Fluid-filled lens and its operating system

申请号 JP2013538888 申请日 2011-11-10 公开(公告)号 JP2014500981A 公开(公告)日 2014-01-16
申请人 アドレンズ ビーコン インコーポレイテッド; 发明人 ウィリアム イーガン; カリム ハロウド; リサ ニバウアー; マシュー ウォレス ピーターソン; ウルバン シュネル; ダニエル セナトーレ;
摘要 調整可能 流体 充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが提供される。 幾つかの実施形態において、アクチュエータ・アセンブリは、クランプが圧縮されたときに、流体レンズ・モジュールの光学屈折 力 を調整するように構成されたクランプを含む。 幾つかの実施形態において、磁気要素が、流体充填レンズの光学屈折力を調整するように構成される。 幾つかの実施形態において、プランジャが、流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させる。 幾つかの実施形態において、リザーバは、該リザーバの変形が、流体充填レンズの光学屈折力を変化させるように構成される。 幾つかの実施形態において、バルーンが、リザーバを変形させるように構成される。 幾つかの実施形態において、調整可能流体充填レンズは、針によって穿孔可能であり、針が引き抜かれた後に流体チャンバを自動的にシールすると共に、流体シールするように構成された隔壁を含む。 幾つかの実施形態において、熱要素は、流体チャンバ内の流体を加熱して、レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させ得る。
【選択図】図1
权利要求
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    流体レンズ・モジュールと、
    前記流体レンズ・モジュールを取り囲むクランプと、
    前記クランプを囲むフレームと、
    前記クランプの端部に接続されたアクチュエータと、
    を含み、
    前記アクチュエータは、前記フレームの外側からアクセス可能であり、
    前記アクチュエータは、前記フレームに対する前記アクチュエータの移動により前記クランプが圧縮されるように構成され、
    前記クランプは、前記クランプが圧縮されたときに前記流体レンズ・モジュールの光学屈折力を調整するように構成されることを特徴とするアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記流体レンズ・モジュール内に配置された膜をさらに含み、
    前記クランプは、前記膜を変形させることによって、前記流体レンズ・モジュールの前記光学屈折力を調整するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記クランプは、
    第1の端部と、
    第2の端部と、
    前記第1の端部と前記第2の端部との間の相対的移動を可能にするように構成された、前記第1の端部と前記第2の端部との間の間隙と、
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記クランプは、前記第1の端部と前記第2の端部とを接続するヒンジを含むことを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記ヒンジは、前記第1の端部と前記第2の端部との間の相対的移動に対して復元力をもたらすように構成されることを特徴とする、請求項4に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記膜は、第1の所定の光学屈折力に対応する第1の所定の構成と、第2の所定の光学屈折力に対応する第2の所定の構成との間で変形するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ。
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    前記調整可能流体レンズに流体接続された中空中央部を有するテンプル部品と、
    前記中空中央部内に配置された流体と、
    前記テンプル部品に摺動可能に取り付けられた磁気スライダと、
    前記中空中央部内に摺動可能に配置され、かつ、前記磁気スライダと磁気的に結合された磁気要素と、
    を含み、
    前記磁気要素は、前記テンプル部品に対する前記磁気要素の移動が、前記調整可能流体充填レンズの流体量を増加又は低減させることにより、前記流体充填レンズの光学屈折力を変化させるように構成されることを特徴とするアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記磁気要素は、前記磁気要素の第1の方向への移動が、前記流体を前記流体充填レンズ内に押し込み、前記磁気要素の第2の方向への移動が、前記流体が前記流体充填レンズから引き出すように構成されることを特徴とする、請求項7に記載なアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記磁気要素は強磁性流体であることを特徴とする、請求項7に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記磁気要素は、前記磁気要素と前記テンプル部品との間に流体シールを生成するように構成されることを特徴とする、請求項7に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記テンプル部品は、前記中空中央部を完全に囲み、シールするように構成されることを特徴とする、請求項7に記載のアクチュエータ。
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    流体レンズ・モジュールと、
    前記流体レンズ・モジュールに流体接続された中空中央部を有するテンプル部品と、
    前記テンプル部品に回転可能に取り付けられたアクチュエータと、
    前記中空中央部内に配置され、前記アクチュエータに結合された基部と、
    前記基部に接続された第1の端部を含むケーブルと、
    前記中空中央部内に摺動可能に配置され、前記ケーブルの第2の端部に接続されたプランジャと、
    を含み、
    前記アクチュエータは、第1の方向への前記テンプル部品に対する前記アクチュエータの回転により、前記ケーブルが前記基部の周りに巻き付き、前記プランジャを第1の方向に引き込むように構成され、
    前記流体レンズ・モジュールは、前記プランジャの移動が、前記流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させるように構成されることを特徴とするアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記テンプル部品内に配置され、前記プランジャに取り付けられたばねをさらに含み、
    前記アクチュエータは、第2の方向への前記テンプル部品に対する前記アクチュエータの回転により、前記ケーブルが前記基部の周りから巻き戻るように構成され、
    前記ばねは、前記ケーブルが前記基部の周りから巻き戻されたときに、前記プランジャを所定の位置に戻すように構成されることを特徴とする、請求項12に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記アクチュエータは、前記基部に磁気的に結合されるように構成されることを特徴とする、請求項12に記載のアクチュエータ。
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    流体レンズ・モジュールと、
    前記流体レンズ・モジュールに流体接続された中空中央部を含むハウジングと、
    前記ハウジングに回転可能に取り付けられたアクチュエータと、
    前記中空中央部内に配置され、かつ、前記アクチュエータに磁気的に結合されたプランジャと、
    を含み、
    前記プランジャは、前記ハウジンのねじ付き内面と係合し、前記ハウジング内での軸方向運動を可能にするように構成されたねじ付き外面を含み、
    前記アクチュエータは、前記ハウジングに対する前記アクチュエータの回転により、前記プランジャが磁力を介して前記ハウジングに対して回転し、前記ハウジング内で軸方向に前進するように構成され、
    前記流体レンズ・モジュールは、前記プランジャの移動が、前記流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させるように構成されることを特徴とするアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記流体レンズ・モジュールに流体接続された変形可能リザーバをさらに含み、
    前記流体レンズ・モジュールは、前記プランジャの移動が前記リザーバを変形させて、前記流体レンズ・モジュールの前記光学屈折力を変化させるように構成されることを特徴とする、請求項15に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    流体レンズ・モジュールと、
    屈曲部を内部に有する中空中央部を含むテンプル部品と、
    前記中空中央部内に配置され、かつ、前記流体レンズ・モジュールに流体接続されたリザーバと、
    前記中空中央部内に配置された可撓性プッシャと、
    を含み、
    前記可撓性プッシャは前記屈曲部で撓み、前記リザーバを圧縮するように構成され、
    前記リザーバは、前記リザーバの圧縮が前記流体充填レンズの光学屈折力を変化させるように構成されることを特徴とする、アクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記屈曲部は、ユーザの耳の部分の周りに前記テンプル部品の遠位部分を輪郭付けるように構成されることを特徴とする、請求項17に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    中空中央部を含むテンプル部品と、
    前記中空中央部内に配置されたリザーバと、
    前記テンプル部品に回転可能に取り付けられたホイールと、
    を含み、
    前記ホイールの軸方向面は、前記ホイールが前記テンプル部品に対して回転されたときに前記リザーバを変形させるように構成された突出部を含み、
    前記リザーバは、前記リザーバの変形が前記流体充填レンズの光学屈折力を変化させるように構成されることを特徴とする、アクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記ホイールは、前記テンプル部品の遠位端に配置されることを特徴とする、請求項19に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記リザーバと前記ホイールとの間に配置された圧縮ディスクをさらに含み、
    前記ホイールは、前記ホイールが回転されたときに、前記突出部が前記圧縮ディスクを前記リザーバに押し付けて、前記リザーバを変形させるように構成されることを特徴とする、請求項19に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    流体レンズ・モジュールと、
    中空中央部を有するテンプル部品と、
    前記流体レンズ・モジュールに流体接続されたリザーバと、
    前記中空中央部内に摺動可能に配置されたプッシャと、
    を含み、
    前記プッシャは、前記テンプル部品に対して軸方向に移動して前記リザーバを変形させ、前記流体レンズ・モジュールの光学屈折力を調整するように構成され、
    前記リザーバは、前記プッシャが前記リザーバに対して移動されたときに前記プッシャを包み込むように構成されることを特徴とする、アクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記テンプル部品の前記中空中央部及び前記プッシャは実質的に円筒形であることを特徴とする、請求項22に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 前記プッシャは前記リザーバの部分に固定され、前記プッシャに固定された前記リザーバの前記部分は、前記プッシャが前記リザーバから離れるように移動されたときに、前記プッシャと共に移動するように構成されることを特徴とする、請求項22に記載のアクチュエータ・アセンブリ。
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    流体レンズ・モジュールと、
    中空中央部を有するテンプル部品と、
    前記流体レンズ・モジュールに流体接続されたリザーバと、
    前記リザーバに隣接する膨張可能バルーンと、
    前記バルーンに接続され、かつ、前記バルーンの膨張を可能にするように構成されたポンプと、
    前記バルーンに接続され、かつ、前記バルーンの収縮を可能にするように構成された圧力逃がし弁と、
    を含み、
    前記バルーンは、前記バルーンの膨張又は収縮が前記リザーバを変形させるように構成され、
    前記リザーバは、前記リザーバの変形が前記流体レンズの光学屈折力を変化させるように構成されることを特徴とする、アクチュエータ・アセンブリ。
  • 調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリであって、
    流体レンズ・モジュールと、
    中空中央部を有するテンプル部品と、
    前記中空中央部内に配置され、かつ、前記流体レンズ・モジュールに流体接続されたリザーバと、
    前記中空中央部内に配置され、かつ、空気を導入して前記リザーバの変形を可能にするように構成されたダックビル弁と、
    前記中空中央部に接続され、かつ、前記中空中央部内の加圧空気を除去して前記リザーバの変形を可能にするように構成された圧力逃がし弁と、
    を含み、
    前記リザーバは、前記リザーバの変形が前記流体レンズの光学屈折力を変化させるように構成されることを特徴とする、アクチュエータ・アセンブリ。
  • 調整可能流体充填レンズであって、
    流体チャンバと、
    前記流体チャンバを取り囲むフレームと、
    前記フレーム内に配置され、かつ、前記流体チャンバに流体接続された隔壁と、
    を含み、
    前記隔壁は、針によって穿孔可能であり、前記針を引き抜いた後に前記流体チャンバを自動的にシールすると共に、流体シールするように構成されることを特徴とする、調整可能流体充填レンズ。
  • 前記フレームの前記第1の隔壁とは反対側の端部に配置された第2の隔壁をさらに含むことを特徴とする、請求項27に記載の調整可能流体充填レンズ。
  • 前記隔壁は前記フレームの外面と同一平面上にあることを特徴とする、請求項27に記載の調整可能流体充填レンズ。
  • 調整可能流体充填レンズ・モジュールであって、
    流体を含有する流体チャンバと、
    前記流体を加熱するように構成された熱要素と、
    を含み、
    前記流体が加熱されると、前記流体が膨張して前記流体チャンバの形状を変形させ、前記流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させることを特徴とする、流体レンズ・モジュール。
  • 硬質レンズと、
    前記流体チャンバを形成するように、前記硬質レンズに接続された膜と、
    をさらに含み、
    前記熱要素は前記膜上に配置されることを特徴とする、請求項30に記載の流体レンズ・モジュール。
  • 前記熱要素は、前記膜の上に格子形状に配置されたワイヤであることを特徴とする、請求項31に記載の流体レンズ・モジュール。
  • 前記ワイヤは、電流を通すことによって加熱されるように構成されることを特徴とする、請求項32に記載の流体レンズ・モジュール。
  • 前記膜は、加熱された後、その形状を保持するように構成されることを特徴とする請求項31に記載の流体レンズ・モジュール。
  • 说明书全文

    本発明の実施形態は、流体充填レンズに関し、特定的には、可変流体充填レンズに関する。

    基本的な流体レンズは、その全体が引用により本明細書に組み入れられる特許文献1に記載されるように、1958年頃から知られている。 最近の例は、その各々の全体が引用により本明細書に組み入れられる非特許文献1及び特許文献2に見出すことができる。 流体レンズのこれらの用途は、フォトニクス、デジタル電話及びカメラ技術、並びにマイクロエレクトロニクスに向けられている。

    また、流体レンズは眼科用途のためにも提案されている(例えば、その全体が引用により本明細書に組み入れられる特許文献3を参照されたい)。 あらゆる場合において、ダイナミックレンジが広いこと、適応矯正を提供する能、頑丈さ、及び低価格といった流体レンズの利点は、開口サイズの制限、漏れの可能性及び性能の一貫性とのバランスを保つ必要がある。 流体レンズの屈折力調整(power adjustment)は、追加の流体をレンズ・キャビティ内に注入することにより、エレクトロウェッティング(electrowetting)により、超音波衝撃を加えることにより、及びなどの膨潤剤の導入時に架橋ポリマー中に膨潤力を利用することにより、実施される。

    ダイナミックレンジが広いこと、適応矯正を提供する能力、頑丈さ、及び低価格といった流体レンズの利点は、開口サイズの制限、漏れの可能性及び性能の一貫性とのバランスを保つ必要がある。

    米国特許第2,836,101号明細書

    国際公開第2008/063442号パンフレット

    米国特許第7,085,065号明細書

    米国特許出願公開第2011−0102735号明細書

    Tang他「Dynamically Reconfigurable Fluid Core Fluid Cladding Lens in a Microfluidic Channel」、Lab Chip、8巻、395頁、2008年

    1つの実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、流体レンズ・モジュールと、流体レンズ・モジュールを取り囲むクランプと、クランプを囲むフレームと、クランプの端部に接続されたアクチュエータとを含む。 本実施形態において、アクチュエータは、フレームの外側からアクセス可能であり、アクチュエータは、フレームに対するアクチュエータの移動によりクランプが圧縮されるように構成され、クランプは、クランプが圧縮されたときに流体レンズ・モジュールの光学屈折力を調整するように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、調整可能流体レンズに流体接続された中空中央部を有するテンプル部品と、中空中央部内に配置された流体と、テンプル部品に摺動可能に取り付けられた磁気スライダと、中空中央部内に摺動可能に配置され、かつ、磁気スライダと磁気的に結合された磁気要素とを含む。 本実施形態において、磁気要素は、テンプル部品に対する磁気要素の移動が、調整可能流体充填レンズの流体量を増加又は低減させることにより、流体充填レンズの光学屈折力を変化させるように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、流体レンズ・モジュールと、流体レンズ・モジュールに流体接続された中空中央部を有するテンプル部品と、テンプル部品に回転可能に取り付けられたアクチュエータと、中空中央部内に配置され、アクチュエータに結合された基部と、基部に接続された第1の端部を含むケーブルと、中空中央部内に摺動可能に配置され、ケーブルの第2の端部に接続されたプランジャとを含む。 本実施形態において、アクチュエータは、第1の方向へのテンプル部品に対するアクチュエータの回転により、ケーブルが基部の周りに巻き付き、プランジャを第1の方向に引き込むように構成され、流体レンズ・モジュールは、プランジャの移動が、流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させるように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、流体レンズ・モジュールと、流体レンズ・モジュールに流体接続された中空中央部を含むハウジングと、ハウジングに回転可能に取り付けられたアクチュエータと、中空中央部内に配置され、かつ、アクチュエータに磁気的に結合されたプランジャとを含む。 本実施形態において、プランジャは、ハウジングのねじ付き内面と係合し、ハウジング内での軸方向運動を可能にするように構成されたねじ付き外面を含み、アクチュエータは、ハウジングに対する前記アクチュエータの回転により、前記プランジャが磁力を介して前記ハウジングに対して回転し、ハウジング内で軸方向に前進するように構成され、流体レンズ・モジュールは、プランジャの移動が、流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させるように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、流体レンズ・モジュールと、屈曲部を内部に有する中空中央部を含むテンプル部品と、中空中央部内に配置され、かつ、流体レンズ・モジュールに流体接続されたリザーバと、中空中央部内に配置された可撓性プッシャとを含む。 本実施形態において、可撓性プッシャは屈曲部で撓み、リザーバを圧縮するように構成され、リザーバは、リザーバの圧縮が流体充填レンズの光学屈折力を変化させるように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、中空中央部を含むテンプル部品と、中空中央部内に配置されたリザーバと、テンプル部品に回転可能に取り付けられたホイールとを含む。 本実施形態において、ホイールの軸方向面は、ホイールがテンプル部品に対して回転されたときにリザーバを変形させるように構成された突出部を含み、リザーバは、リザーバの変形が流体充填レンズの光学屈折力を変化させるように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、流体レンズ・モジュールと、中空中央部を有するテンプル部品と、流体レンズ・モジュールに流体接続されたリザーバと、中空中央部内に摺動可能に配置されたプッシャとを含む。 本実施形態において、プッシャは、テンプル部品に対して軸方向に移動してリザーバを変形させ、前記流体レンズ・モジュールの光学屈折力を調整するように構成され、リザーバは、プッシャがリザーバに対して移動されたときにプッシャを包み込むように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、流体レンズ・モジュールと、中空中央部を有するテンプル部品と、流体レンズ・モジュールに流体接続されたリザーバと、リザーバに隣接する膨張可能バルーンと、バルーンに接続され、かつ、前記バルーンの膨張を可能にするように構成されたポンプと、バルーンに接続され、かつ、バルーンの収縮を可能にするように構成された圧力逃がし弁とを含む。 本実施形態において、バルーンは、バルーンの膨張又は収縮がリザーバを変形させるように構成され、リザーバは、リザーバの変形が流体レンズの光学屈折力を変化させるように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズのためのアクチュエータ・アセンブリが、流体レンズ・モジュールと、中空中央部を有するテンプル部品と、中空中央部に配置され、かつ、流体レンズ・モジュールに流体接続されたリザーバと、中空中央部内に配置され、かつ、空気を導入してリザーバの変形を可能にするように構成されたダックビル弁と、中空中央部に接続され、前記中空中央部内の加圧空気を除去してリザーバの変形を可能にするように構成された圧力逃がし弁とを含む。 本実施形態において、リザーバは、リザーバの変形が流体レンズの光学屈折力を変化させるように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズが、流体チャンバと、流体チャンバを取り囲むフレームと、フレーム内に配置され、かつ、流体チャンバに流体接続された隔壁とを含む。 本実施形態において、隔壁は、針によって穿孔可能であり、針を引き抜いた後に流体チャンバを自動的にシールすると共に、流体シールするように構成される。

    別の実施形態において、調整可能流体充填レンズ・モジュールが、流体を含有する流体チャンバと、流体を加熱するように構成された熱要素とを含む。 本実施形態において、流体が加熱されると、流体が膨張して流体チャンバの形状を変形させ、流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させる。

    本発明のさらなる実施形態、特徴、及び利点、並びに、本発明の種々の実施形態の構造及び動作は、添付図面を参照して、以下で詳細に説明される。

    本明細書に組み入れられ、明細書の一部分を形成する添付図面は、本発明の実施形態を例証しており、説明と併せて、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を実施し利用することができるようにするのに役立つ。

    眼鏡アセンブリの1つの実施形態の斜視図を示す。

    図1の眼鏡アセンブリの一部分の斜視図を示す。

    図1の眼鏡アセンブリのクランプの正面図を示す。

    図1の線4−4に沿った眼鏡アセンブリの一部分の断面図を示す。

    図1の線4−4に沿った眼鏡アセンブリの別の一部分の断面図を示す。

    第1の構成における、線6−6に沿った図1の眼鏡アセンブリの一部分の断面図を示す。

    第2の構成における、線6−6に沿った図1の眼鏡アセンブリの一部分の断面図を示す。

    磁気アクチュエータ・アセンブリの1つの実施形態の断面図を示す。

    図8の磁気アクチュエータ・アセンブリの断面図を示す。

    磁気アクチュエータ・アセンブリの1つの実施形態の断面図を示す。

    眼鏡アセンブリの1つの実施形態の部分透視図を示す。

    線12−12に沿った図11の眼鏡アセンブリの磁気アクチュエータ・アセンブリの1つの実施形態の断面図を示す。

    線12−12に沿った図11の眼鏡アセンブリの磁気アクチュエータ・アセンブリの別の実施形態の断面図を示す。

    第1の構成における作動システムの1つの実施形態の断面図を示す。

    第2の構成における図14の作動システムの断面図を示す。

    作動システムの1つの実施形態の部分透視図を示す。

    図16の作動システムのホイール・アセンブリの分解図を示す。

    第1の構成における作動システムの1つの実施形態の断面図を示す。

    第2の構成における図18の作動システムの1つの実施形態の断面図を示す。

    作動システムの1つの実施形態の斜視図を示す。

    図20の作動システムの一部分を示す。

    作動システムの1つの実施形態の断面図を示す。

    流体レンズ・モジュールの正面図を示す。

    別の流体レンズ・モジュールの分解図を示す。

    膨張した状態における図24の流体レンズ・モジュールの一部分の断面図を示す。

    本発明の実施形態は、添付図面を参照して説明される。

    特定の構成及び配置が論じられるが、これは単に例示目的でなされるにすぎないことを理解すべきである。 当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の構成及び配置を用い得ることを認識するであろう。 当業者には、本発明を種々の他の光学用途にも用い得ることが明らかであろう。

    本明細書において、「一実施形態」、「1つの実施形態」、「例示的な実施形態」等への言及は、説明される実施形態が、特定の特徴、構造又は特性を含むことがあるが、必ずしも全ての実施形態がその特定の特徴、構造又は特性を含むわけではないことを示していることが留意される。 さらに、こうした句は、必ずしも同一の実施形態に言及しているわけではない。 さらに、特定の特徴、構造又は特性が、実施形態と関連して説明される場合、明示的に説明されているにせよそうでないにせよ、他の実施形態と関連してそうした特徴、構造又は特性を生じさせることは、当業者の知識の範囲内にある。

    度の1分(1/60度)の像の解像度に対応する正常視力(20/20視力)が、視力の許容可能な質を表わすものとして一般的に認められているが、人間の網膜は、より細かい像の解像を行うことができる。 健康な人間の網膜は、角度の20秒(1/300度)を解像できることが知られている。 患者がこの優れた視力レベルを達成できるように設計された矯正用眼鏡は、約0.10D又はそれより良好な解像度を有する。 この解像度は、本発明の流体充填レンズ及び作動システムの幾つかの実施形態により達成することができる。

    クランプ・アクチュエータの実施形態 図1は、本発明の実施形態による眼鏡アセンブリ10の正面斜視図を示す。 眼鏡アセンブリ10は、フレーム12と、流体レンズ・モジュール14と、アクチュエータ16と、接続アーム18と、テンプル部品(又はアーム)20とを含む。 動作中、アクチュエータ16が接続アーム18に対して上下方向に移動されると、流体レンズ・モジュール14の形状が変化する。 流体レンズ・モジュール14の形状が変化すると、流体レンズ・モジュール14の光学屈折力(optical power)が変化する。 この動作は、下記の図2−図7に関してさらに説明される。

    図2は、接続アーム18及びアクチュエータ16の拡大図を示す。 1つの実施形態において、アクチュエータ16は、実質的に矩形であり、接続アーム18と摺動可能に結合される。 1つの実施形態において、アクチュエータ16は、接続アーム18の外面22上に配置される。 他の実施形態においては、アクチュエータ16は、接続アーム18を貫通する。 矢印24で示されるように、1つの実施形態において、アクチュエータ16は、接続アーム18に対して上下方向に移動することができる。 別の実施形態においては、アクチュエータ16は、接続アーム18に対して水平方向に移動すること、又は、接続アーム18に対してねじることもできる。 1つの実施形態において、アクチュエータは、フレームの外側からアクセス可能である。 例えば、図1に示されるように、アクチュエータ16は、接続アーム18の縁部を超えて延びるので、接続アーム18の上方及び下方に見える。 他の実施形態においては、アクチュエータ16は、単一方向にのみ、接続アーム18を超えて延びることができる。

    図3は、流体レンズ・モジュール14のクランプ26の正面図を示す。 クランプ26は、ヒンジ32によって接続された第1の部分28及び第2の部分30を含む。 第1の部分28、第2の部分30、及びヒンジ32は全て、レンズフレームの異なる部分とすることができる。 第1の端部34は第1の部分28の遠位端上に配置され、第2の端部36は第2の部分30の遠位端上に配置される。 両端部が互いに向かって又は互いから離れるように移動するのを可能にするように、間隙38が、第1の端部34と第2の端部36との間に配置される。 1つの実施形態においては、アクチュエータ16が第1の方向に移動されると、アクチュエータ16はクランプ26の1つ又はそれ以上の部分を移動させて、間隙38の幅を増大させる。 アクチュエータ16が第2の方向に移動されると、アクチュエータ16はクランプ26の1つ又はそれ以上の部分を移動させて、間隙38の幅を減少させる。

    図3に示されるように、クランプ26は、眼鏡アセンブリ10のフレーム12と実質的に同様に成形することができる。 この形状により、ヒンジ32が、プラスチック又は金属の屈曲により復元力をもたらすことが可能になる。 他の実施形態においては、ヒンジ32は、復元力をもたらさずに、第1の端部34と第2の端部36との間での相対的移動を可能にすることができる。 1つの実施形態において、クランプ26の第1の部分28及び第2の部分30は、直接接続されていない。 代わりに、例えば、第1の部分28は、第2の部分30への取り付けを通してではなく、フレーム12又は眼鏡アセンブリ10の別の部分への取り付けを介してそれ自体のヒンジを形成することができる。 1つの実施形態において、第1の部分28及び第2の部分30の両方とも、フレーム12に対して移動する。 他の実施形態においては、第1の部分28及び第2の部分30の一方だけが眼鏡アセンブリ10に対して移動し、他方の部分は眼鏡アセンブリ10に対して固定される。 適切な力を端部の一方又は両方にかけることによって解除することができる戻り止め又はラチェット・ロック(図示せず)を用いることにより、第2の端部36に対する第1の端部34の位置を所望の位置に固定することができる。

    図4は、線4−4に沿った流体レンズ・モジュール14の一部分の断面図を示す。 第1の部分28は、第1の楔形端部40と第2の楔形端部42とを含む。 第1の楔形端部40は変形可能な膜44と係合するので、第1の部分28が上下に移動されると、第1の楔形端部40が膜44の形状を変化させる。

    膜44は、これらに限定されるものではないが、透明かつ弾性のポリオレフィン、ポリシクロ脂肪族化合物、ポリエーテル、ポリエステル、ポリイミド、及び、例えばポリ塩化ビニリデンフィルムのようなポリウレタンなどの可撓性かつ透明の不透水性材料で作製されたものとすることができる。 膜材料として用いるのに適した他のポリマーは、これらに限定されるものではないが、例えば、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンのポリマー、及び脂肪族又は脂環式ポリエーテルを含む。 膜44は、脂環式炭化水素のような生体適合性の不透水性材料で作製することができる。 1つの実施形態において、膜の厚さは、3ミクロンから10ミクロンまでの範囲に及ぶことができる。

    膜44の形状が変化すると、流体レンズ・モジュール14の光学屈折力が調整される。 1つの実施形態においては、第1の楔形端部40は膜44を直接押し付けて、膜44を変形させる。 別の実施形態においては、楔形端部40の移動が、レンズ・キャビティ内の圧力を上昇又は低下させ、これに従って膜44が変形する。 1つの実施形態において、膜44は、1又はそれ以上の所定の曲げ構成に曲げられるような大きさにすること又はそのように成形することができる。 例えば、アクチュエータ16が第1の位置に移動されると、膜44は、第1の所望の光学屈折力に対応する所定の第1の構成に変形することができる。 アクチュエータ16が第2の位置に移動されると、膜44は、第2の所望の光学屈折力に対応する所定の第2の構成に変形することができる。

    付加的に又は代替的に、膜44の厚さは、膜44の球状の又は他の所定の変形を生じさせるように輪郭付けすることができる。 例えば、1つの実施形態において、膜44は、膜44の他の部分より可撓性のあるはめ込み部分を含むので、膜44の変形により、はめ込み部分以外の膜44の部分を実質的に変化させることなく、はめ込み部分の形状が球状に変化する。

    図4に示されるように、第2の楔形状端部42は、第1の硬質レンズ46と係合する。 レンズ・モジュール14は、第1の硬質レンズ46と膜44との間にシール47をさらに含むことができる。 本明細書で説明される硬質レンズは、ガラス、プラスチック、又はいずれかの他の適切な材料で作製することができる。 他の適切な材料は、例えば、ジエチルグリコールビスアリルカーボネート(DEG−BAC)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)及び特許権を有するポリ尿素複合体、即ち商標名TRIVEX(PPG)を含むが、これらに限定されない。 本明細書に説明されるレンズの1つ又はそれ以上は、1.42から1.46までの屈折率を有するシリコーン・ハイドロゲル架橋ポリマーのような、従来のソフトレンズ材料で作製することができる。 レンズは、耐衝撃性ポリマーで作製することができ、耐擦傷性コーティング又は反射防止コーティングを有することができる。

    幾つかの実施形態において、第1の部分28は、図4に示される楔形端部の代わりに、膜44を変形させるための他の適切な形状を含むことができる。 例えば、第1の部分28の一方の側を楔形にし、他方の側を実質的に垂直にするか又は湾曲させることができる。

    図5は、線4−4に沿った流体レンズ・モジュール14の一部分の断面図を示す。 流体レンズ・モジュール14は、第1の部分28及び第2の部分30によって分離された第1の硬質レンズ46及び第2の硬質レンズ48を含む。 第1の硬質レンズ46と膜44は、それらの間に、第1の流体52を含むレンズ・チャンバ50を形成するように構成される。 第2の流体54も同様に、膜44と第2の硬質レンズ48との間に含むことができる。 流体レンズ・モジュールに用いられる流体は、例えば、空気又は蒸留水などの無色の流体とすることができる。 他の実施形態は、用途に応じて、色のついた流体を含むことができる。 用いることができる流体の一例は、ミシガン州ミッドランド所在のDow Corningによって「拡散ポンプ油」という名で製造されており、これは、一般に「シリコーン油」とも呼ばれている。 幾つかの実施形態においては、流体は、レンズ材料に適合する屈折率を有する脂肪族ポリシロキサンとすることができる。 第1の流体52及び第2の流体54は、同じものとすることができる。 代替的に、流体は異なるものとすることもでき、例えば、第1の流体52をシリコーン油とし、第2の流体54を空気とすることができる。 1つの実施形態において、膜44は、第1の硬質レンズ46並びに第2の硬質レンズ48に流体シールされる。 膜44は、接着剤、超音波溶接、熱シール、レーザ溶接、又はいずれかの類似のプロセスなどの任意の適切な方法によって、一方又は両方の硬質レンズ46、48にシールすることができる。 膜44、第1の硬質レンズ46及び第2の硬質レンズ48の1つ又はそれ以上を、支持要素に少なくとも部分的に接合し、次いでフレーム12に接合することができる。 膜44は、シールされたときに実質的に平坦にすることができるが、特定の曲率又は球面幾何学に熱成形することができる。 幾つかの実施形態において、膜44、第1の硬質レンズ46、第2の硬質レンズ48、第1の流体52及び第2の流体54の1つ又はそれ以上は、同じ屈折率を有することができる。

    図5に示される例は、流体レンズ・モジュール14のための別個の流体リザーバを必要としない。 代替的な実施形態においては、クランプ26又はテンプル部品(又はアーム)20内といった眼鏡アセンブリ10内にリザーバを含ませて、付加的な流体を与える又は貯蔵することができる。 そのような実施形態において、流体レンズ・モジュール14は、リザーバとレンズ・チャンバ50との間に流体の流れを与える導管を含むことができる。

    図6は、膜44が第1の構成に変形された、線6−6に沿った流体レンズ・モジュール14の一部分の断面図を示す。 本実施形態において、膜44は、第2の硬質レンズ48に押し付けられ、そこから延びるので、1つの流体レンズだけが流体レンズ・モジュール14内に形成される。 図7は、膜44が第2の構成に変形された、線B−Bに沿った流体レンズ・モジュール14の一部分の断面図を示す。 上述のように、変形形状は、所望の光学屈折力に対応することができる。

    1つの実施形態において、流体レンズ・モジュール14の変形は、非球状の撓みをもたらし得る。 これに対応するために、第1及び/又は第2の硬質レンズ46、48の前面及び後面を非球面とし、撓みがもたらすあらゆる非点収差を補正することができる。 例えば、1つの実施形態においては、第1の硬質レンズ46の前面56が変形により生じた非点収差を抑制し、一方、別の実施形態においては、後面58が変形を抑制することができる。 幾つかの実施形態において、前面56は球状であり、その表面全体にわたって同じ曲線を有することができる。 1つの実施形態において、後面58は非球面であり、注視角度(gaze angle)の関数としてより薄いプロファイル及び所望の屈折力プロファイルを提供するようにレンズの中央から縁部まで徐々に変化する、前面の曲率より複雑な曲率を有し、注視角度は、本明細書では、実際の視線と流体レンズ・モジュール14の主軸との間に形成される角度として定められる。

    1つの実施形態において、第1の硬質レンズ46の前面56は、メニスカス形状を有する、すなわちその前側は凸状であり、後側は凹状である。 従って、前面56及び後面58の両方とも同じ方向に湾曲される。 後面58は、中央がより厚く縁部がより薄いものとすることができる、すなわち前面56の曲率半径は後面58の曲率半径より小さい。

    眼鏡アセンブリ10の幾つかの実施形態においては、左右のレンズの一方又は両方に、それぞれのレンズ・モジュール及び/又は作動システムが設けられるので、各目についてのレンズを独立して調整することができる。 この構成の実施形態により、屈折不同視患者のような着用者が、各目の屈折異常を別個に矯正して両目の適切な矯正を達成することが可能になり、これにより、より良好な両眼視及び両眼加算(binocular summation)を得ることができる。

    幾つかの実施形態において、流体レンズ・モジュール14は、着用者により、所望の屈折力範囲にわたって連続的に調整することができる。 この構成の実施形態により、ユーザが、屈折力を調整して、特定の明るい環境における特定の物体距離についての屈折異常を正確に適合させ、着用者の瞳孔サイズに依存する目の生来の焦点深度の変更を補償することが可能になる。 幾つかの実施形態においては、代替的に又は付加的に、流体レンズ・モジュール14を用いて、人間の視覚の生理的範囲外に像の拡大をもたらすことができる。

    幾つかの実施形態においては、流体レンズ・モジュール14は、異なる光学特性をもたらす別個のレンズ領域を含むことができる。 例えば、第1の領域は近視用に矯正し、一方、第2の領域は遠視用に矯正することができる。 代替的に、領域の一方又は両方が、ほとんど又は全く光学的矯正をもたらさないこともある。 別の実施形態においては、光学特性の段階的変化により、別個の領域が分離される。

    磁気アクチュエータの実施形態 図8及び図9は、本発明の実施形態による磁気アクチュエータ・アセンブリ60の断面図を示す。 磁気アクチュエータ・アセンブリ60は、テンプル部品64上に摺動可能に配置された磁気スライダ62を含む。 テンプル部品64は、流体レンズ・モジュール66に取り付けられ、流体70及び磁気要素72が配置された中空中央部68を含む。 1つの実施形態において、磁気要素72は、中空中央部68内に摺動可能に配置されたシリンダ磁石又は棒磁石のような固体磁石である。 本実施形態において、中空中央部68は、磁気要素72の形状と実質的に合致し、磁気要素72とテンプル部品64との間に実質的な流体シールをもたらす。 動作中、磁気スライダ62がテンプル部品64に対して移動されると(例えば、図8に示されるように左又は右へ)、磁気スライダ62は磁気要素72に力をかけて磁気要素72を移動させる。 磁気要素72が移動されると、これはピストンのように作用し、流体70を、流体レンズ・モジュール66内に押し込むか又はその外へ引き出す。 幾つかの実施形態においては、磁気要素72は磁気スライダ62と同じ方向に移動し、他の実施形態においては、磁気要素72は磁気スライダ62とは異なる方向に移動する。

    1つの実施形態においては、磁気要素72は強磁性流体である。 適切な強磁性流体は、有機溶剤又は水のような分散媒中に懸濁されたナノスケールの強磁性体又は強磁性粒子を含む液体を含むことができる。 結果として、強磁性流体は、磁場の存在下で強く磁化され得る。 幾つかの実施形態において、強磁性流体は流体70と混和せず、それにより、強磁性流体がプランジャのように作用して、流体70を流体レンズ・モジュールの中又は外に移動させることが可能になる。 例えば、上述の実施形態のように、磁気スライダ62がテンプル部品64に対して移動されると、強磁性流体の磁気要素72は流体70を流体レンズ・モジュール66内に押し込むか又はその外へ引き出す。 幾つかの実施形態において、強磁性流体の磁気要素72は、中空中央部68の区域を完全にシールする。 幾つかの実施形態において、テンプル部品64の遠位部分74は、中空中央部68内の空気流を可能にする開口部を含むことができる。 強磁性流体の磁気要素72を用いる1つの利点は、幾つかの実施形態において、これが、磁気スライダ62と磁気要素72との間に物理的接続部を必要としないことである。 結果として、テンプル部品64を完全にシールし、従って流体70が漏れる可能性を低減させことができる。 1つの実施形態においては、例えば、テンプル部品64は中空中央部68を完全に囲み、シールするように構成される。

    図10は、本発明の1つの実施形態による磁気アクチュエータ・アセンブリ61の断面図を示す。 上述の磁気アクチュエータ・アセンブリ60のように、磁気アクチュエータ・アセンブリ61は、テンプル部品65上に摺動可能に配置された磁気スライダ63を含む。 テンプル部品65は、流体レンズ・モジュール(図示せず)に取り付けられ、流体71及び磁気要素73が配置された中空中央部69を含む。 磁気アクチュエータ・アセンブリ61は、磁気スライダ63及び磁気要素73の両方に物理的に取り付けられたプッシャ・アーム75をさらに含む。 1つの実施形態において、プッシャ・アーム75は、付加的な軸方向の力をもたらして、磁気要素73を押し引きすることができる。 1つの実施形態において、プッシャ・アーム75は、テンプル部品65の内面に合致する寸法を有する平坦なプッシャ端部81を含むことができる。 特に、磁気要素73が強磁性流体である場合、強磁性流体が中空中央部69内でシールを生成する間、プッシャ・アーム75は軸方向に力をもたらすことができる。 1つの実施形態において、プッシャ・アーム75は磁性であり、磁気要素73に磁気的に結合され、磁気要素73の移動を容易にする。 1つの実施形態において、テンプル部品65の遠位部分79は、テンプル部品の外面と中空中央部69との間の空気流を可能にする、アパーチャ77を含む。

    ねじアクチュエータの実施形態 図11は、本発明の別の実施形態による眼鏡アセンブリ76の部分透視図を示す。 眼鏡アセンブリ76は、流体レンズ・モジュール78と、テンプル部品86に回転可能に取り付けられたアクチュエータ82を含む磁気アクチュエータ・アセンンブリ80と、流体89の漏れを防ぐようにテンプル部品86に流体シールされたハウジング84とを含む。 磁気アクチュエータ・アセンブリ80は、ケーブル90を介してプランジャ88に接続される。

    図12は、線12−12に沿った磁気アクチュエータ・アセンブリ80の断面図を示す。 磁気アクチュエータ・アセンブリ80は、アクチュエータ82と、基部96とを含む。 1つの実施形態において、基部96は、ハウジング84を流体シールするような大きさにされている。 アクチュエータ82及び基部96の各々は、その上に固定された1つ又はそれ以上の磁石98、100を含む。 アクチュエータ82は、磁石98及び磁石100を介して基部96に磁気的に結合される。 基部96は、段部102においてケーブル90に取り付けられるので、基部96が第1の方向(例えば、図11に示されるように反時計周り)に回転されると、ケーブル90が段部102の周りに巻き付けられる。 ケーブル90が断部102の周りに巻き付けられると、プランジャ88が磁気アクチュエータ・アセンブリ80に向かって引き出される。 同様に、基部96が第2の方向(例えば、時計回り)に回転されると、ケーブル90は段部102から巻き戻される。 磁気アクチュエータ・アセンブリ80は、ケーブル90が巻き戻されたときにプランジャを所定の位置に付勢する力をもたらす1つ又はそれ以上のばね92、94を含む。 特定の実施形態においては、ケーブル90を剛性とすることができるので、ケーブル90が段部102から巻き戻されるときに、ケーブル90がプランジャ88を遠位方向に押すことができる。 別の実施形態においては、アクチュエータ82は、基部96に磁気的に結合されない。 代わりに、アクチュエータ82は、基部96に物理的に結合される。 幾つかの実施形態において、アクチュエータ82は、基部96に磁気的にも物理的にも結合される。

    図13は、代替的な磁気アクチュエータ・アセンブリ104を示す。 磁気アクチュエータ・アセンブリ104は、ハウジング108に回転可能に取り付けられたアクチュエータ106を含む。 ハウジング108は、プランジャ114のねじ付き外面112と係合するように構成されたねじ付き内面110を含む。 アクチュエータ106は、磁石116及び118を介してプランジャ114に磁気的に結合される。 別の実施形態においては、アクチュエータ106は、ねじのような物理的接続部を介してプランジャ114に結合することができ、これにより、ハウジング108に対するプランジャ114の軸方向運動も可能にしながら、アクチュエータ106が、プランジャ114に回転運動を伝達することが可能になる。 動作中、アクチュエータ106が回転されると、プランジャ114も同様に回転し、ねじ付き外面112に沿って進む。 結果として、プランジャ114は、流体120を、流体レンズ・モジュール(図示せず)内に押し込むこと又はその外へ引き出すことができる。 1つの実施形態において、付加的な支持のために、ハウジング108に取り付けられたピン122に、プランジャ114を取り付けることができる。

    可撓性プッシャのアクチュエータの実施形態 図14は、本発明の別の実施形態による、第1の圧縮されていない構成における作動システム124の断面図を示す。 作動システム124は、テンプル部品128に摺動可能に結合されたスライダ126を含む。 テンプル部品128は、スライダに取り付けられた可撓性プッシャ138を収容する中空中央部130と、テンプル部品128の遠位端134の近くに配置されたリザーバ132とを含む。 作動システム124は、プッシャ138と係合して、リザーバ132にわたって所望の圧力勾配を与えるように構成されたプレート137をさらに含むことができる。

    リザーバ132は、可撓性かつ透明の不透水性材料で作製することができる。 リザーバは、例えば制限なく、デラウェア州Wilmington所在のDuPont Performance Elastomers LLCにより供給されている熱収縮性VITON(登録商標)のようなポリ二フッ化ビニリデン、独国Mechenheim所在のDSG−CANUSAにより製造されるDERAY−KYF190(可撓性)、ペンシルバニア州Berwyn所在のTyco Electronics Corp. (以前はRaychem Crop.)により製造されるRW−175(半剛性)又はいずれかの他の適切な材料で作製することができる。 リザーバの付加的な実施形態は、その全体が引用により本明細書に組み入れられる特許文献4に記載される。

    テンプル部品128は、テンプル部品128の遠位部分をユーザのの一部分の周りに輪郭付けする1つ又はそれ以上の屈曲部136をさらに含む。 そのような輪郭付けは、テンプル部品128がユーザの耳から滑り落ちる可能性を最小にすることができる。 他の実施形態においては、屈曲部136は、テンプル部品128内の他の適切な区域に配置することができる。 動作中、スライダ126がテンプル部品128に対して移動すると、スライダ126に取り付けられた可撓性プッシャ138が、屈曲部136の周りに湾曲してリザーバ132を変形させ、次いで、流体(図示せず)を、管140を通して流体レンズ・モジュール(図示せず)に向けて押し、流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させる。

    管140は、TYGON(ポリ塩化ビニル)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)及び天然ゴムのような1つ又はそれ以上の材料で作製することができる。 例えば、PVDFは、その耐久性、透過性及びクリンプ加工への耐性に基づき、好適なものであり得る。 1つの実施形態において、管140は、テンプル部品128の端部の上に嵌合し、それらの間に同一平面上の接合箇所をもたらすことができる。 管140はさらに、作動システム124と流体レンズ・モジュール(図示せず)との間で流体を流れるための導管を設けることに加えて、眼鏡アセンブリのヒンジとしても働くことができる。

    図15は、可撓性プッシャ138がテンプル部品128の遠位端134に向かって延長される、第2の圧縮された構成における作動システム124の断面図を示す。

    ホイール・アクチュエータの実施形態 図16は、本発明の別の実施形態による作動システム142の部分透視図を示す。 作動システム142は、中空中央部146を有するテンプル部品144を含む。 中空中央部146は、テンプル部品144の遠位端152上に配置されたホイール・アセンブリ148及びリザーバ150を収容するように働く。 図17は、ホイール・アセンブリ148及びリザーバ150の拡大図を示す。 ホイール・アセンブリ148は、ホイール154と、圧縮ディスク156と、圧縮ディスク156を所定の位置に向かって付勢するのに用いることができるばね157とを含む。

    ホイール154は、ホイール154が回転されたとき、圧縮ディスク156をリザーバ150に対して軸方向に移動させるために、ホイール154の軸方向面上に配置された1つ又はそれ以上の突出部158を含む。 例えば、突出部158は、連続する傾斜面の形態とし、ホイール154の回転は、圧縮ディスク156の滑らかで連続的な軸方向運動をもたらすようにすることができる。 代替的に、ホイール154は、圧縮ディスク156を別個の増分で移動させるように働く別個の突出部を含むこともできる。 圧縮ディスク156が第1の軸方向に移動されると、それによりリザーバ150が変形される。 リザーバ150が変形すると、それにより、流体(図示せず)が管160を通って流体レンズ・モジュール(図示せず)に向かって押し込まれ、流体レンズ・モジュールの光学屈折力が変化する。 1つの実施形態において、ホイール・アセンブリ148は、圧縮ディスク156を含まず、突出部158はリザーバ150に直接接触する。

    折り畳み可能リザーバの実施形態 図18は、本発明の別の実施形態による、第1の圧縮位置における作動システム162の断面図を示す。 作動システム162は、中空中央部166を有するテンプル部品164を含む。 中空中央部166は、流体170で充填されたリザーバ168と、プッシャ172とを収容するように働く。

    プッシャ172は、テンプル部品164に対して軸方向に移動できるので、プッシャ172がリザーバ168に対して移動されると、リザーバ168がプッシャの上に折り畳まれてプッシャを包む。 リザーバ168が変形すると、プッシャ172は、流体170を、管176を通って流体レンズ・モジュール(図示せず)に向かって押し込み、流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させる。 1つの実施形態において、プッシャ172は、実質的に円筒形である。 他の実施形態においては、プッシャ172は、実質的に楕円形の断面を有する。 1つの実施形態において、プッシャ172は、リザーバ168の一部分に固定され、プッシャがリザーバから離れるように移動されたときに、プッシャに固定されたリザーバの一部分がプッシャと共に移動するように構成される。

    図19は、プッシャ172がリザーバ168内にさらに延長された、第2の圧縮位置における作動システム162の断面図を示す。

    ポンプ・アクチュエータの実施形態 図20及び図21は、本発明の別の実施形態による作動システム178を示す。 図20は、作動システム178の斜視図を示し、図21は作動システム178の一部分を示す。 作動システム178は、テンプル部品186の面184上に配置された第1のボタン180及び第2のボタン182を含む。 図20に示される実施形態においては、ボタン180及び182は、テンプル部品186の外面上に示される。 他の実施形態においては、ボタン180及び182は、上面、底面、又は内面といった、テンプル部品186の他の表面に配置される。 テンプル部品186は、リザーバ188を収容する中空中央部(図示せず)と、バルーン190と、ポンプ192と、圧力逃がし弁194とを含む。 動作中、ユーザは、ボタン180を用いてポンプ192を繰り返し押してバルーン190を膨張させ、ボタン182を用いて圧力逃がし弁194を押してバルーン190を収縮させる。 バルーン190が膨張すると、リザーバ188が変形する。 リザーバ188が変形すると、リザーバ188は、流体(図示せず)を、管196を通って流体レンズ・モジュール(図示せず)に向かって押し込み、流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させる。

    図22は、本発明の別の実施形態による作動システム198を示す。 作動システム198は、中空中央部202を有するテンプル部品(又は、アーム)200を含む。 中空中央部202は、リザーバ204と、圧力逃がし弁211と、第1のダックビル弁210と、第2のダックビル弁208と、ピストン212とを収容する。 ピストン212は、テンプル部品(又は、アーム)200内に摺動可能に配置され、ピストン212の軸方向の移動を可能にする。 ピストン212がリザーバ204に向かって移動されると、ピストン212は、第1のダックビル弁210を通って空気214を押して、リザーバ204を変形させる。 リザーバ204が変形すると、ピストン212は、流体215を、リザーバ204に接続された管216を通って流体レンズ・モジュール(図示せず)に向かって押し込み、流体レンズ・モジュールの光学屈折力を変化させる。 第1のダックビル弁210は、望ましくない逆流(左から右への流れ)を防ぎながら、加圧空気が通過する(図22に示されるように右から左へ)のを可能にするように構成される。 付加的に又は代替的に、第2のダックビル弁208のような付加的なダックビル弁を用いて、中空中央部202を加圧することができる。 作動システム198は、中空中央部202の圧力を低下させるように構成された圧力逃がし弁211をさらに含む。

    隔壁レンズの実施形態 図23は、本発明の別の実施形態による流体レンズ・モジュール218を示す。 流体レンズ・モジュール218は、流体チャンバ222を取り囲むフレーム220を含む。 流体レンズ・モジュール218は、フレーム220内に配置され、かつ、流体チャンバ222をシールする第1の隔壁(septum)224及び第2の隔壁226をさらに含む。 幾つかの実施形態において、隔壁224及び226の一方又は両方は、流体を流体チャンバ222に注入する又はそこから引き出すための、皮下針のような針228によって穿孔可能なように構成される。 ひとたび針228が隔壁から除去されると、隔壁224は、流体チャンバ222から流体が漏れるのを防止するように、それ自体をシールして閉じるように構成される。 1つの実施形態においては、隔壁224は、フレーム220の外面と同一平面上にある。

    1つの実施形態において、隔壁は、流体チャンバ222のための気密シールを提供するのに用いられるゴム栓である。 本実施形態においては、針で穿孔した後、ゴム栓は穿孔部を閉じ、気密及び湿密シールを与えて、流体チャンバの中身を保護する。 図23に示される実施形態は、流体チャンバ222の両側上に2つの隔壁を含む。 他の実施形態においては、流体レンズ・モジュール218は、隔壁を1つだけを含むことができる。 さらに、他の実施形態においては、流体レンズ・モジュール218は、複数の隔壁を異なる位置又は配向に含むことができる。 図23に示されるように、針228は、管材232を介してリザーバ230に接続することができる。 他の実施形態においては、針228は、注射器の形態でリザーバ230に直接取り付けることができる。

    熱流体レンズ・モジュールの実施形態 図24及び図25は、本発明の別の実施形態による熱流体レンズ・モジュール234を示す。 図24は熱流体レンズ・モジュール234の拡大図を示し、図25は膨張した状態の熱流体レンズ・モジュールの一部分の断面図を示す。 流体レンズ・モジュール234は、流体240を、流体チャンバ244内に第1の硬質レンズ235に対してシールする膜238上に配置された熱要素236を含む。 第2の硬質レンズ237は、膜238を囲むことができる。 熱要素236が加熱されると、熱により流体240が膨張し、膜238の形状を変形させる。 膜238の形状が変形されると、流体レンズ・モジュール234の光学屈折力が変化する。

    一実施形態において、熱要素236は、導電性ワイヤ242の単一のストランドである。 本実施形態においては、電流がワイヤ242を通る。 電流がワイヤ242を通ると、ワイヤ242が加熱して流体240を膨張させる。 一実施形態において、電流をもたらすための、バッテリのような電源は、流体レンズ・モジュール(図示せず)を含む眼鏡アセンブリのフレーム又はテンプル部品内に配置することができる。 1つの実施形態において、ワイヤを交差させてグリッド状の外観をもたらすことにより、ワイヤ242が格子形状246に配置される。 1つの実施形態においては、膜238は、1又はそれ以上の所望の光学屈折力に対応する所定の形状に変形するように構成される。 膜238は、熱要素236からの一定の熱を必要とすることなく、その変形された形状を保持するように構成することができ、又は代替的に、熱要素236が冷却した後に、所定の形状に戻るように構成することもできる。

    一実施形態において、熱要素236は、温度勾配を与えて、膜238を所望の形状に変化させるように構成することができる。 例えば、ワイヤ242は厚さが厚い又は薄い区域を含むことができるので、より多くの又はより少ない熱を膜238の特定の区域に適用することができる。 さらに、格子246を特定のパターンで形成し、所望の温度勾配を達成することができる。 例えば、格子246を形成する行及び列を、格子246の中心付近に互いに近接させて形成することができる。

    別の実施形態においては、熱要素236は、膜238を変形させるために、電流を介して、独立して加熱すること又は別の方法で作動させることができる一連のセルを含むことができる。 本実施形態においては、流体240は従来のシリコーン油とすることができる。 代替的に、流体240は、熱要素236内の作動されたセルに対して磁力を示し、膜238を所望の形状に変形させる、強磁性流体とすることができる。

    別の実施形態においては、熱要素236は、二極管、三極管、及びトランジスタのような1つ又はそれ以上の電気コンポーネントを組み込むことができ、流体レンズ・モジュール234にわたる温度勾配のより大きい制御を可能にすることができる。 本明細書で説明される熱要素236は、例えば、ユーザが流体レンズ・モジュール234を着用しているときにユーザの目に入るのを確認できないように、例えばマイクロ材料又はナノ材料で十分に小さく作製することができる。

    本明細書で説明されるアセンブリの実施形態における部品の各々についての材料の選択は、機械的特性、温度感受性、分散のような光学的特性、成形性特性、又は当業者に明らかないずれかの他の要因の要件によってさらに伝えることができる。 例えば、説明される種々のアセンブリの部品は、金属射出成形(MIM)、鋳造、機械加工、プラスチック射出成形等のいずれかの適切なプロセスにより製造することができる。 アセンブリは、いずれの適切な形状としてもよく、プラスチック、金属、又はいずれかの他の適切な材料で作製することができる。 幾つかの実施形態において、例えば制限なく、高耐衝撃性プラスチック材料、アルミニウム、チタン等のような軽量の材料を用いることができる。 1つの実施形態において、部品の1つ又はそれ以上を、全体的又は部分的に透明材料で作製することができる。

    上述の態様は、異なる他の部品内に含まれる又はそれらと接続される異なる部品を示す。 そうした示される構造は単なる例示にすぎず、実際には、同じ機能を達成する多くの他の構造を実装できることを理解すべきである。 概念的な意味においては、同じ機能を達成するための部品の任意の配置は、所望の機能が達成されるように効果的に「関連付けられている」。 従って、特定の機能を達成するために結合された本明細書の任意の2つの部品は、構造又は中間部品とは関係なく、所望の機能が達成されるように互いに「関連付けられている」とみなすことができる。 同様に、そのように関連付けられた任意の2つの部品は、所望の機能を達成するように互いに「動作可能に接続されている」又は「動作可能に結合されている」とみなすこともできる。

    概要及び要約セクションではなく、詳細な説明のセクションは、特許請求の範囲を理解するために用いられることが意図されることを理解すべきである。 概要及び要約セクションは、発明者により考えられる、1つ又はそれ以上の、全てではない本発明の例示的な実施形態を述べることができ、従って、本発明及び添付の特許請求の範囲を多少なりとも限定することを意図するものではない。

    本発明は、特定の機能及びその関係の実装を示す機能的な基礎的要素の助けにより上述された。 説明の便宜上、これらの機能的な基礎的要素の境界は、本明細書において任意に定められた。 特定の機能及びその関係が適切に行われる限り、代替的な境界を定めることができる。

    特定の実施形態の上記の説明は、当技術分野の技術の範囲内の知識を適用することにより、必要以上の実験なしに、本発明の一般的な概念から逸脱することなしに、他者がそのような特定の実施形態の種々の用途を容易に変更すること及び/又はこれに適合させることができる本発明の一般的な性質を十分に明らかにするであろう。 従って、そのような適合及び変更は、本明細書に提示される教示及び指針に基づいて、開示される実施形態の等価物の意味及び範囲内にあることが意図される。 本明細書における表現又は用語は、限定ではなく説明を目的とするものであり、本明細書の用語又は表現は、教示及び指針に照らして当業者により解釈されることを理解すべきである。

    本発明の広さ及び範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではではなく、以下の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ定められるべきである。

    10、76:眼鏡アセンブリ12、220:フレーム14、66、78、218:流体レンズ・モジュール16、82:アクチュエータ18:接続アーム20、64、65、86、128、144、164、186、200:テンプル部品26:クランプ28:第1の部分30:第2の部分32:ヒンジ34:第1の端部36:第2の端部38:間隙40:第1の楔形端部42:第2の楔形端部44、238:膜46、235:第1の硬質レンズ47:シール48、237:第2の硬質レンズ50:レンズ・チャンバ52:第1の流体54:第2の流体56:第1の硬質レンズの前面58:第1の硬質レンズの後面60、61:磁気アクチュエータ・アセンブリ62、63:磁気スライダ68、69、130、146、166、202:中空中央部70、71、89、120、170、215、240:流体72、73:磁気要素75:プッシャ・アーム77:アパーチャ80、104:磁気アクチュエータ・アセンブリ82、106:アクチュエータ84、108:ハウジング88、114:プランジャ90:ケーブル92、94、157:ばね96:基部98、100、116、118:磁石102:段部110:ねじ付き内面112:ねじ付き外面122:ピン124、142、162、178、198:作動システム126:スライダ132、150、168、188、204、230:リザーバ136:屈曲部137:プレート138、172:プッシャ140、160、176、196、216:管148:ホイール・アセンブリ154:ホイール156:圧縮ディスク158:突出部180、182:ボタン190:バルーン192:ポンプ194、211:圧力逃がし弁208:第2のダックビル弁210:第1のダックビル弁212:ピストン214:空気222、244:流体チャンバ224、226:隔壁228:針232:管材234:熱流体レンズ・モジュール236:熱要素242:ワイヤ

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