流体透镜、透镜坯件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及用于流体透镜的透镜坯件及流体透镜的制造方法。
【背景技术】
[0002]自大约1958年起，基本的流体透镜就已经被人们所知，正如Swart的美国专利US 2，836，101中所描述的，在此通过引用将其整体内容结合到本说明书中。可以在LabChip 的 Tang 等人所著的 “Dynamically Reconfigurable Fluid Cladding Lens in aMicrofluidic Channel ”第8卷第395页以及WIPO公布W02008/063442中发现更多的近期示例，在此通过引用将它们每一个的整体内容结合到本说明书中。流体透镜的这些应用涉及光子学、数字电话和相机技术以及微电子学。
[0003]已经提出了将流体透镜用于眼科应用(参见，例如Silver的美国专利US7，085，065，在此通过引用将其整体内容结合到本说明书中)。流体透镜中的倍率调节已通过例如通过电润湿(electrowetting)、应用超声脉冲将流体注入到透镜空腔中，以及在引入膨胀剂(例如水)后利用交联聚合物中的膨胀力来实现。
【发明内容】
[0004]在一些实施例中，用于流体透镜的透镜坯件包括:刚性透镜和附接到所述刚性透镜的半柔性膨胀膜。所述透镜坯件被分为空腔区和结合区。所述空腔区从所述透镜坯件的中央区径向向外延伸，在所述空腔区内并在所述膜和所述刚性透镜之间形成空腔。所述结合区从所述空腔区径向向外延伸，并且所述膜横贯所述结合区被结合到所述刚性透镜并被流体密封到所述刚性透镜。所述结合区被规格化以被切边来容纳多个框架形状和大小。
[0005]在一些实施例中，流体透镜组件的制造方法包括将膜的一部分结合到刚性透镜，使得所述膜的结合区被流体密封到所述刚性透镜。所述结合区被规格化为使得所述透镜坯件可被切边以形成具有结合环区的切边透镜，该结合环区具有与任何普通眼镜片大小对应的宽度和高度。该方法还包括对所述透镜坯件进行切边以形成具有结合环区的修整透镜，该结合环区具有与任何普通眼镜片大小对应的宽度和高度。
[0006]在一些实施例中，可以实现用于普通眼镜片大小和形状的独立框架设计。在一些情况中，这种独立框架设计能够在流体透镜中使用库存单元(SKU)数量减少的部件。例如，在一些实施例中，用于每个部件的单个SKU可以用于左右透镜和右眼透镜两者。
[0007]在一些实施例中，流体透镜阵列包括多个流体透镜，每个流体透镜包括刚性透镜和附接到所述刚性透镜的半柔性膨胀膜。所述流体透镜被分为至少两个区，所述区包括空腔区和结合区，所述空腔区从所述流体透镜的中央区径向向外延伸，在所述空腔区内并在所述膜和所述刚性透镜之间形成空腔，结合区从所述空腔区径向向外延伸。所述膜横贯所述结合区被结合到所述刚性透镜并被流体密封到所述刚性透镜。所述多个透镜坯件中的一者或多者被流体连接到所述阵列内的其他流体透镜中的一者或多者。
[0008]本说明书会参照附图来详细描述本发明的某些实施例、特征和优势以及本发明不同实施例的结构和操作。
【附图说明】
[0009]附图结合在本说明书中并且形成了说明书的一部分，阐释了本发明的实施例，并且还与说明书一起解释了本发明实施例的原则并且使本领域技术人员能够做出和使用本发明的实施例。
[0010]图1示出了根据实施例的透镜坯件的主视图。
[0011]图2示出了根据实施例的眼镜透镜的主视图。
[0012]图3示出了根据实施例的透镜坯件的主视图。
[0013]图4示出了根据实施例的透镜坯件的主视图。
[0014]图5示出了根据实施例的透镜坯件一部分的截面图。
[0015]图6示出了根据实施例的透镜坯件的主视图。
[0016]图7示出了根据实施例的透镜坯件的主视图。
[0017]图8示出了根据实施例的透镜坯件的主视图。
[0018]图9示出了根据实施例的透镜坯件的主视图。
[0019]图10示出了根据实施例的用于流体透镜的制造方法的流程图。
[0020]图11示出了根据实施例的用于流体透镜的制造方法的流程图。
[0021]图12示出了根据实施例的用于流体透镜的制造方法的流程图。
[0022]图13示出了添加有尺寸标注的图2的眼镜透镜的主视图。
[0023]图14示出了添加有尺寸标注的图4的透镜坯件的主视图。
[0024]图15示出了根据实施例的透镜坯件阵列的主视图。
[0025]图16示出了根据实施例的流体透镜阵列的主视图。
[0026]将参照附图来描述本发明。
【具体实施方式】
[0027]尽管讨论了具体的构造和配置，但是应当理解，这样做仅仅是为了便于阐述。本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可以使用其他构造和配置。本发明还可以用于各种其他应用中，这对本领域技术人员来说是很显然的。
[0028]注意，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等等的提及，表明所描述的实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可不必包括该特定的特征、结构或特性。而且，这种词语可以不指代相同的实施例。此外，当特定的特征、结构或特性与实施例联系在一起被描述时，本领域技术人员应明白，不管是否明确描述，该特征、结构或特性都可以与其他实施例相联系。
[0029]图1示出了透镜坯件100的主视图。透镜坯件100包括刚性透镜102和附接到刚性透镜102的半柔性膨胀膜104。当透镜还件100被供应有介质流体(intervening fluid)时，其可以用作流体透镜。例如，术语“流体透镜”可以描述由流体层和含该流体的表面(例如刚性透镜102和膜104)所形成的光学透镜。在一些实施例中，这种流体透镜可以借助流体的静压来使膜104的曲率发生变化，从而可改变流体透镜的光学倍率(optical power)。
[0030]刚性透镜102可以由玻璃、塑料或其他合适材料制成。其他合适材料包括，例如且不限于，Diethylglycol稀丙基碳酸盐(DEG-BAC)、聚甲基丙稀酸甲醋(PMMA)和专用聚脲合成物(商品名称TRIVEX(PPG))。透镜可以由抗冲击聚合物制成并且可以具有抗划伤涂层或抗反射涂层。
[0031]在一些实施例中，刚性透镜102可以以具有基线和固定光学倍率的单光镜(single vis1n lens)的形式存在。刚性透镜102可以根据需要具有正、负或零固定光学倍率。在一些实施例中，刚性透镜102的固定光学倍率在约-1D到+ID的范围内。在一些实施例中，刚性透镜102的前表面的曲率可以与刚性透镜102的后表面的曲率相同，这可导致光学倍率大致为零。在一些实施例中，刚性透镜102可呈凸形、凹形、球面性和/或非球面性。在一些实施例中，刚性透镜102可以包括对其前表面和后表面的补偿以在预定膨胀水平处提供期望的光学倍率。刚性透镜102的补偿能够，例如，基于膜104的几何形状、期望的膨胀水平，两者结合或其他合适因素等来设计。刚性透镜102可以具有在约55mm到约95mm的范围内的直径。在一些实施例中，刚性透镜102的直径可以在约60mm到约90mm的范围内。
[0032]膜104可以由半柔性、透明、防水材料制成，例如且不限于，轻弹性聚烯烃、聚烃、聚环烯烃、聚醚、聚酯、聚酰亚胺和聚亚安酯，例如，聚偏氟乙烯或二氯化物膜。适合用作膜材料的其他聚合物包括，例如且不限于，聚砜、聚氨酯、聚硫氨酯、聚对苯二甲酸乙酯、环烯和脂族或脂环族聚醚的聚合物。膜104可以由防水的生物兼容性材料制成，例如脂环族烃。在一些实施例中，膜104的厚度可以在约10微米到2.0毫米的范围内。在流体透镜中使用的流体可以是无色流体，例如空气或蒸馏水。在一些实施例中，取决于应用，流体是有色的。可以使用的流体的一个例子是由密歇根的Dow Corning of Midland制造的，名字为“扩散泵油”，一般也被称为“硅酮油”。在一些实施例中，流体可以是具有与透镜材料相匹配的折射率的脂肪族聚硅氧烷。在一些实施例中，流体包括至少一种光致变色添加剂。