BR112014024040B1

BR112014024040B1 - Unidade de membrana deformável, e, artigo para os olhos

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Publication number: BR112014024040B1
Application number: BR112014024040-0A
Authority: BR
Inventors: Alex Edgington; Benjamin Tristram Holland; Daniel Paul Rhodes; Dijon Pietropinto; Derek Paul Forbes Bean; Roger Brian Minchin Clarke; Peter Lee Crossley; Richard Leefe Douglas Murray; Edwin James Stone; Robert Edward Stevens
Original assignee: Adlens Limited
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2021-12-14
Also published as: JP6835429B2; BR112014024036B1; CN104350413B; US20150309334A1; CN104350413A; US20170269378A1; CA2868650A1; JP6250630B2; RU2014144380A; US20180101028A1; WO2013144533A1; US10823981B2; IN2014DN08692A; JP2015511732A; RU2689279C2; RU2637383C2; EP2831665A1; CA2868672C; EP2831665B1; CN104364699B

Abstract

unidade de membrana deformável, e, artigo para os olhos. a presente invenção provê uma unidade de membrana deformável (1) compreendendo uma membrana elástica (8) que é mantida sob tensão em torno da sua borda através de um membro de suporte dobrável de membrana (2, 10), um corpo do fluido em contato com uma face da membrana, a pressão do fluido que pode ser controla da para ajustar a forma da membrana, e um ou mais controladores de dobramento (24) atuando no membro de suporte (2, 10) para controlar o dobramento do membro de suporte em resposta ao carregamento através da tensão na membrana. a rigidez de dobramento da membrana-membro de suporte (2, 10) varia em torno da sua extensão para controlar o perfil da borda da membrana (8); etc. através de atuação. uma variedade de diferentes tipos de controladores de dobramento é divulgada o que permite dobramento fora do plano do membro de suporte (2, 10) mas evita ou controla o dobramento no plano ou a deformação do membro de suporte. em algumas modalidades, os controladores de dobramento permitem um grau de dobramento controlado no plano do membro de suporte (2, 10) de maneira a controlar a deformação na membrana 8 através de atuação.

Description

[0001] A presente invenção se refere as unidades de membrana deformáveis em que a pressão de fluido é usada para controlar a forma de uma membrana elástica através da aplicação do fluido diretamente a uma face da membrana, e possui referência particular para lentes cheias com fluido e espelhos em que a membrana elástica forma uma lente ou uma superfície de espelho, e a pressão do fluido é controlada para ajustar o grau de curvatura da membrana e assim a potência da lente ou do espelho, mas a invenção é igualmente aplicável para outros aparelhos ou equipamento em que uma superfície elástica de forma variável estaticamente ou dinamicamente é necessária.

[0002] Lentes cheias com fluido do tipo em que a pressão do fluido é usada para controlar a forma de uma membrana elástica em contato com o fluido são conhecidas na técnica. Em geral estas lentes podem ser do tipo de “injeção de fluido”, em que a quantidade do fluido é controlada dentro de um envelope tendo um volume substancialmente fixo que é ligado em um lado pela membrana, ou o tipo de “compressão de fluido” em que o volume de um envelope é ajustado que é ligado em um lado pela membrana e contém uma quantidade fixa do fluido. Em cada caso, a pressão do fluido dentro do envelope é ajustada, tanto através da adição quanto da remoção do fluido para o envelope ou a partir do envelope, ou através da alteração do volume do envelope, para controlar a pressão do fluido atuando na membrana, desta forma para controlar a forma da membrana.

[0003] Em tal unidade de membrana, geralmente é desejado que a membrana elástica deve ser plana em um estado não atuado. No caso de uma lente cheia com fluido, por exemplo, é desejável que no estado não atuado a superfície de lente formada pela membrana elástica deve ser planar sem potência focal. Como a pressão do fluido dentro do envelope é seletivamente aumentada (ou diminuída) a membrana se distende para aumentar a potência focal da lente, tanto de maneira negativa quanto de maneira positiva. Para uma aplicação de lente, a membrana é normalmente necessária de se distender de maneira esférica ou substancialmente de maneira esférica. No estado não atuado é desejável que a membrana elástica deve ser mantida sob tensão (pré- tensão) para evitar enrugamento ou flacidez indesejados da membrana devido à temperatura ou efeitos gravitacionais, ou como um resultado de efeitos de inércia dentro do fluido quando a lente é movida. Em alguns casos, a pré- tensão que é necessária dentro da membrana para evitar a flacidez pode ser da mesma ordem de magnitude que a tensão adicional que é aplicada à membrana através de atuação. No entanto, em outras unidades, dependendo da espessura e do módulo dos materiais da membrana pode ser de várias ordens de magnitude a mais.

[0004] WO 98/11458 A1 por exemplo, divulga uma lente de foco variável de maneira seletiva tendo primeira e segunda membranas flexíveis, transparentes, cada uma das quais é tencionada e mantida através de uma armação anular periférica formada a partir de primeiro, segundo e terceiros anéis de interengate. A lente de WO 98/11458 A1 é circular, e então a armação anular periférica pode ser feita rígida para suportar as membranas sob tensão.

[0005] No entanto, em algumas unidades de membrana deste tipo, a membrana é suportada através de um anel flexível ou outro membro de suporte de membrana que é projetado para dobrar em torno da sua extensão quando a lente é atuada e a membrana muda a forma de maneira a permitir a membrana para adotar uma forma predefinida. Por exemplo, US 5371629 A divulga uma lente de comprimento focal variável tendo uma membrana não circular que é montada em um suporte de membrana tendo um aro anular que é projetado para flexionar de uma maneira controlada de forma que, apesar do uso de uma membrana não circular, a membrana mantém uma forma substancialmente esférica enquanto ela se distende, permitindo desta forma alterações de magnitude sem introduzir quantidades de distorção indesejáveis.

[0006] Um dos problemas inerentes no projeto da lente de US 5371629 A é que a tensão na membrana atua no aro flexível do suporte da membrana. Apesar de a carga aumentada aplicada ao aro através de atuação da lente pode não ser suficientemente grande por sua conta para ser um problema significativo, qualquer pré-tensão aplicada à membrana de magnitude suficiente para evitar a flacidez ou enrugamento para um grau aceitável pode ser; a natureza flexível do aro quer dizer que tal nível de pré- tensão pode tender a se deformar o aro anular de uma maneira indesejada e descontrolada, que pode prejudicar a qualidade óptica da lente.

[0007] Pedido de patente internacional copendente no. PCT/GB2012/051426, os conteúdos dos quais são completamente incorporados aqui por referência, também divulga uma unidade de membrana deformável compreendendo uma membrana elástica que é mantida em torno da sua borda através de um anel de suporte dobrável de maneira resiliente.

[0008] Um objetivo da presente invenção é amenizar o problema mencionado acima através da provisão de uma unidade de membrana deformável tendo uma membrana elástica que pode ser montada em um membro de suporte dobrável de membrana sob suficiente pré-tensão para reduzir flacidez ou enrugamento da membrana, mas com distorção reduzida na forma da membrana.

[0009] Em um aspecto da presente invenção portanto é provida uma unidade de membrana deformável compreendendo uma membrana elástica que é mantida em torno da sua borda através de um membro de suporte dobrável de membrana; um corpo do fluido em contato com uma face da membrana, a pressão do fluido que pode ser controlada para ajustar a forma da membrana; e um ou mais membros de controle de dobramento atuando no membro de suporte para controlar o dobramento do membro de suporte em resposta ao carregamento através da tensão na membrana.

[00010] A pressão do fluido pode ser controlável para ajustar de maneira seletiva a forma da membrana entre um estado não atuado e um estado completamente atuado. O fluido pode estar contido dentro de um envelope hermético a fluido, uma parede da qual é formada pela membrana elástica. O fluido pode ser qualquer fluido adequado, incluindo gases. Por exemplo, o fluido pode ser água ou ar. Em um grau, a escolha o fluido será determinada pela aplicação intencionada para a unidade de membrana deformável. Em algumas modalidades, a gel adequadamente podem ser usados. Para os usos ópticos, onde a unidade da membrana pode ser uma unidade de lente de transmissão de foco variável, óleo transparente no comprimento de onda de interesse, tal como óleo de silicone para o espectro visível, que pode ser pareado por índice com outros componentes da unidade, foi descoberto como sendo particularmente vantajoso. Adequadamente o dito fluido pode compreender um óleo de silicone, por exemplo, tal como 1,3,5- trimetil-l, 1,3,5,5-pentafeniltrisiloxano tendo um peso molecular de 546,88 (que está comercialmente disponível a partir de Dow Corning Corporation of Midland, Michigan, EUA sob o nome comercial DC-705) ou 1,3,3,5- tetrametil-1,1,5,5-tetrafeniltrisiloxano tendo um peso molecular de 484,81 (disponível a partir de Dow Corning sob o nome comercial DC-704).

[00011] Adequadamente a unidade pode compreender meios para ajustar de maneira seletiva a pressão do fluido, por exemplo, um mecanismo de ajuste de pressão de fluido.

[00012] Em algumas modalidades, o envelope pode ter um volume ajustável, e a unidade pode compreender meios para ajustar de maneira seletiva o volume do envelope para controlar a pressão do corpo do fluido no envelope, por exemplo, um mecanismo de ajuste de volume de envelope. Por exemplo, o envelope pode ser compressível e montado a uma parte de formação de suporte fixo da unidade, e o dito meio de ajuste de volume pode ser operável para comprimir ou expandir o envelope contra o suporte fixado, por exemplo, da maneira de bexigas, desta forma para alterar o volume do envelope com uma quantidade fixa do fluido ("modo de expansão" ou "modo de compressão"). O suporte fixado pode ser arranjado para reter o envelope em uma primeira posição no envelope, e o meio de ajuste de volume pode ser arranjado para aplicar uma força compressiva ou expansiva para o envelope em uma segunda posição no envelope, a primeira e a segunda posições que estão espaçadas na direção da compressão ou da expansão e o envelope tendo uma parede lateral flexível entre a primeira e a segunda posições para permitir que o envelope seja comprimido ou expandido.

[00013] Em algumas modalidades, o envelope pode ser mantido em torno da sua periferia pelo suporte fixado na primeira posição, ou o suporte fixado pode compreender um corpo rígido ao qual o envelope é montado. Por exemplo, o envelope pode compreender adicionalmente outra parede oposta à membrana, e a dita outra parede pode ser disposta de maneira contígua contra o corpo rígido. Em mais uma modalidade, a dita outra parede oposta do envelope pode ser rígida e pode servir como o suporte fixado. Adequadamente, a outra parede pode ser transparente e pode prover uma superfície de lente.

[00014] O envelope cheio com fluido que pode ser comprimido ou expandido de acordo com a invenção adequadamente pode ser comprimido ou expandido de maneira resiliente. Quando comprimido (ou expandido) a pressão dentro do envelope é ajustada se comparada com pressão ambiente, e através da remoção da força que serve para comprimir (ou expandir) o envelope através da atuação da unidade, o envelope retorna de maneira resiliente para o seu estado não atuado para equilibrar a pressão na membrana. Deste modo, o envelope cheio com fluido pode se comportar como uma almofada cheia com fluido.

[00015] Alternativamente, o volume do envelope pode permanecer substancialmente constante (diferente da distensão da membrana que causam um leve aumento ou uma leve diminuição no volume real) e a pressão do fluido pode ser controlada através da injeção ou remoção seletiva de fluido a partir do envelope, por exemplo, por meio de uma bomba que pode ser operada de maneira seletiva ("modo de injeção").

[00016] O ajuste da pressão do fluido faz com que a membrana se distenda e se torne mais curvada. Tipicamente, mas não necessariamente, a membrana pode ser plana ou substancialmente plana no estado não atuado, quando a diferença de pressão na membrana é mínima, isto é, o fluido está na pressão ambiente, e se torna progressivamente mais distendida enquanto a pressão do fluido é aumentada ou diminuída através da atuação da unidade. Através de atuação a membrana muda a forma, tipicamente a partir de uma forma de referência planar para uma forma convexa ou côncava distendida. Na atuação portanto, independentemente da sua forma inicial, a membrana é estirada e a deformação na membrana aumenta. Em algumas modalidades, para algumas aplicações, a deformação de atuação pode ser de até cerca de 57%, que corresponde a uma semi-esfera, mas mais tipicamente, a deformação de atuação pode estar na faixa de 0,05% a 10%, 15%, 20% ou 25%. Em algumas modalidades, por exemplo, onde a unidade compreende uma lente, a deformação na membrana pode aumentar através de atuação em até cerca de 1%. Adequadamente a deformação de atuação pode estar na faixa de cerca de 0,1 a 5%, por exemplo, cerca de 0,25%.

[00017] A membrana pode ser circular ou não circular e podem ser feitos a partir de qualquer material elástico adequado conhecido dos peritos na técnica. Adequadamente a membrana deve ter um módulo elástico de até cerca de 100 MPa. Membranas com um módulo elástico na faixa 1 a 10 ou 20 MPa foram descobertas como sendo satisfatórias. Por exemplo, em uma modalidade, uma membrana com um módulo elástico de cerca de 5 MPa pode ser usada. Materiais de membrana adequados incluem polietileno tereftalato (por exemplo, Mylar®), poliésteres, elastômeros de silicone (por exemplo, poli(dimetilsiloxano), poliuretanos termoplásticos (por exemplo, Tuftane®), polímeros de cloreto de vinilideno (por exemplo, Saran®) ou vidro de espessura adequada. Em algumas modalidades, a membrana pode compreender uma única camada de material, mas em outras modalidades, a membrana pode compreender uma pluralidade de camadas laminadas.

[00018] O membro de suporte de membrana retém a membrana em torno da sua borda. Adequadamente o membro de suporte pode circular a membrana. No caso de uma unidade que opera no modo de compressão ou modo de expansão, o membro de suporte pode reter o envelope cheio com fluido na segunda posição no envelope como foi mencionado acima. O membro de suporte pode compreender uma pluralidade de seções discretas que são espaçadas de maneira circunferencial em torno da membrana, mas preferivelmente o membro de suporte se estende continuamente em torno da membrana em um ciclo fechado. Adequadamente, o membro de suporte de membrana pode compreender um anel de suporte que retém a borda da membrana. O membro de suporte pode ser uma parte separada que é livre para se mover da maneira descrita abaixo. Por “anel” se quer dizer um ciclo fechado tendo a mesma forma que a borda da membrana; o termo “anel” como usado aqui não necessariamente implica que o membro de suporte é circular. O anel pode ter um lado interno que define uma abertura pela qual a membrana é disposta, e um lado externo que não é restrito, exceto onde o anel é atuado para atuar a unidade. O membro de suporte pode ser planar no estado não atuado, especialmente quando a membrana também é plana quando não atuado.

[00019] Em geral é desejado que através de atuação a membrana deve adotar uma forma predefinida. A forma da membrana é afetada pela forma e configuração da borda da membrana onde está anexada ao membro de suporte de membrana. De maneira apropriada, como descrito em maior detalhe abaixo, o membro de suporte é dobrável em torno da sua extensão para permitir o perfil da borda da membrana para alterar enquanto ela se distende através de atuação. Em algumas modalidades, a configuração do membro de suporte pode ser ajustada de maneira ativa as a unidade é atuada tal que adota um perfil predeterminado que se conforma para a forma predefinida desejada da membrana. Alternativamente, a configuração do membro de suporte pode ser ajustada de maneira passiva, por exemplo, em resposta ao aumento da tensão de superfície na membrana ou as propriedades de tensão nativas do membro de suporte. Em outras modalidades, uma mistura de controle ativo e passivo pode ser usada, pela qual a posição do membro de suporte em um ou mais pontos de controle em torno do membro de suporte é de maneira ativa controlado, e o membro de suporte é permitido para se dobrar de maneira passiva entre os pontos de controle. Independentemente de como a forma do membro de suporte é controlada, a forma do membro de suporte quando atuado deve ter um perfil predeterminado que corresponde com a forma atuada predefinida da membrana.

[00020] De maneira a alcançar o perfil predeterminado, o membro de suporte deve dobrar (defletir) em um eixo de dobramento primário que em geral é paralelo à direção de distensão da membrana. Por “eixo de dobramento” aqui se quer dizer a direção em que o membro de suporte deflete quando dobra. Onde a membrana é planar no estado não atuado ou qualquer estado atuado o eixo de dobramento primário pode ser substancialmente normal ao plano da membrana. O plano da membrana em tal estado planar, por exemplo, quando não atuado, pode servir como uma referência planar, e o eixo de dobramento primário pode ser normal ou substancialmente normal a esta referência. Em algumas modalidades, a unidade pode ser configurada tal que a membrana nunca é permitida de ser planar. No entanto em tais modalidades, a membrana ainda pode ter um estado planar teórico se seu movimento foi permitido para continuar além do seus estados não atuado ou completamente atuado, e em tais modalidades, o estado planar teórico da mesma forma pode servir como um plano de dado para os propósitos de medir o grau de deflexão do membro de suporte.

[00021] Para aplicações ópticas, a forma predefinida da membrana comumente vai definir um eixo óptico, e em tais casos, o eixo de dobramento primário em geral será substancialmente paralelo ao eixo óptico. O membro de suporte adequadamente pode ser dobrável no eixo de dobramento primário em torno de toda a extensão do membro de suporte, e pode ser não tencionada novamente, exceto em pontos de controle selecionados como descrito abaixo. O membro de suporte pode flutuar livremente no espaço aberto em torno do membro de suporte, exceto onde seu movimento pode ser controlado nos pontos de controle.

[00022] Vantajosamente, a membrana pode ser pré-tensionada no membro de suporte de membrana. No caso de membrana laminada compreendendo uma pluralidade de camadas, é desejável que pelo menos uma das camadas deve ser mantida sob pré-tensão no estado não atuado. A membrana pode ser mantido pelo membro de suporte sob tensão no estado não atuado, pela qual a pré-tensão serve para reduzir ou minimizar a flacidez da membrana quando a diferença de pressão na membrana é mínima. Em algumas modalidades a membrana pode ser pré-tensionada para uma deformação de até cerca de 20% no estado não atuado; pré-deformações de entre 0,5 a 10% ou 1 a 5%, por exemplo, 2 ou 3%, pode ser apropriada em algumas modalidades.

[00023] Em algumas modalidades o membro de suporte pode ser dobrável de maneira resiliente. O membro de suporte de membrana pode ter uma rigidez constante ou substancialmente constante em torno da sua extensão. Alternativamente o membro de suporte de membrana flexível pode ter uma rigidez de dobramento que varia em torno da sua extensão, tal que dobra em resposta à carga crescente no mesmo que resulta da tensão de superfície aumentada na membrana enquanto a membrana se distende através de atuação para adotar o perfil predeterminado que se conforma para a forma predefinida da membrana. Isto pode ser especialmente útil quando a membrana possui uma forma não circular e é necessário deformar de maneira esférica quando atuado, mas também pode ser útil quando a membrana é circular e deformação não esférica da membrana é desejada, por exemplo, de acordo com um ou mais polinômios de Zernike como descrito abaixo.

[00024] A forma distendida da membrana é uma função das dimensões e propriedades de material da membrana e do membro de suporte de membrana, a pressão na membrana e o perfil da borda da membrana. Através do uso de um membro de suporte que se dobra de maneira variável em torno da sua extensão em resposta ao deslocamento ativo em pontos de controle selecionados ou aumentando as tensões de superfície na membrana como ensinado em PCT/GB2012/051426, o perfil da borda da membrana pode ser controlado, permitindo desta forma que a membrana adote a forma predefinida quando distendida.

[00025] A rigidez de dobramento e a variação na rigidez de dobramento do membro de suporte em torno da sua extensão pode ser selecionada para controlar a forma da borda da membrana como for desejado as a membrana é deformada para permitir a membrana para adotar a forma predefinida. O membro de suporte de membrana pode exibir uma variação na rigidez de dobramento em torno da sua extensão tal que a membrana se distende substancialmente de maneira esférica quando atuado, ou de acordo com outra forma predefinida definida por um ou mais polinômios de Zernike da fórmula geral Zn±m, que é útil onde a unidade da membrana da invenção compreende uma unidade de lente. Em geral a forma predefinida pode ter um centro, que pode ser no vértice da forma. Por exemplo, uma lente ou uma superfície de espelho pode ter um centro óptico em um eixo óptico, e o centro óptico comumente vai corresponder ao vértice. Uma prioridade para aplicações oftalmológicas é ser capaz de alcançar correção de visão com uma sobreposição linear de Z2±2 (astigmatismo) e Z20 (esfera para a correção da distância). Oftalmologistas tipicamente prescrevem lentes com base nestas fórmulas. Uma explicação dos vários polinômios de Zernike pode ser encontrada em “Principles of Optics1”.

[00026] Várias formas predefinidas descritas pelas funções de Zernike, ou combinações de mais do que tal função, são possíveis usando a unidade da membrana da presente invenção, incluindo por exemplo, sobreposições lineares de polinômios de Zernike escalonados da forma Zn±m:

[00027] Superfícies de maior ordem com componentes Zj±k (k < j) podem ser possíveis onde a forma da borda da membrana permite. Em geral, exceto em sua periferia, uma superfície alcançável através da deformação de uma membrana com pressão pode ter um ou mais máximos locais ou um ou mais mínimos locais, mas não ambos, em adição aos pontos de sela. As formas predefinidas que são alcançáveis necessariamente são limitados pela forma da periferia, que é estável em uso.

[00028] Em algumas modalidades, o membro de suporte pode compreender um anel de suporte dobrável de maneira resiliente. Said anel de suporte podem ser feitos a partir de qualquer material que possui um módulo suficientemente alto para ser feito fino com relação às dimensões globais da unidade da membrana (por exemplo, cerca de 0,05 até cerca de 0,5 mm de espessura), pode ser unido aos adjacentes componentes, exibe ou é condicionado de forma para exibir baixa fluência (para continuar a realizar por múltiplos usos) e pode ser deformado de maneira elástica. Assim o anel de suporte podem ser feitos a partir de metal, por exemplo, aço inoxidável ou 1 "Principles of Optics" M. Born e E. Wolf, 7a Ed, C.U.P., (1999). ISBN 0-521-64222-1 titânio; outras possibilidades são vidro e safira. Por “pode ser unido" se quer dizer pode ser unido por adesivo, crimpagem, soldagem à laser ou sondagem ultrassônica, ou qualquer outro quer dizer que pode ser aparente e disponível para os peritos na técnica.

[00029] Em algumas modalidades, de maneira a alcançar a variação desejada na rigidez de dobramento em torno do anel de suporte, as dimensões do anel pode variar em torno da sua extensão. O anel de suporte pode ter uma profundidade substancialmente uniforme e uma largura variável para controlar o segundo momento de área em torno do anel e assim a rigidez de dobramento do anel. O anel de suporte pode ser mais estreito onde é necessário dobrar a maior parte para alcançar a forma predefinida quando a membrana está distendida. Assim, em algumas modalidades, o anel de suporte pode ser cortado de maneira adequada ou gravado a partir de uma lâmina de metal, por exemplo, aço inoxidável, de espessura substancialmente uniforme para obter um anel circular ou não circular de largura variável no plano da lâmina. O anel de suporte pode ser substancialmente planar quando a unidade não é atuada para transmitir uma borda planar para a membrana.

[00030] A rigidez de dobramento necessária em torno do anel de suporte pode ser determinada de maneira conveniente por análise de elemento finito (FEA), por exemplo, como divulgado em PCT/GB2012/051426.

[00031] Em particular, FEA pode ser usada para calcular a variação necessária na rigidez de dobramento em torno do anel de suporte que é necessária para controlar o dobramento do anel de suporte, quando sujeitado a uma carga crescente enquanto a membrana que é conectada ao membro de suporte é tencionada devido à pressão de fluido aumentada (ou diminuída), para permitir a membrana para alcançar a forma predefinida quando a unidade é atuada. Será entendido que em algumas modalidades, por exemplo, tais como quando a unidade da membrana compreende uma unidade de espelho ou lente, a membrana pode ser intencionada para deformar de maneira elástica, mas para outras aplicações, por exemplo, tal como acústica, a membrana pode ser necessária para ajustar sua forma de maneira dinâmica.

[00032] Em algumas modalidades, o anel de suporte pode compreender um ou mais elementos de anel. Em algumas modalidades o anel pode compreender uma pilha de elementos de anel flexível. Os elementos podem ser similares ou substancialmente os mesmos entre si ou eles podem ser diferentes. A membrana pode ser sanduichada entre dois adjacentes elementos de anel dentro da pilha. Sanduichando a membrana entre adjacentes elementos de anel, as forças de torção aplicadas pela membrana para os elementos de anel podem ser equilibradas, o que resulta em nenhuma força de torção ou substancialmente nenhuma força de torção no anel de suporte como um todo. É desejável evitar forças de torção no anel que podem levar à distorção indesejada na forma do anel e assim na forma da membrana. Em algumas modalidades, o membro de suporte de membrana adequadamente pode consistir de dois elementos de anel. Em outras modalidades, mais do que dois elementos de anel podem ser providos. No entanto, o arranjo deve ser tal que quando a membrana é tencionada entre os dois adjacentes elementos de anel, as forças de torção atuando nos elementos de anel para cada lado da membrana devem atuar em direções opostas e assim cancelar ou substancialmente cancelar uma a outra.

[00033] Nas modalidades onde a unidade opera no modo de compressão, a força necessária para comprimir ou expandir o envelope cheio com fluido pode ser aplicada diretamente a um anel de suporte de membrana em um ou mais pontos de controle selecionados, de forma a defletir o anel com relação ao suporte fixado. Como divulgado em detalhe em PCT/GB2012/051426 copendente, os pontos de controle onde força é aplicada ao anel devem ser selecionados de acordo com a forma predefinida desejada da membrana quando atuado. Como descrito acima, isto ocorre pois de maneira a alcançar a forma de membrana predefinida desejada, o perfil do anel deve adotar um perfil predeterminado correspondente, e deslocamento do anel ativo em uma ou mais localizações em torno da sua extensão com relação ao suporte fixado para atuar a unidade deve estar em conformidade com aquele perfil predeterminado. Em outras palavras, quando se aplica uma força para o anel para comprimir ou expandir o envelope cheio com fluido com relação ao suporte fixado, o anel não deve ser deslocado em qualquer ponto em torno da sua extensão para uma posição que não coincide (dentro de uma tolerância aceitável) com o perfil de anel predeterminado que é necessário para alcançar a forma de membrana predefinida.

[00034] A força de ativação aplicada ao anel deve ser aplicada pelo menos em pontos de controle espaçados que estão localizados em cada ponto ou próximo de cada ponto no anel onde o perfil do anel que é necessário para produzir a forma predefinida da membrana através da deformação exibe um ponto de virada na direção da força aplicada no ponto de controle entre dois adjacentes pontos onde o perfil do anel exibe um ponto de inflexão ou um ponto de virada na direção oposta.

[00035] A força aplicada ao anel de suporte em cada ponto de controle pode ser aplicada por meio de um ou mais membros de engate de anel. Um ou mais dos pontos de controle podem ser um ponto de atuação onde um dos membros de engate de anel está configurado de maneira ativa para deslocar o anel de suporte com relação ao suporte fixado. Adequadamente o anel de suporte pode ser defletido pelo membro de engate de anel no ponto de atuação ou em cada ponto de atuação em uma direção substancialmente paralela ao eixo de dobramento primário.

[00036] Em algumas modalidades, um ou mais dos pontos de controle podem ser passive pontos de controle, onde os membros de engate de anel são conectados por uma ligação, mecanismo de guia ou outro mecanismo com relação ao suporte estacionário, tal que o movimento dos membros de engate de anel é restrito para uma faixa particular ou uma trajetória específica.

[00037] Um ou mais dos pontos de controle podem ser pontos de articulação, onde um dos membros de engate de anel está configurado para reter o anel estacionário com relação ao suporte - novamente com um grau de tolerância aceitável. Será percebido que onde um ou mais pontos de articulação são providos, o anel é necessário para permanecer estacionário no ponto de articulação ou em cada ponto de articulação de maneira a alcançar a forma predefinida da membrana quando atuado; em outras palavras a posição do anel no ponto de articulação ou em cada ponto de articulação quando atuado e quando não atuado é o mesmo ou substancialmente o mesmo. Quando a membrana é planar no estado não atuado, será percebido que quaisquer pontos de articulação estarão todos situados no mesmo contorno de deflexão zero do membro de suporte.

[00038] Sujeito ao requisito de que deve haver um ponto de controle em cada ponto no anel onde o perfil do anel que é necessário para produzir a forma predefinida da membrana através da deformação exibe um ponto de virada na direção da força aplicada no ponto de controle entre dois adjacentes pontos onde o perfil do anel exibe um ponto de inflexão ou um ponto de virada na direção oposta, pode existir como muitos pontos de controle adicionais em outras localizações em torno do anel como for desejado, exceto que de maneira a define o plano da membrana sempre deve existir pelo menos três pontos de controle, independentemente do número de pontos de inflexão ou pontos de virada.

[00039] Em algumas modalidades, os pontos de controle podem compreender pelo menos dois adjacentes pontos de articulação e pelo menos um ponto de atuação onde o membro de engate de anel está configurado para deslocar de maneira ativa o anel com relação ao suporte fixado para ajustar o volume do envelope cheio com fluido.

[00040] Entre adjacentes pontos de controle, pelo menos onde o perfil da borda da membrana não segue um contorno de superfície da forma da membrana em todos os graus de atuação selecionados da unidade, o anel de suporte deve ser livre para defletir de maneira passiva no eixo de dobramento primário com relação ao suporte fixado.

[00041] De acordo com a invenção, os um ou mais membros de controle de dobramento controlam o dobramento ou outra deformação do membro de suporte dobrável de membrana em resposta à tensão de superfície na membrana. Em particular, os um ou mais membros de controle de dobramento podem servir para estabilizar o membro de suporte contra dobramento indesejado ou a deformação nos estados não atuado e atuado, enquanto permite que o membro de suporte dobre como é necessário quando atuado de forma que a membrana pode adotar a forma predefinida. Em princípio os um ou mais membros de controle de dobramento devem atuar apenas para reforçar o membro de suporte contra dobramento indesejado ou descontrolado. Na prática os um ou mais membros de controle de dobramento em algumas modalidades pode adicionar levemente à rigidez global de dobramento do membro de suporte de uma maneira predeterminada, que pode ser levada em conta quando se calcula a rigidez de dobramento necessária do membro de suporte, mas os um ou mais membros de controle não devem prejudicar o dobramento desejado do membro de suporte.

[00042] Como descrito acima, o membro de suporte de membrana flexível é sujeitado a uma carga crescente enquanto a tensão de superfície na membrana aumenta através da atuação da unidade, e pode ser sujeitado a uma carga significativamente maior se a membrana é pré-tencionada no membro de suporte. Os um ou mais membros de controle de dobramento serve para estabilizar o membro de suporte de membrana quando sujeitados a tais cargas.

[00043] Os um ou mais membros de controle de dobramento podem modificar a rigidez de dobramento do membro de suporte de uma maneira anisotrópica. Adequadamente os um ou mais membros de controle de dobramento podem atuar para enrijecer o membro de suporte para um maior grau dentro de um plano do que em um eixo que é transversal ao plano. Os um ou mais membros de controle de dobramento podem servir para reduzir ou evitar a deflexão do membro de suporte de membrana em um plano normal ao eixo de dobramento primário (rigidez “no plano”) sem afetar de maneira significativa a deflexão do membro de suporte no eixo de dobramento primário (rigidez “fora do plano”). Onde a membrana é planar, os membros de controle de dobramento servem para controlar o dobramento do membro de suporte dentro do plano. Em geral os um ou mais membros de controle de dobramento podem servir para restringir o membro de suporte de colapsar para dentro ou em geral para preservar a forma da membrana em resposta às forças laterais dentro da unidade da membrana ou externas à unidade da membrana.

[00044] Em algumas modalidades, os um ou mais membros de controle de dobramento também podem atuar para controlar a deformação aplicada à membrana quando a unidade é atuada. O que significa dizer, em algumas modalidades, os um ou mais membros de controle de dobramento podem permitir que o membro de suporte se dobre em uma direção normal ao eixo de dobramento primário de um modo controlado através da atuação da unidade. Isto pode ser útil para manter tensão de superfície substancialmente isotrópica dentro da membrana, ou para permitir que o membro de suporte se contraia para dentro de um modo controlado, para alterar na área englobada pelo membro de suporte de membrana.

[00045] Mesmo nas modalidades onde a membrana é necessária para deformar de maneira esférica quando atuado, pode ser desejável para permitir alguma deformação controlada no plano do membro de suporte de membrana. Por exemplo, os um ou mais membros de controle de dobramento podem ajustar a rigidez de dobramento no plano do membro de suporte para permitir um grau de compressão para dentro do membro de suporte as a membrana é deformada de maneira a aumentar a curvatura da membrana para uma dada deformação. Isto pode ser particularmente vantajoso em situações onde é desejado evitar colocar cargas indevidamente altas pela interface entre o membro de suporte de membrana e a membrana.

[00046] Os um ou mais membros de controle de dobramento podem ser usados com a suporte do anel de membrana do tipo descrito acima, mas também podem ser usados com outra formas do membro de suporte de membrana de acordo com a presente invenção.

[00047] Em algumas modalidades, os ditos um ou mais membros de controle de dobramento pode compreender um diafragma de reforço. O dito diafragma de reforço pode compreender uma placa com substancialmente a mesma forma que a borda da membrana e pode ser preso de maneira fixa ao membro de suporte de membrana de forma a permitir a transmissão de forças entre eles. A placa pode ser fixada ao membro de suporte de maneira uniforme em torno do membro de suporte, por exemplo, por ligação adesiva, de forma que a tensão de superfície na membrana é transmitida substancialmente de maneira uniforme para o diafragma. Adequadamente a placa pode ser anexada ao membro de suporte continuamente em torno do membro de suporte. Alternativamente a placa pode ser anexada ao membro de suporte em localizações espaçadas, provida a distorção do membro de suporte na região dos pontos de anexação é evitada. A placa deve ser anexada ao membro de suporte em um lado oposto à direção de distensão da membrana na atuação.

[00048] A placa adequadamente pode ter uma maior rigidez no plano ortogonal ao eixo de dobramento primário do que fora do plano no eixo de dobramento. A placa assim pode servir para enrijecer o membro de suporte em um plano normal ao eixo de dobramento primário contra a tensão de superfície aplicada ao membro de suporte pela membrana, enquanto permite que o membro de suporte para se dobrar de uma maneira predeterminada no eixo de dobramento primário em resposta à tensão de superfície para controlar o perfil do membro de suporte.

[00049] Em algumas modalidades, a membrana-membro de suporte pode compreender um ou mais primeiros elementos de anel, e a membrana pode ser sanduichada entre os primeiros elementos de anel e a placa de reforço. Um ou mais segundos elementos de anel opcionais podem ser interpostos entre a membrana e a placa para espaçar a membrana a partir da placa. Adequadamente o membro de suporte de membrana pode compreender um primeiro elemento de anel único e um segundo elemento de anel único. A rigidez de dobramento da placa e dos segundos elementos de anel no eixo de dobramento primário pode servir em combinação para equilibrar as forças de torção aplicadas ao primeiro elemento de anel pela membrana.

[00050] O primeiro elemento de anel pode ter uma espessura na faixa 0,2 a 0,75 mm, adequadamente 0,3 ou 0,4 mm a 0,5 mm. O segundo elemento de anel pode ter uma espessura na faixa 0,01 a 0,25 mm, adequadamente 0,025 a 0,1 mm, por exemplo, cerca de 0,05 mm.

[00051] A placa pode ter uma espessura no eixo de dobramento primário de cerca de 0,1 a 1,0 mm, preferivelmente 0,3 a 0,7 mm, por exemplo, cerca de 0,5 mm, e pode ser feita de policarbonato, nylon ou vidro no caso de uma unidade de lente, ou uma variedade de compostos ou componentes de plástico, metal ou cerâmica no caso de uma unidade de membrana acústica ou sem transmissão.

[00052] Em algumas modalidades a placa pode estar espaçada da membrana, por exemplo, pelos segundos elementos de anel do membro de suporte. Alternativamente, o membro de suporte pode compreender apenas um ou mais primeiros elementos de anel dispostos para um lado da membrana como descrito acima, e a placa pode ser anexada diretamente para o outro lado da membrana. Em tais modalidades, a uma superfície da placa faceando a membrana pode ser escalonada para prover uma mesa circunferencial que é substancialmente contígua no plano com os primeiros elementos de anel para espaçar o resto da placa a partir da membrana. Deste modo a mesa efetivamente constitui um segundo elemento de anel integral.

[00053] A placa pode ser disposto dentro do corpo do fluido, e portanto pode ser formado adequadamente com uma ou mais aberturas se estendendo através do mesmo para permitir o fluido para mover livremente para a uma face da membrana. O número preciso, o tamanho e o arranjo de tais aberturas podem ser determinados pelo perito na técnica para permitir o fluido para mover livremente, dentro do tempo de resposta desejado ou resposta de frequência longitudinal, a partir do lado da placa para o outro, sem prejudicar a capacidade da placa para controlar a deformação no plano do membro de suporte de membrana. Em algumas modalidades, tais aberturas podem ter substancialmente nenhum efeito nas propriedades de dobramento da placa. No entanto, em outras modalidades, uma ou mais aberturas podem ser formadas na placa com um tamanho, forma, número e arranjo para controlar as propriedades de dobramento da placa, desta forma para proporcionar maior controle sobre o dobramento do membro de suporte de membrana em resposta uma tensão de superfície dentro da membrana.

[00054] A membrana pode ter uma forma em geral poligonal - por exemplo, retangular, como para a forma de uma lente para óculos - e uma abertura pode ser formada na placa na vizinhança de cada canto da placa. Adequadamente, cada abertura pode ter a forma de um arbelos modificado ("faca de sapateiro") com uma haste alongada que é orientada em geral em um eixo que bisseta o correspondente canto da placa. Por exemplo, em uma unidade de lente, a haste de cada abertura pode ser angulada em geral em direção ao centro óptico da superfície de lente que é formada pela membrana. No caso de uma placa em geral retangular, as aberturas podem ser conformadas e arranjadas tal que a placa define uma padrão de “trevo” aproximado em torno das aberturas. Este arranjo é particularmente vantajoso, já que permite que a placa se dobre de maneira biaxial no eixo de dobramento primário - o que significa dizer, permite que a placa para dobrar no eixo de dobramento primário ao longo de dois eixos mutuamente transversais que são normais ao eixo de dobramento, pelo qual na ausência de tais aberturas, dobramento da placa no eixo de dobramento primário ao longo de um eixo no plano da placa tende a enrijecer a placa contra o dobramento no eixo de dobramento primário ao longo de um eixo transversal ao um eixo no plano da placa, que pode ser indesejável se o membro de suporte é necessário dobrar ao longo do eixo transversal através de atuação para alcançar o perfil predeterminado. Em geral é desejado permitir o dobramento da placa no eixo de dobramento primário ao longo de eixos mutuamente ortogonais dentro do plano da placa.

[00055] Em outras modalidades, a placa pode ser formada com uma única grande abertura central, tal que a placa, em efeito, é em geral anular. Como usado aqui o termo "anular" não deve implicar que a placa seja circular, mas simplesmente que ela possui a forma de um ciclo fechado que em geral segue o contorno do membro de suporte de membrana e a periferia da membrana. A provisão de uma abertura central na placa também possui o efeito de vantajosamente permitir que a placa se dobre no eixo de dobramento primário ao longo de eixos mutuamente ortogonais dentro do plano da placa. Onde o membro de suporte de membrana compreende um anel como descrito acima, a largura no plano da placa anular adequadamente pode estar na faixa de 2 a 15 vezes a largura média do anel de suporte.

[00056] Em algumas modalidades, a placa de reforço pode compreender uma ou mais nervuras dependentes que servem para reforçar a placa contra deformação indesejada quando está em um estado planar, ou para aumentar a energia necessária para alcançar os modos de deformação que são indesejados. Quando o membro de suporte é planar no estado não atuado ou qualquer estado atuado e é sujeitado ao carregamento de pré-tensão na membrana, pode estar em um estão instável, em que qualquer desvio de achatado libera parte da energia armazenada na tensão de superfície na membrana e portanto é favorecido. O membro de suporte portanto pode ser confiável de se curvar, fazendo com que o mesmo, e a membrana montada no mesmo, adote uma forma de sela indesejada, energeticamente mais estável. Em um grau, esta tendência de se curvar pode persistir mesmo uma vez que a membrana se torna inflada através de atuação, apesar de a tendência ser atenuada como a membrana se torna progressivamente mais distendida.

[00057] As ditas uma ou mais nervuras podem ser realizadas pela face da placa que faceia para longe da membrana. A nervura ou as nervuras podem ser unidas à placa nos pontos ou na vizinhança dos pontos onde o membro de suporte não é deslocado através da atuação da unidade. Adequadamente, as nervuras podem seguir contornos onde a membrana não é deslocada no eixo de dobramento através de atuação.

[00058] Alternativamente uma ou mais nervuras lineares podem ser providos que se estendem pela placa. Em algumas modalidades, as uma ou mais nervuras podem engatar com uma ou mais partes fixas da unidade para reforçar a placa contra o curvamento. Por exemplo, as uma ou mais nervuras podem engatar com o suporte fixado que serve para facilitar a compressão ou a expansão do envelope cheio com fluido. Em algumas modalidades, as ditas uma ou mais nervuras podem ser dimensionada e posicionada para engatar com a dita outra parede do envelope. Adequadamente as uma ou mais nervuras podem ser ligadas ou de outra forma unidas à dita parte fixa ou partes fixas.

[00059] Em algumas modalidades, os ditos um ou mais membros de controle de dobramento pode compreender uma pluralidade de escoras que se estendem entre seções opostas ou regiões do membro de suporte de membrana e serve para resistir deformação no plano do membro de suporte, sem ocultar a deflexão fora do plano no eixo de dobramento primário. Adequadamente, as ditas escoras podem ser feitas de policarbonato ou qualquer outro material adequado conhecido dos peritos na técnica. As ditas escoras podem ser fixamente presas em cada extremidade ao membro de suporte de membrana, por exemplo, por ligação adesiva, e um número suficiente de escoras podem ser providos para evitar a distorção do membro de suporte de membrana entre as escoras. As escoras podem ser anexadas diretamente ao membro de suporte de membrana. Alternativamente, as extremidades das escoras podem ser realizadas por uma porção de tela periférica fechada que pode ser unida continuamente para o membro de suporte. Adequadamente, dois ou mais conjuntos de escoras podem ser providos, com as escoras em cada conjunto que é orientado em geral um pelo outro. Preferivelmente as escoras nos dois ou mais conjuntos são unidos entre si onde eles se cruzam. Isto é particularmente vantajoso no caso de unidades de membrana não arredondadas, onde a tensão de superfície na membrana pode alterar de maneira anisotrópica através de atuação. Em tais casos, a rigidez do membro de reforço pode ser ajustada de maneira independente por cada conjunto de escoras para alcançar uma resposta anisotrópica desejada para a atuação da membrana, em conjunto com a anisotropia na membrana, ou para corrigir a mesma.

[00060] Alternativamente, os um ou mais membros de controle de dobramento pode compreender uma pluralidade de alavancas, em que cada alavanca é anexada em uma extremidade à membrana ou membro de suporte de membrana e, na outra extremidade, a uma ou mais partes fixas da unidade, cada alavanca que está arranjada para permitir o dobramento livre do membro de suporte no eixo de dobramento primário enquanto evita, resiste ou controla a deformação no plano do membro de suporte. As alavancas podem ser anexadas para a membrana/membro de suporte de membrana e para a parte fixa ou partes da unidade por meio de um adesivo adequado.

[00061] Em algumas modalidades, cada alavanca pode ser anexada na sua outra extremidade ao suporte fixado que serve para facilitar a compressão ou a expansão do envelope cheio com fluido. Onde a outra parede do envelope é rígida ou é montada de maneira contígua com uma placa rígida, cada alavanca pode estar conectada em sua outra extremidade com a dita outra parede. Alternativamente as alavancas podem ser anexadas em suas outras extremidades com uma placa de cobertura rígida que pode sobrepor a membrana em algumas modalidades. A dita placa de cobertura frontal pode ser transparente para aplicações ópticas e pode compreender uma lente fixa. Uma vantagem de anexar as alavancas a tal placa de cobertura pode deixar óbvio a necessidade de uma placa volumosa ou parte de lente atrás da outra parede do envelope. Em mais uma alternativa, cada alavanca pode ser conectada em sua outra extremidade com um alojamento rígido ou substancialmente rígido que acomoda a unidade da invenção.

[00062] As alavancas podem se estender de maneira oblíqua com relação ao membro de suporte, então cada alavanca restringe o membro de suporte para se mover ao longo de um arco definido pela alavanca quando a unidade é atuada. Adequadamente cada alavanca pode subtender um ângulo mínimo de mais do que 45° com o eixo de dobramento primário. Em algumas modalidades, o ângulo subtendido pelo eixo de dobramento primário e cada alavanca pode aumentar quando a unidade é atuada; em outras modalidades, o ângulo pode diminuir. Dependendo da configuração da unidade e a posição das alavancas, é possível que em algumas modalidades, o ângulo subtendido por algumas alavancas aumente através de atuação, enquanto o ângulo subtendido pelas outras alavancas diminui através de atuação.

[00063] Deste modo, quando a unidade é distendida para longe de planar o deslocamento no plano do membro de suporte de membrana é controlado pelas alavancas. Especificamente, quando a unidade é atuada tal que regiões do membro de suporte de membrana são deslocados no eixo de dobramento, o movimento daquelas regiões normais ao eixo de dobramento é controlado pelas alavancas de maneira a controlar a tensão de superfície da linha na membrana.

[00064] Tipicamente, as alavancas podem ser dispostas dentro do ciclo fechado do membro de suporte de membrana, dentro da área coberta pela membrana ("a bordo"), mas em algumas modalidades as extremidades de parte ou de todas as alavancas podem ser conectadas com o exterior da membrana do membro de suporte de membrana em vez de ao membro de suporte. As alavancas podem se estender na mesma direção ou em uma pluralidade de diferentes direções. Adequadamente, dois conjuntos de alavancas podem ser providos, com as alavancas em um conjunto que é orientado em uma primeira direção e as alavancas em um outro conjunto que é orientado em uma segunda direção. A dita primeira e a dita segunda direções podem ser transversais entre si, de forma que as alavancas dentro do primeiro e do segundo conjuntos se cruzam.

[00065] Em outra modalidade, os um ou mais membros de controle de dobramento pode compreender uma pluralidade de ligações espaçadas de maneira circunferencial em torno da periferia da membrana, em que cada ligação é conectada entre a membrana ou o membro de suporte de membrana e uma ou mais outras partes fixas da unidade. Por exemplo, cada ligação pode estar conectada em uma extremidade com o membro de suporte de membrana e na outra extremidade para o suporte fixado que serve para facilitar a compressão ou a expansão do envelope cheio com fluido. Nas modalidades onde a dita outra parede do envelope é rígida ou é montada de maneira contígua a uma placa rígida, cada ligação pode ser conectada na outra extremidade com a dita outra parede. Alternativamente, as ligações podem ser conectadas com o lado de baixo de uma placa de cobertura frontal do tipo descrito acima. Em mais uma alternativa as ligações podem ser conectados na outra extremidade com um alojamento rígido ou substancialmente rígido que acomoda a unidade da invenção.

[00066] As ditas ligações podem ser dispostas fora da periferia da membrana ("fora de bordo"). Alternativamente, elas pode ser dispostas em linha com o membro de suporte de membrana. Em uma modalidade adicional, as ligações podem ser dispostas a bordo, dentro do ciclo fechado do membro de suporte de membrana. O arranjo anterior possui a vantagem de minimizar a restrição ao fluxo de fluido para a membrana. O último arranjo possui a vantagem de que requer menos espaço.

[00067] Cada ligação pode ser configurado para permitir o dobramento do membro de suporte de membrana no eixo de dobramento primário, mas para resistir movimento do membro de suporte de membrana no plano normal ao eixo de dobramento primário. Por exemplo, em algumas modalidades, cada ligação pode compreender duas alavancas, em que uma das alavancas é conectada de maneira deslizante em uma extremidade com o membro de suporte de membrana (ou através de uma interface adequada para a membrana) e é pivotada em sua outra extremidade para a parte imóvel da unidade, tal como a outra parede do envelope, enquanto a outra alavanca é conectada de maneira deslizante em uma extremidade para a parte imóvel da unidade e é pivotada em sua outra extremidade para a membrana ou membro de suporte de membrana. As duas alavancas podem ser unidas por pino intermediários às suas extremidades.

[00068] Alternativamente, os um ou mais membros de controle de dobramento pode compreender uma pluralidade de ligações espaçadas de maneira circunferencial que são configuradas para permitir o deslocamento controlado no plano do membro de suporte de membrana em adição para permitir o dobramento do membro de suporte de membrana no eixo de dobramento primário. Assim, nesta modalidade, cada uma das ligações pode compreender uma ligação de quatro barras tendo uma alavanca que é articulada em uma extremidade à membrana ou membro de suporte de membrana e duas alavancas adicionais em que cada uma é pivotada em uma extremidade para as partes fixas da unidade, por exemplo, tal como a outra parede oposta do envelope quando é rígida ou montada a uma placa rígida. As outras extremidades das duas alavancas adicionais são pivotadas em localizações espaçadas para a uma alavanca para completar a ligação de quatro barras, que assim permite dobrar o membro de suporte da membrana no eixo de dobramento primário e controla movimento do membro de suporte da membrana tal que deslocamento no eixo de dobramento primário causa o movimento simultâneo do membro de suporte da membrana no plano. Como foi mencionado acima, permitindo uma pequena quantidade do deslocamento no plano do membro de suporte da membrana, a deformação na membrana pode ser controlado enquanto é distendida.

[00069] Adequadamente, as alavancas ou ligações podem ser configuradas para permitir diferentes quantidades de deslocamento no plano em torno da extensão do membro de suporte da membrana. Enquanto a membrana está distendida através de atuação, sua seção transversal muda sendo, em efeito, um cordão de um círculo para um arco, com um maior comprimento entre os lados opostos do membro de suporte. Para uma membrana que é maior em uma dimensão no plano do que na outra, ou para uma membrana que é necessária para deformar de maneira não esférica, a deformação na membrana aumenta de maneira não isotrópica enquanto é distendida, com a deformação sendo maior em uma dimensão do que na outra. Os membros de controle de dobramento podem ser configurados para permitir maior deslocamento no plano do membro de suporte em um maior eixo da membrana do que em um eixo transversal mais curto, de forma a compensar a alteração não isotrópica na deformação e para preservar tensão de superfície isotrópica dentro da membrana, ou pelo menos para reduzir a diferença na tensão de superfície nas duas dimensões diferentes.

[00070] Em mais uma alternativa, os um ou mais membros de controle de dobramento pode compreender uma pluralidade de membro de mola, cada um que está conectado em uma extremidade com o membro de suporte de membrana e na outra extremidade com um limite de restrição adequado, por exemplo, tal como as uma ou mais partes não móveis rígidas ou substancialmente rígidas da unidade. Em algumas modalidades, o limite de restrição pode compreender um anel rígido ou substancialmente rígido que é disposto em torno do membro de suporte de membrana. O anel rígido pode ter substancialmente a mesma forma que o membro de suporte de membrana (mas maior) ou pode ter uma forma diferente. Alternativamente, o limite de restrição pode compreender um alojamento ou semelhantes que acomoda a unidade.

[00071] Os ditos membros de mola podem compreender quaisquer molas adequadas conhecidas dos peritos na técnica. Em algumas modalidades, cada membro de mola pode compreender uma mola helicoidal de espiral. O membro de mola deve ser conectado com o membro de suporte de membrana de tal maneira que para aplicar uma força de restauração primariamente em uma direção substancialmente normal ao eixo de dobramento primário, de forma que o membro de suporte de membrana está livre para dobrar no eixo de dobramento primário, enquanto o membro de mola controla a deformação do membro de suporte de membrana normal ao eixo de dobramento primário no plano. O módulo de cada mola pode ser o mesmo ou pode ser diferente em torno da periferia do membro de suporte de membrana, de forma a controlar a tensão de superfície dentro da membrana como for desejado.

[00072] Em mais uma alternativa, os um ou mais membros de controle de dobramento pode compreender uma pluralidade de calhas que são engatadas com o membro de suporte de membrana para restringir o movimento do membro de suporte através da atuação da unidade para um local predefinido ao longo das calhas. Assim, em algumas modalidades, as calhas pode compreender uma pluralidade de pinos que são dispostos em torno da periferia da membrana e são dispostos através de respectivas aberturas formadas no membro de suporte de membrana para permitir o deslizamento do membro de suporte ao longo dos pinos. Alternativamente, as calhas podem compreender trilhos, e o membro de suporte de membrana pode ser equipado com corrediças adequadas que engatam com e deslizam nos trilhos. Os pinos ou trilhos podem se estender primariamente ao longo do eixo de dobramento primário. Em algumas modalidades, os pinos ou trilhos podem ser orientados substancialmente paralelos ao eixo de dobramento primário, de forma que o membro de suporte de membrana apenas pode se mover na direção do eixo de dobramento primário. No entanto, em algumas modalidades os pinos ou trilhos podem ser orientados de maneira oblíqua ao eixo de dobramento primário para permitir um grau de movimento no plano do membro de suporte de membrana através da atuação da unidade, de maneira a controlar a deformação dentro da membrana como descrito acima. Tipicamente, os pinos ou trilhos podem ser orientados tal que através de atuação o membro de suporte de anel, onde é conectado com o pino ou o trilho, se move para dentro, de forma a reduzir a deformação na membrana.

[00073] Em uma variante, os um ou mais membros de controle de dobramento podem compreender uma pluralidade de hastes de conexão dobráveis que são anexadas em uma extremidade ao membro de suporte de membrana em torno da sua extensão e orientadas substancialmente na direção do eixo de dobramento primário. Cada haste de conexão pode ser engatada de maneira deslizante com um membro de montagem que é preso fixamente a uma parte fixa da unidade. O interengate de cada haste de conexão com seu respectivo membro de montagem permite o deslizamento da haste de conexão no eixo de dobramento primário, e cada membro de montagem inclui uma porção de flange que é arranjada para evitar o dobramento da haste de conexão quando a unidade não é atuada. Através da atuação da unidade, a haste de conexão desliza com relação ao seu respectivo membro de montagem, tal que em uma extremidade da haste de conexão está em protrusão de maneira progressiva além da porção do flange, a porção da haste de conexão que é assim divulgada sendo permitida para dobrar no plano, transversal ao eixo de dobramento primário. O interengate da haste de conexão e membro de montagem assim permite o livre movimento do membro de suporte de membrana no eixo de dobramento primário, as necessária, e permite deslocamento controlado do membro de suporte de membrana no plano como a unidade é atuada de maneira progressiva.

[00074] A unidade da membrana da presente invenção pode ser usada para uma variedade de diferentes aplicações em que é desejado deformar de maneira progressiva e de maneira controlável uma membrana para prover uma superfície tendo uma forma predefinida. A unidade da membrana pode ser usada tanto para aplicações estáticas quanto para aplicações dinâmicas. Por exemplo, a unidade pode ser usada para prover uma superfície acústica, por exemplo, um diafragma para um alto-falante ou outro transdutor acústico. Uma aplicação particular da unidade da membrana está no campo da óptica, onde a membrana pode ser usada para prover uma lente ou uma superfície de espelho, ou ambas.

[00075] Para aplicações ópticas, especialmente onde a unidade compreende uma lente ou outro dispositivo que é intencionado para transmitir luz, é desejável que todas as partes da unidade que estão dentro do campo de visão devem ser pareadas por índice em termos de seu índice de refração sobre a faixa espectral de interesse. Assim, onde os um ou mais membros de controle de dobramento compreendem uma ou mais partes (por exemplo, escoras, alavancas, ligações, disks, etc.) que são dispostas dentro da área englobada pela membrana, estes partes devem ser pareadas por índice com o fluido, de forma que elas são invisíveis ou dificilmente visíveis.

[00076] Adequadamente, como foi divulgado acima, a membrana pode ser coberta com uma primeira placa de cobertura protetora que sobrepõe a membrana. Para aplicações ópticas, a placa de cobertura frontal pode ser transparente e, em algumas modalidades, pode compreender uma lente fixa, isto é, uma lente de comprimento focal fixo.

[00077] A unidade pode compreender uma segunda placa de cobertura justaposta a outra parede oposta do envelope cheio com fluido. Em algumas modalidades, a dita outra parede pode compreender um segunda membrana deformável. Alternativamente, a outra parede pode ter uma forma constante, por exemplo, planar. Onde a outra parede do envelope é flexível, uma segunda placa de cobertura pode ser arranjado para sobrepor a outra parede para proteger a mesma e para prover um alojamento rígido ou substancialmente rígido para a unidade. A dita segunda placa, em algumas modalidades, também pode compreender uma lente fixa. Em mais uma modalidade, a segunda placa de cobertura pode formar a outra parede do envelope.

[00078] Em mais um aspecto da presente invenção é provido um artigo para os olhos compreendendo uma unidade de membrana deformável de acordo com a invenção.

[00079] O dito artigo para os olhos tipicamente pode compreender uma armação com uma porção de aro; a unidade de membrana deformável pode ser montada dentro da porção de aro.

[00080] Na sequência está uma descrição por meio de exemplo apenas com referência aos desenhos anexos das modalidades da presente invenção.

[00081] Nos desenhos:

[00082] A FIG. 1 é uma vista de perspectiva a partir de cima da frente de um par de óculos compreendendo uma armação que é encaixados com duas unidades de lente cheia com fluido de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção;

[00083] A FIG. 2 é uma vista de perspectiva a partir de cima e para a esquerda do lado esquerdo dos óculos da FIG. 1 que mostra como uma das unidades de lente da primeira modalidade é ajustada à armação;

[00084] A FIG. 3 é uma elevação frontal da uma unidade de lente da FIG. 2 em um estado não atuado;

[00085] A FIG. 4 é uma seção transversal da uma unidade de lente ao longo da linha IV-IV da FIG. 3;

[00086] A FIG. 5 é uma seção transversal da uma unidade de lente ao longo da linha V-V da FIG. 3;

[00087] A FIG. 6 é uma seção transversal da uma unidade de lente ao longo da linha VI-VI da FIG. 3;

[00088] A FIG. 7 é uma vista de perspectiva a partir de baixo e para a esquerda da frente da uma unidade de lente que é mostrada cortada ao longo da linha VI-VI da FIG. 3;

[00089] A FIG. 8 é uma vista explodida da uma unidade de lente da primeira modalidade, que mostra as partes da unidade;

[00090] A FIG. 9 é uma elevação frontal da membrana flexível e anéis de suporte de membrana da uma unidade de lente em um estado atuado, que mostra como a largura dos anéis varia em torno da periferia da membrana para controlar o segundo momento de área dos anéis; linhas de contorno estão incluídas para indicar a curvatura da membrana quando atuado;

[00091] A FIG. 10 mostra a membrana e anéis da FIG. 9 no estado atuado projetado para uma esfera de raio imaginário R;

[00092] A FIG. 11 é uma seção transversal da uma unidade de lente que corresponde à FIG. 4 mas que mostra a unidade em um estado atuado; e

[00093] A FIG. 12 é uma seção transversal da uma unidade de lente que corresponde à FIG. 5 mas que mostra a unidade em um estado atuado.

[00094] A FIG. 13A é uma elevação frontal do disco de suporte da uma unidade de lente da primeira modalidade que é usada para controlar o dobramento dos anéis de suporte da membrana sob tensão de superfície na membrana;

[00095] A FIG. 13B é uma elevação frontal de uma primeira variante do disco de suporte que pode ser substituído na unidade da primeira modalidade;

[00096] A FIG. 13C é uma elevação frontal de uma segunda variante do disco de suporte que pode ser substituído na unidade da primeira modalidade;

[00097] A FIG. 13D é uma elevação frontal de uma terceira variante do disco de suporte que pode ser substituído na unidade da primeira modalidade;

[00098] A FIG. 13E é uma vista de perspectiva a partir de baixo e para o lado direito da frente da terceira variante do disco de suporte da FIG. 13D;

[00099] A FIG. 13F é uma elevação frontal de uma quarta variante do disco de suporte que pode ser substituído na unidade da primeira modalidade;

[000100] A FIG. 13G é uma vista de perspectiva a partir de baixo e para o lado direito da frente da quarta variante de disco de suporte da FIG. 13F;

[000101] A FIG. 14 é uma vista de seção transversal esquemática, similar às FIGS. 4 e 11, de outra unidade de membrana de acordo com uma segunda modalidade da invenção, que inclui a segunda variante do disco de suporte da FIG. 13C;

[000102] A FIG. 15 é uma elevação frontal esquemática de um suporte do anel de membrana equipado com escoras de controle de dobramento de acordo com uma terceira modalidade da invenção;

[000103] A FIG. 16 é uma elevação frontal de uma unidade de membrana de acordo com uma quarta modalidade da invenção;

[000104] A FIG. 17A é uma elevação lateral de seção transversal esquemática da unidade da membrana da FIG. 16 em um estado não atuado;

[000105] A FIG. 17B é uma elevação lateral de seção transversal esquemática da unidade da membrana da FIG. 16 em um estado atuado;

[000106] A FIG. 18A é uma vista lateral de seção transversal esquemática de parte de uma unidade de membrana de acordo com uma quinta modalidade da invenção em um estado não atuado;

[000107] A FIG. 18B é uma vista lateral de seção transversal esquemática da parte da unidade da membrana da quinta modalidade da invenção em um estado atuado;

[000108] A FIG. 19 é uma elevação frontal esquemática de outra unidade de membrana de acordo com uma sexta modalidade da invenção compreendendo ligações de controle de dobramento “fora de bordo”;

[000109] A FIG. 20A é uma elevação lateral de seção transversal esquemática da unidade da membrana da FIG. 19 em um estado não atuado;

[000110] A FIG. 20B é uma elevação lateral de seção transversal esquemática da unidade da membrana da FIG. 19 em um estado atuado;

[000111] A FIG. 21 é uma elevação lateral de seção transversal esquemática de uma unidade de membrana de acordo com uma sétima modalidade da invenção compreendendo ligações de controle de dobramento “a bordo”;

[000112] A FIG. 22A é uma vista lateral de seção transversal esquemática de mais uma membrana a unidade de acordo com uma oitava modalidade da invenção tendo ligações de controle de dobramento “a bordo” em um estado não atuado;

[000113] A FIG. 22B é uma vista lateral de seção transversal esquemática da unidade da membrana da oitava modalidade da invenção em um estado atuado;

[000114] A FIG. 23 é uma elevação lateral de seção transversal esquemática de uma unidade de membrana de acordo com uma nona modalidade da invenção compreendendo ligações de controle de dobramento “fora de bordo”;

[000115] A FIG. 24 é uma elevação frontal esquemática de uma unidade de membrana de acordo com uma décima modalidade da invenção compreendendo molas de controle de anel “fora de bordo”;

[000116] A FIG. 25 é uma elevação frontal esquemática de uma parte de outra unidade de lente de acordo com uma décima primeira modalidade da invenção em que os anéis de suporte de membrana são arranjados para deslizar em uma pluralidade de pinos espaçados de maneira circunferencial para resistir dobramento no plano dos anéis sob a tensão de superfície na membrana;

[000117] A FIG. 26 é uma elevação lateral esquemática da unidade de lente da FIG. 25 em um estado não atuado;

[000118] A FIG. 27 é uma elevação lateral alargada que mostra a unidade dos anéis de suporte da membrana para um dos pinos da unidade das FIGS. 25 e 26;

[000119] A FIG. 28 é uma elevação lateral alargada de uma variante da décima primeira modalidade, em que um ou mais dos pinos são definidos em um ângulo oblíquo para controlar o dobramento no plano dos anéis de suporte da membrana;

[000120] A FIG. 29 é uma elevação frontal esquemática de parte de uma unidade de membrana de acordo com uma décima segunda modalidade da invenção, em que os anéis de suporte de membrana são transportados por uma pluralidade de hastes dobráveis pendentes espaçadas de maneira circunferencial para controlar o dobramento no plano dos anéis sob a tensão de superfície na membrana;

[000121] A FIG. 30 é uma elevação lateral de seção transversal esquemática da unidade da décima segunda modalidade em um estado não atuado; e

[000122] As FIGS. 31 A e 31B são elevações laterais alargadas, respectivamente nos estados não atuado e atuado, que mostram a anexação dos anéis de suporte da membrana a uma das hastes da unidade das FIGS. 29 e 30.

[000123] Como mostrado na FIG. 1, um par de óculos 90 compreendem uma armação 92 tendo duas porções de aro 93 e duas têmporas 94. As porções de aro 93 são unidas por uma ponte 95, e cada porção de aro 93 é conformada e dimensionada para portar uma respectiva unidade de lente 1, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. Uma das unidades de lente 1 é usada para o lado esquerdo dos óculos, e a outra r é usada para o lado direito. Cada porção de aro 93 compreende uma parte de aro frontal 93a que é formada integralmente com a ponte 95 e é conectada com as têmporas 94 e uma parte de aro traseiro separada 93b. As partes de aro frontal e traseiro 93a, 93b encaixam como ilustrado na FIG. 2 para aprisionar e fixamente reter a respectiva unidade de lente 1, 1' entre elas. As partes de aro frontal e traseiro 93a, 93b podem ser fixadas por qualquer meio adequado disponível para o perito na técnica. Por exemplo, as partes de aro frontal e traseiro podem ser formadas com orifícios de parafuso correspondentes 97 que são adaptados para receber pequenos parafusos de fixação para reter as duas partes de aro de maneira segura juntas e para reter a unidade de lente 1, 1' entre elas.

[000124] Como pode ser observado a partir da FIG. 1, as unidades de lente de lado direito e de lado esquerdo 1, 1’ são imagens espelhadas entre si, a sua construção sendo de outra forma idêntica. Apenas a unidade de lente de lado esquerdo 1 é descrita em detalhe abaixo, mas será percebido que a construção e a operação da unidade do lado direito 1' é substancialmente a mesma.

[000125] Como mais bem observado nas FIGS. 3 e 9, na presente modalidade, a unidade de lente de lado esquerdo 1 possui uma forma em geral retangular com dois lados longos opostos 3, 5 e dois lados curtos 7, 9 e é projetado para encaixar com a armação 92 como descrito acima, mas será percebido que a forma da unidade de lente mostrada é apenas um exemplo de uma forma adequada, e uma unidade de membrana deformável, tal como uma unidade de lente, de acordo com a invenção pode ser dada uma grande variedade de diferentes formas. A invenção é especialmente adequada para formas não arredondadas tal como aquela mostrada nas FIGS. 3 e 9, mas os ensinamentos da invenção também são aplicáveis às lentes redondas e outro dispositivos que incluem uma membrana deformável para prover uma superfície tendo uma forma predefinida.

[000126] Como ilustrado nas FIGS. 5 a 8, a unidade de lente 1 da primeira modalidade compreende uma placa de cobertura frontal transparente 4, uma placa de cobertura traseira transparente 16 e um anel de retenção 6, que serve para reter as partes da unidade de lente 1 junto, com as placas de cobertura frontal e traseira 4, 16 que são espaçadas nos eixos frontal - traseiro - o eixo z como mostrado na FIG. 8.

[000127] A placa de cobertura frontal 4 pode ser de vidro ou um material polimérico transparente adequado. Na unidade de lente 1 da presente modalidade, a placa de cobertura frontal tem cerca de 1,5 mm de espessura, mas esta pode ser variada. Em algumas modalidades, a placa de cobertura frontal 4 pode compreender uma lente de potências focais fixas, por exemplo, um elemento de visão único (potência única), multifocal (duas ou mais potências), progressivo (potência graduada) ou até um elemento ajustável. Como mostrado na FIG. 4, por exemplo, na presente modalidade, a placa de cobertura frontal 4 é plano - convexa.

[000128] A placa de cobertura traseira 16 possui uma face frontal 17 e uma face traseira 14 e pode ser feita de polímero transparente ou de vidro. Na presente modalidade, a placa de cobertura traseira 16 tem cerca de 1,5 mm de espessura, mas esta pode ser variada como for desejado. Como com a placa de cobertura frontal 4, em algumas modalidades, a placa de cobertura traseira 16 pode formar uma lente de uma potência focal fixa. Na presente modalidade, por exemplo, a placa de cobertura traseira 16 é uma lente de menisco, como mais bem observado na FIG. 4.

[000129] Como mostrado na FIG. 8, o anel de retenção 6 compreende uma parede lateral que se estende para frente 13 tendo uma superfície interna 23, parede lateral a qual 13 termina em uma face frontal 15. Em um lado curto 7 da unidade de lente 1, o anel de retenção 6 é formado com uma fenda 25 como mostrado nas FIGS. 7 e 8 que se estende na direção frontal - traseira. Como mais bem observado na FIG. 6, a superfície interna 23 do anel de retenção 6 é formada com um flange traseiro direcionado para dentro, circunferencial 34 e está em degrau para fora intermediário à face frontal 15 para formar um rebordo circunferencial 36 que é conformado como descrito em maior detalhe abaixo. O flange traseiro 34 é disposto próximo à parte de trás do anel de retenção 6; a placa de cobertura traseira 16 é assentada no flange traseiro 34, e a placa de cobertura frontal 4 fica na face frontal e é ligada à face frontal 15 do anel de retenção 6, de forma que a unidade de lente 1 constitui uma unidade de vedação que define um vazio interior.

[000130] Como mais bem observado na FIG. 6, o anel de retenção 6 é conformada e dimensionada para ser recebida de maneira confortável dentro da parte de aro traseira 93b, de forma que quando a unidade de lente 1 é aprisionada entre as partes de aro frontal e traseiro 93a, 93b, ela é mantida de maneira estável sem movimento. O anel de retenção 6 assim forma um suporte fixo estável para as partes móveis da unidade de lente 1, como descrito abaixo.

[000131] Em duas localizações espaçadas ®1, ®2 em um outro lado curto 9 da unidade de lente 1, a superfície interna 23 do anel de retenção 6 é formada integralmente com pequenas formações de engate de anel 39 que são espaçadas para frente do rebordo intermediário 36 - ver a FIG. 4.

[000132] Alternativamente uma ou mais das formações podem ser dispostas em lados longos 3, 5 próximos a outro lado curto 9.

[000133] Dentro do vazio, a unidade de lente 1 acomoda uma parte conformada em disco 12 tendo uma parede lateral flexível 18, uma parede traseira 19 e um flange de vedação para frente 20. Na presente modalidade, a parte conformada em disco 12 é feita de DuPont® boPET transparente (polietileno tereftalato orientado de maneira biaxial) e tem cerca de 6 μ de espessura, mas outros materiais adequados para a parte conformada em disco podem ser usados e a espessura ajustada de maneira apropriada. A parede traseira 19 da parte conformada em disco 12 é ligada de maneira contígua à face frontal 17 da placa de cobertura traseira 16. Para este propósito, um adesivo sensível à pressão transparente (PSA), por exemplo, tal como adesivo 3M® 8211 pode ser empregado. Na presente modalidade, uma camada de PSA de cerca de 25 μ de espessura é usada, mas esta pode ser variada as necessária.

[000134] A parede lateral 18 da parte conformada em disco 12 se estende para frente da parede traseira 19, e o rebordo intermediário 36 na superfície interna 23 da parede lateral 13 do anel de retenção 6 e a parede lateral 18 da parte conformada em disco 12 são configurados e dimensionada tal que na vizinhança das formações 39, o flange de vedação para frente 20 da parte conformada em disco está suportado de maneira local no rebordo 39, enquanto em outros locais a parede lateral 12 fica ereto do rebordo 36 para deixar um espaço livre entre o rebordo 36 e o flange de vedação 20. Na presente modalidade a parede lateral 18 da parte conformada em disco 12 é de altura substancialmente uniforme na direção frontal - traseira, e o rebordo 36 na face interna 23 da parede lateral 13 do anel de retenção 6 se inclina para trás a partir de um outro lado curto 9 para um lado curto 7 da unidade.

[000135] Este arranjo permite a parte conformada em disco a ser comprimido na região do um lado curto 7 quando atuado, como descrito em maior detalhe abaixo.

[000136] O flange de vedação para frente 20 da parte conformada em disco 12 é ligada à superfície traseira de um diafragma transparente compreendendo um disco 24 que serve como um membro de controle de dobramento, como descrito em maior detalhe abaixo. Na presente modalidade, como é mais bem mostrado na FIG. 13 A, o disco 24 compreende uma placa plana de policarbonato tendo uma espessura de cerca de 0,5 mm, mas materiais alternativos adequados que provêem as propriedades necessárias descritas abaixo podem ser usados em vez disso. Justaposto ao um lado curto 7 da unidade de lente 1, o disco transparente 24 possui uma aba em protrusão 26 que encaixa dentro da fenda 25 formada na parede lateral 13 do anel de retenção 6. Como mais bem observado na FIG. 13 A, o disco transparente 24 é formado com uma pluralidade de aberturas 32a, 32b; na presente modalidade existem dois lados - um adjacente ao um lado curto 7 da unidade de lente 1, e o outro adjacente a um outro lado curto 9. O propósito destes aberturas 32a, 32b é descrita em maior detalhe abaixo. O número preciso, o tamanho e o arranjo das aberturas 32a, 32b podem ser variados como for desejado - por exemplo, uma pluralidade de aberturas menores espaçadas pelo disco 24 podem ser providas. Na presente modalidade, a parte conformada em disco 12 é aderida de maneira vedante à superfície traseira do disco 24 usando Adesivo Loctite® 3555, mas alternativas adequadas serão conhecidas dos peritos na técnica.

[000137] A superfície frontal do disco transparente 24 é vedada para uma subunidade de membrana compreendendo uma membrana elástica não porosa, transparente 8 que é sanduichado entre um par de dobrável de maneira resiliente anéis de suporte de membrana compreendendo um anel frontal 2 e um anel traseiro 10. Como mostrado nas FIGS. 6 e 7, os anéis 2, 10 possuem substancialmente a mesma geometria entre si e são dimensionados tais que eles são recebidos dentro do vazio interior do anel de retenção para frente do rebordo 36. Na presente modalidade, os anéis 2, 10 são cortados a partir de uma lâmina de aço inoxidável e estão em torno de 0,3 mm de espessura, mas outros materiais podem ser usados e a espessura ajustada de maneira apropriada para prover a rigidez desejada.

[000138] A forma dos anéis 2, 10 é mostrada em maior detalhe na FIG. 9. Como pode ser observado, a largura dos anéis 2, 10 no plano x - y varia em torno da periferia da unidade 1, tal que os anéis 2, 10 possuem uma rigidez de dobramento que varia de uma maneira predeterminada em torno do seu grau. Isto é prover o dobramento dos anéis de suporte 2, 10 quando a unidade 1 é atuada para controlar a deformação da membrana flexível 8 e assim a potência da lente como descrito em maior detalhe abaixo.

[000139] Na presente modalidade, os anéis frontal e traseiro de suporte 2, 10 possuem a mesma espessura, mas em outras modalidades eles podem ter diferentes espessuras. Por exemplo, o anel de suporte frontal 2 pode ter uma espessura de cerca de 0,4 a 0,5 mm, enquanto a espessura do anel traseiro 10, pode ter uma espessura de cerca de 0,025 a 0,05 mm. O anel traseiro 8 também serve para espaçar a membrana 8 do disco 24. Independentemente de se os anéis frontal e traseiro de suporte 2, 10 possuem a mesma espessura ou diferentes espessuras entre si, é desejável que eles devam atuar juntos para equilibrar as forças de torção aplicadas aos anéis 2, 10, opcionalmente em combinação com o disco transparente 24, quando a membrana 8 é tencionada como descrito em maior detalhe abaixo. Em algumas modalidades, a rigidez de dobramento do disco 24 pode ser suficiente para equilibrar as forças de torção, caso em que o anel traseiro 10 pode ser feito mais fino do que o anel frontal 2 ou ainda omitido. Na última situação, o disco pode incorporar na sua superfície frontal um degrau periférico ou semelhantes para espaçar o disco 24 da membrana 8.

[000140] Cada um dos anéis 2, 10 é formado com uma aba em protrusão 26 que se alinha com a correspondente aba 26 no disco transparente 24.

[000141] Na presente modalidade, a membrana 8 é feita de polietileno tereftalato (por exemplo, Mylar®) e é de cerca de 0,5 mm de espessura, mas materiais alternativos com um módulo de elasticidade adequado podem ser usados como for desejado. Por exemplo, a membrana 8 alternativamente pode ser feita de outros poliésteres, elastômeros de silicone (por exemplo, poli(dimetilsiloxano)), poliuretanos termoplásticos (por exemplo, Tuftane®), polímeros de cloreto de vinilideno (por exemplo, Saran®) ou vidro de espessura adequada.

[000142] A membrana 8 é pré-tencionada para uma deformação de até cerca de 5% e ligado aos anéis tal que é suportada de maneira estável em torno da sua borda como mostrado nas FIGS. 4 A 7, 9 e 10. Na presente modalidade, a membrana 8 é aderida aos anéis frontal e traseiro 2, 10 usando Adesivo Loctite® 3555. A membrana 8 deve formar uma vedação hermética a fluido com pelo menos o anel traseiro 10.

[000143] Como mostrado nas FIGS. 4, 6 e 7, o anel frontal 2 é ligada ao longo dos seus lados curtos 7, 9 respectivamente para duas nervuras de enrijecimento 3a, 3b, que servem para modificar a rigidez de dobramento da subunidade de membrana naquelas regiões. A nervura de enrijecimento 3a justaposta ao um lado curto 7 da unidade de lente 1 é formada com uma aba em protrusão 26 que se alinha com as correspondentes abas 26 formadas nos anéis frontal e traseiro 2, 10 e o disco transparente 24.

[000144] O espaçamento entre o rebordo 36 e as formações 39 na superfície interna 23 do anel de retenção 6 é tal que o disco laminado 24, anéis frontal e traseiro 2, 10, membrana 8 e nervura de enrijecimento 3b em um outro lado curto 9 da unidade 1 encaixam de maneira confortável abaixo das formações de engate de anel 39 na superfície interna 23 do anel de retenção 6, formações as quais 39 assim servem para restringir a subunidade de membrana de movimento para frente ou para trás nestas localizações ®1, ®2. Como foi mencionado acima, no um lado curto 7 da unidade e ao longo dos lados longos 3, 5, pelo menos próximo ao um lado curto, o disco 24 e os anéis 2, 10 com a membrana 8 sanduichada entre elas são livres para se mover no eixo z no espaço livre entre o rebordo 36 e a cobertura frontal 4.

[000145] As formações de engate de anel 39 assim servem para articular a subunidade de membrana para o anel de retenção justaposto para outro lado curto 9. As abas alinhadas 26 formadas na nervura de enrijecimento 3a, os anéis frontal e traseiro 2, 10 e o diafragma transparente 24 são formados com orifícios proximamente adjacentes 28a, 28b para a conexão com um dispositivo de atuação que pode ser operado de maneira seletiva (não mostrado) que é montado a os óculos 90 para mover a subunidade de membrana na direção frontal - traseira no um lado curto 7 com relação ao anel de retenção 6, a fenda 25 no anel de retenção 6 que permite tal movimento. Os orifícios 28a, 28b assim definem um ponto de atuação ® como mostrado na FIG. 10. Deslocamento da subunidade de membrana no eixo z no ponto de atuação ® faz com que a porção da subunidade de membrana justaposta ao um lado curto 7 da unidade 1 se mova para a parede traseira ou para longe da partir da parede traseira 1 da parte conformada em disco 12 que é mantida de maneira estável pelo anel de retenção 6, enquanto a subunidade também é mantida imóvel com relação às localizações ®1, ®2 da parede traseira 19, que servem como pontos de articulação. Os anéis 2, 10 "flutuam" livremente no espaço livre entre o rebordo 36 na cobertura frontal 4, exceto onde eles são apertados entre as formações de engate de anel 39 e o rebordo 36, e onde seu movimento é controlada no ponto de atuação ® pelo dispositivo de atuação.

[000146] Qualquer dispositivo de atuação adequado conhecido dos peritos na técnica pode ser empregada para deslocar de maneira seletiva a subunidade de membrana no ponto de atuação ® com relação ao anel de retenção 6 entre uma posição não atuada como mostrado nas FIGS. 4 A 7 em que os anéis frontal e traseiro 2, 10 e a membrana 8 são substancialmente planares no plano x - y e uma posição completamente atuada. O dispositivo de atuação pode ser operado de maneira manual ou automática e deve compreender uma ligação de engate de anel adequada para conectar o dispositivo de atuação para a subunidade de membrana através das abas 26 para acionar a subunidade de membrana na direção frontal - traseira no ponto de atuação ®. O dispositivo de atuação pode prover o deslocamento contínuo da subunidade de membrana entre as posições não atuada e completamente atuada ou pode ser adaptado para prover movimento da subunidade de membrana apenas para uma pluralidade de posições mutuamente espaçadas predeterminadas. O dispositivo de atuação convenientemente pode ser alojado na ponte 94 dos óculos 90 ou em uma ou ambas das têmporas 93. Um dispositivo de atuação separado para cada unidade de lente 1, podem ser providos em cada respectiva têmpora 93, e os dispositivos opcionalmente podem ser ligados para prover atuação simultânea das duas unidades 1. Será percebido que a força aplicada pelo dispositivo de atuação atua na subunidade de membrana e reatua contra o anel de retenção 6 através das formações 39, anel de retenção 6 o qual é montada fixamente dentro da armação 92 dos óculos 90, de forma a mover de maneira seletiva o suporte de membrana e a unidade com relação ao anel de retenção 6. O dispositivo de atuação não está descrito em detalhe aqui, mas em termos gerais podem ser operado de maneira mecânica, de maneira elástica ou de maneira magnética e/ou pode envolver o uso de um material de alteração de fase, por exemplo, uma liga de memória de forma (SMA), cera ou um polímero eletroativo.

[000147] A parede lateral 13 do anel de retenção 6 é dimensionada tal que quando montada, a placa de cobertura 4 está espaçada para frente do suporte frontal do anel de membrana 2 e nervuras de enrijecimento 3a, 3b, como mostrado nas FIGS. 4, 5, 11 e 12, de forma que a membrana 8 pode se distender para frente quando atuado como descrito abaixo sem interferir na placa de cobertura frontal 4.

[000148] A parte conformada em disco 12, a membrana 8, o anel de suporte traseiro 10 e o diafragma 24 definem uma cavidade interior de vedação 22, que é cheia com um fluido transparente. Na presente modalidade, a cavidade 22 é cheia com óleo transparente 11. Na presente modalidade, Dow Corning® DC 705 óleo de silicone (1,3,5-trimetil-l, 1,3,5,5- pentafeniltrisiloxano tendo um peso molecular de 546.88) é usado, mas variedade de outros óleos sem cor estão disponíveis, especialmente na família de óleos de siloxano com alto índice de refração para os quais existem um número de fabricantes. O óleo 11 deve ser escolhido para não ser perigo para o olho de um usuário no evento de um vazamento. Para aplicações não ópticas, esta é uma menor preocupação.

[000149] A cavidade 22 normalmente não deve ser cheia em excesso, de forma que na posição não atuada, a membrana 8 permanece plana como descrito acima, que define um plano de dado D como mostrado na FIG. 10 para a membrana, com a pré-tensão na membrana 8 que serve para esticar a membrana para reduzir o risco de enrugamentos indesejados ou flacidez devido às alterações de temperatura, gravidade ou efeitos de inércia no óleo 11 quando a unidade 1 é movida. Como foi mencionado acima, o diafragma transparente 24 é formado com aberturas 32a, 32b, o que permite o fluido para escoar entre a frente e a traseira do diafragma transparente 24 durante o enchimento e durante a operação como descrito abaixo.

[000150] Apesar de a membrana 8 ser planar na posição não atuada de acordo com a presente modalidade, em outras modalidades a membrana pode ser convexa (ou côncava) quando não atuado e pode adotar uma configuração planar quando atuado. Em tal caso o plano da membrana quando atuado pode ser usado convenientemente para definir um plano de ponto de referência D para medir deslocamento dos anéis 2, 10 ou outros membros de suporte no eixo z. Em mais uma alternativa, a unidade pode ser configurada tal que na prática nunca é planar, e ainda pode ter uma configuração planar teórica que é uma extrapolação de seu movimento permitido - tanto na direção da atuação ou da desatuação. Os peritos na técnica vão entender que mesmo tal estado planar teórico pode ser usada para definir um plano de dado para a membrana, mesmo onde no estado não atuado atual a membrana já possui um grau de curvatura.

[000151] O óleo 11 serve para suportar a parte conformada em disco 12 de dentro, e em particular reforça a parede lateral flexível 18 para evitar que ela colapse sob seu próprio peso ou efeitos de inércia dentro da unidade. A cavidade cheia com fluido 22 assim forma um envelope compressível de maneira resiliente semelhante à almofada.

[000152] Na presente modalidade, o óleo transparente 11 e os materiais usados para fazer a placa de cobertura traseira 16, a parte conformada em disco 12, o adesivo sensível à pressão para ligar a parede traseira 19 da parte conformada em disco 12 para a superfície frontal 17 da placa de cobertura traseira 16, o diafragma transparente 24 e a membrana 8 são todos escolhidos para ter um índice de refração tão próximo quanto for possível um do outro. com a cavidade interior 22 cheia com óleo transparente 11, a membrana 8 e a face traseira 14 da placa de cobertura traseira 16 formam as superfícies ópticas opostas de uma lente ajustável. Como descrito acima, na presente modalidade a placa de cobertura traseira 16 é uma lente de menisco.

[000153] No estado não atuado, a membrana é planar, assim a lente possui uma potência óptica fixa proporcionada pela placa de cobertura traseira 16, com adição zero da membrana 8. Será entendido que para aplicações não ópticas, o fluido, junto com as outras partes da unidade não precisam ser transparentes e podem ser opacos ou semitransparentes como for desejado.

[000154] Será percebido que a presente invenção não está limitada às dimensões e materiais particulares usados para a presente modalidade, que são dados apenas por meio de exemplo. Diferentes tipos de materiais adequadamente podem ser usados para a parte conformada em disco 12 que são opticamente claros, possuem baixa rigidez global se comparados com os anéis de suporte 2, 10 e devem ser unidos ao diafragma 24. Diferentes adesivos podem ser escolhidos que são capazes de unir as partes da unidade de maneira durável, são resistentes à fluência, são de viscosidade prática e permanecem inertes na presença do fluido 11. Adesivos particulares podem ser escolhidos em dependência dos materiais selecionados para as várias partes.

[000155] Na operação do dispositivo de atuação, força é aplicada às abas 26 na subunidade de membrana que faz com que a subunidade de membrana no um lado curto 7 da unidade 1 para mover para frente ou para trás da sua posição não atuada com relação ao anel de retenção 6, com as abas 26 deslizando na fenda 25 formada no um lado curto 7 do anel de retenção 6 para permitir isto, desta forma expandindo ou comprimindo a cavidade 22 e respectivamente diminuindo ou aumentando a pressão do fluido dentro da cavidade 22. A parede lateral 18 da parte conformada em disco 12 é flexível para permitir este movimento. Na presente modalidade, a unidade de lente 1 é projetada para mover a subunidade de membrana para trás adjacente ao um lado curto 7 através de atuação para comprimir e aumentar a pressão do fluido na cavidade 22. A pressão de fluido aumentada possui o efeito de fazer com que a membrana elástica 8 infle e estão em protrusão para frente em uma forma convexa como mostrado nas FIGS. 11 e 12, desta forma aumentando a curvatura da membrana e a espessura óptica da lente entre a membrana 8 e a face traseira 14 da placa de cobertura traseira 16 e adicionando potência óptica positiva para a lente de menisco fixa da placa de cobertura traseira 16.

[000156] Será percebido que em outras modalidades, por exemplo, a quarta modalidade descrita abaixo com referência às FIGS 16 a 17, o dispositivo de atuação pode ser definido para mover a subunidade para frente da posição não atuada, que pode diminuir a pressão do fluido na cavidade 22, fazendo com que a membrana 8 se distenda para dentro em uma forma côncava tal que, em combinação com a face traseira 14 da placa de cobertura traseira 16, a lente composta pode ser bicôncava, apesar de na presente modalidade, a curvatura máxima na direção para trás pode ser limitada pela liberação entre a membrana 8 e o diafragma transparente 24. Quanto maior a curvatura da membrana 8, maior é a potência óptica adicional (positiva ou negativa) proporcionada pela membrana 8. Em tal modalidade, a parede lateral flexível 18 da parte conformada em disco 12 pode ser comprimida na posição não atuada e pode se expandir quando atuado.

[000157] Para o uso as uma unidade de lente, a membrana 8 é necessário para deformar de maneira esférica através de atuação, ou de acordo com outra forma predefinida como descrito abaixo. Outras formas predefinidas podem ser desejadas para diferentes aplicações ópticas ou não ópticas de uma unidade de membrana deformável de acordo com a presente invenção. Como a membrana 8 não é arredondada, os anéis de suporte de membrana 2, 10 devem dobrar de forma a defletir no eixo z normal ao plano de referência durante a atuação da unidade de maneira a controlar a forma da membrana 8 quando distendida para a forma predefinida. Em particular, os anéis de suporte de membrana 2, 10 devem dobrar para corresponder o perfil da borda da membrana 8 quando a membrana 8 possui a forma predefinida. Se os anéis de suporte de membrana 2, 10 são flexíveis de maneira insuficiente, ou não dobram de maneira correta, então através da atuação da unidade 1, a borda da membrana 8 pode não corresponder a forma predefinida da membrana 8, e a forma global da membrana 8 pode ser distorcida como um resultado.

[000158] A FIG. 10 ilustra o perfil da borda da membrana 8 da presente modalidade que é necessário quando a unidade de lente 1 é atuada para fornecer a membrana 8 uma forma esférica substancialmente não distorcida, os contornos da forma esférica e seu centro óptico OC no vértice sendo mostrados nas FIGS. 9 e 10 em linhas pontilhadas longas. Na metade inferior da FIG. 10 a membrana é mostrada nas linhas sólidas projetadas para uma esfera imaginária que é mostrada em linhas pontilhadas curtas. Por meio de comparação, a membrana no seu estado não atuado planar também é mostrado na metade inferior da figura nas linhas pontilhadas. O plano da membrana no seu estado não atuado representa o plano de referência D para descrever a atuação da unidade 1 da presente modalidade. Se a membrana 8 fosse circular, e a deformação esférica da membrana 8 fosse necessária na atuação, então os anéis de suporte 2, 10 podem ser rígidos, já que a borda da membrana 8 pode permanecer circular e planar em todas as posições entre a posição não atuada e a posição completamente atuada. No entanto, para a deformação esférica da membrana 8 da unidade de lente 1 da presente modalidade, os anéis de suporte 2, 10 devem dobrar na atuação como mostrado na FIG. 10 para evitar a distorção da forma da membrana. O dobramento que é necessária é particularmente pronunciado ao longo dos lados longos 3, 5.

[000159] De maneira a alcançar o dobramento desejado dos anéis de suporte 2, 10, os anéis devem ser flexíveis para permitir que os mesmos adotem o perfil desejado, e sua rigidez de dobramento varia em torno do seu grau, de forma que sob a influência da tensão de superfície aumentada na membrana 8 através de atuação da unidade da membrana 1, os anéis 2, 10 respondem de maneira não uniforme em torno do seu grau, fazendo com que ou permitindo que eles se dobrem da maneira predeterminada. Na presente modalidade, a variação na rigidez de dobramento é alcançada através da variação da largura dos anéis 2, 10 em torno do seu grau como descrito acima com referência à FIG. 9.

[000160] A variação real na largura dos anéis de suporte 2, 10 que é necessária para obter a variação desejada na rigidez de dobramento em torno dos anéis, como descrito acima, é calculado por análise de elemento finito (FEA) como descrito em PCT/GB2012/051426. Para aplicações quasi- estáticas ou ópticas de baixa frequência e outras aplicações, FEA estática pode ser empregada de maneira adequada. No entanto, em outras modalidades, onde a superfície é intencionada para aplicações acústicas por exemplo, FEA dinâmica pode ser apropriada. Como os peritos na técnica estão alertados, FEA - seja estática ou dinâmica - envolve várias alterações realizadas usando um computador com a entrada de parâmetros selecionados para calcular a forma da membrana que pode resultar na prática com uma força crescente F aplicada no ponto de atuação ® como mostrado na FIG. 10. A forma do elemento pode ser selecionada para adequar o cálculo que está sendo realizado. Para o projeto dos anéis 2, 10 da presente modalidade, uma forma de elemento tetraédrico foi descoberta como sendo adequada. Os parâmetros selecionados para ser entrados incluem a geometria dos anéis de suporte 2, 10, a geometria da membrana 8, o módulo da membrana 8, o módulo dos anéis 2, 10, incluindo como o módulo dos anéis varia em torno dos anéis (que pode ser definido de maneira empírica ou por meio de uma fórmula adequada), o módulo do disco 24, a quantidade de pré-tensão em qualquer uma das partes, a temperatura e outros fatores ambientais. O programa da FEA define como a pressão aplicada à membrana 8 aumenta quando a carga é aplicada aos anéis no ponto de atuação ®.

[000161] De maneira a projetar precisamente os anéis 2, 10 para o uso óptico, a saída de uma análise de FEA é aproximada para a forma desejada da membrana como definida por uma ou mais funções polinomiais de Zernike da fórmula geral Zn±m. Na presente modalidade, uma função de Zernike esférica é usada, mas funções de maior ordem esférica também podem ser usadas se for desejado, através da criação de uma forma que é a soma de um número de Polinômios de Zernike.

[000162] Uma saída de FEA é correlacionada com a função de Zernike selecionada na membrana 8 para observar quão bem uma saída de FEA se aproxima da forma desejada como definida pela função selecionada. Dependendo de quão bem uma saída de FEA e a função selecionada se correlacionam entre si, os parâmetros relevantes da lente podem ser ajustados para alcançar um melhor encaixe na próxima iteração. Observando quão bem a deformação simulada da membrana 8, como calculado por FEA, se aproxima da forma de superfície desejada como descrito pela função de polinômio de Zernike selecionada, o perito na técnica ode observar o quanto os parâmetros do anel de suporte escolhido 2, 10 trabalham. É possível determinar que regiões dos anéis de suporte 2, 10 precisam ser ajustadas (ou quais outros parâmetros devem ser ajustados) para aprimorar a correlação de uma saída de FEA e a função selecionada que se aproxima da forma predefinida.

[000163] O processo iterativo descrito acima é realizado por um número de diferentes potências de lente, de forma que uma lente a qual a potência varia continuamente com a deformação dos anéis de suporte 2, 10 (e a força F aplicada no ponto de atuação ®) pode ser projetada. Os anéis de suporte 2, 10 são projetados para dobrar de maneira variável pela deflexão no eixo z em torno do seu grau e com relação ao ajuste na potência de lente necessária. A variação na largura dos anéis de suporte 2, 10 no plano x - y, perpendicular ao eixo z da unidade 1, em torno do seu grau também pode ser ajustado para diferentes formas de lente, levando em conta as localizações dos pontos de articulação ®1, ®2 e ponto de atuação ® com relação ao centro óptico desejado OC.

[000164] Uma vez que a forma da membrana 8 foi calculada por FEA como descrito acima, as propriedades ópticas da membrana 8 como uma superfície de lente óptica podem ser determinadas através de software de traço de raio óptico adequado (por exemplo, Software óptico Zemax™ disponível a partir de Radiant Zemax, LLC de Redmond, Washington) usando a forma de membrana calculada.

[000165] Como o perfil dos anéis de suporte da membrana 2, 10 quando atuado deve se conformar para o perfil da borda da membrana 8 na forma predefinida, os pontos de articulação ®1, ®2 onde os anéis de suporte 2, 10 são mantidos estacionários são selecionados para corresponder com pontos onde os anéis 2, 10 não são deslocados com relação ao plano de referência D através da atuação da unidade 1. De maneira a evitar a distorção da forma da membrana na atuação, os pontos de articulação ® 1, ® 2 idealmente devem ser posicionados em um único contorno circular com relação ao centro óptico OC como mostrado na FIG. 10, mas na prática as posições dos pontos de articulação ®1, ®2 podem fugir levemente do mesmo contorno sem passar por distorção da forma de membrana final. Na presente modalidade existem dois pontos de articulação ®1, ®2, mas em outras modalidades pode existir mais pontos de articulação, provido que eles são todos posicionados ou próximos do mesmo contorno com relação ao centro óptico. Em mais uma alternativa, pode existir nos pontos de articulação, providos existem pelo menos três pontos de atuação como foi mencionado abaixo.

[000166] Similarmente, o ponto de atuação ® onde os anéis 2, 10 são deslocados de maneira ativa no eixo z pelo dispositivo de atuação para causar a compressão da cavidade 22 são escolhidos de forma que o deslocamento atual dos anéis 2, 10 no ponto de atuação ® em cada posição entre as posições não atuada e completamente atuada é igual ou substancialmente igual ao deslocamento dos anéis 2, 10 no ponto de atuação ® que é necessário para a borda da membrana 8 para ter o mesmo perfil que a borda da membrana 8 na forma predefinida. Na presente modalidade, apenas um ponto de atuação ® é provido, mas em algumas modalidades pode existir uma pluralidade de pontos de atuação, dependendo da complexidade do perfil da borda da membrana que é necessário para alcançar a forma predefinida desejada.

[000167] Regras de projeto para a posição dos pontos de controle — isto é, os pontos de atuação e pontos de articulação - onde força é aplicada aos anéis 2, 10 são divulgados no pedido copendente no. PCT/GB2012/051426, os conteúdos dos quais são incorporados aqui por referência. Em geral, no entanto, deve haver pelo menos três pontos de controle para definir o plano da membrana 8, e adicionalmente deve haver um ponto de controle em cada ponto ou próximo de cada ponto nos anéis 2, 10 onde o perfil dos anéis 2, 10 que é necessário para produzir a forma predefinida através da deformação da membrana 8 exibe um ponto de virada na direção da força F aplicada no ponto de controle entre dois adjacentes pontos onde o perfil do anel exibe um ponto de inflexão ou um ponto de virada na direção oposta.

[000168] Na presente modalidade, o um lado curto 7 dos anéis 2, 10 substancialmente segue um dos contornos circulares da membrana 8. E assim dificilmente precisa dobrar ao longo do seu comprimento, se o fizer. De fato, na presente modalidade, a nervura de enrijecimento 3a serve para enrijecer o um lado curto 7 dos anéis de suporte 2, 10, de forma que o ponto de atuação ® pode ser posicionado substancialmente onde for conveniente ao longo do um lado curto 7 com uma quantidade de distorção aceitavelmente pequena da forma da membrana 8 quando atuado.

[000169] Como descrito acima, os anéis de suporte de membrana 2, 10 devem dobrar no eixo z através de atuação da unidade de lente 1. Os anéis de suporte 2, 10 são suficientemente flexíveis para permitir tal dobramento em resposta à tensão de superfície de incremento na membrana 8 quando a unidade é atuada, mas bem como para o dobramento desejado de uma maneira predeterminada para controlar a forma da membrana 8 através de atuação, os anéis de suporte flexíveis 2, 10 também são vulneráveis ao dobramento descontrolado, que deve ser evitado de maneira a manter a fidelidade da forma da membrana. Em particular, enquanto os anéis de suporte são configurados para dobrar com relação ao plano de referência D na atuação, também são confiáveis de dobramento no plano dentro do plano de referência, mesmo quando a unidade não é atuada. Este dobramento no plano é controlada de acordo com a presente invenção.

[000170] Como descrito acima, a membrana 8 da presente modalidade é pré-tencionada os anéis de suporte 2, 10 no estado não atuado para uma deformação de até cerca de 5% para reduzir ou eliminar flacidez ou enrugamento da membrana. Em algumas modalidades uma pré-tensão ainda maior pode ser usada se for necessário, por exemplo, até 10% ou ainda 15% ou 20%. Esta pré-tensão atua nos anéis de suporte 2, 10 e, sem suporte, os anéis podem ser susceptíveis ao dobramento descontrolado no plano. Adicionalmente, através da atuação da unidade 1, a pressão do fluido 11 dentro da cavidade 22 muda, fazendo com que a membrana 8 se distenda. A tensão de superfície na membrana 8 assim aumenta, e tensão adicional é aplicada aos anéis de suporte 2, 10, aumentando o risco de distorção indesejada na forma desejada dos anéis de suporte 2, 10.

[000171] Na unidade de lente da primeira modalidade descrita aqui, o disco transparente 24 serve para suportar a subunidade de membrana. Através da atuação da unidade 1, o disco de suporte 24 é suficientemente flexível para dobrar com os anéis de suporte de membrana 2, 10 no eixo z com relação ao plano de referência D, mas serve para reforçar os anéis 2, 10 contra dobramento indesejado no plano nos eixos x ou y. O disco 24 serve para enrijecer os anéis de suporte 2, 10 no plano x - y, mas não aumenta significativamente a rigidez fora do plano dos anéis no eixo z, permitindo desta forma que os anéis sejam defletidos no eixo z com relação ao plano de referência para adotar o perfil desejado que é necessário para produzir a forma predefinida da membrana 8 através de atuação. Enrijecendo os anéis de suporte 2, 10 no plano x - y, os anéis 2, 10 são reforçados contra o dobramento ou outra deformação no plano x - y sob a influência da tensão de superfície na membrana 8 que atua nos anéis quando não atuado e atuado.

[000172] Na presente modalidade o disco de suporte 24 é feito a partir de policarbonato, mas em outras modalidades o diafragma adequadamente pode ser feito a partir de um material de fibra tendo rigidez adequada no plano x - y, mas pouca rigidez na direção z devido à orientação das fibras.

[000173] O disco 24 da presente modalidade possui uma rigidez no plano substancialmente uniforme, mas em algumas modalidades um diafragma pode ser usada que é mais rígida na direção N-S do que na direção E-W, e esta rigidez direcional podem ser usados para compensar adicionalmente para a deformação diferencial na membrana 8 quando atuado.

[000174] De maneira a alcançar deformação satisfatória da membrana 8, é desejável manter a tensão de superfície substancialmente uniforme dentro da membrana 8. Para aplicações ópticas, tais como a unidade de lente 1 da presente modalidade, este é um fator para garantir a boa qualidade óptica da lente. No caso de uma unidade em que a membrana é maior em uma dimensão no plano x - y do que é na outra dimensão, por exemplo, como no caso da unidade de lente em geral retangular I da presente modalidade, os anéis de suporte 2, 10 são comumente necessários para dobrar mais ao longo do eixo maior do que eles são ao longo do eixo mais curto de maneira a produzir a forma de membrana desejada através de atuação. Na presente modalidade, os anéis de suporte 2, 10 são defletidos no eixo z mais ao longo do eixo E-W através de atuação, como mostrado na FIG. 9, do que eles são ao longo do eixo N-S. Este dobramento diferencial dos anéis de suporte 2, 10 pode introduzir um menor grau de anisotropia para a tensão de superfície dentro da membrana 8, como a membrana 8 é tencionada mais na direção E- W do que é na direção N-S. No entanto, o disco de suporte 24 dobra na direção z predominantemente ao longo de um eixo - a direção E-W - e isto tende a aumentar a rigidez fora do plano dos anéis de suporte 2, 10 ao longo do outro eixo N-S. O dobramento dos anéis de suporte 2, 10 ao longo da direção E-W possui o efeito de trazer os lados curtos 7, 9 dos anéis de suporte 2, 10 mais próximo junto, enquanto enrijece os anéis de suporte 2, 10 contra dobramento similar para dentro na direção N-S, que possui o efeito de atenuar a deformação na membrana 8 na direção E-W enquanto mantém a deformação na membrana 8 na direção N-S, tendendo desta forma a reequilibrar a tensão de superfícies na membrana 8 na direção E-W e na direção N-S. Este é um pequeno efeito no entanto, especialmente já que a deformação de pré-tensão é significativamente maior do que a deformação de atuação de incremento, e em algumas modalidades pode ser mais desejável para manter rigidez fora do plano uniforme do disco de suporte na direção E- W e na direção N-S.

[000175] A parte cheia com fluido conformada em disco 12, com sua parede lateral flexível 18, e a subunidade de membrana 2, 8, 10 formam um envelope semelhante à almofada resiliente. Através da compressão da cavidade 22 por meio de o dispositivo de atuação, a pressão do fluido 11 dentro da cavidade 22 é aumentada de maneira progressiva com relação à pressão ambiente, fazendo com que a membrana elástica 8 se distenda. Similarmente, em outras modalidades a cavidade 22 pode ser expandida fazendo com que a pressão do fluido diminua com relação à pressão ambiente. Através da liberação da força aplicada pelo dispositivo de atuação no ponto de atuação ® a unidade reverte automaticamente de maneira resiliente para o seu estado não atuado.

[000176] A FIG. 13B mostra uma primeira variante do disco de suporte 124 que pode ser substituído para o disco de suporte 24 descrito acima na unidade de lente 1 da primeira modalidade da presente invenção. A primeira variante de disco de suporte 124 possui a mesma forma de contorno que o disco de suporte 24, de forma que pode substituir o disco de suporte 24 dentro do vazio interior da unidade 1 que é definida pelo anel de retenção 6 e as placas de cobertura frontal e traseira 4, 16. A primeira variante de disco de suporte 124 compreende uma aba em protrusão 126 para o engate com o dispositivo de atuação da maneira descrita acima. No entanto, em vez de duas menores aberturas 32a, 32b, a primeira variante de disco de suporte 124 compreende quatro grandes aberturas 132a, 132b, 132c, 132d, cada uma das quais possui uma forma similar a aquela de um arbelos ("faca de sapateiro"), com uma porção de corte em geral triangular T adjacente à borda do disco de suporte 124, e uma porção de haste alongada S que se estende em geral para o centro do disco 124. Como pode ser observado a partir da FIG. 13B, cada abertura 132a, 132b, 132c, 132d é posicionada em geral em direção ao respectivo canto do disco de suporte 124 entre um respectivo dos lados longos 3, 5 e um adjacente lado curto 7, 9. O padrão global das aberturas 132a, 132b, 132c, 132d é tal que a primeira variante de disco de suporte 124 possui uma forma em geral de “trevo”.

[000177] A primeira variante de disco de suporte 124 pode ser feita a partir dos mesmos materiais e possuem a mesma espessura que o disco de suporte 24 mostrada na FIG. 13 A, mas o efeito das maiores aberturas 132a, 132b, 132c, 132d na configuração descrita acima é para "desacoplar" o dobramento da primeira variante de disco de suporte 124 ao longo dos eixos x e y, de forma que diferentemente do disco de suporte 24 descrito acima, dobramento fora do plano da primeira variante de disco de suporte 124 ao longo da direção E-W não afeta significativamente a rigidez de dobramento do disco de suporte 124 ao longo da direção N-W. Em algumas modalidades, isto pode ser desejável de maneira a garantir que o disco de suporte permanece capaz de dobrar livremente fora do plano com os anéis de suporte 2, 10.

[000178] Uma segunda variante do disco de suporte 224 mostrada na FIG. 13C. A segunda variante do disco de suporte 224 também é conformada e dimensionada para ser substituída na unidade de lente 1 da primeira modalidade descrita acima para o disco de suporte 24, e compreende uma aba em protrusão 226. A segunda variante do disco de suporte 224 compreende uma grande abertura central 232, tal que a segunda variante do disco de suporte 224 possui uma forma em geral anular. Na presente modalidade, a segunda variante do disco de suporte 224 possui uma largura substancialmente uniforme ws em torno da sua extensão como mostrado na FIG. 13C. O efeito da grande abertura central 232 na segunda variante do disco de suporte 224 é o mesmo que as quatro grandes aberturas 132a, 132b, 132c, 132d da primeira variante de disco de suporte 124, designadamente para desacoplar o dobramento da segunda variante do disco de suporte 224 na direção E-W e na direção N-S para manter rigidez de dobramento fora do plano substancialmente uniforme da segunda variante do disco de suporte 224 no eixo z durante a atuação da unidade 1.

[000179] A FIG. 14 mostra em seção transversal outra unidade de membrana esquemática 201 de acordo com uma segunda modalidade da invenção, que é encaixada com a segunda variante do disco de suporte 224. A unidade de lente 201 compreende um anel de retenção 206, que é formada em duas partes - partes frontal e traseira 207, 208 - uma placa de cobertura frontal 204 e uma placa de cobertura traseira 216. A construção da unidade da membrana 201 é bastante similar à construção da unidade de lente 1 da primeira modalidade descrita acima, e pode usar materiais similares para correspondentes partes, e ano está descrita em detalhe aqui.

[000180] A placa de cobertura traseira 216 é ligada a uma face traseira da parte traseira 207 do anel de retenção 206. As partes frontal e traseira 207, 208 são ligadas, e a placa de cobertura frontal 204 é ligada à frontal 207 para formar uma unidade de vedação. A unidade é encaixada dentro de uma parte de armação 293 que, junto com a parte frontal 207 do anel de retenção 206, forma um chanfro para a placa de cobertura frontal 204

[000181] As placas de cobertura frontal e traseira 204, 216 e anel de retenção 206 da unidade da membrana 201 define um vazio interior que acomoda uma parte flexível conformada em disco 212 tendo uma parede lateral flexível 218 e uma parede traseira 219. A parede traseira 219 da parte conformada em disco 12 é ligada à face frontal 217 da placa de cobertura traseira 216, e a parede lateral 218 da parte conformada em disco 212 possui um flange de vedação para frente 220 que é ligada a segunda variante do disco de suporte 224. As duas partes do anel de retenção 206 define um rebordo interno 236, e o flange de vedação para frente 220 está espaçado para frente do rebordo 236.

[000182] A segunda variante do disco de suporte 224 é ligada em torno da sua periferia externa à face traseira de uma membrana elástica 208 que forma uma cavidade de vedação 222 com a parte conformada em disco 212, a cavidade 222 que é cheia com fluido 211. A face frontal da membrana 208 é ligada a um suporte de anel de membrana dobrável 202. A unidade da membrana 201 da segunda modalidade possui apenas um único suporte do anel de membrana 202, com a face traseira da membrana 208 sendo ligada diretamente à segunda variante disco de suporte 224 como descrito acima. Em algumas modalidades (não mostrado), o disco 224 pode ser espaçado da membrana por meio de um anel espaçador adequado para permitir fluido para interpor entre o disco 224 e a membrana 208 substancialmente por toda a sua extensão, desta forma para evitar "descascamento" da membrana do disco 224. No entanto, será percebido que a segunda modalidade igualmente pode compreender anéis frontal e traseiro de suporte de uma maneira similar à unidade de lente 1 da primeira modalidade. A membrana 208 é pré-tencionada um anel de suporte de membrana 202 como descrito acima.

[000183] De maneira a atuar a unidade da membrana 201 da segunda modalidade, a parte conformada em disco 212 é comprimida usando um dispositivo de atuação adequado (não mostrado) de maneira a reduzir o volume da cavidade 222, desta forma aumentando a pressão do fluido 211 dentro da cavidade e fazendo com que a membrana 208 se distenda para frente como descrito acima com relação à primeira modalidade. O dispositivo de atuação é arranjado para aplicar uma força a um anel de suporte de membrana 202 e disco de suporte 224 (através da aba 226) como descrito em relação à primeira modalidade. O anel de suporte 202 é articulado ao anel de retenção 206 em uma ou mais localizações onde o anel não é deslocado fora do plano através de atuação. O ponto de atuação e pontos de articulação foram omitidos a partir da FIG. 14 para clareza.

[000184] Apesar de FIG. 14 não ser desenhada em escala, a largura ws da segunda variante disco de suporte 224 pode variar a partir de cerca de 2 a 10 vezes a largura do anel de suporte da membrana 202 de maneira a prover reforço suficiente do anel de suporte da membrana 202 contra a distorção no plano a partir da tensão de superfície na membrana 208. Será percebido que a razão precisa de largura do anel de suporte 202 para a largura ws do disco de suporte 224 pode variar em torno do anel de suporte 202 devido à variação na largura do anel de suporte 202 para prover a variação predeterminada no dobramento fora do plano através de atuação.

[000185] O disco de suporte 24 da unidade de lente 1, e a primeira e a segunda variantes do disco de suporte 124, 224, reforçar um anel de suporte de membrana ou anéis 2, 10; 202 contra a deformação no plano, enquanto permite o dobramento fora do plano dos anéis da maneira predeterminada para alcançar a forma predefinida da membrana 8, 208. Em algumas modalidades, no entanto, a subunidade de membrana pode sofrer de um problema adicional de curvatura. Devido à tensão de superfície na membrana, algumas configurações da membrana e do anel de suporte podem exibir um grau de instabilidade, exibindo uma tendência de curvar fora do plano para formar uma forma de paraboloide hiperbólica, apesar de a rigidez no plano adicional proporcionada pelo disco de suporte. Este problema pode ser particularmente aparente quando a membrana é planar, por exemplo, no estado não atuado, onde qualquer desvio de achatado libera parte da tensão de superfície e portanto é favorecido. No entanto, o curvamento também pode ocorrer quando a unidade é atuada, por exemplo, nas modalidades onde a membrana possui uma forma planar quando atuado, apesar de o efeito tender a diminuir enquanto a membrana é distendida de maneira progressiva. Enquanto o curvamento deste tipo pode não ser um problema, ou pelo menos um problema significativo, em algumas modalidades da invenção, em outras modalidades o disco de suporte pode ser adaptado para prover um grau de estabilidade contra tal curvamento como descrito abaixo.

[000186] Assim, as FIGS. 13D e 13E mostram uma terceira variante do disco de suporte 324 que pode ser substituído para o disco de suporte 24 na unidade da membrana 1 da primeira modalidade ou a segunda variante do disco de suporte 224 na unidade da membrana 201 da segunda modalidade, terceira variante do disco de suporte 324 que é similar à segunda variante do disco de suporte 224, com a adição de um flange transversal em protrusão para trás 330 que se estende pelo disco de suporte 324 a partir de um lado longo 3 para um outro lado longo 5. Na presente modalidade, o flange 330 é formado integralmente com o disco de suporte 324, mas em outras modalidades pode ser feito de maneira separada e ligado à face traseira do disco de suporte 324 antes de a unidade da unidade da membrana. O flange 330 se estende para trás do disco de suporte 324 e termina em uma face traseira 332. O flange 330 é conformada e dimensionada para engatar com uma parte imóvel da unidade da membrana 1; 201 para estabilizar a subunidade de membrana contra o curvamento do tipo descrito acima. Em particular, na presente modalidade, a face traseira 332 do flange 330 pode engatar com a parede traseira 19; 219 da parte conformada em disco 12; 212. Nas modalidades onde a parede traseira da parte conformada em disco 12; 212 é omitido, e a parede lateral da parte conformada em disco é ligada diretamente à placa de cobertura traseira 16; 216, a face traseira 332 do flange 330 pode engatar diretamente na superfície frontal 17 da placa de cobertura traseira 16; 216.

[000187] O flange 330 é unido ao disco de suporte 324 nos lados longos 3, 5 da unidade em posições onde a subunidade de membrana não está deslocada, ou significativamente deslocada, fora do plano através de atuação.

[000188] Uma quarta variante de disco de suporte 424 é mostrada nas FIGS. 13F e 13G. A quarta variante de disco de suporte 424 é similar à terceira variante do disco de suporte 324, exceto que em vez de um único substancialmente linear 330, a quarta variante de disco de suporte 424 inclui dois flanges arqueados separados 430a e 430b, cada uma das quais depende de um respectivo lado longo 3, 5 do disco de suporte 424 e termina em uma face traseira 432. Nesta modalidade, os flanges 430a, 430b são curvados no plano x - y e substancialmente seguem um contorno onde um anel de suporte de membrana 2, 10; 210 não é deslocado fora do plano através de atuação - ver as linhas de contorno ilustradas na FIG. 9.

[000189] Na primeira e na segunda modalidades da invenção descritas aqui, um anel de suporte de membrana ou anéis 2, 10; 210 são enrijecidos contra o dobramento no plano ou a distorção por meio de um disco de suporte 24; 124; 224; 324; 424. No entanto, outras modalidades da invenção compreendem alternativas de controladores de dobramento no plano. Por exemplo, em algumas modalidades, o diafragma de reforço pode compreender uma lâmina reticulada ou uma malha ou semelhantes, que é unida ao anel de suporte ou anéis 2, 10; 202 substancialmente em torno de toda a sua extensão de maneira a prover a rigidez desejada no plano. O diafragma pode ser conectada com os anéis 2, 10; 202 substancialmente continuamente ou em localizações espaçadas em torno da sua periferia provido que a carga é distribuída de maneira uniforme sem originar qualquer distorção local significativa dos anéis ou da membrana 8; 208.

[000190] A FIG. 15 mostra um suporte do anel traseiro de membrana 510 de acordo com uma terceira modalidade da invenção. Um anel de suporte de membrana 510 possui uma forma similar ao suporte do anel traseiro de membrana 10 da unidade de lente 1 da primeira modalidade como mostrado, por exemplo, na FIG. 9, e o anel traseiro 510 da terceira modalidade pode ser usado na unidade de lente 1 no lugar do anel 10 e disco de suporte 24 descritos acima. O anel de suporte traseiro 510 da terceira modalidade é laminado para um anel de suporte frontal (não mostrado) do tipo usado na primeira modalidade, com uma membrana (também não mostrada) sanduichada entre elas.

[000191] O suporte do anel traseiro de membrana 510 da terceira modalidade é equipado com uma pluralidade de escoras inelásticas 524 ligadas ao anel 510 em torno da sua extensão. Cada escora 524 se estende pelo anel de suporte 510 a partir de um lado para o outro. Dois conjuntos de escoras são providos: um conjuntos se estende de maneira vertical pelo anel de suporte 510 a partir de um lado longo da unidade 3 para um outro lado longo 5, enquanto o outro conjunto se estende de maneira horizontal pelo anel de suporte 510 a partir de um lado curto 7 para um outro lado curto 9. Cada escora 524 é ligada ou de outra forma fixamente presa em cada extremidade ao anel de suporte 510, mas as escoras separadas 524 não estão conectadas entre si, de forma que através de atuação, as escoras 524 podem deslizar uma sobre a outra como for necessário. As escoras 524 servem para enrijecer um anel de suporte de membrana 510 no plano x - y sem afetar significativamente sua rigidez fora do plano no eixo z.

[000192] Para aplicações ópticas, as escoras inelásticas devem ser transparentes e preferivelmente feitas de um material do mesmo índice de refração as o fluido dentro da unidade, a membrana e a placa de cobertura traseira, então elas são invisíveis para o usuário.

[000193] O disco de suportes 24; 124; 224; 324; 424 e escoras 524 aqui a seguir descritos podem cada um resistir ao dobramento dos anéis de suporte da membrana 2, 10; 202 no plano x - y, enquanto permite que dobramento fora do plano dos anéis de suporte; mas em algumas modalidades, pode ser desejável permitem um grau de controlado no plano "dado" num anel de suporte de membrana ou anéis. Um número de fatores limitantes afeta o projeto da unidade da membrana, incluindo a pré-tensão na membrana, a deformação de atuação e a resistência da junção entre os anéis de suporte de membrana e a membrana. Em algumas modalidades, um anel controlador de dobramento pode ser usado para controlar a resposta dos anéis de suporte para aumentar a tensão de superfície na membrana para permitir que os anéis de suporte dobre em um grau controlado no plano x - y através de atuação, desta forma para proporcionar um maior grau de curvatura da membrana 8 para uma dada deformação de atuação. Será percebido que tal arranjo pode ser vantajoso em unidades com circular membranas, bem como unidades tal como a presente modalidade, com uma membrana não circular.

[000194] As FIGS. 16, 17A e 17B assim mostram parte de outra unidade de membrana 601 de acordo com uma quarta modalidade da invenção que inclui tais controladores de dobramento de anel que permitem um grau de deslocamento no plano dos anéis de suporte da membrana através de atuação. Como mais bem observado na FIG. 17 A, a unidade 601 da quarta modalidade possui uma subunidade de membrana compreendendo anéis frontal e traseiro de suporte de membrana 602, 610 que sanduicham uma membrana 608 entre elas. A membrana 608 é pré-tencionada os anéis 602, 610 para evitar a flacidez, enrugamento etc. O suporte do anel traseiro de membrana 610 é ligado de maneira circunferencial a um flange de vedação para frente 620 de uma parte conformada em disco 612 tendo uma parede traseira 619 e a para frente se estendendo, parede lateral flexível 618. A parede traseira 619 da parte conformada em disco 612 pode ser rígida ou substancialmente rígida, ou pode ser flexível e suportada por uma placa de cobertura traseira rígida (não mostrada). A construção básica da unidade da membrana 601 é similar à construção das unidades 1; 201 da primeira e da segunda modalidades descritas acima, e não é descrita em maior detalhe aqui. Como na primeira e na segunda modalidades, a parte conformada em disco 612 e a membrana 608 formam uma cavidade de vedação 622 que é cheia com fluido 611.

[000195] A operação da unidade da membrana 601 da quarta modalidade da invenção é similar à maneira de operação das unidades de membrana 1; 201 da primeira e da segunda modalidades, exceto a unidade da membrana 601 da quarta modalidade é atuada por expansão em vez de compressão. A FIG. 17A mostra a unidade da membrana 601 no seu estado não atuado com a membrana 608 planar; a parede lateral 618 da parte conformada em disco é parcialmente colapsada. Através de atuação, a parede lateral flexível 618 é expandida e endireitada para aumentar o volume da cavidade 622. Isto pode ser alcançada através da aplicação de uma força aos anéis de suporte de membrana 602, 610 na direção das setas na FIG. 17B enquanto segura a parede traseira 619 em uma posição fixa. Isto possui o efeito de reduzir a pressão do fluido 611 dentro da cavidade 622, causando a membrana 608 para distender de maneira côncava para dentro (para trás).

[000196] De maneira a alcançar a forma predefinida da membrana 608 quando atuado, os anéis de suporte de membrana 602, 610 são dobráveis, e possuem uma rigidez de dobramento que varia em torno do seu grau como descrito acima. No entanto, a natureza dobrável dos anéis de suporte 602, 610 quer dizer que eles são vulneráveis ao dobramento descontrolado no plano também como foi descrito acima.

[000197] De maneira apropriada, na presente quarta modalidade da invenção, a subunidade de membrana é conectada com uma pluralidade de alavancas rígidas de controle de dobramento inelástico 624. A FIG. 16, que é uma elevação frontal da unidade 601, mostra quatro alavancas de controle de dobramento 624, mas estas são para propósitos de ilustração apenas, e na prática como muitas alavancas de controle de dobramento 624 podem ser usadas como são necessárias de maneira adequada para controlar o dobramento no plano dos anéis de suporte 602, 610 em torno do seu grau.

[000198] Cada alavanca de controle de dobramento 624 é articulada em uma extremidade para o suporte do anel traseiro de membrana 610, ou alternativamente para a membrana 608 em si justaposta ao anel de suporte 610, e é articulada em sua outra extremidade para a parede traseira 619 da parte conformada em disco 612. Cada alavanca de controle de dobramento 624 está configurada e arranjada tal que se subtende um ângulo agudo com o plano da membrana 608 quando não atuado (a referência planar como descrita acima com referência à primeira modalidade). Adequadamente, cada alavanca de controle de dobramento 624 subtende um ângulo de menos do que 45° ao plano de referência, mesmo quando completamente atuado. Deste modo, as alavancas de controle de dobramento 624 servem para controlar o dobramento no plano ou outra deformação dos anéis de suporte da membrana 602, 610 sem afetar significativamente o deslocamento fora do plano dos anéis 602, 610.

[000199] Será entendido que como as alavancas de controle de dobramento 624 são rígidas, a extremidade de cada alavanca 624 onde ela é conectada com a subunidade de membrana segue uma trajetória através de atuação que é um arco de um círculo. Deste modo, através de atuação, os anéis de suporte de membrana 602, 610 são feitos se deslocar ou são permitidos de ser deslocados para dentro no plano x - y através de atuação, modulando desta forma a deformação aplicada à membrana 608.

[000200] Em uma variante da quarta modalidade, a unidade 601 pode ser configurado tal que a membrana é côncava quando não atuado como mostrado na FIG. 17B e a unidade pode ser comprimida para alcançar a atuação, com a membrana adotando uma forma planar como mostrada na FIG. 17 A quando atuada. Nesta variante, o plano da membrana quando atuado pode ser usado para definir uma referência conveniente para medir o deslocamento dos anéis de suporte da membrana.

[000201] De acordo com uma quinta modalidade da invenção, as FIGS. 18A e 18B mostram parte de uma variante adicional da unidade da membrana 601 das FIGS. 16, 17A, 17B em que uma pluralidade de alavancas de controle de dobramento 724 são conectadas entre a subunidade de membrana, particularmente um suporte do anel de membrana frontal 702, e a face traseira de uma placa de cobertura frontal 706. A unidade da quinta modalidade é arranjada tal que a cavidade do fluido (não mostrada) é comprimida para alcançar a atuação, e a conexão das alavancas de controle de dobramento 724 com a placa de cobertura frontal 706 deixa claro a necessidade de uma placa de cobertura traseira que pode ser vantajosa em algumas aplicações, especialmente para economizar espaço. Por exemplo, em aplicações em lente, pode ser desejável omitir uma lente traseira de maneira a fazer a unidade global tão fina quanto for possível. A unidade da quinta modalidade opera de uma maneira similar a aquela da quarta modalidade pelo fato de que as alavancas de controle de dobramento 724 subtendem um ângulo agudo ao plano de referência da membrana 708 e assim não possuem efeito significativo no dobramento fora do plano dos anéis de suporte da membrana 702, 710, enquanto controlam o deslocamento no plano dos anéis 702, 710 para causar ou permitir um pequeno grau de deslocamento controlado no plano através de atuação.

[000202] De acordo com a presente invenção, um ou mais controladores de dobramento são providos para resistir ou controlar deslocamento no plano de suporte do anel de membrana ou anéis. Os controladores de dobramento resistem à deformação no plano do anel ou anéis devido à pré-tensão na membrana, pelo menos quando a unidade não é atuada. Através de atuação, quando a tensão de superfície na membrana é aumentada incrementalmente, os um ou mais controladores de dobramento podem continuar a resistir ao deslocamento no plano do anel de suporte da membrana ou anéis, ou podem permitir um grau controlado do deslocamento no plano como descrito acima em relação à quarta e à quinta modalidades da invenção. Na primeira e na segunda modalidades da invenção, um diafragma de reforço, ou disco de suporte 24; 224 é provido para controlar o dobramento do anel de suporte da membrana ou anéis, e na terceira modalidade da invenção, os controladores de dobramento compreendem uma pluralidade de escoras 524 que se estendem nos anéis de suporte de membrana. Na quarta e na quinta modalidades da invenção, alavancas de controle de dobramento 624; 724 são providos para permitir um grau de deslocamento controlado do anel de suporte da membrana ou anéis no plano x - y. Vários outros tipos de controladores de dobramento estão dentro do escopo da presente invenção como descrito em maior detalhe abaixo.

[000203] Assim, as FIGS. 19, 20A e 20B mostram uma unidade de membrana 801 de acordo com uma sexta modalidade da invenção em que os controladores de dobramento compreendem uma pluralidade de ligações de duas barras 824 que são dispostas de maneira circunferencial em torno da periferia de uma subunidade de membrana. com referência à FIG. 19, a unidade da membrana 801 compreende uma estrutura de suporte imóvel, que é ilustrada de maneira esquemática em 806. Em algumas modalidades, a estrutura de suporte 806 pode compreender um alojamento, invólucro, anel de retenção ou semelhantes que aloja e suporta as partes móveis da unidade da membrana 801. Dentro da estrutura de suporte 806, a unidade 801 compreende uma subunidade de membrana compreendendo anéis de suporte de membrana dobrável frontal e traseiro 802, 810, que sanduicham uma membrana 808 entre elas. Cada suporte do anel de membrana 802, 810 é provido com uma aba em protrusão 826 do tipo descrito acima em relação à primeira modalidade para a anexação a um dispositivo de atuação adequado (não mostrado). A subunidade de membrana é suportada em e ligada a um flange de vedação para frente 820 de uma parte conformada em disco 812 tendo uma parede lateral flexível 818 e uma parede traseira 819 que é montada em uma placa de cobertura traseira rígida 816. A dita placa de cobertura traseira rígida 816 pode formar parte da estrutura imóvel 806. A subunidade de membrana e a parte conformada em disco 812 formam um envelope de vedação 822 que é cheio com fluido 811.

[000204] No estado não atuado como mostrado na FIG. 20 A, a membrana 808 é plana, mas através de atuação a parede lateral 818 da parte conformada em disco 812 é comprimido para reduzir o volume do envelope 822, desta forma causando a membrana 808 para inflar e distender para frente, como mostrado na FIG. 20B. A construção e a operação da unidade da sexta modalidade é similar na maioria dos aspectos com a construção e a operação da quarta modalidade - exceto que ela trabalha por compressão em vez de expansão - e estes não são descritos em maior detalhe aqui, mas controle de dobramento no plano dos anéis de suporte da membrana 802, 810 é provido pelas ligações de duas barras 824 em vez das alavancas de controle de dobramento 624 da quarta modalidade.

[000205] Cada ligação de duas barras 824 compreende duas alavancas: uma alavanca 825 é articulada em uma extremidade com a placa de cobertura traseira 816 ou outra parte da estrutura de suporte imóvel 806, e é conectada de maneira deslizante em sua outra extremidade para a subunidade de membrana, enquanto a outra alavanca 826 é articulado em uma extremidade à subunidade de membrana e é conectada de maneira deslizante em sua outra extremidade com a placa de cobertura traseira 816 ou outra parte da estrutura de suporte imóvel 806. As ligações de duas barras 824 são arranjadas para permitir o deslocamento dos anéis de suporte da membrana 802, 810 no eixo de dobramento primário para permitir a compressão do envelope 622 e para permitir o dobramento dos anéis 802, 810 para controlar o perfil da borda da membrana como descrito acima, mas as ligações de duas barras 124 evitar o movimento no plano dos anéis 802, 810.

[000206] Na sexta modalidade mostrada nas FIGS. 1, 20A e 20B, as ligações de duas barras 824 são dispostos fora dos anéis de suporte de membrana 802, 810 de uma maneira “fora de bordo”. Um arranjo alternativo de acordo com uma sétima modalidade da invenção é mostrada na FIG. 21 onde uma pluralidade de ligações de duas barras 924 estão posicionados dentro de um fluido 911 dentro de um envelope 922, "a bordo" dos anéis de suporte da membrana 902, 910. Além das ligações de duas barras a bordo 924, a construção e a operação da sétima modalidade da FIG. 21 é similar à construção e a operação da segunda modalidade descrita acima com referência à FIG. 14. Como com as escoras de controle de dobramento 524 e alavancas 624; 724 da terceira, quarta e quinta modalidades da invenção descritas acima, as ligações de duas barras 924 dispostas dentro do envelope 922 da sétima modalidade deve ser correspondida com índice com o fluido 911 para aplicações ópticas.

[000207] As ligações de duas barras 824; 924 da sexta e da sétima modalidades da invenção são configurados para permitir a deflexão fora do plano da subunidade de membrana, mas para resistir dobramento no plano dos anéis de suporte da membrana 802, 810; 902, 910. As FIGS. 22A, 22B e 23 ilustram duas modalidades da invenção compreendendo ligações de quatro barras 1024; 1124 que são similarmente espaçadas de maneira circunferencial em torno de uma subunidade de membrana, mas são configuradas e arranjadas para permitir a deflexão fora do plano pelo dobramento da subunidade de membrana bem como deslocamento controlado no plano de uma maneira análoga às alavancas de controle de dobramento 624; 724 da quarta e da quinta modalidades descritas acima.

[000208] Assim, as FIGS. 22A e 22B mostram de maneira esquemática uma unidade de membrana 1001 de acordo com uma oitava modalidade da presente invenção, respectivamente em um estado não atuado e um estado atuado. A unidade da membrana 1001 da oitava modalidade compreende anéis de suporte de membrana frontal e traseiro 1002, 1010 respectivamente, que sanduicham uma membrana pré-tensionada 1008 entre elas. A subunidade é ligada de maneira circunferencial para um flange que faceia para frente 1020 de uma parte conformada em disco 1012 tendo uma parede lateral flexível 1018 e uma parede traseira 1019 que é suportada de maneira estável em uma placa de cobertura traseira 1016. A parte conformada em disco 1012 e a membrana 1008 define uma cavidade cheia com fluido 1022 que é cheia com um fluido adequado 1011 tal como óleo de silicone do tipo descrito acima. No estado não atuado é mostrada na FIG. 22A a membrana 1008 é plana. De maneira a atuar a unidade 1001, um dispositivo de atuação adequado (não mostrado) é usada para deslocar os anéis 1002, 1010 em pontos de controle apropriados como descrito acima para comprimir a cavidade 1022 e aumentar a pressão do fluido 1011 no mesmo, desta forma causando a membrana 1008 para inflar e distender para frente como mostrado na FIG. 22B. Como descrito acima, os anéis 1002, 1010 possuem uma rigidez de dobramento variável em torno do seu grau para controlar a forma da borda da membrana 1008 para produzir uma forma predefinida quando a membrana é atuado.

[000209] Cada ligação de quatro barras 1024 compreende uma primeira alavanca 1025 que é articulada em uma extremidade para o suporte do anel traseiro de membrana 1010 (ou alternativamente diretamente com a membrana 1008 justapostos os anéis 1002, 1010) e duas outras alavancas 1026, 1027 em que cada uma é articulada em uma extremidade com a primeira alavanca 1025 e em outra extremidade em localizações espaçadas na parede traseira 1019 da parte conformada em disco 1012 para formar uma ligação de quatro barras que permite o deslocamento fora do plano e o dobramento dos anéis 1002, 1010 no eixo de dobramento primário, e também permite o deslocamento controlado no plano dos anéis 1002, 1010 através da atuação da unidade. Deste modo, as ligações de quatro barras 1024 podem ser usadas para ajustar a deformação aplicada à membrana 1008 quando a unidade 1001 é atuada. As ligações de quatro barras 1024 são dispostas "a bordo" dos anéis de suporte da membrana 1002, 1010, dentro do fluido 1011. A unidade da membrana 1001 da oitava modalidade é adequada para o uso em uma unidade de lente, caso em que, em comum com outras modalidades descritas acima, a membrana 1008, fluido 1011 e placa de cobertura traseira 1016 deve ser adequadamente transparente e preferivelmente correspondido em índice. Similarmente, para tais aplicações ópticas, as ligações de quatro barras 1024 devem ser correspondidas em índice com o fluido 1011, de forma que elas são invisíveis para o usuário.

[000210] A FIG. 23 mostra uma unidade de membrana 1101 de acordo com uma nona modalidade da invenção que é similar à unidade da membrana 1001 da oitava modalidade descrita nos parágrafos anteriores, exceto que a unidade da membrana 1101 da nona modalidade compreende ligações de controle de dobramento 1124 que são dispostos fora de bordo dos anéis de suporte da membrana 1102, 11 10. Na FIG. 23, a unidade da membrana 1101 é mostrada em um estado atuado.

[000211] As unidades de membrana 1001; 1101 da oitava e da nona modalidades da invenção respectivamente pode ser usada para aplicações ópticas, tais como unidades de lente, e aplicações não ópticas. Os termos "frontal", "traseiro" etc. são usados para descrever as partes das unidades 1001; 1101 para a clareza e a consistência com as descrições das modalidades anteriores da invenção. Estes termos são apropriados paras unidades de lente, onde eles descrevem as partes no contexto de óculos do tipo mostrada nas FIGS. 1 e 2. Para aplicações (óptica e não óptica) diferentes do que unidades de lente para o artigo para os olhos, as partes descritas como sendo "frontal" ou "traseiro" não precisam necessariamente ser dispostos na ou em direção à frente ou traseira da unidade relevante. Por exemplo, em algumas aplicações, a membrana pode ser disposta faceando para cima, de forma que o “anel de suporte de membrana frontal” na verdade está disposto acima do "anel de suporte da membrana traseira", e termos similares devem ser interpretados de maneira apropriada. De fato, como será aparente a partir da presente especificação, as unidades de membrana da invenção podem ser usadas para uma grande variedade de diferentes aplicações, e mesmo as unidades da primeira até a sétima modalidades descritas acima podem ser adequadamente adaptadas para o uso em outros campos, onde os termos "frontal" e "traseiro" não podem descrever a posição real das respectivas partes em uso, mas apesar disso estes termos são úteis para descrever as relativas relações espaciais das partes dentro das unidades das diferentes modalidades.

[000212] A FIG. 24 mostra de maneira esquemática uma unidade de membrana 1201 de acordo com a décima modalidade da invenção em que os controladores de dobramento de anel compreendem uma pluralidade de molas 1224 que são dispostos de maneira circunferencial em torno da periferia - "fora de bordo" - de um suporte do anel de membrana 1202. Cada mola 1224 é presa fixamente em uma extremidade ao anel de suporte da membrana 1202 e em outra extremidade a um suporte imóvel 1206 que é mostrado apenas de maneira esquemática na FIG. 24. Como descrito acima, o suporte 1206 pode compreender um anel de retenção do tipo descrito em relação às primeira e segunda modalidades, ou um alojamento, invólucro etc. de acordo com a aplicação da unidade da membrana 1201. Uma membrana elástica 1208 é estirada no anel de suporte da membrana 1202 sob pré-tensão.

[000213] A membrana 1208 está em contato com um corpo do fluido (não mostrado) e um ajustador é provido para ajustar a pressão do fluido para fazer com que seletivamente a membrana 1208 infle de uma maneira similar a aquela descrita nas modalidades anteriores. O anel de suporte de membrana 1202 é dobrável, tendo uma rigidez de dobramento que varia em torno da sua extensão para controlar a forma da membrana 1208 através de atuação de acordo com os princípios da presente invenção.

[000214] As molas de controle de dobramento 1224 permitem deslocamento fora do plano do anel de suporte da membrana 1202 por exemplo, para permitir a atuação da unidade 1201 e também para permitir o dobramento do anel 1202 pela deflexão no eixo de dobramento primário para variar o perfil do anel em uso para controlar a forma da membrana. As molas de controle de dobramento 1224 também permitem um grau controlado de dobramento no plano ou a deformação do anel de suporte da membrana 1202 para controlar a deformação na membrana 1208 através de atuação. As molas 1224 deve ter um módulo que é selecionado para resistir ao deslocamento no plano do anel de suporte da membrana 1202 no estado não atuado sob a pré- tensão na membrana 1208 sozinha, mas podem permitir o deslocamento controlado do anel 1202 sob a tensão aumentada na membrana 1208 quando a unidade é atuada.

[000215] As FIGS. 25 a 27 mostram de maneira esquemática uma unidade de membrana 1301 de acordo com uma décima primeira modalidade da invenção, em que os controladores de dobramento de anel são providos por uma pluralidade de pinos que se estendem para frente 1324 que são espaçadas de maneira circunferencial em torno de um par de anéis de suporte de membrana frontal e traseiro 1302, 1310. Como mais bem observado na FIG. 27, cada pino 1324 é fixamente preso a e se projeta para frente a partir de uma placa de cobertura traseira 1316 e se estende através de uma correspondente abertura 1325 formada nos anéis 1302, 1310 tal que os anéis pode deslizar dos pinos 1324. A construção e a operação da unidade da membrana 1301 da décima primeira modalidade é similar à construção e a operação das unidades 201; 901 da segunda e da sétima modalidades descritas acima exceto em relação a os controladores de dobramento 1324, o que permite deslocamento fora do plano dos anéis de suporte da membrana 1302, 1310 no eixo z para a atuação da unidade 1301 e para controlar o perfil dos anéis 1302, 1310 da maneira aqui a seguir descrita, mas evita o dobramento no plano ou outra deformação dos anéis 1302, 1310.

[000216] Os pinos 1324 podem ser ligados de maneira adesiva à placa de cobertura traseira 1316 ou fixos por outros meios adequados conhecidos dos peritos na técnica. A unidade 1301 compreende uma cavidade cheia com fluido 1322 formada por uma membrana 1308 e uma parte conformada em disco 1312 tendo uma parede lateral flexível 1318, e os pinos são dispostos adjacentes à parede lateral 1318 fora da cavidade, e se estendem através de um flange que faceia para frente 1320 na parede lateral 1318 que é vedado de maneira periférica para a subunidade de membrana 1302, 1308, 1310 dentro dos pinos 1324.

[000217] Em uma variante da décima primeira modalidade, um ou mais dos pinos 1324 podem ser montados na placa de cobertura traseira 1316 em um ângulo oblíquo. Adequadamente cada pino 1324 se estende para frente da placa de cobertura traseira 1316 e para o lado substancialmente em um ângulo reto no plano x - y para a região adjacente dos anéis de suporte da membrana 1302, 1310. A unidade 1301 é atuada comprimindo a parede lateral 1318 de uma maneira similar a aquela descrita acima em relação às modalidades anteriores da invenção. Em um ou mais pontos de atuação os anéis 1302, 1310 são deslocados de maneira ativa no eixo de dobramento primário por um atuador adequado (não mostrado); em outras localizações os anéis 1302, 1310 se dobram no eixo de dobramento primário fora do plano devido à rigidez de dobramento variável dos anéis 1302, 1310 em torno do seu grau. Onde os anéis são deslocados fora do plano em um ponto onde eles são montados nos pinos angulados 1324, os anéis 1302, 1310 também são feitos para mover no plano como mostrado na FIG. 28, e isto pode ser usados para controlar a deformação aplicada à membrana 1308 quando a unidade é atuada.

[000218] Também será percebido que em algumas localizações onde a borda da membrana 1308 não deve ser deslocada fora do plano para alcançar o perfil predefinido, os anéis 1302, 1310 podem ser fixos aos pinos 1324 de uma maneira para evitar o movimento deslizante. O perito será capaz de determinar o número requisitado de pinos e sua configuração desejada para alcançar o desejado movimento no plano e fora do plano da borda da membrana 1308 em torno da sua extensão.

[000219] As FIGS. 29 a 31 mostram de maneira esquemática uma unidade de membrana 1401 de acordo com uma décima segunda modalidade da invenção. Como mostrado na FIG. 30, a unidade 1401 da décima segunda modalidade compreende uma subunidade de anel compreendendo anéis de suporte de membrana dobrável frontal e traseiro 1402, 1410 que sanduicham entre eles uma membrana elástica 1408 que é mantida pelos anéis sob pré- tensão. A subunidade é realizada em uma flange que faceia para frente 1420 de uma parte conformada em disco 1412 tendo uma parede lateral flexível 1418 e parede traseira 1419 que é suportada por uma placa de cobertura traseira rígida 1416. A membrana 1408 e a parte 1412 definem um envelope que é cheio com um fluido adequado 1411 do tipo descrito acima.

[000220] A subunidade também é anexada em localizações espaçadas em torno da sua extensão como mostrado na FIG. 29 para uma pluralidade de encaixes de controle de dobramento 1424. Cada fixação 1424 compreende uma nervura de flange 1426 que é preso fixamente a uma parte imóvel 1406 da unidade 1401, parte a qual 1406 é mostrada de maneira esquemática nas FIGS. 29-31. Como com modalidades anteriores, a parte 1406 pode ser parte de um alojamento, invólucro, anel de retenção, armação ou semelhantes que acomoda as partes móveis da unidade. Em algumas modalidades as pontas 1426 podem ser formadas integralmente com a parte 1406.

[000221] Na unidade da décima segunda modalidade, cada uma das pontas 1426 é disposto para frente da subunidade de membrana e compreende a para trás se estendendo flange 1428 que termina na extremidade traseira 1429 espaçado para frente do anel frontal 1402. Cada ponta de maneira deslizante suporta a haste dobrável 1430 que se estende na direção frontal - traseira no eixo z. A haste dobrável 1430 possui uma extremidade traseira 1431 que é anexada ao anel de suporte de membrana frontal 1402, como mais bem observado nas FIGS. 31 A e 31B. A haste é disposta fora e proximamente adjacente ao flange 1428 da ponta 1426 com relação à membrana 1408.

[000222] Em um estado não atuado, como mostrado na FIG. 31 A, a extremidade traseira 1431 da haste 1430 está em protrusão uma curta distância além da extremidade traseira 1429 do flange 1428, mas é evitado de dobrar significativamente para dentro sob a influência da tensão de superfície na membrana 1408 pelo flange 1429.

[000223] No entanto, através de atuação, a parede lateral 1418 da parte 1412 é comprimido de uma maneira similar a aquela descrita para modalidades anteriores usando um dispositivo de atuação adequado (não mostrado). As fixações 1424 permitem deslocamento fora do plano dos anéis 1402, 1410 para comprimir a parede lateral 1418 e para dobrar em torno do seu grau para controlar o perfil da borda da membrana para alcançar a forma de membrana predefinida. Como os anéis são deslocados no eixo z, a haste 1430 desliza de maneira longitudinal com relação à ponta 1426. Isto faz com que a extremidade traseira 1431 da haste 1430 esteja em protrusão além da extremidade traseira 1429 do flange 1428, então a extremidade traseira da haste é irrestrita pelo flange. A extremidade traseira 1431 da haste 1430 assim é permitida dobrar para dentro com relação á membrana 1408 sob a influência da tensão de superfície na membrana 1408. A rigidez da haste 1430 é selecionada para controlar o dobramento da haste quando a unidade 1401 é atuada, para controlar a deformação na membrana 1408.

[000224] Será percebido que as hastes 1430 em torno dos anéis de suporte da membrana 1402, 1410 podem ter a mesma rigidez ou rigidez diferente. Onde os anéis 1402, 1410 são conectados com uma haste em uma região em torno dos anéis onde elas são necessárias de não ser deslocadas fora do plano através de atuação, a haste 1430 pode ser evitada de deslizar com relação à correspondente ponta 1426.

[000225] A presente invenção assim provê uma unidade de membrana 1; 201; 601; 801; 901; 1001; 1201; 1301; 1401 compreendendo um envelope cheio com fluido que é ligado em pelo menos um lado por uma membrana elástica 8; 208; 608; 708; 808; 1008; 1208; 1308; 1408 que é mantido sob tensão por um ou mais anéis de suporte de membrana periférico dobrável 2, 10; 202; 510; 602, 610; 702, 710; 802, 810; 902, 910; 1002, 1010; 1102, 11 10; 1202, 1210; 1302, 1310; 1402, 1410. A pressão do fluido dentro do envelope pode ser diminuída, por exemplo, comprimindo o envelope, ou diminuída, por exemplo, expandindo o envelope, para alterar a diferença de pressão na membrana, desta forma fazendo com que a membrana se distenda de maneira convexa ou de maneira côncava respectivamente. A rigidez do dobramento do anel de suporte da membrana ou anéis 2, 10; etc. varia em torno do seu grau para controlar o perfil da borda da membrana 8; etc. através de atuação. De acordo com a invenção, uma variedade de diferentes tipos de controladores de dobramento de anel 24; 124; 324; 424; 524; 624; 724; 824; 924; 1024; 1124; 1224; 1324; 1424 são providos os quais permitem o dobramento fora do plano do anel ou anéis 2, 10; etc. por deflexão, mas resistir ou controlar o dobramento no plano ou a deformação do anel ou anéis 2, 10; etc. Em algumas modalidades, os controladores de dobramento de anel 624; 724; 1024; 1124; 1224; 1324; 1424 podem permitir um grau controlado de dobramento no plano do anel ou anéis 2, 10; etc. de maneira a controlar a deformação na membrana 8; etc. através de atuação. Os controladores de dobramento de anel pode compreender um disco de suporte de membrana 24; 124; 224; 324; 424 que evita ou substancialmente evita o dobramento no plano do anel ou anéis 2, 10 etc., uma pluralidade de escoras 524; alavancas 624; 724, ligações 824; 924; 1024; 1124, molas 1224 ou outros controladores de dobramento tal como os pinos 1324 da décima primeira modalidade da invenção em que o anel ou anéis 2, 10; etc. são arranjados para deslizar, ou as hastes dobráveis 1430 da décima segunda modalidade, que são projetadas para permitir um grau controlado de dobramento no plano quando a unidade é atuada.

[000226] Outros modos de controlar o dobramento do anel de suporte da membrana ou anéis 2, 10; etc. podem ser aparentes para os peritos na técnica que seguem os ensinamentos da presente especificação. A presente invenção vantajosamente permite o uso de anéis de suporte de membrana dobrável 2, 10; etc. para controlar o perfil da borda da membrana através de atuação enquanto evita o dobramento indesejado ou descontrolado dos anéis de suporte 2, 10; etc. como um resultado de a tensão de superfície na membrana 8; etc.

[000227] Como foi mencionado acima, as modalidades da invenção foram descritas aqui com referência particular às unidades de lente, mais particularmente unidades de lente para o uso no artigo para os olhos. No entanto, as unidades de lente da presente invenção são igualmente bem aplicáveis às outras aplicações de lente, tais como óculos de proteção, capacetes e instrumentos ópticos e científicos de vários tipos. Em uma unidade de lente, as partes ópticas são transparentes como descrito abaixo, mas a invenção também compreende outros tipos de unidades de membrana deformáveis que são interpretados e operam de uma maneira similar para prover uma superfície ajustável de maneira controlada. Dentro do campo óptico, por exemplo, a invenção pode ser usada para prover uma superfície de espelho ajustável de maneira controlada, e unidades de membrana da invenção também podem encontrar aplicações em campos não ópticos, tais como acústica, onde uma superfície com uma forma dinâmica ajustável de maneira seletiva e controlável pode ser necessária.

[000228] As unidades de lente da invenção 1; 201; 601; 701; 801; 901; 1201; 1301; 1401 são especialmente adequadas para a correção de presbiopia. Em uso, a unidade de lente 1; etc. pode ser ajustada através da atuação da unidade para trazer objetos de foco em uma faixa de distâncias de distância longa para distância próxima.

Claims

1. Unidade de membrana deformável (1, 1’) compreendendo uma membrana elástica (8) que é mantida em torno da sua borda por um membro de suporte de membrana flexível (2, 10) e um corpo de fluido em contato com uma face da membrana (8), a pressão do fluido sendo ajustável para ajustar a forma da membrana (8); em que ajustar a pressão do corpo de fluido faz com que a membrana (8) se distenda, e o membro de suporte (2, 10) sendo configurado para dobrar por meio de deflexão localizada em um eixo de dobramento primário paralelo à direção de distensão da membrana (8) para controlar a forma da membrana (8); caracterizada pelo fato de que um ou mais controladores de dobramento que atuam no membro de suporte (2, 10) para controlar o dobramento do membro de suporte (2, 10) em resposta a um carregamento através de tensão na membrana (8); em que os um ou mais controladores de dobramento resistem a deformação do membro de suporte da membrana (2, 10) em um plano normal ao eixo de dobramento primário sem afetar significativamente deflexão do membro de suporte (2, 10) no eixo de dobramento primário.

2. Unidade de membrana deformável de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ditos um ou mais controladores de dobramento enrijecem o membro de suporte para um maior grau dentro do plano normal ao eixo de dobramento primário do que no eixo de dobramento primário.

3. Unidade de membrana deformável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os ditos um ou mais controladores de dobramento compreendem um diafragma de reforço, o qual compreende uma placa disposta dentro do corpo do fluido e tendo uma ou mais aberturas se estendendo através do mesmo, a placa possuindo a mesma forma que a borda da membrana e sendo presa de maneira fixa no membro de suporte de membrana.

4. Unidade de membrana deformável de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a placa é configurada para defletir na direção do eixo de dobramento primário ao longo de dois eixos mutuamente transversais.

5. Unidade de membrana deformável de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que a dita placa porta uma ou mais nervuras dependentes que servem para reforçar a placa contra a deformação quando a membrana é planar, a dita nervura ou as ditas nervuras sendo opcionalmente unidas à placa nos pontos ou na vizinhança dos pontos onde o membro de suporte não é deslocado através da atuação da unidade.

6. Unidade de membrana deformável de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que quando a nervura ou as nervuras são unidas com a placa nos pontos ou na vizinha dos pontos onde o membro de suporte não é deslocado através da atuação da unidade, em que as ditas nervuras seguem contornos onde a membrana não é deslocada pela atuação, ou em que uma ou mais nervuras lineares são providas, as quais se estendem pela placa.

7. Unidade de membrana deformável de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que a unidade compreende uma ou mais partes fixas e as ditas uma ou mais nervuras engatam com uma ou mais das ditas partes fixas para reforçar a placa contra o curvamento.

8. Unidade de membrana deformável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os um ou mais controladores de dobramento compreendem uma pluralidade de escoras que se estendem entre seções opostas ou regiões do membro de suporte de membrana.

9. Unidade de membrana deformável de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os um ou mais controladores de dobramento compreendem uma pluralidade de alavancas, em que cada alavanca é presa em uma extremidade à membrana ou membro de suporte de membrana e, na outra extremidade, em uma ou mais partes fixas da unidade, e em que cada alavanca permite o dobramento livre do membro de suporte pela deflexão no eixo de dobramento primário e permite deformação controlada do membro de suporte em um plano normal para o eixo de dobramento, as alavancas sendo opcionalmente configuradas para permitir diferentes quantidades de deslocamento no plano em torno da extensão do membro de suporte de membrana.

10. Unidade de membrana deformável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os um ou mais controladores de dobramento compreendem uma pluralidade de ligações espaçadas de maneira circunferencial em torno da periferia da membrana, em que cada ligação é conectada entre a membrana ou o membro de suporte de membrana e uma ou mais partes fixas da unidade.

11. Unidade de membrana deformável de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que cada ligação é configurada para permitir o dobramento do membro de suporte de membrana pela deflexão no eixo de dobramento primário, mas para resistir à deformação do membro de suporte em um plano normal ao eixo de dobramento primário.

12. Unidade de membrana deformável de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que cada ligação é configurada para permitir o dobramento do membro de suporte de membrana pela deflexão no eixo de dobramento primário e para permitir a deformação controlada do membro de suporte em um plano normal ao eixo de dobramento primário, as ligações sendo opcionalmente configuradas para permitir diferentes quantidades de deslocamento no plano em torno da extensão do membro de suporte da membrana.

13. Unidade de membrana deformável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os um ou mais controladores de dobramento compreendem uma pluralidade de membros de mola, cada um dos quais está conectado em uma extremidade com o membro de suporte de membrana e na outra extremidade com um limite de restrição adequado, ou em que os um ou mais controladores de dobramento compreendem uma pluralidade de corrediças que são engatadas com o membro de suporte de membrana para restringir o movimento do membro de suporte através da atuação da unidade para um local predefinido ao longo das corrediças.

14. Unidade de membrana deformável de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os um ou mais controladores de dobramento compreendem uma pluralidade de hastes dobráveis dispostas em localizações espaçadas em torno do membro de suporte de membrana, cada haste alinhada com o eixo de dobramento primário, estando conectada em uma extremidade com o membro de suporte e estando engatada de maneira deslizante com um membro de montagem que é preso fixamente a uma parte fixa da unidade para permitir o deslizamento da haste no eixo de dobramento primário, e cada membro de montagem incluindo um flange que é arranjado para evitar que a haste se dobre de maneira transversal quando a unidade não é atuada; o arranjo sendo tal que, através da atuação da unidade, o dobramento do membro de suporte pela deflexão no eixo de dobramento primário faz com que uma ou mais das hastes deslize com relação aos respectivos membros de unidade, tal que uma extremidade de cada haste de conexão está em protrusão além do flange, a porção da haste que é assim divulgada se dobrando em um plano transversal ao eixo de dobramento primário sob a tensão de superfície na membrana.

15. Artigo para os olhos, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de membrana deformável como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.