KR20170141765A - 조절가능한 초점 길이를 포함하는 콘텍트 및 안내 렌즈 - Google Patents
조절가능한 초점 길이를 포함하는 콘텍트 및 안내 렌즈 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 시력 교정용 렌즈(1)에 관한 것으로, 상기 렌즈(1)는 사람의 눈(2)의 표면 상에 직접 위치되거나 사람의 눈(2)에 이식되도록 구성된다.상기 렌즈(1)는 또한 후면(12) 및 후면(12)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 전면(11)을 갖는 투명한 베이스 요소(10), 상기 베이스 요소(10)에 연결된 투명한 탄성적으로 팽창 가능한 멤브레인을 포함하고, 상기 멤브레인은 상기 베이스 요소의 상기 전 면과 대향하는 후면을 포함하고, 링 부재(30)는 상기 멤브레인의 후면에 연결되어, 상기 링부재(30)는 상기 멤브레인(20)의 곡률 조절 영역(23)을 형성하게 되고, 상기 렌즈(1)는 렌즈 체적(41)이 링부재(30)에 의해 구획되는 멤브레인(20)의 곡률 조절 영역(23)에 인접한 렌즈 체적(41) 및 상기 멤브레인(20)의 경계 영역(24)에 인접한 저장소 영역(42)을 포함한다. 상기 두 체적(41, 42)은 투명한 액체로 채워져 있고, 상기 체적은 서로 유체 연결되거나 또는 유체 연결 가능하여, 저장소 체적(42)은 압축될 때, 저장소 체적(42)에 존재하는 액체(50)가 렌즈 체적(41) 내로 가압되어, 멤브레인(22)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률이 증가하고, 렌즈(1)의 초점 거리가 짧아진다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 조절 가능한 초점 길이를 갖는 렌즈, 특히 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 이러한 동적 렌즈의 사용 및 제어에 관한 설계 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 눈에 삽입되는 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈뿐만 아니라 다양한 다른 분야에 사용될 수 있는 다른 렌즈에도 적용 가능하다.
본 발명의 하나의 특정 양태는 거의 파워를 소모하지 않는 작동 시스템 또는 특히 외부 파워를 사용하지 않는 작동 시스템 또는 제어 시스템을 사용하면서 액체 충전된 멤브레인 렌즈를 사용하여 얼마나 우수한 광학 품질이 달성될 수 있는지를 보여준다. 또한, 본 발명의 일 양태는 렌즈, 특히 렌즈의 제어 시스템을 위한 에너지원을 충전하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 양태는 렌즈의 초점 파워 또는 초점 길이를 제어하기 위한 다른 방법에 관한 것이다. 또한, 사용자로부터의 입력 신호를 검출하는 방법이 설명된다. 특히, 본 발명의 일부 양태는 특히 높은 광학 품질을 전달하기 위해 사용자의 눈의 굴절 및/또는 수용 결함을 보정할 수 있는 변형 가능한 접촉 또는 안내 렌즈를 구현하는 것을 목표로 한다. 또한, 본 발명의 일 양태는 각 눈꺼풀의 움직임에 의한 렌즈의 초점 파워의 제어에 관한 것으로, 특히 특히(예 : 기계식) 로 패스 필터에 의해 눈꺼풀의 빠른 점멸 동작이 눈꺼풀의 초점 파워 제어 움직임으로부터 분리될 수 있다. 또한, 상기 로 패스 필터의 시간 상수를 제어하는 방법이 설명된다.
WO2008115251에는 사용자가 렌즈를 착용할 때 눈의 광축과 정렬된 중심 구역을 갖는 몸체를 갖는 소프트 콘택트 렌즈가 베이스 요소되어있다. 일 실시예에서, 소프트 렌즈는 렌즈의 하부로부터 그 중심 축까지 연장되고, 사람이 내려다 볼 때 유체가 저장소로부터 압착되어 렌즈의 광학 특성을 변화 시키도록 배열된 챔버를 포함한다.
또한, WO98/14820에는 조절가능한 초점 콘택트 렌즈가 개시되어 있는데, 이는 제 1 반부 및 대향하는 제 2반부를 갖는 몸체를 가진다. 몸체는 또한 제 1 주연면, 대향하는 제 2 주연면 및 관련된 초점 길이를 갖는다. 렌즈는 제 1 표면 및 제 2 표면에 압축력이 가해질 때 렌즈의 초점 길이가 압축력에 비례하여 변하기 때문에 탄성이 있는 제 1 재료를 포함한다. 렌즈 내의 비점 수차를 억제하도록 렌즈 내에 힘을 분배하기 위해 힘-분배 구조가 배치된다.
또한, US2002/0268712의 유체-충전식 조절 가능한 콘택트 렌즈는 콘택트 렌즈를 착용하는 사용자의 동공에 위치되도록 구성된 렌즈 챔버; 상기 렌즈 챔버에 유체적으로 연결된 저장소(reservoir), 상기 렌즈 챔버와 상기 저장소 사이에서 유체를 앞뒤로 전달하도록 구성된 액추에이터; 사용자로부터의 움직임을 감지하고 사용자에 의해 소정의 움직임이 수행될 때 제어 신호를 전송하도록 구성된 센서 및 센서로부터 제어 신호를 수신하면 액추에이터를 작동시키도록 구성된 프로세서를 포함하는 예시적인 콘택트 렌즈를 도시한다.
또한, US 8755124는 멤브레인, 멤브레인을 위한 지지체, 멤브레인과 지지체 사이의 유체, 멤브레인을 변형시키기 위한 액추에이터, 및 경질 링에 의해 둘러싸인 멤브레인에 연결된 경질 링을 포함하는 조정 가능한 광학 렌즈를 기술하며, 상기 경질 링은 정의된 둘레를 가진다.
상술한 바에 따라, 본 발명의 기본적인 문제점은 콘택트 렌즈의 초점 거리를 정밀하게 조정할 수 있고, 또한 높은 광학 품질을 얻을 수 있는 콘택트 렌즈를 제공해야 한다는 것이다.
이러한 문제점은 청구항 1의 특징을 갖는 콘택트 렌즈에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 대응하는 종속항에 베이스 요소되거나 이하에 설명된다.
제 1 항에 따르면, 상기 조절 가능한 초점 길이 렌즈는 인물의 눈 표면에 직접 배치되거나(예를 들어, 상기 눈의 동공을 덮는) 또는 인물의 눈에 이식되도록 구성되며, 상기 렌즈는 추가로 다음을 포함한다 :
- 후면 및 상기 후면으로부터 멀어지는 방향을 향하는 전면을 갖는 투명 베이스 요소 -
- 상기 베이스 요소에 연결된 투명하고 탄성적으로 팽창 가능한 멤브레인, 상기 멤브레인은 상기 베이스 요소의 상기 전면을 향하는 후면을 포함하고,
- 특히 링 부재(또는 구조체)가 멤브레인의 곡률 조절 가능 영역을 한정하도록 멤브레인의 후면에 연결된 링 부재(또는 링 구조) 및
상기 렌즈는 상기 멤브레인의 상기 곡률 조절 가능 영역에 인접한 렌즈 체적을 포함하고, 상기 렌즈 체적은 상기 링 부재에 의해 경계가 정해지고, 상기 렌즈는 상기 멤브레인의 경계 영역에 인접한 저장소 체적을 포함하며, 상기 2 개의 체적은 투명한 액체로 채워지며, 및
- 상기 체적이 서로 유체적으로 연결되거나 또는 유체적으로 연결 가능하여, 상기 저장소 체적이 압축될 때, 상기 저장소 체적 내에 존재하는 액체가 상기 멤브레인 체적 내로 가압되어 상기 멤브레인의 상기 곡률 조절 가능 영역의 곡률이 증가하고, 렌즈의 초점 거리가 짧아진다.
일 실시예에 따르면, 렌즈는 콘택트 렌즈이다. 이 경우, 베이스 요소는 베이스 요소의 후면이 눈과 접촉하도록 사람의 눈 표면 상에 직접 배치되어 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 멤브레인은 (멤브레인의 정면이 멤브레인의 후방 측으로부터 멀어지는 방향으로) 눈에 접촉하도록 구성될 수 있다. 여기서, 입사광은 먼저 베이스 요소를 통과한 다음, 렌즈 체적을 통과하고 눈으로 들어가기 전에 최종적으로 멤브레인을 (즉, 곡률 조절 가능 영역을 통과하여) 통과한다.
일반적으로 투명한 액체는 투명한 유체일 수 있다. 일부 실시예에서, 유체는 저장소(들) 및/또는 저장소 체적 및/또는 렌즈 체적에 상주하며, 곡률 조절 가능 영역의 곡률을 조정하는데 사용된다. 그러나, 이러한 유체는 또한 액체, 특히 투명한 액체일 수 있다.
특히, 상기 링 부재는 멤브레인의 곡률 조절 가능 영역 근처 또는 아래에 있는 상기 렌즈 체적을 상기 멤브레인의 상기 경계 영역에 인접하거나 그 아래의 저장소 체적과 분리시킨다.
또한, 링 부재는 멤브레인과 일체로 형성될 수 있고 멤브레인의 후방 측면으로부터 돌출할 수 있다.
특히, 멤브레인의 상기 곡률 조절 가능 영역은 멤브레인의 상기 영역의 현재 곡률에 따라 그것을 통과하는 광을 편향시키는 곡률 조절 가능 영역을 통해 광을 통과 시키도록 구성된다. 특히, 상기 곡률 조절 가능 영역은 본 발명에 따른 렌즈의 투명한 구멍에 대응한다.
또한, 특히, 베이스 요소는 베이스 렌즈를 형성할 수 있다. 더욱이, 특히,베이스 요소는 멤브레인보다 강성이다. 마찬가지로, 링 부재는 바람직하게는 렌즈의 형상(즉, 곡률 조절 가능 영역)을 정의할 수 있도록 멤브레인보다 강성이다. 특히, 상기 링 부재는 원형 링 부재이다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 베이스 요소의 후면은 오목 곡률을 포함하여 베이스 요소의 후면이 사람의 눈에 완전히 접촉할 수 있다.
특히,베이스 요소는 다음의 재료들 중 하나를 포함하거나 포함할 수 있다 :
유리,
엘라스토머(예 : TPE, LCE, 실리콘, 예 : PDMS, 아크릴, 우레탄)를 포함하는 폴리머,
열가소성 물질(예 : ABS, PA, PC, PMMA, PET, PE, PP, PS, PVC) 및 듀로 플라스트를 포함하는 플라스틱,
젤(예: Liteway에서 제공하는 실리콘 하이드로겔, 폴리매콘 또는 광학 겔 OG-1001).
또한, 특히, 액체는 특히 플루오르화 실리콘, 물, 이온성 액체, 이온 겔, 실리콘, 콘택트 렌즈 세정액, 염수 용액, 오일, 용매 중 하나 일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈 체적이 압축되도록 구성되며, 렌즈 체적이 압축될 때, 렌즈 체적 내에 존재하는 액체는 저장소 체적 내로 가압되어, 상기 멤브레인의 곡률 조정 가능한 영역의 곡률이 감소하고 렌즈의 초점 길이는 증가한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장소 체적은 적어도 하나의 개구를 통해 렌즈 체적과 유체 연결되거나 유체적으로 연결될 수 있다. 유동적으로 연결된다는 것은 유동 연결이 존재하여 액체가 상기 연결부를 통해 렌즈 체적에서 저장소 체적로 그리고 그 역으로도 통과할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 개구는 링 부재의 면측(베이스 요소의 전방 측면을 향하는면) 및 베이스 요소에 의해 형성된 원주 갭이고, 특히, 멤브레인의 곡률 조절 가능 영역이 최대 볼록 곡률을 취할 때, 링 부재의 상기 면측은 베이스 요소의 전방 측면과 접촉한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 링 부재는 투명 베이스 요소의 전면, 특히 그 면 측을 통해 연결된다.
특히, 적어도 하나의 개구는 유동 연결, 특히 영구 유동 연결이 렌즈 체적과 저장소 체적 사이에 형성되도록 링 부재를 통해 (예를 들어 반경 방향으로 또는 반경 방향을 따라) 연장되는 채널이다. 추가 실시예에서, 링 부재는 저장소 체적와 렌즈 체적을 유체적으로 연결시키고 특히 링 부재를 통해 반경 방향으로 또는 반경 방향을 따라 연장하는 채널 형태의 복수의 개구를 포함할 수 있다.
또한, 상기 개구 또는 채널은 링 부재에 의해 그리고 링 부재가 부착되는 베이스 요소의 전방 측에 의해, 특히 베이스 요소의 전방 측을 향하는 그 면 측을 통해 구획될 수 있다. 여기서, 링 부재가 베이스 부재의 정면쪽으로 그의 면측으로 연결될 때 그 채널에 링 부재의 에지 또는 면측에 리세스를 형성함으로써 개구가 형성될 수 있다.
상기 실시예에서, 하나의 개구 또는 채널 또는 상기 다수의 개구 및 채널의 하나 이상의 치수가 (예를 들어, 기계적으로 또는 전기적으로) 제어 가능하다.
환언하면, 하나의 개구 또는 채널 또는 상기 다수의 개구 및 채널은 정적 및/또는 동적 유동 및/또는 압력 조절기(예를 들어 체크 밸브, 조절 밸브 또는 조절 유동 저항기)로서 작용할 수 있다.
또한, 특히, 하나의 개구 또는 채널 또는 상기 복수의 개구 및 채널의 하나 이상의 치수는 각각 또는 오직 선택된 눈 깜박임 이전, 동안 및/또는 후에 변조된다.
환언하면, 저장소 체적와 렌즈 체적 사이의 유체 교환은 렌즈의 곡률 변화를 가능하게하고, 향상시키고 및/또는 억제하기 위해(예를 들어, 적어도 미리 설정된 시간주기에 걸쳐) 눈 깜박임과 동기적으로 변조된다. 예를 들어, 작동 운동 중 유동 및/또는 압력 저항이 감소되고, 및/또는 후속 작동 운동 사이의 유동 및/또는 압력 저항이 증가한다. 상기 실시예들에서, 적어도 하나의 개구 또는 상기 복수의 개구들의 치수는, 특히 상기 저장소 체적 또는 렌즈 체적이 곡률 조절 가능 영역의 곡률의 변화를 산출하기 위해 압축되어야 하는 시간이 눈 깜박임보다 길도록, 특히 1 초보다 길고, 특히 0.9 초보다 길고, 특히 0.8 초보다 길고, 특히 0.6 초보다 길고, 바람직하게는 0.5 초보다 길도록 선택된다.
즉, 렌즈 체적(예: 광학적으로 투명한 구멍)과 저장소 체적 사이의 개구 또는 채널이 충분히 작으면, (예: 콘텍트)렌즈를 착용한 사람의 눈 깜박임 동작이 로 패스 필터링되고 따라서 렌즈의 곡률을 변화시키지 않는다. 충분히 느린 작동 동작 만이 (예를 들어, 콘텍트)렌즈의 초점 파워의 변화를 초래할 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장소 체적은 (예를 들어, 콘텍트)렌즈가 눈의 동공에 배치될 때 사람의 눈의 눈꺼풀에 의해 압축되도록 구성되며, 특히 저장소 체적은 상기 사람이 상기 눈꺼풀을 부분적으로(예: 적어도 사전 정의된 기간 동안) 닫을 때, 상기 저장소 체적이 압축되고 상기 멤브레인의 중앙 영역의 곡률이 증가하도록 배치된다.
렌즈는 특히 저장소의 압축 상태를 유지하도록 구성된다. 그러한 상태는 예를 들어, 렌즈 체적을 밀어서 해제된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈 체적은 콘택트 렌즈가 해당 눈의 동공에 배치될 때, 사람의 눈꺼풀에 의해, 액체가 렌즈 체적으로부터 저장소 체적으로 가압되도록 눈꺼풀을 닫아서 렌즈 체적이 변형 또는 압축되도록 구성된다.
저장소 및 렌즈 체적의 기하학적 형상을 적절하게 선택함으로써, 눈 깜박임 동안 렌즈 체적의 전체 변화는 실질적으로 제로가 된다. 여기서, 실질적으로 제로는 렌즈의 초점 배율이 0.25 디옵터 이상, 특히 0.1 디옵터 이상, 특히 0.05 디옵터 이상 변화하지 않는다는 것을 의미한다.
일 실시예에 따르면, 저장소 체적은 예를 들어 멤브레인에 의해 형성된 제 1 표면에 의해 및 베이스 요소에 의해 형성된 제 2 표면에 의해 한정된다. 상기 표면들은 서로 마주하고, 특히 상기 표면들은 저장소 체적의 압축 상태가 유지되도록 상기 저장소 체적의 압축으로 접촉할 때 서로 점착되도록(예를 들어, 접착력으로 인해 수동적으로 또는 능동적으로, 예를 들어 정전기로) 구성될 수 있다.
또한, 상기 점착은 저장소 체적과 렌즈 체적을 연결하는 개구 및/또는 채널을 밀봉하는데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈는 저장소 체적을 렌즈 체적 내로 가압하도록 저장소 체적을 압축하게 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 포함한다.
또한, 특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 멤브레인의 곡률 조절 가능 영역은
예를들어 적어도 하나의 또는 상기 복수의 액추에이터 및/또는 조정기가 저장소 체적을 작동, 특히 압축하는 것을 멈추고 및/또는 저장소 체적과 렌즈 체적을 연결하는 개구 또는 채널에 작용하는 것을 멈출 때(예를 들어, 저장소 체적이 해제되는 경우), 액체가 렌즈 체적으로부터 저장소 체적으로 다시 밀릴 수 있도록, 스프링(및 기계적 에너지원)으로 작용하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 렌즈는 적어도 하나 또는 상기 다수의 개구 또는 채널을 폐쇄 및/또는 밀봉함으로써 상기 렌즈 체적으로부터 상기 저장소 체적으로의 상기 액체의 상기 다시 밀리는 것을 조절 및/또는 완전히 차단하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장소 체적은 예를 들어, 멤브레인에 의해 형성된 제 1 표면과, 베이스 요소에 의해 형성된 제 2 표면에 의해 구획된다. 상기 두 표면들은 서로 마주한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 액추에이터는 상기 제 1 표면에 부착된 특히 컴플라이언트 (제 1)전극(즉, 가요성 도전 요소) 및 상기 제 2 표면에 부착된 절연 (제 2)전극(강성 또는 가요성 도전 요소)를 포함하여, 예를 들어, 상기 전극 사이에 테이퍼진 갭이 형성되고, 상기 전극에 전압이 인가될 때, 상기 갭은 인가된 전압의 크기에 따른 양만큼 감소되고, 액체는 상기 저장소 체적으로부터(예를 들어 상기 갭으로부터) 렌즈 체적으로 가압된다. 물론, 제 1 전극 또는 두 전극을 절연시킬 수도 있다. 전극들이 서로에 대해 절연되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액추에이터의 전극은 각각 개별적으로 또는 연속적으로 작동하도록 구성된 전극 쌍을 형성하는 각각의 부분으로 분할된다. 개별적이라는 것은 한 쌍을 이루는 두 개의 전극이 서로 이격되어 갭을 형성하거나 서로 접촉하는(갭이 없음) 것을 의미한다. 따라서, 갭의 크기에 따라 이러한 한 쌍의 전극에 의해 상기 체적들 사이에 개별 양의 액체가 전달될 수 있다. 연속이라는 것은 상기 체적 사이에 조절 가능한 양의 액체가 전달될 수 있도록 두 전극 사이의 갭이 연속적으로 닫힌다는 것을 의미한다. 특히, 전술한 전극, 한 쌍의 전극 또는 대응하는 세그먼트 또는 섹션을 포함하는 액추에이터는 본 명세서에서 지핑 또는 지핑 액추에이터로 표시된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 렌즈는 상기 전극의 특정 개별 섹션을 사용하여 유체 압력을 제어하도록 구성되고, 상기 저장소 체적 및 렌즈 체적사이에서 유체가 교환되는 시간을 제어하는 유체 흐름율이 발생한다. 특히, 상기 렌즈는 흐름 및/또는 압력 저항을 증가시키도록, 및/또는 상기 전극 섹션의 적어도 하나 또는 다수를 폐쇄 및/또는 밀봉함으로써 유체 흐름을 완전히 억제하도록 구성된다.
특히, 렌즈의 중심(즉, 곡률 조절 가능 영역)은 액추에이터(들)을 개방(예를들어, 언집(unzip))하고자 하는 즉, 각각의 제 1 및 제 2 전극이 서로 접촉하고 관련 간격이 특히 사라지는 폐쇄 상태와 달리 액추에이터의 개방 상태에 대응하여 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극을 이동하는 스프링으로 작용하도록 구성된다. 물론, 상기 갭은 또한 상기 개방 상태와 상기 폐쇄 상태 사이에서 임의의 크기를 취할 수 있다. 또한, 갭은 공간적으로 변할 수 있다. 예를들어 제 1 및 제 2 전극은 전체 전극 영역의 특정 비율에서만 서로 접촉할 수 있는 반면, 다른 영역은 개방 상태를 유지한다. 이러한 부분적으로 폐쇄/집(zipped) 상태는 액추에이터 힘을 제어함으로써, 특히 액추에이터 전압을 제어함으로써 해결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나 또는 수 개의 비선형 요소(예를 들어, 체크 밸브, 마찰 요소, 공진 공동) 유체 저장소(들) 또는 저장소 체적, 채널 또는 액추에이터 영역을 포함하여 다양한 한정된 작동기 상태(예를 들어, 폐쇄, 특정 비율로 부분적으로 폐쇄 또는 개방)를 해결할 수 있다. 상기 액추에이터 전압 제어와는 대조적으로, 비선형 요소는 액추에이터 힘을 제어할 필요없이 다양한 액추에이터 상태를 처리하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 상태는 체적(volume)(예를 들어, 체적)에 의해, 예를들어 고정된 체적의 저장소를 완전히 고갈시킴으로써, 또는 압력에 의해, 예를 들어, 특정 압력 수준에서 열리는 체크 밸브를 사용하여 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 또는 절연 층은 이들이 덜 점성이 있거나 또는 점성이 없거나 또는 접촉될 때 서로 특정 점성력(stiction force)으로 점착되거나 되지 않도록 변형(예를 들어, 코팅, 마이크로 구조화, 화학적으로 변형)될 수 있다. 즉, 작동을 위한 임계 전압은 상기 표면 변형에 의해 감소되거나 안정화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점성은 예를 들어, 압력파(예를 들어, 압력 변동을 일으키는 점멸, 초음파 변환기) 및/또는 교류 정전기력(상기 또는 추가 전극에 인가된 AC 신호)에 의해 일시적으로 또는 영구적으로 낮추거나 조절될 수 있다.
다시 말해, 빠른 눈-꺼풀 이동 및/또는 AC 전압 변조(예를 들어, 시스템 공진 주파수에서)는 상기 액추에이터 및/또는 조정기 제 1 및 제 2 전극의 분리 및/또는 접근을 도울 수 있어서, 개별 평형 상태에 접근하기 위해 필요한 전압 및/또는 에너지를 효과적으로 낮춘다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 상태로부터의 에너지(예를 들어, 기계적 또는 전기적)가 일시적으로 저장되어 다른 상태(예를 들어, 적어도 쌍 안정 시스템 또는 다중 평형 상태를 갖는 시스템을 형성하는)로 전이될 수 있도록 개별 평형 상태가 연결된다
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 눈꺼풀의 저장소 체적 및 전극에 대한 영향을 줄이기 위해, 저장소 체적은 렌즈가 의도 한대로(사용자 머리의 직립 자세와 관련하여) 눈에 대하여 배열될 때 렌즈 체적 옆에 수평 방향으로 배열된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 작동기는 링 부재 둘레로 원주 방향으로 연장된다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 링 부재는 멤브레인보다 적어도 5 배, 특히 적어도 10 배, 특히 적어도 50 배, 특히 적어도 100 배, 특히 적어도 1000 배 강하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 링 부재는 링(20)과 멤브레인 사이의 계면에서 원형도 및 평탄도가 25 ㎛ 이상, 특히 10 ㎛ 이상, 특히 5 ㎛ 이상이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈는 렌즈를 착용 한 사람으로부터의 움직임을 감지하고, 사용자의 소정 움직임에 응답하여 출력 신호를 제공하도록 구성된 센서를 포함하며, 특히, 상기 움직임은 사람의 눈의 눈꺼풀의 움직임이며, 눈에는 콘택트 렌즈가 배치되어있다.
또한, 렌즈는 특히 센서에 의해 제공되는 출력 신호에 응답하여 또는 외부 장치에 의해 제공된 출력 신호에 응답하여 적어도 하나의 액추에이터를 작동 시키도록 구성된 처리 유닛을 포함하며, 특히 적어도 하나의 액추에이터는(예를 들어, 관련된 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 갭을 열고 닫음으로써) 적어도 하나의 작동기의 전극에 전압을 인가함으로써 작동된다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 본 발명에 따른 렌즈 및 상기 출력 신호를 제공하도록 구성된 외부 장치를 포함하는 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 센서는 감광성 요소, 압력 감지 요소, 용량성 감지 요소, 열 센서, 특히 저항 중 하나이다. 특히 상기 저항은 콘택트 렌즈의 주변을 따라 연장될 수 있다. 사람이 눈꺼풀로 저항기를 덮을 때, 눈꺼풀에서 저항기로 전달되는 열로 인해 저항기의 온도가 상승한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 콘택트 렌즈는 전기 에너지원, 특히 배터리를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전기 에너지원은,
- 유도성 충전;
- 전기 역 삼투 효과에 의한 전류 발생;
- 빛, 특히 콘택트 렌즈는 태양 전지 또는 포토 다이오드를 포함 함;
- 상기 열전기 효과를 사용, 특히 콘택트 렌즈가 펠티에 요소를 포함 함;
- 정전기 충전(예 : 표면층의 충전);
- 눈꺼풀 이동을 받아들이는 압전 전기 공진기(예, 목소리로 충전), 특히 콘택트 렌즈는 눈꺼풀 운동을 상기 에너지원/배터리에 저장될 수 있는 전기 에너지로 변환하기 위한 가요성 커패시턴스를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표면(예를 들어, 상기 멤브레인 및 베이스 요소의 상기 참조)은 상기 적어도 하나의 액추에이터의 압축력을 통해 서로 접착하도록 구성되며, 예를 들어, 상기 적어도 하나의 액추에이터에 의해 서로 접촉하게될 때 서로 점착될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 베이스 요소의 후면은 상기 후면이 눈의 표면과 접촉하도록 상기 눈의 표면 상에 배치되거나, 상기 멤브레인의 정면은, 상기 전면이 눈의 표면과 접촉하도록 눈의 표면 상에 배치되도록 구성된다. 또한, 안내 렌즈의 경우, 베이스 요소 또는 멤브레인 중 어느 하나가 눈에 들어오는 입사광에 의해 먼저 통과되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 실시예에 따르면, 저장소 체적은 렌즈의 상부 절반(또는 하부 눈꺼풀의 하부 절반)에 위치되어, 저장소 체적은 렌즈가 상기 눈의 동공에 배열될 때 사람의 눈의 상부(또는 하부) 눈꺼풀의 움직임으로, 상기 액체를 상기 저장소 체적로부터 상기 렌즈 체적으로 펌핑하여 멤브레인의 곡률 조정 영역의 곡률을 증가 시킨다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 저장소 체적은 각각 상기 상부(또는 하부) 절반에 배열되고 상기 렌즈 체적의 주변을 따라 상기 렌즈의 상부 절반으로부터 상기 렌즈의 하부 절반까지 연장하는 각각의 채널을 통해 상기 렌즈 체적과의 유동 연결을 형성할 수 있는 적어도 하나의, 특히 두 개 또는 훨씬 더 많은 개별 저장소에 의해 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 또는 수 개의 채널은, 밸브가 저장소와 마주하도록 그리고/또는 렌즈 체적이 저장소와 밸브(들) 사이에 배열되도록 밸브들이 렌즈의 하부(또는 상부) 절반에 배치되는 하나 또는 수 개의 밸브를 통해 렌즈 체적에 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 다른 실시예에 따르면, 각각의 저장소는 각각의 저장소가 관련 채널에 연결되는 밸브를 포함하며, 각각의 밸브는 삼투 멤브레인이 개방되고 삼투 멤브레인에 적절한 전압이 인가될 때 액체가 삼투 멤브레인을 통과하게 하는 각각의 저장소의 벽(특히 하부)을 형성하는 삼투 멤브레인을 포함한다.
선택적으로, 각각의 밸브는 다음의 밸브들 중 하나 일 수 있다 : 밸브(예를 들어, 본 명세서에 베이스 요소된 지핑 또는 지핑 작동기)를 개방 또는 폐쇄하기 위한 적어도 2 개의 전극을 포함하는 밸브; 밸브를 개폐하기 위한 형상 기억 합금 또는 상 변화 재료로 이루어진 부재를 포함하는 밸브; 밸브를 개폐하기 위한 전자기 액추에이터를 포함하는 밸브; 밸브를 개방 또는 폐쇄하기 위해 다른 자석(예를 들어, 외부 자석)에 의해 이동되도록 구성된 자석을 포함하는 밸브.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 렌즈는 밸브를 개방 또는 폐쇄하기 위해 밸브에 에너지를 제공하는 전력선을 통해 밸브에 전기적으로 연결된 에너지원을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 실시예에 따르면, 렌즈는 눈꺼풀의 움직임을 검출하기 위한 센서를 포함하며, 상기 센서는 데이터 라인을 통해 밸브 또는 에너지원에 연결되며, 센서는, 눈꺼풀 움직임이 센서에 의해 검출될 때 출력 신호를 제공하고, 밸브를 제어, 특히 상기 밸브를 폐쇄 또는 개방하기 위해 데이터 라인을 통해 상기 밸브 또는 에너지원에 상기 출력 신호를 제공하도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 또 다른 실시예에 따르면, 렌즈는 저장소 체적을 포함하는 펌프를 포함하며, 상기 펌프는
저장소 체적을 커버하는 멤브레인의 영역을 상기 저장소 체적의 적어도 일부를 형성하는 베이스 요소의 함몰부로 이동함으로써(즉, 잡아 당기거나 밀기) 저장소 체적을 비우도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 상기 리세스는 오목한 형상(또는 원추형 또는 일부 다른 적합한 기하학적 형상)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 저장소 형상은 멤브레인의 상기 영역을 저장소 체적의 함몰부로 이동(예를 들어 당기거나 밀기)하는데 사용되는 에너지가 거의 또는 전혀 없도록 설계된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 펌프는 멤브레인의 상기 영역을 저장소 체적의 함몰부로 당기기 위한 정전기력을 생성하도록 구성되며, 상기 힘을 발생시키기 위해 상기 멤브레인의 상기 영역은 특히 신장 가능한 전기 전도성 전극을 포함하고, 상기 베이스 요소는 멤브레인의 상기 전극에 면하는 적어도 하나의 상응하는 카운터 전극을 포함한다.
선택적으로, 상기 밸브는 가열(예를 들어, 전류에 의해)에 의해 팽창하도록 구성될 수 있는 형상 기억 합금으로 구성될 수 있는 부재를 포함할 수 있으며, 상기 멤브레인 영역을 함몰부로 이동시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 유전체 층은 멤브레인과 베이스 요소의 영역 둘 다 또는 베이스 요소에만 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 저장소 체적(volume)이 렌즈 체적에 연결되는 채널(예를 들어, 베이스 부재에 형성된 홈의 형태로)은 특히 상기 함몰부의 배수를 위해 저장소 체적의 함몰부의 하부의 가장 낮은(예를 들어 중앙의) 영역으로 유도되고, 멤브레인이 함몰부내로 이동(예를 들어, 당겨 지거나 또는 밀리게)될 때 그루브가 자동적으로 밀봉되도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 이송되는 액체의 양은 저장소 체적에 의해 적절히 한정된다. 몇 개의 저장소를 결합하여 유체를 개별 단계로 이송할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 상기 채널(또는 그루브)이 밀봉될 때, 상기 저장소 체적 내로의 액체의 재진입은 또한 씰링 라인으로 표시되는 상기 채널/그루브와 상기 저장소 체적의 교점에서 차단된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 펌프는, 한 측면에서 멤브레인의 전극 및 다른 측면에서 상기 함몰부의 하부 중앙에 배치되고 상기 카운터 전극에 의해 둘러싸인 상기 카운터 전극 및/또는 중앙 전극을 사용하여, 저장소 체적의 함몸부 하부의 (예를들어 중심)영역(이 영역은 밀봉 영역으로서 표시되고 상기 함몰부의 상기 가장 작은 영역과 동일할 수 있다)에 멤브레인의 상기 영역을 고정시킴으로써 밀봉 및/또는 폐쇄 상태로 밸브를 형성하는 채널을 유지하도록 구성된다. 선택적으로, 부재(형상 기억 합금)는 멤브레인 영역을 고정시키는데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 활성 전극 영역 및 전기 파워는 멤브레인을 함몰부/저장소 체적의 하부에 고정시킨 후에 감소될 수 있다. 또한, (예를 들어, 원형의)밀봉 영역은 가요성, 강성 또는 심지어 단단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 특히 인가되는 파워에 따라, 밀봉 채널은 일정한 배압에서 개방되도록 구성되어, 액체 역류 및 저장소 체적의 재충전을 개시한다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 또 다른 실시예에 따르면, 렌즈는 저장소 체적과 렌즈 체적 사이에 유동 연결을 제공하기 위한 채널을 포함하며, 렌즈는 상기 채널을 개폐하기 위한 밸브를 포함하며, 상기 채널은 상기 멤브레인의 영역에 의해 덮여진 상기 베이스 요소에 형성된 상기 밸브의 함몰부를 통해 연장되고, 상기 밸브는 상기 함몰부를 커버하는 멤브레인의 영역을 함몰부로 이동(즉, 잡아당기거나 밀기)시킴으로써 상기 채널을 개방 또는 차단하도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 함몰부 형태는 멤브레인을 함몰부 내로 이동(예를 들어 당기거나 밀기)하는데 에너지가 거의 또는 전혀 사용되지 않도록 설계된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 밸브는, 멤브레인의 상기 영역을 밸브의 함몰부 내로 당기기 위한 정전기력을 생성하도록 구성되며, 상기 힘을 발생시키기 위해 상기 멤브레인의 영역은 가요성 특히 신장 가능한 전기 전도성 전극을 포함하고, 상기 베이스 요소는 적어도 하나의 상응하는 카운터 전극을 포함한다. 선택적으로, 상기 밸브는 상기 힘을 발생시키기 위한 형상 기억 합금으로 이루어진 부재를 포함할 수도 있다(상기 참조).
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 유전체 층은 멤브레인의 영역과 베이스 요소 둘 다 또는 베이스 요소에만 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 상기 채널의 상기 영역이 상기 밸브의 함몰부 내로 이동될 때(예를 들어, 당겨 지거나 밀리면), 상기 채널은 자동적으로 차단되도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 상기 채널이 차단될 때, 밸브의 함몰부 내로의 액체의 재진입은 밀봉라인으로 표시되는 채널과 함몰부의 교차점에서 차단된다. 특히, 두 개의 교차점 또는 밀봉 라인이 있는데, 하나는 채널이 함몰부로 들어가고 다른 하나는 함몰부를 떠나는 곳이다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 상기 밸브는, 한측면에서 멤브레인 전극 및 다른 측면에서, 함몰 부의 하부 중심에 배치되며, 밀봉 라인을 따라 연장되고 갭에 의해 상기 중앙 전극으로부터 분리되는 제 1 및/또는 제 2 밀봉 라인 전극 및/또는 카운터 전극에 의해 둘러싸이는 카운터 전극 및/또는 중심 전극을 사용하여, 상기 멤브레인의 상기 영역을 상기 밸브의 함몰부 하부의 (예를 들어, 중앙)영역(상기 영역은 또한 밀봉 영역으로 표시되고, 함몰부의 가장 낮은 영역과 동일할 수 있다)에 고정함으로써 채널을 차단된 상태로 유지하도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 활성 전극 영역 및 전기 파워는 멤브레인을 함몰부/저장소 체적의 하부에 고정시킨 후에 감소될 수 있다. 또한,(예를 들어, 원형의) 밀봉 영역은 가요성, 강성 또는 심지어 단단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 인가된 파워에 따라, 밸브는 채널을 통해 저장소 체적과 렌즈 체적 사이에서 액체의 통과를 허용하는 소정의 압력에서 개방되도록 구성된다.
액체가 액추에이터(예를 들어, 펌프)에 의해 이동되는 전술한 실시예에서, 멤브레인 또는 그 적어도 하나의 영역은 렌즈 저장소로부터 렌즈 체적으로 및/또는 렌즈 체적으로부터 저장소 체적으로 액체를 펌핑하는 것을 돕기 위해 또는 렌즈의 적어도 하나 또는 몇 개의 밸브를 폐쇄하는 것을 돕기 위해 렌즈의 사용자의 눈꺼풀에 의해 아래로 밀리도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 또 다른 실시예에 따르면, 저장소 체적은 상기 멤브레인의 쌍 안정 영역에 의해 커버되며, 상기 영역은 베이스 요소에 대해 제 1 안정 상태로부터 제 2 안정 상태로 이동 가능하고, 상기 제 1 상태에서 상기 저장소 체적은 상기 제 2 상태에서보다 크며, 상기 영역이 제 1 상태에서 제 2 상태로 이동될 때 액체는 저장소 체적에서 렌즈 체적으로 흐르며, 상기 영역은 제 2 상태에서 제 1 상태로 이동되고, 액체는 렌즈 체적으로부터 저장소 체적으로 다시 유동한다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 렌즈는 액체가 렌즈 체적에서 저장소 체적 체적으로 흐르도록, 또는 그 반대 방향으로 액체가 흐르도록 하는 수용기 체적과 렌즈 체적을 연결하는 채널을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 저장소 체적은 렌즈 체적 둘레로 연장되는 원형 또는 링 형상을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 멤브레인의 상기 쌍 안정 영역은 충분한 압력이 상기 영역의 오목 또는 볼록한 표면에 인가될 때 하나의 안정한 상태에서 다른 안정한 상태로 플립하도록 구성되며, 상기 영역은 사람의 손가락 또는 눈꺼풀을 사용하여 한 상태에서 다른 상태로 움직이기 위해 수동으로(예: 사람에 의해) 작동하도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 멤브레인의 상기 쌍 안정 영역은 상기 쌍 안정 상태를 제공하기 위한 몰딩 또는 열 성형을 사용하여 볼록 또는 오목한 형태로 주어진다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시 형태에 따르면, 상기 멤브레인의 상기 영역은 엘라스토머로 만들어진다.
또한, 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예에 따르면, 멤브레인의 일부 또는 멤브레인의 상기 영역은 금속, 또는 폴리머, 또는 엘라스토머, 또는 적어도 2 가지 재료의 이종 구조로 제조된다. 예 : 실리콘에 내장된 Kapton 디스크.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본원에 기술되거나 청구된 바와 같은 본 발명에 따른 렌즈 및 렌즈가 사용자의 눈 표면에 위치되지 않을 때 렌즈를 저장하기 위한 용기를 포함하는 시스템이 개시되며, 상기 용기는 렌즈가 용기 내에 배열될 때 유도 수단에 의해 렌즈의 배터리를 충전하기 위한 전기 전도성 코일을 포함한다. 여기서 특히, 렌즈는 렌즈의 에너지 원(예를 들어, 배터리)에 연결된 전기 전도성 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 특히 본 발명에 따른 청구항 제 58 항의 특징을 갖는 콘택트 렌즈를 제조하는 방법이 제시되며, 다음 단계를 포함한다:
-베이스 요소(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 또는 실리콘 하이드로겔로 코팅된 실리콘으로 성형함으로써)를 제공하는 단계,
- 멤브레인의 후면에 연결된 링 부재를 포함하는 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 또는 실리콘 하이드로겔로 코팅된 실리콘으로 성형함으로써)을 제공하는 단계,
멤브레인의(예를 들어, 후면)에 베이스 요소를 결합시킴으로써 콘택트 렌즈의 렌즈 체적 및 저장소 체적을 형성하는 단계, 및
- 상기 렌즈 체적 및 상기 저장소 체적을 투명한 액체로 채우는 단계.
특히, 멤브레인 및/또는 베이스 요소에 다음 중 하나가 적용된다: 코팅, 적어도 하나의 전극, 절연 층, 안티-점성 층에
특히, 링 부재는 멤브레인에 플라즈마 결합될 수 있다. 또한, 베이스 요소는 멤브레인에 플라즈마 결합되거나 접착될 수 있다.
또한, 특히, 링 부재는 멤브레인과 일체로 형성될 수 있으며(예를 들어, 멤브레인의 성형시), 링 부재는 자외선을 조사함으로써 경화될 수 있거나 또는 멤브레인이 자외선으로 조사됨으로써 연화될 수 있다. 자외선을 조사하여 보강할 수 있는 링 부재 및 멤브레인에 사용될 수 있는 물질은 예를 들면 실리콘 또는 우레탄이다. 또한, 자외선을 조사함으로써 연화될 수 있는 멤브레인 및 링 부재에 사용될 수 있는 물질은 예를 들어 실리콘 또는 우레탄이다.
선택적으로, 프라이머는 멤브레인 및 일체 링 부재의 성형 중에 링 부재를 화학적으로 보강하도록 설계된 몰드에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충진은 상기 결합이 수행된 후에 삼투압을 사용하여 수행된다.
이를 위해, 미리 정해진 양의 수용성 염이 결합 전에 베이스 요소 또는 멤브레인 상에 배열되어 상기 염이 결합 후 렌즈 체적 및/또는 렌즈 저장소에 배열되고, 그 후 결합된 베이스 요소 및 멤브레인은 삼투압에 의해 렌즈 체적 및 저장소 체적으로 들어가는 투명한 액체에 담궈진다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 충진은 상기 결합 전에 수행되며, 상기 액체는 멤브레인에 의해 형성된 함몰부 내로 충전되고, 이후 상기 결합이 수행되고, 렌즈 체적 및/또는 저장소 체적 상기 결합 후에 그 내부에 존재하는 가스가 제거된다.
여기서, 상기 멤브레인의 에지와 상기 베이스 요소의 에지 사이의 접착제, 특히 접착제 링이 사용될 수 있으며, 상기 접착제는 상기 가스로부터 렌즈 체적/저장소 체적을 제거한 후에 경화된다. 이를 통해 콘택트 렌즈의 초기 초점 거리를 조정할 수 있다. 여기서, 자외선을 조사함으로써 경화될 수 있는 접착제가 사용될 수 있으며, 상기 접착제의 경화는 이어서 상기 가스 제거 후에 자외선을 조사함으로써 수행된다(즉, 내부의 가스가 상기 체적에서 제거된다).
또한, 접착 전에 충진이 수행되는 실시예에서, 멤브레인은 증기 증착(코팅)에 의해 베이스 요소 상에 배치된 액체를 증기 코팅함으로써(몰딩 대신에) 제공될 수 있다. 멤브레인을 증기 증착하는데 사용될 수 있는 재료(링 부재는 베이스 요소 상에 예를 들어 배치되기 전에 제공된다)는 예를 들어 파릴렌(즉, 화학적으로 증착된 폴리(p-크실릴렌) 폴리머)이다.
본 발명은 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈 또는 다양한 초점 거리를 필요로 하는 임의의 다른 렌즈와 같은 매우 다양한 용도에 사용될 수 있다.
본 발명은 다음의 상세한 설명을 고려할 때 더 잘 이해될 것이고, 전술한 것 이외의 목적이 명백해질 것이다. 이러한 설명은 도면을 참조한다,
도 1은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 일 실시예.
도 2는 눈꺼풀에 의한 도 1에 따른 콘택트 렌즈의 작동.
도 3은 렌즈 체적과 저장소 체적을 유체적으로 연결하기 위한 링 부재 내의 2 개의 다른 변형 예.
도 4는 액추에이터를 사용하는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 일 실시예.
도 5는 도 4에 도시된 액추에이터의 개략적 단면도.
도 6 내지 도 12는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 다른 실시예.
도 13은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 배터리 충전 수단.
도 14는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 제조 방법의 개략도.
도 15는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈를 제조하는 또 다른 방법.
도 16A는 눈 깜박임 동작의 로우 패스 필터링.
도 16B는 도 16A의 로우 패스 필터링의 시간 상수의 튜닝.
도 17A는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈와 그 센서, 액추에이터, 조정기 및 처리 유닛 간의 상호 작용.
도 17B는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈와 그 센서, 액추에이터, 조정기 및 처리 유닛 사이의 상호 작용.
도 18은 안내 렌즈 형태의 본 발명에 따른 렌즈.
도 19는 활성 지핑 펌프(모드 A), 지핑 영역의 수동 밀봉을 사용하는 능동형 눈꺼풀 펌프(모드 B) 또는 조정 밸브 또는 주파수 제어를 사용하는 능동형 눈꺼풀 펌프를 사용할때 다른 작동 모드들.
도 20은 렌즈의 초점 길이를 변화시키기 위해 눈꺼풀 작동을 사용하는 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예.
도 21은 도 20에 도시된 실시예의 변형예.
도 22는 도 21의 렌즈의 단면도.
도 23-26은 렌즈의 곡률/초점 길이를 변경하기 위해 눈꺼풀 작동을 사용하는 본 발명에 따른 렌즈의 다른 실시예.
도 27-29는 펌프 및 밸브를 갖는 렌즈의 다른 실시예.
도 30-31은 채널 및 밸브를 갖는 렌즈의 다른 실시예.
도 32는 작동 펌프 또는 밸브를 위한 작동 전극의 예시.
도 33은 작동 펌프 또는 밸브를 위한 작동 전극의 또 다른 예시.
도 34는 형상 기억 합금으로 형성된 부재에 의해 작동되는 밸브 또는 펌프 및,
도 35는 쌍 안정 멤브레인 영역으로 덮인 저장소를 사용하는 본 발명에 따른 렌즈의 실시예.
도 2는 눈꺼풀에 의한 도 1에 따른 콘택트 렌즈의 작동.
도 3은 렌즈 체적과 저장소 체적을 유체적으로 연결하기 위한 링 부재 내의 2 개의 다른 변형 예.
도 4는 액추에이터를 사용하는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 일 실시예.
도 5는 도 4에 도시된 액추에이터의 개략적 단면도.
도 6 내지 도 12는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 다른 실시예.
도 13은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 배터리 충전 수단.
도 14는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 제조 방법의 개략도.
도 15는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈를 제조하는 또 다른 방법.
도 16A는 눈 깜박임 동작의 로우 패스 필터링.
도 16B는 도 16A의 로우 패스 필터링의 시간 상수의 튜닝.
도 17A는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈와 그 센서, 액추에이터, 조정기 및 처리 유닛 간의 상호 작용.
도 17B는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈와 그 센서, 액추에이터, 조정기 및 처리 유닛 사이의 상호 작용.
도 18은 안내 렌즈 형태의 본 발명에 따른 렌즈.
도 19는 활성 지핑 펌프(모드 A), 지핑 영역의 수동 밀봉을 사용하는 능동형 눈꺼풀 펌프(모드 B) 또는 조정 밸브 또는 주파수 제어를 사용하는 능동형 눈꺼풀 펌프를 사용할때 다른 작동 모드들.
도 20은 렌즈의 초점 길이를 변화시키기 위해 눈꺼풀 작동을 사용하는 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예.
도 21은 도 20에 도시된 실시예의 변형예.
도 22는 도 21의 렌즈의 단면도.
도 23-26은 렌즈의 곡률/초점 길이를 변경하기 위해 눈꺼풀 작동을 사용하는 본 발명에 따른 렌즈의 다른 실시예.
도 27-29는 펌프 및 밸브를 갖는 렌즈의 다른 실시예.
도 30-31은 채널 및 밸브를 갖는 렌즈의 다른 실시예.
도 32는 작동 펌프 또는 밸브를 위한 작동 전극의 예시.
도 33은 작동 펌프 또는 밸브를 위한 작동 전극의 또 다른 예시.
도 34는 형상 기억 합금으로 형성된 부재에 의해 작동되는 밸브 또는 펌프 및,
도 35는 쌍 안정 멤브레인 영역으로 덮인 저장소를 사용하는 본 발명에 따른 렌즈의 실시예.
도 1은 콘택트 렌즈를 작동시키기 위해 사용되는 눈꺼풀과 관련된 눈(2)에 콘택트 렌즈를 착용하는 사람의 눈꺼풀(4)에 의해 작동되도록 설계된 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 일 실시예를 도시한다. 상기 작동에 의해 콘택트 렌즈의 초점 길이가 조절될 수 있다.
다음에, 렌즈는 항상 도 18에 도시된 바와 같이 안내 렌즈로 형성될 수도 있지만, 여기에서는 본 발명에 따른 액추에이터(70)가 특히 이러한 안내 렌즈의 초점 길이를 조정하기 위해 사용될 것이다. 안내 렌즈는 예를 들어, 눈의 렌즈(도 18의 패널 A에 도시 됨)를 교체하도록 구성될 수 있거나 도 18의 패널 B에 도시된 바와 같이 눈(2)의 자연 렌즈(111)에 추가로 이식되도록 구성될 수 있다. 안내 렌즈의 일반적인 설계는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 설계와 일치한다. 또한, 본 발명에 따른 안내 렌즈는 눈(2) 내에 그 위치를 고정하기 위한 부가적인 고정 수단을 포함할 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 콘택트 렌즈는, 이들 실시예가 안내 렌즈의 경우에 적용되는 것으로 유지되어 서술된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 콘택트 렌즈(1)는 사람의 동공에 배열되도록 구성된 후면(12)을 포함하는 베이스 요소(10)를 포함한다. 베이스 요소(10)는 베이스 요소(10)의 후방 측면(12)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 전방 측면(11)을 더 포함한다.
또한, 투명하고 탄성적으로 팽창 가능한 멤브레인(20)이 상기 베이스 요소(10)에 연결되고, 상기 멤브레인(20)은 베이스 요소(10)의 상기 전면(11)을 향하는 후면(22)을 포함한다.
편향된 멤브레인(20)의 형상, 특히 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 (예, 중심)영역(23)의 형상을 정의하기 위해, 멤브레인(20)의 후방 측면(22)에 연결되어 멤브레인(20)의 상기 (예를 들어, 원형)영역(23)을 한정하는 원형 링 부재(30)(렌즈 셰이퍼라고도 함)가 제공된다.
특히, 링 부재(30)는 광축을 중심으로 원주 방향으로 연장된다(도 1에서 점선으로 표시됨).
상기 영역(23) 아래에 콘택트 렌즈(1)는 링 부재(30)에 의해 둘러싸인 이른바 렌즈 체적(41)을 을 포함한다. 또한 콘텍트 렌즈(1)는 상기 멤브레인(20)의 경계 영역(24) 아래에 저장소 체적(42)를 포함한다. 이들 2 개의 체적(41, 42)은 동일한 투명 액체(50)로 채워진다.
영역(23)이 도 1에서 볼록한 팽창부를 형성하는 멤브레인(22)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률을 조정할 수 있도록, 상기 체적(41, 42)은 서로 유체 연결되거나 유체 연결 가능하여, 저장소 체적(42)이 압축될 때, 저장소 체적(42)에 존재하는 액체(50)는 렌즈 체적(41) 내로 압축되며 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률이 증가하고 콘택트 렌즈(1)의 초점 길이가 감소하게 되고, 렌즈 체적(41)이 압축될 때, 상기 렌즈 체적(41) 내에 존재하는 액체(50)는 저장소 체적(42)내로 압축되어 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률이 감소하고 콘택트 렌즈(1)의 초점 길이가 증가하게 된다.
도 1로부터 추측할 수 있는 바와 같이, 저장소 체적(42)은 반경 방향(즉, 링 부재(30)의 외측상)으로 링 부재(30)의 외측에 배치된다.
곡률 조절 가능 영역(23), 즉 콘택트 렌즈(1)의 초점 파워의 곡률 변화를 작동시키기 위해, 저장소 체적(42)은 콘텍트 렌즈가 의도된대로 눈(2)의 동공(3) 상에 배치될때 사람의 눈(2)의 눈꺼풀(4)에 의해 압축되도록 구성되며, 저장소 체적(2)은 콘택트 렌즈(1) 내에 배치되어 사람이 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 상기 눈꺼풀(4)을 부분적으로 닫을 때, 저장소 체적(42)이 압축되고 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률이 증가하게 된다. 특히, 눈꺼풀(4)이 멤브레인(20)의 경계 영역(24) 상으로 미끄러지므로, 상기 영역(24) 아래에 존재하는 저장소 체적(42)는 압축되고 대응하는 양의 액체(50)가 렌즈 체적(41) 내로 압착되어 멤브레인(20)의 중앙 영역(23)의 곡률이 증가된다.
상기 작동의 시퀀스 A 내지 E는 도 2에 도시되어 있으며, 도면 D는 눈꺼풀(4)의 폐쇄 운동을 도시하고, 여기서 눈꺼풀(4)은 멤브레인의 중심 영역(23) 위로 미끄러져 액체(50)를 패널 E에 도시된 바와 같이 저장소 체적(42)내로 다시 밀어낸다.
바람직하게는, 상기 실시예(도 1의 좌측에 도시)에서, 저장소 체적(42)은 멤브레인(20)에 의해 형성된 제 1 표면(200) 및 베이스 요소(10)에 의해 형성된 제 2 표면(100)으로 구획되고, 상기 표면들(200, 100)은 서로 마주하고, 저장소 체적(42)의 압축 상태가 예를들어 도 2의 패널 C에 표시된 바와 같이 유지될 수 있도록 저장소 체적(42)의 압축시 접촉을 형성할 때 서로 점착(예를 들어, 반 데르 발스 힘과 같은 점착력을 통해)되도록 구성된다. 상기 점착은 도 2의 패널 D에 표시된 바와 같이 눈꺼풀(4)로 렌즈 체적을 압축함으로써 극복될 수 있다.
도 3은 2 개의 체적(41, 42) 사이의 유동 연결을 확립하는 세 가지 다른 가능성을 나타낸다.
도 3(A)에 따르면, 저장소 체적(42)은 링 부재를 통하여 도달하는 즉 링 부재(30)의 외측으로부터 렌즈 체적(41)과 면하는 링 부재(30)의 내측으로 연장되는 채널 형태의 적어도 하나의 또는 수개의 개구(60)를 통해 렌즈 체적(41)에 유체 연결될 수 있다. 여기서, 링 부재(30)는 베이스 요소(10)의 전면(11)에도 연결된다.
선택적으로, 도 3(B)에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 개구(60)는 링 부재(30)의 면측부(30a)와 베이스 요소(10)의 전면에 의해 형성된 원주 방향 개구(갭)일 수 있고, 상기 면측부(30a)는 베이스 요소(10)의 전면(11)과 면한다. 특히, 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)이 최대 볼록 곡률을 가질 때, 링 부재(30)의 상기 면측부(30a)는 베이스 요소(10)의 전면(11)과 접촉할 수 있다. 선택적으로, 도 3(C)에 도시된 바와 같이, 링 부재(30)는 멤브레인(20) 및 베이스 요소(10)에 부착될 수 있으며, 렌즈 체적(41)으로부터 저장소 체적(42)으로 연장되는 (예를들어) 반경방향 개구 또는 채널(60)을 형성하는 전측부(30a)에 형성된 리세스를 포함한다. 여기서 상기 채널은 링 부재(30) 및 베이스 요소(10)의 전면(11)에 의해 경계가 정해진다. 이러한 실시예에서, 링 부재(30)는 육교 형상으로 보일 수 있다.
또한, 도 16A에 도시된 바와 같이, 상기 적어도 하나의 개구(60) 또는 상기 복수의 개구(60)의 치수는 저장소 체적(42) 및/또는 렌즈 체적(41)이 멤브레인(20)의 곡률 조정가능한 영역(23)의 곡률을 변경을 위해 압축되어야 하는 시간주기가 전형적 눈 깜빡임보다 길도록 선택된다. 따라서 원하지 않는 눈 깜빡임은 콘택트 렌즈(1)의 초점 파워를 변화시키지 않을 것이다.
또한, 도 20-24 및 도 35에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 채널(43) 또는 복수의 채널(43)은 렌즈 체적(41)을 저장소 체적(42)에 연결하는데 사용된다. 적어도 하나의 개구(60) 또는 복수의 개구(60)는 따라서 상기 채널(43)중 하나 또는 다수를 통해 직간접적으로 저장소 체적(42) 및/또는 엑츄에이터 출구(160d)에 연결된다. 여기서, 개구(60)는 또한 요소(43)와 유사한 채널일 수 있고, 채널(43)은 요소(60)와 유사한 개구를 포함할 수도 있다.
또한, 도 16B에 도시된 바와 같이, 로 패스 필터 시간 상수는 예를 들어 개구(60) 또는 채널(43)의 횡단면을 (예를 들어, 정전기 방식에 의해)튜닝함으로써 튜닝될 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 개구(60) 또는 채널(43)의 단면을 좁히는 것은 상기 복수의 개구(60) 또는 채널(43)이 저주파 및/또는 DC 성분을 차단하는데 사용될 수 있다. 예를들어 개구(60) 또는 채널(43)은 밸브 장치로 사용될 수 있다. 이는 수동적으로(도 16A 참조) 또는 능동적으로(도 16B 참조) 렌즈 체적(41)로부터 저장소 체적(42)으로 유체 역 누설을 감소시키기 위한 것이다. 예를 들어, 역 누설은 작은 홀/개구(튜닝 불가능한 단면을 갖는)를 사용하여 감소될 수 있다(도 16A 참조). 또한, 역 누설은 튜닝 가능한 단면을 갖는 작은 홀/개구 때문에 감소될 수 있다(도 16B 참조).
횡단면이 충분히 크면 고주파도 통과할 수 있다. 그후 눈 깜박임(도 19A 및 B의 y3 참조)은 펄스 펌핑 자원으로 사용될 수 있다.(도 19B 참조) 이 경우, 아래의 블록(70)은 렌즈에 파워를 공급하기 위한 힘 및 에너지를 제공하는 기계식 눈꺼풀 액추에이터이다. 지핑(블록 700)는 기계적 펌프(70)로부터의 파워에 상당한, 거의 없는 또는 전혀 펌핑 파워를 부가하지 않음으로써 눈꺼풀 액추에이터를 보조한다. 여기서, 보조는 또한 지핑(블록 700)가 펌핑을 수동적 및/또는 능동 조절 장치로, 예를 들어 지핑의 두 개의 전극이 기계적으로(예를 들어 눈꺼풀 운동에 의해) 근접하게된 후에 지핑을 닫힌 상태로 유지함으로써, 펌핑을 보조하는 것을 의미한다. 전극이 가깝게 또는 더 근접(예를 들어, 후속하는 눈 깜박임에 의해)하기 전에 지핑에 파워를 공급하는 것은 단지 유리하다.(도 19의 y1 참조)
또한, 도 6 및 도 7은 저장소 체적의 다른 가능한 구성을 나타낸다. 도 6에 따르면, 콘택트 렌즈는 중앙 렌즈 체적(41)을 갖는 타원형 윤곽을 가질 수 있는데, 여기서 저장소 체적(42)은 렌즈 체적(41) 주위에 배치될 수 있고, 그 다음에 수평 방향의 렌즈 체적(41)의 양 측면에 더 큰 부분으로 배치될 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 콘택트 렌즈(1)는 사용자의 동공(3) 위에 배치된 원형의 중심 렌즈 체적(41) 및 렌즈 체적(41) 둘레로 연장되는 원형의 링 형상의 저장소 체적(42)을 갖는 원형 윤곽을 가질 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 저장소 체적(42)은 렌즈 체적(41)의 두 측면에만 위치될 수 있다.
콘택트 렌즈(1)의 무동력 작동에 대한 대안으로서, 콘택트 렌즈(1)는 액체(50)를 저장소 체적(42)로부터 렌즈 체적(41)내로 가압하도록 저장소 체적(42)를 압축하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터(70)를 포함할 수 있다. 다시, 이 작동은 전술한 도 2의 패널 D에 도시된 눈꺼풀의 움직임에 의해 취소될 수 있다.
이러한 액추에이터(70)는 도 17A에 지시된 바와 같이 작동/제어될 수 있다. 이에 따르면, 콘택트 렌즈(1)는 콘택트 렌즈(1)를 착용하고있는 사람(사용자)의 움직임을 감지하고, 처리 유닛(90)에 접근 가능하게된 사람의 미리 결정된 움직임에 응답하여 출력 신호를 제공하도록 구성된 센서(80)를 포함한다. 특히 상기 움직임은 콘텍트 렌즈(1)를 착용한 사용자의 눈(2)의 눈꺼풀(4)의 이동이다. 처리 유닛(90)은 저장소 체적(42)으로부터 렌즈 체적(41)으로 또는 그 반대로 액체를 전달하기 위해 센서(80)에 의해 제공되는 출력 신호에 응답하여 적어도 하나의 액추에이터(70)를 작동시키도록 구성된다. 또한, 전기 에너지원(110)은 구성 요소(70, 80, 90)에 필요한 파워를 제공하는 콘택트 렌즈(1) 내에 배열된다.
특히, 센서(80)는 감광 요소, 압력 감지 요소, 용량성 감지 요소, 열 센서, 특히 저항 중 하나이다. 예를 들어, 감광성 요소는 콘택트 렌즈 내에 배치되어 눈꺼풀에 의해 덮일 수 있고, 따라서 처리 유닛(90)을 제어하는데 사용될 수 있는 신호를 생성할 수 있다. 저항은 눈꺼풀(4)로부터 저항으로 전달될 열에 민감하기 때문에 눈꺼풀의 위치를 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 저항은 콘택트 렌즈(1)의 주변을 따라 연장될 수 있다.
또한, 전기 에너지원(110)은, 예를 들어도 13에 도시된 바와 같은 유도성 충전에 의해 상술한 바와 같이 다양한 다른 방식으로 충전될 수 있는 배터리일 수 있다. 여기서, 배터리(110)는 콘택트 렌즈(1)의 외주를 따라 연장될 수 있는 콘택트 렌즈(1)의 코일(301)에 에너지를 전달하는 전원에 연결된 코일(302)을 포함하는 콘택트 렌즈(1)용 용기(300)에 놓여져서 충전된다.
또한, 예를들어 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 링 부재(30)의 외측의 렌즈 체적(41) 이외에, 태양 전지를 배터리(110)와 마찬가지로 배치할 수 있는 태양 전지(120)가 배터리(110)를 충전하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 센서(80)는 예를 들어 액추에이터(70)의 커패시턴스를 측정함으로써 콘택트 렌즈의 상태를 감지할 수 있다. 이것은 액추에이터 신호에 고주파수 감지 신호를 중첩시킴으로써 수행될 수 있다. 감지 신호는 액추에이터의 커패시턴스를 측정한다.
또한, 추가적으로, 도 17B에 도시된 바와 같이, 능동 조절기 및/또는 수동 밸브 일 수 있는 유체 장치(700)가 도 17A의 실시예(예를 들어, 별도의 블록(700))에 추가될 수 있다. 선택적으로, 액추에이터 유닛(70)은 또한 수동 제어 특성을 포함하도록 구성될 수 있다. 지핑(70) 외에, 여기에 기술된 다른 모든 액추에이터가 사용될 수 있다. 특히, 눈꺼풀이 스스로 깜박이는 것은 액추에이터/작동력으로 사용될 수 있고 지핑이 오직 조절 장치(700) 일 수 있다. 의도적으로, 블록(700)은 블록(70)보다 1000, 100, 또는 10, 또는 적어도 2 배 적은 에너지 및/또는(평균 또는 피크) 파워를 요구하도록 설계될 수 있다.
전술 한 바와 같이 제어되고 파워 공급될 수 있는 액추에이터(70)의 실시예가 도 4 및 도 5에 도시된다.
이에 따라, 도 1 및 도 3(우측)에 도시된 바와 같이 특별히 설계될 수 있는 콘택트 렌즈(1)는 멤브레인(20)에 의해 형성된 제 1 표면(200)과 베이스 요소(10)에 의해 형성된 제 2 표면에 의해 구획된 저장소 체적(42)을 가진다. 상기 두 표면(100, 200)은 서로 마주보고, 상기 액추에이터(70)는 상기 제 1 표면(200)에 부착된 전극(71) 및 상기 제 2 표면(100)에 부착된 절연 전극(72)을 포함하여 테이퍼진 갭(74)이 상기 전극들(71, 72) 사이에 형성된다. 이제, 도 5에 나타낸 바와 같이 처리 유닛(90)에 의해 전극(71, 72)에 전압이 인가되는 경우, 상기 갭(74)은 인가된 전압의 크기에 따른 양만큼 감소되고 액체(50)는 저장소 체적(42)으로부터 멤브레인(20)의 곡률 조정 영역(23)의 곡률을 증가시키는 렌즈 체적(41)으로 가압된다. 도 9 및 도 12에 따르면, 제 1 전극(71, 71a, 71b, 71c, 71d) 및 대응하는 제 2 전극 또는 전극(제 1 전극에 의해 커버되기 때문에 미도시)을 가지는 몇몇 상기 액추에이터(70)는 중앙 렌즈 체적(41)의 양측에 제공될 수 있어 멤브레인(20)의 곡률의 개별적인 변화가 개별 액추에이터 세그먼트(예를 들어, 도 12의 71e)에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어 개별 액추에이터 세그먼트를 완전히 닫거나 열어 액추에이터를 계속 조정하는 것을 피할 수 있다. 하나의 액추에이터 세그먼트(71e)를 닫으면 굴절력 변화가 0.25dpt 또는 0.5dpt가 된다. 액추에이터 세그먼트의 다른 조합에 파워를 공급함으로써, 광범위한 범위의 초점 길이 조합이 달성될 수 있다. 이러한 개별 변화는 처리 유닛(90)에 의해 적절하게 처리될 수 있는 (예를 들어, 사용자의 눈꺼풀(4)의) 특정 움직임 패턴에 의해 유발될 수 있다.
도 10에 더 도시된 바와 같이, 하나 이상의 액추에이터(70)는 렌즈 체적(41)의 다른 측면에 배터리(110), 태양 전지(120), 센서(80) 및 처리 유닛(90)과 같은 다른 구성 요소를 위한 공간을 남기는 렌즈 체적(41)의 한 측면에만 배치될 수 있다. 선택적으로, 액추에이터(70)와 배터리(110) 또는 다른 구성 요소들을 서로의 상부에 적층하는 것도 가능하다.
또한, 도 10은 또한 처리 유닛(90)이 외부 장치(81)(예를 들어, 스마트 폰)에 의해 제공된 출력 신호에 응답하여 적어도 하나의 액추에이터(70)를 작동시키도록 구성될 수 있음을 나타낸다. 이러한 외부 장치는 또한 본 발명의 다른 실시예들과 관련하여 사용될 수 있다.
또한, 도 11은 저장소 체적(42)이 상부(4) 및 하부 눈꺼풀(4a)이 위치하는 콘택트 렌즈(1)의 측면에 위치하는 실시예를 도시한다. 이것은 눈꺼풀로 렌즈 곡률을 조절할 때 멤브레인의 곡률 조절 가능 영역(23)을 건드리지 않고 저장소 체적을 밀도록 한다.
또한, 논의된 실시예들의 조합을 갖는 것은 본 발명의 사상 내에 있다. 예를 들어 렌즈는 눈꺼풀을 통한 기계적 압력에 의해 조정될 수 있고, 정전 액추에이터는 상기 멤브레인(20)의 경계 영역(24)을 베이스 요소(10)에 의해 형성된 제 2 표면(100)에 끌어 당김으로써 렌즈의 조정된 곡률을 유지하는데 필요하다. 선택적으로, 전극(71) 상에 절연 층을 갖지만 전극(72)상에는 절연 층을 가지지 않을 수도 있다. 또한 외부와 마주하기 위해 멤브레인(20)이 눈 및 베이스 요소와 직접 접촉하는 표면이 될 수 있다. 또한 모든 콘택트 렌즈는 친수성 캡슐화 층에 내장될 수 있다. 도 1 내지 도 18에 기술된 모든 실시예에 대해 하기에 제안된 바와 같은 재료 및 제조 방법이 보유된다.
전극 71(71a ~ 71d, 71e) 및 72는 손상되지 않고 변형 가능한 것이 바람직하다. 유리하게는, 제 1 전극은 다음 재료 중 하나로부터 제조된다 :
- 탄소 나노 튜브( "유전체 엘라스토머 액추에이터의 성능 개선을 위한 자체 세척 가능 탄소 나노 튜브 전극", Wei Yuan 외, Proc. SPIE, Vol.6927, 69270P(2008)) 참조;
- 은 나노 와이어;
- 카본 블랙( "유전체 엘라스토머 액추에이터 기반의 고튜닝 저전압 회절 격자", M. Aschwanden 외, Proc. SPIE, 6524, 65241N(2007)) 참조;
- 탄소 그리스/전도성 그리스;
- 금속 이온(Au, Cu, Cr,...)( "이온 주입 전극을 가진 전기 활성 폴리머 마이크로 액추에이터의 기계적 특성", S. Rosset 외, Proc. SPIE, 6524, 652410(2007)) 참조;
- 액체 금속(예 : Galinstan);
- 이온성 액체
- 전해질
- 금속 분말, 특히 금속성 나노 입자(금,은, 구리);
- 금속 필름
- 전도성 폴리머(본질적으로 전도성 또는 복합성);
전극(71 및 72)은 다음 기술 중 임의의 방법에 의해 증착될 수 있다 :
- 스프레잉;
- 이온 주입( "이온 주입 전극을 가진 전기 활성 폴리머 마이크로 액추에이터의 기계적 특성", S. Rosset, Proc. SPIE, 6524, 652410(2007)) 참조;
- PVD, CVD;
- 증발;
- 스퍼터링;
- 포토;
- 인쇄, 특히 접촉 인쇄, 잉크젯 인쇄, 레이저 인쇄 및 스크린 인쇄;
- 현장 유도 자기 조립(예 : "로컬 표면 전하가 탄소 나노 튜브 및 풀러렌을 나노 스케일 패턴으로 증착", L. Seemann, A. Stemmer 및 N. Naujoks, Nano Letters 7, 10, 3007-3012, 2007) 참조;
- 브러싱;
- 전극 도금;
멤브레인(20) 및 베이스 요소(10)의 점착 거동을 제어하기 위해, 다음 변형이 멤브레인(20), 베이스 요소(10), 전극(71,72) 또는 절연 층(73)에 적용될 수 있다:
- 자기 조립 모노레이어(예: HMDS)
- 플루오로카본(예: PTFE와 같은 퍼플루오로카본)
- 자기 조립 모노레이어(SAM)는 예를 들어 다음을 가진 분자(molecule)를 포함한다.
- 규칙적인 또는 퍼플루오르화된 알킬 체인을 포함하거나 그로 이루어진 분자 테일 그룹 및/또는
- 실란 또는 인산을 포함하거나 구성하는 분자 헤드 그룹.
- 나노 구조화에 의한 표면 토폴로지 조정
- 표면 거칠기 및/또는 표면 에너지 수정.
o 나노 구조화
o 빛(예: UV) 조사
o 오존 및/또는 기타 라디칼 가스 환경에 노출
o 이온 투하
절연 층(73)은, 예를 들어, 다음을 포함하거나 그로 구성된다:
- Al2O3, SiO2, Si3N4
- 파릴렌
- 에폭시, PVDF(폴리 비닐리덴 디플루오라이드)
- 전기 수지 : SU-8, Cyclotene(BCB 기반),
- High-k 유전체(예: 무기 물질, TiO2, HfO2 또는 ZrO2)
- 폴리머 매트릭스의 high-k 나노 입자(예: BaTiO3)로 구성된 나노 복합체.
- 저-k 유전체(예: 폴리머)
o CYTOP ™ 및/또는 기타
o 비정질 폴리머 및 기타
o 플루오로카본 폴리머
- 가교 결합성 폴리머 유전체(예)
- 전기 화학 이중층(예: 이온성 액체 및 이온 젤 기반)
절연 층(73)은, 예를 들어, 다음 기술 중 임의의 방법에 의해 증착될 수 있다 :
- PVD(증발, 스퍼터링)
- CVD(ALD, PECVD, ...)
- 스핀 코팅
- 양극 산화 처리
- 스프레이 열분해
일 실시예에 따르면, 전극을 사용하는 전술 한 액추에이터(70)는 도 19에 도시된 모드 A에서 작동되도록 구성될 수 있는 활성 지핑 펌프로도 지칭되는 능동 펌프를 형성하도록 구성될 수 있으며, 여기서 y1은 y2는 초점 파워, y3는 눈꺼풀 깜빡임, y4는 제어 라인, E #는 개별 이벤트, T #는 각각의 시간 간격, S는 초점 파워 상태, LH는 로직 하이를 나타내고, LL은 로직 로우를 나타내며,
상기 모드 A에서, 전원 라인 y1상의 E0에서의 전압 단계는 렌즈의 초점 파워가 상태 S1에서 S2로 증가하는 기간 T1을 시작한다. T1은 액체가 저장소로부터 렌즈 체적 내로 천천히, 예를 들어 전술 한 지핑 액추에이터(70)에 의해 렌즈 체적으로 전달되는 지핑(zipping) 기간이다. 초점 파워 변화 S2-S1은 특정 전압 의존 위치로 지핑하거나 또는 많은 개별 액추에이터 세그먼트(예를 들어, 제 1 및 제 2 전극 쌍(71, 71a, 71b, 71c, 71d, 71e) 위 참조)를 완전히 지핑함으로써 정의된다. 렌즈(1)의 투명한 액체(50)를 전달하는 에너지는 에너지원으로부터 추출된다. 눈 깜빡이는 사이에는, 어떠한 액체(50)도 영구적으로 이송되지 않는다. 즉, 깜박임 전의 초점 파워가 깜빡임 후에 회복된다. 짧은 깜박임 동안 상당한 액체 량이 전달되지 않기 때문에 깜박임에 의한 초점 에너지 변화는 작다. 액체(50)는 모든 주기에서 서서히 흐르게 허용되며, 즉 입력 신호 y3(및 y1)은 로-패스 필터링되고 초점 파워 y2의 느린 변화를 야기한다.
선택적으로, 다른 실시예에 따르면, 렌즈(1)는 능동 눈꺼풀 펌프뿐만 아니라 지핑 영역의 수동 밀봉을 사용하는 렌즈에 대응하는 도 19에 도시된 모드 B에서 작동될 수 있다. 여기서, 수동은 펌핑이 예를 들어 기계적으로, 예를 들어 도 27 내지 도 32에 도시된 가요성 영역(20a)을 가압함으로써, 손가락 끝을 사용함으로써, 또는 도 35에 도시된 바와 같이, 쌍 안정 요소를 플립(flip)함으로써 수행된다는 것을 의미한다.
여기서, E0에서의 전압 단계 만이 초점 파워 변화를 개시하는 것은 아니다. 초점 파워는 E2, E3 및 E4에서 점진적으로 증가한다; 다음의 세 요인이 모두 참이다: 눈 깜박임이 발생하고, 전원 라인 y1에 전원이 공급되고, 제어 라인 y4가 하이(LH)로 켜진다. 유체 전달을 위한 에너지는 눈꺼풀 동작으로부터 또는 다른 기계적 소스(예: 손가락 끝으로 누르거나 눈을 압축)에서 추출된다. 제어 라인을 로우(LL)로 설정한 후에는 눈 깜박임으로 인해 초점 파워가 영구적으로 변경되지 않는다. 깜박임 E2, E3 및 E4 동안 액체 전달이 가능한데, 낮은 제어 신호 기간 동안 액체의 저항이 낮기 때문이다. 이벤트 E5에서, 더 높은 액체 저항 때문에 상당한 액체 이동이 불가능하다. E5에서는 E2, E3, E4에서 보다 액체가 덜 이송된다.
제어 라인 y4는 필수는 아니다. 제어 라인을 가지는 경우, 제어 라인을 낮게 설정하여 초점 파워를 언제든지 고정할 수 있다. 제어 라인을 가지지 않는 경우 액체의 저항은 영구적으로 낮다. 깜박임 이벤트에서 초점 파워가 일시적으로 변경된다. 많은 개별 액추에이터 세그먼트(상기 참조) 중 하나를 완전히 지핑하는 한, 액체 이동은 영구적이며, 즉 역류가 거의 없거나 거의 없다. 세그먼트(예: 전극 쌍, 위 참조)를 완전히 닫은 후에는 깜박임으로 인해 초점 파워가 일시적으로 약간 변동하지만 영구적으로 변경되지는 않는다.
또한, 선택적으로, 렌즈(1)는 조절 밸브 또는 주파수 제어와 결합된 활성 눈꺼풀 펌프에 대응하는 모드 C에서 동작될 수 있다.
여기서, 동일한 도면이 모드 B에 적용되며, 여기서 모든 시간주기 동안 y2의 느린 감소(일정한 음의 기울기)를 갖는다.
0이 아닌 역류의 경우, 액체 역 누설은 보상되고, 즉, 후속하는 점멸에 의해 리프레시된다. 연속 초점 파워 상태는 평균 점멸 간격, 액체 유입 속도 및 액체 역류 속도(동적 속도 평형)에 따라 처리될 수 있다.
모드 B와는 대조적으로, 초점 파워는 눈 깜빡임 주파수(사용자가 시작한)를 제어하거나 액체 흐름 저항(유입 및/또는 유출을 위한 조절 밸브)을 변경하여 설정된다. 제어 라인 y4는 필수는 아니지만 선택적으로 역류 속도를 줄이거나 유입 유량을 증가시키는 데 사용할 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈(1)의 다른 제조 방법을 도시한다.
도 14 및 도 15에 도시된 두 주요한 실시예는, 베이스 요소(10)를 제공하는 단계, 멤브레인(20)의 후면(22)에 연결된 링 부재(30)를 포함하는 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(20)을 제공하는 단계, 베이스 요소(10) 및 멤브레인(20)(도 14A 와 도 14B 및 도 15A 와 도 15B 참조)에 코팅을 적용하는 단계, 베이스 요소(10)를 멤브레인(20)의 후방 측에 접착시킴으로써 콘택트 렌즈의 렌즈 체적 및 저장소 체적을 형성하는 단계(도 14D 및 도 15C 참조), 및 상기 렌즈 체적(41) 및 상기 저장소 체적(42)을 투명한 액체(50)로 충진하는 단계(도 14E 및 도 15B 참조)를 포함한다.
이제, 도 14에 따르면, 충진(도 15E 및 F 참조)은 상기 접착이 수행된 후에 삼투를 사용하여 수행된다. 이를 위해, 사전 정의된 양의 수용성 염(222)이 접착 전에 상기 베이스 요소(10) 상에 배열되어, 접착 후에 상기 염(222)이 렌즈 체적(41)에 배열되고, 이어서 결합된 베이스 요소(10) 및 멤브레인(20)은, 렌즈(1)의 내측 및 외측상의 삼투압이 평형에 도달할 때까지 확산에 의해 렌즈 체적(41) 및 저장소 체적(42)에 진입하는 투명한 액체(50)에 잠긴다.(도 14f 참조)
대안으로, 도 15에 따르면, 충진(도 15b 및 도 15c 참조)은 상기 접착 전에 수행되고, 상기 액체는 멤브레인(20)에 의해 형성된 함몰부(51)에 충진되며, 함몰부(51)는 멤브레인(20)의 전면(21)에 작용하는 진공 V를 사용하여 형성될 수 있고, 그 후에 상기 접착(도 15c)이 수행되고, 상기 접착 후에 상기 렌즈 체적(41) 및/또는 저장소 체적(42)은 그 내부에 존재하는 기체가 제거된다.(도 15D 참조).
도 20은 눈꺼풀 작동을 포함하는 본 발명에 따른 렌즈(1)의 실시예를 도시한다. 이를 위해, 렌즈(1)는 렌즈(1)의 상반부에 위치된 액체(50)로 채워지는 저장 체적(42)을 포함하여(하부 눈꺼풀에 의한 작동을 위해 하부 절반에 위치될 수도 있다), 저장소 체적(42)은 렌즈(1)가 상기 눈의 동공에 배열될 때 사람의 눈의 눈꺼풀 움직임의 개시에 의해 압축 가능하고, 렌즈(1)의 초점 파워를 조절하는 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률을 증가시키기 위해 액체(50)를 저장 소 체적(42)으로부터 렌즈 체적(41)으로 펌핑한다.
도 20에서 알 수 있는 바와 같이, 저장소 체적(42)은 렌즈(1)의 상반부로부터 액체가 렌즈(1)의 렌즈 체적(41)에 들어갈 수 있는 밸브(43)에 연결되는 렌즈의 하반부로 렌즈 체적(41)의 주변을 따라 연장되는 채널(43a, 43b)을 통해 각각 연결가능한 상반부에 배치된 2 개의 실제 저장소(42a, 42b)를 포함할 수 있다.
밸브(43)는 파워 라인(110a)을 통해 밸브(43)에 연결된 에너지원(110)에 의해 동력을 받고 데이터 라인을 통해 밸브(43)에 연결된 센서(80)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 센서(80)는 개방된 밸브(43)를 통하여 렌즈 체적 내로 채널 (43a, 43b)을 통해 액체(50)를 전달한 눈꺼풀 움직임을 검출할 수 있고, 렌즈 체적(41) 내에 전달된 액체(50)를 유지하도록 밸브(43)를 폐쇄하는 출력 신호를 제공할 수 있다.
특히, 밸브(43)는 액체(50)의 펌핑 및 펌핑을 제어하기 위한 능동 또는 수동 밸브 시스템일 수 있다. (밸브) 전원은 바람직하게는 멤브레인(20, 23)에 의해 렌즈(1)를 튜닝하는데 필요한 것보다 1000, 100, 또는 10, 또는 적어도 2 배 적은 에너지를 필요로 하는 것이 바람직하다. 눈꺼풀 작동은 또한 에너지 소비를 감소시키기 위한 펌핑 시스템을 지지하는데 사용될 수 있다.
또한, 수동 체크 밸브의 경우, 밸브 자체가 센서 요소를 제공할 수 있다. 밸브 에너지는 눈꺼풀로 가압된 저장소에서 배수된다.
밸브(43)는 다음에 의해 (활성 밸브(43)의 경우) 작동될 수 있다.
- 지핑 작동기(예: 여기에 설명된 지핑 작동기 70)
- 전기 삼투 작동(아래 참조)
- EAP(전기 활성 폴리머)
- 박막 피에조 요소
- 전자기-액추에이터
- 형상 기억 합금
- 상 변화 재료
- 열 기계적 또는 바이메탈 액추에이터,
- 전자 액추에이터 또는
- 밸브의 개폐를 위해 다른 자석(예: 외부 자석, 특히 렌즈 외부에 배치된 외부 자석)에 의해 이동하도록 구성된 자석.
또한, 밸브(43)는 채널이 액추에이터에 의해 압착되거나 흐름을 감소 또는 증가시키기 위해 장애물의 임의의 종류의 이동에 의해 단면이 막히거나 축소되는 방식으로 설계 될 수 있다.
또한, 도 20에 도시된 실시예에서, 능동 및 수동 밸브 시스템이 또한 결합 될 수 있다.
예를 들어, 지핑 밸브(43)의 경우, 채널은 지퍼 장치(모든 펌핑 사이클 후에 단면 튜닝 또는 완전 밀봉)에 의해 순전히 수동적으로 또는 능동적으로 제어될 수있다.
또한 장치의 지핑은 빠른 깜박임 펄스 (마찰 및 접착 문제를 극복하는 데 도움이 됨)를 통해 도움을 받을 수 있다.
도 21은 도 22와 관련하여 도 20에 도시된 실시예의 변형예를 도시하며, 여기서 각각의 저장소(42a, 42b)는 각각의 저장소(42a, 42b)가 관련 채널(43a, 43b)에 연결되는 그 자신의 밸브(430, 431)를 포함한다. 각각의 밸브(430, 431)는 적절한 전압이 각각의 삼투 멤브레인(430, 431)에 인가될 때 삼투 멤브레인(430, 431)이 개방되어 액체 (50)가 통과하도록 허용하는 각각의 저장소(42a, 42b)의 하부를 형성하는 삼투 멤브레인(430, 431)을 포함한다. 도 22에 도시된 바와 같이, 각 멤브레인(430, 431)은 각각의 채널(43a, 43b) 내로 각각의 멤브레인(430, 431)을 통과하는 액체(50)를 안내 할 수 있게하는 베이스 요소(10)에 의해 형성된 지지 구조체(10a)에 놓여질 수 있다.
이러한 방식으로, 각각의 삼투 멤브레인(430, 431)은 눈꺼풀에 의해 가압될 수 있는 관련 저장소(42a, 42b) 아래에 놓여있다. 또한, 삼투 멤브레인(430, 431)은 역 전기 삼투 효과를 이용하여 전류 생성기로 사용될 수 있다.
전과 같이, 렌즈(1)는 데이터 라인(80a)을 통해 에너지원(110)에 연결되고 눈꺼풀의 움직임을 감지하기 위한 센서(80)를 더 포함할 수 있으며, 에너지원(110)은 차례로 해당 파워 라인(80a)을 통해 상기 삼투 멤브레인(430, 431)에 전기적으로 연결되며, 센서(80)는 눈꺼풀의 움직임이 센서(80)에 의해 검출될 때 출력 신호를 제공하고 출력 신호를 출력 신호에 따라 전압을 제어하는 에너지원(110)에 제공하도록 구성되는 것이 바람직하다.
도 23 내지도 26은 본 발명에 따른 렌즈(1)의 다른 실시예를 도시하며, 렌즈(1)는 렌즈(1)의 전체 저장소 체적(42)을 형성하는 2 개의 저장소(42a)를 포함한다. 상기 저장소(42a, 42b)는 각각 렌즈 체적(41)의 주변부를 따라 연장된 채널을 통해 렌즈(1)의 하반부에 배치된 밸브(160)에 연결되어 렌즈 체적(41)이 한측면의저장소(42a, 42b)와 다른 측면의 밸브(160) 사이에 배치된다. 렌즈 체적은 멤브레인(20)이 부착되는 렌즈 셰이퍼를 형성하는 링 부재(30)에 의해 측 방향으로 구획되어, 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)은 위에서부터 렌즈 체적(41)을 덮도록 형성된다.
도 24에 따르면, 밸브(160)는 각각의 채널(42a, 42b)에 대한 밸브 부재(163a, 163b)를 포함하며, 상기 2 개의 밸브 부재는 도 24에 도시된 바와 같이 대향하는 유동 방향으로 개방(및 폐쇄)되는 수동 밸브 부재이고, 상기 밸브(160)는 두 상태를 포함하는 스위치(161)를 더 포함한다. 제 1 상태에서 채널(43a)이 개방되고 채널(43b)이 폐쇄되며 액체(50)는 밸브 부제(163a, 163b)로 인해 저장소 체적(42)으로부터 렌즈 체적(41)로 렌즈(1)의 멤브레인(20)의 영역(23)의 곡률을 증가시킴으로써 렌즈(1)의 초점 길이를 감소하기 위해 유동할 수 있다.
제 2 상태에서 채널(43b)은 개방되고 채널(43a)은 폐쇄되며, 밸브 부재(163a, 163b)로 인해 액체(50)는 렌즈 체적(41)에서 저장소 체적(42)으로 유동할 수 있다.
도 23 내지도 26에서, 액체 흐름(50)은 도 25 내지도 26에 도시된 바와 같이 사용자의 눈꺼풀(4)에 의해 작동된다. 렌즈(1)의 초점 거리를 감소시키기 위해, 액체는 렌즈(42a, 42b)로부터 제 1 상태의 스위치를 갖는 밸브(160)를 통해 렌즈 체적(41)으로 펌핑된다. 액체(50)의 이러한 전달이 완료되면(눈꺼풀이도 25의 우측에 도시된 바와 같이 저장소(42a, 42b)를 지나 움직일 때) 액체(50)는 도 24에 도시된 밸브 부재(163a)로 인해 렌즈 체적을 벗어날 수 없다.
렌즈(1)의 초점 길이를 증가시키기 위해 액체(50)가 렌즈 체적(41) 밖으로 펌핑되는 경우, 도 26 우측에 도시된 눈꺼풀(4) 운동에 의해 밸브 부재(163b)를 통해 액체(50)가 렌즈 체적(41)을 나와 저장소(42a, 42b) 내로 밀려 나올 수 있도록 스위치(161)는 도 24에 도시된 제 2 상태로 이동된다.
스위치(161)는 액추에이터를 사용하여 작동될 수 있지만 수동으로 작동되어 스위치(161)의 상태를 변경시킬 수도 있다.
또한, 도 27은 본 발명에 따른 렌즈(1)의 또 다른 실시예를 도시한다. 여기서, 렌즈(1)는 저장소 체적(42)을 포함하는 펌프(150)를 포함하며, 펌프(150)는
베이스 요소(10)에 형성된 함몰부(42C)내로 저장소 체적(42)를 커버하고 렌즈의 투명한 액체(50)가 존재하는 저장소 체적(42)의 일부를 형성하는 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)을 당김으로써 저장소 체적(42)을 비우도록 구성된다.
도 27에 도시된 바와 같이, 함몰부(42c)는 오목한 형상을 포함할 수도 있지만, 도 28의 실시예에 도시된 바와 같은 원뿔 형상을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 펌프(150)는 멤브레인(20)의 상기 영역(20a)을 함몰부(42c)로 당기기 위한 정전기력을 발생시키도록 구성되며, 상기 힘을 발생시키기 위해 멤브레인(20)의 상기 영역(20a)은 가요성이고 특히 신축성이 있는 전기 전도성 전극(도 32 참조)을 형성하고, 베이스 요소(10)는 대응하는 적어도 하나의 카운터 전극(10b)을 형성한다(도 32 참조).
도 27 및 도 28에 도시된 바와 같이, 렌즈의 함몰부(42c)/저장소(42)는 베이스 요소(10)의 그루브에 의해 형성될 수 있는 채널(42d)을 통해 렌즈 체적(41)(여기에 도시되지 않음)에 연결된다. 상기 채널(42d)은 바람직하게 상기 함몰부(42c)를 배출시키기 위해 상기 저장소 체적(42)의 함몰부(42c)의 하부(42f)의 가장 낮은 영역(42e)으로 유도되며, 상기 그루브/채널(42d)은 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)이 상기 전극(10b, 20b)(10c, 이하 참조))에 의해 함몰부(42c)로 당겨질 때 자동적으로 밀봉되도록 구성된다.
상기 그루브/채널(42d)이 인입 영역(20a)에 의해 밀봉될 때, 저장소 체적(42c) 내로의 액체(50)의 재진입은 그루브/채널(42d)과 저장소 체적(42)의 교차 부(42g)에서 차단되며, 상기 교차부(42g)는 또한 도 28 및 도 28에 실링 라인(sealing line)으로 표시된다. 도 27의 채널(42d)의 단면은 곡선인 반면 도 28에서 직사각형이어서 밀봉 라인(42g)의 다른 기하학적 구조를 유도한다는 점에 유의해야 한다.
또한, 펌프(150)는, 한측면에서 멤브레인(20)의 전극(20b) 및 다른 측면에서 상기 카운터 전극(10b) 및/또는 함몰부(42c)의 하부(42f)의 중심에 배치되고 도 32에 도시된 상기 카운터 전극(10b)에 의해 둘러싸이는 중심 전극(10c)을 사용하여 저장소 체적(42)의 상기 함몰부(42c)의 하부(42f)상의 영역(42e)(상기 영역은 역시 밀봉 영역으로 표시됨)에 멤브레인(20)의 상기 영역(20a)을 고정함으로써 밀봉 또는 닫힌 상태로 채널(42d)을 유지하도록 구성된다.(도 32는 하기에 서술되는 밸브(160)와 채널(160d)의 조합을 실제로 도시할뿐만 아니라 도 27 및 28에 도시된 밸브와 펌프(150)의 조합에 적용된다는 것에 유의하라.)
멤브레인(20)을 함몰부(42c)/저장소 체적(42)의 하부(42f)에 고정한 후에 활성 전극 영역 및 파워가 감소될 수 있다. 또한, 상기 전극(10b, 20b, 10c)에 인가된 전압에 따라, 밀봉 채널(42d)은 일정한 배압에서 개방되도록 구성되어, 액체 역류 및 저장소 체적(42)의 재충진을 개시한다.
도 29는 본 발명에 따른 렌즈(1)의 또 다른 실시예를 도시하며, 여기서 렌즈(1)는 저장소 체적(42)과 렌즈 체적(41)(도시되지 않음) 사이의 유동 연결을 제공하기 위한 채널(160d)을 포함하며, 렌즈(1)는 채널(160d)을 개방 또는 폐쇄하기 위한 밸브(160)를 포함하고, 상기 채널(160d)은 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)에 의해 함몰부(160c)가 커버되는 베이스 요소(10)에 형성된 밸브(160)의 함몰부(160c)를 통해 연장된다. 상기 밸브(160)는 함몸부(160c)를 덮는 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)을 함몰부(160c) 내로 당김으로써 상기 채널(160d)을 개방 또는 차단하도록 구성된다.
또한, 여기서 밸브(160)는 밸브(160)/채널(160d)을 폐쇄하기 위해 밸브(160)의 함몰부(160c) 내로 멤브레인(20)의 영역(20a)을 당겨는 한 정전기력을 생성하도록 구성되며, 상기 힘을 생성하기 위해 멤브레인(20)의 상기 영역(20a)은 가요성이고 특히 신축성이있는 전기 전도성 전극(20b)을 형성하고, 베이스 요소(10)는 적어도 하나의 상응하는 카운터 전극(10b)을 형성한다.
이제, 채널(160d)은 멤브레인(20)의 영역(20a)이 밸브(160)의 함몰부(160c) 내로 당겨질 때 자동적으로 차단되도록 구성된다. 채널(160d)이 차단되면, 함몰부(160c) 및 밸브(160)의 함몰부(160c)를 통한 액체(50)의 재진입은 채널(160d)과 함몰부(160c)의 교차부(160g)에서 차단되고, 상기 교차부는 다시 도 29 내지 도 31에 밀봉 라인으로 표시된다.
바람직하게는, 밸브(160)는 한 측면에 멤브레인(20)의 전극(20b) 및 카운터 전극(10b) 및/또는 함몰부(160c)의 하부(160f)의 중심에 배치되고 카운터 전극(10b)으로 둘러싸인 중심 전극(10c)을 사용하여 멤브레인(20)의 영역(20a)을 밸브(160)의 함몰부(160c)의 하부(160f)상의 영역(160e)(상기 영역은 밀봉 영역으로 표시됨)에 고정시킴으로써 채널(160d)을 차단 상태로 유지하도록 구성된다.(도 32 참조).
다시, 멤브레인(20)을 함몰부(160c)/저장소 체적(42)의 하부(160f)에 고정시킨 후에 활성 전극 영역 및 파워가 감소될 수 있다.
또한, 여기에 인가된 파워에 따라, 밸브(160)는 저장소 체적(42)과 렌즈 체적(41) 사이에서 액체(50)의 통과를 허용하는 소정의 압력에서 개방되도록 구성된다.
도 30 내지 도 31은 도 29에 도시된 실시예의 변형 예를 도시하며, 도 30 및 도 31에서, 채널(160d)의 기하학적 구조(단면)는 상이하고, 변형된 밀봉 라인(160g)을 유도한다.
도 32는 도 29 내지 도 31에 도시된 채널 및 밸브의 경우 전극(10b, 20b, 10c)의 작동을 도시한다. (그러나, 이 작동은 도 27 및 도 28의 펌프(150)의 작동에도 적용될 수 있다.)
도 32A, 도 32B, 및 도 32C에 따르면, 밸브(즉, 채널(160d))를 폐쇄/밀봉된 상태로 유지하기 위해, 멤브레인(20)의 영역(20a)을 작은 영역(42e)에서 저장소 하부(42f)로 고정하기에 충분하다.(도 32a,도 10c). 여기서, 중심 전극(10c)은 전극(10b, 20b)으로부터 전기적으로 절연될 수 있고 개별적으로 처리될 수 있다.
멤브레인(20)의 영역(20a)이 베이스 요소(10)에 닿는 최대 편향 상태로 편향된 후, 인가된 전압은 유휴 시간 동안 정적 파워를 절약하기 위해 감소될 수 있다(도 32B 저장).
전극(10c)(도 32c)상의 파워를 활성화시킨 후에, 전극(10b, 20b)상의 전압은 감소되거나 완전히 제거될 수 있다. 이는 정적 파워 소비를 낮추는 데 도움이된다.
전극(10b, 20b, 10c)은 누설 전류 및 동작 전압을 최적화하기 위해 다른 재료 및 다른 두께로 구성될 수 있다. 한편, 작은 영역의 전극(10c)은 얇은(예를 들어, 0.1 내지 10 마이크로 미터) 또는 초박막(예를 들어, 100 나노 미터보다 작음), 하이-k, 고 유전 강도, 예를들어 비-가요성 무기 유전체 재료(예를 들어, Al2O3)로 커버되어 정적 파워 소비를 최소화한다. 다른 한편, 대 영역 전극(10b 및 20b)은 얇은(예를 들어, 0.5 내지 5 마이크로 미터) 또는 초박막(예를 들어, 0.5 마이크로 미터보다 작음), 저 유전율, 고 유전 강도, 가요성 무기 유전체(예: Parylene 또는 PDMS 기반)로 커버될 수 있다.
또한, 전극(10b, 20b)은 유전체 자화율 및/또는 유전체 두께에서 방사상 구배로 제조될 수 있어, 국부 영역 정전 용량이 중심을 향해 증가한다. 이러한 방식으로 주어진 전압 및 누설 전류에서 더 큰 최대 편향이 달성될 수 있다.
도 33은 도 29 내지 도 31에 도시된 채널 및 밸브의 경우 전극(10b, 20b, 10c)의 작동의 다른 예를 도시한다.(그러나,이 작동은 도 27 및 도 28의 펌프(150)의 작동에도 적용될 수 있다).
여기서, 갭(10f)에 의해 중심 전극(10)으로부터 분리된 별도의 밀봉 라인 전극(10d, 10e)이 사용될 수 있다.
다시, 밸브(160)(또는 펌프(150))를 폐쇄 상태로 유지하기 위해, 작은 영역(160g 및/또는 160e)(도 33b 참조)에서 멤브레인(20)을 고정시키는 것으로 충분하다. 전극(10c, 10d 또는 10e)은 전극(10b) 및 서로로부터 전기적으로 절연될 수 있고, 또한 개별적으로 처리될 수 있다.
밸브(160)를 밀봉하기 위해, 밀봉 라인(160g) 다음의 작은 영역에서 멤브레인(20)을 고정시키는 것으로 충분하다. 이상적으로는, 전극(10b, 20b, 10c, 10d, 10e)은 측 방향 갭(10f)에 의해 서로 격리된다.
상기 전극(10b, 20b, 10c, 10d, 10e)은 누설 전류 및 동작 전압을 최적화하기 위해 다른 재료 및 다른 두께로 구성될 수 있다. 한편으로, 작은 영역 전극(10c, 10d, 10e)은 초박형(1 마이크로 미터 미만), 고-k, 고 유전 강도, 비가요성 무기 유전체 재료(예 : Al2O3)로 커버되어 정적 파워 소비를 최소화한다. 다른 한편으로, 대 영역 전극(10b 및 20b)은 얇은(1-2 마이크로 미터, 저 유전율, 고 유전 강도, 가요성 무기 유전체(예를 들어, 파릴 렌 또는 PDMS 계)로 커버될 수 있다.
전극(10b, 20b)은 유전체 자화율 및/또는 유전체 두께에서 방사상 구배로 제조될 수 있어, 국부 영역 정전 용량이 중심을 향해 증가한다. 이러한 방식으로 주어진 전압 및 누설 전류에서 더 큰 최대 편향이 달성될 수 있다.
또한, 도 34에 도시된 바와 같이, 상기 전극(10c, 10b, 20b) 및 특히 10d 및 10e에 대한 대안으로서, 여기에 기술된 펌프(150) 또는 밸브(160)는 또한 형상 기억 합금(예: 니티놀)으로 만들어진 부재(44)를 사용하여 작동될 수 있다. 부재(44)는 멤브레인(20)의 영역(20a)에 결합될 수 있고 도 34의 좌측에 도시된 제 1 편평한 상태를 포함할 수 있으며, 전류에 의해 상기 부재(44)를 가열할 때 도 34의 우측에 도시된 팽창 상태로 변경되고, 상기 상태에서 부재(44)는 멤브레인의 상기 영역(20a)을 펌프(150) 또는 밸브(160)의 함몰부(42c, 160c) 내로 이동시킨다.
특히, 상기 부재는 가늘고 긴 곡선형 암(44b)을 통해 중심 플레이트(44c)에 일체로 연결되는 원주형(예를 들어 환형) 프레임(44a)을 포함할 수 있다. 팽창된 상태에서, 암(44b)은 하향으로 팽창하여 플레이트(44c)가 멤브레인(20)의 영역(20a)을 함몰부(42c, 160c)로 이동시키고 저장소/밸브를 밀봉한다.
또한, 도 35에 도시된 바와 같이, 쌍 안정 멤브레인 영역(20a)을 갖는 저장소 펌프기구를 포함하는 본 발명에 따른 렌즈의 실시예가 개시된다.
특히, 저장소 체적(42)은 렌즈(1)의 멤브레인(20)의 쌍 안정 영역(20a)에 의해 커버되며, 상기 영역(20a)은 베이스 요소(10)에 대해 제 1 안정 상태로부터 제 2 안정 상태로 그리고 그 반대로 이동할 수 있으며, 제 1 상태에서 저장소 체적(42)는 제 2 상태에서보다 크며, 상기 영역(20a)이 제 1 상태에서 제 2 상태로 이동할 때, 액체(50)는 저장소 체적(42)로부터 렌즈 체적(41)로 흐르고, 영역(20a)은 제 2 상태로부터 제 1 상태로 이동되고, 액체는 렌즈 체적(41)로부터 저장소 체적(42)로 다시 유동한다.
렌즈(1)는 영역(20a)의 상태가 그에 따라 변할 때 액체(50)가 렌즈 체적(41)로부터 저장소 체적(42)로 흐르도록 하고 그 반대의 경우도 가능하도록 저장소 체적(42)를 렌즈 체적(41)에 연결시키는 채널(43)을 더 포함한다.
도 35에 도시된 바와 같이, 저장소 체적(42)은 원형 형상을 포함할 수 있지만, 렌즈 체적(41) 주위로 연장되는 링 형상 또한 포함할 수 있다.
멤브레인(20)의 상기 부분(20a)은 금속, 또는 폴리머, 엘라스토머, 또는 적어도 2 가지 재료의 이종 구조로 제조될 수 있다. 예: 실리콘에 내장된 Kapton 디스크.
본 발명에 따른 렌즈의 사용은 매우 다양하며, 본 발명에 따른 렌즈의 사용은 매우 다양하며, 비전 시스템, 안과용 렌즈(콘택트 렌즈 및 인공 수정체), 포롭터(phoropter), 굴절계, 안저 카메라, ppt와 같은 안과용 장비, 바아오메트리, 페리미터, 토노미터, 아노말로스코프, 콘트라스미터, 엔도덜마이크로스코프, 바이노토미터, OCT, 로다테스트, 검안경, RTA, 슬릿 램프 현미경, 수술 현미경, 자동 굴절계, 케라토그래프, 공 초점 이미저, Scheimpflug 카메라, 파면 수차계, 퓨필로 미터, 피부 레이저, 안구 레이저, 이비인후과, 후두경, 라만 분광계, 휴대용 분광계, 광 역학 진단; 조명 장치, 머신 비전 장치, 레이저 가공 장치, 라이트 쇼 수행 장치, 프린터, 계측 장치 (예 : 머리 착용 안경), 의료 장치, 로봇 캠, 모션 추적 장치, 현미경, 망원경, 내시경, 쌍안경, 감시 카메라, 자동차 장치, 프로젝터, 거리 측정기, 바코드 판독기 및 웹캠, 광 커플 링, 생체 인식 장치, 전자 돋보기, 모션 추적, 안구 내 렌즈, 휴대 전화, 군사용 디지털 스틸 카메라, 웹캠, 현미경, 망원경, 내시경, 쌍안경, 연구, 산업 응용과 같은 장치를 제한없이 포함한다.
본 발명의 현재 바람직한 실시예가 도시되고 기술되었지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 다음의 청구 범위의 범위 내에서 다양하게 구현되고 실시될 수 있다는 것이 명확하게 이해되어야 한다.
Claims (64)
- 사람의 눈(2)의 표면 상에 직접 위치되거나 사람의 눈(2)에 이식되도록 구성되는 시력 교정용 렌즈(1)에 있어서, 상기 렌즈(1)는,
- 후면(12) 및 상기 후면(12)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 전면(11)을 갖는 투명 베이스 요소(10),
- 상기 베이스 요소(10)에 연결되고, 상기 베이스 요소(10)의 상기 전면(11)을 향하는 후면(22)을 포함하는 투명하고 탄성적으로 팽창 가능한 멤브레인(20),
- 상기 멤브레인(20)의 곡률 조절 영역(23)을 한정하도록 상기 멤브레인(20)의 상기 후면(22)에 연결된 링 부재(30)를 포함하여 구성되고,
상기 렌즈(1)는 상기 멤브레인(20)의 상기 곡률 조절 가능 영역(23)에 인접한 렌즈 체적(41)을 포함하며, 상기 렌즈 체적은 상기 링 부재(30)에 의해 구획되며, 상기 렌즈(1)는 상기 멤브레인(20)의 경계 영역(24)에 인접한 저장소 체적(42)를 포함하며, 상기 두 체적(41, 42)는 투명한 액체(50)로 채워지고,
상기 저장소 체적(42)이 압축될 때, 상기 저장소 체적(42)에 존재하는 액체(50)가 상기 렌즈 체적 내로 가압되고, 멤브레인(22)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률이 증가하고 상기 렌즈(1)의 초점 길이가 감소하도록 상기 체적(41, 42)이 서로 유체 연결되거나 유체 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 렌즈. - 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 체적(41)은 압축되도록 구성되고, 상기 렌즈 체적(41)이 압축될 때, 상기 렌즈 체적(41)에 존재하는 액체(50)는 저장소 체적내로 가압되어 멤브레인의 곡률 조절 가능 영역의 곡률이 감소하고 상기 렌즈의 초점 길이가 증가하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42)은 적어도 하나의 개구(60)를 통해 상기 렌즈 체적(41)에 유체 연결되거나 유체 연결 가능한 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개구(60)는 상기 링 부재(30)의 면측(30a)에 의해 한정된 원주 갭이고, 상기 면측(30a)은 상기 베이스 요소(10)의 전면(11)및 상기 베이스 요소(10)와 마주보고, 특히, 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)이 최대 볼록 곡률을 취할 때, 상기 링 부재(30)의 면측(30a)은 베이스 요소(10)의 전면(11)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 링 부재(30)는 또한 상기 베이스 요소(10)의 전면(11)에 연결되고, 상기 적어도 하나의 개구(60)는 상기 링 부재(30)를 통하여 연장되는 체널이며, 특히 상기 링 부재(30)는 상기 링 부재(30)를 통해 연장되는 채널 형태의 다수의 개구(60)를 포함하며, 상기 상기 채널은 상기 저장소 체적(42)를 렌즈 체적(41)에 유체 연결하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 링 부재(30)는 또한 상기 베이스 요소(10)의 전면(11)에 연결되고, 상기 적어도 하나의 개구(60)는 링 부재(30)와 베이스 요소(10)의 전면(11)에 의해 경계가 정해지는 채널인 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 개구(60) 또는 상기 다수의 개구(60)의 치수는, 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률의 변화가 생성하기 위해 저장소 체적(42) 및/또는 렌즈 체적(41)이 압축되어야 하는 시간 기간이 눈꺼풀의 깜박임보다 길도록 선택되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42) 및 상기 렌즈 체적(41)의 적어도 하나의 개구(60)의 치수는, 렌즈(1)가 배치되거나 렌즈(1)가 이식되는 눈(2)의 눈꺼풀(4)의 완전한 한 번 깜박임 동안 렌즈 체적(41)에서 저장소 체적(42)으로 전달되는 액체의 총량이 렌즈(1)의 굴절력을 변화시키는데 요구되는 액체 (50)의 양보다 0.25 디옵터 이상, 특히 0.1 디옵터 이상, 특히 0.05 디옵터 이상 적도록 선택되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 체적(41)은, 상기 렌즈(1)가 눈(2)의 동공(3)에 배치될 때 인간의 눈(2)의 눈꺼풀(4)에 의해 특히 상기 눈꺼풀(4)을 완전히 닫음으로써 압축되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42)은 상기 렌즈(1)가 상기 눈(2)의 동공(3)에 배치될 때 사람의 눈의 눈꺼풀(4)에 의해 압축되도록 구성되고, 특히 저장소 체적(42)은, 상기 저장소 체적(42)이 압축되고 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률이 사람이 상기 눈꺼풀(4)을 부분적으로 감을 때 증가하도록 렌즈(1) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42)은 상기 멤브레인(20)에 의해 형성된 상기 제 1 표면(200) 및 상기 베이스 요소(20)에 의해 형성된 제 2 표면(100)에 의해 구획되고, 상기 표면들(200, 100)은 서로 대향하고, 상기 표면들(200, 100)은, 저장소 체적(42)의 압축 상태가 저장소 체적(42) 상으로 밀리는 눈꺼풀(4)없이 유지될 수 있도록 저장소 체적(42)의 압축시 접촉할때 서로 점착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 표면(200)과 상기 제 2 표면(100)은 정전 인력, 자기 인력 또는 반 데르 발스 힘을 통해 서로 점착되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 렌즈(1)는 저장소 체적(42)으로부터 렌즈 체적(41)내로 액체(50)를 가압하도록 저장소 체적(42)을 압축시키도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 저장소 체적(42)은 멤브레인(20)에 의해 형성된 제 1 표면(200) 및 베이스 요소(10)에 의해 형성된 제 2 표면(100)으로 구획되고, 상기 두 표면(200, 100)은 서로 마주하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 액추에이터(70)는 제 1 표면(200)에 부착된 적어도 하나의 제 1 전극(71) 및 제 2 표면에 부착된 적어도 하나의 제 2 전극(72)을 포함하여, 상기 전극에 인가되는 전압에 의해 크기가 조정 가능한 전극들(71, 72) 사이에 갭(74)이 형성되고, 상기 갭이 감소될 때 액체(50)가 저장소 체적(42)으로부터 렌즈 체적(41)으로 가압되며, 상기 전극들(71, 72)에 인가되는 전압이 감소될때, 상기 멤브레인의 장력이 액체(50)를 상기 렌즈 체적(41)으로부터 저장소 체적(42)내로 역류시키는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 제 1 표면(200)에 부착된 하나 또는 복수의 제 1 전극(71, 71a, 71b, 71c, 7d)과 상기 제 2 표면(100)에 부착된 해당하는 수의 제 2 전극(72)을 포함하여, 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극(71, 72) 또는 제 1 및 제 2 전극 쌍들(71, 71a, 71b, 71c, 71d, 71e, 72)이 형성되고, 각쌍의 전극들(71, 71a, 71b, 71c, 71d, 71e, 72)이 각 쌍의 전극들에 인가되는 전압에 의해 폐쇄될 수 있는 각각의 제 1 및 제 2 전극들(71, 71a, 71b, 71c, 71d, 71e, 72)사이에 배치된 관련된 갭(74)을 구획하여, 각각의 갭(74)이 폐쇄될 때, 액체(50)가 저장소 체적(42)로부터 렌즈 체적 내로 가압되고, 각각의 전극들 쌍(71, 71a, 71b, 71c, 71d, 71e, 72)에 인가된 전압이 감소되거나 오프될때, 각각의 갭(74)이 개방되고 멤브레인(20)의 장력은 대응하는 양의 액체(50)가 렌즈 체적(41)로부터 저장소 체적(42)로 다시 역류하도록 하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 적어도 하나의 제 1 전극(71)은 적어도 하나의 제 2 전극(72)에 대해 전기적으로 절연되거나, 또는 각각의 제 1 전극(71, 71a, 71b , 71c, 71d, 71e)은 관련된 제 2 전극(72)에 대하여 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42)는 상기 렌즈(1)의 경계 영역(420)에 배치되어, 상기 렌즈(1)가 의도된 대로 눈(2)에 대해 배치될 때, 상기 저장소 체적(42)은 상기 안구(2)의 눈꺼풀(4)과 마주보고, 상기 눈꺼풀(4)은 상기 저장소 체적(42)로만 밀어 넣을 수 있도록 부분적으로 폐쇄 가능하지만, 렌즈 체적(41)으로는 밀어넣지 못하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42) 및 상기 전극(71, 71a, 71b, 71c, 71d, 71e, 71d, 72)에 대한 눈꺼풀(4)의 영향을 감소시키기 위해, 상기 저장소 체적(42)은 상기 렌즈(1)가 의도된대로 눈(2)에 대해 배열될 때, 수평방향으로 상기 렌즈 체적(41) 옆에 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 13 항 또는 제 14항 내지 제 19항중 어느 한항에 있어서, 상기 적어도 하나의 작동기(70)는 상기 링 부재(30) 둘레로 원주 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 부재(30)는 상기 멤브레인(20)보다 5 배, 특히 10 배, 특히 50 배, 특히 100 배, 특히 1000 배 더 강한 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 부재(30)는 상기 링 부재(30)와 상기 멤브레인(20) 사이의 계면에서 25㎛, 특히 10㎛, 특히 5㎛보다 더 양호한 원형도 및 평탄도를 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 13 항 또는 제 14 항 내지 제 22항중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈(1)는 상기 렌즈(1)를 착용 한 사람의 움직임을 감지하고, 상기 사람의 미리 결정된 움직임에 응답하여 출력 신호를 제공하도록 구성된 센서(80)를 포함하고, 특히 상기 움직임은 사람의 눈(2)의 눈꺼풀(4)의 움직임 인 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 23 항에 있어서, 상기 센서(80)는 감광성 요소, 압력 감지 요소, 용량성 감지 요소, 열 센서, 특히 저항 중 하나인 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 센서(80)는 렌즈(1)의 변형을 감지하도록 구성되고, 센서(80)는 액추에이터(70)에 내장되거나, 상기 액추에이터(70)에 의해 형성되거나 그 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈(1)는 센서(80)에 의해 제공된 출력 신호에 응답하거나 외부 장치(81)에 의해 제공된 출력신호에 응답하여 적어도 하나의 액추에이터(70)를 작동시키도록 구성된 처리 유닛(90)을 더 포함하고, 특히 상기 적어도 하나의 액추에이터는 상기 적어도 하나의 액추에이터(70)의 전극들(71, 72)에 상기 전압을 인가함으로써 작동되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 13 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈(1)는 전기 에너지원(110), 특히 배터리를 포함하며, 특히 상기 전기 에너지원(110)은 유도 충전; 빛 중 하나에 의해 충전되도록 구성되고, 특히 렌즈(1)는 열전기 효과를 이용하는 태양 전지(120) 또는 포토 다이오드(120)를 포함하며; 특히 상기 렌즈(1)는 눈꺼풀 움직임 또는 눈의 움직임을 사용하는 펠티에 요소(130)를 포함하며; 특히 상기 렌즈(1)은 멤브레인(430, 431)을 통해 액체를 펌핑함으로써 역 전기 삼투 효과를 이용하여 상기 눈꺼풀 움직임 또는 상기 눈의 움직임을 전기 에너지로 변환하기 위한 가요성 커패시턴스(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 12 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면(200, 100)은 상기 적어도 하나의 액추에이터(70)의 압축력을 통해 서로 점착하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 요소(10)의 후면(12)은 상기 안구 표면(2) 상에 배치되어 상기 후면(21)이 상기 눈(2)의 상기 표면과 접촉하거나 멤브레인(20)의 전면(21)이 눈(2)의 표면에 위치되도록 구성되어, 상기 전면(21)이 상기 눈의 표면 상에 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42)은 렌즈(1)의 상부 또는 하부 절반에 위치되어, 상기 저장소 체적(42)은, 멤브레인(20)의 곡률 조절 가능 영역(23)의 곡률의 증가를 위해 저장소 체적(42)으로부터 렌즈 체적(41)내로 액체를 펌핑하도록 렌즈(1)가 상기 눈(2)의 동공(3)에 배치될 때, 사람의 눈의 눈꺼풀 이동의 시작에 의해 압축가능한 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 30 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42)은 적어도 하나의 채널(43a, 43b)을 통해 렌즈 체적(41)에 연결가능한 적어도 하나의 저장소(42a, 42b)에 의해 형성되고 상기 적어도 하나의 채널(43a, 43b)은 렌즈 체적(41)의 원주를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 31 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 채널(43a, 43b)은, 렌즈(1)의 하주 절반 또는 상부 절반에 배치되는 밸브(43)를 통해 렌즈 체적(41)에 연결가능하여, 특히 상기 밸브(43)가 적어도 하나의 저장소(42a, 42b)에 면하고 및/또는 렌즈 체적(41)은 적어도 하나의 저장소(42a, 42b)와 밸브(43)사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 31 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 저장소(42a, 42b)는, 상기 적어도 하나의 저장소가 상기 적어도 하나의 채널(43a, 43b)에 연결되는 밸브(430, 431)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 32 항 또는 제 33 항에 있어서, 상기 렌즈(1)는, 밸브(43)를 걔폐하기 위하여 밸브(43)에 에너지를 공급하도록 밸브(43)에 전기적으로 연결된 에너지원(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 34 항에 있어서, 상기 렌즈(1)는 움직임, 특히 눈꺼풀의 움직임을 검출하기 위한 센서(80)를 포함하며, 상기 센서(80)는 상기 밸브(43) 또는 에너지원(110)에 연결되고, 상기 센서(80)는 상기 움직임이 상기 센서(80)에 의해 검출될 때 출력 신호를 제공하고, 상기 밸브(43)를 폐쇄 또는 개방하기 위해 밸브(43)를 제어하는 밸브(43) 또는 상기 에너지원(110)에 출력 신호를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 32 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브(43)가:
- 삼투 멤브레인이 개방되고 액체(50)가 상기 삼투 멤브레인에 인가된 전압에 따라 통과하게하는 적어도 하나의 저장소의 벽을 형성하는 삼투 멤브레인(430, 431)을 포함하는 밸브(43):
- 밸브를 개폐하기 위한 적어도 2 개의 전극을 포함하는 밸브(43);
- 밸브를 개폐하기 위한 형상 기억 합금 또는 상 변화 재료로 이루어진 부재(44)를 포함하는 밸브(43);
- 밸브를 개폐하기 위한 전자기 액추에이터를 포함하는 밸브(43);
- 밸브를 개폐하기 위해 다른 자석에 의해 이동되도록 구성된 자석을 포함하는 밸브(43) 중 하나인 것을 특징으로 하는 렌즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 렌즈(1)는 상기 저장소 체적(42)을 포함하는 펌프(150)를 포함하고, 상기 펌프(150)는 상기 저장소 체적(42)를 덮는 멤브레인(20)의 영역(20a)을 상기 베이스 요소(10)에 형성되고 상기 저장소 체적(42)의 적어도 일부를 형성하는 함몰부(42c) 내로 움직임으로써 상기 저장소 체적(42)을 비우도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 37 항에 있어서, 상기 펌프(150)는 멤브레인(20)의 영역(20a)을 상기 함몰부(42c)로 이동시키는 힘을 발생시키도록 구성되며, 상기 힘을 발생시키기 위해, 상기 멤브레인의 영역(20a)은 가요성 및 신축성의 전기 전도성 전극(20b)을 형성하고, 베이스 요소(10)는 적어도 하나의 상응하는 카운터 전극(10b)을 형성하고; 또는 상기 힘을 발생시키기 위해 상기 펌프(150)는 형상 기억 합금으로 형성된 부재(44)를 포함하며, 상기 부재는 특히 전류에 의해 가열되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 37 항 또는 제 38 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42)이 렌즈 체적(41)에 연결되는 채널(42d)은 저장소 체적(42)의 함몰부(42c) 하부(42f)의 최하부 영역(42e)에 유도되고, 상기 채널(43d)은, 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)이 상기 함몰부(42c) 내로 이동될 때 자동적으로 밀봉되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 39 항에 있어서, 상기 채널(42d)이 밀봉될 때, 상기 저장소 체적(42) 내로의 액체(50)의 재진입은 상기 채널(42d)의 교차부와 저장소 체적(42)에서 차단되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서, 상기 펌프(150)는, 한측면에서 멤브레인(20)의 전극(20b) 및 다른 측면에서 상기 카운터 전극(10b) 및/또는 함몰부(42c)의 하부(42f)의 중심에 배치되고 카운터 전극(10b)에 의해 둘러싸이는 중심 전극(10c)을 사용하여 저장소 체적(42)의 상기 함몰부(42c)의 하부(42f)의 영역(42e)에 멤브레인(20)의 상기 영역(20a)을 고정함으로써; 또는 상기 부재(44)를 사용함으로써 밀봉 상태로 채널(42d)을 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 39 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 채널(42d)은 일정한 배압에서 개방되어 액체 역류 및 저장소 체적의 재충진을 개시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 렌즈(1)는 상기 저장소 체적(42)과 상기 렌즈 체적(41) 사이에 유동 연결을 제공하기 위한 채널(160d)을 포함하고, 상기 채널(160d)을 개폐하기 위한 밸브(160)를 포함하며, 상기 채널(160d)은 베이스 요소(10)에 형성된 밸브(160)의 함몰부(160c)를 통해 연장되고, 상기 함몰부(160c)는 멤브레인(20)의 영역(20a)에 의해 커버되고, 상기 밸브(160)는 상기 함몰 부(160c)내로 함몰부(160c)를 커버하는 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)을 이동시킴으로써 상기 채널(160d)을 개방 또는 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 43 항에 있어서, 상기 밸브(160)는 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)을 상기 밸브(160)의 상기 함몰부(160c)로 이동시키는 힘을 발생시키도록 구성되며, 상기 힘을 발생시키기 위해 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)은 가요성이고 신장 가능한 전기 전도성 전극(20b)을 형성하고, 상기 베이스 요소(10)는 적어도 하나의 상응하는 카운터 전극(10b)을 형성하고; 또는 상기 힘을 발생시키기 위해 상기 밸브(160)는 특히 전류에 의해 가열되도록 구성된 형상 기억 합금으로 형성된 부재(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 43 항 또는 제 44 항에 있어서, 상기 채널(160d)은 상기 멤브레인(20)의 영역(20a)이 상기 밸브(160)의 함몰부(160c) 내로 이동될 때 자동적으로 차단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 45 항에 있어서, 상기 채널(160d)이 차단될 때, 상기 밸브의 리세스(160c) 내로의 액체의 재진입은 상기 채널(160d)과 함몰부(160c)의 교차점들(160g)에서 차단되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 45 항 또는 제 46 항에 있어서, 상기 밸브(160)는, 한 측면에서, 멤브레인(20)의 전극(20b) 및 다른 측면에서, 상기 카운터 전극(10b), 상기 함몸부(160c)의 하부(160f)의 중심에 배치되고 상기 카운터 전극(10b)에 의해 둘러싸이는 중심 전극(10c), 상기 채널(160d)과 상기 함몰부(160c) 사이의 교차점(160g)을 따라 연장되는 제 1 밀봉 라인 전극(10d), 상기 채널(160d)과 상기 함몰부(160c) 사이의 추가 교차점(160g)을 따라 연장되는 제 2 밀봉 라인 전극(10e) 중의 하나를 사용하여 밸브(160)의 함몰부(160c)의 하부상의 영역(160e, 160g)에 멤브레인(20)의 영역(20a)을 고정함으로써 차단상태로 상기 채널(160d)를 유지하도록 구성되고, 상기 밀봉 라인 전극(10d, 10e)은 갭(10f)에 의해 중심 전극(10c)으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 43 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브(160)는 상기 저장소 체적(42)와 상기 렌즈 체적(41) 사이에서 액체(50)의 통과를 허용하는 소정의 압력에서 개방되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 37 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인(20) 또는 그 적어도 하나의 영역(20a)은, 저장소 체적(42, 42a, 42b)으로부터 렌즈 체적(41)로 및/또는 렌즈 체적으로부터 저장소 체적 내로 액체(50)를 펌핑하는 것을 돕기 위하여 렌즈(1) 사용자의 눈꺼풀 또는 손가락에 의해 아래로 밀려 내려져도록 구성되 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저장소 체적(42)은 상기 멤브레인(20)의 쌍 안정 영역(20a)에 의해 커버되고, 상기 영역(20a)은 상기 제 1 상태에서 제 2 상태로 및 그 반대로 상기 베이스 요소(10)에 대해 이동가능하고, 제 1 상태에서, 상기 저장소 체적은 상기 제 2 상태에서보다 크고, 상기 영역(20a)이 제 1 상태에서 제 2 상태로 이동될 때, 상기 액체는 상기 저장소 체적(42)으로부터 렌즈 체적(41)내로 유동하고, 상기 영역(20a)이 제 2 상태에서 제 1 상태로 이동될 때, 상기 액체가 상기 렌즈 체적(41)으로부터 저장소 체적(42)으로 역류하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 50 항에 있어서, 렌즈(1)는 액체(50)가 렌즈 체적(41)으로부터 저장소 체적(42)으로 및 그 반대로 흐르도록 하기 위해 저장소 체적(42)을 렌즈 체적(41)에 연결하는 채널(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 50 항 또는 제 51 항에 있어서, 저장소 체적(42)은 렌즈 체적(41) 둘레로 연장되는 원형 또는 링 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 50 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역(20a)은, 충분한 압력이 상기 영역(20a)의 오목 또는 볼록 표면에 적용될 때 한 안정된 상태에서 다른 안정된 상태로 플립하도록 구성되고, 상기 영역(20)은, 특히 사람의 손가락 또는 눈꺼풀에 의해 한 상태에서 다른 상태로 이동하기 위해 수동으로 작동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 50 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역(20a)은 상기 쌍 안정 상태를 제공하기 위해 몰딩 또는 열 성형을 사용하여 볼록 또는 오목한 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 50 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역(20a)은 엘라스토머로 제조되거나 엘라스토머를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 제 50 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인(20) 또는 상기 영역(20a)의 일부는 금속, 폴리머 또는 엘라스토머, 또는 적어도 두 가지 재료의 복합 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈.
- 전 항중 어느 한 항에 따른 렌즈(1) 및 상기 렌즈(1)를 저장하기 위한 용기를 포함하는 시스템에 있어서,
상기 렌즈(1)가 사람의 눈(2)의 표면 상에 위치되지 않을 때, 상기 용기(300)는 유도 수단에 의해 상기 렌즈(1)의 에너지원 또는 배터리(110)를 충전하기 위한 전기 전도성 코일(302)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 전 항중 어느 한 항에 따른 렌즈(1), 특히 콘택트 렌즈(1)의 제조 방법에 있어서,
- 베이스 요소(10)를 제공하는 단계,
- 멤브레인(20)의 후면(22)에 연결되거나 일체화된 링 부재(30)를 포함하는 투명하고 탄성 변형 가능한 멤브레인(20)을 제공하는 단계,
- 조립 전에 멤브레인을 취급하기 위해 멤브레인(20)을 특히 안정화시키는 하나 이상의 희생 부품으로부터 멤브레인(20)을 선택적으로 해제하는 단계,
- 베이스 요소(10)를 멤브레인(20)에 접착시켜 렌즈(1)의 렌즈 체적(41) 및 저장소 체적(42)를 형성하는 단계,
- 렌즈 체적(41)에 투명한 액체(50)를 채우기 전에, 멤브레인(20)의 중간 광학 구역 및/또는 액추에이터 영역(42) 및/또는 채널 영역(43)에서 베이스 요소(10)와 멤브레인(20) 사이의 접촉을 회피하는 것을 돕는 희생 구조물, 특히 작은 기둥의 규칙적인 배열로부터 베이스 요소(10)를 선택적으로 해제하는 단계, 및
- 상기 렌즈 체적(41) 및 상기 저장소 체적(42)를 투명한 액체(50)로 채우는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 58 항에 있어서, 상기 멤브레인(20) 및/또는 상기 베이스 요소(10)에 코팅, 적어도 하나의 전극(71,72), 절연 층(73), 안티-점성층 중 하나가 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 58 항 또는 제 59 항에 있어서, 충진은 상기 접착이 수행된 후에 확산 및 삼투압을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 58 항 또는 제 59 항에 있어서, 상기 충진은 상기 접착 전에 수행되고, 상기 액체(50)는 상기 멤브레인(20)에 의해 형성된 함몰부(51)에 충전되고, 이후 상기 접착이 수행되고, 상기 접착 후에 상기 렌즈 체적 및/또는 저장소 체적은 내부에 존재하는 가스가 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 58 항에 있어서, 상기 링 부재(30)는 플라즈마 접착에 의해 상기 변형 가능한 멤브레인(20)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 58 항에 있어서, 링 부재(30)는 멤브레인(20)의 통합 부분으로 형성되고, 링 부재는 자외선을 조사함으로써 경화되고, 또는 멤브레인은 자외선을 조사하여 연화되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 58 항에 있어서, 상기 링 부재(30)는 상기 멤브레인(20)과 일체로 형성되고, 프라이머는 상기 링 부재가 형성된 몰드에 도포되고, 상기 프라이머는 멤브레인(20) 및 일체형 링 부재(30)의 성형 중에 링 부재(30)를 화학적으로 강성화하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 방법.
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