Жидкостные менисковые линзы, включающие диэлектрическое покрытие с переменной толщиной

Жидкостные менисковые линзы, включающие диэлектрическое покрытие с переменной толщиной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка притязает на приоритет, зарегистрирована в виде временной заявки на получение патента США за номером 61/386966, озаглавленной «ЖИДКОСТНЫЕ МЕНИСКОВЫЕ ЛИНЗЫ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ С ПЕРЕМЕННОЙ ТОЛЩИНОЙ», и является частично продолжающей заявкой для патентной заявки, не носящей временного характера, на получение патента США за номером 13/095786, оформленной 27 апреля 2001 года и озаглавленной «ДУГООБРАЗНЫЕ ЖИДКОСТНЫЕ МЕНИСКОВЫЕ ЛИНЗЫ», а также патентной заявки, не носящей временного характера, на получение патента США за номером 13/149105, оформленной 31 мая 2011 года и озаглавленной «ЛИНЗЫ С МЕНИСКОВЫМИ СТЕНКАМИ В ВИДЕ УСЕЧЕННОГО КОНУСА», в виде частично продолжающей заявки, включающей содержание каждой из перечисленных выше заявок посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к жидкостным менисковым линзам или, в частности, к дугообразным жидкостным менисковым линзам с диэлектрическим покрытием переменной толщины на стенках мениска.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Жидкостные менисковые линзы получили известность в разных отраслях промышленности. Как описано ниже более подробно со ссылкой на фиг. 1A и 1B, известные жидкостные менисковые линзы имели цилиндрическую форму, а поверхность их периметра была сформирована точками, расположенными на фиксированном расстоянии от оси, представляющей собой прямую линию. Известные жидкостные менисковые линзы ограничивались моделями, в которых первая внутренняя поверхность, как правило, параллельна второй внутренней поверхности и каждая из них перпендикулярна оси цилиндра. К известным примерам использования жидкостных менисковых линз относятся такие устройства, как электронные камеры.

Традиционно такое офтальмологическое устройство, как контактная линза и интраокулярная линза, являлось биосовместимым устройством с корректирующими, косметическими или терапевтическими свойствами. Контактная линза, например, может обеспечить одну или несколько из следующих возможностей: коррекция зрения, косметическая коррекция и терапевтическое воздействие. Каждая из перечисленных функций обусловлена определенной физической характеристикой линзы. Конструкция линзы, использующая ее способность к светопреломлению, позволяет осуществлять функцию коррекции зрения. Введение в материал линзы пигмента позволяет получить косметический эффект. Введение в материал линзы активного препарата позволяет использовать линзу в терапевтических целях.

Недавно в контактную линзу были включены электронные компоненты. Среди таких компонентов могут быть, например, полупроводниковые устройства. Однако физические ограничения жидкостной менисковой линзы, в том числе ее размер, форма и аспекты управления, не позволяют использовать их в составе офтальмологической линзы. Как правило, цилиндрическая форма жидкостных менисковых линз, называемая иногда формой «хоккейной шайбы», не способствует созданию изделия, способного функционировать в среде человеческого глаза.

Кроме того, жидкостная менисковая линза изогнутой формы имеет физические особенности, которые могут быть не характерны для жидкостной менисковой линзы традиционной конструкции с параллельными боковыми стенками и (или) оптическими окнами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, предметом настоящего изобретения является жидкостная менисковая линза. Некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения включают в себя дугообразную переднюю изогнутую линзу и дугообразную заднюю изогнутую линзу. В настоящем изобретении описана стенка мениска, физические характеристики которой способствуют притяжению и (или) отталкиванию жидкости, которая содержится внутри линзы и формирует мениск с другой жидкостью.

Согласно настоящему изобретению, первая оптическая часть находится в непосредственной близости от второй оптической части, причем между ними сформирована полость. Предпочтительные варианты осуществления изобретения включают в себя первую дугообразную оптическую часть, которая находится в непосредственной близости от второй дугообразной оптической части, причем между ними сформирована полость. Внутри полости находятся физиологический раствор и масло. Приложение электростатического заряда к стенке мениска, как правило, расположенной в области периметра первой оптической части и (или) второй оптической части, изменяет физическую форму мениска, сформированного между находящимися в полости физиологическим раствором и маслом.

Настоящее изобретение включает жидкостные менисковые линзы с диэлектрическим покрытием переменной толщины на стенках мениска. В текущем варианте осуществления изобретения стенка мениска формируется в форме усеченного конуса.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

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

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

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

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

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

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

На фиг. 6 показано вертикальное сечение стенки мениска с диэлектрическим покрытием переменной толщины в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7 показано ортогональное сечение стенки мениска с диэлектрическим покрытием переменной толщины в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 8 показан перспективный вид стенки приведенной для примера дугообразной жидкостной менисковой линзы с диэлектрическим покрытием переменной толщины в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 9 представлено поперечное сечение части приведенной для примера дугообразной жидкостной менисковой линзы, на которой показаны различные места жидкостного мениска на его стенке в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении описана жидкостная менисковая линза с по меньшей мере одной передней изогнутой линзой и задней изогнутой линзой, которые образуют менисковую полость жидкостной менисковой линзы. Некоторые варианты осуществления изобретения включают в себя одну переднюю изогнутую линзу и заднюю изогнутую линзу или обе передние изогнутые линзы и задние изогнутые линзы, имеющие дугообразную поверхность. Другие варианты осуществления изобретения включают в себя одну переднюю изогнутую линзу и заднюю изогнутую линзу или обе передние изогнутые линзы и задние изогнутые линзы (лежащие примерно в одной плоскости) с диэлектрическим покрытием переменной толщины вдоль стенки мениска.

СПИСОК ТЕРМИНОВ

В приведенном ниже описании и пунктах формулы настоящего изобретения использован ряд терминов, для которых применяются следующие определения:

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

Линза - используемый в данном документе термин означает предмет с передней и задней поверхностью, способный оптически пропускать определенный диапазон излучающих волн, например, видимого света. Передняя и задняя поверхности линзы (как одна, так и обе) могут быть плоскими; передняя и задняя поверхности линзы (как одна, так и обе) могут также иметь дугообразную форму.

Граница жидкостного мениска - дугообразная поверхность границы раздела физиологического раствора и масла. Как правило, эта поверхность формирует линзу, которая является вогнутой с одной стороны и выпуклой - с другой.

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

Стенка мениска - особая область с внутренней стороны передней изогнутой линзы, которая находится в полости мениска и по которой проходит граница жидкостного мениска.

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

Складка - особенность геометрии внутренней поверхности части передней изогнутой линзы или задней изогнутой линзы, обеспечивающая размещение линии контакта двух предварительно заданных жидкостей на оптической части. Складка обычно представляет собой наружный, а не внутренний угол. Со стороны части, заполненной жидкостью, это угол, превышающий 180 градусов.

На фиг. 1A представлен вид в разрезе линзы 100 согласно предшествующему уровню техники, на котором в цилиндре 110 содержатся масло 101 и физиологический раствор 102. Цилиндр 110 включает в себя две пластины из оптического материала 106. Каждая пластина 106 имеет практически плоскую внутреннюю поверхность 113-114. Цилиндр 110 имеет внутреннюю поверхность, которая, по существу, является осесимметричной. В некоторых вариантах осуществления изобретения согласно предшествующему уровню техники одна или несколько поверхностей могут иметь гидрофобное покрытие. На периметре или вокруг периметра цилиндра также расположены электроды 105. В непосредственной близости от электродов 105 также может быть предусмотрен электрический изолятор.

Согласно предшествующему уровню техники, каждая из внутренних поверхностей 113-114 является, по существу, плоской или ровной. Между физиологическим раствором 102А и маслом 101 формируется поверхность раздела 112A. Как показано на фиг. 1A, форма поверхности раздела 112A в сочетании с рефракционным индексом физиологического раствора 102A и масла 101 обеспечивает вход падающего света 108 через первую внутреннюю поверхность 113 и выход расходящегося светового потока 109 через вторую внутреннюю поверхность 114. Форма поверхности раздела между маслом 101 и физиологическим раствором 102 может быть изменена путем приложения электрического потенциала к электродам 105.

На фиг. 1A представлен вид в перспективе линзы согласно предшествующему уровню техники, показанной как элемент с обозначением 100.

На фиг. 1B линза 100 согласно предшествующему уровню техники показана в запитываемом энергией состоянии. Запитываемое энергией состояние достигается путем приложения напряжения 114 к электродам 115. Форма поверхности раздела 112B между маслом 101 и физиологическим раствором 102B изменяется с приложением электрического потенциала к электродам 115. Как показано на фиг. 1B, падающий свет 108B, проходящий через масло 101 и физиологический раствор 102B, фокусируется с образованием сходящегося светового потока 111.

На фиг. 2 представлен вид в разрезе жидкостной менисковой линзы 200 с передней изогнутой линзой 201 и задней изогнутой линзой 202. В различных вариантах осуществления изобретения передняя изогнутая линза 201 и задняя изогнутая линза 202 могут включать дугообразную либо практически плоскую линзу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения передняя изогнутая линза 201 и задняя изогнутая линза 202 находятся в непосредственной близости друг от друга и образуют между собой полость 210. Передняя изогнутая линза 201 имеет вогнутую дугообразную внутреннюю поверхность 203 и выпуклую дугообразную внешнюю поверхность 204. На вогнутую внутреннюю дугообразную поверхность линзы 203 может быть нанесено одно или несколько покрытий (не изображены на фиг. 2). В качестве покрытия могут использоваться, например, один или более электропроводных или электроизоляционных материалов, гидрофобных или гидрофильных материалов. Поверхности (одна или обе) вогнутых дугообразных линз 203 и (или) покрытия находятся в жидкостном и оптическом контакте с маслом 208, которое содержится в полости 210.

Задняя изогнутая линза 202 имеет выпуклую дугообразную внутреннюю поверхность 205 и вогнутую дугообразную внешнюю поверхность 206. На выпуклую внутреннюю дугообразную поверхность линзы 205 может быть нанесено одно или несколько покрытий (не изображены на фиг. 2). В качестве покрытия могут использоваться, например, один или более электропроводных или электроизоляционных материалов, гидрофобных или гидрофильных материалов. По меньшей мере одна выпуклая дугообразная внутренняя поверхность линзы 205 и покрытия находятся в жидкостном и оптическом контакте с физиологическим раствором 207, который содержится в полости 210. Физиологический раствор 207 включает одну или более солей или других компонентов, являющихся ионопроводящими и потому способными притягиваться или отталкиваться под действием электрического заряда.

Согласно настоящему изобретению, электропроводное покрытие 209 располагается вдоль по меньшей мере части периферической зоны передней изогнутой линзы 201 и (или) задней изогнутой линзы 202. Электропроводное покрытие 209 может включать в себя золото или серебро и предпочтительно является биосовместимым. Приложение электрического потенциала к электропроводному покрытию 209 приводит либо к притяжению, либо к отталкиванию ионопроводящих солей или других компонентов физиологического раствора 207.

Передняя изогнутая линза 201 обладает оптической силой в отношении света, проходящего через вогнутую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 203 и выпуклую дугообразную внешнюю поверхность линзы 204. Оптическая сила может быть равной 0, может быть положительной или отрицательной. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения оптическая сила представляет собой оптическую силу, свойственную корректирующим контактным линзам, например (в качестве неограничивающего примера) от -8,0 до +8,0 диоптрий.

Задняя изогнутая линза 202 обладает оптической силой в отношении света, проходящего через выпуклую дугообразную внутреннюю поверхность линзы 205 и вогнутую дугообразную внешнюю поверхность линзы 206. Оптическая сила может быть равной 0, может быть положительной или отрицательной. В некоторых вариантах осуществления изобретения оптическая сила представляет собой оптическую силу, свойственную корректирующим контактным линзам, например (в качестве неограничивающего примера) от -8,0 до +8,0 диоптрий. Оптическая ось 212 проходит через заднюю изогнутую линзу 202 и переднюю изогнутую линзу 201.

Различные варианты осуществления изобретения также могут включать в себя изменение оптической силы, связанное с изменением формы жидкостного мениска 211, сформированного между физиологическим раствором 207 и маслом 208. В некоторых вариантах осуществления изобретения изменение оптической силы может быть относительно небольшим и составлять, например, от 0 до 2,0 диоптрий. В других вариантах осуществления изобретения изменение оптической силы, связанное с изменением формы жидкостного мениска, может составлять приблизительно до 30 или более диоптрий. Как правило, большее изменение оптической силы, связанное с изменением формы жидкостного мениска 211, предполагает относительно большую толщину линзы 213.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, например, с такими, которые могут быть включены в офтальмологическую линзу, например, в контактную линзу, толщина поперечного сечения 213 дугообразной жидкостной менисковой линзы 200 будет составлять приблизительно до 1000 микрон. Примерная толщина 213 относительно более тонкой линзы 200 может составлять приблизительно до 200 микрон. Предпочтительные варианты осуществления изобретения могут включать в себя жидкостную менисковую линзу 200 с толщиной линзы 213 приблизительно 600 микрон. Как правило, толщина поперечного сечения передней изогнутой линзы 201 может составлять приблизительно от 35 до 200 микрон, а толщина поперечного сечения задней изогнутой линзы 202 также может составлять приблизительно от 35 до 200 микрон. Обычно вид в перспективе в поперечном разрезе имеет явно различимые отличия по толщине на различных участках линзы 200.

Согласно настоящему изобретению, общая оптическая сила определяется совокупностью оптических сил передней изогнутой линзы 201, задней изогнутой линзы 202 и жидкостного мениска 211, сформированного между маслом 208 и физиологическим раствором 207. В некоторых вариантах осуществления изобретения оптическая сила линзы 200 также будет включать в себя разность рефракционных индексов, например, между одним или несколькими показателями передней изогнутой линзы 201, задней изогнутой линзы 202, масла 208 и физиологического раствора 207.

В тех вариантах осуществления изобретения, где дугообразная жидкостная менисковая линза 200 включена в контактную линзу, также является желательным, чтобы физиологический раствор 207 и масло 208 сохраняли стабильные относительные положения в дугообразной жидкостной менисковой линзе 200 при движении пользователя контактной линзы. Обычно это необходимо для предотвращения движения и перемещения масла 208 относительно физиологического раствора 207 при движении пациента. Соответственно, предпочитается использование сочетания масла 208 и физиологического раствора 207 с одинаковой или схожей плотностью. Кроме того, масло 208 и физиологический раствор 207 должны иметь предпочтительно низкую способность к смешиванию, чтобы физиологический раствор 207 и масло 208 не перемешивались.

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

На фиг. 3 представлен вид в разрезе краевой части дугообразной жидкостной менисковой линзы 300. Как было указано выше, дугообразная жидкостная менисковая линза 300 включает в себя переднюю изогнутую линзу 301 и заднюю изогнутую линзу 302. Передняя изогнутая линза 301 и задняя изогнутая линза 302 могут быть сформированы из одного или более материалов, которые являются по меньшей мере частично прозрачными. В некоторых вариантах осуществления изобретения передняя изогнутая линза 301 и (или) задняя изогнутая линза 302 включают в себя, по существу, оптически прозрачный пластик, например, один или более из следующих материалов: PMMA, Zeonor и TPX.

Передняя изогнутая линза 301 и (или) задняя изогнутая линза 302 могут быть получены, например, с помощью одного или нескольких из следующих способов: обработка на алмазно-токарном станке; литье под давлением; свободное формование с использованием цифрового зеркального устройства.

Передняя изогнутая линза 301 и (или) задняя изогнутая линза 302 могут включать в себя электропроводное покрытие 303, которое, как показано на фигуре, проходит по периметру от положения 309 до положения 310. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения электропроводное покрытие 303 включает в себя золото. Золото может быть нанесено путем напыления, вакуумного осаждения или другим известным способом. Альтернативное электропроводное покрытие 303 может включать в себя (в качестве неограничивающих примеров) алюминий, никель и оксид индия и олова. Как правило, электропроводное покрытие 303 наносят на области периметра передней изогнутой линзы 301 и (или) задней изогнутой линзы 302.

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

В некоторых вариантах осуществления изобретения сквозные каналы, например, одно или более отверстий или вырезов в задней изогнутой линзе 302, могут быть заполнены электропроводным материалом, например электропроводным эпоксидным наполнителем. Электропроводный наполнитель может обеспечивать электрическое соединение с электропроводным покрытием на внутренней поверхности передней изогнутой линзы 301 и (или) задней изогнутой линзы 302.

В другом аспекте настоящего изобретения передняя изогнутая линза 301 и (или) задняя изогнутая линза 302 могут быть изготовлены из множества различных материалов; при этом оптическая зона, которая, как правило, находится в центральной области передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 (не показана), может включать в себя оптически прозрачный материал, а периферическая зона может включать в себя оптически непрозрачную область, содержащую электропроводный материал. Оптически непрозрачная область также может включать в себя один или несколько из следующих элементов - схема управления и источники энергии.

В еще одном аспекте в некоторых вариантах осуществления изобретения на переднюю изогнутую линзу 301 нанесено изоляционное покрытие 305. В неограничивающем изобретение примере изоляционное покрытие 305 может быть нанесено на участок от первой области 305-1 до второй области 305-2. Изоляционные материалы могут включать, например, Parylen C™, Teflon AF или другие материалы с различными электрическими и механическими характеристиками и электрическим сопротивлением.

В некоторых конкретных вариантах осуществления изобретения изоляционное покрытие 305 образует пограничную область, отделяющую электропроводное покрытие 303 от физиологического раствора 306, который находится в полости между передней изогнутой линзой 301 и задней изогнутой линзой 302. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления изобретения изоляционное покрытие 305 нанесено рисунком и располагается в одной или нескольких областях передней изогнутой линзы 301 и (или) задней изогнутой линзы 302 с целью предотвращения контакта положительно заряженного проводника 303 и отрицательно заряженного физиологического раствора 306 в ситуациях, когда контакт проводника 303 и физиологического раствора 306 приведет к короткому замыканию цепи. Некоторые варианты осуществления изобретения могут иметь положительно заряженный физиологический раствор 306 и отрицательно заряженный проводник 303.

Другие варианты осуществления изобретения могут допускать короткое замыкание цепи между проводником 303 и физиологическим раствором 306 и использовать его в качестве функции сброса схемы, связанной с управлением линзой 300. Например, короткое замыкание в цепи может выравнивать потенциалы, прилагаемые к линзам, приводя к возврату физиологического раствора 306 и масла 307 в положение по умолчанию.

Некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения включают в себя проводник 303, который проходит от области 309 на внутренней поверхности полости 311 до области 310, расположенной за пределами полости 311. В других вариантах осуществления изобретения может быть предусмотрен канал 312, проходящий через переднюю изогнутую линзу или заднюю изогнутую линзу, который может быть заполнен электропроводным материалом 313, например, водостойким электропроводным эпоксидным наполнителем. Этот электропроводный материал 313 может формировать электрический вывод, расположенный за пределами полости, или может быть подключен к нему. Электрический потенциал можно прилагать к выводу и передавать к покрытию по электропроводному материалу 313 в канале 312.

Толщина изоляционного покрытия 305 может быть разной и являться эксплуатационным параметром линзы. Согласно настоящему изобретению, заряженные компоненты, включая физиологический раствор 306 и проводник 303, по существу находятся на разных сторонах изоляционного покрытия 305. В настоящем изобретении описана косвенная связь между толщиной изоляционного покрытия 305 и электрическим полем между физиологическим раствором 306 и проводником 303; при этом, чем дальше друг от друга находятся физиологический раствор 306 и проводник 303, тем слабее будет электрическое поле.

По существу, в настоящем изобретении предусмотрено, что напряженность электрического поля может значительно падать при увеличении толщины изоляционного покрытия 305. Чем ближе друг к другу будут находиться поля, тем, по существу, больше энергии будет доступно для перемещения сферической границы жидкостного мениска 308. При увеличении расстояния между физиологическим раствором 306 и проводником 303 электростатические заряды физиологического раствора 306 и электропроводного покрытия 303 будут находиться дальше друг от друга и, следовательно, будет сложнее обеспечить перемещение сферической границы мениска 308. И наоборот, чем тоньше изоляционное покрытие 305, тем более восприимчивы линзы к дефектам изоляционного покрытия 305. Обычно даже наличие относительно маленького отверстия в изоляционном покрытии 305 приводит к электрическому короткому замыканию (линза не функционирует при электросмачивании).

В некоторых вариантах осуществления изобретения желательно использовать физиологический раствор 306 с плотностью, по существу совпадающей с плотностью масла 307, которое также содержится в линзе 300. Например, физиологический раствор 306 может предпочтительно иметь плотность не более 10% от плотности масла 307, более предпочтительно - не более 5%, наиболее предпочтительно - не более приблизительно 1% или менее. В некоторых вариантах осуществления изобретения концентрацию солей или других компонентов в физиологическом растворе 306 можно изменять для корректировки плотности физиологического раствора 306.

Согласно настоящему изобретению, дугообразная жидкостная менисковая линза 300 будет иметь более стабильное оптическое качество при ограничении движения масла 307 относительно передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302. Одним из способов стабилизации движения масла 307 относительно дугообразной передней изогнутой линзы 301 и (или) задней изогнутой линзы 302 является поддержание относительно согласованной плотности масла 307 и физиологического раствора 306. Кроме того, благодаря изогнутой форме внутренних поверхностей передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 относительная глубина или толщина слоя физиологического раствора 306 уменьшается в сравнении с традиционной цилиндрической конструкцией линзы. В этом случае межфазные силы, действующие на жидкости внутри полости, могут иметь сравнительно большее влияние на неподвижные границы жидкости мениска 308. Соответственно, в таком случае плотность, соответствующая требованиям, может быть понижена. В некоторых вариантах осуществления изобретения относительная толщина слоя жидкости также является дополнительной опорой границы жидкостной линзы 308.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения физиологический раствор 306 имеет низкий рефракционный индекс по сравнению с маслом 307, которое имеет относительно высокий рефракционный индекс. Однако в других вариантах осуществления изобретения возможно использование физиологического раствора 306 с более высоким рефракционным индексом, чем у масла 307, которое в данном случае будет иметь относительно низкий рефракционный индекс.

Для закрепления передней изогнутой линзы 301 и задней изогнутой линзы 302 в непосредственной близости друг от друга, чтобы удерживать между ними масло 307 и физиологический раствор 306, можно применять адгезив 314. Адгезив 314 выполняет функцию уплотнительного элемента, предотвращающего утечку физиологического раствора 306 или масла 307 из изогнутой жидкостной менисковой линзы 300.

На фиг. 4 показана изогнутая жидкостная менисковая линза 400 с границей жидкостного мениска 401 между физиологическим раствором 406 и маслом 407. В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, в передней изогнутой линзе 404 предусмотрена стенка мениска 405, образованная первым угловым изломом дугообразной стенки, проходящим между зонами 402 и 403. Граница жидкостного мениска 401 перемещается вверх и вниз по стенке мениска 405 при приложении электрического потенциала к одному или более электропроводным покрытиям или материалам 408 и отведении заряда от них.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения электропроводное покрытие 408 проходит от зоны, находящейся в полости 409, содержащей физиологический раствор 406 и масло 407, до области, находящейся за пределами полости 409, содержащей физиологический раствор 406 и масло 407. В таких вариантах осуществления изобретения электропроводное покрытие 408 может служить проводником электрического потенциала, приложенного к электропроводному покрытию 408, в точке снаружи полости 409 к области электропроводного покрытия внутри полости и в контакте с физиологическим раствором 406.

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

В целом жидкостная менисковая линза может рассматриваться как емкость, состоящая из одного или нескольких следующих компонентов: электропроводные покрытия, изоляционные покрытия, дорожки и материалы на поверхности или в передней изогнутой линзе 501 и задней изогнутой линзе 502. Согласно настоящему изобретению, форма границы жидкостного мениска 505 и, следовательно, краевой угол между границей жидкостного мениска 505 и передней изогнутой линзой 501 меняются под воздействием электрического потенциала, приложенного к поверхности по меньшей мере части передней изогнутой линзы 501 и задней изогнутой линзы 502.

Согласно настоящему изобретению, изменение электрического потенциала, приложенного к физиологическому раствору 503 через проводящие покрытия или материалы, изменяет положение границы жидкостного мениска 505 вдоль стенки мениска 506. Движение происходит между первой складкой 506-1 и второй складкой 506-2.

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

Приложение электрического потенциала второй амплитуды (состояние, которое иногда называют состоянием с первым подведенным напряжением) может соответствовать движению границы жидкостного мениска 505 вдоль стенки мениска 506 в направлении второй складки 506-2, в результате чего форма границы жидкостного мениска изменяется.

Приложенное напряжение для перехода от состояния с первым подведенным напряжением к состоянию со вторым подведенным напряжением может включать, например, напряжение постоянного тока от 5 приблизительно до 60 В. В других вариантах осуществления изобретения может также использоваться напряжение переменного тока.

В некоторых вариантах осуществления изобретения стенка мениска 506 имеет гладкую поверхность по отношению к толщине изоляционного покрытия. Гладкая поверхность стенки мениска 506 может сводить к минимуму дефекты изоляционного покрытия. Кроме того, поскольку случайные неровности рельефа поверхности могут приводить к неравномерному движению жидкости и, следовательно, вызывать неравномерные или непредсказуемые движения мениска при подаче или отключении тока, гладкая поверхность стенки мениска 506 является предпочтительной. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения высота неровностей профиля гладкой стенки мениска вдоль стенки мениска 506 находится в диапазоне приблизительно от 1,25 до 5,00 нанометров.

В другом аспекте в некоторых вариантах осуществления изобретения желательно, чтобы стенка мениска 506 была гидрофобной; в этом случае в конструкцию дугообразной жидкостной менисковой линзы может быть введен заданный рельеф, например нанорельефная поверхность.

В еще одном аспекте в некоторых вариантах осуществления изобретения стенка мениска 506 может располагаться под углом к оптической оси линзы. Угол может изменяться от 0° (то есть стенка может быть параллельной оптической оси) до 90° или приблизительно 90° (то есть стенка может быть перпендикулярной оптической оси). Как показано на фигуре, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения, для обеспечения функционирования дугообразной жидкостной менисковой линзы угол стенки мениска 506 должен, по существу, находиться в диапазоне приблизительно от 30° до 50° с учетом текущего краевого угла между границей жидкостного мениска 505 и покрытой изоляционным материалом стенкой мениска 506. При использовании иных материалов или при иных оптических свойствах, например, для телескопического зрения, угол стенки мениска 506 может быть ближе к 0° или 90°.

Согласно настоящему изобретению, угол стенки мениска 506 может быть выполнен с возможностью согласования с амплитудой движения по стенке мениска 506 при приложении конкретного электрического напряжения. В некоторых вариантах осуществления изобретения при увеличении угла стенки мениска 506 способность линзы менять свою оптическую силу в пределах, заданных параметрами размера линзы и напряжения, как правило, уменьшается. Кроме этого, если стенка мениска 506 расположена под углом к оптической оси, равным или приблизительно равным 0°, граница жидкостного мениска 505 будет направлена почти прямо на переднюю оптическую часть. Угол стенки мениска является одним из нескольких параметров, которые можно изменять для получения различных эксплуатационных характеристик линзы.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения длина стенки мениска 506 составляет приблизительно 0,265 мм. Однако такой показатель, как угол стенки мениска 506, вместе с размером всей линзы естественным образом влияет на длину стенки мениска 506 в различных промышленных образцах изделия.

В общем случае, дугообразную жидкостную менисковую линзу 500 можно считать неисправной, если масло 504 касается задней изогнутой линзы 502. Таким образом, в предпочтительных вариантах осуществления изобретения стенка мениска 506 выполнена таким образом, что между первой складкой 506-1 и задней изогнутой линзой 502 (в ближайшей ее точке) остается минимальный просвет, составляющий 50 микрон. В других вариантах о