ES2649367T3 - Lente de menisco líquido que incluye pared de menisco con microcanales - Google Patents

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Abstract

Una lente óptica (300) que comprende: una lente frontal (301) que comprende una superficie exterior de la lente frontal y una superficie interior de la lente frontal; una lente posterior (302) que comprende una superficie interior de la lente posterior y una superficie exterior de la lente posterior, dicha lente posterior posicionada próxima a dicha lente frontal de tal manera que dicha superficie interior de la lente frontal y dicha superficie interior de la lente posterior forman una cavidad entre ellas; un volumen de solución salina (306) y aceite (307) contenido dentro de la cavidad formada entre dicha superficie interior de la lente frontal y dicha superficie interior de la lente posterior, dicho volumen de solución salina y aceite comprendiendo un menisco (308) entre ellas; y una pared del menisco formada en un área de la superficie interior de una o ambas de la lente frontal y la lente posterior y bordeando el menisco formado entre la solución salina y el aceite, caracterizado porque la pared del menisco comprende microcanales (604) configurados para retener una porción del aceite.

Description

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Lente de menisco liquido que incluye pared de menisco con microcanales Descripcion
SOLICITUDES RELACIONADAS
La presente solicitud reivindica prioridad de la Solicitud de Patente Provisional U.S. N° de Serie 61/387507 que se presento el 29 de septiembre del 2010 y titulada, "LIQUID MENISCUS LENS INCLUDING MENISCUS WALL WlTH MiCROCHANNELS" y la Solicitud de Patente Provisional U.S. N° de Serie 13/232424 que se presento el 14 de septiembre del 2011 y titulada, "LIQUID MENISCUS LENS INCLUDING MENISCUS WALL WITH MICROCHANNELS".
CAMPO DE USO
La presente invencion se refiere de manera general a un lente de menisco lfquido, mas espedficamente, incluye una lente de menisco lfquido con una pared de menisco que contiene microcanales.
ANTECEDENTES
Las lentes de menisco lfquidos con conocidas en varias industrias. Como se tratara mas completamente a continuacion con referencia a las Figs. 1A y 1B, las lentes de menisco lfquidos se disenaron en formas cilmdricas con una superficie perimetral formada por puntos a una distancia fija de un eje que esta en una lmea recta. Las lentes de menisco lfquidos se han limitado a disenos con una primera superficie interior generalmente paralela a una segunda superficie interior y cada una perpendicular a un eje cilmdrico. Los ejemplos conocidos de uso de lentes de menisco lfquidos incluyen dispositivos como camaras electronicas.
Tradicionalmente, un dispositivo oftalmico, como una lente de contacto o una lente intraocular incluye un dispositivo biocompatible con una calidad correctora, cosmetica o terapeutica. Una lente de contacto, por ejemplo, puede proporcionar uno o mas de: funcionalidad de correccion de la vision; mejora cosmetica; y efectos terapeuticos. Cada funcion se proporciona por una caracteffstica ffsica de la lente. Un diseno que incorpora una calidad de refraccion en una lente puede proporciona una funcion correctora de la vision. Un pigmento incorporado en la lente puede proporcionar una mejora cosmetica. Un agente activo incorporado en la lente puede proporcionar una funcionalidad terapeutica.
Mas recientemente, se han incorporado componentes electronicos en una lente de contacto. Algunos componentes pueden incluir dispositivos semiconductores. Sin embargo, restricciones ffsicas que incluyen el tamano, forma y aspectos de control de una lente de menisco lfquido han impedido su uso en una lente oftalmica. Generalmente, la forma cilmdrica, algunas veces referida como forma de "disco de hockey" de las lentes de menisco lfquidos, no ha sido propicia para algo que pueda funcionar en un entorno del ojo humano.
Ademas, una lente de menisco lfquido curvada incluye desaffos ffsicos que no estan necesariamente presentes en un diseno tradicional de una lente de menisco lfquido con paredes laterales paralelas y/o ventanas opticas.
SUMARIO
Por consiguiente, la presente invencion proporciona una lente optica de acuerdo con la reivindicacion 1.
Una primer optica esta proxima a una segunda optica con una cavidad formada entre ellas. Una solucion salina y un aceite se mantienen dentro de la cavidad. La aplicacion de una carga electrostatica a una pared de menisco localizada generalmente en una area perimetral de una o ambas de la primera optica y la segunda optica cambia la forma ffsica de un menisco formado entre la solucion salina y el aceite mantenidos dentro de la cavidad.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La Fig.1A ilustra un ejemplo del estado de la tecnica de una lente de menisco lfquido cilmdrica en un primer estado.
La Fig. 1B ilustra el ejemplo del estado de la tecnica de un lente de menisco ffquido cilmdrica en un segundo estado.
La Fig. 2 ilustra un perfil cortado en laminas de una lente de menisco lfquido ejemplar de acuerdo con un ejemplo.
La Fig. 3 ilustra una seccion transversal de una porcion de un lente de menisco lfquido arqueada ejemplar, de acuerdo con un ejemplo.
La Fig. 4 ilustra aspectos ejemplares adicionales de una lente de menisco lfquido arqueada.
La Fig. 5 ilustra elementos de la pared de menisco dentro de una lente de menisco lfquido arqueada, de
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acuerdo con un ejemplo.
La Fig. 6A ilustra una vista en perspectiva de una pared de menisco lineal con microcanales, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.
La Fig. 6B ilustra una vista en perspectiva de una seccion detallada de una pared de menisco lineal con microcanales, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
La presente invencion proporciona una lente optica de acuerdo con la reivindicacion 1.
GLOSARIO
En esta descripcion y reivindicaciones dirigidas a la invencion presentada, pueden usarse varios terminos para los que se aplicaran las siguientes definiciones:
Angulo de Contacto: El angulo al que la interfaz aceite/solucion salina, tambien referida como el lfmite del menisco lfquido, se encuentra con la pared del menisco. En el caso de una pared de menisco lineal, el angulo de contacto se mide como el angulo entre la pared de menisco y la lmea tangente al lfmite del menisco lfquido donde el lfmite del menisco lfquido se encuentra con la pared del menisco. en el caso de una pared del menisco curvada, el angulo de contacto se mide como el angulo entre las lmeas tangentes a la pared del menisco y el lfmite del menisco lfquido en el punto donde se encuentran.
Lente: Como se usa en la presente, una lente significa un artmulo con una superficie frontal y una superficie posterior que es opticamente transmisor a un intervalo predefinido de longitudes de onda de radiacion, como, a modo de ejemplo, luz visible. Una lente puede incluir una o ambas de una superficie frontal y una superficie posterior que son esencialmente planas o una o ambas de una superficie frontal y una superficie posterior que son de forma arqueada.
Lfmite del menisco lfquido: La superficie arqueada interactua entre la solucion salina y el aceite. Generalmente, la superficie formara una lente que es concava en un lado y convexa en la otra.
Cavidad del menisco: El espacio en una lente de menisco lfquido arqueada entre la lente de la curva frontal y la lente de la curva posterior en la que se mantienen el aceite y la solucion salina.
Pared del menisco: Un area espedfica en el interior de la lente de la curva frontal, de tal manera que esta
dentro de la cavidad del menisco, a lo largo de la que se mueve el lfmite del menisco lfquido.
Zona Optica: Como se usa en la presente se refiere a un area de una lente oftalmica a traves de la cual ve un usuario de la lente oftalmica.
Filo: Una caractenstica geometrica de una superficie interna de una pieza de la lente de una curva frontal o una curva posterior suficiente para contener la localizacion de una lmea de contacto de dos fluidos predefinidos en la optica. El filo es habitualmente una esquina exterior en lugar de una esquina interior. Desde un punto de vista de fluidos es un angulo mayor de 180 grados.
En referencia ahora a la Fig. 1A, se ilustra una vista en corte de una lente 100 del estado de la tecnica con
un aceite 101 y una solucion salina contenidas dentro del cilindro 110. El cilindro 110 incluye dos placas de material optico 106. Cada placa 106 incluye una superficie interior esencialmente plana 113-114. El cilindro 110 incluye una superficie interior que es esencialmente rotacionalmente simetrica. En algunas realizaciones del estado de la tecnica, una o mas superficies pueden incluir un recubrimiento hidrofobo. Tambien estan incluidos los electrodos 105 en o alrededor del penmetro del cilindro. Tambien puede usarse un aislante electrico proximo a los electrodos 105.
De acuerdo con el estado de la tecnica, cada una de las superficies interiores 113-114 es esencialmente lisa o plana. Una superficie de interfaz 112A esta definida entre la solucion salina 102A y el aceite 101. Como se ilustra en la Fig. 1A, la forma de la interfaz 112A se combina con las propiedades del mdice de refraccion de la solucion salina 102A y el aceite 101 para recibir luz incidente 108 a traves de una primera superficie interior 1103 y proporcionar luz divergente 109 a traves de una segunda superficie interior 114. La forma de la superficie de interfaz entre el aceite 101 y la solucion salina 102 puede alterarse con la aplicacion de un potencial electrico a los electrodos 105.
La Fig. 1A ilustra una vista en perspectiva de la lente del estado de la tecnica ilustrada en 100.
En referencia ahora a la Fig. 1B, la lente 100 del estado de la tecnica se ilustra en un estado energizado. El estado energizado se logra aplicando el voltaje 114 a traves de los electrodos 115. La forma de la superficie de interfaz 112B entre el aceite 101 y la solucion salina 102B se altera con la aplicacion de un potencial electrico a los
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electrodos 115. Como se ilustra en la Fig. 1B, la luz incidente 108B que pasa a traves del aceite 101 y la solucion salina 102B se enfoca en un patron de luz convergente 111.
En referencia ahora a la Fig. 2, se ilustra una vista en corte de una lente de menisco lfquido 200 con una lente de la curva frontal 201 y una lente de la curva posterior 202. En varias realizaciones, la lente de la curva frontal 201 y la lente de la curva posterior 202 pueden incluir una lente arqueada o una lente sustancialmente lisa. En algunas realizaciones preferidas, la lente de la curva frontal 201 y la lente de la curva posterior 202 estan posicionadas proximas entre sf y forman una cavidad 210 entre ellas. La lente de la curva frontal 201 incluye un superficie de lente interior arqueada concava 203 y una superficie de lente exterior arqueada convexa 204. La lente interior arqueada concava 203 puede tener uno o mas recubrimientos (no ilustrados en la Fig. 2). Los recubrimientos pueden incluir, por ejemplo, uno o mas materiales electricamente conductores o materiales electricamente aislantes, materiales hidrofobos o materiales hidrofilos. Una o ambas de la superficie de lente interior arqueada concava 203 y los recubrimientos estan en comunicacion lfquida y optica con un aceite 208 contenido dentro de la cavidad 210.
La lente de la curva posterior 202 incluye una superficie de lente interior arqueada convexa 205 y una superficie de lente exterior arqueada concava. La superficie de lente interior arqueada convexa 205 puede tener uno o mas recubrimientos (no ilustrados en la Fig. 2). Los recubrimientos pueden incluir, por ejemplo, uno o mas materiales electricamente conductores o materiales electricamente aislantes, materiales hidrofobos o materiales hidrofilos. Al menos una de la superficie de lente interior arqueada convexa 205 y los recubrimientos estan en comunicacion lfquida y optica con una solucion salina 207 contenida dentro de la cavidad 210. La solucion salina 207 incluye una o mas sales u otros componentes que son ionicamente conductores y como tal pueden ser atrafdos o repelidos por una carga electrica. Un recubrimiento electricamente conductor 209 esta localizado a lo largo de al menos una porcion de una periferia de una o ambas de la lente de la curva frontal 201 y la lente de la curva posterior 202. El recubrimiento electricamente conductor 209 puede incluir oro o plata y es preferiblemente biocompatible. La aplicacion de un potencial electrico al recubrimiento electricamente conductor 209 crea o una atraccion o una repulsion de las sales ionicamente conductoras u otros componentes en la solucion salina 207.
La lente de la curva frontal 201 tiene una potencia optica en relacion con el paso de luz a traves de la superficie de lente interior arqueada concava 203 y una superficie de lente exterior arqueada convexa 204. La potencia optica puede ser 0 o puede ser una potencia mas o menos. En algunas realizaciones preferidas, la potencia optica es una potencia encontrada tfpicamente en lentes de contacto correctoras como, a modo de ejemplo no limitativo, una potencia entre -8,0 y +8,0 dioptnas.
La lente de la curva posterior 202 tiene una potencia optica en relacion con el paso de luz a traves de la superficie de lente interior arqueada convexa 205 y una superficie exterior arqueada concava 206. La potencia optica puede ser 0 o puede ser una potencia mas o menos. En algunas realizaciones preferidas, la potencia optica es una potencia encontrada tfpicamente en lentes de contacto correctoras como, a modo de ejemplo no limitativo, una potencia entre -8,0 y +8,0 dioptnas. Un eje optico 212 se forma a traves de la lente de la curva posterior 202 y la lente de la curva frontal.
Varias realizaciones pueden tambien incluir un cambio en la potencia optica asociado con un cambio en la forma de un menisco lfquido 211 formado entre la solucion salina 207 y el aceite 208. En algunas realizaciones, un cambio en la potencia optica puede ser relativamente pequeno como, por ejemplo, un cambio de entre 0 a 2,0 dioptnas de cambio. En otras realizaciones, un cambio en la potencia optica asociada con un cambio en la forma de un menisco lfquido puede ser hasta aproximadamente 30 o mas dioptnas de cambio. Generalmente, un cambio mayor en la potencia optica asociado con un cambio en la forma de un menisco lfquido 211 se asocia con un grosor de lente relativamente aumentado 213.
De acuerdo con algunas realizaciones, como aquellas realizaciones que pueden incluirse en una lente oftalmica, como una lente de contacto, un grosor de lente en corte transversal 213 de una lente de menisco lfquido arqueada 200 sera de hasta aproximadamente 1.000 micras de grosor. Un grosor de lente ejemplar 213 de una lente relativamente mas delgada 200 puede ser de hasta aproximadamente 200 micras de grosor. Las realizaciones preferidas pueden incluir una lente de menisco lfquido 200 con un grosor de lente 213 de aproximadamente 600 micras de grosor. Generalmente un grosor en corte transversal de la lente de la curva frontal 201 puede ser de entre aproximadamente 35 micras a aproximadamente 200 micras y un grosor en corte transversal de una lente de la curva posterior 202 puede ser tambien de entre aproximadamente 35 micras y 200 micras. Tfpicamente, un perfil en seccion transversal incluye una varianza definida de grosor a diferentes localizaciones en la lente 200.
De acuerdo con la presente invencion, una potencia optica agregada es un agregado de las potencias opticas de la lente de la curva frontal 3012, la lente de la curva posterior 202 y un menisco lfquido 211 formado entre el aceite 208 y la solucion salina 207. En algunas realizaciones, una potencia optica de la lente 200 tambien incluira una diferencia en el mdice de refraccion entre una o mas de la lente de la curva frontal 201, la lente de la curva posterior 202, el aceite 208 y la solucion salina 207.
En aquellas realizaciones que incluyen una lente de menisco lfquido arqueada 200 incorporada en una
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lente de contacto, es adicionalmente deseable para la solucion salina 207 y el aceite 208 permanecer estables en sus posiciones relativas dentro de la lente de menisco lfquido arqueada 200 a medida que un usuario del contacto se mueve. Generalmente, se prefiere evitar que el aceite 208 flote y se mueva en relacion a la solucion salina 207 cuando el usuario se mueve. Por consiguiente, se selecciona preferiblemente una combinacion de un aceite 208 y una solucion salina 207 con una densidad igual o similar. Adicionalmente, un aceite 208 y una solucion salina 207 tienen preferiblemente miscibilidad relativamente baja de tal manera que no se mezclen la solucion salina 207 y el aceite 208.
En algunas realizaciones preferidas, un volumen de solucion salina 207 contenida dentro de la cavidad 201 es mayor que el volumen de aceite 208 contenido dentro de la cavidad 210. Adicionalmente, algunas realizaciones preferidas incluyen la solucion salina 207 en contacto con esencialmente una totalidad de una superficie interior 205 de la lente de la curva posterior 202. Algunas realizaciones pueden incluir un volumen de aceite 208 que es aproximadamente el 66% o mas por volumen en comparacion con una cantidad de solucion salina 207. Algunas realizaciones adicionales pueden incluir una lente de menisco lfquido arqueada en donde un volumen de aceite 208 es aproximadamente el 90% o menos por volumen en comparacion con una cantidad de solucion salina 207.
En referencia ahora a la Fig. 3, se ilustra un corte de una porcion del borde de un lente de menisco lfquido arqueada 300. Como se ha tratado anteriormente, una lente de menisco lfquido arqueada 300 incluye los componentes de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 combinados. La lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 pueden estar formadas con uno o mas materiales que son al menos en parte transparentes. En algunas realizaciones, una o ambas de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 incluyen generalmente plastico opticamente claro, como por ejemplo, uno o mas de: PMMA, Zeonor y TPX.
Una o ambas de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 pueden formarse, por ejemplo a traves de procesos como uno o mas de: torneado con diamante de punto unico; moldeo por inyeccion; formado libre por dispositivo de espejo digital.
Una o ambas de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 pueden incluir un recubrimiento conductor 303, como se ilustra el recubrimiento conductor 303 se extiende a lo largo de una porcion perimetral desde 309 a 310. En algunas realizaciones preferidas, un recubrimiento conductor 303 incluye oro. El oro puede aplicarse por un proceso de pulverizacion catodica, deposito de vapor u otro proceso conocido. Recubrimientos conductores 303 alternativos pueden incluir, a modo de ejemplo no limitativo, aluminio, mquel, y oxido de estano e indio. Generalmente, el recubrimiento conductor 303 se aplicara a areas perimetrales de una o ambas de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302.
En algunas realizaciones, una lente de curva posterior 302 tiene un recubrimiento conductor 304 aplicado a areas espedficas. Por ejemplo, porciones alrededor del penmetro de la lente de la curva posterior 302 pueden recubrirse de un primer lfmite 304-1 a un segundo lfmite 304-2. Los recubrimientos de oro pueden aplicarse por ejemplo a traves de un proceso pulverizacion catodica o un deposito de vapor. En algunas realizaciones, puede usarse una mascara para aplicar el oro u otro material conductor en un patron predeterminado alrededor de una o mas porciones perimetrales de una lente de la curva frontal 301 o una lente de la curva posterior 302. Alternativamente pueden aplicarse materiales conductores usando varios metodos y cubriendo varias areas de la lente de la curva posterior 302.
En algunas realizaciones, una conexion conductora como, por ejemplo uno o mas orificios o ranuras en una lente de la curva posterior 302 pueden llenarse con un material de relleno conductos como, por ejemplo, un epoxi conductor. El relleno conductor puede proporcionar comunicacion electrica a un recubrimiento conductor en una superficie interior de una o ambas de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302.
En otro aspecto, una o ambas de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 pueden crearse de multiples materiales diferentes en donde una zona optica generalmente en un area central de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 (no ilustrada) puede incluir un material opticamente trasparente y una zona periferica puede incluir un area opticamente opaca que incluye un material electricamente conductor. El area opticamente opaca puede incluir tambien uno o mas de circuitos de control y fuentes de energfa.
En otros aspecto, en algunas realizaciones, se aplica una recubrimiento aislante 305 a una lente de la curva frontal 310. A modo de ejemplo no limitativo, el recubrimiento aislante 305 puede aplicarse en un area desde una primera region 305-1 y extenderse hasta una segunda region 305-2. Los aislantes pueden incluir, por ejemplo, Parylene C™, Teflon AF u otros materiales con varias caractensticas electricas y mecanicas y resistencia electrica.
En algunas realizaciones espedficas, un recubrimiento aislante 305 crea un area lfmite para mantener la separacion entre el recubrimiento conductor 303 y la solucion salina 306 contenida en una cavidad entre la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302. Algunas realizaciones por consiguiente incluyen un recubrimiento aislante 305 de acuerdo con un patron y posicionado en una o mas areas de una o ambas de la lente
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de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 para evitar que un conductor cargado positivamente 303 y solucion salina cargada negativamente 306 entren en contacto, en donde el contacto de un conductor 303 y una solucion salina dara lugar a un cortocircuito electrico. Las realizaciones pueden incluir una solucion salina cargada positivamente 306 y un conductor cargado negativamente 303.
Todavfa otras realizaciones pueden permitir un cortocircuito entre un conductor 303 y una solucion salina 306 como una funcion de reinicio de circuitos asociados con el funcionamiento de la lente 300. Por ejemplo, una condicion de cortocircuito puede igualar el potencial aplicado a la lente y provocar que la solucion salina 306 y el aceite 307 vuelvan a una posicion por defecto.
Algunas realizaciones preferidas incluyen un conductor 303 que se extiende desde un area 309 en el interior de la cavidad 311 a un area 310 externa a la cavidad 311. Otras realizaciones pueden incluir un canal 312 a traves de la lente de la curva frontal o la lente de la curva posterior que puede llenarse con un material conductor 313 como, por ejemplo, un epoxi conductor impermeable. El material conductor 313 puede formar o estar conectado a un terminal electrico externo a la cavidad. Puede aplicarse un potencial electrico al terminal y conducirse al recubrimiento a traves del material conductor 313 en el canal 312.
El grosor del recubrimiento aislante 305 puede variarse como un parametro de rendimiento de la lente. Los componentes cargados, incluyendo la solucion salina 306 y el conductor 303, se mantienen generalmente en cada lado del recubrimiento aislante 305. La presente divulgacion proporciona una relacion indirecta entre el grosor del recubrimiento aislante 305 y el campo electrico entre la solucion salina 306 y el conductor 303, en donde cuanto mas separadas se mantengan la solucion salina 306 y el conductor 303, mas debil sera el campo electrico.
Generalmente, la fuerza del campo electrico puede caer dramaticamente a medida que aumenta el grosor del recubrimiento aislante 305. Cuanto mas cercanos esten los campos, mas energfa estara generablemente disponible para mover un lfmite del menisco lfquido esferico 308. A medida que aumenta una distancia entre la solucion salina 306 y el conductor 303, mas apartadas estaran las cargas electrostaticas de la solucion salina 306 y el recubrimiento aislante 303 y por lo tanto sera mas diffcil lograr que el lfmite del menisco lfquido esferico 308 se mueva. A la inversa, cuanto mas delgado sea el recubrimiento aislante 305, mas susceptible sera la lente a defectos en un recubrimiento aislante 305. Generalmente, incluso un orificio relativamente pequeno en el recubrimiento aislante creara un cortocircuito electrico y la lente no funcionara de una manera de electrohumectacion.
En algunas realizaciones, es deseable incluir una solucion salina 306 con densidad que es generalmente la misma densidad que un aceite 307 tambien contenido dentro de la lente 300. Por ejemplo, una solucion salina 306 puede incluir preferiblemente una densidad que esta dentro del 10% de una densidad de un aceite 307 y mas preferiblemente la solucion salina 306 incluira una densidad dentro del 5% de una densidad de un aceite y lo mas preferible dentro de aproximadamente el 1% o menos. En algunas realizaciones, puede ajustarse una concentracion de sales u otros componentes dentro de la solucion salina 306 para ajustar la densidad de la solucion salina 306. Una lente de menisco lfquido arqueada 300 proporcionara una calidad optica mas estable limitando el movimiento del aceite 307 en relacion con la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302. Un metodo de mantener la estabilidad de movimiento del aceite 307 en relacion a una o ambas de la lente de la curva frontal 301 y la lente de la curva posterior 302 es mantener una densidad relativamente congruente en el aceite 307 y la solucion salina 306. Ademas, debido al diseno en curva de las superficies interiores de ambas de la lente de la curva frontal
301 y la lente de la curva posterior 302, la profundidad o grosor relativos de una capa de solucion salina 306 se disminuye en comparacion con un diseno de lente cilmdrica tradicional. En este escenario, las fuerzas interfaciales que actuan en fluidos dentro de la cavidad pueden tener una contribucion relativamente mayor para mantener un lfmite de menisco lfquido sin perturbar 308. Consecuentemente, el requisito de coincidencia de densidad puede relajarse en tales casos. En algunas realizaciones, la delgadez relativa de las capas de fluido respalda mas el lfmite de la lente lfquida 308.
En algunas realizaciones preferidas, la solucion salina 306 proporciona un mdice de refraccion bajo en comparacion con el aceite 307 que proporciona un mdice de refraccion relativamente alto. Sin embargo, en algunas realizaciones es posible incluir una solucion salina 306 con un mdice de refraccion mas alto en comparacion con el aceite 307 que en tales casos proporciona un mdice de refraccion relativamente mas bajo.
Puede usarse un adhesivo 314 para asegurar la lente de la curva frontal 301 la lente de la curva posterior
302 en su sitio proximas entre sf, reteniendo de este modo el aceite 307 la solucion salina 306 entre ellas. El adhesivo 314 actua como un sello de tal manera que no haya fugas de solucion salina 306 o aceite 307 de la lente de menisco lfquido curvada 300.
En referencia ahora a la Fig. 4, se ilustra una lente de menisco lfquido curvada 400 con un lfmite de menisco lfquido 401 entre la solucion salina 406 y el aceite 407. De acuerdo con algunas realizaciones preferidas, se define una pared de menisco 405 en la lente de la curva frontal 404 por una primera ruptura angular en una pared arqueada que se extiende entre 402 y 403. El lfmite de menisco lfquido 401 movera arriba y abajo la pared del menisco 405 a medida que se aplique y retire potencial electrico a lo largo de uno o mas recubrimientos conductores
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o materiales conductores 408.
En algunas realizaciones preferidas, un recubrimiento conductor 408 se extendera desde un area interna a la cavidad 409 que mantiene la solucion salina 406 y el aceite 407 a un area externa a la cavidad 409 que contiene la solucion salina 406 y el aceite 407. En tales realizaciones, el recubrimiento conductor 408 puede ser un conducto de un potencial electrico aplicado al recubrimiento conductor 408 en un punto externo a la cavidad 409 a un area del recubrimiento conductor 408 dentro de la cavidad 409 y en contacto con la solucion salina 406.
En referencia ahora a la Fig. 5, se muestra una vista en corte de una porcion del borde de una lente de menisco lfquido arqueada 500 con una lente de la curva frontal 501 y una lente de la curva posterior 502. La lente de menisco lfquido arqueada 500 puede contener una solucion salina 503 y aceite 504. La geometna de la lente de menisco lfquido arqueada 500 y las caractensticas de la solucion salina 503 y el aceite 504 facilitan la formacion de un lfmite del menisco lfquido 505 entre la solucion salina 503 y el aceite 504.
Generalmente, una lente de menisco lfquido puede verse como un condensador con uno o mas de: recubrimientos conductores, recubrimientos aislantes, vfas, y materiales presentes en o a traves de la lente de la curva frontal 501 y la lente de la curva posterior 502. Una forma de lfmite del menisco lfquido 505 y por lo tanto un angulo de contacto entre el lfmite del menisco lfquido 505 y la lente de la curva frontal 501 cambian en respuesta a un potencial electrico aplicado a una superficie de al menos una porcion de una o ambas de la lente de la curva frontal 501 y la lente de la curva posterior 502. Un cambio en un potencial electrico aplicado a la solucion salina 503 a traves de los recubrimientos conductores o materiales cambia una posicion del lfmite del menisco lfquido 505 a lo largo de una pared del menisco 506. El movimiento tiene lugar entre un primer filo 506-1 y un segundo filo 506-2.
En realizaciones preferidas, el lfmite de menisco lfquido 505 estara en o cerca del primer filo 506-1 cuando se aplica una primera magnitud de potencial electrico a la lente como, por ejemplo, un voltaje y corriente correlacionados con un estado sin potencia o estado de reposo.
La aplicacion de una segunda magnitud de potencial electrico, algunas veces referido como un primer estado de potencia, puede correlacionarse con un movimiento del lfmite del menisco lfquido 505 a lo largo de la pared del menisco 506 generalmente en la direccion del segundo filo 506-2, provocando que cambie la forma del ifmite del menisco lfquido.
Un voltaje aplicado para la transicion entre un primer estado de potencia y un segundo estado de potencia puede incluir, por ejemplo, un voltaje de corriente directa de entre aproximadamente 5 voltios a aproximadamente 60 voltios. En otras realizaciones tambien puede utilizarse un voltaje de corriente alterna.
En algunas realizaciones, la pared del menisco 506 sera una superficie lisa en relacion con el grosor del recubrimiento aislante. Una superficie de pared de menisco lisa 506 puede minimizar defectos en el recubrimiento aislante. Adicionalmente, debido a que las irregularidades aleatorias en la textura superficial pueden dar lugar a un movimiento de fluido desigual y por lo tanto causar un movimiento del menisco desigual o impredecible cuando se energiza o se desenergiza la lente, se prefiere una pared de menisco lisa 506. En algunas realizaciones preferidas, una pared de menisco lisa incluye una medicion entre puntos extremos a lo largo de la pared del menisco 506 en el intervalo de entre aproximadamente 1,25 nanometros a 5,00 nanometros.
En otro aspecto, en algunas realizaciones, es deseable que la pared del menisco 506 sea hidrofoba, en cuyo caso puede incorporarse una textura definida, como una superficie nano-texturizada, en el diseno de la lente de menisco lfquido arqueada.
En otro aspecto mas, en algunas realizaciones, la pared del menisco 506 puede estar en angulo en relacion con un eje optico de la lente. El angulo puede variar de 0°, o paralelo al eje optico, a o cerca de 90°, o perpendicular al eje optico. Como se ilustra, y en algunas realizaciones preferidas, el angulo de la pared del menisco 506 esta generalmente entre aproximadamente 30° y 50° para que la lente de menisco lfquido arqueada funcione dado el angulo de contacto actual entre el lfmite del menisco lfquido 505 y la pared del menisco recubierta con aislante 506. Con el uso de diferentes materiales o con diferentes objetivos opticos, como vision telescopica, el angulo de la pared del menisco 506 puede estar mas cerca de 0° o 90°. Un angulo de una pared del menisco 506 puede disenarse para acomodar una magnitud de movimiento a lo largo de la pared del menisco 506 tras la aplicacion de un voltaje electrico especificado. En algunas realizaciones, a medida que aumenta el angulo de la pared del menisco 506, disminuye generalmente la capacidad de cambiar la potencia de la lente dentro de los parametros de tamano de la lente y voltaje dados. Adicionalmente, si la pared del menisco 506 esta en o cerca de 0° en relacion al eje optico, el lfmite del menisco lfquido 505 sera dirigido casi recto sobre la optica frontal. El angulo de la pared del menisco es uno de varios parametros que pueden adaptarse para proporcionar varios resultados en el rendimiento de la lente.
En algunas realizaciones preferidas, la pared del menisco 506 es de aproximadamente 0,265 mm de longitud. Sin embargo, el angulo de la pared del menisco 506 junto con el tamano de la lente general afectara naturalmente a la longitud de la pared del menisco 506 en varios disenos.
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Puede considerarse de manera general que una lente de menisco Uquido arqueada 500 fallara si el aceite 504 contacta con la lente de la curva posterior 502. Por lo tanto, realizaciones preferidas, la pared del menisco 506 esta disenada para permitir un espacio libre mmimo de 50 micras entre el primer filo 506-1 y la lente de la curva posterior 502 en su punto mas cercano. En otras realizaciones, el especio libre mmimo puede ser menos de 50 micras, aunque el riesgo de fallo de la lente aumenta a medida que se reduce el especio libre. En otra realizacion mas, el espacio libre puede aumentarse para mitigar el riesgo de fallo de la lente, pero el grosor de la lente general aumentara tambien lo que puede ser no deseable.
En otro aspecto mas de algunas realizaciones preferidas, el comportamiento de un lfmite del menisco lfquido 505 a medida que se desplaza a la largo de una pared del menisco 506 puede extrapolarse usando la Ecuacion de Young. Aunque la Ecuacion de Young define un equilibrio de fuerzas provocado por una gota humeda en una superficie seca y asume una superficie completamente lisa, las propiedades fundamentales pueden aplicarse al ambiente de lente electrohumectada creada dentro de la lente de menisco lfquido arqueada 500.
Puede aplicarse una primera magnitud de energfa electrica a la lente como, por ejemplo, cuando la lente esta en un estado sin potencia. Durante la aplicacion de la primera magnitud de energfa electrica, se logra un equilibrio de energfas interfaciales entre el aceite 504 y la solucion salina 503. Tal estado puede ser referido en la presente como lfmite del menisco lfquido 505. El aceite 504 y la pared del menisco 506, y la solucion salina 503 y la pared del menisco 506, forman un angulo de contacto de equilibrio entre el lfmite del menisco lfquido 505 y la pared del menisco 506. Cuando se aplica un cambio en la magnitud del voltaje a la lente del menisco lfquido arqueada 500, el equilibrio de las energfas interfaciales cambiaran, resultando en un cambio correspondiente en el angulo de contacto entre el lfmite del menisco lfquido 505 y la pared del menisco 506.
El angulo de contacto del lfmite del menisco lfquido 505 con la pared del menisco recubierto de aislante 506 es un elemento importante en el diseno y funcion de la lente del menisco lfquido arqueada 500 no solo debido a su papel en la Ecuacion de Young en el movimiento del lfmite del menisco lfquido 505, si no tambien debido a que el angulo de contacto se usa en conjuncion con otras caractensticas de la lente de menisco lfquido arqueada 500 para limitar el movimiento del menisco.
Las discontinuidades, como los filos 506-1 y 506-2, en ambos extremos de la pared del menisco 506 actuan como lfmites para el movimiento del menisco lfquido 506 ya que requerira un cambio significativo en el potencial electrico aplicado para efectuar un cambio lo suficientemente grande en el angulo de contacto del menisco lfquido para mover el lfmite del menisco lfquido 505 pasado uno de los filos. A modo de ejemplo no limitativo, en algunas realizaciones, un angulo de contacto del lfmite del menisco lfquido 505 con la pared del menisco 506 esta en el intervalo de 15° a 40° mientras que el angulo de contacto del lfmite del menisco lfquido 505 con el escalon 507 mas alla del segundo filo 506-2 esta quizas en el intervalo de 90° a 130° y en algunas realizaciones preferidas aproximadamente 110°.
Puede aplicarse un voltaje a la lente, resultando en el movimiento del lfmite del menisco lfquido 505 a lo largo de la pared del menisco 506 hacia el segundo filo 506-2. El angulo de contacto natural del lfmite del menisco lfquido 505 con la pared del menisco recubierta de aislante 506 provocara que el lfmite del menisco lfquido 505 pare en el segundo filo 506-2 a menos que se suministra significativamente mas voltaje.
En un extremo de la pared del menisco 506, un primer filo 506-1 define generalmente un lfmite mas alla del cual el lfmite del menisco lfquido 505 tfpicamente no se movera. En algunas realizaciones, el primer filo 506-1 esta construido como un borde afilado. En otras realizaciones preferidas, el primer filo 506-1 tiene una superficie radial pequena definida que puede crearse con menos posibilidades de defectos. El conductor, aislante, y otros recubrimientos posibles deseados pueden no depositarse igualmente y predictivamente en un borde afilado, mientras que un borde de radio definido de la superficie radial puede recubrirse mas fiablemente.
En algunas realizaciones, el primer filo 506-1 esta construido a aproximadamente un angulo de 90° con un radio definido de aproximadamente 10 micras. El filo tambien puede crearse con menos de un angulo de 90°. En algunas realizaciones, puede usarse un filo con un angulo mayor de 90° para aumentar la robustez del filo, pero el diseno ocupana entonces mas espacio de la lente.
En varias realizaciones, un radio definido de un filo 506-1 y/o 506-2 puede estar en el intervalo de 5 micras a 50 micras. Puede usarse un radio definido mayor para mejorar la fiabilidad de los recubrimientos, pero al coste de usar mas espacio dentro de los confines ajustados del diseno de la lente. en esto, como en muchas otras areas del diseno de la lente, existen compensaciones entre la facilidad de construccion, la optimizacion de las funciones de la lente, y minimizar el tamano. Una lente de menisco lfquido arqueada fiable funcional 500 puede hacerse usando un amplio intervalo de variables.
En algunas realizaciones, puede usarse un radio de filo mas grande en conjuncion con un acabado de superficie mejorado en una pared lateral entre dos filos adyacentes. En algunas realizaciones, puede ser deseable
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que una superficie de un primer radio (filo) a un segundo radio (filo) sea lisa y sin discontinuidades en donde es util cortar un molde usado para formar un filo con la misma herramienta. Los radios incluidos en un filo pueden cortarse en una superficie de herramienta de moldeo, en donde la superficie de la herramienta de moldeo es mayor que el radio de l filo. En donde la superficie de herramienta de moldeo es una superficie continua que incluye uno o mas filos y una pared lateral. Un radio de herramienta mayor puede relacionarse generalmente con un acabado de superficie mas lisa de un corte correspondiente.
Un segundo filo 506-2, incluye una caractenstica disenada para limitar el movimiento del aceite cuando se aplica voltaje a la lente de menisco lfquido arqueada 500. El segundo filo 506-2 puede incluir tambien, en algunas realizaciones, un extremo generalmente puntiagudo, o en otras realizaciones, el segundo filo 506-2 puede incluir un radio de finido de entre 5 y 25 micras, lo mas preferido 10 micras. Un radio de 10 micras funciona bien como un filo y puede crearse usando procesos de torneado con diamante de punto unico y moldeo por inyeccion.
Puede incluirse un escalon 507 vertical o casi vertical, que se extiende a un comienzo del area optica 508 de la lente de la curva frontal 501 en un lateral del segundo filo 506-2 opuesto a la pared del menisco 506. En algunas realizaciones, el escalon 507 es de 120 micras de altura, aunque podna estar en el intervalo de 50 a 200 micras.
En algunas realizaciones, el escalon 507 puede estar en un angulo de aproximadamente 5° desde el eje optico. En otras realizaciones, el angulo del escalon 507 puede ser tan pequeno como 1° o 2° o puede estar en un angulo de mas de 5°. Un escalon 507 que tiene menos angulo desde el eje optico actuara generalmente como un limitador mas efectivo del movimiento del menisco ya que requerira un cambio mayor en el angulo de contacto del lfmite del menisco lfquido 505 para moverse fuera de la pared del menisco 506 y sobre el escalon 507. La transicion desde el escalon 507 al comienzo del area optica 508 es un radio de 25 micras. Un radio mayor consumina innecesariamente mas espacio dentro del diseno de la lente. Un radio mas pequeno es posible y puede implementarse si es necesario para ganar espacio. La decision de usar un radio definido en lugar de un filo teorico en este area asf como otras en la lente se basa, en parte, en el movimiento potencial a un proceso de moldeo por inyeccion para los elementos de la lente. Una curva entre el escalon 507 y el comienzo del area optica 508 mejora el flujo plastico durante el proceso de moldeo por inyeccion y dara lugar a una lente con caractensticas de resistencia y manejo de la tension optimas.
En referencia ahora a la Fig. 6A, un vista en perspectiva representa una porcion de una lente de la curva frontal que incluye una pared del menisco 601 con microcanales 604, un escalon 605, y una zona optica 606. Se muestran un primer filo 602 y un segundo filo 603, entre los cuales se encuentra una pared del menisco 601 con microcanales 604. En la presente realizacion, la pared del menisco 601 con microcanales 604 forma generalmente la forma de un tronco conico, una seccion transversal del cual muestra que la pared del menisco es lineal. Ejemplos de una lente que incluye una pared de menisco lineal se describen en la Solicitud de Patente U.S. Numero de Serie 61.359.548, presentada el 29 de junio del 2010 y titulada, "LENS WITH CONICAL FRUSTUM MENISCUS WALL". En lagunas realizaciones, un diseno de pared del menisco con microcanales puede incluirse en paredes del menisco de formas variadas, como a modo de ejemplo no limitativo, una pared de menisco de segmento toroide convexo, una pared de menisco de segmento toroide concavo, una pared de menisco convexa-lineal compuesta, un pared de menisco multi-convexa, una pared de menisco multi-concava, y una pared de menisco lineal multi-segmentada.
En referencia ahora a la Fig. 6B, se muestra una vista detallada de una porcion de una pared del menisco 601 con microcanales 604 que incluye dos microcanales 604. En algunas realizaciones, un extremo de cada microcanal 604 esta cercano pero no interseca un primer filo 602, mientras que el otro extremo de cada microcanal 604 se extiende pasado un segundo filo 603, parcialmente hacia abajo de un escalon 605 hacia un area optica 606 de una lente de la curva frontal. El lfmite entre un lateral de un microcanal 604 y una seccion de la pared del menisco adyacente 601 es generalmente un borde afilado. En otras realizaciones, el borde entre una pared del menisco 601 y un microcanal 604 puede incluir un radio definido.
Cuando se elimina el potencial electrico de una lente de menisco lfquido arqueada anteriormente energizada, el menisco lfquido puede ser resistente a retornar a una posicion de reposo o posicion desenergizada. De acuerdo con la presente invencion, los microcanales 604 promoveran el movimiento del menisco lfquido rapido, ayudando a la recuperacion de un menisco lfquido de vuelta a la posicion desenergizada.
En algunas realizaciones, puede retenerse volumen de aceite adicional dentro de las estructuras de los microcanales en el estado no energizado. tras energizar la lente lfquida, la solucion salina desplazara una porcion del volumen de aceite dentro de cada microcanal, resultando en una magnitud mayor de cambio de potencia optica en la lente lfquida para el mismo angulo de lfquido humectante natural efectivo. En algunas realizaciones preferidas, los microcanales 604 pueden desensibilizar la velocidad de recuperacion del menisco lfquido a la variabilidad de otros factores en la construccion y funcionamiento de la lente. Ademas, pueden retenerse gotitas de aceite por las estructuras de microcanales cuando se provoca que la posicion del lfmite del menisco lfquido cambie por voltaje aplicado. Las gotitas de aceite ayudan en la retraccion del lfmite del menisco lfquido cuando la lente se desenergiza, llevando a un tiempo de recuperacion mas rapido y mas predecible.
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En otras realizaciones, las variaciones del diseno y textura de la pared del menisco puede promover el movimiento y recuperacion del menisco Kquido rapido. A modo de ejemplo no limitativo, algunas variaciones de la pared del menisco incluyen paredes con microhoyos, con microhoyos conectados, con microranuras posicionadas circunferencialmente, con microranuras espirales, micropatrones entrecruzados, con microcostillas, y con microprotuberancias.
Aunque la invencion se ha descrito con referencia a realizaciones particulares, se entendera por los expertos en la tecnica que pueden hacerse varios cambios sin salirse del alcance de la invencion como se define en las reivindicaciones anadidas.

Claims (21)

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    Reivindicaciones
    1. Una lente optica (300) que comprende:
    una lente frontal (301) que comprende una superficie exterior de la lente frontal y una superficie interior de la lente frontal;
    una lente posterior (302) que comprende una superficie interior de la lente posterior y una superficie exterior de la lente posterior, dicha lente posterior posicionada proxima a dicha lente frontal de tal manera que dicha superficie interior de la lente frontal y dicha superficie interior de la lente posterior forman una cavidad entre ellas;
    un volumen de solucion salina (306) y aceite (307) contenido dentro de la cavidad formada entre dicha superficie interior de la lente frontal y dicha superficie interior de la lente posterior, dicho volumen de solucion salina y aceite comprendiendo un menisco (308) entre ellas; y
    una pared del menisco formada en un area de la superficie interior de una o ambas de la lente frontal y la lente posterior y bordeando el menisco formado entre la solucion salina y el aceite, caracterizado porque la pared del menisco comprende microcanales (604) configurados para retener una porcion del aceite.
  2. 2. La lente optica de la reivindicacion 1 en la que la lente frontal y la lente posterior comprenden una lente arqueada.
  3. 3. La lente optica de la reivindicacion 2 que comprende adicionalmente un recubrimiento conductor en al menos una porcion de dicha pared del menisco.
  4. 4. La lente optica de la reivindicacion 3 en la que el volumen de aceite es menor que el volumen de solucion salina contenida dentro de la cavidad.
  5. 5. La lente optica de la reivindicacion 4 en la que el volumen de aceite comprende aproximadamente el 66% o mas por volumen en comparacion con una cantidad de solucion salina, o aproximadamente el 90% o menos por volumen en comparacion con una cantidad de solucion salina.
  6. 6. La lente optica de la reivindicacion 3 en la que el volumen de aceite comprende una densidad aproximadamente igual a una densidad de la solucion salina, una densidad dentro de aproximadamente el 10% de una densidad de la solucion salina, o una densidad dentro de aproximadamente el 5% de una densidad de la solucion salina.
  7. 7. La lente optica de la reivindicacion 3 en la que el recubrimiento conductor se extiende desde un area interior a la cavidad a un area externa a la cavidad.
  8. 8. La lente optica de la reivindicacion 7 en la que el area de recubrimiento conductor externa a la cavidad forma un terminal electrico para proporcionar un potencial electrico a la lente de menisco lfquido.
  9. 9. La lente optica de la reivindicacion 7 en la que la solucion salina y el aceite forman un menisco y una aplicacion de un potencial electrico al area del recubrimiento conductor externa a la cavidad provoca un cambio en la posicion de contacto del menisco a lo largo de la pared del menisco.
  10. 10. La lente optica de la reivindicacion 7 en la que el potencial electrico comprende una corriente directa.
  11. 11. La lente optica de la reivindicacion 7 en la que el potencial electrico comprende entre aproximadamente 5,0 voltios a 60,0 voltios, preferiblemente aproximadamente 20,0 voltios, o aproximadamente 5,0 voltios.
  12. 12. La lente optica de la reivindicacion 7 en la que el potencial electrico comprende entre aproximadamente 3,5 voltios a aproximadamente 7,5 voltios.
  13. 13. La lente optica de la reivindicacion 4 en la que la superficie exterior de la lente de la curva frontal, la superficie interior de la de la lente de la curva frontal, la superficie exterior de la lente de la curva posterior, o la superficie interior de la lente de la curva posterior comprenden una potencia optica distinta de aproximadamente 0.
  14. 14. La lente optica de la reivindicacion 4 que comprende adicionalmente un canal a traves de una o ambas de la lente de la curva frontal y la lente de la curva posterior y un material conductor que llena el canal.
  15. 15. La lente optica de la reivindicacion 14 que comprende adicionalmente un terminal en comunicacion electrica con el material conductor que llena el canal, en donde la aplicacion de un potencial electrico al terminal provoca un cambio en la forma del menisco.
  16. 16. La lente optica de la reivindicacion 4 que comprende adicionalmente un recubrimiento aislante a lo largo de al menos una porcion de la superficie interior de la lente de la curva frontal, en donde el recubrimiento aislante comprende un aislante electrico.
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  17. 17. La lente optica de la reivindicacion 16 en la que el aislante comprende un area de Kmite para mantener la separacion entre el recubrimiento conductor y una solucion salina contenida en la cavidad entre la lente de la curva frontal y la lente de la curva posterior.
  18. 18. La lente optica de la reivindicacion 4 en la que un angulo del tronco conico que comprende la pared del menisco comprende entre aproximadamente 30° y 50°.
  19. 19. La lente optica de la reivindicacion 18 que comprende adicionalmente un filo del menisco adyacente a la pared
    del menisco, dicho filo comprendiendo una caractenstica angular para contener el volumen de solucion salina y
    aceite.
  20. 20. La lente optica de la reivindicacion 19 en la que el filo comprende una porcion de superficie radial.
  21. 21. La lente optica de la reivindicacion 20 en la que la porcion de superficie radial comprende un radio en el intervalo
    de 5 micras a 25 micras.
ES11769992.6T 2010-09-29 2011-09-27 Lente de menisco líquido que incluye pared de menisco con microcanales Active ES2649367T3 (es)

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