Механизм линзы, заполненной жидкостью, с изменяемым фокусным расстоянием

Механизм линзы, заполненной жидкостью, с изменяемым фокусным расстоянием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к области линз с изменяемым фокусным расстоянием, и более конкретно, к потребительским офтальмологическим линзам, которые по меньшей мере частично заполнены текучей средой или жидкостью.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известно, что способность глаза человека к аккомодации, то есть к изменению фокальной длины естественной линзы глаза, постепенно уменьшается с увеличением возраста. Аккомодация при жизни человека уменьшается до 3D (диоптрий) или менее в возрастном диапазоне 35-45 лет. В такой ситуации для глаз человека становятся необходимы очки для чтения или некоторые другие формы коррекции ближнего зрения, которые позволяли бы фокусировать ближние объекты (такие как строки текста в книге или журнале). При дальнейшем старении аккомодация падает ниже 2D, и в такой ситуации необходима коррекция зрения при работе на компьютере или при выполнении некоторой визуальной задачи на средних расстояниях.

Для наилучших результатов и для наилучшего визуального комфорта необходимо сфокусировать каждый глаз на некотором рассматриваемом объекте, например, на экране компьютера. Большой сегмент населения требует различной коррекции зрения для каждого глаза. Эти люди, известные как анизометропики, требуют неодинаковой визуальной коррекции для каждого глаза, что позволяет достигнуть максимального визуального комфорта при чтении или при работе на компьютере. Известно, что если каждый из двух глаз анизометропиков не фокусируется в одной и той же плоскости зрения, то размытие получаемого в результате анизометропического изображения приводит к потере стереоскопического зрения (восприятия глубины). Потеря стереоскопического зрения является одним из наилучших индикаторов потери бинокулярной функции. Потеря стереоскопичности на плоскости чтения может приводить к падению скорости чтения и быстроты понимания и может ускорить возникновение усталости при продолжительном чтении или при работе на компьютере. Поэтому очки для чтения, оснащенные индивидуально настраиваемыми жидкими линзами, являются единственно подходящими для потребности зрения индивидуумов с потерей бинокулярной функции.

Линзы с изменяемым фокусным расстоянием могут принимать форму объема жидкости, заключенной между гибкими, прозрачными пластинами. Обычно две такие пластины, одна, образующая фронтальную поверхность линзы, а другая, образующая заднюю поверхность линзы, подсоединяются одна к другой по краям или непосредственно, или к держателю между этими пластинами и образуют герметичную камеру, содержащую жидкость. Обе пластины могут быть гибкими или же одна пластина может быть гибкой, а другая - жесткой. Жидкость может быть введена в камеру или удалена из камеры для изменения объема жидкости, и как только объем жидкости изменяется, то же самое происходит и с кривизной пластины (пластин), и тем самым - и с оптической силой линзы. Поэтому жидкие линзы наиболее хорошо подходят для использования в очках для чтения, то есть в очках, которые используются для чтения людьми, страдающими старческой дальнозоркостью.

Линзы с переменным фокусным расстоянием были известны по крайней мере с 1958 г. (см., например, патент США №2,836,101, полученный de Swart). Более поздние примеры могут быть найдены в статье Tang'a et al., "Dynamically Reconfigurable Liquid Core Cladding Lens in a Microfluidic Channel" ("Плакированные жидкие линзы с динамически реконфигурируемым жидким ядром в микроструйном канале"), LAB ON A CHIP, т. 8; №3, стр.395-401 (2008), и в Международной публикации патентных заявок № WO 2008/063442, озаглавленной "Liquid Lenses with Polycyclic Alkanes" ("Жидкие линзы с полициклическими парафинами"). Эти жидкие линзы обычно ориентированы на фотонику, технологию цифровых телефонов и камер, а также на микроэлектронику.

Жидкие линзы были предложены также для потребительских офтальмологических применений. См., например. Патенты США №5,684,637 и №6,715,876, выданные Floyd, и Патент США №7,085,065, выданный Silver. В этих ссылках предлагается накачивать жидкость в камеру линзы или откачивать жидкость из камеры линзы для изменения кривизны поверхности гибкой мембраны, настраивая тем самым фокусное расстояние жидкой линзы. Например, Патент США №7,085,065, озаглавленный "Variable Focus Optical Apparatus" ("Оптический прибор с изменяемым фокусным расстоянием"), предлагает линзу с изменяемым фокусным расстоянием, образованную из жидкой оболочки, содержащей две пластины, по меньшей мере одна из которых является гибкой. Эта гибкая пластина крепится на своем месте между двумя кольцами, которые непосредственно соединены между собой таким процессом, как склейка, ультразвуковая сварка или любым подобным процессом, а другая, жесткая пластина, может быть непосредственно присоединена к одному из колец. Через собранную линзу просверливается отверстие, что позволяет наполнять прозрачной жидкостью полость между гибкой мембраной и жесткой пластиной.

Жидкие линзы имеют много преимуществ, включая широкий динамический диапазон, способность к предоставлению адаптивной коррекции, робастность и низкая стоимость. Однако во всех случаях эти преимущества жидких линз должны быть сбалансированы с их недостатками, такими как ограничения размера апертуры, возможность утечки и несовместимость характеристик. В частности, Silver раскрыл несколько улучшений и примеров осуществления, направленных на эффективную герметизацию жидкости в жидких линзах, которые должны использоваться в офтальмологии, хотя и не ограничиваясь этим применением (например, Патент США №6,618,208, выданный Silver, и приведенные в нем ссылки). Настройка оптической силы в жидких линзах была проведена инжекцией дополнительной жидкости внутрь полости линзы электросмачиванием, использованием ультразвукового импульса и использованием сил набухания в структурированном полимере при введении в него такого агента набухания, как вода.

Предполагается, что в ближайшем будущем будет налажен промышленный выпуск жидких линз при условии, что будут устранены некоторые из рассмотренных выше ограничений. Но даже в этом случае структура жидких линз известного уровня техники громоздка и эстетически неудобна для потребителей, которым требуются очки, имеющие более тонкие линзы, и очки без массивных оправ. Для линз, которые получаются инжекцией или накачкой жидкости в тело линзы, обычно необходима сложная система управления, что делает такие линзы громоздкими, дорогими и чувствительными к вибрациям.

Кроме того, в настоящее время ни одна из линз известного уровня техники не предоставляет потребителю возможность вводить жидкость в полость линзы или удалять ее из полости линзы так, чтобы самому менять объем жидкости для изменения оптической силы линзы. Кроме того, ни одна из линз известного уровня техники не предоставляет механизм, позволяющий потребителю вводить жидкость в полость линзы или удалять ее из полости линзы, с тем чтобы самому изменять объем жидкости для изменения оптической силы линзы.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с целями изобретения предлагается механизм для изменения оптической силы линзы, заполненной жидкостью, с изменяемым фокусным расстоянием. Эта линза имеет герметизированную полость, заполненную жидкостью, сформированную между жесткой фронтальной оптикой и прозрачной, растяжимой мембраной, прикрепленной по периметру жесткой оптики, и изменение количества жидкости внутри полости линзы изменяет оптическую силу линзы. Для обеспечения инжекции жидкости в полость или удаления жидкости из полости посредством описанного здесь механизма используется работа резервуара, содержащего дополнительную жидкость и передающего жидкость в полость через канал передачи жидкости.

В некоторых примерах осуществления этот механизм содержит мембрану, или диафрагму, герметизирующую резервуар, и исполнительное устройство, сконфигурированное так, чтобы создавать перемещение мембраны относительно резервуара в ответ на силу или импульс на исполнительном устройстве, и тем самым увеличивать или уменьшать давление внутри резервуара. Повышенное давление внутри резервуара заставляет жидкость вытекать из резервуара и втекать в полость линзы, а пониженное давление внутри резервуара извлекает жидкость из полости линзы и обратно в резервуар.

В некоторых примерах осуществления исполнительное устройство имеет плунжер, который надавливает на мембрану и который может перемещаться в противоположных направлениях, в основном, перпендикулярных к диафрагме. Перемещение плунжера по направлению к мембране увеличивает давление внутри резервуара, а движение плунжера по направлению от мембраны уменьшает давление внутри резервуара.

Передающий канал, обеспечивающий передачу жидкости между резервуаром и полостью, может быть внутри кольца, к которому по меньшей мере частично должны примыкать мембрана и периметр жесткого оптического компонента.

В других примерах осуществления изобретение может предоставлять комплект очковых стекол для офтальмологических применений, содержащий оправу, по меньшей мере одну линзу с изменяемым фокусным расстоянием, которая содержит полость, заполненную изменяемым количеством жидкости, резервуар, который содержит дополнительную жидкость и который передает жидкость в полость, и механизм, как описано выше, для изменения оптической силы линзы с изменяемым фокусным расстоянием. В некоторых примерах осуществления очковых стекол резервуар может быть расположен в оправе и может управляться исполнительным устройством для настройки оптической силы по меньшей мере одной из линз.

В некоторых примерах осуществления исполнительное устройство содержит перемещающее устройство, которое перемещает плунжер по направлению к мембране или по направлению от мембраны. Таким устройством может быть цилиндрический винт, установленный вдоль оправы таким образом, что вращение цилиндрического винта в первом направлении перемещает плунжер к мембране, а вращение цилиндрического винта во втором направлении перемещает плунжер от мембраны. Этот цилиндрический винт перемещается коаксиально вдоль оправы, а резервуар располагается смежно с оправой.

В некоторых примерах осуществления очковых стекол, по меньшей мере часть передающего канала может быть расположена внутри оправы и обеспечивать передачу жидкости между резервуаром и полостью. В других примерах осуществления по меньшей мере часть передающего канала внутри оправы содержит несколько отверстий для прохода жидкости между передающим каналом и полостью линзы.

Настоящее изобретение будет лучше понято при обращении к последующему детальному обсуждению специфических примеров осуществления и прилагаемых фигур чертежей, которые иллюстрируют и приводят варианты таких примеров осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Примеры осуществления настоящего изобретения будут понятны и оценены более полно из последующего детального описания совместно с фигурами чертежей, которые представлены не в масштабе и в которых одинаковые ссылочные цифры указывают соответствующие, аналогичные или подобные элементы, и в которых:

Фиг.1А - схематичное изображение поперечного сечения первого примера осуществления линзы, заполненной жидкостью, для использования в очках или для подобного применения;

Фиг.1В - схематичное изображение поперечного сечения второго примера осуществления линзы, заполненной жидкостью, для использования в очках или для подобного применения;

Фиг.2 - схематичное покомпонентное изображение поперечного сечения примера осуществления блока очков, использующих линзу, заполненную жидкостью;

Фиг.3А и Фиг.3В показывают заднее и переднее перспективные изображения одной половины примера осуществления блока очков, использующих линзу, заполненную жидкостью;

Фиг.4А - перспективное покомпонентное изображение компонентов примера осуществления блока очков, использующих механизм линзы с изменяемым фокусным расстоянием, перед введением жидкости в механизм;

Фиг.4В - покомпонентное изображение поперечного сечения компонентов примера осуществления блока очков, использующих механизм линзы с изменяемым фокусным расстоянием, перед введением жидкости в механизм;

Фиг.5А - изображение поперечного сечения примера осуществления механизма линзы с изменяемым фокусным расстоянием внутри блока очков перед введением жидкости в механизм;

Фиг.5В - изображение поперечного сечения примера осуществления механизма линзы с изменяемым фокусным расстоянием внутри блока очков после введения жидкости в механизм;

Фиг.6А и Фиг.6В - графические результаты программного анализа характеристик линзы, заполненной жидкостью;

Фиг.7А и Фиг.7В - графические результаты программного анализа характеристик линзы, заполненной жидкостью.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующие предпочтительные примеры осуществления, представленные чертежами, являются иллюстрациями изобретения и не ограничивают это изобретение, как оно определено формулой изобретения данной заявки.

На Фиг.1А представлено изображение поперечного сечения первого предпочтительного примера осуществления оптического прибора в форме линзы 10 с изменяемым фокусным расстоянием, через которую носитель оптического прибора смотрит в направлении стрелки А. Линза 10 является композитом двух оптических компонентов, передняя (то есть фронтальная по отношению к носителю очков) оптика 11, которая является, в основном, жесткой, и задняя (то есть внутренняя по отношению к носителю очков) оптика 15, которая является жидкостью.

Передняя оптика 11 является, в основном, жесткой линзой, выполненной предпочтительно из жесткой, прозрачной подложки, такой как прозрачная пластмасса, или поликарбонат, стеклянная пластина, пластина прозрачного кристалла или прозрачный жесткий полимер, например, Поликарбонат Бифенола А или CR-39 (диэтиленгликоль диаллил карбонат). Передняя оптика 11 может быть выполнена из ударопрочного полимера и может иметь устойчивое к царапинам покрытие или просветляющее покрытие.

В предпочтительном примере осуществления передняя оптика 11 имеет менисковую форму, то есть выпуклую на передней стороне и вогнутую на задней стороне. Таким образом, обе, и фронтальная и задняя, поверхности передней оптики 11 искривлены в одном и том же направлении. Однако, как и во всех линзах, которые корректируют пресбиопию (старческую неспособность к аккомодации), передняя оптика 11 является более толстой в центре и более тонкой по краям, то есть радиус кривизны фронтальной поверхности передней оптики 11 меньше, чем радиус кривизны задней поверхности передней оптики 11, так что соответствующие радиусы кривизны фронтальной и задней поверхностей передней оптики 11 и, следовательно, сами фронтальная и задняя поверхности пересекаются. Это пересечение фронтальной и задней поверхностей передней оптики 11 является периферическим краем 16 передней оптики 11.

В некоторых примерах осуществления фронтальная поверхность передней оптики 11 является сферической, и это означает, что она имеет одинаковую кривизну по всей поверхности, как и в традиционных очковых линзах. В предпочтительном примере осуществления передняя оптика 11 является асферической и имеет более сложную кривизну фронтальной поверхности, чем просто постепенное изменение от центра линзы к ее краям, с тем чтобы предоставлять более тонкий профиль и желаемые параметры оптической силы, как функции угла взгляда, при этом угол взгляда определяется здесь как угол, образованный между действительной линией взгляда и главной осью линзы.

Задняя оптика 15 является жидкой линзой, составленной из жидкости 14. Жидкость 14 ограничена внутри полости, образованной между задней поверхностью передней оптики 11 и мембраной 13, которая примыкает к краям передней оптики 11. Мембрана 13 предпочтительно выполнена из гибкого, прозрачного, водонепроницаемого материала, такого как прозрачные и эластичные полиолефины, полициклоалифатики, полиэфиры, простые полиэфиры, полиимиды и полиуретаны, например, из пленок поливинилиденхлорида, включая такие имеющиеся в продаже пленки, как пленки, производимые под марками Mylar^® и Saran^®. Было установлено, что патентованная прозрачная пленка, изготовленная из полиэтилентерефталата, является одним из предпочтительных вариантов для мембраны.

Полость между задней поверхностью передней оптики 11 и мембраной 13 на Фиг.1А образуется герметичным подсоединением мембраны 13 к периметру, или к периферическому краю, 16 передней оптики 11. Мембрана 13 может быть герметически присоединена к передней оптике 11 любым известным способом, таким как термическая сварка, клеевая герметизация или лазерная сварка. Мембрана 13 может быть по меньшей мере частично прикреплена к крепежному элементу, который, в свою очередь, может быть частично прикреплен по периметру передней оптики 11. Мембрана 13 предпочтительно является плоской, когда она герметически подсоединяется, но может быть сформирована высокотемпературной формовкой до определенной кривизны или сферической геометрии.

Жидкость 14, заключенная между мембраной 13 и задней поверхностью передней оптики 11, предпочтительно является бесцветной. Однако жидкость 14 может быть окрашенной, что зависит от применения, такого, как если бы ее предполагается применять для солнечных очков. При этом жидкость 14 имеет надлежащие показатель преломления и вязкость, пригодные для использования в линзах, заполненных жидкостью, такой, например, как дегазированная вода, минеральное масло, глицерин и продукты кремния, которые широко известны или наряду с прочими используются для линз, заполненных жидкостью. Одной из предпочтительных жидкостей 14 является жидкость, изготовленная Dow Coming® под названием масло диффузионных насосов 704, обычно также называемое как кремниевое масло.

В некоторых примерах осуществления, сама мембрана 13 не имеет ограничений по своим оптическим свойствам. В других примерах осуществления, мембрана 13 имеет ограничения своих оптических свойств, например, по показателю преломления, который согласуется с оптическими свойствами жидкости 14.

При использовании, по меньшей мере одна линза 10 устанавливается в комплекте очковых стекол или оправ очков, используемых носителем очков. Как показано на Фиг.1А, в профиль, линза 10 позволяет носителю очков смотреть как через переднюю оптику 11, так и через заднюю оптику 15, которые совместно создают более толстый профиль в центре линзы 10 и более сильную визуальную коррекцию старческой дальнозоркости, чем только передняя оптика 11. Носителю очков предоставляется возможность настраивать количество жидкости 14 внутри задней оптики 15 и тем самым настраивать показатель преломления линзы 10. В некоторых примерах осуществления, как это будет обсуждаться далее, оправа оснащается резервуаром дополнительной жидкости 14 и линией передачи жидкости, подсоединяющей резервуар к задней оптике 15 линзы 10. Оправа очков также предпочтительно имеет механизм настройки, который предоставляет носителю очков возможность персонально настраивать количество жидкости 14 внутри задней оптики 15 так, что жидкость 14, которая может быть введена в резервуар или выведена из резервуара задней оптики 15, настраивала бы тем самым показатель преломления линзы 10, как это необходимо.

Фиг.1В показывает изображение поперечного сечения второго предпочтительного примера осуществления оптического прибора в форме линзы 20 с изменяемым фокусным расстоянием, через которую носитель очков смотрит в направлении стрелки А. В отличие от линзы 10 на Фиг.1А, которая составлена из двух оптических компонентов, линза 20 на Фиг.1В составлена из трех оптических компонентов, а именно из передней оптики 21, которая является, главным образом, жесткой, промежуточной оптики 25, которая является жидкостью, и задней оптики 35, которая является жидкостью.

Передняя оптика 21 является, главным образом, жесткой линзой, подобной по структуре и конструктивному решению передней оптике 11 примера осуществления, показанного на Фиг.1А. Как и в передней оптике 11 на Фиг.1А, передняя оптика 21 также имеет менисковую форму, то есть обе, как фронтальная, так и задняя, поверхности передней оптики 21 искривлены в одном и том же направлении, а радиус кривизны фронтальной поверхности передней оптики 21 меньше, чем радиус кривизны задней поверхности передней оптики 21, так что пересечение фронтальной и задней поверхностей передней оптики 21 является периферическим краем 26 передней оптики 21. Однако радиус кривизны задней поверхности передней оптики 21 больше, чем радиус кривизны задней поверхности передней оптики 11 на Фиг.1А. Подобным же образом, по сравнению с передней оптикой 11 на Фиг.1А, передняя оптика 21 может быть несколько тоньше, чем передняя оптика 11 на Фиг.1А, с тем чтобы сохранять ту же самую общую полную толщину линзы 20, что и у линзы 10 на Фиг.1А.

Промежуточная оптика 25 является жидкой линзой, образованной из жидкости 24, аналогичной жидкости 13, как было описано применительно к Фиг.1А, которая ограничена внутри полости, образованной между задней поверхностью передней оптики 21 и мембраной 23, которая примыкает к краям 26 передней оптики 21, и по структуре и конструктивному решению является подобной мембране 13 примера осуществления, показанного на Фиг.1А. Жидкость 24 имеет определенный показатель преломления (n₂₄).

Предпочтительно, чтобы промежуточная оптика 25 также имела бы менисковую форму, так чтобы обе ее поверхности, фронтальная и задняя, были бы искривлены в одном и том же направлении. Естественно, задняя поверхность жесткой передней оптики 21 может быть сформирована с искривлением во время изготовления. Однако вогнутая кривизна мембраны 23 может быть реализована ее высокотемпературной формовкой до определенной кривизны или сферической геометрии, когда мембрана присоединяется к краям 26 передней оптики 21. Это может быть выполнено понижением давления внутри герметической полости, образованной между мембраной 23 и задней поверхностью передней оптики 21. Таким образом, радиус кривизны задней поверхности передней оптики 21 будет меньше, чем радиус кривизны мембраны 23, а пересечение задней поверхности передней оптики 21 и мембраны 23 является периферическим краем 26 передней оптики 21.

Задняя оптика 35 является жидкой линзой, составленной из жидкости 34, подобной жидкости 13, как было описано применительно к Фиг.1А, которая ограничена внутри полости, образованной между мембраной 23 и мембраной 33. Жидкость 34 имеет определенный показатель преломления (n₃₄).

Мембрана 33 по структуре и конструктивному решению является подобной мембране 13, которая была описана в примере осуществления, показанном на Фиг.1А. Мембрана 33 может также быть прикреплена к краям 26 передней оптики 21, но позади или над краями присоединенной мембраны 23. В альтернативном варианте могут использоваться одно или несколько колец или полуколец для образования посадочного гнезда для герметического соединения мембраны 23 и мембраны 33.

Мембрана 33 предпочтительно является плоской, когда она герметически подсоединяется, но может быть сформирована высокотемпературной формовкой до определенной кривизны или сферической геометрии. В предпочтительных примерах осуществления положительное давление внутри промежуточной оптики 25 будет ниже, чем положительное давление внутри задней оптики 35. Более высокое положительное давление внутри задней оптики 35 управляет формой мембраны 23 и соответствующими показателями преломления промежуточной оптики 25, внутри полости между задней поверхностью передней оптики 21 и мембраной 23, и задней оптики 35, внутри полости между мембраной 23 и мембраной 33.

При использовании по меньшей мере одна линза 20 устанавливается в комплекте очковых стекол или оправ очков, разработанных для офтальмологических применений и используемых носителем очков. Как показано на Фиг.1В, в профиль, линза 20 позволяет носителю очков смотреть через всю переднюю оптику 21, промежуточную оптику 25 и заднюю оптику 35, которые совместно создают более толстый профиль в центре линзы 20 и более сильную визуальную коррекцию старческой дальнозоркости, чем только передняя оптика 21. В некоторых примерах осуществления носителю очков предоставляется возможность настраивать количество жидкости 24 внутри промежуточной оптики 25 или количество жидкости 34 внутри задней оптики 35, или внутри обоих, и тем самым настраивать показатель преломления линзы 20. В некоторых примерах осуществления, как это будет обсуждаться далее, оправа оснащается резервуаром жидкости 24 или резервуаром жидкости 34, или резервуарами обеих жидкостей 14 и линией передачи жидкости, подсоединяющей соответствующий резервуар к внутренней оптике 25 или задней оптике 35 линзы 20. Оправа очков предпочтительно имеет также один или более исполнительных устройств или механизмов настройки, которые предоставляют носителю очков возможность персонально регулировать количество жидкости 24 и жидкости 34 внутри соответственно промежуточной оптики 25 и задней оптики 35, с тем чтобы жидкость 24 и жидкость 34, которые могут быть введены в соответствующий резервуар или выведены из соответствующего резервуара в промежуточной оптике 25 и в задней оптике 35, настраивали бы тем самым показатель преломления линзы 20 так, как это необходимо.

Возможны также другие примеры осуществления оптического прибора, имеющего даже большее число оптических компонентов. Помимо линзы 10 на Фиг.1А, которая представляет собой составную структуру из одной жесткой оптики и одной жидкой оптики, и линзы 20 на Фиг.1В, которая является составной структурой из одной жесткой оптики и двух жидких оптик, оптический прибор может также представлять собой составную структуру из одной жесткой оптики и более двух жидких оптик. Такие примеры осуществления, не показанные здесь, могут предоставлять преимущества носителю очков и могут обеспечивать более тонкую и более сложную офтальмологическую настройку, чем примеры осуществления, описанные на Фиг.1А и Фиг.1В.

Соответственно, в предпочтительных примерах осуществления, линза 10 или 20 может быть использована в качестве очковых стекол. Предпочтительно, чтобы линзы 10 или 20 для левого и правого глаза были бы сконструированы независимо и обладали бы возможностями настройки носителем очков каждой очковой линзы раздельно. В таком случае предпочтительно, чтобы с каждой линзой сообщался бы отдельный резервуар с жидкостью, то есть подсоединенный к линзе своим собственным каналом передачи жидкости. В наиболее предпочтительном примере осуществления блок жидкой линзы, содержащий жидкую линзу, резервуар и упомянутую жидкость, совместно образуют герметизированную систему, минимизируя тем самым попадание воды, или испарение, или утечку жидкости. Эта жидкость управляется некоторой силой, создаваемой носителем очков, когда он настраивает необходимую ему оптическую силу, и перемещается тем самым в соответствующий резервуар или вытесняется из соответствующего резервуара в жидкой оптике. Механизм настройки оптической силы жидкой линзы осуществляется посредством переноса жидкости между полостью и резервуаром.

На Фиг.2 показано схематичное покомпонентное изображение поперечного сечения примера осуществления очковых стекол, или очков 1, использующих линзы, заполненные жидкостью. Очки 1 имеют оправу, или крепление линзы 5, внутри которой закреплена линза с изменяемым фокусным расстоянием. Для простоты. Фиг.2 показывает только одну (левую) сторону комплекта очков, имеющих два очковых стекла, то есть по одному для каждого глаза. Кроме того, Фиг.2 показывает линзу с изменяемым фокусным расстоянием, которая имеет только одну жидкую оптику, например, как в линзе 10 на Фиг.1А. Для простоты, здесь описаны различные примеры осуществления очков, относящиеся к примеру осуществления линзы 10, которая имеет одну жидкую оптику. В покомпонентном изображении на Фиг.2 видны передняя оптика 1 и мембрана 13, и показан один резервуар 6, который передает жидкость в полость, образованную между передней оптикой 1 и мембраной 13.

Аналогичным образом, на Фиг.3А и Фиг.3В представлены перспективные изображения спереди и сзади левой части очков примера осуществления блока очков 1, сконструированного для офтальмологических применений, где используется линза. заполненная жидкостью. Часть очков, показанная на Фиг.3А и Фиг.3В, состоит из оправы 5 для крепления линзы 10 и детали дужки очков 4. Если правое очковое стекло носителя очков также требует офтальмологической настройки, то правое очковое стекло будет, в основном, зеркальным изображением левой стороны. Линзы 10 или 20 для левого и правого глаза формируются независимо, поскольку точки примыкания жидких линз к резервуару (резервуарам) могут быть зеркальными изображениями друг друга.

На покомпонентном изображении Фиг.2 показаны передняя оптика 11 и мембрана 13, а также показан один резервуар 6, который передает жидкость в полость, образованную между передней оптикой 11 и мембраной 13. На Фиг.3А, Фиг.3В, Фиг.4А и Фиг.4В показаны более подробно компоненты линзы 10, заполненной жидкостью, а именно передняя оптика 11 и мембрана 13, а также кольцо 8, в котором они установлены. Резервуар 6, расположенный в некоторых примерах осуществления так, что он примыкает к оправе 5 или установлен в оправе 5, имеет полость, содержащую дополнительную жидкость 14, которая может быть инжектирована в линзу 10 через канал передачи жидкости. Предпочтительно, чтобы дополнительная жидкость 14 в резервуаре 6 не полностью заполняла резервуар 6, что позволяло бы откачивать дополнительную жидкость 14 из линзы 10 в резервуар 6.

Как показано на Фиг.3А и Фиг.3В, резервуар 6 имеет механизм, или исполнительное устройство 7, для инжекции/откачки жидкости 14 в/из оптику/оптики 15. В одном примере осуществления резервуар 6 выполнен из жесткого материала и оснащен поршнем, который механически подсоединен к механизму настройки или исполнительному устройству 7, такому как рифленое колесико, барабанчик, фиксатор или рычаг, который может быть прикреплен к оправе держателя линзы 5 или к детали дужки очков 4. В примере осуществления, в котором исполнительный элемент 7 является барабанчиком, расположенным коаксиально с деталью дужки очков 4, как показано на Фиг.4А и Фиг.4В, жидкость вращением барабанного исполнительного устройства 7 может быть вытеснена из резервуара 6 через канал жидкости и в линзу 10. В некоторых примерах осуществления, как только оптическая сила линзы 10 настраивается исполнительным устройством 7, исполнительное устройство 7 может быть дезактивировано или блокировано для предотвращения дальнейшей настройки оптических свойств линзы 10 носителем очков.

Фиг.4А и Фиг.4В являются соответственно перспективным покомпонентным изображением и изображением поперечного сечения, которые показывают более детально компоненты левого очкового стекла и оправы примера осуществления блока очков, использующего механизм линзы с изменяемым фокусным расстоянием перед введением жидкости в этот механизм. Линза 10 образована, как показано на Фиг.1А, передней оптикой 11 и мембраной 13, а задняя оптика 15 линзы 10 передает жидкость в резервуар 6, показанный в виде пустотелой камеры, которая может содержать жидкость 14.

Резервуар 6 передает жидкость в полость линзы 10, то есть в заднюю оптику 15, и инжектирует жидкость 14 в заднюю оптику 15 через канал передачи жидкости 31, которым может быть любая трубка или проход, который подсоединяет резервуар 6 к полости линзы 10. Такой канал передачи жидкости 31 может быть короткой трубкой, которая занимает наиболее короткое возможное расстояние от резервуара 6 до задней оптики 15. Однако из-за вязкости жидкости 14 канал передачи жидкости, имеющий только одну точку входа в заднюю оптику 15, будет, вероятно, ограничивать поток жидкости 14 из резервуара 6 в заднюю оптику 15 и тем самым ограничивать время до возникновения желаемого офтальмологического изменения. Даже если такой канал передачи жидкости 31 будет достаточно широким для того, чтобы жидкость 14 протекала достаточно быстро, наличие только одной точки входа в заднюю оптику 15 может и не обеспечивать достаточно быстрого равномерного распределения жидкости 14 внутри задней оптики 15, с тем чтобы создавать желаемое офтальмологическое изменение с желаемой скоростью.

В одном предпочтительном примере осуществления канал жидкости 31 имеет более одной точки инжекции жидкости 14 в заднюю оптику 15. В этом примере осуществления канал передачи жидкости 31, который обеспечивает передачу жидкости между резервуаром 6 и задней оптикой 15, может, как это было описано ранее, иметь форму полого кольца 8. Такое кольцо 8 может образовывать канал жидкости в форме полого пространства внутри кольца 8. В одном примере осуществления кольцо 8, которое может быть совмещено с креплением линзы, или оправой 5, как показано на Фиг.4В, может содержать группы радиальных прорезей или отверстий, расположенных вдоль внутренней поверхности кольца 8, через которые жидкость инжектируется в заднюю оптику 15. Предпочтительно, чтобы радиальные отверстия были расположены через регулярные интервалы, или, что более предпочтительно, расположены на самых оптимальных расстояниях одно от другого так, чтобы доставлять жидкость 15 с управляемой скоростью. В некоторых примерах осуществления кольцо 8 не проходит полностью вокруг линзы 10, а только, например, проходит вокруг верхней части линзы 10. Это может быть сделано из стилистических соображений, например, чтобы носителю очков не требовалось бы носить оправу, выглядящую массивной. В таком примере осуществления радиальные отверстия располагаются вдоль внутренней поверхности этой части кольца 8, с тем чтобы инжектировать жидкость 14 в линзу 10 только из верхнего края кольца.

Как показано на Фиг.4В, кольцо 8 может передавать жидкость в резервуар 6 посредством короткого канала передачи жидкости 31. В некоторых примерах осуществления, в которых очки 1 имеют больше одной жидкой оптики, таких как в линзе 20 на Фиг.1В, каждая полость жидкой линзы может быть оснащена собственным резервуаром 6, каждый из которых передает жидкость в соответствующую полость линзы 20. Каждая полость жидкой линзы может быть также оснащена собственным кольцом 8 так, что каналы передачи жидкости являются отдельными для каждой камеры.

Кольцо 8 дополнительно к тому, что обеспечивает передачу жидкости в заднюю оптику 15, выполняет, являясь посадочным гнездом герметизированной гибкой мембраны, дополнительную функцию предоставления платформы определенной ширины и наклона, к которой присоединяется мембрана 13. В одном примере осуществления поверхность кольца 8 является эллипсоидной, чтобы образовывать устойчивое плоское посадочное гнездо для герметичной посадки передней оптики 11 на одной его стороне и гибкой мембраны 13 - на другой его стороне. В таком примере осуществления для предотвращения утечки жидкости 14 из линзы 10 кольцо 8 должно быть герметично присоединено к передней оптике 11 и к гибкой мембране 13. Процесс герметичного присоединения кольца 8 к передней оптике 11 и к гибкой мембране 13 может предусматривать использование клея, такого как эпоксидный клей, или может предусматривать использование процесса сварки, включая процесс лазерной сварки. Один из предпочтительных способов герметизации лазерной сваркой предусматривает использование красящего раствора с лазерной абсорбцией, который наносится на поверхности раздела для избирательного поглощения лазерной энергии на этой поверхности раздела. Предпочтительная ширина лазерной сварки находится между 0.5 мм и 2.0 мм, но более предпочтительна ширина в 1.0 мм.

В одном примере осуществления очков 1 диаметр линзы 10 составляет около 39 мм. Однако оптически чистая область будет, в основном, составлять несколько меньшую величину, например, около 35 мм, поскольку край линзы 10 может быть использован для формирования соединения между передней оптикой 11 и мембраной 13 или между блоком линзы 10 и оправой 5. Внешний диаметр кольца 8 составляет 2.0 мм, а внутренний диаметр составляет 1.0 мм. Внутренняя поверхность кольца 8, то есть обращенная к полости, содержит радиально расположенные отверстия, например, диаметром 1 мм.

Как показано на Фиг.4В, резервуар 6 предпочтительно покрыт и герметически соединен с