Линза с многосегментной линейной стенкой мениска



Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска
Линза с многосегментной линейной стенкой мениска

 


Владельцы патента RU 2608974:

ДЖОНСОН ЭНД ДЖОНСОН ВИЖН КЭА, ИНК. (US)

Оптическая линза содержит переднюю линзу, заднюю линзу, образованную между ними полость, объем солевого раствора и масла, содержащихся в полости, расположенный между ними мениск, стенку мениска, сформированную в полости на внутренней поверхности передней линзы, вдоль которой проходит мениск. Стенка мениска содержит множество частей, каждая в форме отдельного усеченного конуса, образованного на передней линзе. Через одну или обе из передней линзы и задней линзы образован канал, который заполнен проводящим материалом, находящимся в электрическом соединении с выводом, выполненным таким образом, что приложение к нему электрического потенциала вызывает изменение формы мениска. Технический результат – обеспечение более стабильного и воспроизводимого управления перемещением жидкостного мениска при приложении электрического потенциала. 28 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/386629, поданной 27 сентября 2010 г. и озаглавленной «ЛИНЗА С МНОГОСЕГМЕНТНОЙ ЛИНЕЙНОЙ СТЕНКОЙ МЕНИСКА», и представляет собой частичное продолжение безусловной заявки на патент США № 13/095786, поданной 27 апреля 2011 г. и озаглавленной «ДУГООБРАЗНАЯ ЖИДКОСТНАЯ МЕНИСКОВАЯ ЛИНЗА», а также представляет собой частичное продолжение безусловной заявки на патент США № 13/149105, поданной 31 мая 2011 г. и озаглавленной «ЛИНЗА СО СТЕНКОЙ МЕНИСКА В ФОРМЕ УСЕЧЕННОГО КОНУСА», содержание каждой из которых считается достоверным и включено в настоящий документ путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение по существу относится к жидкостной менисковой линзе, а более конкретно включает дугообразную жидкостную менисковую линзу со стенкой мениска, включающей множество сегментов в форме усеченного конуса.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Жидкостные менисковые линзы известны в разных отраслях промышленности. Как более подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 1A и 1B, известные жидкостные менисковые линзы были выполнены в цилиндрических формах, и их поверхность по периметру образована точками, расположенными на фиксированном расстоянии от оси, представляющей собой прямую линию. Известные жидкостные менисковые линзы представлены только конфигурациями, в которых первая внутренняя поверхность по существу параллельна второй внутренней поверхности и каждая из них перпендикулярна оси цилиндра. Известные примеры использования жидкостных менисковых линз включают такие устройства, как устройства для электронных камер и мобильных телефонов.

Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза и интраокулярная линза, также включало биосовместимое устройство с корректирующими, косметическими или терапевтическими свойствами. Например, контактная линза может обеспечить одну или более из следующих функций: коррекцию зрения; косметическую коррекцию и терапевтические эффекты. Каждая функция обеспечивается определенной физической характеристикой линзы. Конфигурация, придающая линзе светопреломляющее свойство, позволяет обеспечить функцию коррекции зрения. Введенный в линзу пигмент позволяет обеспечить косметическое улучшение. Введенное в линзу активное вещество позволяет обеспечить терапевтическую функциональную возможность.

В последнее время в контактную линзу встраивают электронные компоненты. Некоторые компоненты могут включать полупроводниковые устройства. Однако физические ограничения жидкостной менисковой линзы, включая ее размер, форму и аспекты управления, препятствуют ее использованию в составе офтальмологической линзы. По существу цилиндрическая форма жидкостных менисковых линз, которую иногда называют формой хоккейной шайбы, не способствует созданию изделия, способного функционировать в человеческом глазу.

Кроме того, изогнутая жидкостная менисковая линза имеет физические особенности, которые могут быть не характерны для традиционной конфигурации жидкостной менисковой линзы с параллельными боковыми стенками.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, настоящее изобретение представляет жидкостную менисковую линзу, включающую дугообразную переднюю изогнутую линзу и дугообразную заднюю изогнутую линзу. Настоящее изобретение включает стенку мениска, физические свойства которой способствуют одному или обоим из притягивания и отталкивания жидкости, содержащейся внутри линзы, и формированию мениска с другой жидкостью.

В соответствии с настоящим изобретением первая дугообразная оптическая часть находится в непосредственной близости от второй дугообразной оптической части, причем между ними образована полость. В полости находятся солевой раствор и масло. Приложение электростатического заряда к стенке мениска, по существу размещенной в области периметра одной или обеих из первой дугообразной оптической части и второй дугообразной оптической части, изменяет физическую форму мениска, образованного между солевым раствором и маслом, содержащимися в полости.

Настоящее изобретение включает стенку мениска, имеющую составную форму, по существу включающую множество линейных сегментов, сечение которых включает множество механически связанных друг с другом сегментов в форме усеченного конуса.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1A представлен соответствующий предшествующему уровню техники пример цилиндрической жидкостной менисковой линзы, находящейся в первом состоянии.

На фиг. 1B представлен соответствующий предшествующему уровню техники пример цилиндрической жидкостной менисковой линзы, находящейся во втором состоянии.

На фиг. 2 представлен вид сбоку в разрезе примера жидкостной менисковой линзы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 представлено сечение части примера дугообразной жидкостной менисковой линзы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 представлены дополнительные аспекты примера дугообразной жидкостной менисковой линзы.

На фиг. 5 представлены элементы стенки мениска внутри дугообразной жидкостной менисковой линзы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6A представлена многоступенчатая стенка мениска внутри жидкостной менисковой линзы, указывающая на границу жидкостного мениска в состоянии без электропитания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6B представлена многоступенчатая стенка мениска внутри жидкостной менисковой линзы, указывающая на границу жидкостного мениска в состоянии с электропитанием в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6C представлена многоступенчатая стенка мениска внутри жидкостной менисковой линзы, причем для сравнения на одной диаграмме показана граница жидкостного мениска в состоянии с электропитанием и без электропитания.

На фиг. 7A представлена многоградиентная стенка мениска внутри жидкостной менисковой линзы, указывающая на границу жидкостного мениска в состоянии без электропитания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7B представлена многоградиентная стенка мениска внутри жидкостной менисковой линзы, указывающая на границу жидкостного мениска в состоянии с электропитанием в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7C представлена многоградиентная стенка мениска внутри жидкостной менисковой линзы, причем для сравнения на одной диаграмме показана граница жидкостного мениска в состоянии с электропитанием и без электропитания.

На фиг. 8A представлено сечение многоступенчатой стенки мениска, показанной отдельно от остальной части дугообразной жидкостной менисковой линзы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 8B представлено сечение многоградиентной стенки мениска, показанной отдельно от остальной части дугообразной жидкостной менисковой линзы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 8C представлено сечение усеченного конуса, который представляет собой форму одного линейного сегмента многоступенчатой стенки мениска или одного градиента многоградиентной стенки мениска, показанное отдельно от остальной части дугообразной жидкостной менисковой линзы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет жидкостную менисковую линзу по меньшей мере с одной из передней изогнутой линзы и задней изогнутой линзы, образующих полость мениска жидкостной менисковой линзы.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем описании и формуле изобретения, относящихся к настоящему изобретению, используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.

Краевой угол - угол, под которым граница раздела масло/солевой раствор, также называемая границей жидкостного мениска, соприкасается со стенкой мениска. Если стенка мениска является линейной, краевой угол определяют как угол между стенкой мениска и касательной к границе жидкостного мениска в точке соприкосновения границы жидкостного мениска со стенкой мениска. Если стенка мениска является изогнутой, краевой угол определяют как угол между касательными к стенке мениска и границе жидкостного мениска в точке их соприкосновения.

Линза - в настоящем документе линза означает изделие с передней поверхностью и задней поверхностью, оптически прозрачными для предварительно заданного диапазона длин волн излучения, такого как, например, видимый свет. Линза может включать одну или обе из по существу плоских передней поверхности и задней поверхности или одну или обе из передней поверхности и задней поверхности дугообразной формы.

Граница жидкостного мениска - дугообразная поверхность границы раздела солевого раствора и масла. Поверхность по существу будет образовывать линзу, которая является вогнутой с одной стороны и выпуклой с другой стороны.

Полость мениска - пространство в дугообразной жидкостной менисковой линзе между передней изогнутой линзой и задней изогнутой линзой, в котором содержится масло и солевой раствор.

Стенка мениска - особая область на внутренней стороне передней изогнутой линзы, которая находится в полости мениска и вдоль которой проходит граница жидкостного мениска.

Оптическая зона - в настоящем документе относится к области офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.

Складка - геометрический элемент внутренней поверхности части передней изогнутой линзы или задней изогнутой линзы, допускающий расположение линии контакта двух предварительно заданных жидкостей на оптической части. Складка обычно представляет собой внешний, а не внутренний угол. Со стороны части, заполненной жидкостью, угол составляет более 180 градусов.

На фиг. 1A представлен вид в разрезе линзы 100 предшествующего уровня техники, на котором в цилиндре 110 содержатся масло 101 и солевой раствор 102. Цилиндр 110 включает две пластины из оптического материала 106. Каждая пластина 106 включает по существу плоскую внутреннюю поверхность 113-114. Цилиндр 110 включает внутреннюю поверхность, которая является осесимметричной. В некоторых вариантах осуществления предшествующего уровня техники одна или более поверхностей могут включать гидрофобное покрытие. На периметре цилиндра или вокруг него также расположены электроды 105. В непосредственной близости к электродам 105 также может быть предусмотрен электрический изолятор.

В соответствии с предшествующим уровнем техники каждая из внутренних поверхностей 113-114 является по существу плоской или ровной. Между солевым раствором 102А и маслом 101 образуется поверхность раздела 112A. Как показано на фиг. 1A, форма поверхности раздела 112A в комбинации с показателем преломления солевого раствора 102A и масла 101 обеспечивают вход падающего света 108 через первую внутреннюю поверхность 113 и выход расходящегося светового потока 109 через вторую внутреннюю поверхность 114. Форма поверхности раздела между маслом 101 и солевым раствором 102 может быть изменена путем приложения электрического потенциала к электродам 105.

На фиг. 100A представлен вид в перспективе линзы предшествующего уровня техники, показанной как линза 100.

На фиг. 1B линза 100 предшествующего уровня техники показана в состоянии с подачей энергии. Состояние с подачей энергии достигается путем приложения напряжения 114 к электродам 115. Форма поверхности раздела 112B между маслом 101 и солевым раствором 102B изменяется при приложении электрического потенциала к электродам 115. Как показано на фиг. 1B, падающий свет 108B, проходящий через масло 101 и солевой раствор 102B, фокусируется с образованием сходящегося светового потока 111.

На фиг. 2 представлен вид в разрезе жидкостной менисковой линзы 200 с передней изогнутой линзой 201 и задней изогнутой линзой 202. В различных вариантах осуществления передняя изогнутая линза 201 и задняя изогнутая линза 202 могут включать дугообразную линзу или по существу плоскую линзу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления передняя изогнутая линза 201 и задняя изогнутая линза 202 расположены в непосредственной близости друг от друга, и между ними образована полость 210. Передняя изогнутая линза 201 включает вогнутую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 203 и выпуклую дугообразную внешнюю поверхность линзы 204. На вогнутую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 203 может быть нанесено одно или более покрытий (не показаны на фиг. 2). Покрытия могут включать, например, один или более из электропроводных или электроизоляционных материалов, гидрофобных материалов или гидрофильных материалов. Одно или оба из вогнутой дугообразной внутренней поверхности линзы 203 и покрытий находятся в жидкостном и оптическом контакте с маслом 208, содержащимся в полости 210.

Задняя изогнутая линза 202 включает выпуклую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 205 и вогнутую дугообразную внешнюю поверхность линзы 206. На выпуклую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 205 может быть нанесено одно или более покрытий (не показаны на фиг. 2). Покрытия могут включать, например, один или более из электропроводных или электроизоляционных материалов, гидрофобных материалов или гидрофильных материалов. По меньшей мере один элемент из выпуклой внутренней дугообразной поверхности линзы 205 и покрытий находится в жидкостном и оптическом контакте с солевым раствором 207, содержащимся в полости 210. Солевой раствор 207 включает одну или более солей или других компонентов, являющихся ионопроводящими, то есть способными притягиваться или отталкиваться под воздействием электрического заряда.

В соответствии с настоящим изобретением электропроводное покрытие 209 размещено вдоль по меньшей мере части периферической зоны одной или обеих из передней изогнутой линзы 201 и задней изогнутой линзы 202. Электропроводное покрытие 209 может включать золото или серебро и предпочтительно является биосовместимым. Приложение электрического потенциала к электропроводному покрытию 209 приводит либо к притяжению, либо к отталкиванию ионопроводящих солей или других компонентов в солевом растворе 207.

Передняя изогнутая линза 201 имеет оптическую силу в отношении света, проходящего через вогнутую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 203 и выпуклую дугообразную внешнюю поверхность линзы 204. Оптическая сила может быть равна 0 или может быть положительной или отрицательной. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления оптическая сила представляет собой оптическую силу, свойственную корректирующим контактным линзам, как неограничивающий пример, от -8,0 до +8,0 м-1 (диоптрий).

Задняя изогнутая линза 202 имеет оптическую силу в отношении света, проходящего через выпуклую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 205 и вогнутую дугообразную внешнюю поверхность линзы 206. Оптическая сила может быть равна 0 или может быть положительной или отрицательной. В некоторых вариантах осуществления оптическая сила представляет собой оптическую силу, свойственную корректирующим контактным линзам, как неограничивающий пример, от -8,0 до +8,0 м-1 (диоптрий). Через заднюю изогнутую линзу 202 и переднюю изогнутую линзу 201 проходит оптическая ось 212.

Различные варианты осуществления также могут включать изменение оптической силы, связанное с изменением формы жидкостного мениска 211, образованного между солевым раствором 207 и маслом 208. В некоторых вариантах осуществления изменение оптической силы может быть относительно небольшим, таким как, например, изменение от 0 до 2,0 м-1 (диоптрий). В других вариантах осуществления изменение оптической силы, связанное с изменением формы жидкостного мениска, может составлять до приблизительно 30 или более м-1 (диоптрий). Большее изменение оптической силы, связанное с изменением формы жидкостного мениска 211, по существу связано с относительно увеличенной толщиной линзы 213.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, такими, которые могут быть включены в офтальмологическую линзу, такую как контактная линза, толщина сечения 213 дугообразной жидкостной менисковой линзы 200 может составлять до приблизительно 1000 микрон. Примерная толщина 213 относительно более тонкой линзы 200 может составлять до приблизительно 200 микрон. Предпочтительные варианты осуществления могут включать жидкостную менисковую линзу 200 с толщиной линзы 213 приблизительно 600 микрон. Толщина сечения передней изогнутой линзы 201 по существу может составлять от приблизительно 35 микрон до приблизительно 200 микрон, и толщина сечения задней изогнутой линзы 202 также может составлять от приблизительно 35 микрон до 200 микрон. Как правило, профиль сечения включает определенное изменение толщины в различных точках линзы 200.

В соответствии с настоящим изобретением общая оптическая сила определяется совокупностью оптических сил передней изогнутой линзы 201, задней изогнутой линзы 202 и жидкостного мениска 211, образованного между маслом 208 и солевым раствором 207. В некоторых вариантах осуществления оптическая сила линзы 200 также будет включать разность показателей преломления, например, между одним или более элементами из передней изогнутой линзы 201, задней изогнутой линзы 202, масла 208 и солевого раствора 207.

В тех вариантах осуществления, в которых в контактную линзу включена дугообразная жидкостная менисковая линза 200, также желательно, чтобы солевой раствор 207 и масло 208 сохраняли стабильные относительные положения внутри дугообразной жидкостной менисковой линзы 200 при перемещении пользователя контактной линзы. По существу предпочтительным является недопущение всплывания масла 208 и его перемещения относительно солевого раствора 207 при перемещении пользователя контактной линзы. Соответственно, комбинацию масла 208 и солевого раствора 207 предпочтительно выбирают с одинаковой или близкой плотностью. Кроме того, масло 208 и солевой раствор 207 предпочтительно имеют относительно низкую смешиваемость, чтобы солевой раствор 207 и масло 208 не перемешивались.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления объем солевого раствора 207, содержащегося в полости 210, больше объема масла 208, содержащегося в полости 210. Кроме того, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления солевой раствор 207 контактирует по существу со всей внутренней поверхностью 205 задней изогнутой линзы 202. В некоторых вариантах осуществления объем масла 208 составляет приблизительно 66% или более в сравнении с количеством солевого раствора 207. Некоторые дополнительные варианты осуществления могут включать дугообразную жидкостную менисковую линзу, в которой объем масла 208 составляет приблизительно 90% или менее в сравнении с количеством солевого раствора 207.

На фиг. 3 представлен вид в разрезе краевой части дугообразной жидкостной менисковой линзы 300. Как описано выше, дугообразная жидкостная менисковая линза 300 включает скомбинированные компоненты передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302. Передняя изогнутая линза 301 и задняя изогнутая линза 302 могут быть образованы из одного или более материалов, которые являются по меньшей мере частично прозрачными. В некоторых вариантах осуществления одна или обе из передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 включают по существу оптически прозрачный пластик, такой как, например, один или более из следующих материалов: ПММА, Zeonor и TPX.

Одна или обе из передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 могут быть образованы, например, одним или более из следующих способов: обточка на токарном станке с алмазным карандашом; литье под давлением; свободное формование с использованием цифрового зеркального устройства.

Одна или обе из передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 могут включать проводящее покрытие 303, которое, как показано на рисунке, проходит вдоль периметра от положения 309 до положения 310. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления проводящее покрытие 303 включает золото. Золото может быть нанесено путем напыления, вакуумного осаждения или другим известным способом. Альтернативное проводящее покрытие 303 может включать, как неограничивающий пример, алюминий, никель и оксид индия и олова. Проводящее покрытие 303 по существу будут наносить на области периметра одной или обеих из передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения проводящее покрытие 304 нанесено на отдельные области задней изогнутой линзы 302. Например, части по периметру задней изогнутой линзы 302 могут иметь покрытие от первой границы 304-1 до второй границы 304-2. Покрытия из золота могут быть нанесены, например, путем напыления или вакуумного осаждения. В некоторых вариантах осуществления для нанесения золота или другого проводящего материала на одну или более областей на периметре передней изогнутой линзы 301 или задней изогнутой линзы 302 в виде предварительно заданного рисунка можно применять трафарет. Альтернативные проводящие материалы можно наносить различными способами и с покрытием различных областей задней изогнутой линзы 302.

В некоторых вариантах осуществления сквозной канал, такой как, например, одно или более отверстий или пазов в задней изогнутой линзе 302, может быть заполнен проводящим материалом, таким как, например, проводящий эпоксидный наполнитель. Проводящий наполнитель может обеспечивать электрическое соединение с проводящим покрытием на внутренней поверхности одной или обеих из передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302.

В другом аспекте настоящего изобретения одна или обе из передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 могут быть изготовлены из множества различных материалов, причем оптическая зона, которая по существу находится в центральной области передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 (не показана), может включать оптически прозрачный материал, а периферическая зона может включать оптически непрозрачную область, содержащую электропроводящий материал. Оптически непрозрачная область также может включать один или более из следующих элементов: схему управления и источники энергии.

В другом аспекте в некоторых вариантах осуществления на переднюю изогнутую линзу 301 нанесено изоляционное покрытие 305. Как неограничивающий пример, изоляционное покрытие 305 может быть нанесено на область от первого участка 305-1 до второго участка 305-2. Изоляторы могут включать, например, Parylen C™, Teflon AF или другие материалы с различными электрическими и механическими характеристиками и электрическим сопротивлением.

В некоторых конкретных вариантах осуществления изоляционное покрытие 305 образует пограничную область для сохранения разделения между проводящим покрытием 303 и солевым раствором 306, содержащимся в полости между передней изогнутой линзой 301 и задней изогнутой линзой 302. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления изоляционное покрытие 305 нанесено в виде рисунка и расположено в одной или более областях одной или обеих из передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 для предотвращения контакта положительно заряженного проводника 303 и отрицательно заряженного солевого раствора 306 в ситуациях, когда контакт проводника 303 и солевого раствора 306 будет приводить к короткому замыканию схемы. Варианты осуществления могут включать положительно заряженный солевой раствор 306 и отрицательно заряженный проводник 303.

Другие варианты осуществления могут допускать короткое замыкание схемы между проводником 303 и солевым раствором 306 и использовать его в качестве функции сброса и переустановки схемы, связанной с работой линзы 300. Например, короткое замыкание схемы может выравнивать потенциал, приложенный к линзе, и приводить к возврату солевого раствора 306 и масла 307 в положения по умолчанию.

Некоторые предпочтительные варианты осуществления включают проводник 303, который проходит от области 309 на внутренней стороне полости 311 до области 310, внешней по отношению к полости 311. Другие варианты осуществления могут включать канал 312 через переднюю изогнутую линзу или заднюю изогнутую линзу, который может быть заполнен проводящим материалом 313, таким как, например, водостойкий проводящий эпоксидный наполнитель. Проводящий материал 313 может образовывать электрический вывод, внешний по отношению к полости, или может быть подключен к нему. Электрический потенциал может быть подан на вывод и передан к покрытию по проводящему материалу 313 в канале 312.

Толщина изоляционного покрытия 305 может меняться как эксплуатационный параметр линзы. В соответствии с настоящим изобретением заряженные компоненты, включая солевой раствор 306 и проводник 303, по существу находятся на разных сторонах изоляционного покрытия 305. Настоящее изобретение представляет косвенную связь между толщиной изоляционного покрытия 305 и электрическим полем между солевым раствором 306 и проводником 303, причем, чем дальше друг от друга находятся солевой раствор 306 и проводник 303, тем слабее будет электрическое поле.

Настоящее изобретение представляет, что сопротивление электрического поля по существу может значительно падать при увеличении толщины изоляционного покрытия 305. Чем ближе друг к другу находятся поля, тем по существу больше энергии будет доступно для перемещения сферической границы жидкостного мениска 308. При увеличении расстояния между солевым раствором 306 и проводником 303 электрические заряды солевого раствора 306 и проводящего покрытия 303 будут располагаться дальше друг от друга, и, следовательно, сложнее будет обеспечить перемещение сферической границы жидкостного мениска 308. С другой стороны, чем тоньше слой изоляционного покрытия 305, тем чувствительнее будет линза к дефектам в изоляционном покрытии 305. По существу даже относительно небольшое отверстие в изоляционном покрытии 305 приведет к короткому замыканию схемы, и линза не будет больше работать по принципу электросмачивания.

В некоторых вариантах осуществления желательно использовать солевой раствор 306 с плотностью, по существу совпадающей с плотностью масла 307, также содержащегося в линзе 300. Например, солевой раствор 306 может предпочтительно иметь плотность, которая находится в пределах 10% от плотности масла 307, более предпочтительно солевой раствор 306 будет иметь плотность в пределах 5% от плотности масла, и наиболее предпочтительно - в пределах приблизительно 1% или менее. В некоторых вариантах осуществления концентрацию солей или других компонентов в солевом растворе 306 можно изменять для корректировки плотности солевого раствора 306.

В соответствии с настоящим изобретением дугообразная жидкостная менисковая линза 300 будет иметь более стабильное оптическое качество при ограничении перемещения масла 307 относительно передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302. Один способ стабилизации перемещения масла 307 относительно одной или обеих из дугообразной передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 представляет собой поддержание относительно соответствующей плотности масла 307 и солевого раствора 306. Кроме того, благодаря изогнутой конфигурации внутренних поверхностей как передней изогнутой линзы 301, так и задней изогнутой линзы 302 относительная глубина или толщина слоя солевого раствора 306 уменьшается в сравнении с этим параметром у традиционной цилиндрической конфигурации линзы. В таких условиях энергии на поверхности раздела фаз, воздействующие на жидкости в полости, могут относительно в большей степени влиять на поддержание невозмущенной границы жидкостного мениска 308. Следовательно, в таких случаях требования к согласованию плотности жидкостей могут быть ослаблены. В некоторых вариантах осуществления относительная тонкость слоев жидкостей дополнительно поддерживает границу жидкостной линзы 308.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления солевой раствор 306 имеет низкий показатель преломления по сравнению с маслом 307, которое имеет относительно высокий показатель преломления. Однако в некоторых вариантах осуществления возможно использование солевого раствора 306 с более высоким показателем преломления по сравнению с маслом 307, которое в таких случаях имеет относительно низкий показатель преломления.

Для закрепления передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 на месте в непосредственной близости друг от друга, чтобы удерживать между ними масло 307 и солевой раствор 306, можно использовать адгезив 314. Адгезив 314 выполняет функцию уплотнителя, предотвращающего утечку солевого раствора 306 или масла 307 из изогнутой жидкостной менисковой линзы 300.

На фиг. 4 представлена изогнутая жидкостная менисковая линза 400 с границей жидкостного мениска 401 между солевым раствором 406 и маслом 407. В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления в передней изогнутой линзе 404 образована стенка мениска 405 с помощью первого углового излома дугообразной стенки, проходящего между зонами 402 и 403. При приложении и снятии электрического потенциала к одному или более проводящим покрытиям или проводящим материалам 408 граница жидкостного мениска 401 будет перемещаться вверх и вниз по стенке мениска 405.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления проводящее покрытие 408 будет проходить от области, внутренней по отношению к полости 409, содержащей солевой раствор 406 и масло 407, до области, внешней по отношению к полости 409, содержащей солевой раствор 406 и масло 407. В таких вариантах осуществления проводящее покрытие 408 может являться проводником электрического потенциала, приложенного к проводящему покрытию 408 в точке, внешней по отношению к полости 409, к области проводящего покрытия 408 в полости 409, которая находится в контакте с солевым раствором 406.

На фиг. 5 представлен вид в разрезе краевой части дугообразной жидкостной менисковой линзы 500 с передней изогнутой линзой 501 и задней изогнутой линзой 502. Дугообразная жидкостная менисковая линза 500 может содержать солевой раствор 503 и масло 504. Геометрия дугообразной жидкостной менисковой линзы 500 и характеристики солевого раствора 503 и масла 504 способствуют образованию границы жидкостного мениска 505 между солевым раствором 503 и маслом 504.

Жидкостную менисковую линзу по существу можно рассматривать как конденсатор, содержащий один или более из следующих элементов: проводящие покрытия, изоляционные покрытия, дорожки и материалы, находящиеся на поверхности или в передней изогнутой линзе 501 и задней изогнутой линзе 502. В соответствии с настоящим изобретением форма границы жидкостного мениска 505 и, следовательно, краевой угол между границей жидкостного мениска 505 и передней изогнутой линзой 501 изменяется под воздействием электрического потенциала, приложенного к поверхности по меньшей мере части одной или обеих из передней изогнутой линзы 501 и задней изогнутой линзы 502.

В соответствии с настоящим изобретением электрический потенциал, приложенный к солевому раствору 503 через проводящие покрытия или материалы, изменяет положение границы жидкостного мениска 505 вдоль стенки мениска 506. Перемещение происходит между первой складкой 506-1 и второй складкой 506-2.

В предпочтительных вариантах осуществления граница жидкостного мениска 505 будет находиться у первой складки 506-1 или рядом с ней при приложении к линзе первой величины электрического потенциала, например, когда напряжение и ток соответствуют состоянию без электропитания или состоянию покоя.

Приложение второй величины электрического потенциала, иногда называемой первым состоянием с электропитанием, может соответствовать перемещению границы жидкостного мениска 505 вдоль стенки мениска 506 по существу в направлении второй складки 506-2, вызывая изменение формы границы жидкостного мениска. Как дополнительно описано ниже, в соответствии с настоящим изобретением каждая из множества складок, предусмотренных вдоль стенки мениска, может быть связана с соответствующими состояниями с электропитанием.

Напряжение, прикладываемое для перехода между первым состоянием с электропитанием и вторым состоянием с электропитанием, может включать, например, напряжение постоянного тока от приблизительно 5 вольт до приблизительно 60 вольт. В других вариантах осуществления также можно использовать напряжение переменного тока.

В некоторых вариантах осуществления стенка мениска 506 будет иметь гладкую поверхность по отношению к толщине изоляционного покрытия. Гладкая поверхность стенки мениска 506 может сводить к минимуму дефекты в изоляционном покрытии. Кроме того, гладкая поверхность стенки мениска 506 является предпочтительной, поскольку случайные неровности рельефа поверхности могут приводить к неравномерному перемещению жидкости и, следовательно, вызывать неравномерное или непредсказуемое перемещение мениска при подаче энергии к линзе или ее отключении. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления высота неровностей профиля гладкой стенки мениска вдоль стенки мениска 506 находится в диапазоне приблизительно от 1,25 нанометра до 5,00 нанометров.

В другом аспекте в некоторых вариантах осуществления желательно, чтобы стенка мениска 506 была гидрофобной, и в этом случае в конфигурацию дугообразной жидкостной менисковой линзы можно включить определенный рельеф, такой как нанорельефная поверхность.

В другом аспекте в некоторых вариантах осуществления стенка мениска 506 может располагаться под углом относительно оптической оси линзы. Угол может находиться в диапазоне от 0°, то есть стенка может быть параллельна оптической оси, до 90° или приблизительно 90°, то есть стенка может быть перпендикулярна оптической оси. Как показано на рисунке, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления для нормального функционирования дугообразной жидкостной менисковой линзы угол стенки мениска 506 по существу составляет приблизительно от 30° до 50°, учитывая настоящий краевой угол между границей жидкостного мениска 505 и покрытой изолятором стенкой мениска 506. При использовании разных материалов или при разных объективах, таких как, например, объектив для телескопического зрения, угол стенки мениска 506 может быть ближе к 0° или к 90°.

В соответствии с настоящим изобретением угол стенки мениска 506 может быть выполнен с возможностью согласования с величиной перемещения вдоль стенки мениска 506 при приложении указанного электрического напряжения. В некоторых вариантах осуществления при увеличении угла стенки мениска 506 способность линзы изменять оптическую силу по существу уменьшается в пределах указанных параметров размера линзы и напряжения. Кроме того, если стенка мениска 506 расположена под углом к оптической оси, равным или приблизительно равным 0°, граница жидкостного мениска 505 будет направлена практически прямо на переднюю оптическую часть. Угол стенки мениска представляет собой один из нескольких параметров, которые можно изменять для получения различных эксплуатационных характеристик линзы.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления длина стенки мениска 506 составляет приблизительно 0,265 мм. Однако угол стенки мениска 506 вместе с размером всей линзы естественным образом влияет на длину стенки мениска 506 в различных конфигурациях.

По существу дугообразную жидкостную менисковую линзу 500 можно считать неисправной, если масло 504 контактирует с задней изогнутой линзой 502. Следовательно, в предпочтительных вариантах осуществления стенка мениска 506 выполнена таким образом, чтобы между первой складкой 506-1 и задней изогнутой линзой 502 в ее ближайшей точке оставался минимальный просвет 50 микрон. В других вариантах осуществления минимальный просвет может быть менее 50 микрон, однако при уменьшении просвета риск получения неисправной линзы возрастает. В других вариантах осуществления просвет может быть увеличен для снижения риска получения неисправной линзы, но общая толщина линзы при этом также будет возрастать, что может быть нежелательно.

В другом аспекте некоторых предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения поведение границы жидкостного мениска 505, перемещающейся вдоль стенки мениска 506, может быть экстраполировано с помощью уравнения Юнга. Хотя уравнение Юнга определяет баланс сил, связанных с каплей жидкости на сухой поверхности, и предполагает идеально плоскую поверхность, фундаментальные свойства можно применить к среде с электросмачиванием линзы, созданной внутри дугообразной жидкостной менисковой линзы 500.

К линзе может быть приложена первая величина электрической энергии, например, когда линза находится в состоянии без электропитания. Во время приложения первой величины электрической энергии достигается баланс энергии на поверхности раздела фаз между маслом 504 и солевым раствором 503. В настоящем документе такое состояние может называться границей жидкостного мениска 505. Масло 504 и стенка мениска 506, а также солевой раствор 503 и стенка мениска 506 образуют сбалансированный краевой угол между границей жидкостного мениска 505 и стенкой мениска 506. При изменении величины напряжения, приложенного к дугообразной жидкостной менисковой линзе 500, баланс энергии на поверхности раздела фаз изменяется, что приводит к соответствующему изменению краевого угла между границей жидкостного мениска 505 и стенкой мениска 506.

Краевой угол между границей жидкостного мениска 505 и покрытой изолятором стенкой мениска 506 представляет собой важный элемент конфигурации и условие функционирования дугообразной жидкостной менисковой линзы 500 не только из-за его роли в перемещении границы жидкостного мениска 505, описываемого уравнением Юнга, но также из-за того, что краевой угол вместе с другими элементами дугообразной жидкостной менисковой линзы 500 используется для ограничения перемещения мениска.

Неровности, такие как складки 506-1 и 506-2 на обоих концах стенки мениска 506, служат границами перемещения жидкостного мениска 505, поскольку для выхода границы жидкостного мениска 505 за пределы одной из складок потребуется существенное изменение приложенного электрического потенциала для достаточного изменения краевого угла жидкостного мениска. Как неограничивающий пример, в некоторых вариантах осуществления краевой угол между границей жидкостного мениска 505 и стенкой мениска 506 находится в диапазоне от 15 до 40°, тогда как краевой угол между границей жидкостного мениска 505 и ступенькой 507 под второй складкой 506-2 предположительно находится в диапазоне от 90 до 130°, а в некоторых предпочтительных вариантах осуществления составляет приблизительно 110°.

К линзе можно приложить напряжение, которое приводит к перемещению границы жидкостного мениска 505 вдоль стенки мениска 506 в сторону второй складки 506-2. Естественный краевой угол между границей жидкостного мениска 505 и покрытой изолятором стенкой мениска 506 приведет к тому, что граница жидкостного мениска 505 остановится у второй складки 506-2, если не приложено существенно более высокое напряжение.

На одном конце стенки мениска 506 первая складка 506-1 по существу образует один ограничитель, за который граница жидкостного мениска 505, как правило, не перемещается. В некоторых вариантах осуществления первая складка 506-1 выполнена в виде острой кромки. В других предпочтительных вариантах осуществления первая складка 506-1 имеет радиальную поверхность небольшого определенного радиуса, которая может быть изготовлена с меньшей вероятностью дефекта. Проводящее, изоляционное и другие возможные желательные покрытия не могут быть равномерно и предсказуемым образом наложены на острую кромку, в то время как на кромку радиальной поверхности определенного радиуса покрытие может быть нанесено более надежно.

В некоторых вариантах осуществления первая складка 506-1 выполнена под углом приблизительно 90°, причем определенный радиус составляет приблизительно 10 микрон. Складка также может быть расположена под углом менее 90°. В некоторых вариантах осуществления складка может быть расположена под углом более 90° для повышения прочности складки, но для такой конфигурации далее потребуется больше пространства линзы.

В различных вариантах осуществления определенный радиус складки 506-1 и/или 506-2 может находиться в диапазоне от 5 микрон до 50 микрон. Можно использовать и больший определенный радиус для повышения надежности покрытий, но за счет использования большего пространства в жестких пределах, обусловленных конфигурацией линзы. В данном случае, как и во многих других областях конфигурации линз, существует компромисс между простотой конструкции, оптимизацией функций линзы и уменьшением размера. Функциональную, надежную дугообразную жидкостную менисковую линзу 500 можно получить с учетом широкого диапазона переменных параметров.

В некоторых вариантах осуществления больший радиус складки можно использовать в сочетании с повышением качества поверхности на боковой стенке между двумя смежными складками. В некоторых вариантах осуществления может оказаться желательным, чтобы поверхность от первого радиуса (складки) до второго радиуса (складки) была гладкой и не имела неровностей, причем целесообразно вырезать пресс-форму, используемую для образования складки одним инструментом. Используемые для складки радиусы можно врезать в поверхность инструмента для изготовления пресс-формы, причем радиус поверхности инструмента для изготовления пресс-формы больше радиуса складки, а поверхность инструмента для изготовления пресс-формы представляет собой непрерывную поверхность, включающую одну или более складок и боковую стенку. Больший радиус инструмента может по существу позволить получить более гладкую поверхность соответствующего разреза.

Вторая складка 506-2 включает элемент, выполненный с возможностью ограничивать перемещение масла при приложении напряжения к дугообразной жидкостной менисковой линзе 500. Вторая складка 506-2 в некоторых вариантах осуществления также может включать по существу заостренный конец, или в других вариантах осуществления вторая складка 506-2 может иметь определенный радиус от 5 микрон до 25 микрон, наиболее предпочтительно 10 микрон. Радиус 10 микрон благоприятен для формирования складки, и его можно создать с помощью токарного станка с алмазным карандашом или путем литья под давлением.

На стороне второй складки 506-2, противоположной стенке мениска 506, может находиться вертикальная или почти вертикальная ступенька 507, проходящая до начала оптической области 508 передней изогнутой линзы 501. В некоторых вариантах осуществления высота ступеньки 507 составляет 120 микрон, хотя может находиться в диапазоне от 50 до 200 микрон.

В некоторых вариантах осуществления ступенька 507 может располагаться под углом приблизительно 5° к оптической оси. В других вариантах осуществления угол ступеньки 507 может составлять всего 1° или 2° или может располагаться под углом более 5°. Ступенька 507, расположенная под меньшим углом к оптической оси, как правило, будет более эффективно ограничивать перемещение мениска, поскольку потребуется более сильное изменение краевого угла границы жидкостного мениска 505, чтобы мениск переместился со стенки мениска 506 и поднялся на ступеньку 507. Переход от ступеньки 507 к началу оптической области 508 имеет радиус 25 микрон. Увеличение радиуса приведет к неоправданному увеличению занимаемого пространства в конфигурации линзы. Если необходимо сэкономить пространство, возможно использование меньшего радиуса. Решение об использовании определенного радиуса вместо идеальной складки в данной области линзы, а также в других ее областях частично основано на потенциальном переходе к процессу изготовления элементов линзы путем литья под давлением. Изгиб между ступенькой 507 и началом оптической области 508 будет улучшать растекание пластика в процессе литья под давлением и приведет к образованию линзы с оптимальными характеристиками прочности и стойкости к нагрузкам.

На фиг. 6A представлена многоступенчатая стенка мениска 601, которая в некоторых вариантах осуществления может присутствовать в жидкостной менисковой линзе. Многоступенчатая стенка мениска 601 включает множество линейных сегментов 608, каждый из которых расположен под одним и тем же углом к оптической оси линзы. На одном конце каждого линейного сегмента 608 расположена ступенька 609 в виде относительно меньшего линейного сегмента по сравнению с линейным сегментом 608 практически параллельно оптической оси линзы. Множество линейных сегментов и ступенек могут перемежаться или не перемежаться с сегментами стенки мениска, которые включают другие формы относительно оптической оси, такие как, например, выпуклая форма или вогнутая форма. Также можно перемежать элементы и сегменты других форм.

В некоторых вариантах осуществления многоступенчатая стенка мениска 601 может быть расположена под углом приблизительно 45° (сорок пять градусов) к оптической оси в дугообразной жидкой менисковой линзе, содержащей масло 602 и солевой раствор 603. В некоторых вариантах осуществления граница жидкостного мениска 604A контактирует с многоступенчатой стенкой мениска 601 в точке 605A в первом состоянии потенциала, приложенного к многоступенчатой стенке 601, таком как, например, состояние без электропитания. По существу в некоторых примерах осуществления первое состояние с электропитанием включает размещение границы жидкостного мениска рядом с концом многоступенчатой стенки мениска 601, самым близким к первой складке 607.

На фиг. 6B показано размещение границы жидкостного мениска 604B во втором состоянии с электропитанием, таком как состояние с электропитанием с напряжением, приложенным к стенке мениска 601. По отношению к первому состоянию, включая состояние без электропитания, граница жидкостного мениска 604B переместилась по существу в сторону передней изогнутой линзы 606 вдоль многоступенчатой стенки мениска 601. Состояние с электропитанием также может включать размещение границы жидкостного мениска 604B по существу ближе к ступеньке 609 между линейными сегментами выпуклой многоступенчатой стенки мениска 601.

На фиг. 7A представлена многоградиентная стенка мениска 701, которая в некоторых вариантах осуществления может присутствовать в жидкостной менисковой линзе. Многоградиентная стенка мениска 701 включает множество линейных сегментов 708, находящихся под немного изменяющимся углом к оптической оси линзы. Множество линейных сегментов могут перемежаться или не перемежаться с сегментами стенки мениска, которые включают другие формы относительно оптической оси, такие как, например, выпуклая форма или вогнутая форма. Также можно перемежать элементы и сегменты других форм.

В некоторых вариантах осуществления многоградиентная стенка мениска 701 может быть расположена под углом приблизительно 45° (сорок пять градусов) к оптической оси в дугообразной жидкой менисковой линзе, содержащей масло 702 и солевой раствор 703. В некоторых вариантах осуществления граница жидкостного мениска 704A контактирует с многоградиентной стенкой мениска 701 в точке 705A в первом состоянии потенциала, приложенного к многоступенчатой стенке 701, таком как, например, состояние без электропитания. По существу в некоторых примерах осуществления первое состояние с электропитанием включает размещение границы жидкостного мениска рядом с концом многоградиентной стенки мениска 701, самым близким к первой складке 707.

На фиг. 7B показано размещение границы жидкостного мениска 704B во втором состоянии с электропитанием, таком как состояние с электропитанием с электрическим потенциалом, приложенным к стенке мениска 701. По отношению к первому состоянию, включая состояние без электропитания, граница жидкостного мениска 704B переместилась по существу в сторону передней изогнутой линзы 706 вдоль многоградиентной стенки мениска 701. Состояние с электропитанием также может включать размещение границы жидкостного мениска 704B по существу ближе к неровности 709 между линейными сегментами выпуклой многоградиентной стенки мениска 701.

На фиг. 8A представлен вид в перспективе компонента многоступенчатой стенки мениска 801A дугообразной жидкостной менисковой линзы, показанного отдельно от других частей дугообразной жидкостной менисковой линзы. В представленных вариантах осуществления многоступенчатая стенка мениска 801A включает три линейных сегмента 801A-1-801A-3. Сегменты стенки наклонены относительно проходящей через линзу оптической оси 804. Другие варианты осуществления могут включать большее или меньшее количество линейных сегментов стенки мениска 801A-1-801A-3. Количество сегментов стенки может определяться, например, физическим размером жидкостной менисковой линзы, количеством заданных положений мениска, которые должна обеспечивать линза, или другими факторами. Многоступенчатая стенка мениска 801A имеет однородную длину между первой складкой 802A и кромкой оптической зоны 803A по всей линзе.

На фиг. 8B представлен вид в перспективе компонента многоградиентной стенки мениска 801B дугообразной жидкостной менисковой линзы, изображенного отдельно от других частей дугообразной жидкостной линзы. В представленном варианте осуществления многоградиентная стенка мениска 801B включает четыре линейных сегмента 801B-1-801B-4. Сегменты стенки наклонены относительно проходящей через линзу оптической оси 804. Другие варианты осуществления могут включать большее или меньшее количество линейных сегментов стенки мениска 801B-1-801B-4. Количество сегментов стенки может определяться, например, физическим размером жидкостной менисковой линзы, количеством заданных положений мениска, которые должна обеспечивать линза, или другими факторами. Многоградиентная стенка мениска 801B имеет однородную длину между первой складкой 802B и кромкой оптической зоны 803B по всей линзе.

На фиг. 8C представлен вид в перспективе одного линейного сегмента стенки мениска 801-1, имеющего форму усеченного конуса. Он может представлять собой сегмент многоступенчатой стенки мениска, такой как показанный на фиг. 8A сегмент 801A-1, или сегмент многоградиентной стенки мениска, такой как показанный на фиг. 8B сегмент 801B-1.

На фиг. 6C, которая комбинирует фиг. 6A и 6B, показано размещение границы жидкостного мениска как в состоянии без электропитания 604A, так и в состоянии с электропитанием 604B. В соответствии с настоящим изобретением жидкостная менисковая линза с многоступенчатой стенкой мениска 601, расположенной под указанным углом относительно оптической оси линзы, как показано на фиг. 6C, обеспечивает более стабильное и воспроизводимое управление перемещением жидкостного мениска при приложении электрического потенциала к части стенки мениска по сравнению с жидкостной менисковой линзой с линейной стенкой мениска, расположенной под аналогичным углом относительно оптической оси линзы. Примеры линзы с линейной стенкой мениска описаны в заявке на патент США № 61359548, поданной 29 июня 2010 г. и озаглавленной «ЛИНЗА СО СТЕНКОЙ МЕНИСКА В ФОРМЕ УСЕЧЕННОГО КОНУСА», содержание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления к стенке мениска прикладывается напряжение, и соответствующая граница жидкостного мениска перемещается вдоль многоступенчатой стенки мениска 601 в направлении передней изогнутой линзы 606. Ступеньки 609 на конце каждого линейного сегмента 608 выполняют функцию замедления и остановки перемещения жидкостного мениска в заданных зонах для достижения конкретных изменений аддидации или другого желательного перемещения границы жидкостного мениска. Перемещение движущейся вдоль каждого линейного сегмента 608 границы жидкостного мениска может быть замедлено и проще остановлено у каждой ступеньки 609 благодаря изменениям краевого угла границы жидкостного мениска в точке между линейным сегментом 608 и ступенькой 609.

Аналогичным образом, на фиг. 7C, представляющей собой комбинацию фиг. 7A и 7B, показано размещение границы жидкостного мениска как в состоянии без электропитания 704A, так и в состоянии с электропитанием 704B. В соответствии с настоящим изобретением жидкостная менисковая линза с многоградиентной стенкой мениска 701, расположенной под указанным углом относительно оптической оси линзы, как показано на фиг. 7C, обеспечивает более стабильное и воспроизводимое управление перемещением жидкостного мениска при приложении электрического потенциала к части стенки мениска по сравнению с жидкостной менисковой линзой с линейной стенкой мениска, расположенной под аналогичным углом относительно оптической оси линзы. Примеры линзы с линейной стенкой мениска описаны в заявке на патент США № 61359548, поданной 29 июня 2010 г. и озаглавленной «ЛИНЗА СО СТЕНКОЙ МЕНИСКА В ФОРМЕ УСЕЧЕННОГО КОНУСА», содержание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления к стенке мениска прикладывается напряжение, и соответствующая граница жидкостного мениска перемещается вдоль многоградиентной стенки мениска 701 в направлении передней изогнутой линзы 706. Неровности 709 между линейными сегментами 708 выполняют функцию замедления и остановки перемещения жидкостного мениска в заданных зонах для достижения конкретных изменений аддидации или другого желательного перемещения границы жидкостного мениска. Перемещение движущейся вдоль каждого линейного сегмента 708 границы жидкостного мениска может быть замедлено и проще остановлено у каждой неровности 709 благодаря изменениям краевого угла границы жидкостного мениска в точке неровности 709 между линейными сегментами 708.

В некоторых вариантах осуществления чистый эффект применения настоящего изобретения включает получение небольшого предсказуемого гистерезиса краевого угла, что помогает стабилизировать положение границы жидкостного мениска несмотря на наличие небольших изменений напряжения. Более того, при изменении положения границы жидкостного мениска в связи с изменением приложенного напряжения в канальных структурах могут оставаться небольшие капельки масла. Капельки масла помогают вернуть границу жидкостного мениска в исходное состояние без подачи энергии на линзу, позволяя получить более быстрое и предсказуемое время восстановления.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, специалистам в данной области будет понятно, что существует возможность внесения различных изменений и эквивалентных замен его элементов без отступления за рамки объема настоящего изобретения. Кроме того, существует возможность реализации различных модификаций для адаптации конкретной ситуации или материала к методикам изобретения без отступления за рамки объема настоящего изобретения.

Следовательно, предполагается, что настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, раскрытыми как наилучший предполагаемый способ осуществления изобретения, а настоящее изобретение будет включать все варианты осуществления в рамках сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.

1. Оптическая линза, содержащая:

переднюю линзу, содержащую внешнюю поверхность передней линзы и внутреннюю поверхность передней линзы;

заднюю линзу, содержащую внутреннюю поверхность задней линзы и внешнюю поверхность задней линзы, причем указанная задняя линза расположена в непосредственной близости к указанной передней линзе таким образом, чтобы между указанной внутренней поверхностью передней линзы и указанной внутренней поверхностью задней линзы была образована полость;

объем солевого раствора и масла, содержащихся в полости, образованной между указанной внутренней поверхностью передней линзы и указанной внутренней поверхностью задней линзы, причем указанный объем солевого раствора и масла содержит мениск, расположенный между ними; и

стенку мениска, сформированную в области на внутренней поверхности передней линзы в полости, вдоль которой проходит мениск, при этом стенка мениска содержит множество частей, каждая в форме отдельного усеченного конуса, образованного на передней линзе, и граничащей с мениском, образованным между солевым раствором и маслом,

канал через одну или обе из передней линзы и задней линзы и проводящий материал, заполняющий канал,

вывод, находящийся в электрическом соединении с проводящим материалом, заполняющим канал, при этом вывод выполнен таким образом, что приложение электрического потенциала к выводу вызывает изменение формы мениска.

2. Оптическая линза по п. 1, в которой по меньшей мере одна из передней линзы и задней линзы является, по существу, плоской.

3. Оптическая линза по п. 1, в которой передняя линза и задняя линза содержат дугообразную линзу.

4. Оптическая линза по п. 3, дополнительно содержащая проводящее покрытие по меньшей мере на части указанной стенки мениска.

5. Оптическая линза по п. 4, в которой объем масла меньше объема солевого раствора, содержащегося в полости.

6. Оптическая линза по п. 5, в которой объем масла составляет приблизительно 66% по объему или более в сравнении с количеством солевого раствора.

7. Оптическая линза по п. 5, в которой объем масла составляет приблизительно 90% по объему или менее в сравнении с количеством солевого раствора.

8. Оптическая линза по п. 4, в которой объем масла имеет плотность, приблизительно равную плотности солевого раствора.

9. Оптическая линза по п. 4, в которой объем масла имеет плотность в пределах приблизительно 10% от плотности солевого раствора.

10. Оптическая линза по п. 4, в которой объем масла имеет плотность в пределах приблизительно 5% от плотности солевого раствора.

11. Оптическая линза по п. 4, в которой проводящее покрытие проходит от области, внутренней по отношению к полости, до области, внешней по отношению к полости.

12. Оптическая линза по п. 11, в которой область проводящего покрытия, внешняя по отношению к полости, образует электрический вывод для подачи электрического заряда к жидкостной менисковой линзе.

13. Оптическая линза по п. 11, в которой солевой раствор и масло образуют мениск, а приложение электрического потенциала к области проводящего покрытия, внешней по отношению к полости, приводит к изменению положения контакта мениска вдоль стенки мениска.

14. Оптическая линза по п. 13, в которой электрический потенциал представляет собой потенциал постоянного тока.

15. Оптическая линза по п. 13, в которой величина электрического потенциала составляет приблизительно от 5,0 вольт до 60,0 вольт.

16. Оптическая линза по п. 15, в которой величина электрического потенциала составляет приблизительно 20,0 вольт.

17. Оптическая линза по п. 15, в которой величина электрического потенциала составляет приблизительно 5,0 вольт.

18. Оптическая линза по п. 11, в которой величина электрического потенциала составляет от приблизительно 3,5 вольт до приблизительно 7,5 вольт.

19. Оптическая линза по п. 5, в которой внешняя поверхность передней линзы имеет оптическую силу, отличную от приблизительно 0.

20. Оптическая линза по п. 5, в которой внутренняя поверхность передней линзы имеет оптическую силу, отличную от приблизительно 0.

21. Оптическая линза по п. 5, в которой внешняя поверхность задней линзы имеет оптическую силу, отличную от приблизительно 0.

22. Оптическая линза по п. 5, в которой внутренняя поверхность задней линзы имеет оптическую силу, отличную от приблизительно 0.

23. Оптическая линза по п. 5, дополнительно содержащая изоляционное покрытие вдоль по меньшей мере части внутренней поверхности передней линзы, причем изоляционное покрытие содержит электрический изолятор.

24. Оптическая линза по п. 23, в которой изолятор изготовлен из Parylene C™ или Teflon AF.

25. Оптическая линза по п. 23, в которой изолятор содержит пограничную область для сохранения разделения между проводящим покрытием и солевым раствором, содержащимся в полости между передней линзой и задней линзой.

26. Оптическая линза по п. 5, в которой угол множества усеченных конусов, составляющих стенку мениска, составляет приблизительно от 30°до 50°.

27. Оптическая линза по п. 26, дополнительно содержащая складку мениска, смежную со стенкой мениска, причем складка мениска представляет собой неровность, расположенную на конце стенки мениска и служащую ограничителем движения мениска, указанная складка содержит угловой элемент для вмещения объема солевого раствора и масла.

28. Оптическая линза по п. 26, в которой указанная складка содержит часть радиальной поверхности.

29. Оптическая линза по п. 28, в которой часть радиальной поверхности имеет радиус в диапазоне от 5 микрон до 25 микрон.



 

Похожие патенты:

Исполнительный элемент в сборе для настраиваемой линзы, заполненной жидкостью, содержит фрагмент дужки очков, имеющий полую центральную часть, присоединенную с возможностью передачи жидкости к жидкой линзе, жидкость, находящуюся внутри полой центральной части, и магнитный исполнительный элемент в сборе, который содержит магнитный ползунок, прикрепленный с возможностью скольжения к фрагменту дужки очков, магнитный элемент, расположенный с возможностью скольжения внутри полой центральной части и связанный магнитной силой с магнитным ползунком, и плечо толкателя.

Заявленная группа изобретений описывает способы и устройства для оснащения офтальмологической линзы изменяемой оптической вставкой. Устройство офтальмологической линзы со вставкой с изменяемыми оптическими свойствами содержит криволинейную переднюю поверхность и криволинейную заднюю поверхность и расположена по меньшей мере в части оптической зоны устройства офтальмологической линзы.

Жидкая линза в сборе содержит переднюю жесткую линзу, полужесткую мембрану и слой жидкости между передней жесткой линзой и полужесткой мембраной, которая содержит однородную по толщине мембрану, сконфигурированную так, чтобы находиться в напряженном состоянии и иметь отношение напряжений в диапазоне от 2.0:1 до 3.0:1, и оконтуренное покрытие, охватывающее всю поверхность мембраны.

Настраиваемая контактная линза, заполненная жидкостью содержит переднюю и заднюю поверхности; расположенную между ними линзовую камеру, содержащую переднюю мембрану, прикрепленную к задней мембране, резервуар, сообщающийся с линзовой камерой; исполнительный элемент для передачи жидкости между линзовой камерой и резервуаром; датчик для считывания движения от пользователя и передачи сигнала управления и обрабатывающий элемент для приведения в действие исполнительного элемента при получении сигнала управления от датчика.

Офтальмологическая линза содержит переднюю и заднюю изогнутые линзы, у каждой из которых внешняя и внутренняя поверхности имеют дугообразную форму, полость между ними, содержащую объем физиологического раствора и объем масла, формирующие границу жидкостного мениска между ними, стенку мениска, сформированную в передней изогнутой линзе и имеющую общую форму усеченного конуса, вогнутой в направлении оптической оси, и первую складку, прилегающую к стенке мениска, содержащую первый угловой элемент для ограничения положения контакта между внешним периферическим краем границы жидкостного мениска и стенкой мениска.

Устройство офтальмологической линзы содержит вставку с изменяемыми оптическими свойствами, расположенную по меньшей мере в части оптической зоны линзы. Вставка содержит криволинейные переднюю и заднюю поверхности, выполненные с возможностью формирования по меньшей мере части одной камеры, источник энергии, встроенный во вставку в области неоптической зоны, и слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри по меньшей мере одной камеры.

Устройство офтальмологической линзы содержит вставку с изменяемыми оптическими свойствами, расположенную по меньшей мере в части оптической зоны линзы. Вставка содержит криволинейные переднюю и заднюю поверхности, выполненные с возможностью формирования по меньшей мере части одной камеры, источник энергии, встроенный во вставку в неоптической зоне, и слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри по меньшей мере одной камеры.

Устройство офтальмологической линзы содержит вставку с изменяемыми оптическими свойствами, расположенную по меньшей мере в части оптической зоны линзы. Вставка содержит изогнутые переднюю и заднюю поверхности, формирующие по меньшей мере часть одной камеры; источник энергии, встроенный во вставку в неоптической зоне; и слой, содержащий жидкокристаллический материал, расположенный внутри по меньшей мере одной камеры.

Изобретение относится к способам и прибору для оснащения офтальмологической линзы вставкой с изменяемыми оптическими свойствами. Вставка с изменяемыми оптическими свойствами может иметь внутри поверхности с различающимися радиусами кривизны.

Оптическая линза содержит переднюю и заднюю изогнутые линзы, содержащие внешнюю и внутреннюю поверхности дугообразной формы. Передняя и задняя изогнутые линзы образуют полость, содержащую объем физиологического раствора и масла, образующих мениск между ними, и стенку мениска, расположенную с внутренней стороны передней или задней изогнутой линзы в указанной полости и граничащую с мениском.

Исполнительный элемент в сборе для настраиваемой линзы, заполненной жидкостью, содержит фрагмент дужки очков, имеющий полую центральную часть, присоединенную с возможностью передачи жидкости к жидкой линзе, жидкость, находящуюся внутри полой центральной части, и магнитный исполнительный элемент в сборе, который содержит магнитный ползунок, прикрепленный с возможностью скольжения к фрагменту дужки очков, магнитный элемент, расположенный с возможностью скольжения внутри полой центральной части и связанный магнитной силой с магнитным ползунком, и плечо толкателя.

Жидкая линза в сборе содержит переднюю жесткую линзу, полужесткую мембрану и слой жидкости между передней жесткой линзой и полужесткой мембраной, которая содержит однородную по толщине мембрану, сконфигурированную так, чтобы находиться в напряженном состоянии и иметь отношение напряжений в диапазоне от 2.0:1 до 3.0:1, и оконтуренное покрытие, охватывающее всю поверхность мембраны.

Настраиваемая контактная линза, заполненная жидкостью содержит переднюю и заднюю поверхности; расположенную между ними линзовую камеру, содержащую переднюю мембрану, прикрепленную к задней мембране, резервуар, сообщающийся с линзовой камерой; исполнительный элемент для передачи жидкости между линзовой камерой и резервуаром; датчик для считывания движения от пользователя и передачи сигнала управления и обрабатывающий элемент для приведения в действие исполнительного элемента при получении сигнала управления от датчика.

Офтальмологическая линза содержит переднюю и заднюю изогнутые линзы, у каждой из которых внешняя и внутренняя поверхности имеют дугообразную форму, полость между ними, содержащую объем физиологического раствора и объем масла, формирующие границу жидкостного мениска между ними, стенку мениска, сформированную в передней изогнутой линзе и имеющую общую форму усеченного конуса, вогнутой в направлении оптической оси, и первую складку, прилегающую к стенке мениска, содержащую первый угловой элемент для ограничения положения контакта между внешним периферическим краем границы жидкостного мениска и стенкой мениска.

Оптическая линза содержит переднюю и заднюю изогнутые линзы, внутренняя и внешняя поверхности которых имеют дугообразную форму, объем физиологического раствора и масла в полости между внутренними поверхностями передней и задней линз, образующих мениск между ними, стенку мениска на внутренней поверхности передней или задней линзы, проводящее покрытие на стенке мениска, складку мениска для ограничения перемещения мениска путем изменения его контактного угла.

Оптическая линза содержит переднюю и заднюю линзы, расположенные в непосредственной близости так, что внутренние поверхности передней и задней линз формируют между собой полость, объем физиологического раствора и масла, содержащихся в полости и образующих между собой мениск, и стенку мениска, сформированную на области с внутренней стороны передней и/или задней линзы в упомянутой полости, вдоль которой перемещается мениск.

Оптическая линза содержит переднюю и заднюю линзы, расположенные в непосредственной близости так, что внутренние поверхности передней и задней линз формируют между собой полость, объем физиологического раствора и масла, содержащихся в полости и образующих между собой мениск, и стенку мениска, сформированную на внутренней поверхности передней линзы в пределах полости, вдоль которой перемещается край мениска.

Оптическая линза содержит переднюю и заднюю изогнутые линзы, содержащие внешнюю и внутреннюю поверхности дугообразной формы. Передняя и задняя изогнутые линзы образуют полость, содержащую объем физиологического раствора и масла, образующих мениск между ними, и стенку мениска, расположенную с внутренней стороны передней или задней изогнутой линзы в указанной полости и граничащую с мениском.

Система герметической линзы, заполненной жидкостью, содержит линзовый модуль, имеющий внешнюю линзу и внутреннюю линзу, корпус, расположенный по периметру линзового модуля, трубчатый резервуар, установленный внутри корпуса, и источник питания, который предоставляет исполнительный сигнал на резервуар, который обменивается жидкостью с линзовым модулем.

Оптическая линза содержит переднюю и заднюю изогнутые линзы, содержащие внешнюю и внутреннюю поверхности дугообразной формы. Передняя и задняя изогнутые линзы образуют полость, содержащую объем физиологического раствора и масла, образующих мениск между ними, и стенку мениска, расположенную с внутренней стороны передней изогнутой линзы в указанной полости, по которой проходит граница жидкостного мениска.

Заявленное изобретение относится к линзам, заполненным жидкостью. Заявленная линза в сборе, заполненная жидкостью, содержит оправу очков; линзу, заполненную жидкостью, располагающуюся в оправе; участок дужки очков; резервуар, располагающийся в корпусе; трубку для пропускания жидкости, соединяющую резервуар с линзой, заполненной жидкостью; и основание дужки очков, имеющее первый конец, для соединения с участком дужки очков, и второй конец, для соединения с оправой очков в сборе, и первый и второй концы основания сконфигурированы так, чтобы изгибаться вокруг оси вращения шарнира. При этом основание выполнено с проходом, имеющим форму, при которой трубка для пропускания жидкости может проходить от первого конца основания до его второго конца, размер этого прохода позволяет трубке изгибаться без перекручивания при повороте дужки между раскрытым положением, причем первый конец основания содержит поверхность с выступами и впадинами, для зацепления с поверхностью участка дужки очков. Весь механизм шарнира может быть размещен внутри объема участка дужки и оправы очков. В оправе очков в сборе может быть использована пружина, содержащая конец, включающий поверхность с выступами и впадинами, в случае, когда участок дужки очков поворачивается, конец отклоняется вбок к небольшому выступу, усилие на конце от изгиба создает запас энергии, которая выделяется, когда участок дужки очков заставляет конец перемещаться от выступа, при этом участок дужки очков (900) затем ускоряется и поворачивается в сложенное или развернутое положение, а основание включает в себя U-образный изгиб, для облегчения изгибания вокруг оси поворота шарнира. Технический результат – обеспечение регулировки оптической силы для компенсации изменения естественной глубины фокусировки глаза, которая зависит от размера зрачка носителя очков, и который, в свою очередь, зависит от уровня окружающей освещенности. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 23 ил.
Наверх