專利名稱：變焦液體填充透鏡機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦(variable focus)透鏡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及至少部分地填充流體或液體的消費(fèi)型眼科透鏡。
背景技術(shù)：
公知人眼的適應(yīng)能力(即，改變眼睛中自然晶狀體的焦距)會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸弱化。在35至45歲的年齡范圍，人的適應(yīng)能力弱化至3D(屈光度)或更甚。此時(shí)，人眼需要閱讀眼鏡或一些其他形式的視力校正方式以對(duì)近處的對(duì)象(例如書或雜志中的文本行)聚焦。隨著年齡進(jìn)一步增長(zhǎng)，適應(yīng)能力跌落至2D以下，此時(shí)需要在計(jì)算機(jī)前工作時(shí)或在以中等距離進(jìn)行一些視覺任務(wù)時(shí)進(jìn)行視覺校正。為了實(shí)現(xiàn)最佳的結(jié)果及最佳的視覺舒適度，需要使各個(gè)眼睛聚焦在同一觀察目標(biāo) (例如，計(jì)算機(jī)屏幕)上。大部分人需要對(duì)各個(gè)眼睛進(jìn)行不同的視覺校正。這些人(被稱為屈光參差者)需要對(duì)各個(gè)眼睛進(jìn)行不同的視覺校正以在閱讀或在計(jì)算機(jī)前工作時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳的視覺舒適度。已知如果屈光參差者的兩個(gè)眼睛中任一者未聚焦在同一觀察平面上，則最終的屈光參差影像模糊會(huì)導(dǎo)致立體感(深度知覺)喪失。立體感喪失是雙眼功能喪失的一個(gè)最顯著征兆。在閱讀平面處雙眼能力的喪失會(huì)導(dǎo)致閱讀速度及理解比率下降，并且在連續(xù)閱讀或于計(jì)算機(jī)前工作時(shí)會(huì)加速疲勞感的產(chǎn)生。因此，配有可分別調(diào)節(jié)的液體透鏡的閱讀眼鏡特別適合喪失雙眼功能的個(gè)體的視覺需求。變焦透鏡可采取以下形式，即使得一定體積的液體被封閉在柔性透明片之間。通常，兩個(gè)上述片(一個(gè)形成透鏡前表面，而另一個(gè)形成透鏡后表面)直接或通過(guò)片之間的載體間接地在其邊緣相互連接以形成容納液體的密封腔。兩個(gè)片可均為柔性，或一個(gè)可以為柔性，而另一個(gè)可以為剛性。流體可被引入腔或從腔去除以改變其體積，并且隨著液體體積的變化，片的曲率也發(fā)生變化，從而使得透鏡的屈光度發(fā)生變化。因此，液體透鏡特別適用于閱讀眼鏡，即老視者為閱讀而使用的眼鏡。至少?gòu)?958年開始就已經(jīng)出現(xiàn)了變焦液體透鏡(例如參見對(duì)de Swart授權(quán)的美國(guó)專利號(hào) 2，836，101)。在 Tang 等人所著的 “Dynamically Reconfigurable Liquid Core Liquid Cladding Lens in a Microfluidic Channel”，LAB ON A CHIP, Vol. 8 ；No.3, pp. 395-401(2008)以及發(fā)明名稱為“Liquid Lenses with Polycyclic Alkanes”的國(guó)際專利申請(qǐng)公開號(hào)WO 2008/063442中可找到近期的示例。這些液體透鏡通常涉及光電子技術(shù)、 數(shù)字電話及照相機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)。已經(jīng)提出對(duì)消費(fèi)型眼科應(yīng)用領(lǐng)域使用液體透鏡。例如參見對(duì)Floyd授權(quán)的美國(guó)專利號(hào)5，684，637以及6，715，876以及對(duì)Silver授權(quán)的美國(guó)專利號(hào)7，085，065。這些文獻(xiàn)教導(dǎo)了將液體泵入或泵出透鏡腔以改變彈性薄膜表面的曲率，從而調(diào)節(jié)液體透鏡的焦點(diǎn)。例如,發(fā)明名稱為“Variable Focus Optical Apparatus”美國(guó)專利號(hào)7，085，065教導(dǎo)了由包括兩個(gè)片材(至少一者為柔性)的流體封套形成的變焦透鏡。柔性片材在兩個(gè)環(huán)(兩個(gè)環(huán)例如通過(guò)粘合劑、超聲波焊接或任意類似工藝及其他方式而直接緊固在一起)之間被保持在位，剛性片材可被直接緊固至一個(gè)環(huán)。在裝配后透鏡上貫通鉆成孔，以允許利用透明流體來(lái)填充柔性薄膜與剛性片材之間的腔。液體透鏡具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括較廣的動(dòng)態(tài)范圍，提供適應(yīng)校正的能力，強(qiáng)度高，且成本低。但是，在所有情況下，液體透鏡的優(yōu)點(diǎn)都必須與其缺點(diǎn)(例如，孔徑尺寸的限制、滲漏的可能性以及性能不穩(wěn)定)進(jìn)行平衡。具體而言，Silver已經(jīng)揭示了數(shù)種用于有效地使流體容納在用于眼科應(yīng)用的液體透鏡中的改進(jìn)及實(shí)施例，盡管這些改進(jìn)及實(shí)施例并非限制 (例如，參見對(duì)Silver授權(quán)的美國(guó)專利號(hào)6，618，208，以及其所引用的文獻(xiàn))。已經(jīng)通過(guò)將額外流體注入透鏡腔，通過(guò)電潤(rùn)濕法，通過(guò)應(yīng)用超聲波脈沖并通過(guò)利用在引入諸如水的膨脹劑時(shí)交聯(lián)聚合物中的膨脹力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體透鏡的屈光度的調(diào)節(jié)。假定可以克服上述一些限制，那么使液體透鏡商品化指日可待。即使如此，現(xiàn)有的液體透鏡的體積也過(guò)大，對(duì)于消費(fèi)者而言并不美觀，消費(fèi)者需要具有更薄透鏡的眼鏡以及小框架眼鏡。對(duì)于通過(guò)將液體注入或泵入透鏡體而工作的透鏡而言，通常需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)，從而導(dǎo)致這種透鏡體積較大，昂貴，且對(duì)振動(dòng)敏感。此外，目前，現(xiàn)有液體透鏡均不能使得消費(fèi)者自己能夠相對(duì)于透鏡腔引入或去除液體，從而改變其體積以改變透鏡的屈光度。此外，現(xiàn)有液體透鏡均不能提供相應(yīng)機(jī)構(gòu)以允許消費(fèi)者自己能夠相對(duì)于透鏡腔引入或去除液體，從而改變其體積以改變透鏡的屈光度。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的各種目的，提供了一種機(jī)構(gòu)，用于使變焦液體填充透鏡的光學(xué)強(qiáng)度 (optical strength)產(chǎn)生變化。透鏡包括在剛性前側(cè)光學(xué)器件與安裝至剛性光學(xué)器的外周的透明可擴(kuò)張薄膜之間界定的流體填充密封腔，并且透鏡腔內(nèi)流體量的變化使得透鏡的光學(xué)強(qiáng)度發(fā)生變化。容納額外流體并且經(jīng)由流體連通通道與腔流體連通的蓄液器用于通過(guò)這里描述的機(jī)構(gòu)使得將流體注入腔或?qū)⒘黧w引出腔。在一些實(shí)施例中，該機(jī)構(gòu)包括密封蓄液器的薄膜或隔膜以及致動(dòng)器，致動(dòng)器用于響應(yīng)于作用在致動(dòng)器上的力或脈沖來(lái)使薄膜相對(duì)于蓄液器運(yùn)動(dòng)，從而增大或減小蓄液器內(nèi)的壓力。蓄液器內(nèi)增大的壓力迫使流體離開蓄液器并進(jìn)入透鏡腔，而蓄液器內(nèi)減小的壓力將流體引離透鏡腔并進(jìn)入蓄液器。在一些實(shí)施例中，致動(dòng)器具有塞件，其沖擊薄膜并沿大致橫截隔膜的兩個(gè)相反方向可移動(dòng)。塞件沿接近薄膜的方向的移動(dòng)使得蓄液器內(nèi)的壓力增大，塞件沿遠(yuǎn)離薄膜的方向的移動(dòng)使得蓄液器內(nèi)的壓力減小。可在環(huán)內(nèi)設(shè)置在蓄液器與腔之間提供流體連通的連通通道，在環(huán)內(nèi)，薄膜及剛性光學(xué)部件的外周至少部分地提供連接。在其他實(shí)施例中，本發(fā)明可提供用于眼科應(yīng)用領(lǐng)域的眼鏡片組，其包括框架，包括填充有可變(variable)量流體的腔的至少一個(gè)變焦透鏡，容納額外流體并與腔流體連通的蓄液器，以及上述用于改變變焦透鏡的光學(xué)強(qiáng)度的機(jī)構(gòu)。在眼鏡片的一些實(shí)施例中，蓄液器可被布置在框架中，并可由致動(dòng)器操作以對(duì)至少一個(gè)透鏡的光學(xué)屈光力進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施例中，致動(dòng)器包括使塞件沿接近及遠(yuǎn)離薄膜的方向移動(dòng)的移動(dòng)裝置。 其可以是沿框架布置的鏡筒螺絲，使得沿第一方向旋轉(zhuǎn)鏡筒螺絲可移動(dòng)塞件接近薄膜，沿第二方向旋轉(zhuǎn)鏡筒螺絲可移動(dòng)塞件遠(yuǎn)離薄膜。鏡筒螺絲沿框架同軸移動(dòng)，并且蓄液器與框架相鄰設(shè)置。在眼鏡片的一些實(shí)施例中，連通通道的至少一部分可布置在框架內(nèi)以在蓄液器與腔之間提供流體連通。在其他實(shí)施例中，連通通道位于框架內(nèi)的至少一部分包括一系列孔， 用于使流體在連通通道與透鏡腔之間通過(guò)。參考以下對(duì)具體實(shí)施例的詳細(xì)描述以及示出說(shuō)明這些實(shí)施例的附圖，可以更好地理解本發(fā)明。


結(jié)合非依比例繪制的附圖，根據(jù)以下詳細(xì)描述可更加全面地理解領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中類似的參考標(biāo)號(hào)表示對(duì)應(yīng)、類似或同樣的元件，其中圖IA是用在眼鏡等中的液體填充透鏡的第一實(shí)施例的示意性剖視圖；圖IB是用在眼鏡等中的液體填充透鏡的第二實(shí)施例的示意性剖視圖；圖2是使用液體填充透鏡的眼鏡設(shè)備的實(shí)施例的分解示意性剖視圖；圖3A及圖:3B示出了使用液體填充透鏡的眼鏡設(shè)備的實(shí)施例的一半的后及前立體圖；圖4A是在將流體引入機(jī)構(gòu)之前使用變焦透鏡機(jī)構(gòu)的眼鏡設(shè)備的實(shí)施例的組件的分解立體圖；圖4B是在將流體引入機(jī)構(gòu)之前使用變焦透鏡機(jī)構(gòu)的眼鏡設(shè)備的實(shí)施例的組件的分解剖視圖；圖5A是在將流體引入機(jī)構(gòu)之前眼鏡設(shè)備中的變焦透鏡機(jī)構(gòu)的實(shí)施例的剖視圖；圖5B是在將流體引入機(jī)構(gòu)之后眼鏡設(shè)備中的變焦透鏡機(jī)構(gòu)的實(shí)施例的剖視圖；圖6A及圖6B是對(duì)液體填充透鏡的性能的圖形軟件分析；而圖7A及圖7B是對(duì)液體填充透鏡的性能的圖形軟件分析。
具體實(shí)施例方式附圖中示出的下述優(yōu)選實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，而并非意在對(duì)本申請(qǐng)權(quán)利要求界定的發(fā)明范圍構(gòu)成限制。圖IA示出了取變焦透鏡10形式的光學(xué)設(shè)備的第一優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖，佩戴者沿箭頭方向A透過(guò)該光學(xué)設(shè)備進(jìn)行觀察。透鏡10由兩個(gè)光學(xué)部件構(gòu)成，即大致剛性的前側(cè) (即，相對(duì)于佩戴者的前方)光學(xué)器件11以及作為液體的后側(cè)(即，相對(duì)于佩戴者的后方) 光學(xué)器件15。前側(cè)光學(xué)器件11是優(yōu)選地由剛性透明襯底制成的大致剛性透鏡，該剛性透明襯底例如是潔凈塑料或聚碳酸鹽、玻璃板、透明水晶板或透明剛性聚合物，例如，雙酚A的聚碳酸鹽或CR-39 ( 二甘醇雙烯丙基碳酸)。前側(cè)光學(xué)器件11可由抗沖擊聚合物制成，并可具有抗刮涂層或防反射涂層。在優(yōu)選實(shí)施例中，前側(cè)光學(xué)器件11呈新月狀，S卩，在其前側(cè)為凸面，在其后側(cè)為凹面。因此，前側(cè)光學(xué)器件11的前表面及后表面沿相同方向彎曲。但是，與校正老視眼(無(wú)適應(yīng)能力)的所有透鏡類似，前側(cè)光學(xué)器件11在中央較厚，邊緣較薄，即，前側(cè)光學(xué)器件11 的前表面的曲率半徑小于前側(cè)光學(xué)器件11的后表面的曲率半徑，從而前側(cè)光學(xué)器件11的前表面及后表面各自的曲率半徑相交，從而前表面與后表面自身相交。前側(cè)光學(xué)器件11的前表面與后表面的相交部分為前側(cè)光學(xué)器件11的外周邊緣16。與現(xiàn)有眼鏡透鏡類似，在一些實(shí)施例中，前側(cè)光學(xué)器件11的前表面為球形，即其在其整個(gè)表面上具有相同的曲率。在優(yōu)選實(shí)施例中，前側(cè)光學(xué)器件11為非球形，具有從透鏡中央向外朝向邊緣逐漸變化的更復(fù)雜的前表面曲率，從而提供較薄的輪廓以及作為觀察角度的函數(shù)的期望的屈光度分布，在這里，將觀察角度定義為在實(shí)際視線與透鏡的主軸之間形成的角度。后側(cè)光學(xué)器件15是由流體14構(gòu)成的液體透鏡。流體14被局限在腔內(nèi)，該腔形成于前側(cè)光學(xué)器件11的后表面與薄膜13之間，薄膜13連接至前側(cè)光學(xué)器件11的那些邊緣。薄膜13優(yōu)選地由柔性透明不滲水材料制成，例如清澈和彈性的聚烯烴，多環(huán)芳烴脂肪，聚醚，聚酯，聚酰胺和聚氨酯，例如聚偏二氯乙烯薄膜，包括可商購(gòu)膜，例如Mylar⑧或 Saran 制造的膜。已經(jīng)確認(rèn)上述膜的一個(gè)優(yōu)選方案是由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成的專用清澈透明膜。通過(guò)將薄膜13密封至前側(cè)光學(xué)器件11的外周或外周邊緣16來(lái)形成圖IA中前側(cè)光學(xué)器件11的后表面與薄膜13之間的腔?？赏ㄟ^(guò)任意已知方法來(lái)將薄膜13密封至前側(cè)光學(xué)器件11，例如熱密封、粘合劑密封或激光焊接。薄膜13可至少部分地接合至支撐構(gòu)件， 支撐構(gòu)件然后接合至前側(cè)光學(xué)器件11的外周。薄膜13在密封時(shí)優(yōu)選為平坦，但可以熱成型為特定曲率或球形結(jié)構(gòu)。在薄膜13與前側(cè)光學(xué)器件11的后表面之間封閉的流體14優(yōu)選為無(wú)色。但是，取決于應(yīng)用領(lǐng)域，例如期望用于太陽(yáng)鏡，則流體14可染色。具有適用于流體填充透鏡的適當(dāng)?shù)恼凵渎始罢承缘牧黧w14例如可以是脫氣水、礦物油、甘油和有機(jī)硅制品，以及其他已知或用于流體填充透鏡的流體。一種優(yōu)選的流體14由Dow Corning 制造，產(chǎn)品名稱為704 擴(kuò)散泵油，也被稱為硅油。在一些實(shí)施例中，薄膜13對(duì)其光學(xué)特性并無(wú)限制。在其他實(shí)施例中，薄膜13對(duì)其光學(xué)特性(例如折射率)存在限制，以與流體14的光學(xué)特性匹配。在使用時(shí)，至少一個(gè)透鏡10被裝配在佩戴者使用的眼鏡片組或眼鏡框架內(nèi)。如圖 IA所示，在輪廓方面，透鏡10允許使用者穿過(guò)前側(cè)光學(xué)器件11及后側(cè)光學(xué)器件15兩者進(jìn)行觀看，相比于單一的前側(cè)光學(xué)器件11，兩者共同在透鏡10的中央形成了較厚的輪廓以及更強(qiáng)的老視視覺校正。從而使得佩戴者能夠調(diào)整后側(cè)光學(xué)器件15內(nèi)流體14的量，從而調(diào)整透鏡10的屈光力。在一些實(shí)施例中，如下所述，框架配備有多余流體14的蓄液器以及使蓄液器與透鏡10的后側(cè)光學(xué)器件15連通的流體路徑。眼鏡框架還優(yōu)選地具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)， 以允許佩戴者自己調(diào)節(jié)后側(cè)光學(xué)器件15內(nèi)流體14的量，從而使可引入或排出蓄液器的流體14進(jìn)入后側(cè)光學(xué)器件15，從而根據(jù)需要調(diào)節(jié)透鏡10的屈光力。圖IB示出了變焦透鏡20形式的光學(xué)設(shè)備的第二優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖，佩戴者沿箭頭方向A透過(guò)該光學(xué)設(shè)備進(jìn)行觀察。與由兩個(gè)光學(xué)部件構(gòu)成的圖IA中的透鏡10不同， 圖IB中的變焦透鏡20由三個(gè)光學(xué)部件構(gòu)成，即，大致剛性的前側(cè)光學(xué)器件21、作為液體的中間光學(xué)器件25以及作為液體的后側(cè)光學(xué)器件35。前側(cè)光學(xué)器件21為大致剛性透鏡，其結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)與圖IA中所示的前側(cè)光學(xué)器件 11類似。與圖IA的前側(cè)光學(xué)器件11類似，前側(cè)光學(xué)器件21也呈新月形，即，前側(cè)光學(xué)器件11的前表面及后表面兩者均沿相同方向彎曲，并且前側(cè)光學(xué)器件21的前表面的曲率半徑小于前側(cè)光學(xué)器件21的后表面的曲率半徑，從而前側(cè)光學(xué)器件21的前表面與后表面的相交部分為前側(cè)光學(xué)器件21的外周邊緣26。但是，前側(cè)光學(xué)器件21的后表面的曲率半徑大于圖IA的前側(cè)光學(xué)器件11的后表面的曲率半徑。類似的，相比于圖IA的前側(cè)光學(xué)器件 11，前側(cè)光學(xué)器件21可略薄于圖IA的前側(cè)光學(xué)器件11，從而相比于圖IA的透鏡10保持變焦透鏡20大致相同的總厚度。中間光學(xué)器件25是由流體對(duì)(其類似于依圖IA描述的流體14)構(gòu)成的液體透鏡， 流體M被局限在于前側(cè)光學(xué)器件21與連接至前側(cè)光學(xué)器件21的邊緣沈的薄膜23之間形成的腔內(nèi)，薄膜23在結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方面與圖IA所示的實(shí)施例的薄膜13類似。流體對(duì)具有選擇的折射率(H23)。中間光學(xué)器件25優(yōu)選地也呈新月形，使得其前表面及后表面兩者均沿相同方向彎曲。自然地，可在制造期間使得前側(cè)光學(xué)器件21的后表面形成具有曲率。但是，薄膜23 的凹面曲率可通過(guò)在將其密封至前側(cè)光學(xué)器件21的邊緣26時(shí)將其熱成型為特定曲率或球形形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)。這可通過(guò)使在薄膜23與前側(cè)光學(xué)器件21的后表面之間形成的密封腔內(nèi)的壓力降低來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，前側(cè)光學(xué)器件21的后表面的曲率半徑小于薄膜23的曲率半徑，并且前側(cè)光學(xué)器件21的后表面與薄膜23相交的部分是前側(cè)光學(xué)器件21的外周邊緣26。后側(cè)光學(xué)器件35是由流體34(其類似于依圖IA描述的流體14)構(gòu)成的液體透鏡， 流體；34被局限在于薄膜23與薄膜33之間形成的腔內(nèi)。流體34具有選擇的折射率(n34)。薄膜33在結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方面與根據(jù)圖IA所示的實(shí)施例所描述的薄膜13類似。薄膜33也可連接至前側(cè)光學(xué)器件21的邊緣沈，但晚于連接的薄膜23，即在薄膜23的邊緣之上。替代地，可以使用一個(gè)或多個(gè)環(huán)或半環(huán)來(lái)提供座以密封薄膜23及薄膜33。在密封時(shí)薄膜33優(yōu)選平坦，但其可熱成型為特定曲率或球形形狀。在優(yōu)選實(shí)施例中，中間光學(xué)器件25內(nèi)的正壓力低于后側(cè)光學(xué)器件35內(nèi)的正壓力。后側(cè)光學(xué)器件35內(nèi)更大的正壓力控制薄膜23的形狀以及于前側(cè)光學(xué)器件21的后表面與薄膜23之間的腔內(nèi)的中間光學(xué)器件25以及于薄膜23與薄膜33之間的腔內(nèi)的后側(cè)光學(xué)器件35各自的屈光力。在使用時(shí)，至少一個(gè)透鏡20被裝配在設(shè)計(jì)用于佩戴者使用的眼科應(yīng)用領(lǐng)域的眼鏡片組或眼鏡框架內(nèi)。如圖IB所示，在側(cè)面，透鏡20允許使用者看透前側(cè)光學(xué)器件21、中間光學(xué)器件25及后側(cè)光學(xué)器件35全部，相比于單一前側(cè)光學(xué)器件21，這三者一起提供了透鏡20中央處更厚的輪廓以及更強(qiáng)的老視視覺校正。在一些實(shí)施例中，使得佩戴者能夠調(diào)節(jié)中間光學(xué)器件25內(nèi)的流體M的量或后側(cè)光學(xué)器件35內(nèi)的流體34的量，或同時(shí)調(diào)節(jié)兩者的量，從而調(diào)節(jié)透鏡20的屈光力。在一些實(shí)施例中，如下所述，框架配備有流體M的蓄液器及流體34的蓄液器，或配備有兩者的蓄液器，并配備有將各個(gè)蓄液器連通至透鏡20的中間光學(xué)器件25或后側(cè)光學(xué)器件35的流體路徑。眼鏡框架還優(yōu)選地具有一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以允許佩戴者自己分別調(diào)節(jié)中間光學(xué)器件25及后側(cè)光學(xué)器件35內(nèi)流體M 及流體34的量，從而可使引入或排出各自蓄液器的流體M及流體34進(jìn)入中間光學(xué)器件25 及后側(cè)光學(xué)器件35，從而根據(jù)需要調(diào)節(jié)透鏡20的屈光力。具有更多光學(xué)部件的光學(xué)設(shè)備的其他實(shí)施例也是可行的。除了由一個(gè)剛性光學(xué)器件及一個(gè)液體光學(xué)器件構(gòu)成的圖IA中的透鏡10以及由一個(gè)剛性光學(xué)器件及兩個(gè)液體光學(xué)器件構(gòu)成的圖IB中的透鏡20之外，光學(xué)設(shè)備還可以由一個(gè)剛性光學(xué)器件與超過(guò)兩個(gè)液體
8光學(xué)器件構(gòu)成。在這里并未示出的上述實(shí)施例可為使用者提供便利，并可允許相比于依圖 IA及圖IB描述的實(shí)施例更精密及復(fù)雜的眼科調(diào)節(jié)。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，可將透鏡10或20應(yīng)用于眼鏡片。優(yōu)選地，用于左右眼的透鏡10或20被獨(dú)立設(shè)計(jì)，并能夠由佩戴者分別對(duì)各個(gè)眼鏡片透鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這種情況下， 優(yōu)選地使分離的液體蓄液器與各個(gè)透鏡流體連通，即，通過(guò)其自身液體路徑完成連接。在最優(yōu)選的實(shí)施例中，包括液體透鏡的液體透鏡組件、蓄液器以及上述液體一同構(gòu)成密封系統(tǒng)， 從而使水的侵入或液體的蒸發(fā)或滲漏最小化。在期望調(diào)節(jié)屈光力時(shí)，液體被使用者生成的一些力驅(qū)動(dòng)，從而引入或從各個(gè)蓄液器排出進(jìn)入流體光學(xué)器件。通過(guò)腔與蓄液器之間的液體傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液體透鏡的屈光力的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。圖2示出了使用液體填充透鏡的眼鏡片或眼鏡1的實(shí)施例的分解示意性剖視圖。 眼鏡1具有框架或透鏡支撐體5，變焦透鏡布置在框架5內(nèi)。為了簡(jiǎn)化起見，圖2僅示出了具有兩個(gè)眼鏡片(即，每只眼睛一片)的眼鏡組的一側(cè)(左側(cè))。此外，圖2示出了僅具有一個(gè)流體光學(xué)器件(例如，類似圖IA的透鏡10)的變焦透鏡。為了簡(jiǎn)化起見，在這里依具有一個(gè)流體光學(xué)器件的透鏡10的實(shí)施例來(lái)描述眼鏡的不同實(shí)施例。在圖2的分解圖中可見前側(cè)光學(xué)器件11及薄膜13，并且還示出了同前側(cè)光學(xué)器件11與薄膜13之間形成的腔流體連通的一個(gè)蓄液器6。類似的，圖3A及圖;3B示出了用于使用液體填充透鏡的眼科應(yīng)用領(lǐng)域的眼鏡設(shè)備1 的設(shè)計(jì)的實(shí)施例的左側(cè)眼鏡片部分的后側(cè)及前側(cè)立體圖。圖3A及圖;3B中的眼鏡部分由用于支撐透鏡10的框架5及眼鏡腿4構(gòu)成。如果使用者的右側(cè)眼鏡片也需要眼科調(diào)節(jié)，則右側(cè)眼鏡片大致與左側(cè)呈鏡像關(guān)系。因?yàn)橐后w透鏡到蓄液器的連接位置可彼此呈鏡像關(guān)系， 故獨(dú)立設(shè)計(jì)用于左右眼的透鏡10或20。在圖2的分解圖中可見前側(cè)光學(xué)器件11及薄膜13，并且示出了同眼鏡1與薄膜 13之間形成的腔流體連通的一個(gè)蓄液器6。如圖3A，圖3B，圖4A及圖4B中詳細(xì)示出，示出了眼鏡透鏡10的組件(即，前側(cè)光學(xué)器件11及薄膜13)以及其中安裝組件的環(huán)8。在一些實(shí)施例中連接至框架5或框架5內(nèi)的蓄液器6具有中空腔，其容納可通過(guò)流體連通通道被注入透鏡10的多余流體14。蓄液器6內(nèi)的多余流體14優(yōu)選地并非完全填滿蓄液器6，以允許將來(lái)自透鏡10的額外流體14引入蓄液器6。如圖3A及圖;3B所示，蓄液器6具有機(jī)構(gòu)或致動(dòng)器7以將流體14注入或引出液體透鏡光學(xué)器件15。在一個(gè)實(shí)施例中，蓄液器6由剛性材料制成，并裝配有機(jī)械地連接至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或致動(dòng)器7 (例如指輪(thumb wheel)、鏡筒(barrel)、鉗(clamp)或杠桿)的活塞，致動(dòng)器7或連接至透鏡保持器框架5或連接至眼鏡的眼鏡腿4。如圖4A及圖4B所示，在致動(dòng)器7是與眼鏡腿4同軸地布置的鏡筒的實(shí)施例中，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)鏡筒狀致動(dòng)器7來(lái)迫使流體通過(guò)流體通道離開蓄液器6并進(jìn)入透鏡10。在一些實(shí)施例中，一旦透鏡10的光學(xué)能力由致動(dòng)器7調(diào)節(jié)，就可改變或禁用致動(dòng)器7，以防止佩戴者對(duì)透鏡10的光學(xué)特性的調(diào)節(jié)。圖4A及圖4B是分解立體圖及剖視圖，其詳細(xì)示出了在將流體引入機(jī)構(gòu)之前，使用變焦透鏡機(jī)構(gòu)的眼鏡組件的實(shí)施例的左側(cè)眼鏡片及框架的組件。如圖IA所示，透鏡10由前側(cè)光學(xué)器件11及薄膜13形成，并且透鏡10的后側(cè)光學(xué)器件15與蓄液器6流體連通，蓄液器6示出為可保持流體14的中空的井部。蓄液器6與透鏡10的腔(S卩，后側(cè)光學(xué)器件15)流體連通，并通過(guò)流體通道31將流體14注入后側(cè)光學(xué)器件15，流體通道31可以是將蓄液器6連接至透鏡10的腔的任何管路或通道。上述流體通道31可以是從蓄液器6至后側(cè)光學(xué)器件15延伸最短可能距離的短管。但是，因?yàn)榱黧w14的粘性，僅具有一個(gè)進(jìn)入后側(cè)光學(xué)器件15的入口位置的流體通道容易限制流體14從蓄液器6流向后側(cè)光學(xué)器件15，從而影響實(shí)現(xiàn)期望的眼科變化的時(shí)間。 即使該流體通道31足夠?qū)?，從而流體14可足夠迅速地流動(dòng)，僅存在一個(gè)進(jìn)入后側(cè)光學(xué)器件 15的入口位置也不能夠使流體14足夠迅速地在后側(cè)光學(xué)器件15內(nèi)均勻分布，從而不利于以期望的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的眼科變化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，流體通道31具有超過(guò)一個(gè)將流體14注入后側(cè)光學(xué)器件15 的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，如上所述，在蓄液器6與后側(cè)光學(xué)器件15之間提供流體連通的流體通道31可取中空環(huán)8的形式。環(huán)8可以環(huán)8內(nèi)中空空間的形式來(lái)界定流體通道。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4B所示，可以設(shè)置在透鏡支撐體或框架5內(nèi)的環(huán)8可以設(shè)置沿環(huán)8的內(nèi)表面布置的一系列徑向孔或開口，液體可通過(guò)其被注入后側(cè)光學(xué)器件15。徑向孔優(yōu)選地以固定間隔分布，或更優(yōu)選的以彼此之間的最佳間距分布，從而以受控的速率來(lái)輸送流體14。 在一些實(shí)施例中，環(huán)8并未圍繞透鏡10完全延伸，而例如僅圍繞透鏡10的頂部延伸。例如可能因?yàn)闀r(shí)尚因素而這樣做，從而使用者無(wú)需佩戴看似笨重的框架。在這種實(shí)施例中，徑向孔沿環(huán)8的上述部分的內(nèi)側(cè)表面布置，從而僅從其頂邊緣將流體14注入透鏡10。如圖4B所示，環(huán)8可通過(guò)短流體連通通道31與蓄液器6流體連通。在一些實(shí)施例中，與圖IB的透鏡20類似，眼鏡1具有超過(guò)一個(gè)液體光學(xué)器件，每一個(gè)液體透鏡腔均可設(shè)置有蓄液器6，其分別與透鏡20的各個(gè)腔流體連通。各個(gè)液體透鏡腔也可設(shè)置有專用環(huán) 8，從而液體通道對(duì)于各個(gè)腔保持分離。除了對(duì)后側(cè)光學(xué)器件15提供流體連通之外，作為密封柔性薄膜的座的環(huán)8還實(shí)現(xiàn)附加功能，即提供接合薄膜13的具有限定寬度及傾角的平臺(tái)。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)8的表面呈橢圓體以提供穩(wěn)定的平坦座，用于密封在一側(cè)的前側(cè)光學(xué)器件11上以及另一側(cè)的柔性薄膜I3上。在該實(shí)施例中，為了避免流體14從透鏡10滲漏，環(huán)8必須被密封至前側(cè)光學(xué)器件11并密封至柔性薄膜13。將環(huán)8密封至前側(cè)光學(xué)器件11及柔性薄膜13的處理可涉及使用諸如環(huán)氧粘合劑的粘合劑或可涉及焊接處理，包括激光焊接處理。激光焊接處理的一個(gè)優(yōu)選方法涉及使用涂布至界面的吸收激光染料溶液來(lái)在界面位置實(shí)現(xiàn)對(duì)激光能量的有效吸收。激光焊接的優(yōu)選寬度介于0. 5mm至2. Omm之間，更優(yōu)選地為眼鏡1. 0mm。在眼鏡1的一個(gè)實(shí)施例中，透鏡10的直徑約為39mm。但是，因?yàn)闀?huì)利用透鏡10的邊緣來(lái)在前側(cè)光學(xué)器件11與薄膜13之間或在透鏡10與框架5之間形成接合部，故光學(xué)清潔區(qū)域大致略小于約35mm。環(huán)8的外徑為2. Omm,內(nèi)徑為眼鏡1. 0mm。環(huán)8的內(nèi)表面(艮口， 面向腔)設(shè)置有徑向布置的直徑例如為Imm的開口。如圖4B所示，優(yōu)選地利用柔性熱塑薄膜27來(lái)覆蓋并密封蓄液器6。薄膜27可由 Mylar 、聚酰亞胺或熱塑性彈性體(TPE)制成，優(yōu)選TPE。薄膜27可與薄膜13使用相同材料。但是，在一些實(shí)施例中，當(dāng)薄膜27無(wú)需透明時(shí)，薄膜27可使用與薄膜13不同的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，薄膜27可注塑成型或熱成型以填充蓄液器6內(nèi)部的空間。薄膜 27可連接或接合至蓄液器6的內(nèi)表面，使得薄膜27類似于襯墊或氣球以隔膜的形式向外膨脹超出蓄液器6的頂部。此組件的細(xì)節(jié)在圖5A及圖5B中更清楚地示出。在另一實(shí)施例中，薄膜27可以連接或接合或形成配合在蓄液器6的外邊緣上。
薄膜27在蓄液器6上形成氣密及液密密封。在一些實(shí)施例中，薄膜27向上伸出以在蓄液器6的頂部上方形成泡。通常，透鏡10的蓄液器6、液體連通通道31、環(huán)8及后側(cè)光學(xué)器件15全部的總內(nèi)部容積一起形成單一密封空間，在所有時(shí)間均大致充滿流體。當(dāng)薄膜27的向外膨脹部分被向內(nèi)壓入蓄液器6時(shí)，蓄液器6內(nèi)的容積減小，從而薄膜27在蓄液器6內(nèi)產(chǎn)生正壓力，迫使流體14離開蓄液器6，通過(guò)液體連通通道31及環(huán)8，并進(jìn)入透鏡10 的后側(cè)光學(xué)器件15。類似的，當(dāng)薄膜27的向外膨脹部分從蓄液器6向外拉出時(shí)，蓄液器6 內(nèi)的容積增大，從而薄膜27在蓄液器6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓力，將流體14從透鏡10的后側(cè)光學(xué)器件15通過(guò)液體連通通道31及環(huán)8拉入蓄液器6?？衫弥聞?dòng)器7，通過(guò)已知的方式來(lái)將薄膜27向下壓入蓄液器6或從蓄液器6向上拉出。通過(guò)薄膜27的這種運(yùn)動(dòng)，可從蓄液器6排出流體14或?qū)⒘黧w14引入蓄液器6。 因?yàn)樾钜浩?內(nèi)流體量的變化也將引起透鏡10內(nèi)流體14的量的變化，故可以改變透鏡10 的光學(xué)特性。在圖4A及圖4B所示的實(shí)施例中，致動(dòng)器7包括布置在薄膜27緊外側(cè)并沖擊薄膜 27的塞件觀以及使塞件觀移動(dòng)的移動(dòng)裝置。塞件觀沿接近薄膜27的方向的移動(dòng)使薄膜27上及蓄液器6內(nèi)的壓力增大，并且塞件觀沿遠(yuǎn)離薄膜27的方向的移動(dòng)使薄膜27上及蓄液器6內(nèi)的壓力減小。塞件觀可沿大致橫截薄膜27的兩個(gè)相反方向移動(dòng)，并且由于作用在移動(dòng)裝置上的力或脈沖，塞件觀通過(guò)相對(duì)于薄膜27的移動(dòng)而在蓄液器6上施加壓力。移動(dòng)裝置可以是使塞件觀進(jìn)行受控、可調(diào)及漸進(jìn)運(yùn)動(dòng)的任意裝置，例如螺絲、杠桿、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)等。在圖4B所示的實(shí)施例中，致動(dòng)器7的移動(dòng)裝置取鏡筒螺絲四的形式，其同軸螺紋連接至框架5上的眼鏡腿4，并同軸螺紋連接至塞件觀，從而使塞件觀沿接近及遠(yuǎn)離薄膜 27的方向移動(dòng)。致動(dòng)器7的移動(dòng)裝置沿第一方向的致動(dòng)(即鏡筒螺絲四根據(jù)其螺紋的旋轉(zhuǎn))使得塞件觀向內(nèi)朝向薄膜27移動(dòng)，從而向內(nèi)將薄膜27壓入蓄液器6并在蓄液器6內(nèi)產(chǎn)生正壓力。蓄液器6內(nèi)的該正壓力擠壓流體14離開蓄液器6，通過(guò)液體連通通道31及環(huán) 8，并進(jìn)入透鏡10。在一些實(shí)施例中，塞件觀迫使薄膜27向后深深進(jìn)入蓄液器6，使得薄膜 27幾乎與蓄液器6的底部接觸。相反，致動(dòng)器7的移動(dòng)裝置沿與第一方向相反的方向的致動(dòng)(即鏡筒螺絲四根據(jù)其螺紋的旋轉(zhuǎn))使得塞件觀移動(dòng)遠(yuǎn)離薄膜27，從而允許薄膜27移動(dòng)遠(yuǎn)離蓄液器6并在蓄液器6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓力。蓄液器6內(nèi)的該負(fù)壓力將流體14從透鏡10拉出，通過(guò)液體連通通道31及環(huán)8，并進(jìn)入蓄液器6。通過(guò)鏡筒螺絲四沿第一方向或沿與第一方向相反的方向的旋轉(zhuǎn)，流體14可從蓄液器6被排出進(jìn)入透鏡10，或以從透鏡10被吸入蓄液器6，從而改變透鏡10的光學(xué)特性。通過(guò)致動(dòng)器7，通過(guò)應(yīng)用力來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄液器6與液體填充腔(即，透鏡10的后側(cè)光學(xué)器件1 之間的液體傳輸。因?yàn)榘ㄇ?5、蓄液器6及通道31/環(huán)8的整個(gè)流體隔室被密封并彼此連通使得其內(nèi)壓力相同，故不存在普遍的需求要防止流體14從腔回流至蓄液器6。在這種情況下，致動(dòng)器7可以為單向，S卩，其僅用于沿一個(gè)方向移動(dòng)塞件觀，迫使流體 14進(jìn)入透鏡10，或者將流體14拉出透鏡10。在這種實(shí)施例中，可以采用齒輪(未示出)以防止致動(dòng)器7的動(dòng)作反向。致動(dòng)器7通常在佩戴者需要產(chǎn)生額外的眼科屈光力時(shí)被手動(dòng)調(diào)整。替代地，可以響應(yīng)于來(lái)自傳感器(其識(shí)別出需要額外的屈光力并為此發(fā)出信號(hào))的信
11號(hào)，通過(guò)應(yīng)用電氣、磁力、聲學(xué)或熱力來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)致動(dòng)器7。必須在使用眼鏡1之前對(duì)由透鏡10的蓄液器6、液體連通通道31、環(huán)8及后側(cè)光學(xué)器件15構(gòu)成的單一密封空間的密封內(nèi)部容積進(jìn)行填充。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)注入升溫 (優(yōu)選范圍為45-90°C，更優(yōu)選為65-80°C )流體14來(lái)在密封眼鏡1之前初始填充內(nèi)部容積。如圖4B及圖5A所示，可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)入口(例如蓄液器6下方的入口 30A或環(huán)8 遠(yuǎn)邊的入口 30B，或兩者)來(lái)進(jìn)行對(duì)內(nèi)部容積的填充。優(yōu)選地利用新鮮的去氣流體在真空環(huán)境下完成對(duì)內(nèi)部容積的填充，從而使得密封內(nèi)部容積中包含的空氣最少。實(shí)際上，優(yōu)選地在密封內(nèi)部容積中不存在空氣，即處于真空，使得致動(dòng)器7將僅使流體14移動(dòng)進(jìn)入及離開透鏡10。一旦將眼鏡組件1密封，就可以密封或去除入口 30A及30B，在入口 30A及30B的位置處不遺留流體14或空氣的出口。圖5A示出了在將流體引入機(jī)構(gòu)之前的眼鏡組件，還保留有入口 30A及30B，而圖5B示出了在將填充流體及密封之后的眼鏡組件，已經(jīng)對(duì)入口 30A 及30B進(jìn)行了密封。液體透鏡的光學(xué)及機(jī)械設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)了其主要功能(即使得能夠在盡可能廣的范圍內(nèi)對(duì)光學(xué)能力進(jìn)行調(diào)節(jié))的同時(shí)不會(huì)過(guò)分影響外觀、耐用性或光學(xué)性能。設(shè)計(jì)的目的在于優(yōu)選地通過(guò)減小其厚度來(lái)使透鏡10的體積減小。液體透鏡的厚度取決于前側(cè)光學(xué)器件 11的后表面的曲率以及透鏡系統(tǒng)的直徑?？紤]將前側(cè)光學(xué)器件11的后表面的表面形狀作為輸入的有限元模型(FEM)、需要的可調(diào)屈光力范圍以及在薄膜13平坦時(shí)流體14層的厚度，來(lái)設(shè)計(jì)液體透鏡的尺寸。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，涵蓋了從1. 25D至3. 25D的屈光力范圍的液體透鏡系統(tǒng)由具有零球形屈光力的前側(cè)光學(xué)器件11構(gòu)成。取決于用于制造前側(cè)光學(xué)器件11所使用的材料的折射率，前側(cè)光學(xué)器件11的曲率半徑的優(yōu)選范圍介于IOOmm至700mm，更優(yōu)選地介于500mm至600mm。前側(cè)光學(xué)器件11的厚度的優(yōu)選范圍為0. 7mm至2. 5mm，更優(yōu)選地介于 1. Omm至1. 5mm，最優(yōu)選地約為1. 3mm。公知在遠(yuǎn)離其中心時(shí)會(huì)影響光學(xué)器件提供的有效屈光力的球差會(huì)取決于觀察角度及中心位置的屈光力。對(duì)于直徑為30-40_的光學(xué)器件(其控制最大觀察角度)以及對(duì)于1. OD至5. OD的傍軸屈光力而言，預(yù)期的屈光力的離軸偏差約為 0. 25-0. 50D。透鏡10 (前側(cè)光學(xué)器件11及后側(cè)光學(xué)器件15)的優(yōu)選實(shí)施例具有在中心1. 21D 的屈光力，后側(cè)光學(xué)器件15的液體層在中心位置具有介于0. 7mm至1. 5mm的厚度，優(yōu)選為 1. 3mm。透鏡10的直徑為35mm，而薄膜13的曲率半徑為無(wú)窮大，因?yàn)楸∧?3以平坦方式被接合。液體透鏡中流體的總體積約為1. 35mL，而在蓄液器內(nèi)存在0. 350mL的額外容積。當(dāng)通過(guò)將更多流體14注入蓄液器6的腔而使得后側(cè)光學(xué)器件15中的流體14的壓力增大時(shí)，透鏡10的屈光力減小。當(dāng)透鏡屈光力達(dá)到3. 25D時(shí)，薄膜13的曲率半徑為 274mm。需要300微升(0. 30mL)的流體14以達(dá)到形成薄膜13需求形變(膨脹)程度所需的正壓力級(jí)別。研發(fā)出了機(jī)械有限元模型(FEM)以預(yù)測(cè)增大整個(gè)透鏡的屈光力所需的壓力以及實(shí)現(xiàn)的薄膜13的偏移。對(duì)于薄膜13的兩種厚度(23微米和46微米(1和^iiil))并對(duì)于薄膜13的三種不同拉伸模量值(即，2. OGPa, 3. OGI^a及4. OGPa)來(lái)建立模型。圖6A及圖 6B示出了 FEM模型的輸出，顯示了通過(guò)將流體注入具有三種優(yōu)選構(gòu)造的液體透鏡而產(chǎn)生壓力。
圖6A及圖6B示出了隨著流體被泵入并且壓力增大，薄膜13發(fā)生彈性形變，使得其中心向外偏移。很明顯在該材料的形變的彈性范圍內(nèi)能夠很好地實(shí)現(xiàn)2. OD的屈光力提高。實(shí)際上，因?yàn)榍饬Φ脑龃蟠笾屡c在該范圍薄膜中心的偏移成線性關(guān)系，故FEM模型預(yù)測(cè)小于Imm的中心偏移會(huì)使得在38mm光學(xué)器件中4D的屈光力的增大，同時(shí)僅在偏移達(dá)到 3mm時(shí)達(dá)到彈性極限。此外，形變薄膜的形狀在整個(gè)彈性范圍內(nèi)保持為合理的球形。公知的液體透鏡或具有液體透鏡的混合透鏡的缺陷是增大一定的屈光力所需的流體量會(huì)隨著光學(xué)器件的直徑而顯著增大。此問(wèn)題已經(jīng)將液體透鏡的應(yīng)用領(lǐng)域限制至僅用于小孔徑的光學(xué)器件，從而阻礙了其在眼科透鏡應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。這因FEM模型(圖 7A)的預(yù)測(cè)而引起，其顯示如果光學(xué)器件直徑從32mm增大至38mm，則在1. 21D的基礎(chǔ)屈光力上增加2. OD的光學(xué)屈光力所需的流體體積需要增加一倍。但是，因前側(cè)光學(xué)器件從 260mm增大至500mm，故上述體積減小兩倍。對(duì)于特定框架所需的光學(xué)器件直徑，申請(qǐng)人已經(jīng)使用FEM模型獲得了的剛性光學(xué)器件的前曲線的最佳曲率。還需要使薄膜13承受較小的正壓力以確保液體透鏡的穩(wěn)定光學(xué)性能。該正壓力可防止起皺，并防止流體14在腔的底部的重力集中而影響光學(xué)屈光力。即使在通過(guò)從蓄液器注入額外流體也未提高光學(xué)屈光力時(shí)，也使用FEM模型來(lái)估計(jì)穩(wěn)定工作所需的最小正壓力量。圖7A及圖7B示出了 FEM模型的結(jié)果，顯示為了實(shí)現(xiàn)一定的屈光力增大所需的流體體積的增大，其取決于優(yōu)選實(shí)施例中的光學(xué)器件直徑及前側(cè)曲率半徑。申請(qǐng)人:通過(guò)測(cè)試確認(rèn)，對(duì)于被具有3GPa系數(shù)的薄膜23微米厚Mylar薄膜覆蓋的 38mm光學(xué)器件而言，防止起皺所需的最小壓力約為3毫巴(mbar)。對(duì)于重力集中影響進(jìn)行建模顯示約2mbar的正壓力將消除重力。此外，溫度變化也會(huì)改變?cè)谝后w透鏡內(nèi)產(chǎn)生的正壓力，并將影響液體透鏡的光學(xué)性能?；谶@些考量(包括模型預(yù)測(cè)及測(cè)試結(jié)果)，確定IOmbar的正壓力將足以確保在各種應(yīng)用條件下薄膜保持伸展?？赏ㄟ^(guò)將基礎(chǔ)屈光力降低至所需屈光力變化范圍之下，或通過(guò)改變薄膜的厚度，來(lái)實(shí)現(xiàn)上述正壓力量。確認(rèn)對(duì)于 38mm的光學(xué)器件直徑，系數(shù)為3GPa且厚度為200微米的薄膜需要約IOmbar的正壓力以保持0. 25D的屈光力增量。柔性薄膜增大的厚度提高了其耐用性及強(qiáng)度，而不會(huì)過(guò)度增加整個(gè)透鏡的厚度。因此，已經(jīng)提供了用于操作液體填充透鏡的機(jī)構(gòu)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可通過(guò)不同于上述實(shí)施例(其僅用于說(shuō)明而非限制)的方式來(lái)實(shí)施本發(fā)明，并且本發(fā)明僅受限于所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)構(gòu)，用于使變焦光學(xué)設(shè)備的光學(xué)強(qiáng)度發(fā)生變化，所述變焦光學(xué)設(shè)備包括光學(xué)部件以及蓄液器，所述光學(xué)部件具有填充有可變量流體的腔，所述蓄液器容納額外的流體并與所述光學(xué)部件的腔流體地連通，所述機(jī)構(gòu)包括隔膜，其密封所述蓄液器，致動(dòng)器，其被構(gòu)造成響應(yīng)于作用在所述致動(dòng)器上的力或脈沖而使所述隔膜相對(duì)于所述蓄液器運(yùn)動(dòng)，以增大或減小所述蓄液器內(nèi)的壓力，所述蓄液器內(nèi)增大的壓力迫使流體離開所述蓄液器并進(jìn)入所述光學(xué)部件的腔，而所述蓄液器內(nèi)減小的壓力使流體從所述光學(xué)部件的腔引出并進(jìn)入所述蓄液器，所述光學(xué)部件的腔內(nèi)的流體量的變化使得所述光學(xué)設(shè)備的所述光學(xué)強(qiáng)度發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述致動(dòng)器包括塞件，所述塞件沖擊所述隔膜并可沿大致橫截所述隔膜的兩個(gè)相反方向移動(dòng)，所述塞件沿接近所述隔膜的方向的運(yùn)動(dòng)使所述蓄液器內(nèi)的壓力增大，而所述塞件沿遠(yuǎn)離所述隔膜的方向的運(yùn)動(dòng)使所述蓄液器內(nèi)的壓力減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述致動(dòng)器還包括移動(dòng)裝置，用于使所述塞件沿接近及遠(yuǎn)離所述隔膜的方向移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述移動(dòng)裝置沿所述變焦光學(xué)設(shè)備的框架同軸地移動(dòng)，所述蓄液器與所述框架相鄰地布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述移動(dòng)裝置沿所述框架定位，使得沿第一方向旋轉(zhuǎn)所述移動(dòng)裝置可使所述塞件沿接近所述隔膜的方向移動(dòng)，而沿第二方向旋轉(zhuǎn)所述移動(dòng)裝置可使所述塞件沿遠(yuǎn)離所述隔膜的方向移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述光學(xué)設(shè)備的所述光學(xué)強(qiáng)度一旦已經(jīng)達(dá)到期望值，所述致動(dòng)器可被禁用以防止所述隔膜進(jìn)一步移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述隔膜包括裝配在所述蓄液器的外側(cè)邊緣上以提供密封件的可擴(kuò)張薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中，所述隔膜包括被裝配接合至所述蓄液器的內(nèi)側(cè)表面以提供密封件的可擴(kuò)張薄膜。
9.一種被設(shè)計(jì)為用于眼科應(yīng)用領(lǐng)域的眼鏡片組，包括框架；至少一個(gè)變焦光學(xué)設(shè)備，其包括光學(xué)部件，所述光學(xué)部件具有填充有可變量流體的腔；容納額外流體的蓄液器，所述蓄液器與所述光學(xué)部件的腔流體地連通；以及根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于使所述變焦光學(xué)設(shè)備的光學(xué)強(qiáng)度發(fā)生變化的機(jī)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡片組，其中，所述變焦光學(xué)設(shè)備還包括連通通道，該通道在所述蓄液器與所述光學(xué)部件的腔之間提供流體連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的眼鏡片組，其中，所述連通通道的至少一部分布置在所述框架內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的眼鏡片組，其中，所述連通通道位于所述框架內(nèi)的所述部分包括一系列孔，用于使所述流體在所述連通通道與所述光學(xué)部件的腔之間通過(guò)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡片組，其中，所述蓄液器被布置在所述框架內(nèi)或被布置在眼鏡腿部分內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡片組，其中，所述至少一個(gè)變焦光學(xué)設(shè)備還包括剛性光學(xué)部件，所述光學(xué)部件的腔由連接至所述剛性光學(xué)部件的外周的至少一個(gè)透明可擴(kuò)張薄膜來(lái)界定。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡片組，包括兩個(gè)變焦光學(xué)設(shè)備以及兩個(gè)機(jī)構(gòu)，其中，各個(gè)機(jī)構(gòu)可由佩戴者分別調(diào)節(jié)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡片組，其中，所述致動(dòng)器包括塞件，所述塞件沖擊所述隔膜并可沿大致橫截所述隔膜的兩個(gè)相反方向移動(dòng)，所述塞件沿接近所述隔膜的方向的運(yùn)動(dòng)使所述蓄液器內(nèi)的壓力增大，所述塞件沿遠(yuǎn)離所述隔膜的方向的運(yùn)動(dòng)使所述蓄液器內(nèi)的壓力減小。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的眼鏡片組，其中，所述致動(dòng)器還包括移動(dòng)裝置，用于使所述塞件沿接近和遠(yuǎn)離所述隔膜的方向移動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的眼鏡片組，其中，所述移動(dòng)裝置沿所述框架同軸地移動(dòng)，所述蓄液器與所述框架相鄰地布置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的眼鏡片組，其中，所述移動(dòng)裝置沿所述框架定位，使得沿第一方向旋轉(zhuǎn)所述移動(dòng)裝置使所述塞件沿接近所述隔膜的方向移動(dòng)，而沿第二方向旋轉(zhuǎn)所述移動(dòng)裝置使得所述塞件沿遠(yuǎn)離所述隔膜的方向移動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡片組，其中，所述光學(xué)設(shè)備的光學(xué)強(qiáng)度一旦已經(jīng)達(dá)到期望值，所述致動(dòng)器可被禁用以防止所述隔膜進(jìn)一步移動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡片組，其中，所述隔膜包括裝配在所述蓄液器的外側(cè)邊緣上以提供密封件的可擴(kuò)張薄膜。
22.根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡片組，其中，所述隔膜包括被裝配接合至所述蓄液器的內(nèi)側(cè)表面以提供密封件的可擴(kuò)張薄膜。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及變焦液體填充透鏡機(jī)構(gòu)，一種機(jī)構(gòu)用于使包括填充有流體的腔的液體填充透鏡的光學(xué)強(qiáng)度發(fā)生變化。蓄液器容納額外流體，并與腔流體連通，并且機(jī)構(gòu)從蓄液器引出流體進(jìn)入腔，或從腔引出流體返回進(jìn)入蓄液器，從而透鏡腔內(nèi)流體量的變化使得透鏡的光學(xué)強(qiáng)度發(fā)生變化。薄膜密封蓄液器，并且塞件沖擊薄膜。諸如鏡筒螺絲或杠桿的移動(dòng)裝置沿受控方式使塞件移動(dòng)接近薄膜以增大蓄液器內(nèi)的壓力從而迫使流體離開蓄液器進(jìn)入透鏡腔，并移動(dòng)遠(yuǎn)離薄膜以減小蓄液器內(nèi)的壓力從而將流體從透鏡腔引出并進(jìn)入蓄液器。
文檔編號(hào)G02B3/12GK102317816SQ201080007891
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者卡里姆·哈羅德, 爾本·肖納勒, 阿米塔瓦·古普塔 申請(qǐng)人:阿德倫絲必康公司