流體透鏡、透鏡坯件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及用于流體透鏡的透鏡坯件及流體透鏡的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自大約1958年起，基本的流體透鏡就已經(jīng)被人們所知，正如Swart的美國專利US 2，836，101中所描述的，在此通過引用將其整體內(nèi)容結(jié)合到本說明書中?？梢栽贚abChip 的 Tang 等人所著的 “Dynamically Reconfigurable Fluid Cladding Lens in aMicrofluidic Channel ”第8卷第395頁以及WIPO公布W02008/063442中發(fā)現(xiàn)更多的近期示例，在此通過引用將它們每一個(gè)的整體內(nèi)容結(jié)合到本說明書中。流體透鏡的這些應(yīng)用涉及光子學(xué)、數(shù)字電話和相機(jī)技術(shù)以及微電子學(xué)。
[0003]已經(jīng)提出了將流體透鏡用于眼科應(yīng)用(參見，例如Silver的美國專利US7，085，065，在此通過引用將其整體內(nèi)容結(jié)合到本說明書中)。流體透鏡中的倍率調(diào)節(jié)已通過例如通過電潤濕(electrowetting)、應(yīng)用超聲脈沖將流體注入到透鏡空腔中，以及在引入膨脹劑(例如水)后利用交聯(lián)聚合物中的膨脹力來實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一些實(shí)施例中，用于流體透鏡的透鏡坯件包括:剛性透鏡和附接到所述剛性透鏡的半柔性膨脹膜。所述透鏡坯件被分為空腔區(qū)和結(jié)合區(qū)。所述空腔區(qū)從所述透鏡坯件的中央?yún)^(qū)徑向向外延伸，在所述空腔區(qū)內(nèi)并在所述膜和所述剛性透鏡之間形成空腔。所述結(jié)合區(qū)從所述空腔區(qū)徑向向外延伸，并且所述膜橫貫所述結(jié)合區(qū)被結(jié)合到所述剛性透鏡并被流體密封到所述剛性透鏡。所述結(jié)合區(qū)被規(guī)格化以被切邊來容納多個(gè)框架形狀和大小。
[0005]在一些實(shí)施例中，流體透鏡組件的制造方法包括將膜的一部分結(jié)合到剛性透鏡，使得所述膜的結(jié)合區(qū)被流體密封到所述剛性透鏡。所述結(jié)合區(qū)被規(guī)格化為使得所述透鏡坯件可被切邊以形成具有結(jié)合環(huán)區(qū)的切邊透鏡，該結(jié)合環(huán)區(qū)具有與任何普通眼鏡片大小對應(yīng)的寬度和高度。該方法還包括對所述透鏡坯件進(jìn)行切邊以形成具有結(jié)合環(huán)區(qū)的修整透鏡，該結(jié)合環(huán)區(qū)具有與任何普通眼鏡片大小對應(yīng)的寬度和高度。
[0006]在一些實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)用于普通眼鏡片大小和形狀的獨(dú)立框架設(shè)計(jì)。在一些情況中，這種獨(dú)立框架設(shè)計(jì)能夠在流體透鏡中使用庫存單元(SKU)數(shù)量減少的部件。例如，在一些實(shí)施例中，用于每個(gè)部件的單個(gè)SKU可以用于左右透鏡和右眼透鏡兩者。
[0007]在一些實(shí)施例中，流體透鏡陣列包括多個(gè)流體透鏡，每個(gè)流體透鏡包括剛性透鏡和附接到所述剛性透鏡的半柔性膨脹膜。所述流體透鏡被分為至少兩個(gè)區(qū)，所述區(qū)包括空腔區(qū)和結(jié)合區(qū)，所述空腔區(qū)從所述流體透鏡的中央?yún)^(qū)徑向向外延伸，在所述空腔區(qū)內(nèi)并在所述膜和所述剛性透鏡之間形成空腔，結(jié)合區(qū)從所述空腔區(qū)徑向向外延伸。所述膜橫貫所述結(jié)合區(qū)被結(jié)合到所述剛性透鏡并被流體密封到所述剛性透鏡。所述多個(gè)透鏡坯件中的一者或多者被流體連接到所述陣列內(nèi)的其他流體透鏡中的一者或多者。
[0008]本說明書會(huì)參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的某些實(shí)施例、特征和優(yōu)勢以及本發(fā)明不同實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。
【附圖說明】
[0009]附圖結(jié)合在本說明書中并且形成了說明書的一部分，闡釋了本發(fā)明的實(shí)施例，并且還與說明書一起解釋了本發(fā)明實(shí)施例的原則并且使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出和使用本發(fā)明的實(shí)施例。
[0010]圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件的主視圖。
[0011]圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的眼鏡透鏡的主視圖。
[0012]圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件的主視圖。
[0013]圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件的主視圖。
[0014]圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件一部分的截面圖。
[0015]圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件的主視圖。
[0016]圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件的主視圖。
[0017]圖8示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件的主視圖。
[0018]圖9示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件的主視圖。
[0019]圖10示出了根據(jù)實(shí)施例的用于流體透鏡的制造方法的流程圖。
[0020]圖11示出了根據(jù)實(shí)施例的用于流體透鏡的制造方法的流程圖。
[0021]圖12示出了根據(jù)實(shí)施例的用于流體透鏡的制造方法的流程圖。
[0022]圖13示出了添加有尺寸標(biāo)注的圖2的眼鏡透鏡的主視圖。
[0023]圖14示出了添加有尺寸標(biāo)注的圖4的透鏡坯件的主視圖。
[0024]圖15示出了根據(jù)實(shí)施例的透鏡坯件陣列的主視圖。
[0025]圖16示出了根據(jù)實(shí)施例的流體透鏡陣列的主視圖。
[0026]將參照附圖來描述本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0027]盡管討論了具體的構(gòu)造和配置，但是應(yīng)當(dāng)理解，這樣做僅僅是為了便于闡述。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可以使用其他構(gòu)造和配置。本發(fā)明還可以用于各種其他應(yīng)用中，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是很顯然的。
[0028]注意，說明書中對“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示例性實(shí)施例”等等的提及，表明所描述的實(shí)施例可包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性，但是每個(gè)實(shí)施例可不必包括該特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。而且，這種詞語可以不指代相同的實(shí)施例。此外，當(dāng)特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性與實(shí)施例聯(lián)系在一起被描述時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，不管是否明確描述，該特征、結(jié)構(gòu)或特性都可以與其他實(shí)施例相聯(lián)系。
[0029]圖1示出了透鏡坯件100的主視圖。透鏡坯件100包括剛性透鏡102和附接到剛性透鏡102的半柔性膨脹膜104。當(dāng)透鏡還件100被供應(yīng)有介質(zhì)流體(intervening fluid)時(shí)，其可以用作流體透鏡。例如，術(shù)語“流體透鏡”可以描述由流體層和含該流體的表面(例如剛性透鏡102和膜104)所形成的光學(xué)透鏡。在一些實(shí)施例中，這種流體透鏡可以借助流體的靜壓來使膜104的曲率發(fā)生變化，從而可改變流體透鏡的光學(xué)倍率(optical power)。
[0030]剛性透鏡102可以由玻璃、塑料或其他合適材料制成。其他合適材料包括，例如且不限于，Diethylglycol稀丙基碳酸鹽(DEG-BAC)、聚甲基丙稀酸甲醋(PMMA)和專用聚脲合成物(商品名稱TRIVEX(PPG))。透鏡可以由抗沖擊聚合物制成并且可以具有抗劃傷涂層或抗反射涂層。
[0031]在一些實(shí)施例中，剛性透鏡102可以以具有基線和固定光學(xué)倍率的單光鏡(single vis1n lens)的形式存在。剛性透鏡102可以根據(jù)需要具有正、負(fù)或零固定光學(xué)倍率。在一些實(shí)施例中，剛性透鏡102的固定光學(xué)倍率在約-1D到+ID的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，剛性透鏡102的前表面的曲率可以與剛性透鏡102的后表面的曲率相同，這可導(dǎo)致光學(xué)倍率大致為零。在一些實(shí)施例中，剛性透鏡102可呈凸形、凹形、球面性和/或非球面性。在一些實(shí)施例中，剛性透鏡102可以包括對其前表面和后表面的補(bǔ)償以在預(yù)定膨脹水平處提供期望的光學(xué)倍率。剛性透鏡102的補(bǔ)償能夠，例如，基于膜104的幾何形狀、期望的膨脹水平，兩者結(jié)合或其他合適因素等來設(shè)計(jì)。剛性透鏡102可以具有在約55mm到約95mm的范圍內(nèi)的直徑。在一些實(shí)施例中，剛性透鏡102的直徑可以在約60mm到約90mm的范圍內(nèi)。
[0032]膜104可以由半柔性、透明、防水材料制成，例如且不限于，輕彈性聚烯烴、聚烴、聚環(huán)烯烴、聚醚、聚酯、聚酰亞胺和聚亞安酯，例如，聚偏氟乙烯或二氯化物膜。適合用作膜材料的其他聚合物包括，例如且不限于，聚砜、聚氨酯、聚硫氨酯、聚對苯二甲酸乙酯、環(huán)烯和脂族或脂環(huán)族聚醚的聚合物。膜104可以由防水的生物兼容性材料制成，例如脂環(huán)族烴。在一些實(shí)施例中，膜104的厚度可以在約10微米到2.0毫米的范圍內(nèi)。在流體透鏡中使用的流體可以是無色流體，例如空氣或蒸餾水。在一些實(shí)施例中，取決于應(yīng)用，流體是有色的。可以使用的流體的一個(gè)例子是由密歇根的Dow Corning of Midland制造的，名字為“擴(kuò)散泵油”，一般也被稱為“硅酮油”。在一些實(shí)施例中，流體可以是具有與透鏡材料相匹配的折射率的脂肪族聚硅氧烷。在一些實(shí)施例中，流體包括至少一種光致變色添加劑。