JP5995008B2 - 流体充填レンズのワイヤ・フレームのための無動力の概念 - Google Patents

流体充填レンズのワイヤ・フレームのための無動力の概念 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、流体充填レンズに関し、特定的には、可変流体充填レンズに関する。
基本的な流体レンズは、その全体が引用により本明細書に組み入れられる特許文献1に記載されているように、1958年頃から知られている。最近の例は、その各々の全体が引用により本明細書に組み入れられる非特許文献1及び特許文献2に見出すことができる。流体レンズのこれらの用途は、フォトニクス、デジタル電話及びカメラ技術、並びにマイクロエレクトロニクスに向けられている。
また、流体レンズは眼科用途のためにも提案されている(例えば、その全体が引用により本明細書に組み入れられる特許文献3を参照されたい)。あらゆる場合において、ダイナミックレンジが広いこと、適応矯正を提供する能力、頑丈さ、及び低価格といった流体レンズの利点は、開口サイズの制限、漏れの可能性及び性能の一貫性とのバランスを保つ必要がある。例えば、特許文献3は、眼科用途に用いられる流体レンズ内への流体の効果的な収容に関する幾つかの改善点及び実施形態を開示している。流体レンズの屈折力調整(power ajustment)は、追加の流体をレンズ・キャビティ内に注入することにより、エレクトロウェッティング(electrowetting)により、超音波衝撃を加えることにより、及び水などの膨潤剤の導入時に架橋ポリマー中に膨潤力を利用することにより、実施される。
米国特許第2,836,101号明細書 国際公開第2008/063442号パンフレット 米国特許第7,085,065号明細書 米国特許出願公開第2011−0102735号明細書
Tang他「Dynamically Reconfigurable Fluid Core Fluid Cladding Lens in a Microfluidic Channel」、Lab Chip、8巻、395頁、2008年
1つの実施形態において、シールされた流体充填レンズのためのアクチュエータが、固定端、自由端、上部ペンチ及び下部ペンチを含むピンセット・アセンブリを含む。リザーバがピンセット・アセンブリ内に配置され、リザーバは、流体充填レンズと流体連通する。リザーバは、固定端と自由端との間でピンセット・アセンブリの長さに対して平行に配置され、その結果、ピンセット・アセンブリを撓ませることにより、リザーバは該リザーバの長さに沿って圧縮される。スライダは、ピンセット・アセンブリの外面に沿って横方向に移動可能であり、ピンセット・アセンブリの一方の端部から他方の端部へのスライダの移動によりピンセット・アセンブリが撓む。
別の実施形態において、シールされた流体充填レンズのためのアクチュエータが、ハウジングとリザーバを含む。リザーバはハウジング内に配置され、ハウジングの長さと平行に配置される。ピストンが、ハウジング内部に配置され、リザーバの遠位端に取り付けられ、ハウジングの第1の端部からハウジングの第2の端部へのピストンの横方向移動により、リザーバが潰れる。スライダが、ハウジングの外面に沿って横方向に移動し、ハウジングの第1の端部からハウジングの第2の端部へのスライダの移動によりピストンが押し付けられ、リザーバが潰れる。
別の実施形態において、シールされた流体充填レンズのためのアクチュエータが、ハウジングと、ハウジングの外面に沿って配置された複数のドームを含む。このハウジングは、内側半体及び外側半体を含む。複数のドームは、ハウジングの内側半体の外面に沿って配置された複数の準安定ドームと、ハウジングの外側半体の外面に沿って配置された複数の双安定ドームとを含み、各々の双安定ドームはそれぞれの準安定ドームの真向かいに配置される。アクチュエータが、ハウジング内に配置され、複数の準安定ドームと複数の双安定ドームとの間に配置されたリザーバをさらに含み、リザーバは流体充填レンズと流体連通する。
本明細書に組み入れられ、明細書の一部分を形成する添付図面は、本発明の実施形態を例証しており、説明と併せて、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を実施し利用することができるようにするのに役立つ。
流体充填レンズ・システムの実施形態の斜視図を示す。 例示的な垂直ピンセット・アクチュエータの斜視図を示す。 図2aの垂直ピンセット・アクチュエータの断面図を示す。 例示的なスライダの1つの実施形態の斜視図を示す。 1つの実施形態による、垂直ピンセット・アクチュエータ上の第1の位置にあるスライダの側面図を示す。 1つの実施形態による、垂直ピンセット・アクチュエータ上の第2の位置にあるスライダの側面図を示す。 1つの実施形態による、垂直ピンセット・アクチュエータ上の第3の位置にあるスライダの側面図を示す。 例示的な水平ピンセット・アクチュエータの斜視図を示す。 図5aの水平ピンセット・アクチュエータの断面図を示す。 例示的なスライダの実施形態の斜視図を示す。 例示的なスライダの実施形態の斜視図を示す。 例示的なスライダの実施形態の斜視図を示す。 例示的なスライダの実施形態の斜視図を示す。 1つの実施形態による、水平ピンセット・アクチュエータ上の第1の位置にあるスライダの上面図を示す。 1つの実施形態による、水平ピンセット・アクチュエータ上の第2の位置にあるスライダの上面図を示す。 1つの実施形態による、水平ピンセット・アクチュエータ上の第3の位置にあるスライダの上面図を示す。 例示的なピストン駆動式アクチュエータの切り欠き斜視図を示す。 1つの実施形態による、ピストン駆動式アクチュエータ上の第1の位置におけるスライダの切り欠き側面図を示す。 1つの実施形態による、ピストン駆動式アクチュエータ上の第2の位置におけるスライダの切り欠き側面図を示す。 1つの実施形態による、ピストン駆動式アクチュエータ上の第3の位置におけるスライダの切り欠き側面図を示す。 例示的なサンドイッチ・ドーム・アクチュエータの分解斜視図を示す。 1つの実施形態による、双安定ドームの作動原理を表わす断面を示す。 1つの実施形態による、準安定ドームの作動原理を表わす断面を示す。 1つの実施形態による、準安定ドームの作動原理を表わす断面を示す。 1つの実施形態による、準安定ドームの作動原理を表わす断面を示す。 1つの実施形態による、準安定ドームの作動原理を表わす断面を示す。
本発明の実施形態は、添付図面を参照して説明される。
特定の構成及び配置が論じられるが、これは単に例示目的でなされるにすぎないことを理解すべきである。当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の構成及び配置を用い得ることを認識するであろう。当業者には、本発明を種々の他の用途にも用い得ることが明らかであろう。
本明細書において、「一実施形態」、「1つの実施形態」、「例示的な実施形態」等への言及は、説明される実施形態が、特定の特徴、構造又は特性を含むことがあるが、必ずしも全ての実施形態がその特定の特徴、構造又は特性を含むわけではないことを示していることが留意される。さらに、こうした句は、必ずしも同一の実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造又は特性が、実施形態と関連して説明される場合、明示的に説明されているにせよそうでないにせよ、他の実施形態と関連してそうした特徴、構造又は特性を生じさせることは、当業者の知識の範囲内にある。
流体レンズは、硬質レンズ及びコンタクトレンズなどの視力矯正の従来型手段に優る重要な利点を有している。第1に、流体レンズは容易に調整可能である。従って、近くの物体を見るために追加の正の屈折力矯正を必要とする老眼の人は、遠距離処方箋に適合する基本屈折力を有する流体レンズを装着することができる。次いで、ユーザは、流体レンズを調整して中距離及び他の距離にある物体を見るために、必要に応じて追加の正の屈折力矯正を得ることができる。
第2に、流体レンズは、着用者により、所望の屈折力範囲にわたって連続的に調整することができる。結果として、着用者は、屈折力を調整して明るい環境において特定の物体距離について屈折異常を正確に適合させることができる。従って、流体レンズは、目の生まれつきの焦点深度の変更を補償するように屈折力の調整を可能にし、目の焦点深度は、着用者の瞳孔サイズによって決まり、瞳孔サイズは、周囲の光レベルに依存する。
第3に、角度の1分(1/60度)の像の解像度に対応する正常視力(20/20視力)が、視力の許容可能な質を表わすものとして一般的に認められているが、人間の網膜は、より細かい像の解像を行うことができる。健康な人間の網膜は、角度の20秒(1/300度)を解像できることが知られている。患者がこの優れた視力レベルを達成できるように設計された矯正用眼鏡は、約0.10D又はそれより良好な解像度を有する。この解像度は、連続的に調整可能な流体レンズ要素により達成することができる。
流体レンズ・アセンブリの実施形態においては、1つ又はそれ以上の流体レンズがそれ自体の作動システムを備え、従って、各目についてのレンズを独立して調整することができるようになっている。この特徴により、屈折不同視患者のような着用者が、各目の屈折異常を別個に矯正して両目の適切な矯正を達成することが可能になり、これにより、より良好な両眼視及び両眼加算(binocular summation)を得ることができる。
図1は、本発明の実施形態による流体充填レンズ・システム100の斜視図を示す。流体充填レンズ・システム100は、ブリッジ102と、左右のレンズ・モジュール104と、左右のヒンジ108と、左右のアクチュエータ・アーム110と、アクチュエータ・アーム110の左右の遠位端112とを含む。列挙される各構成部品の全ての記述が、システムにおける各構成部品の左右両方に適用されることを理解すべきである。ヒンジ108は、レンズ・モジュール104をアクチュエータ・アーム110に接続する。アクチュエータ・アーム110はリザーバ(図示せず)を圧縮し、リザーバとレンズ・モジュール104との間で流体を移送するように動作する。アクチュエータ・アーム110の遠位端112は、着用者の耳の上に嵌合する形状にされる。
1つの実施形態において、レンズ・モジュール104は、レンズ・モジュール104の縁部を定めるリム106をさらに含む。レンズ・モジュール104は、例えば、硬質光学レンズの縁部にわたって平らに引き伸ばされた可撓性膜(図示せず)により提供される可撓性の後面をさらに含むことができる。レンズ・モジュール104の光学屈折力を変更するために、リザーバ(図示せず)からの流体の追加によって、膜を膨らませることができる。リザーバはアクチュエータ・アーム110内に配置され、ヒンジ108内に置かれた接続管(図示せず)を介してレンズ・モジュール104に取り付けられる。接続管は、内部に含まれる流体を通さないように設計される。1つの実施形態において、レンズ・モジュール104、接続管、及びリザーバを含むアセンブリ全体は、2年又はそれ以上の使用期間全体の間、流体及び空気を排除するシールを維持するように設計される。1つの実施形態において、接続管は、ヒンジ・キャビティ内に収容できるように薄い。1つの実施形態において、十分な流体流量を維持するために、接続管の外径は2.0mm未満であり、壁厚は0.50mm未満である。1つの実施形態において、接続管は、60度以上の角度だけ曲げることができる。1つの実施形態において、接続管は、クリンプ加工なしで45度以上の角度だけ曲げることができる。1つの実施形態において、接続管は、ヒンジの繰り返される屈曲に対して耐久性がある。
アクチュエータ・アーム110の設計、及びリザーバを圧縮してレンズ・モジュール104の光学屈折力を変更する方法が、本明細書に記載される。
図2aは、アクチュエータ・アーム110の実施形態の斜視図を示す。本実施形態において、垂直ピンセット・アクチュエータ200が、固定端202、自由端204、上部ペンチ206、及び下部ペンチ208を有するピンセット・アセンブリ218を含む。リザーバ210が、上部ペンチと下部ペンチとの間に配置される。垂直ピンセット・アクチュエータ200は、ブレース212と、機械的停止部214a及び214bと、スライダ216とをさらに含む。1つの実施形態において、スライダ216は、上部ペンチ206及び下部ペンチ208の上に嵌合し、2つの機械的停止部214a及び214bの間で、ピンセット・アセンブリ218の長さに沿って横方向に摺動することができる。1つの実施形態において、図2aに示すように、スライダ216は、ピンセット・アセンブリ218の内側に沿って横方向に移動することができる。内側は、着用者の頭の方向に面する側であると理解される。
図2bは、垂直ピンセット・アクチュエータ200の断面図を示す。図2bは、スライダ216と上部ペンチ206及び下部ペンチ208の両方との間に配置された玉軸受220の図も示す。玉軸受220は、スライダ216とアセンブリの残りの部分との間に低摩擦接触をもたらす。例えば、ローラ・スライダ、滑り軸受、又はダブテール軸受などの他の軸受設計をスライダの運動に用いることができる。図2bはまた、上部ペンチ206及び下部ペンチ208に対する支持を与えるブレース212の例示的な図も提供する。図2bは湾曲形状を有する上部ペンチ206及び下部ペンチ208を示すが、例えば、平坦な形状などの他の形状を用いて、リザーバ210にさらなる圧縮を生じさせることもできる。
図3は、アセンブリの残りの部分から取り外されたスライダ216の斜視図を示す。1つの実施形態において、スライダ216は、丸みのあるカフの形状を有する。スライダ216に対して、例えばブラケット形状などの他の形状を用いることもできる。
図4aは、スライダ216が機械的停止部214aに対して第1の位置にある垂直ピンセット・アクチュエータ400の側面図を示す。図4bは、スライダ216が、ピンセット・アセンブリ218の内側に沿って、ピンセット・アセンブリ218の固定端202と自由端204との間の第2の位置に横方向運動404を行う垂直ピンセット・アクチュエータ402を示す。この運動により、上部ペンチ206及び下部ペンチ208は互いに向かって撓み、リザーバ210が圧縮する。図4cは、スライダ216が、ピンセット・アセンブリ218の内側に沿って、機械的停止部214bに対する第3の位置に横方向運動408を行う垂直ピンセット・アクチュエータ406を示す。第3のスライダ位置への運動により、リザーバ210が最大圧縮状態までさらに圧縮する。1つの実施形態において、スライダ216が、ピンセット・アセンブリ218の内側に沿って自由端204から離れるように固定端202に向かって横方向に移動すると、リザーバ210への圧縮力が解放され、リザーバ210はその元の形状に跳ね戻り、一時的に、流体に低圧を生じさせ、それによって、流体がレンズ・モジュール104から引き戻される。
図5aは、アクチュエータ・アーム110の1つの実施形態の斜視図を示す。本実施形態において、水平ピンセット・アクチュエータ500は、固定端502と、自由端504と、固定ペンチ506と、自由ペンチ508とを有するピンセット・アセンブリ516を含む。リザーバ510は固定ペンチ506と自由ペンチ508との間に配置される。垂直ピンセット・アクチュエータ500は、機械的停止部512a及び512bと、スライダ514とをさらに含む。1つの実施形態において、スライダ514は、固定ペンチ506及び自由ペンチ508の周りに嵌まり、かつ、ピンセット・アセンブリ516の長さに沿って、機械的停止部512aと512bとの間で横方向に摺動することができる。
1つの実施形態において、固定ペンチ506及び自由ペンチ508の両方とも、いずれの形状及びサイズのものにしてもよい。一例において、固定ペンチ506は、自由ペンチ508のブラケット形状より大きいブラケット形状を有することができる。
図5bは、水平ピンセット・アクチュエータ500の断面図を示す。玉軸受518が、スライダ514とペンチのいずれか一方又は両方との間に配置される。玉軸受518は、スライダ514とピンセット・アセンブリ516の外面との間に低摩擦接触をもたらす。1つの実施形態においては、スライダ514とリザーバ510との間に転がり接触を与えるように、玉軸受520を含ませることもできる。玉軸受520は、静止摩擦に打ち勝つのに玉軸受518より大きい力を必要とし、スライダ514の望ましくない運動を防止する。スライダ514の運動のために、例えば、ローラ・スライダ、滑り軸受、又はダブテール軸受のような他の軸受設計を用いることができる。
図6a−図6dは、水平ピンセット・アクチュエータ500と共に用いるためのスライダ設計の実施形態を示す。図6aは、開放型ブラケット・スライダ600の斜視図を示す。図6bは閉鎖型ブラケット・スライダ602の斜視図を示す。図6cは、コネクタ604及び摺動ループ606をさらに示す、開放型ブラケット・スライダ600の斜視図を示す。摺動ループ606は、開放型ブラケット600又は閉鎖型ブラケット・スライダ602よりも緊密にピンセット・アセンブリ518の周りに嵌合する。コネクタ604は、摺動ループ606を開放型ブラケット・スライダ600に取り付ける。1つの実施形態において、前述のように、スライダ・ループ606は、玉軸受(図示せず)を用いて、ペンチの一方若しくは両方、又はリザーバ510と接触する。スライダ・ループ606を含ませることにより、スライダ600がピンセット・アセンブリ516の長さに沿って配置されるときに、ペンチに対してより多くの一定の力が作用する。図6dは、閉鎖型ブラケット・スライダ602内の、上述のような摺動ループ606及びコネクタ604を示す。
図7aは、スライダ514が機械的停止部512aに対して第1の位置にある水平ピンセット・アクチュエータ700の上から見た図を示す。図7bは、スライダ514が、ピンセット・アセンブリ218の長さに沿って、ピンセット・アセンブリ516の固定端502と自由端504との間の第2の位置に横方向運動704を行う水平ピンセット・アクチュエータ702を示す。この運動により、自由ペンチ508が固定ペンチ506に向かって撓み、リザーバ510が圧縮する。図7cは、スライダ514が、ピンセット・アセンブリ516の長さに沿って、機械的停止部512bに対する第3の位置に横方向運動708を行う水平ピンセット・アクチュエータ706を示す。第3のスライダ位置への運動により、リザーバ510が最大圧縮状態までさらに圧縮する。1つの実施形態において、スライダ514が、ピンセット・アセンブリ516の長さに沿って、自由端504から離れるように固定端502に向かって横方向に移動すると、リザーバ510への圧縮力が解放され、リザーバ510はその元の形状に跳ね戻り、一時的に、流体に低圧を生じさせ、それによって、流体がレンズ・モジュール104から引き戻される。
図8は、アクチュエータ・アーム110の1つの実施形態の斜視図を示す。本実施形態においては、ピストン駆動式アクチュエータ800が、ハウジング812と、ハウジング812内に配置されたピストン802と、ハウジング812内に配置され、かつ、遠位端806がピストン802に取り付けられたリザーバ804とを含む。ピストン駆動式アクチュエータ800は、機械的停止部808a及び808bと、スライダ810とをさらに含む。1つの実施形態において、スライダ810は、ハウジング812の外面の周りに嵌まり、ハウジング812の長さに沿って、機械的停止部808aと808bとの間で横方向に摺動することができる。
1つの実施形態において、ピストン802は固定極性を有する磁石である。1つの実施形態において、スライダ810は、ピストン802の極性とは反対の固定極性を有する磁石である。ピストン802とスライダ810との間の磁力に起因して、ハウジング812の長さに沿ったスライダ810の横方向運動により、ピストン802もまたハウジング812内で横方向に移動する。スライダ810は、例えば、図6a又は図6bに示されるもののような、任意の形状を有することができる。
図9aは、スライダ810が機械的停止部808aに対して第1の位置にあるピストン駆動式アクチュエータ900の側面図を示す。図9bは、スライダ810が、ハウジング812の長さに沿って、機械的停止部808aと808bとの間の第2の位置に横方向運動904を行うピストン駆動式アクチュエータ902を示す。横方向運動904により、ピストン802も横方向に移動し、それによって、リザーバ804の遠位端806がよりヒンジ108のより近くに押し付けられ、リザーバ804を潰す。図9cは、スライダ810が、ハウジング812の長さに沿って、機械的停止部808bに対する第3の位置に横方向運動908を行うピストン駆動式アクチュエータ906を示す。第3のスライダ位置への横方向運動908により、リザーバ804が最大の状態までさらに潰れる。1つの実施形態において、スライダ810が、ハウジング812の長さに沿って、ヒンジ108から離れるように横方向に移動すると、ピストン802もヒンジ108から横方向に離れるように移動する。このことにより、リザーバ804がその元の形状に跳ね戻り、一時的に、流体に低圧を生じさせ、それによって、流体がレンズ・モジュール104から引き戻される。
図10は、アクチュエータ・アーム110の別の実施形態の分解斜視図を示す。本実施形態において、サンドイッチ・ドーム・アクチュエータ1000が、内側半体1002及び外側半体1004を有するハウジング1010と、ハウジング1010の内側半体1002上の複数の準安定ドーム1006と、ハウジング1010の外側半体1004上の複数の双安定ドーム1008とを含む。リザーバ1012はハウジング1010内に配置され、準安定ドーム1006と双安定ドーム1008との間に配置される。1つの実施形態において、各々の双安定ドーム1008は、それぞれの準安定ドーム1006の真向かいに配置される。双安定ドーム1008又はそれぞれの準安定ドーム1006のいずれかの圧縮により、ドーム間のリザーバ1012の一部分の圧縮が生じる。
ハウジング1010の外面に沿った複数の準安定ドーム1006の真向かいの複数の双安定ドーム1008により、着用者が、ハウジング1010内の、ドーム間に配置されたリザーバ1012に対する圧縮状態を慎重に制御することが可能になる。双安定ドーム1008は、局所的な最大圧縮を可能にする一方、準安定ドーム1006は局所的な可変の圧縮状態を可能にする。ドームの状態を変化させることによりリザーバ1012への圧縮を解放することによって、リザーバ1012がその元の形状に跳ね戻り、一時的に、流体に低圧を生じさせ、それによって、流体がレンズ・モジュール104から引き戻される。
1つの実施形態において、リザーバ1012への合計圧縮量を制御するために、双安定ドーム1008又は準安定ドーム1006のいずれかが、ヒンジ108から最も遠くに配置されたドームから始まり、ヒンジ108に向かって内方に移動するように押し付けられる。1つの実施形態において、ハウジング1010の外側に沿った双安定ドーム1008又は準安定ドーム1006のいずれかの全てを圧縮することにより、リザーバ1012に対する最大圧縮状態が生じる。
図11は、それぞれの準安定ドーム1102の真向かいの単一の双安定ドーム1100の断面を示し、双安定ドーム1100の動作をさらに示す。双安定ドーム1100は、弛緩状態1104又は圧縮状態1106のいずれかで存在する。弛緩状態1104においては、双安定ドーム1100は、ハウジング1010の長さに対して直交する方向にリザーバ1012から離れるように押し出される。圧縮状態1106においては、双安定ドーム1100は、ハウジング1010の長さに対して直交する方向にリザーバ1012に向かって内方に押し付けられる。圧縮状態1106は、圧縮された双安定ドーム1100とそれぞれの準安定ドーム1101との間で、リザーバ1012の一部分に局所的な最大圧縮を生じさせる。第1の力1108を双安定ドーム1100の外面にかけると、双安定ドームは弛緩状態1104から圧縮状態1106に切り換わる。第2の力1110をかけると、双安定ドームは圧縮状態1106から弛緩状態1104に戻る。任意の外部手段によりいずれかの力をかけることができる。例えば、着用者の指で双安定ドーム上を押し付けることにより、いずれかの力をかけることができる。第1の力1108及び第2の力1110は、同じ大きさであってもよく、又は異なる大きさであってもよい。双安定ドーム1100をどちらか一方の状態間で切り換えるために、各々の力を所与の閾値の大きさより大きくする必要がある。
図12a−図12dは、それぞれの準安定ドーム1202の真向かいの単一の双安定ドーム1200の断面を示し、準安定ドーム1202の動作をさらに示す。準安定ドーム1202は、完全弛緩状態1204と完全圧縮状態1206との間の任意の状態で存在することができる。完全弛緩状態1204と完全圧縮状態1206の両方とも、前述のような双安定ドーム110の状態と類似している。図12aは、完全弛緩状態1204の準安定ドーム1202を示す。1又はそれ以上の力を準安定ドーム1202の表面にかけて、これをリザーバ1012に向かって内方に押し付けることができる。例えば、図12bは、準安定ドーム1202を押し付けて完全弛緩状態1204から第1の状態1210にし、リザーバ1012に第1の圧縮を生じさせる第1の力1208を示す。図12cは、準安定ドーム1202を押し付けて第2の状態1214にし、リザーバ1012に第1の圧縮より大きい第2の圧縮を生じさせる第2の力1212を示す。図12dは、準安定ドーム1202に押し付けて完全圧縮状態1206にし、双安定ドーム1200と準安定ドーム1202との間に、リザーバ1012の一部分に局所的な最大圧縮を生じさせる第3の力1216を示す。準安定ドーム1202は、それぞれの双安定ドーム1200を押して圧縮状態にし、それにより準安定ドーム1202をリザーバ1012から離れるように押し戻すことにより、完全弛緩状態1204に戻ることができる。
上述の例は、動作の説明に限定することを意図するものではない。所与の閾値より大きい、異なる大きさの任意の数の力を用いて、準安定ドームの状態を変化させ得ることを理解することができる。任意の外部手段により力を加えることもできる。例えば、着用者の指で準安定ドーム上を押すことにより、力を加えることができる。
例えば、これらに限定されるものではないが、ピンセット・アセンブリ、スライダ、玉軸受、準安定ドーム及び双安定ドーム等の説明された種々のアクチュエータ・アセンブリの部品は、金属射出成形(MIM)、鋳造、機械加工、プラスチック射出成形等のいずれかの適切なプロセスにより製造することができる。材料の選択は、機械的特性、温度感受性、分散のような光学的特性、成形性特性、又は当業者に明らかないずれかの他の要因の要件によってさらに伝えることができる。
流体レンズに用いられる流体は、無色の流体とすることができるが、他の実施形態は、用途に応じて、意図した用途がサングラス用である場合など、色のついた流体を含むことができる。用いることができる流体の一例は、ミシガン州ミッドランド所在のDow Corningによって「拡散ポンプ油」という名で製造されており、これは、一般に「シリコーン油」とも呼ばれている。
流体レンズは、ガラス、プラスチック、又はいずれかの他の適切な材料で作製された硬質光学レンズを含むことができる。他の適切な材料は、例えば、ジエチルグリコールビスアリルカーボネート(DEG−BAC)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)及び特許権を有するポリ尿素複合体、即ち商標名TRIVEX(PPG)を含むが、これらに限定されない。
流体レンズは、例えば制限なく、透明かつ弾性のポリオレフィン、ポリシクロ脂肪族化合物、ポリエーテル、ポリエステル、ポリイミド、及び、例えばMYLAR又はSARANとして製造されるもののような市販のフィルムを含むポリ塩化ビニリデンフィルムなどのポリウレタンのうちの1つ又はそれ以上といった、可撓性かつ透明の不透水性材料で作製された膜を含むことができる。膜材料として用いるのに適した他のポリマーは、例えば、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンのポリマー、及び脂肪族又は脂環式ポリエーテルを含むが、これらに限定されない。
接続管は、例えばTYGON(ポリ塩化ビニル)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)及び天然ゴムなどの1つ又はそれ以上の材料で作製することができる。例えば、PVDFは、その耐久性、透過性及びクリンプ加工への耐性に基づき、好適であり得る。
ハウジング及びピンセット・アセンブリは、いずれかの適切な形状とすることができ、プラスチック、金属、又はいずれかの他の適切な材料で作製することができる。1つの実施形態において、ハウジング及びピンセット・アセンブリは、例えば制限なく、高耐衝撃性プラスチック材料、アルミニウム、チタン等のような軽量材料で作製される。1つの実施形態において、ハウジング及びピンセット・アセンブリは、全体又は一部を透明材料で作製することができる。
リザーバは、例えば制限なく、デラウェア州Wilmington所在のDuPont Performance Elastomers LLCにより供給されている熱収縮性VITON(登録商標)のようなポリニフッ化ビニリデン、独国Mechenheim所在のDSG−CANUSAにより製造されるDERAY−KYF190(可撓性)、ペンシルバニア州Berwyn所在のTyco Electronics Corp.(以前はRaychem Corp.)により製造されるRW−175(半剛性)又はいずれかの他の適切な材料で作製することができる。リザーバの付加的な実施形態が、その全体が引用により組み入れられる特許文献4に記載されている。
概要及び要約セクションではなく、詳細な説明のセクションは、特許請求の範囲を理解するために用いられることが意図されることを理解すべきである。概要及び要約セクションでは、発明者により考えられる、1つ又はそれ以上の、しかし全てではない本発明の例示的な実施形態を述べることができ、従って、本発明及び添付の特許請求の範囲を多少なりとも限定することを意図するものではない。
本発明は、特定の機能及びその関係の実装を示す機能的な基礎的要素の助けにより上述された。説明の便宜上、これらの機能的な基礎的要素の境界は、本明細書において任意に定められた。特定の機能及びその関係が適切に行われる限り、代替的な境界を定めることができる。
特定の実施形態の上記の説明は、当技術分野の技術の範囲内の知識を適用することにより、必要以上の実験なしに、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、他者がそのような特定の実施形態の種々の用途を容易に変更すること及び/又はこれに適合させることができる本発明の一般的な性質を十分に明らかにするであろう。従って、そのような適合及び変更は、本明細書に提示される教示及び指針に基づいて、開示される実施形態の等価物の意味及び範囲内にあることが意図される。本明細書における表現又は用語は、限定ではなく説明を目的とするものであり、本明細書の用語又は表現は、教示及び指針に照らして当業者により解釈されることを理解すべきである。
本発明の広さ及び範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではではなく、以下の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ定められるべきである。
100:流体充填レンズ・システム
102:ブリッジ
104:レンズ・モジュール
106:リム
108:ヒンジ
110:アクチュエータ・アーム
112:遠位端
200、400、402、406:垂直ピンセット・アクチュエータ
202、502:固定端
204、504:自由端
206:上部ペンチ
208:下部ペンチ
210、510、1012:リザーバ
212:ブレース
214a、214b、512a、512b、808a、808b:機械的停止部
216、514、810:スライダ
218、516:ピンセット・アセンブリ
220、518、520:玉軸受
500、700、702、706:水平ピンセット・アクチュエータ
506:固定ペンチ
508:自由ペンチ
600:開放型ブラケット・スライダ
602:閉鎖型ブラケット・スライダ
604:コネクタ
606:摺動ループ
800、900、902、906:ピストン駆動式アクチュエータ
802:ピストン
806:リザーバの遠位端
812、1010:ハウジング
1000:サンドイッチ・ドーム・アクチュエータ
1002:内側半体
1004:外側半体
1006、1102、1202:準安定ドーム
1008、1100、1200:双安定ドーム
1104:弛緩状態
1106:圧縮状態
1108、1208:第1の力
1110、1212:第2の力
1204:完全弛緩状態
1206:完全圧縮状態
1210:第1の状態
1214:第2の状態
1216:第3の力

Claims (26)

  1. シールされた流体充填レンズのためのアクチュエータであって、
    固定端及び自由端を有するピンセット・アセンブリと、
    前記ピンセット・アセンブリ内に配置され、前記流体充填レンズと流体連通し、かつ、前記固定端と前記自由端との間で前記ピンセット・アセンブリの長さ方向に対して平行に配置される、リザーバと、
    を含み、前記ピンセット・アセンブリを撓ませることにより、前記リザーバが該リザーバの長さ方向に沿って圧縮され、
    前記ピンセット・アセンブリの外面に沿って横方向に移動可能なスライダが設けられ、前記ピンセット・アセンブリの一方の端部から他方の端部への前記スライダの移動により前記ピンセット・アセンブリが撓むことを特徴とするアクチュエータ。
  2. 前記スライダは、前記ピンセット・アセンブリの長さ方向に対して平行に移動することを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ。
  3. 前記ピンセット・アセンブリの撓み方向は、前記ピンセット・アセンブリの前記長さ方向に対して垂直方向に配向されることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ。
  4. 前記スライダは丸みのあるカフ形状を有することを特徴とする、請求項3に記載のアクチュエータ。
  5. 前記スライダは、前記ピンセット・アセンブリの内側に沿って移動することを特徴とする、請求項3に記載のアクチュエータ。
  6. 前記ピンセット・アセンブリの撓み方向は、平方向に調整されることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ。
  7. 前記スライダは開放型ブラケット形状を有することを特徴とする、請求項6に記載のアクチュエータ。
  8. 前記スライダは閉鎖型ブラケット形状を有することを特徴とする、請求項6に記載のアクチュエータ。
  9. 前記スライダは前記スライダに接続された摺動ループをさらに含み、前記摺動ループは前記ピンセット・アセンブリの周りに嵌合することを特徴とする、請求項7に記載のアクチュエータ。
  10. 前記スライダは、前記スライダに接続された摺動ループをさらに含み、前記摺動ループは前記ピンセット・アセンブリの周りに嵌合することを特徴とする、請求項8に記載のアクチュエータ。
  11. 前記スライダは、前記スライダと前記ピンセット・アセンブリとの間に配置された玉軸受上で滑ることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ。
  12. 前記スライダは、前記スライダと前記リザーバとの間に配置された玉軸受上で滑ることを特徴とする、請求項6に記載のアクチュエータ。
  13. 前記ピンセット・アセンブリに沿った前記スライダの移動は、2つの機械的停止部間に制限されることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ。
  14. 前記ピンセット・アセンブリの前記固定端は前記流体充填レンズより遠位にあることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ。
  15. シールされた流体充填レンズのためのアクチュエータであって、
    内側半体及び外側半体を有するハウジングと、
    前記ハウジングの前記内側半体の外面に沿って配置された複数の準安定ドームと、
    前記ハウジングの前記外側半体の外面に沿って配置された複数の双安定ドームと、
    を含む、前記ハウジングの外面に沿って配置された複数の圧縮可能ドームと、
    を含み、
    前記双安定ドームの各々は前記それぞれの準安定ドームの真向かいに配置され、
    前記ハウジング内に配置され、前記流体充填レンズと流体連通し、かつ、前記複数の準安定ドームと前記複数の双安定ドームとの間に配置されたリザーバが設けられることを特徴とするアクチュエータ。
  16. 前記双安定ドームの各々は前記それぞれの準安定ドームに向かう方向に圧縮可能であることを特徴とする、請求項15に記載のアクチュエータ。
  17. 前記双安定ドームの各々は圧縮状態又は弛緩状態のいずれかで存在することを特徴とする、請求項16に記載のアクチュエータ。
  18. 前記双安定ドームの前記圧縮状態は、前記リザーバの局所的な最大圧縮をもたらすことを特徴とする、請求項17に記載のアクチュエータ。
  19. 前記弛緩状態は前記リザーバの圧縮をもたらさないことを特徴とする、請求項17に記載のアクチュエータ。
  20. 前記双安定ドームの圧縮は前記リザーバの圧縮をもたらすことを特徴とする、請求項17に記載のアクチュエータ。
  21. 前記準安定ドームの各々は前記それぞれの双安定ドームに向かう方向に圧縮可能であることを特徴とする、請求項15に記載のアクチュエータ。
  22. 前記準安定ドームの各々は、完全圧縮状態と完全弛緩状態との間のいずれかの状態で存在することができることを特徴とする、請求項21に記載のアクチュエータ。
  23. 前記完全圧縮状態は前記リザーバの局所的な最大圧縮をもたらすことを特徴とする、請求項22に記載のアクチュエータ。
  24. 前記完全弛緩状態は前記リザーバの圧縮をもたらさないことを特徴とする、請求項22に記載のアクチュエータ。
  25. 前記圧縮可能ドームは前記ハウジングの長さ方向に対して等距離に離間配置され、前記長さは前記ハウジングの最長寸法であることを特徴とする、請求項15に記載のアクチュエータ。
  26. いずれかの双安定ドームの圧縮により、前記それぞれの準安定ドームがいずれかの圧縮状態から前記完全弛緩状態に戻ることを特徴とする、請求項15に記載のアクチュエータ。
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