[发明专利]非球面流体填充的透镜光学器件

说明书

本发明涉及非球面流体填充的透镜光学器件。非圆形流体透镜组件包括非圆形刚性透镜以及连接到非圆形刚性透镜的柔性膜，以使得在非圆形刚性透镜和柔性膜之间形成腔。与腔流体连通的储液器使得流体被传输进出该腔，以改变流体透镜组件的光焦度。在实施例中，非圆形刚性透镜的前表面是非球面的。附加地或可替换地，柔性膜的厚度可以经成形，以使得当流体在腔和储液器之间传输时柔性膜以球面方式改变形状。

本申请是申请日为2010年10月12日，申请号为201080057029.3(PCT/US2010/052367)，且发明名称为“非球面流体填充的透镜光学器件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例涉及流体填充的透镜，特别是可变的流体填充透镜。

背景技术

从约1958年开始已经知道基本的流体透镜，如美国专利2,836,101中所述的，该专利通过引用整体结合于本说明书中。最近的示例可以在Tangd等人发表在Lab Chip的2008年第8卷第395页上的“Dynamically Reconfigurable Fluid Core Fluid Cladding Lensin a Microfluidic Channel”、以及在WIPO公开文本WO2008/063442中找到，这两个文献都通过引用整体结合于本说明书中。流体透镜的这些应用涉及光子学、数字电话和摄像技术、以及微电子学。

还提出将流体透镜用于眼科应用(例如参见美国专利7,085,065，该专利通过引用整体结合于本说明书中)。在所有情况下，需要对流体透镜的优点(包括宽动态范围、提供自适应校正的能力、鲁棒性、和低成本)与孔径尺寸限制、泄露倾向以及性能一致性进行权衡。例如，美国专利7,085,065公开了涉及在将用于眼科应用的流体透镜中有效容纳流体的多个改进和实施例。通过在透镜腔中注入附加流体、通过电湿润、通过采用超声脉冲、以及通过在将膨胀剂引入到透镜流体(例如水)之后利用交联聚合物中的膨胀力，来影响流体透镜中的光焦度(power)调整。

在所有情况下，在现有流体透镜技术中有几个关键限制，需要克服这些限制以使得该技术的商业诉求能够被乐观地对待。例如，流体透镜的厚度通常大于具有相同光焦度和直径的常规透镜。此外，目前不能使用流体透镜技术来提供球面光焦度以及散光沿着透镜光学器件的变化。由于非圆形流体透镜的非均匀膨胀引起的复杂性，目前也不能将流体透镜制成除了圆形之外的任意期望形状。

发明内容

在本发明的实施例中，非圆形流体透镜组件包括非圆形刚性透镜以及连接到非圆形刚性透镜的柔性膜，以使得在非圆形刚性透镜和柔性膜之间形成腔。与腔流体连通的储液器使得流体被传输进出该腔，以改变流体透镜组件的光焦度。在实施例中，非圆形刚性透镜的前表面是非球面的。附加地或可替换地，柔性膜的厚度可以经成形，以使得当流体在腔和储液器之间传输时柔性膜以球面方式改变形状。

附加地或可替换地，柔性膜可以具有“嵌入”部分，“嵌入”部分比柔性膜的其他部分更具柔性，以使得流体在腔和储液器之间的传输引起嵌入部分的形状以球面方式改变，而基本不改变柔性膜除嵌入部分之外的部分。在实施例中，嵌入部分是椭圆形状。嵌入部分可以经成形，以使得当流体在腔和储液器之间传输时嵌入部分以球面方式改变形状。在柔性膜中包括这样的嵌入部分使得可以佩戴非圆形透镜(例如，椭圆形状、矩形形状、或佩戴者喜欢的其他形状的透镜)并同时保持流体填充透镜的优点。

下文将参照附图详细描述本发明的其他实施例、特征和优点，以及本发明的各种实施例的结构和操作。

附图说明

附图结合于本说明书中并形成说明书的一部分，附图与说明书一起示出本发明，附图还用于说明本发明的原理以及使得本领域技术人员可以制造和使用本发明。

图1是根据本发明的实施例的示例性流体填充的透镜组件的示图。

图2示出在没有校正前透镜表面的状态下的流体填充透镜组件中散光随着偏心率的变化。