KR101826385B1 - 유체-충진 렌즈 및 이에 따른 구동 시스템 - Google Patents

Abstract

조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체가 제공된다. 몇몇 실시예에서, 액추에이터 조립체는 클램프가 압축되는 경우에 상기 유체 렌즈 모듈의 도수를 조절하도록 구성되는 클램프를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 자기 부재는 유체-충진 렌즈의 도수를 변경하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 플런저는 유체-충진 렌즈의 도수를 변경한다. 몇몇 실시예에서, 저장소는 상기 저장소의 변형이 유체-충진 렌즈의 도수를 변경하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 풍선은 저장소를 변형하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈는 바늘에 의해 관통가능하게 구성되고 바늘의 철수 후에 유체 챔버를 자동적으로 그리고 유동적으로 밀봉하는 격막을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 열적 부재는 렌즈 모듈의 도수를 변경하기 위해서 유체 챔버 내의 유체를 가열할 수 있다.

Description

유체-충진 렌즈 및 이에 따른 구동 시스템{Fluid-Filled Lenses and Actuation Systems thereof}

본 발명의 실시예들은 유체-충진 렌즈에 관한 것이고 특히 가변 유체-충진 렌즈에 관한 것이다.

기본적인 유체 렌즈(fluid lens)는, 전체가 참조로 인용되는, 미국특허 제 2,836,101호에 기술된 바와 같이 약 1958년 이래로 알려지고 있다. 더 최근 예는, 여기에 각각의 전체가 참조로 인용되는, Tang 외, Lab Ship, 2008, vol. 8, 395페이지의 "미세 유체 채널 내의 동적 재구성 유체 코어 유체 피복렌즈(Dynamically Reconfigurable Fluid Core Fluid Cladding Lens in a Microfluidic Channel)" 및 WIPO 공보 WO2008/063442에서 발견될 수 있다. 유체 렌즈의 이러한 응용들은 포토닉스, 디지털 휴대 전화와 카메라 기술, 및 마이크로 일렉트로닉스와 연관된다.

또한, 유체 렌즈는 안과적 응용을 위해 제안되어 왔다(예를 들어, 전체가 참조로 인용되는, 미국특허 제7,085,065호 참조). 모든 경우에서, 광역역광보정(wide dynamic range)과 같은 유체 렌즈의 이점은, 적용형 보정, 견고성, 및 구멍 크기, 누출 성향 및 수행 일관성의 제한에 의하여 균형잡혀져야 하는 낮은 비용을 제공할 수 있는 능력이다. 유체 렌즈에서 도수 조정은, 렌즈 공동 내로의 추가적 유체 주입에 의해, 일렉트로웨팅(electrowetting)에 의해, 초음파 충격의 적용에 의해, 그리고 물과 같은 팽창(inflation) 에이전트 도입시 교차-연결 폴리머에서의 팽창력 활용에 의해 영향을 받아 왔다.

광역역광보정(wide dynamic range)과 같은 유체 렌즈의 이점은, 적용형 보정, 견고성, 및 구멍 크기, 누출 성향 및 수행 일관성의 제한에 의하여 균형잡혀져야 하는 낮은 비용을 제공할 수 있는 능력이다.

일 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 유체 렌즈 모듈; 상기 유체 렌즈 모듈을 둘러싸는 클램프; 상기 클램프를 감싸는 프레임; 및 상기 클램프의 단부에 연결되는 액추에이터;를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 액추에이터는 상기 프레임 외부로부터 접근 가능하고, 상기 액추에이터는 상기 프레임에 관한 상기 액추에이터의 운동이 상기 클램프를 압축하게 야기하도록 구성되고, 그리고 상기 클램프는 상기 클램프가 압축되는 경우에 상기 유체 렌즈 모듈의 도수를 조절하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 상기 조절 가능한 유체 렌즈에 유동적으로 연결되는 중공 중심부를 갖는 안경다리 피스(temple piece); 상기 중공 중심부에 위치하는 유체; 상기 안경다리 피스에 슬라이딩 가능하게 부착되는 자기 슬라이더; 및 상기 자기 슬라이더와 자기적으로 커플링되며 상기 중공 중심부 내부에 슬라이딩 가능하게 배치되는 자기 부재;를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 자기 부재는 상기 안경다리 피스와 관련한 상기 자기 부재의 운동이 상기 조절 가능한 유체-충진 렌즈에서 유체의 양을 증가하거나 감소함에 의해 상기 유체-충진 렌즈의 도수를 변경하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 유체 렌즈 모듈; 상기 유체 렌즈 모듈에 유동적으로 연결되는 중공 중심부를 갖는 안경다리 피스; 상기 안경다리 피스에 회전 가능하게 부착되는 액추에이터; 상기 중공 중심부에 배치되며 상기 액추에이터에 커플링되는 베이스(base); 상기 베이스에 연결되는 제 1 단부를 포함하는 케이블; 및 상기 중공 중심부 내부에 슬라이딩 가능하게 배치되며 상기 케이블의 제2단부에 연결되는 플런저;를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 액추에이터는 상기 안경다리 피스와 관련한 상기 액추에이터의 제 1 방향으로의 회전이 상기 플런저를 제1 방향으로 빼내게 하고 상기 케이블을 상기 베이스 주위를 감싸게 야기하도록 구성되고, 상기 유체 렌즈 모듈은 상기 플런저의 운동이 상기 유체 렌즈 모듈의 도수를 변경하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 유체 렌즈 모듈; 상기 유체 렌즈 모듈에 유동적으로 연결되는 중공 중심부를 포함하는 하우징; 상기 하우징에 회전 가능하게 부착되는 액추에이터; 및 상기 중공 중심부 내부에 위치하며 상기 액추에이터에 자기적으로 커플링되는 플런저;를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 플런저는 상기 하우징 내부에 축방향 운동을 허용하도록 상기 하우징의 나사산이 형성된 내부면과 결합하도록 구성되는 나사산이 형성된 외부면을 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 하우징과 관련한 상기 액추에이터의 회전이 상기 플런저를 상기 하우징 내부에 축 방향으로 전진하게 하는 자기력을 통해 상기 하우징에 관하여 회전하는 것을 야기하도록 구성되고, 상기 유체 렌즈 모듈은 상기 플런저의 운동이 상기 유체 렌즈 모듈의 도수를 변경하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 유체 렌즈 모듈; 내부에 만곡부(bend)를 갖는 중공 중심부를 포함하는 안경다리 피스; 상기 중공 중심부 내부에 배치되며 상기 유체 렌즈 모듈에 유동적으로 연결되는 저장소; 상기 중공 중심부 내부에 배치되는 가요성 푸셔(pusher);를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 가요성 푸셔는 상기 저장소를 압축하기 위해 상기 만곡부에서 구부러지도록 구성되고, 상기 저장소는 상기 저장소의 압축이 상기 유체-충진 렌즈의 도수를 변경하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 중공 중심부를 포함하는 안경다리 피스; 상기 중공 중심부 내부에 위치하는 저장소; 및 상기 안경다리 피스에 회전 가능하게 부착되는 휠;을 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 휠이 상기 안경다리 피스에 관하여 회전되어지는 경우에 상기 휠의 축방향 면은 상기 저장소를 변형하도록 구성되는 돌출부를 포함하고, 상기 저장소는 상기 저장소의 압축이 상기 유체-충진 렌즈의 도수를 변경하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 유체 렌즈 모듈; 중공 중심부를 포함하는 안경다리 피스; 상기 유체 렌즈 모듈에 유동적으로 연결되는 저장소; 및 상기 중공 중심부 내부에 슬라이딩 가능하게 배치되는 푸셔;를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 푸셔는 상기 저장소를 변형하고 상기 유체 렌즈 모듈의 도수를 조절하기 위해서 상기 안경다리 피스에 관하여 축 방향으로 운동하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 유체 렌즈 모듈; 중공 중심부를 포함하는 안경다리 피스; 상기 유체 렌즈 모듈에 유동적으로 연결되는 저장소; 상기 저장소에 인접한 팽창가능 풍선; 상기 풍선에 연결되고 상기 풍선의 팽창을 허용하도록 구성되는 펌프; 및 상기 풍선에 연결되고 상기 풍선의 수축을 허용하도록 구성되는 압력 해제 밸브;를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 풍선은 상기 팽창 및 수축이 상기 저장소를 변형하도록 구성되고, 상기 저장소는 상기 저장소의 변형이 상기 유체 렌즈의 도수를 변경하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체는 유체 렌즈 모듈; 중공 중심부를 갖는 안경다리 피스; 상기 중공 중심부에 배치되고 상기 유체 렌즈 모듈에 유동적으로 연결되는 저장소; 상기 중공 중심부에 배치되고 상기 저장소를 변형하기 위해 공기의 도입을 허용하도록 구성되는 덕빌 밸브(duckbill valve); 및 상기 중공 중심부에 연결되고 상기 저장소를 변형하기 위해 상기 중공 중심부에 가압 공기의 제거를 허용하도록 구성되는 압력 해제 밸브;를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 저장소는 상기 저장소의 변형이 상기 유체 렌즈의 도수를 변경하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈는 유체 챔버; 상기 유체 챔버를 둘러싸는 프레임; 및 상기 프레임 내부에 배치되고 상기 유체 챔버에 유동적으로 연결되는 격막;을 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 격막은 바늘에 의해 관통가능하게 구성되고 상기 바늘의 철수 후에 상기 유체 챔버를 자동적으로 그리고 유동적으로 밀봉하게 구성된다.

또다른 실시예에서, 조절 가능한 유체-충진 렌즈는 유체를 포함하는 유체 챔버; 및 상기 유체를 가열하도록 구성되는 열적 부재;를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 유체가 가열되는 경우에, 상기 유체 렌즈 모듈의 도수를 변경하기 위해서 상기 유체는 상기 유체 챔버의 형상을 확장하고 변형한다.

본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작용 뿐만 아니라, 본 발명의 추가적 실시예, 특징, 및 장점은, 첨부하는 도면을 참조하여 하기에 상세하게 설명된다.

본 명세서에 포함되고 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면은, 본 발명을 예시하며, 또한 설명과 함께 추가적으로 발명의 원리에 대한 설명을 제공하고 관련 기술분야의 통상의 기술자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있도록 한다.
도 1은 안경 조립체의 일 실시예의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 안경 조립체의 일부의 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 안경 조립체의 클램프의 전면도를 나타낸다.
도 4는 도 1의 4-4 선에 따른 안경 조립체의 일부의 단면도를 나타낸다.
도 5는 도 1의 4-4 선에 따른 안경 조립체의 또다른 일부의 단면도를 나타낸다.
도 6은 제1구성에서 6-6 선을 따라 도 1의 안경 조립체의 일부의 단면도를 나타낸다.
도 7은 제2구성에서 6-6 선을 따라 도 1의 안경 조립체의 일부의 단면도를 나타낸다.
도 8은 자기 액추에이터 조립체의 일 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 9는 도 8의 자기 액추에이터 조립체의 단면도를 나타낸다.
도 10은 자기 액추에이터 조립체의 일 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 11은 안경 조립체의 일 실시예의 부분 투명도를 나타낸다.
도 12는 12-12 선을 따라 도 11의 안경 조립체의 자기 액추에이터 조립체의일 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 13은 12-12 선을 따라 도 11의 안경 조립체의 자기 액추에이터 조립체의 또다른 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 14는 제1구성에서 구동 시스템의 일 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 15는 제2구성에서 도 14의 구동 시스템의 단면도를 나타낸다.
도 16은 구동 시스템의 일 실시예의 부분 투명도를 나타낸다.
도 17은 도 16의 구동 시스템의 휠 조립체의 분해도를 나타낸다.
도 18은 제1구성에서 구동 시스템의 일 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 19는 제2구성에서 도 18의 구동 시스템의 일 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 20은 구동 시스템의 일 실시예의 사시도를 나타낸다.
도 21은 도 20의 구동 시스템의 일부를 나타낸다.
도 22는 구동 시스템의 일 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 23은 유체 렌즈 모듈의 전면도를 나타낸다.
도 24는 또다른 유체 렌즈 모듈의 분해도를 나타낸다.
도 25는 확장 상태에서 도24의 유체 렌즈 모듈의 일부의 단면도를 나타낸다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.

비록 구체적인 구성 및 배열이 논의될지라도, 이것은 단지 설명의 목적을 위한 것임을 이해해야 한다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본 발명의 원리 및 범위로부터 벗어남이 없이 다른 구성 및 배열이 사용될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 또한, 본 발명이 다양한 다른 응용분야에 채용될 수 있음은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

명세서에서 "일실시예(one embodiment)", "일례(an embodiment)", "예시적인 실시예(an example embodiment)", 등에 대한 언급은, 설명된 실시예가 특별한 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있음을 나타내지만, 그러나 모든 실시예는 특별한 특징, 구조, 또는 특성을 필수적으로 포함하지 않을 수 있다. 게다가, 이러한 문구는 필수적으로 동일한 실시예를 언급하지 않는다. 추가적으로, 일례와 연관되어 특정 특징, 구조, 또는 특성이 설명되는 경우, 명시적으로 설명되거나 또는 그렇지 않은 다른 실시예와 연관되어 그러한 특징, 구조, 또는 특성을 적용하는 것은 본 기술분야의 기술자의 통상의 지식 내일 것이다.

아크(arc)의 1 분(1/60 도)의 이미지 분해능(resolution)에 대응하며 일반적으로 시력의 허용가능 품질을 나타내도록 인지되는, 20/20 시력일지라도, 인간 망막은 더 좋은 이미지 분해능을 가질 수 있다. 건강한 인간 망막은 아크의 20초(1/300 도)를 분석할 수 있는 것으로 알려져 있다. 환자가 시력의 이 우수한 레벨를 성취하도록 디자인된 보정 안경은 약 0.10D 또는 더 나은 분해능을 가진다. 이 분해능은 본 발명의 유체-충진 렌즈 및 구동 시스템의 몇몇 실시예에 의해 성취될 수 있다.

클램프 액추에이터 실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 안경 조립체(10)의 사시도를 나타낸다. 안경 조립체(10)는 프레임(12), 유체 렌즈 모듈(14), 액추에이터(16), 연결 아암(18), 및 안경다리 피스(20 또는 아암)를 포함한다. 작동시, 액추에이터(16)가 연결 아암(18)에 관하여 내측에서 상하로 운동되는 경우에, 유체 렌즈 모듈(14)의 도수는 변경된다. 이러한 작동은 하기의 도 2 내지 7에 관련하여 더 기술된다.

도 2는 연결 아암(18)과 액추에이터(16)의 확대도를 나타낸다. 일 실시예에서, 액추에이터(16)는 실질적으로 사각형이고 연결 아암(18)과 슬라이딩 가능하게 커플링된다. 일 실시예에서, 액추에이터(16)는 연결 아암(18)의 외부면(22) 상에 배치된다. 다른 실시예에서, 액추에이터(16)는 연결 아암(18)을 통과한다. 화살표(24)에 의해 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 액추에이터(16)는 연결 아암(18)에 관하여 내측에서 상하로 운동할 수 있다. 다른 실시예에서, 액추에이터(16)는 연결 아암(18)에 관하여 수평하게 운동될 수 있거나 연결 아암(18)에 관하여 비틀릴 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터는 프레임 외부로부터 접근 가능하다. 예를 들어, 도 1에 도시되는 바와 같이, 액추에이터(16)는 연결 아암(18)의 가장자리를 넘어 연장할 수 있고 이에 따라 연결 아암(18)의 상부 및 하부로 가시적이다. 다른 실시예에서, 액추에이터(16)는 단지 단일 방향으로만 연결 아암(18)을 넘어 연장할 수 있다.

도 3은 유체 렌즈 모듈(14)의 클램프(26)의 전면도를 나타낸다. 클램프(26)는 힌지(32)에 의해 연결되는 제1부분(28) 및 제2부분(30)을 포함한다. 제1부분(28), 제2부분(30), 및 힌지(32)는 모두 렌즈 프레임의 상이한 섹션일 수 있다. 제1단부(34)는 제1부분(28)의 말단부 상에 위치하고 제2단부(36)는 제2부분(30)의 말단부 상에 위치한다. 갭(38)은 상기 단부들이 서로를 향하여 운동하거나 멀어지는 허용하기 위해서 제1단부(34) 및 제2단부(36) 사이에 배치된다. 일 실시예에서, 액추에이터(16)가 제1방향으로 운동되어짐에 따라, 액추에이터(16)는 갭(38)의 폭을 증가시키기 위해서 하나 또는 그보다 많은 부분의 클램프(26)를 운동시킨다. 액추에이터(16)가 제2방향으로 운동되어짐에 따라, 액추에이터(16)는 갭(38)의 폭을 감소시키기 위해서 하나 또는 그보다 많은 부분의 클램프(26)를 운동시킨다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 클램프(26)는 안경 조립체(10)의 프레임(12)에 실질적으로 유사하게 형성될 수 있다. 이러한 형상은 힌지(32)가 플라스틱 또는 금속 벤딩을 통해 회복력을 제공하도록 허용할 수 있다. 다른 실시예에서, 힌지(32)는 회복력을 제공함이 없이 제1단부(34) 및 제2단부(36) 사이에서 상대 운동을 허용할 수 있다. 일 실시예에서, 클램프(26)의 제1부분(28)과 제2부분(30)은 직접적으로 연결되지 않는다. 대신에, 예를 들어, 제1부분(28)은 제2부분(30)에 부착을 통하기보다는, 프레임(12) 또는 안경 조립체(10)의 또다른 부분에 부착을 통해 그 자신의 힌지를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 제1부분(28)과 제2부분(30) 모두는 프레임(12)에 관하여 운동한다. 다른 실시예에서, 제1부분(28)과 제2부분(30) 중 단지 하나만이 안경 조립체(10)에 관하여 움직일 수 있고, 다른 부분은 안경 조립체(10)에 관하여 고정된다. 제2단부(36)에 관한 제1단부(34)의 위치는 멈춤쇠 또는 래칫 락의 사용을 통해, 요구되는 위치로 고정될 수 있고, 이는 상기 단부 모두 또는 하나에 적합한 힘을 적용함으로써 해제될 수 있다.

도 4는 4-4 선에 따라 유체 렌즈 모듈(14)의 일부의 단면도를 나타낸다. 제1부분(28)은 제1쐐기형 단부(40) 및 제2쐐기형 단부(42)를 포함한다. 제1쐐기형 단부(40)는 변형 가능한 멤브레인(44)과 결합하고 이를 통해 제1부분(28)이 상하부로 운동되는 경우에, 제1쐐기형 단부(40)는 멤브레인(44)의 형상을 변경한다.

멤브레인(44)은 가요성, 투명, 방수 소재로 제조될 수 있고, 제한되지 않는 예를 들어, 투명하고 탄성을 갖는 폴리올레핀스(polyolefins), 폴리사이클로알리파틱(polycycloaliphatics), 폴리에테르(polyethers), 폴리에스테르(polyesters), 폴리이미드(polyimides), 및 폴리우레탄(polyurethanes), 예를 들어, 폴리염화비닐리덴 필름(polyvinylidene chloride films)과 같다. 막 소재로서 사용되기 위한 적절한 다른 고분자(polymer)는, 제한되지 않는 예를 들어, 폴리설폰(polysulfones), 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리티오우레탄(polythiourethanes), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 사이클로올레핀 폴리머(polymers of cycloolefins) 및 알라파틱(aliphatic) 또는 아릴사이클릭 폴리에테르(alicyclic polyethers)를 포함한다. 멤브레인(44)은 사이클로-지방족 탄화수소와 같은, 생체 적합성 방수 소재로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 멤브레인의 두께는 3 내지 10 미이크론의 범위일 수 있다.

멤브레인(44)의 형상이 변경되는 경우에, 유체 렌즈 모듈(14)의 도수가 조절된다. 일 실시예에서, 제1쐐기형 단부(40)는 멤브레인(44)을 변형하기 위해서 멤브레인(44) 상면을 밀어낸다. 다른 실시예에서, 제1쐐기형 단부(40)의 운동은 렌즈 공동 내부에서 압력을 증가하거나 감소시키고, 따라서 멤브레인(44)이 변형하도록 야기한다. 일 실시예에서, 멤브레인(44)은 하나 또는 그보다 많은 기설정된 벤딩 구성으로 벤딩하도록 형성되거나 크기조절될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(16)가 제1위치로 운동되어짐에 따라, 멤브레인(44)은 제1요구 도수에 상응하는 기설정된 제1구성으로 변형될 수 있다. 액추에이터(16)가 제2위치로 운동되어짐에 따라, 멤브레인(44)은 제2요구 도수에 상응하는 기설정된 제2구성으로 변형될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 멤브레인(44)의 두께는 멤브레인(44)의 구형 또는 다른 기설정된 변형에 영향을 가하기 위해서 윤곽이 형성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 멤브레인(44)은 멤브레인(44)의 다른 부분보다 더 가요성 있는 삽입 부분을 포함하고, 결과적으로 멤브레인(44)의 변형은 상기 삽입 부분을 제외하고 멤브레인(44)의 부분들을 실질적으로 변경함이 없이 삽입 부분의 형상을 구형 방식으로 변경하도록 야기한다.

도 4에 도시되는 바와 같이, 제2쐐기형 단부(42)는 제1강건한 렌즈(46)와 결합한다. 렌즈 모듈(14)은 제1강건한 렌즈(46) 및 멤브레인(44) 사이에 밀봉재(47)를 더 포함한다. 본 명세서에 기술되는 강건한 렌즈들은 유리, 플라스틱, 또는 어느 다른 적절한 소재로 제조될 수 있다. 다른 적절한 소재들은 제한되지 않는 예를 들어, 디에틸글리콜 비스아릴 카보네이트(Diethylglycol bisallyl carbonate, DEG-BAC), 폴리(메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate)(PMMA)) 및 폴리우레아 복합체(polyurea complex), Polycarbonate of Bisphenol A or CR-39 (Diethylene glycol bisallyl carbonate)를 포함한다. 본 명세서에 기술되는 하나 또는 그보다 많은 렌즈들은 1.42 내지 1.46에 이르는 굴절 지수를 갖는 실리콘 하이드로젤 교차-링크된 폴리머와 같은, 종래의 소프트 렌즈 소재로 제조될 수 있다. 렌즈는 충격 저항 폴리머로 제조될 수 있고 스크래치 저항 코팅 및 반사방지 코팅을 가질 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제1부분(28)은 도 4에 도시된 쐐기형 단부들 대신에 멤브레인(44)을 변형하기 위해서 다른 적절한 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1부분(28)의 일측은 쇄기 형상일 수 있고 타측은 실질적으로 수직 또는 곡면일 수 있다.

도 5는 4-4 선에 따라 유체 렌즈 모듈(14)의 일부의 단면도를 나타낸다. 유체 렌즈 모듈(14)은 제1부분(28)과 제2부분(30)에 의해 분리되는 제1 강건한 렌즈(46) 및 제2 강건한 렌즈(48)를 포함한다. 제1 강건한 렌즈(46) 및 멤브레인(44)은 그 사이에 제1유체(52)를 수용하는 렌즈 챔버(50)를 형성하도록 구성된다. 제2유체(54)는 마찬가지로 멤브레인(44) 및 제2 강건한 렌즈(48) 사이에 수용될 수 있다. 유체 렌즈 모듈(14)에서 사용되는 유체는 무색의 유체일 수 있다. 예를 들어 공기 또는 증류수일 수 있다. 다른 실시예는 색이 있는 유체를 포함하며, 이는 적용에 의존한다. 사용될 수 있는 유체의 일례는 "확산 펌프 오일(diffusion pump oil)" 명칭으로 Dow Corning of Midland, MI에 의해 제조되며, 일반적으로 "실리콘 오일(silicone oil)"로 지칭되기도 한다. 몇몇 실시예에서, 유체는 콘택트 렌즈 소재에 매칭하는 굴절 지수를 갖는 지방족 폴리실록산일 수 있다. 제1유체(52) 및 제2유체(54)는 동일할 수 있다. 대안적으로, 상기 유체들은 상이할 수 있고, 예를 들어, 제1유체(52)는 실리콘 오일일 수 있고 제2유체(54)는 공기일 수 있다. 일 실시예에서, 멤브레인(44)은 제2 강건한 렌즈(48) 뿐만 아니라 제1 강건한 렌즈(46)에 유동적으로 밀봉된다. 멤브레인(44)은 접착제, 초음파 용접, 열 밀봉, 레이저 용접, 또는 어느 유사한 처리와 같은, 어느 적절한 방법에 의해 강건한 렌즈(46,48) 중 하나 또는 모두에 밀봉될 수 있다. 멤브레인(44), 제1 강건한 렌즈(46) 및 제2 강건한 렌즈(48) 중 어느 하나 이상은 차례로 프레임(12)에 결합되는 지지 부재에 적어도 부분적으로 결합될 수 있다. 멤브레인(44)은 밀봉되는 경우에 실질적으로 평평할 수 있지만 특정 곡률 또는 구형 기하학으로 열성형될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 또는 그보다 많은 멤브레인(44), 제1 강건한 렌즈(46), 제2 강건한 렌즈(48), 제1유체(52), 및 제2유체(54)는 동일한 굴절 지수를 가질 수 있다.

도 5에 도시된 예시는 유체 렌즈 모듈(14)를 위한 별도의 유체 저장소를 요구하지 않는다. 대안적인 실시예에서, 저장소는 추가적 유체를 저장하거나 제공하기 위해 클램프(26) 또는 안경다리 피스(또는 아암, 20) 내에서와 같이, 안경 조립체(10) 내에 포함될 수 있다.

도 6은 6-6 선을 따라 유체 렌즈 모듈(14)의 일부의 단면도를 나타내고 멤브레인(44)은 제1구성에서 변형된다. 이 실시예에서, 멤브레인(44)은 제2 강건한 렌즈(48)에 대해 가압되고 이로부터 연장하며 이를 통해 단지 하나의 유체만이 유체 렌즈 모듈(14)에 형성된다. 도 7은 B-B 선을 따라 유체 렌즈 모듈(14)의 일부의 단면도를 나타내고 멤브레인(44)은 제2구성에서 변형된다. 앞서 기술된 바와 같이, 변형 형상은 요구 도수에 상응할 수 있다.

일 실시예에서, 유체 렌즈 모듈(14)의 변형은 비구면 편향을 생산할 수 있다. 이에 대응하기 위해서, 제1 및/또는 제2 강건한 렌즈(46,48)는 전 및/또는 후면은 편향에 의해 생성되는 어느 난시를 보정하기 위해 비구면일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 강건한 렌즈(46)의 전면(56)은 변형에 의해 기인되는 난시를 대응할 수 있는 반면에 다른 실시예에서, 후면(58)은 변형에 대응할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전면(56)은 구형이고 그 전체 면을 가로지르는 동일한 곡면을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 후면(58)은 비구면이고 렌즈의 중심으로부터 가장자리로 점진적으로 변경하는 더 복잡한 전면 곡률을 가질 수 있고, 이를 통해 시야각의 기능으로서 요구 도수 프로파일 및 더 얇은 프로파일을 제공하며, 상기 시야각은 유체 렌즈 모듈(14)의 주축 및 실제 시선 사이에서 형성되는 각도와 같이 본 명세서에서 규정된다.

일 실시예에서, 제1 강건한 렌즈(46)의 전면(56)은 반월판 형상을 가지며 즉, 그 전방 측에서는 오목하고 그 후방 측에서는 볼록하다. 따라서 전면(56) 및 후면(58) 양측 모두는 동일한 방향으로 곡면 형성된다. 후면(58)은 중심에서 더 두껍고 가장자리에서 더 얇을 수 있고, 즉 전면(56)의 곡률 반경은 후면(58)의 곡률 반경보다 더 작을 수 있다.

안경 조립체(10)의 몇몇 실시예에서, 좌측 및 우측 렌즈들 중 하나 또는 양측 모두는 자신의 렌즈 모듈 및/또는 작동 시스템이 제공되고, 이를 통해 각각의 눈에 대한 렌즈는 독립적으로 조절될 수 있다. 이러한 구성의 일 실시예는 부동시 환자와 같은, 착용자에게 각각의 눈에 어느 굴절 에러를 보정하게 허용할 수 있고, 이를 통해 양측 눈에 적절한 보정을 획득하고, 이는 더 좋은 양안시(binocular vision) 및 양안 집적(binocular summation)을 이루게 할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 유체 렌즈 모듈(14)은 착용자에 의해 요구 도수 범위를 넘어 연속적으로 조절될 수 있다. 이러한 구성의 실시예는 착용자의 동공 크기에 의존하는 눈의 자연적 초점 심도의 변경에 보상하기 위해서 특정한 광 환경에서 특정한 객체 거리에 대한 굴절 에러에 정확히 매칭하는 도수를 사용자가 조절하도록 허용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 유체 렌즈 모듈(14)은 대안적으로 또는 추가적으로 인간 시각의 생리학적 범위 외부로 상 확대를 제공하도록 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 유체 렌즈 모듈(14)은 상이한 광학 속성을 제공하는 개별적인 렌즈 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1영역은 근시를 보정할 수 있는 반면, 제2영역은 원시를 보정할 수 있다. 대안적으로, 상기 영역들 중 어느 하나 또는 모두는 광학 보정을 거의 제공하지 않을 수 있다. 또다른 실시예에서, 상기 분리된 영역은 광학 속성에서 점진적 변경에 의해 분리된다.

자기 액추에이터 실시예

도 8 및 9는 본 발명의 실시예에 따라 자기 액추에이터 조립체(60)의 단면도를 나타낸다. 자기 액추에이터 조립체(60)는 안경다리 피스(64) 상에 슬라이딩 가능하게 배치되는 자기 슬라이더(62)를 포함한다. 안경다리 피스(64)는 유체 렌즈 모듈(14)에 부착되고 그리고 유체(70) 및 자기 부재(72)가 배치되는 중공 중심부(68)을 포함한다. 일 실시예에서, 자기 부재(72)는 중공 중심부(68) 내부에 슬라이딩 가능하게 배치되는 실린저 또는 바 자석과 같은 고형 자석이다. 이러한 실시예에서, 중공 중심부(68)은 자기 부재(72) 및 안경다리 피스(64) 사이에 실질적인 유체 밀봉을 제공하기 위해서 자기 부재(72)의 형상에 실질적으로 합치한다. 작용시에, 자기 슬라이더(62)가 안경다리 피스(64)에 관하여 이동됨에 따라(예를 들어, 도 8에 도시된 좌측 또는 우측), 자기 슬라이더(62)는 자기 부재(72)를 운동시키기 위해 자기 부재(72) 상에 힘을 가한다. 자기 부재(72)는 운동되어지는 경우에, 유체 렌즈 모듈(14)로부터 또는 내부로 유체(70)를 밀거나 잡아당기는 피스톤으로서 행동한다. 몇몇 실시예에서, 자기 부재(72)는 자기 슬라이더(62)와 동일한 방향으로 운동한다; 다른 실시예에서, 자기 부재(72)는 자기 슬라이더(62)와 상이한 방향으로 운동한다.

일 실시예에서, 자기 부재(72)는 자성유체이다. 적합한 자성 유체는 유기 용제 또는 물과 같은, 캐리어 유체에 부유되는 나노 규모의 강자성 또는 강자성 입자를 포함하는 액체를 포함할 수 있다. 결과적으로, 자성 유체는 장기장의 존재 하에서 강하게 자기화될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 자성 유체는 유체(70)와 섞이지 않고, 이는 유체 렌즈 모듈로부터 또는 내부로 유체를 운동하게 하는 플런저처럼 행동하게 허용한다. 예를 들어, 앞서 기술된 실시예와 같이, 자기 슬라이더(62)가 안경다리 피스(64)에 관하여 운동되는 경우에, 자성 자기 부재(72)는 유체 렌즈 모듈(14)로부터 또는 내부로 유체(70)를 밀거나 잡아당긴다. 몇몇 실시예에서, 자성 자기 부재(72)는 중공 중심부(68)의 영역을 완전히 밀봉한다. 몇몇 실시예에서, 안경다리 피스(64)의 말단 부분은 중공 중심부(68) 내부에 공기유동을 허용하는 개구부를 포함할 수 있다. 자성 자기 부재(72)를 사용하는 하나의 장점은 몇몇 실시예에서 자기 슬라이더(62) 및 자기 부재(72) 사이에서 물리적인 연결을 요구하지 않는다는 것이다. 결과적으로, 안경다리 피스(64)는 완전히 밀봉될 수 있고, 따라서 유체(70)의 누설 가능성을 감소한다. 일 실시예에서, 예를 들어, 안경다리 피스(64)는 중공 중심부(68)을 완전히 수용하고 밀봉하도록 구성된다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 자기 액추에이터 조립체(61)의 단면도를 나타낸다. 앞서 기술된 자기 액추에이터 조립체(60)와 같이, 자기 액추에이터 조립체(61)는 안경다리 피스(65) 상에 슬라이딩 가능하게 배치되는 자기 슬라이더(63)를 포함한다. 안경다리 피스(65)는 유체 렌즈 모듈(미도시)에 부착되고 그리고 유체(71) 및 자기 부재(73)가 배치되는 중공 중심부(69)을 포함한다. 자기 액추에이터 조립체(61)는 자기 슬라이더(63) 및 자기 부재(73) 모두에 물리적으로 부착되는 푸셔 아암(75)을 추가적으로 포함한다. 일 실시예에서, 푸셔 아암(75)은 자기 부재(73)를 밀거나 잡아당기도록 추가적인 축방향 힘을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 푸셔 아암(75)은 안경다리 피스(65)의 내부면에 합치하는 치수를 갖는 평평한 푸셔 엔드(81)를 포함할 수 있다. 특히, 자기 부재(73)가 자성인 경우에, 자성 유체가 중공 중심부(69) 내부에 밀봉을 생성하는 동안에 푸셔 아암(75)이 축 방향으로 힘을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 푸셔 아암(75)은 자기 부재(73)의 운동을 속행하기 위해서 자기 부재(73)에 자기적으로 커플링되거나 자기적이다. 일 실시예에서, 안경다리 피스(65)의 말단 부분(79)은 안경다리 피스의 외부면과 중공 중심부(69) 사이에서 공기 유동을 허용하는 애퍼처(aperture,77)를 포함한다.

스크류 액츄에이터 실시예

도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 안경 조립체(76)의 부분 투명도를 나타낸다. 안경 조립체(76)는 유체 렌즈 모듈(78), 안경다리 피스(86)에 회전 가능하게 부착되는 액추에이터(82)를 포함하는 자기 액추에이터 조립체(80), 및 유체(89)의 누설을 방지하기 위해 안경다리 피스(86)에 유동적으로 밀봉되는 하우징(84)을 포함한다. 자기 액추에이터 조립체(80)는 케이블(90)을 통해 플런저(88)에 연결된다.

도 12는 12-12 선을 따라 자기 액추에이터 조립체(80)의 단면도를 나타낸다. 자기 액추에이터 조립체(80)는 액추에이터(82) 및 베이스(96)을 포함한다. 일 실시예에서, 베이스(96)는 하우징(84)을 유동적으로 밀봉하도록 크기가 정해진다. 액추에이터(82) 및 베이스(96) 각각은 그 위에 고정되는 하나 또는 그보다 많은 자력체(98,100)를 포함한다. 액추에이터(82)는 자력체(98) 및 자력체(100)를 통해 베이스(96)에 자기적으로 커플링된다. 베이스(96)는 단차(102)에서 케이블(90)에 부착되고 이를 통해 베이스(96)가 회전되는 경우에(예를 들어 도 11에 도시되는 바와 같이, 반시계 방향으로) 케이블(90)은 단차(102) 주위에 감긴다. 케이블(90)이 단차(102) 주위에 감김에 따라, 플런저(88)는 자기 액추에이터 조립체(80)를 향해 당겨진다. 마찬가지로, 베이스(96)가 제1방향으로 회전되는 경우에(예를 들어 시계 방향으로) 케이블(90)은 단차(102)로부터 풀린다. 자기 액추에이터 조립체(80)는 케이블(90)이 풀릴때, 기설정된 위치로 플런저를 바이어스하는 힘을 제공하는 하나 또는 그보다 많은 스프링(92,94)을 포함한다. 특정 실시예에서, 케이블(90)은 강건할 수 있고, 이를 통해 케이블(90)이 단차(102)로부터 풀릴때, 말단 방향으로 플런저(88)를 밀게 된다. 또다른 실시예에서, 액추에이터(82)는 베이스(96)에 자기적으로 커플링되지 않는다. 대신에, 액추에이터(82)는 베이스(96)에 물리적으로 커플링된다. 몇몇 실시예에서, 액추에이터(82)는 베이스(96)에 물리적으로 그리고 자기적으로 커플링된다.

도 13은 대안적인 자기 액추에이터 조립체(104)를 나타낸다. 자기 액추에이터 조립체(104)는 하우징(108)에 회전 가능하게 부착되는 액추에이터(106)를 포함한다. 하우징(108)은 플런저(114)의 나사산이 형성된 외부면(112)과 결합하도록 구성되는 나사산이 형성된 내부면(110)을 포함한다. 액추에이터(106)는 자력체(116,118)를 통해 플런저(114)에 자기적으로 커플링된다. 또다른 실시예에서, 액추에이터(106)는 스크류와 같은, 물리적 연결을 통해서 플런저(114)에 커플링될 수 있고, 이는 액추에이터(106)가 플런저(114)에 회전 운동을 전송할 수 있는 한편 또한 하우징(108)에 관하여 플런저(114)의 축방향 운동을 허용한다. 작동시, 액추에이터(106)가 회전되는 경우에, 플런저(114)는 마찬가지로 회전되고 나사산이 형성된 외부면(112)을 따라 전진한다. 결과적으로, 플런저(114)는 유체 렌즈 모듈(미도시)로부터 유체(70)를 잡아당기거나 또는 내부로 유체(70)를 밀 수 있다. 일 실시예에서, 플런저(114)는 추가적 지지를 위해 하우징(108)에 부착된 핀(122)에 부착될 수 있다.

가요성 푸셔 액츄에이터 실시예

도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 제1 비압축 구성에서 구동 시스템(124)의 단면도를 나타낸다. 구동 시스템(124)은 안경다리 피스(128)에 슬라이딩 가능하게 부착되는 슬라이더(126)를 포함한다. 안경다리 피스(128)는 슬라이더에 부착되는 가요성 푸셔(138)를 수용하는 중공 중심부(130), 및 안경다리 피스(128)의 말단(134) 인근에 위치하는 저장소(132)를 포함한다. 구동 시스템(124)은 저장소(132)를 상부에 요구되는 압력 구배를 제공하기 위해 푸셔(138)와 결합하도록 구성되는 플레이트(137)를 추가적으로 포함할 수 있다.

저장소(132)는 또한 가요성, 투명, 방수 소재로 제조될 수 있다. 제한되지 않는 예를 들어, 저장소는 DuPont Performance Elastomers LLC of Wilmington, DE에 의해 제공되는 열수축 바이터(VITONⓡ), DSG-CANUSA of Meckenheim, Genmany에 의해 제조된 DERAY - KYF 190(가요성), Tyco Electronics Corp. of Berwyn, PA(이전 Raychem Crop.)에 의해 제조된 RW-175(반강체), 또는 다른 어떤 적절한 소재와 같은 폴리비닐리덴 디플루오리드(Polyvinyledene Difluoride)로 제조될 수 있다. 저장소의 추가적 실시예는 명세서에 참조로 인용되는 미국특허공보 제 2011-0102735호에 기술된다.

안경다리 피스(128)는 사용자 귀의 일부 주위에 안경다리 피스(128)의 말단부의 윤곽을 형성하는 하나 또는 그보다 많은 만곡부(136)를 더 포함한다. 이러한 윤곽 형성은 안경다리 피스(128)가 사용자 귀에서 미끄러지는 가능성을 최소화할 수 있다. 다른 실시예에서, 만곡부(136)는 안경다리 피스(128) 내부에 다른 적합한 영역에 위치할 수 있다. 작동시, 슬라이더(126)가 안경다리 피스(128)에 관하여 운동하는 경우에, 슬라이더(126)에 부착되는 가요성 푸셔(138)는 저장소(132)를 변형하기 위해서 만곡부(136) 주위로 곡면을 이루고, 이는 유체 렌즈 모듈의 광학 도수를 변경하기 위해서 유체 렌즈 모듈(미도시)을 향해서 튜브(140)를 통해 유체(미도시)를 밀게 된다.

튜브(140)는 TYGON(폴리염화비닐(polyvinyl chloride)), PVDF(폴리비닐리덴 플루오리드(polyvinyledene fluoride)), 및 천연고무와 같은 하나 또는 그 이상의 소재로 만들어질 수 있다. 예를 들어, PVDF는 크림핑에 대한 저항성, 투과성(permeability), 및 내구성에 기초하여 적절할 수 있다. 일 실시예에서, 튜브(140)는 그 사이에서 플러쉬 연접(flush juncture)을 생성하기 위해 안경다리 피스(128)의 끝단에 맞출 수 있다. 튜브(140)는 또한 구동 시스템(124)과 유체 렌즈 모듈(미도시) 사이에서 유동하는 유체를 위한 도관과 더불어 안결 조립체를 위한 힌지로서 더 행동할 수 있다.

도 15는 제2 압축 구성에서 구동 시스템(124)의 단면도를 나타내고, 가요성 푸셔(138)는 안경다리 피스(128)의 말단(134)을 향해 연장된다.

휠 액추에이터 실시예

도 16은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 구동 시스템(142)의 부분 투명도를 나타낸다. 구동 시스템(142)은 중공 중심부(146)을 갖는 안경다리 피스(144)를 포함한다. 중공 중심부(146)은 안경다리 피스(144)의 말단(152) 상에 위치하는 저장소(150) 및 휠 조립체(148)를 수용하도록 기능한다. 도 17은 저장소(150) 및 휠 조립체(148)의 분해도를 나타낸다. 휠 조립체(148)는 휠(154), 압축 디스크(156), 및 기설정된 위치를 향해 압축 디스크(156)를 바이어스하게 사용될 수 있는 스프링(157)을 포함한다.

휠(154)이 회전되어지는 경우에, 휠(154)은 저장소(150)에 대한 축 방향으로 압축 디스크(156)를 운동시키기 위해서 휠(154)의 축방향 면 상에 위치되는 하나 또는 그보다 많은 돌출부(158)를 포함한다. 예를 들어 휠(154)의 회전이 압축 디스크(156)의 부드러운 연속적 운동에 이르게 하도록 돌출부(158)는 연속적인 경사면의 형태일 수 있다. 대안적으로, 휠(154)은 개별 증가분으로 압축 디스크(156)를 운동하게 기능하는 개별 돌출부를 포함할 수 있다. 압축 디스크(156)가 제1축 방향으로 운동됨에 따라, 저장소(150)를 변형시킨다. 저장소(150)가 변형함에 따라, 유체 렌즈 모듈의 도수를 변형하기 위해서 유체 렌즈 모듈(미도시)을 향해 튜브(160)를 통해 유체(미도시)를 밀게 된다. 일 실시예에서, 휠 조립체(158)는 저장소(150)에 직접적으로 접촉하는 돌출부(158) 및 압축 디스크(156)를 포함하지 않는다.

접이식 저장소 실시예

도 18은 제1압축 위치에서 본 발명에 따라 구동 시스템(162)의 단면도를 나타낸다. 구동 시스템(162)은 중공 중심부(166)을 갖는 안경다리 피스(164)를 포함한다. 중공 중심부(166)은 푸셔(172) 및 유체(170)로 충진된 저장소(168)를 수용하도록 기능한다.

푸셔(172)는 안경다리 피스(164)에 관하여 축방향으로 운동될 수 있고 그에 따라 푸셔(172)가 저장소(168)에 대하여 운동하는 경우에, 저장소(168)는 상기 푸셔를 감싸도록 그 자신 상으로 174를 접는다. 저장소(168)가 변형함에 따라, 유체 렌즈 모듈의 도수를 변형하기 위해서 유체 렌즈 모듈(미도시)을 향해 튜브(176)를 통해 유체(170)를 밀게 된다. 일 실시예에서, 푸셔(172)는 실질적으로 실린더형이다. 다른 실시예에서, 푸셔(172)는 실질적으로 계란형 단면을 갖는다. 일 실시예에서, 푸셔(172)는 저장소(168)의 일부에 부착되고 그리고 푸셔가 저장소로부터 멀어지는 경우에 상기 푸셔에 부착된 저장소의 부분이 푸셔와 함께 운동하도록 구성된다.

도 19는 제2압축 위치에서 구동 시스템(162)의 단면도를 나타내고 푸셔(172)는 저장소(168) 내부로 더 연장된다.

펌프 액추에이터 실시예

도 20 및 도 21은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 구동 시스템(178)을 나타낸다. 도 20은 구동 시스템(178)의 사시도를 나타내고 도 21은 구동 시스템(178)의 일부를 나타낸다. 구동 시스템(178)은 안경다리 피스(186)의 면(184) 상에 위치하는 제1버튼(180) 및 제2버튼(182)을 포함한다. 도 20에 도시되는 실시예에서, 버튼(180,182)은 안경다리 피스(186)의 외부면 상에 도시된다. 다른 실시예에서, 버튼(180,182)은 상부, 하부, 또는 내부면과 같은, 안경다리 피스(186)의 다른면 상에 위치된다. 안경다리 피스(186)는 저장소(188), 풍선(190), 펌프(192), 및 압력 해제 밸브(194)를 수용하는 중공 중심부(미도시)을 포함한다. 작동시, 사용자는 풍선(190)을 팽창하기 위해서 버튼(180)을 사용하여 반복적으로 펌프(192)를 누를 수 있고, 풍선(190)을 수축하기 위해서 버튼(180)을 사용하여 반복적으로 압력 해제 밸브(194)를 누를 수 있다. 풍선(190)이 팽창되는 경우에, 저장소(188)를 변형시킨다. 저장소(188)가 변형함에 따라, 유체 렌즈 모듈의 도수를 변형하기 위해서 유체 렌즈 모듈(미도시)을 향해 튜브(196)를 통해 유체(미도시)를 밀게 된다.

도 22는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 구동 시스템(198)을 나타낸다. 구동 시스템(198)은 중공 중심부(202)을 갖는 안경다리 피스(또는 아암,200)를 포함한다. 중공 중심부(202)은 저장소(204), 압력 해제 밸브(211), 제1 덕빌 밸브(210), 제2 덕빌 밸브(208), 및 피스톤(212)을 수용한다. 피스톤(212)은 축 방향으로 피스톤(212)의 운동을 허용하기 위해 안경다리 피스(또는 아암,200)에 슬라이딩 가능하게 배치된다. 피스톤(212)이 저장소(204)를 향해 운동되어지는 경우에, 피스톤(212)은 저장소(204)를 변형하기 위해 제1 덕빌 밸브(210)를 통해 공기(214)를 밀게 된다. 저장소(204)가 변형함에 따라, 유체 렌즈 모듈의 도수를 변형하기 위해서 유체 렌즈 모듈(미도시)을 향해 저장소(204)에 연결된 튜브(216)를 통해 유체(215)를 밀게 된다. 제1 덕빌 밸브(210)는 바람직하지 않은 역류(좌측에서 우측으로 유동)를 방지하는 동안에 가압된 공기가 통과하게 허용하도록(도 22에서 도시되는 바와 같이 우측에서 좌측으로) 구성된다. 제2 덕빌 밸브(208)와 같은, 추가적인 덕빌 밸브는 추가적으로 또는 대안적으로 중공 중심부(202)을 가압하도록 사용될 수 있다. 구동 시스템(198)은 중공 중심부(202)에 압력을 감소하도록 구성되는 압력 해제 밸브(211)를 더 포함한다.

격막 렌즈 실시예

도 23은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 유체 렌즈 모듈(218)을 나타낸다. 유체 렌즈 모듈(218)은 유체 챔버(222)를 둘러싸는 프레임(220)을 포함한다. 유체 렌즈 모듈(218)은 프레임(220) 내부에 배치되고 유체 챔버(222)를 밀봉하는 제1격막(224) 및 제2격막(226)을 추가적으로 포함한다. 몇몇 실시예에서, 격막(224,226) 중 하나 또는 모두는 유체 챔버(222)로부터 유체를 빼내거나 또는 주입하는 피하 주사기와 같은, 바늘(228)에 의해 관통가능하게 구성된다. 일단 바늘(228)이 격막으로부터 제거되는 경우에, 격막(224)은 유체 챔버(222)로부터 유체의 누설을 방지하기 위해 자신이 폐쇄되게 밀봉하도록 구성된다. 일 실시예에서, 격막(224)은 프레임(220)의 외부면과 섞인다.

일 실시예에서, 격막은 유체 챔버(222)를 위한 기밀 밀봉을 제공하도록 사용되는 고무 멈추개이다. 이러한 실시예에서, 바늘과 함께 관통한 후에, 고무 멈추개는 구멍을 폐쇄하고, 유체 챔버의 내용물을 보호하기 위해서 기밀-수밀 밀봉을 제공한다. 도 23에 도시된 실시예는 유체 챔버(222)의 반대측 상에 2개의 격막을 포함한다. 다른 실시예에서, 유체 렌즈 모듈(218)은 단일 격만 만을 포함할 수 있다. 추가적으로, 다른 실시예에서, 유체 렌즈 모듈(218)은 상이한 위치 또는 배향으로 복수의 격막을 포함할 수 있다. 도 23에 도시되는 바와 같이, 바늘(228)은 튜빙(232)을 통해 저장소(230)에 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 바늘(228)은 주사기의 형태로 저장소(230)에 직접적으로 부착될 수 있다.

열적 유체 렌즈 모듈 실시예

도 24 및 25는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 열적 유체 렌즈 모듈(234)을 나타낸다. 도 24는 열적 유체 렌즈 모듈(234)의 분해도를 나타내고 도 25는 확장 상태에서 열적 유체 렌즈 모듈(234)의 일부의 단면도를 나타낸다. 유체 렌즈 모듈(234)은 유체 챔버(244) 내부에 제1 강건한 렌즈(235)에 대하여 유체(240)를 밀봉하는 멤브레인(238) 상에 배치되는 열적 부재(236)를 포함한다. 제2 강건한 렌즈(237)는 멤브레인(238)을 포함할 수 있다. 열적 부재(236)가 가열되는 경우에, 열은 유체(240)가 멤브레인(238)의 형상을 변형하고 확장하도록 야기한다. 멤브레인(238)의 형상이 변형됨에 따라, 유체 렌즈 모듈(234)의 도수는 변경된다.

일 실시예에서, 열적 부재(236)는 단일 가닥의 전기적으로 전도성 와이어(242)이다. 이러한 실시예에서, 전류는 와이어(242)를 통과한다. 전류가 와이어(242)를 통과함에 따라, 와이어(242)는 유체(240)를 확장시키기 위해 가열된다. 일 실시예에서, 배터리와 같이, 전류를 제공하기 위한 동력원은 유체 렌즈 모듈(미도시)을 포함하는 안경 조립체의 안경다리 피스 또는 프레임에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 와이어(242)는 격자 같은 모습을 생성하기 위해 와이어를 십자교차함에 의해 격자 형상(246)으로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 멤브레인(238)은 하나 또는 그보다 많은 요구되는 도수에 상응하는 기설정된 형상으로 변형하도록 구성된다. 멤브레인(238)은 열적 부재(236)로부터 일정한 열을 요구함이 없이 그 변형된 형상을 유지하도록 구성될 수 있거나 또는 열적 부재(236)가 냉각된 후에 기설정된 형상으로 복귀하도록 대안적으로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 열적 부재(236)는 요구되는 형상으로 멤브레인(238)을 변형하기 위해 온도 구배를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 와이어(242)는 증가되거나 감소된 두께의 영역을 포함할 수 있고 이를 통해 더 많거나 다 적은 열이 멤브레인(238)의 특정 영역에 적용될 수 있다. 격자(246)는 요구되는 온도 구배를 획득하기 위해서 특정 패턴으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 격자(246)를 형성하는 열과 행은 격자(246)의 중심 인근에 더 근접하여 함께 형성될 수 있다.

다른 실시예에서, 열적 부재(236)는 독립적으로 가열되거나 또는 그렇지 않으면 멤브레인(238)을 변형하기 위해 전류를 통해 활성화될 수 있는 일련의 셀들을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 유체(240)는 멤브레인(238)을 요구되는 형상으로 변형하기 위해서 열적 부재(236) 내부의 활성화된 셀로의 자기 인력을 나타내는 자성 유체일 수 있다.

또다른 실시예에서, 열적 부재(236)는 유체 렌즈 모듈(234) 상부로 온도 구배의 더 큰 제어를 허용하기 위해서 다이오드, 3극 진공관, 및 트랜지스터와 같은, 하나 또는 그보다 많은 전기 소자를 인용할 수 있다. 본 명세서에 기술되는 열적 부재(236)는 사용자가 유체 렌즈 모듈(234)을 착용할 때 사용자의 눈 상에 모습이 확인할 수 없을 정도로 예를 들어 마이크로소재 또는 나노소재로부터 충분히 작게 제조될 수 있다.

본 명세서에 기술되는 조립체의 실시예에서 각각의 부품에 대한 소재의 선택은 기계적 속성, 온도 민감도, 확산과 같은 광학 속성, 성형성 속성, 또는 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 분명한 어떤 요소의 요청에 의해 추가로 알려질 수 있다. 설명된 다양한 조립체의 부품들은, 예를 들어, 금속 주입 몰딩(metal injection molding,MIM), 주조, 기계가공, 플라스틱 주입 몰딩(plastic injection molding), 및 그와 유사한 것과 같은 어느 적절한 처리를 통해 제조될 수 있다. 조립체는 어떤 적절한 형상일 수 있고, 플라스틱, 금속, 또는 다른 어떤 적절한 소재일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 경량 소재는, 제한되지 않는 예를 들어 고충격 저항 플라스틱 소재, 알루미늄(aluminum), 티타늄(titanium), 또는 그와 유사한 것과 같사용될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 또는 그보다 많은 부품은 투명한 소재로 전체 또는 일부가 만들어질 수 있다.

앞서-기술된 관점들은 상이한 다른 관점 내에 포함되거나, 또는 연결되는 상이한 성분을 묘사한다. 이러한 묘사된 구조들은 단지 예시적인 것이고, 사실상 동일한 기능성을 획득할 수 있는 많은 다른 구조들이 실행될 수 있다. 개념적 감각에서, 동일한 기능성을 획득할 수 있는 어떤 성분 배열은 효과적으로 "관련되어" 결과적으로 요구되는 기능성들이 획득된다. 그러므로, 특정한 기능성을 획득하도록 조합되는 본 명세서 상에서의 어떤 두가지 성분은 서로 "와 관련되는" 것으로 보여질 수 있고 그럼으로써 요구되는 기능은 구조 또는 중간 성분에 관계없이, 획득된다. 유사하게, 아주 관련되는 어떤 두가지 성분은 또한 요구되는 기능성을 획득하기 위해서 서로에게 "작동되도록 연결되는" 또는 "작동되도록 커플링되는"으로 개관되어진다.

과제의 해결 수단 및 요약서가 아닌, 발명의 상세한 설명 부분이 청구범위를 해석하기 위해 사용되는 것으로 의도됨이 이해되어져야 한다. 과제의 해결 수단 및 요약서는 발명자에 의해 고려되는 본 발명의 모든 예시적인 실시예가 아닌 하나 또는 그보다 많은 실시예를 제공할 수 있고, 이에 따라 어느 방식으로든 본 발명 및 첨부되는 청구범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 특히,전술한 추록의 목적은 특허청 및 일반 대중들, 및 특별히 특허 또는 법 개념 또는 어법에 친숙하지 않은 관련 분야의 종사자, 과학자, 및 엔지니어가 피상적인 조사로부터 본 출원의 기술적 개시 사항의 본질 및 진수를 빨리 결정하는 것을 가능하게 한다. 추록은 따라서 어떤 방식으로는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 구체화된 관계 및 기능의 실행을 나타내는 기능적인 구축 순서로서 상기에 설명되어 왔다. 이러한 기능적인 구축 순서의 경계는 설명의 편리성을 위해 본 명세서 상에 임의로 규정되어 왔다. 대안적인 경계는 구체화된 관계 및 기능이 적절히 수행되는 동안은 규정될 수 있다.

구체적 실시예들의 앞선 설명은 발명의 일반적인 본질을 아주 완전하게 밝힐 것이므로 다른 당업자들은 본 발명의 일반적인 개념을 벗어남이 없이, 과도한 실험 없이, 관련 기술 내의 지식을 적용함에 의해서, 상기 구체적 실시예들을 다양한 응용에 대해 용이하게 적용 및/또는 변경할 수 있다. 따라서, 상기 적용 및/또는 변경은 본 명세서에 제공된 가르침과 지도에 기초하여, 개시된 실시예들의 균등물의 범위와 의미 내에 있는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 어법 및 전문용어는 설명의 목적을 위함이지 제한하고자 하는 것이 아님이 이해되어져야 하고, 그에 따라 본 명세서의 어법 및 전문용어는 가르침과 지도의 관점에서 통상의 기술자에 의해 설명되어진다.

본 발명의 범위 및 폭은 상기 설명된 예시적인 실시예들 중 어느 하나에 의해 제한되어져서는 안되고, 단지 이하의 청구범위 및 그 균등물과 부합되게 규정되어야 한다.

Claims (34)

1. 조절 가능한 유체-충진 렌즈를 위한 액추에이터 조립체로서,
   상기 액추에이터 조립체는,
   상기 조절 가능한 유체 렌즈에 유체적으로 연결되는 중공 중심부를 갖는 안경다리 피스(temple piece);
   상기 중공 중심부 내에 위치하는 유체; 및
   자기 액추에이터 조립체(magnetic actuator assembly)를 포함하며,
   상기 자기 액추에이터 조립체는,
   (ⅰ) 상기 안경다리 피스에 슬라이딩 가능하게 부착되는 자기 슬라이더(magnetic slider);
   (ⅱ) 상기 중공 중심부 내에 슬라이딩 가능하게 배치되며 상기 자기 슬라이더와 자기적으로 상호작용하는 자기 부재(magnetic element); 및
   (ⅲ) 푸셔 아암을 포함하고,
   상기 자기 액추에이터 조립체는 상기 자기 액추에이터 조립체 작동 중에 상기 푸셔 아암이 축방향 힘을 제공하도록 구성되며, 상기 자기 부재는 상기 안경다리 피스에 대한 상기 자기 부재의 상대적인 움직임이 상기 조절 가능한 유체-충진 렌즈 내의 유체의 양을 증가시키거나 감소시키는 것에 의해 상기 유체-충진 렌즈의 도수를 변경하도록 구성되는,
   액추에이터 조립체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자기 부재는 상기 자기 부재의 제 1 방향에서의 제 1 이동이 상기 유체-충진 렌즈 안으로 상기 유체를 밀어넣으며 상기 자기 부재의 제 2 방향에서의 제 2 이동이 상기 유체-충진 렌즈로부터 상기 유체를 끌어내도록 구성되는,
   액추에이터 조립체.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 자기 부재는 자성 유체(ferrofluid)를 포함하는,
   액추에이터 조립체.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 자기 부재는 상기 안경다리 피스와 상기 자기 부재 사이에 유체 밀봉(fluid seal)을 생성하도록 구성되는,
   액추에이터 조립체.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 안경다리 피스는 상기 중공 중심부를 전체적으로 둘러싸며 밀봉하도록 구성되는,
   액추에이터 조립체.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 푸셔 아암은 상기 자기 슬라이더 및 상기 자기 부재에 물리적으로 부착되는,
   액추에이터 조립체.
   
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