model and examine which dimensions the optical elements need to have in order to correctly project the pixels of the CLD onto the retina. The proposed designs should, of course, also permit the regular imaging function of the eye and the compatibility of both should be examined. At the end of the master thesis, recommendations should be formulated which can serve as a guide for further technological developments of the CLD.

Keywords:

contact lens, display, focusing, simulation

Location:

Ardoyen CMST + at home.

Beeldfocus in 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 figuren). 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 diepgaande studie verrichten naar oplossingen voor het focusprobleem bij een Contact lens Display. Beginnend met een literatuurstudie van optische elementen zoals microlenzen, Gradient-indexlenzen en Fresnel-zoneplaten zal de student mogelijke oplossingen en ontwerpen ontwikkelen en deze dan uitgebreid quantitatief onderzoeken met behulp van een simulatieprogramma. In dit programma, ZEMAX, kan al gestart worden van een bestaand oogmodel en kan men onderzoeken welke dimensies de optische elementen moeten hebben om de pixels van het CLD correct op de retina te projecteren. Uiteraard moeten de onderzochte ontwerpen ook de normale beeldvorming van het oog toelaten en moet de compatibiliteit van beide onderzocht worden. Aan het eind van deze masterproef moeten dan aanbevelingen geformuleerd worden die een leidraad vormen voor de verdere technologische ontwikkeling van het CLD.

























Trefwoorden:

contact lens, display, focusing, simulatie

Locatie:

Ardoyen CMST + thuis.
č
Contact Lens Display.wmv
(13238k)
Jelle De Smet,
Mar 22, 2012, 3:13 AM