БЕСПРИВОДНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОПРАВЫ СО СКРЫТЫМИ МЕХАНИЗМАМИ ЛИНЗ, ЗАПОЛНЕННЫХ ЖИДКОСТЬЮ Российский патент 2016 года по МПК G02C5/14 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к линзам, заполненным жидкостью и, в частности, к изменяемым линзам, заполненным жидкостью.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Основные жидкие линзы были известны по крайней мере с 1958 г., как описано в патенте США №2,836,101, целиком введенном здесь ссылкой. Более поздние примеры могут быть найдены в статье Tang′a et al. "Dynamically Reconfigurable Fluid Core Fluid Cladding Lens in a Microfluidic Channel" ("Плакированные жидкие линзы с динамически реконфигурируемым жидким ядром в микроструйном канале"). Lab Chip, 2008, т.8, с.395, и в Международной публикации патентных заявок № WO 2008/063442, каждый из которых целиком введен здесь ссылкой. Эти применения жидких линз были ориентированы на фотонику, технологию цифровых телефонов и камер, а также на микроэлектронику.

Жидкие линзы были предложены также для офтальмологических применений (Патент США №7,085,065, который целиком введен здесь ссылкой). Во всех случаях преимущества жидких линз, такие как широкий динамический диапазон, способность предоставлять адаптивную коррекцию, робастность и низкая стоимость, должны быть сбалансированы с ограничениями по размеру апертуры, возможностями утечки и согласованности в характеристиках. Например, патент ′065 раскрывает несколько улучшений и примеров осуществления, направленных на эффективную герметизацию жидкости в жидкой линзе, которая будет использоваться в офтальмологических применениях. Регулировка оптической силы жидких линз осуществлялась инжекцией дополнительной жидкости внутрь полости линзы электросмачиванием, воздействием ультразвукового импульса и использованием сил разбухания в полимере с межмолекулярными связями при введении в него такого агента разбухания, как вода.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном примере осуществления исполнительный элемент для герметической линзы, заполненной жидкостью, содержит пинцетный узел, имеющий фиксированный конец, свободный конец, верхнюю зажимную планку и нижнюю зажимную планку. Внутри пинцетного узла расположен резервуар, при этом резервуар сообщается с линзой, заполненной жидкостью. Резервуар размещается параллельно длине пинцетного узла между фиксированным концом и свободным концом, так что изгибание пинцетного узла сжимает резервуар по длине этого резервуара. Имеется ползунок с возможностью перемещаться вбок вдоль внешней поверхности пинцетного устройства, при этом перемещение ползунка от одного конца пинцетного узла к другому его концу изгибает пинцетный узел.

В другом примере осуществления исполнительный элемент герметизированной линзы, заполненной жидкостью, содержит корпус и резервуар. Резервуар расположен внутри корпуса и проходит параллельно длине корпуса. Внутри корпуса расположен поршень, который примыкает к одному концу резервуара, при этом поперечное перемещение поршня от первого конца корпуса к второму концу корпуса сжимает сам резервуар. Вдоль внешней поверхности корпуса в боковом направлении перемещается ползунок, при этом перемещение ползунка от первого конца корпуса к второму концу корпуса создает давление на поршень, что приводит к сжатию самого резервуара.

В другом примере осуществления исполнительный элемент герметизированной линзы, заполненной жидкостью, содержит корпус и несколько куполков, расположенных вдоль внешней поверхности корпуса. Корпус состоит из внутренней половины и внешней половины. В состав куполков входит несколько метастабильных куполков, расположенных вдоль внешней поверхности внутренней половины корпуса, и несколько бистабильных куполков, расположенных вдоль внешней поверхности внешней половины корпуса, при этом каждый бистабильный куполок находится непосредственно напротив соответствующего метастабильного куполка. Исполнительный элемент содержит также резервуар, расположенный внутри корпуса между несколькими метастабильными куполками и несколькими бистабильными куполками, при этом резервуар сообщается с линзой, заполненной жидкостью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, которые введены здесь и образуют часть спецификации, иллюстрируют примеры осуществления изобретения и совместно с описанием служат также для объяснения принципов изобретения и дают возможность специалисту в соответствующей области техники реализовывать и использовать изобретение.

Фиг.1 иллюстрирует перспективное изображение одного примера осуществления системы линзы, заполненной жидкостью.

Фиг.2a иллюстрирует перспективное изображение примера вертикального пинцетного исполнительного элемента.

Фиг.2b иллюстрирует изображение поперечного сечения вертикального пинцетного исполнительного элемента по фиг.2а.

Фиг.3 иллюстрирует перспективное изображение одного примера осуществления ползунка.

Фиг.4a иллюстрирует вид сбоку ползунка в первом положении на вертикальном пинцетном исполнительном элементе в соответствии с одним примером осуществления.

Фиг.4b иллюстрирует вид сбоку ползунка во втором положении на вертикальном пинцетном исполнительном элементе в соответствии с одним примером осуществления.

Фиг.4c иллюстрирует вид сбоку ползунка в третьем положении на вертикальном пинцетном исполнительном элементе в соответствии с примером осуществления.

Фиг.5a иллюстрирует перспективное изображение примера горизонтального пинцетного исполнительного элемента.

Фиг.5b иллюстрирует изображение поперечного сечения горизонтального пинцетного исполнительного элемента по Фиг.5a.

Фиг.6a-6d иллюстрируют перспективные изображения примеров осуществлений ползунка.

Фиг.7a иллюстрирует вид сверху ползунка в первом положении на горизонтальном пинцетном исполнительном элементе в соответствии с одним примером осуществления.

Фиг.7b иллюстрирует вид сверху ползунка во втором положении на горизонтальном пинцетном исполнительном элементе в соответствии с примером осуществления.

Фиг.7c иллюстрирует вид сверху ползунка в третьем положении на горизонтальном пинцетном исполнительном элементе в соответствии с одним примером осуществления.

Фиг.8 иллюстрирует перспективное изображение разреза примера исполнительного элемента, приводимого в действие поршнем.

Фиг.9a иллюстрирует изображение бокового разреза ползунка в первом положении на исполнительном элементе, приводимом в действие поршнем, в соответствии с одним примером осуществления.

Фиг.9b иллюстрирует изображение бокового разреза ползунка во втором положении на исполнительном элементе, приводимом в действие поршнем, в соответствии с одним примером осуществления.

Фиг.9c иллюстрирует изображение бокового разреза ползунка в третьем положении на исполнительном элементе, приводимом в действие поршнем, в соответствии с одним примером осуществления.

Фиг.10 иллюстрирует перспективное покомпонентное изображение примера трехслойного исполнительного элемента с куполками.

Фиг.11 иллюстрирует поперечное сечение, показывающее принцип действия бистабильного куполка, в соответствии с одним примером осуществления.

Фиг.12a-12d иллюстрирует поперечное сечение, показывающее принцип действия метастабильного куполка, в соответствии с одним примером осуществления.

Примеры осуществления изобретения будут описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Хотя здесь обсуждаются определенные конфигурации и компоновки, следует понимать, что это делается только в иллюстративных целях. Специалисты в соответствующей области техники поймут, что могут быть использованы и другие конфигурации и компоновки без отклонения от сущности и объема изобретения. Специалистам в соответствующей области техники будет очевидно, что это изобретение может быть использовано также в различных других применениях.

Заметим, что ссылки в описании изобретения на "одно осуществление", "осуществление", "пример осуществления" и прочее указывают на то, что описанное осуществление может содержать определенную особенность, структуру или характеристику, но каждое осуществление может и не содержать с необходимостью определенную особенность, структуру или характеристику. Более того, такие фразы не относятся с необходимостью к одному и тому же осуществлению. Кроме того, когда описывается определенная особенность, структура или характеристика во взаимосвязи с одним примером осуществления, любому специалисту в этой области техники будет понятно влияние такой особенности, структуры или характеристики во взаимосвязи с другими примерами осуществления, явно или неявно описанными.

Жидкие линзы имеют важные преимущества перед традиционными средствами коррекции зрения, такими как жесткие линзы и контактные линзы. Во-первых, жидкие линзы могут легко настраиваться. Так, лицу, страдающему старческой дальнозоркостью, которому требуется дополнительная коррекция положительной оптической силы, чтобы видеть близкие объекты, может быть предоставлена жидкая линза базовой оптической силы, соответствующая предписанному расстоянию. Пользователь может затем настраивать эту жидкую линзу для получения дополнительной коррекции положительной оптической силы, как это необходимо, чтобы видеть объекты на промежуточных и других расстояниях.

Во-вторых, жидкие линзы могут настраиваться носителем очков непрерывно в пределах желаемого диапазона оптической силы. В результате носитель очков может настраивать оптическую силу так, чтобы точно согласовывать ее с ошибкой преломления при определенном расстоянии до объекта в определенной среде освещения. Таким образом, жидкие линзы позволяют настраивать оптическую силу для компенсации изменения естественной глубины фокусировки глаза, которая зависит от размера зрачка носителя очков, что, в свою очередь, зависит от уровня окружающего освещения.

В-третьих, хотя зрение 20/20, которое соответствует разрешению изображения в 1 дуговую минуту (1/60 градуса), признается в общем случае как величина, представляющая допустимое качество зрения, сетчатка глаза человека позволяет получать более высокое разрешение изображения. Известно, что здоровая сетчатка глаза человека обеспечивает разрешение в 20 дуговых секунд (1/300 градуса). Корректирующие очки, разработанные для предоставления пациенту возможности достижения этого наивысшего уровня зрения, имеют разрешение около 0.10D или лучше. Это разрешение может быть достигнуто непрерывно настраиваемыми элементами жидкой линзы.

В одном примере осуществления жидкой линзы в сборе одна или более жидких линз может быть оснащена своей собственной исполнительной системой, так что линза каждого глаза может быть настроена независимо. Эта особенность дает возможность носителям очков, таким как анизометропическим пациентам, корректировать ошибку преломления каждого глаза раздельно, с тем чтобы достичь надлежащей коррекции в обоих глазах, что может в результате привести к улучшенному бинокулярному зрению и бинокулярному объединению изображений.

На фиг.1 иллюстрируется перспективное изображение системы линзы, заполненной жидкостью, 100 в соответствии с одним примером осуществления изобретения. Система линзы, заполненной жидкостью, 100 состоит из дужки 102, левого и правого линзового модуля 104, левого и правого шарнира 108, левой и правой дужки исполнительного элемента 110 и левого и правого периферического конца 112 дужек исполнительного элемента 110. Следует принимать во внимание, что все описания каждого перечисленного компонента применяются как к левому, так и правому варианту каждого компонента в системе. Шарнир 108 подсоединяет линзовый модуль 104 к дужке исполнительного элемента 110. Дужка исполнительного элемента 110 при работе сжимает резервуар (не показан) и переносит жидкость между резервуаром и линзовым модулем 104. Периферический конец 112 дужки очков 110 имеет форму, соответствующую форме уха носителя очков.

В одном примере осуществления линзовый модуль 104 содержит также оправу 106, который определяет границу линзового модуля 104. Линзовый модуль 104 может также содержать гибкую заднюю поверхность, образуемую, например, гибкой мембраной (не показана), плоско натянутой по границе жесткой оптической линзы. Для изменения оптической силы линзового модуля 104 мембрана может быть раздута добавлением жидкости из резервуара (не показан). Этот резервуар помещается внутри дужки исполнительного элемента 110 и прикрепляется к линзовому модулю 104 посредством соединительной трубки (не показана), помещенной внутри шарнира 108. Эта соединительная трубка выбирается такой, чтобы обеспечивать непроницаемость для находящейся в ней жидкости. В одном примере осуществления полностью скомпонованный узел, содержащий линзовый модуль 104, соединительную трубку и резервуар, сконструирован так, чтобы обеспечивать сохранение герметичности жидкости и воздуха в течение всего периода использования в два года или более. В одном примере осуществления соединительная трубка является тонкой, что позволяет размещать ее внутри полости шарнира. В одном примере осуществления соединительная трубка имеет внешний диаметр менее 2 мм и толщину стенки менее 0.50 мм, что позволяет поддерживать соответствующий поток жидкости. В одном примере осуществления соединительная трубка может изгибаться под углом не менее чем 60 градусов. В одном примере осуществления соединительная трубка может изгибаться под углом не менее чем 45 градусов без образования складок. В одном примере осуществления соединительная трубка является прочной к повторяющимся изгибаниям шарнира.

Здесь описываются конструкции дужки исполнительного элемента 110 и способы сжатия резервуара и изменения оптической силы линзового модуля 104.

На фиг.2a иллюстрируется перспективное изображение одного примера осуществления дужки исполнительного элемента 110. В этом примере осуществления вертикальный пинцетный исполнительный элемент 200 содержит пинцетный узел 218 с фиксированным концом 202, свободным концом 204, верхней зажимной планкой 206 и нижней зажимной планкой 208. Между верхней и нижней зажимными планками расположен резервуар 210. Вертикальный пинцетный исполнительный элемент 200 содержит также скобку 212, механические стопоры 214a и 214b и ползунок 216. В одном примере осуществления ползунок 216 охватывает верхнюю зажимную планку 206 и нижнюю зажимную планку 208 и может скользить вбок по длине пинцетного узла 218 между двумя механическими стопорами 214a и 214b. В одном примере осуществления ползунок 216 может перемещаться вбок вдоль внутренней поверхности пинцетного узла 218, как показано на фиг.2a. Понятно, что внутренняя поверхность является той поверхностью, которая обращена к голове носителя очков.

На фиг.2b представлено изображение поперечного сечения вертикального пинцетного исполнительного элемента 200. На фиг.2b показаны также шариковые опоры 220, находящиеся между ползунком 216 и между как верхней зажимной планкой 206, так и нижней зажимной планкой 208. Шариковые опоры 220 обеспечивают низкое трение при контакте между ползунком 216 и остальными компонентами узла. Для перемещения ползунка могут быть использованы и другие конструкции опор, например роликовые ползунки, подшипники скольжения или подшипники типа ласточкина хвоста. На фиг.2b представлено также изображение примера скобки 212, которая зацепляется за верхнюю зажимную планку 206 и нижнюю зажимную планку 208. Хотя верхняя зажимная планка 206 и нижняя зажимная планка 208, показанные на фиг.2b, имеют искривленную форму, могут также быть использованы и другие формы, например плоская форма для создания добавочного сжатия резервуара 210.

На фиг.3 иллюстрируется перспективное изображение ползунка 216, отделенного от остальных компонентов сборочного узла. В одном примере осуществления ползунок 216 имеет форму округленной манжетки. Могут также быть использованы и другие формы ползунка 216, например форма скобки.

На фиг.4a иллюстрируется вид сбоку вертикального пинцетного исполнительного элемента 400 с ползунком 216 в первом положении относительно механического стопора 214a. На фиг.4b иллюстрируется вертикальный пинцетный исполнительный элемент 402 с боковым перемещением 404 ползунка 216 вдоль внутренней поверхности пинцетного узла 218 к второму положению между фиксированным концом 202 и свободным концом 204 пинцетного узла 218. Это перемещение приводит к тому, что верхняя зажимная планка 206 и нижняя зажимная планка 208 изгибаются по направлению друг к другу и сжимают резервуар 210. На фиг.4c иллюстрируется вертикальный пинцетный исполнительный элемент 406 с боковым перемещением 408 ползунка 216 вдоль внутренней поверхности пинцетного узла 218 к третьему положению относительно механического стопора 214b. Это перемещение к третьему положению ползунка приводит к дальнейшему сжатию резервуара 210 до максимального состояния сжатия. В одном примере осуществления, как только ползунок 216 отодвигается вбок вдоль внутренней поверхности пинцетного узла 218 от свободного конца 204 к фиксированному концу 202, сила сжатия резервуара 210 уменьшается и резервуар 210 быстро возвращается к первоначальной форме, временно создавая низкое давление на жидкость и тем самым извлекая жидкость из линзового модуля 104.

На фиг.5a иллюстрируется перспективное изображение одного примера осуществления дужки исполнительного элемента 110. В этом примере осуществления горизонтальный пинцетный исполнительный элемент 500 содержит пинцетный узел 516 с фиксированным концом 502, свободным концом 504, фиксированную зажимную планку 506 и свободную зажимную планку 508. Между фиксированной зажимной планкой 506 и свободной зажимной планкой 508 расположен резервуар 510. Горизонтальный пинцетный исполнительный элемент 500 содержит также механические стопоры 512a и 512b и ползунок 514. В одном примере осуществления ползунок 514 охватывает фиксированную зажимную планку 506 и свободную зажимную планку 508 и может скользить вбок по длине пинцетного блока 516 между механическими стопорами 512a и 512b.

В одном примере осуществления как фиксированная зажимная планка 506, так и свободная зажимная планка 508 могут быть любой формы и любого размера. В одном примере фиксированная зажимная планка 506 может иметь форму скобки, которая большие, чем форма скобки свободной зажимной планки 508.

На фиг.5b представлено изображение поперечного сечения горизонтального пинцетного исполнительного элемента 500. Между ползунком 514 и между одним или обеими зажимными планками расположены шариковые опоры 518. Шариковые опоры 518 обеспечивают низкое трение при контакте между ползунком 514 и внешней поверхностью пинцетного узла 516. В одном примере осуществления могут также быть введены шариковые опоры 520 для создания между ползунком 514 и резервуаром 510 контакта качения. Шариковые опоры 520 требуют большего значения силы для преодоления статического трения, чем требуют шариковые опоры 518, и будут предотвращать нежелательное перемещение ползунка 514. Для перемещения ползунка 514 могут быть использованы и другие конструкции опор, например роликовые ползунки, подшипники скольжения или подшипники типа ласточкина хвоста.

На фиг.6a-6d иллюстрируются примеры осуществления конструкции ползунка, используемого с горизонтальным пинцетным исполнительным элементом 500. На фиг.6a иллюстрируется перспективное изображение ползунка в виде открытой скобки 600. На фиг.6b иллюстрируется перспективное изображение ползунка в виде замкнутой скобки 602. На Фиг.6c иллюстрируется перспективное изображение ползунка с открытой скобкой 600, а также показывается соединитель 604 и скользящая петля 606. Скользящая петля 606 более плотно охватывает пинцетный узел 518, чем ползунок в виде открытой скобки 600 или ползунок в виде замкнутой скобки 602. Соединитель 604 прикрепляет скользящую петлю 606 к ползунку в виде открытой скобки 600. В одном примере осуществления скользящая петля 606 использует шариковые опоры (не показаны) для образования контакта с одним или обеими зажимными планками или резервуаром 510, как обсуждалось ранее. Введение скользящей петли 606 обеспечивает более постоянную силу, действующую на зажимные планки, когда ползунок 606 располагается по длине пинцетного узла 516. На фиг.6d иллюстрируется скользящая петля 606 и соединитель 604, как описано выше, внутри ползунка в виде замкнутой скобки 602.

На фиг.7a иллюстрируется вид сверху горизонтального пинцетного исполнительного элемента 700 с ползунком 514 в первом положении рядом с механическим стопором 512a. На фиг.7b иллюстрируется горизонтальный пинцетный исполнительный элемент 702 с боковым перемещением 704 ползунка 514 по длине пинцетного узла 516 к второму положению между фиксированным концом 502 и свободным концом 504 пинцетного узла 516. Это перемещение приводит к тому, что свободная зажимная планка 508 изгибается по направлению к фиксированной зажимной планке 506, и резервуар 510 сжимается. На фиг.7с иллюстрируется горизонтальный пинцетный исполнительный элемент 706 с боковым перемещением 708 ползунка 514 по длине пинцетного узла 516 к третьему положению рядом с механическим стопором 512b. Это перемещение к третьему положению ползунка приводит к дальнейшему сжатию резервуара 510 до максимального состояния сжатия. В одном примере осуществления, как только ползунок 514 отодвигается вбок по длине пинцетного узла 516 от свободного конца 504 к фиксированному концу 502, сила сжатия резервуара 510 уменьшается и резервуар 510 быстро возвращается к первоначальной форме, временно создавая низкое давление на жидкость и тем самым извлекая жидкость из линзового модуля 104.

На фиг.8 иллюстрируется перспективное изображение одного примера осуществления дужки исполнительного элемента 110. В этом примере осуществления исполнительный элемент 800, приводимый в действие поршнем, содержит корпус 812, поршень 802, который расположен внутри корпуса 812, и резервуар 804, который расположен внутри корпуса 812 и периферийный конец 806 которого прикреплен к поршню 802. Исполнительный элемент 800, приводимый в действие поршнем, содержит также механические стопоры 808a и 808b и ползунок 810. В одном примере осуществления ползунок 810 охватывает внешнюю поверхность корпуса 812 и может скользить вбок по длине корпуса 812 между механическими стопорами 808a и 808b.

В одном примере осуществления поршень 802 является магнитом с фиксированной полярностью. В одном примере осуществления ползунок 810 является магнитом с фиксированной полярностью, противоположной полярности поршня 802. Боковое перемещение ползунка 810 по длине корпуса 812 приводит к тому, что поршень 802 также перемещается вбок внутри корпуса 812 за счет магнитных сил между поршнем 802 и ползунком 810. Ползунок 810 может иметь любую форму, такую, например, которая показана на фиг.6a или 6b.

На фиг.9a иллюстрируется вид сбоку исполнительного элемента 900, приводимого в действие поршнем, с ползунком 810 в первом положении рядом с механическим стопором 808a. На фиг.9b иллюстрируется исполнительный элемент 902, приводимый в действие поршнем, с боковым перемещением 904 ползунка 810 по длине корпуса 812 к второму положению между механическими стопорами 808a и 808b. Боковое перемещение 904 приводит к тому, что поршень 802 также перемещается вбок, толкая тем самым периферический конец 806 резервуара 804 ближе к шарниру 108 и сжимая резервуар 804. На фиг.9с иллюстрируется исполнительный элемент 906, приводимый в действие поршнем, с боковым перемещением 908 ползунка 810 по длине корпуса 812 к третьему положению рядом с механическим стопором 808b. Боковое перемещение 908 к третьему положению ползунка приводит к дальнейшему сжатию резервуара 804 до максимального состояния сжатия. В одном примере осуществления, как только ползунок 810 отодвигается вбок от шарнира 108 по длине корпуса 812, поршень 802 также передвигается вбок от шарнира 108. Это приводит к тому, что резервуар быстро возвращается к своей первоначальной форме, временно создавая низкое давление на жидкость и тем самым извлекая жидкость из линзового модуля 104.

На фиг.10 иллюстрируется перспективное покомпонентное изображение другого примера осуществления дужки исполнительного элемента 110. В этом примере осуществления трехслойный исполнительный элемент с куполками 1000 содержит корпус 1010 с внутренней половиной 1002 и внешней половиной 1004, несколько метастабильных куполков 1006 на внутренней половине 1002 корпуса 1010 и несколько бистабильных куполков 1008 на внешней половине 1004 корпуса 1010. Внутри корпуса 1010 находится резервуар 1012, который расположен между метастабильными куполками 1006 и бистабильными куполками 1008. В одном примере осуществления каждый бистабильный куполок 1008 находится точно напротив соответствующего метастабильного куполка 1006. Сжатие бистабильного куполка 1008 или соответствующего метастабильного куполка 1006 приводит к сжатию части резервуара 1012 между куполками.

Несколько бистабильных куполков 1008 напротив нескольких метастабильных куполков 1006 вдоль внешней поверхности корпуса 1010 позволяет носителю очков осторожно управлять состоянием сжатия резервуара 1012, расположенного внутри корпуса 1010 и между куполками. Бистабильные куполки 1008 обеспечивают локальное максимальное сжатие, в то время как метастабильные куполки 1006 обеспечивают локальное изменяемое состояние сжатия. Снятие сжатия резервуара 1012 изменением состояний куполков приводит к тому, что резервуар 1012 быстро возвращается к своей первоначальной форме, временно создавая низкое давление на жидкость и тем самым извлекая жидкость из линзового модуля 104.

В одном примере осуществления бистабильные куполки 1008 или метастабильные куполки 1006 сдавливаются в порядке, начинающемся с куполков, расположенных наиболее далеко от шарнира 108, и продолжающемся внутрь по направлению к шарниру 108, чтобы управлять величиной полного сжатия резервуара 1012. В одном примере осуществления сжатие всех или бистабильных куполков 1008, или метастабильных куполков 1006 по верхней поверхности корпуса 1010 приводит к максимальному состоянию сжатия резервуара 1012.

На фиг.11 иллюстрируется поперечное сечение одного бистабильного куполка 1100 напротив соответствующего метастабильного куполка 1102, описывающее также действие бистабильного куполка 1100. Бистабильный куполок 1100 существует в ненапряженном состоянии 1104 или в сжатом состоянии 1106. В ненапряженном состоянии 1104 бистабильный куполок 1100 отжат от резервуара 1012 в направлении, перпендикулярном к длине корпуса 1010. В сжатом состоянии 1106 бистабильный куполок 1100 вдавливается внутрь к резервуару 1012 в направлении, перпендикулярном к длине корпуса 1010. Сжатое состояние 1106 приводит к локальному максимальному сжатию на части резервуара 1012 между сжатым бистабильным куполком 1100 и соответствующим метастабильным куполком 1102. Приложение первой силы 1108 к внешней поверхности бистабильного куполка 1100 переключает его из ненапряженного состояния 1104 в сжатое состояние 1106. Приложение второй силы 1110 переключает его из сжатого состояния 1106 обратно в ненапряженное состояние 1104. Та или иная сила может быть создана любым внешним средством. Например, сила может быть создана пальцем носителя очков, нажимающим на бистабильный куполок. Первая сила 1108 и вторая сила 1110 могут быть одинаковыми по величине или разными по величине. Каждая сила должна быть больше, чем заданная пороговая величина, с тем чтобы переключать бистабильный куполок 1100 между каждым из состояний.

На фиг.12a-12d иллюстрируются поперечные сечения одного бистабильного куполка напротив соответствующего метастабильного куполка 1202, описывающие также действие метастабильного куполка 1202. Метастабильный куполок 1202 может существовать в любом состоянии между полностью ненапряженным состоянием 1204 и полностью сжатым состоянием 1206. Как полностью ненапряженное состояние 1204, так и полностью сжатое состояние 1206 аналогично состояниям бистабильного куполка 1100, как было описано ранее. На фиг.12a иллюстрируется метастабильный куполок 1202 в полностью ненапряженном состоянии 1204. К поверхности метастабильного куполка 1202 может быть приложена одна или более сил для выталкивания его внутрь по направлению к резервуару 1012. Например, на фиг.12b иллюстрируется первая сила 1208, выталкивающая метастабильный куполок 1202 из полностью ненапряженного состояния 1204 в первое состояние 1210, что приводит к первому сжатию резервуара 1012. На фиг.12c иллюстрируется вторая сила 1212, выталкивающая метастабильный куполок 1202 во второе состояние 1214, что приводит к второму сжатию резервуара 1012, которое больше, чем первое сжатие. На фиг.12d иллюстрируется третья сила 1216, выталкивающая метастабильный куполок 1202 в полностью сжатое состояние, что приводит к локальному максимальному сжатию части резервуара 1012 между бистабильным куполком 1200 и метастабильным куполком 1202. Метастабильный куполок 1202 может быть возвращен в полностью ненапряженное состояние 1204 нажатием на соответствующий бистабильный куполок 1200 в его сжатом состоянии, тем самым обратно выдавливая метастабильный куполок 1202 из резервуара 1012.

Приведенные примеры не предполагается ограничивать описанием их действия. Необходимо принимать во внимание, что для изменения состояния метастабильного куполка может быть использовано любое число воздействий изменяющейся величины, превышающей заданный порог. Эти воздействия могут быть приложены любыми внешними средствами. Например, эти воздействия могут быть приложены пальцем носителя очков, нажимающим на метастабильный куполок.

Компоненты различных описанных исполнительных элементов в сборе, например, но не ограничиваясь этим, пинцетный узел, корпус, ползунок, шариковые опоры, метастабильные куполки и бистабильные куполки и прочее, могут быть изготовлены любым подходящим процессом, таким как инжекционное формование металла (MIM), литье, механическая обработка, инжекционное формование пластмассы и прочее. Выбор материалов может быть также определен требованиями механических свойств, температурной чувствительностью, оптическими свойствами, такими как дисперсия, свойствами формуемости или любыми другими факторами, очевидными рядовому специалисту в этой области техники.

Жидкость, используемая в жидкой линзе, может быть бесцветной жидкостью, однако другие примеры осуществления содержат жидкость, которая является окрашенной, что зависит от применения, например, когда линзу предполагается использовать для солнцезащитных очков. Одним из примеров жидкости, которая может быть использована, является жидкость, производимая компанией Dow Corning, г. Мидленд, Мичиган, под торговым наименованием "масло диффузионных насосов", которое обычно называется также как "кремнийорганическое масло".

Жидкая линза может содержать жесткую оптическую линзу, выполненную из стекла, пластмассы или любого другого подходящего материала. Другими подходящими материалами являются, например, но без ограничения, карбоната диэтилгликоль бисалил (DEG-BAC), поли(метилметакрилат) (РММА) и патентованный комплекс полимочевины, торговое наименование TRIVEX (PPG).

Жидкая линза может содержать мембрану, выполненную из гибкого, прозрачного, водонепроницаемого материала, такого, например, но без ограничений, как один или более прозрачные и упругие полиолефины, полициклоалифатики, простые полиэфиры, сложные полиэфиры, полиимиды и полиуретаны, например пленки поливинилиденхлорида, включая имеющиеся в продаже пленки, такие как пленки, выпускаемые под наименованием MYLAR и SARAN. Другими полимерами, подходящими для использования в качестве материалов мембран, являются, например, но без ограничений, полисульфоны, полиуретаны, политиоуретаны, полиэтилентерефталат, полимеры циклоолефинов и алифатических или алициклических простых полиэфиров.

Соединительная трубка может быть выполнена из одного или более материалов, таких как TYGON (поливинилхлорид), PVDF (поливинилиденфторид) и естественный каучук. Например, PVDF может быть подходящим материалом из-за его износостойкости, проницаемости и устойчивости к образованию складок.

Корпус и пинцетный узел могут быть любой подходящей формы и могут быть выполнены из пластмассы, металла или любого другого подходящего материала. В одном примере осуществления корпус и пинцетный узел выполняются из легкого материала, такого, например, но без ограничений, как пластмасса с высокой прочностью к удару, алюминий, титан и тому подобное. В одном примере осуществления корпус и пинцетный узел могут быть выполнены целиком или частично из прозрачного материала.

Резервуар может быть выполнен, например, но без ограничений, из поливиниледендифторида, такого как термообжатый VITON(R), поставляемый компанией DuPont Performance Elastomers LLC, Уилмингтон, Делавэр, DERAY-KYF 190, производимый DSG-CANUSA, Мекленхайм, Германия (гибкий), RW-175, производимый компанией Tyco Electronics Corp., Беруин, Пенсильвания (ранее Raychem Corp.) (полужесткий) или из любого другого подходящего материала. Дополнительные примеры осуществления резервуара описаны в Публикации Патента США №2011/0102735, которая целиком введена здесь ссылкой.

Необходимо принять во внимание, что для интерпретации формулы изобретения предполагается использовать раздел "Подробное описание изобретения", а не разделы "Краткое изложение" и "Реферат изобретения". Разделы "Краткое изложение" и "Реферат изобретения" могут излагать один или более, но не все примеры осуществлений изобретения, как оно задумано изобретателями, и тем самым ими никоим образом не намеревается ограничивать изобретение и прилагаемую формулу изобретения.

Изобретение было выше описано с помощью функциональных компоновочных блоков, иллюстрирующих реализацию заданных функций или отношений между ними. Границы этих функциональных компоновочных блоков были определены здесь произвольно для удобства описания. При условии, что надлежащим образом выполняются заданные функции и отношения между ними, могут быть определены альтернативные границы.

Вышеприведенное описание определенных примеров осуществления будет таким образом полностью раскрывать сущность изобретения, что позволяет другим специалистам использованием знаний в этой области техники легко модифицировать и/или адаптировать для различных приложений такие определенные примеры осуществления без чрезмерных экспериментов, без отклонения от общей концепции настоящего изобретения. Поэтому, базируясь на представленном здесь изучении и руководстве, предполагается, что такие адаптации и модификации будут находиться в пределах значения и диапазона эквивалентов раскрытых примеров осуществления. Следует понимать, что фразеология и терминология дана здесь с целью описания, а не ограничения, так что терминология или фразеология настоящей спецификации должна интерпретироваться квалифицированными специалистами в свете идей изобретения и руководства.

Объем и область применения изобретения не должны быть ограничены каким-либо из описанных выше примеров осуществления, но должны быть определены только в соответствии со следующими пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.

Изобретение относится к линзам, заполненным жидкостью и, в частности, к изменяемым линзам, заполненным жидкостью. Изобретение содержит пинцетный узел, который сжимает резервуар с жидкостью в первом вертикальном направлении боковым перемещением ползунка, установленного по внешней поверхности корпуса. Узел может иметь такую форму, чтобы сжимать резервуар во втором горизонтальном направлении боковым перемещением ползунка. В другом примере осуществления корпус может содержать поршень, который перемещается вбок внутри корпуса и сжимает резервуар, также находящийся внутри корпуса и расположенный смежно с поршнем. Корпус может содержать несколько сжимаемых куполков, каждый из которых может быть сжат, что создаст локальное сжатие резервуара, находящегося внутри корпуса. Сжатие резервуара приведет к вздутию линзового модуля жидкостью. Технический результат - улучшение бинокулярного зрения. 3 н. и 29 з.п. ф-лы,12 ил.

1. Исполнительный элемент для герметической линзы, заполненной жидкостью, содержащий:
пинцетный узел с фиксированным концом и свободным концом;
резервуар, находящийся внутри пинцетного узла, при этом резервуар сообщается с линзой, заполненной жидкостью, и расположен параллельно к длине пинцетного узла между фиксированным концом и свободным концом так, что изгибание пинцетного узла сжимает резервуар по длине резервуара; и
ползунок, который может перемещаться вбок по внешней поверхности пинцетного узла, при этом перемещение ползунка от одного конца пинцетного узла к другому концу изгибает пинцетный узел.

2. Исполнительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что ползунок перемещается вбок по длине пинцетного узла.

3. Исполнительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что направление изгиба пинцетного узла проходит вертикально относительно длины пинцетного узла.

4. Исполнительный элемент по п. 3, отличающийся тем, что ползунок имеет форму закругленной манжетки.

5. Исполнительный элемент по п. 3, отличающийся тем, что ползунок перемещается вдоль внутренней поверхности пинцетного узла.

6. Исполнительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что направление изгиба пинцетного узла проходит горизонтально относительно длины пинцетного узла.

7. Исполнительный элемент по п. 6, отличающийся тем, что ползунок имеет форму открытой скобки.

8. Исполнительный элемент по п. 6, отличающийся тем, что ползунок имеет форму замкнутой скобки.

9. Исполнительный элемент по п. 7, отличающийся тем, что ползунок содержит также скользящую петлю, подсоединенную к ползунку, при этом скользящая петля охватывает пинцетный узел.

10. Исполнительный элемент по п. 8, отличающийся тем, что ползунок содержит также скользящую петлю, подсоединенную к ползунку, при этом скользящая петля охватывает пинцетный узел.

11. Исполнительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что ползунок скользит по шариковым опорам, находящимся между ползунком и пинцетным узлом.

12. Исполнительный элемент по п. 6, отличающийся тем, что ползунок скользит по шариковым опорам, находящимся между ползунком и резервуаром.

13. Исполнительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что перемещение ползунка вдоль пинцетного узла ограничивается между двумя механическими стопорами.

14. Исполнительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что фиксированный конец пинцетного узла является наружным концом относительно линзы, заполненной жидкостью.

15. Исполнительный элемент для герметической линзы, заполненной жидкостью, содержащий:
корпус;
резервуар, находящийся внутри корпуса, при этом резервуар сообщается с линзой, заполненной жидкостью, и расположен параллельно к длине корпуса, при этом длина является наибольшей величиной корпуса;
поршень, расположенный внутри корпуса и прикрепленный к удаленному концу резервуара, при этом поршень является магнитом, имеющим фиксированную полярность, и при этом боковое перемещение поршня от первого конца корпуса к второму концу корпуса сжимает сам резервуар; и
ползунок, который может перемещаться вбок по внешней поверхности корпуса, при этом перемещение ползунка от первого конца корпуса к второму концу корпуса перемещает поршень, приводя к сжатию самого резервуара.

16. Исполнительный элемент по п. 15, отличающийся тем, что ползунок является магнитом, имеющим фиксированную полярность, которая противоположна полярности поршня.

17. Исполнительный элемент по п. 15, отличающийся тем, что ползунок имеет форму открытой скобки.

18. Исполнительный элемент по п. 15, отличающийся тем, что ползунок имеет форму замкнутой скобки.

19. Исполнительный элемент по п. 15, отличающийся тем, что ползунок скользит по шариковым опорам, находящимся между ползунком и корпусом.

20. Исполнительный элемент по п. 15, отличающийся тем, что боковое перемещение ползунка по внешней поверхности корпуса ограничено между двумя механическими стопорами.

21. Исполнительный элемент для герметической линзы, заполненной жидкостью, содержащий:
корпус с внутренней половиной и внешней половиной;
несколько сжимаемых куполков, расположенных вдоль внешней поверхности корпуса, содержащих:
несколько метастабильных куполков, расположенных вдоль внешней поверхности внутренней половины корпуса; и
несколько бистабильных куполков, расположенных вдоль внешней поверхности внешней половины корпуса,
при этом каждый бистабильный куполок расположен непосредственно напротив соответствующего метастабильного куполка; и
резервуар, находящийся внутри корпуса, где резервуар сообщается с линзой, заполненной жидкостью, и при этом резервуар расположен между несколькими метастабильными куполками и несколькими бистабильными куполками.

22. Исполнительный элемент по п. 21, отличающийся тем, что каждый бистабильный куполок может сжиматься внутрь соответствующего метастабильного куполка.

23. Исполнительный элемент по п. 22, отличающийся тем, что каждый бистабильный куполок существует в сжатом состоянии или в ненапряженном состоянии.

24. Исполнительный элемент по п. 23, отличающийся тем, что сжатое состояние бистабильного куполка приводит к локальному максимальному сжатию резервуара.

25. Исполнительный элемент по п. 23, отличающийся тем, что ненапряженное состояние приводит к отсутствию сжатия резервуара.

26. Исполнительный элемент по п. 23, отличающийся тем, что сжатие бистабильного куполка приводит к сжатию резервуара.

27. Исполнительный элемент по п. 21, отличающийся тем, что каждый метастабильный куполок может сжиматься внутрь соответствующего бистабильного куполка.

28. Исполнительный элемент по п. 27, отличающийся тем, что каждый метастабильный куполок существует в любом состоянии между полностью сжатым состоянием и полностью ненапряженным состоянием.

29. Исполнительный элемент по п. 28, отличающийся тем, что полностью сжатое состояние приводит к локальному максимальному сжатию резервуара.

30. Исполнительный элемент по п. 28, отличающийся тем, что полностью ненапряженное состояние приводит к отсутствию сжатия резервуара.

31. Исполнительный элемент по п. 21, отличающийся тем, что сжимаемые куполки расположены через равные расстояния по длине корпуса, при этом длина является наибольшей величиной корпуса.

32. Исполнительный элемент по п. 21, отличающийся тем, что сжатие любого бистабильного куполка будет возвращать соответствующий метастабильный куполок из любого состояния сжатия в полностью ненапряженное состояние.