包括可调焦距的镜片的制作方法

文档序号:14958577发布日期:2018-07-18 00:03阅读:162来源:国知局

更具体地说,本发明涉及如何使用和控制这种动态镜片的设计和方法。本发明不仅适用于隐形镜片,还适用于可用于各种不同应用的其他镜片。

wo2008115251中描述了一种软的隐形镜片,具有本体,当使用者佩戴镜片时,本体的中央区域与眼睛的目光轴线对齐。在一个实施方式中,该软的镜片包括从镜片下部延伸至其中心轴线的腔室,并且该镜片被布置成使得当人向下看时,流体从贮存器被挤出并改变镜片的光学特性。

此外,wo98/14820描述了可变对焦的隐形镜片,其具有本体,该本体带有第一半和相对的第二半。该本体还具有第一外围表面、相对的第二外围表面和相关的焦距。镜片包括有弹性的第一材料,使得当压缩力施加到第一表面和第二表面时,镜片的焦距与压缩力成比例地变化。力分布结构被布置,在镜片内对力进行分布,以抑制镜片中的散光。

此外,us2012/0268712的流体填充的可调隐形镜片示出了示例性隐形镜片,其包括:镜片室,被配置为定位在佩戴隐形镜片的使用者的瞳孔上;流体地连接到镜片室的贮存器;致动器,被配置以在镜片室和贮存器之间来回传送流体;传感器,被配置以感测来自使用者的移动并且当使用者执行预定移动时发送控制信号;以及处理器,被配置以在接收到来自传感器的控制信号时致动该致动器。

此外,us8755124描述了一种包括薄膜、薄膜支撑件、薄膜与支撑件之间的流体、用于使薄膜形变的致动器、以及连接到由刚性环所围绕的薄膜的具有被限定的周长的刚性环的可调光学透镜。

基于上述内容,本发明的根本问题在于提供一种改进的隐形镜片,所述隐形镜片尤其允许隐形镜片的焦距的精确调节,并在眼睑的压力不敏感的同时实现高光学质量。

此问题通过具有权利要求1的特征的隐形镜片来解决。本发明的优选实施方式会在相应的从属权利要求中陈述或在下面描述。

根据权利要求1,公开了一种用于视力矫正的镜片,其中镜片特别地被配置为直接放置在人的眼睛的表面上,其中镜片还包括:

-具有后侧的透明基底元件,所述透明基底元件优选地配置为用于接触眼睛的所述表面,以及背向后侧的前侧,

-连接到所述基底元件的透明且弹性膨胀的薄膜,其中所述薄膜包括后侧,该后侧面向所述基底元件的所述前侧,

-连接到薄膜的所述后侧的环构件,使得该环构件限定薄膜的曲率可调区域,以及

-其中镜片包括与薄膜的所述曲率可调区域相邻的镜片材积,所述镜片材积由环构件所界定,并且其中镜片包括布置在镜片的边界地带中的贮存器材积,其中所述两个材积各自以透明液体填充,以及

-用于将液体从贮存器材积传送到镜片材积(并且优选地反之亦然)的泵送工具,使得薄膜的所述曲率可调区域的曲率改变,且镜片的焦距改变,以及

-当眼睑停留在镜片的所述边界地带上时,可选地配置为减少或防止使用者的所述眼睑对所述焦距的影响的保护工具。

根据优选实施方式(另见下文),所述保护工具是刚性支撑结构,当使用者的眼睑停留在所述贮存器材积顶部的镜片的所述边界地带上时,所述刚性支撑结构被配置为减少或防止(作为所述效果)贮存器材积的压缩。

在实施方式中,泵送工具被配置为用于将液体从贮存器材积传送到镜片材积,使得薄膜的所述曲率可调区域的曲率增加,而镜片的焦距减小。在又一实施方式中,泵送工具还被配置为用于将液体沿其他,即从镜片材积传送到贮存器材积,使得薄膜的所述曲率可调区域的曲率减小,而镜片的焦距增加。然而,将流体从镜片材积泵送回到贮存器材积中也可以通过薄膜的张力来完成。

根据本发明的隐形镜片的实施方式,基底元件被配置为直接放置在人或使用者的眼睛的表面上,使得基底元件的后侧接触眼睛。因此,入射光首先穿过薄膜(即穿过曲率可调区域),然后穿过镜片材积并且最终穿过基底元件,之后再进入放置于其之上的眼睛。

在可替代的实施方式中,薄膜也可能被配置为接触眼睛(薄膜的前侧背向薄膜的后侧)。在此,入射光首先穿过基底元件,然后穿过镜片积材并且最终穿过薄膜(即穿过曲率可调区域),之后再进入放置于其之上的眼睛。

在本发明的实施方式中,环构件可以与薄膜或基底元件一体地形成,并且可以从薄膜的所述后侧或基底元件的前侧突起。

此外,在本发明的实施方式中,薄膜的所述曲率可调区域被配置为用于使光穿过曲率可调区域,所述曲率可调区域根据薄膜的所述区域的当前曲率偏转穿过其中的光。根据本发明,所述曲率可调区域尤其相应于镜片的通光孔。

此外,在本发明的实施方式中,基底元件可以形成基底镜片。此外,在本发明的实施方式中,基底元件比薄膜刚性更大。类似的,环构件优选地比薄膜刚性更大,以便能够限定镜片的形状(即所述曲率可调区域的形状)。此外,在本发明的实施方式中,所述环构件是圆环构件。

此外,根据本发明的镜片的实施方式,基底元件的后侧包括凹的曲率,使得基底元件的后侧可以完全接触人的眼睛。

特别地,基底元件可以由以下材料中的一种组成或包括以下材料之一:

·玻璃,

·包括弹性体的聚合物(例如tpe、lce、硅酮,例如pdms、丙烯酸树脂、聚氨酯橡胶),

·包括热塑性塑料(例如abs、pa、pc、pmma、pet、pe、pp、ps、pvc)和热固性塑料的塑料,

·凝胶(例如由liteway提供的硅酮水凝胶、水凝胶或光学凝胶og-1001)。

特别地,薄膜可以由以下材料之一组成或包含以下材料之一:

·玻璃,

·包括弹性体的聚合物(例如tpe、lce、硅酮,例如pdms、丙烯酸树脂、聚氨酯橡胶),

·包括热塑性塑料(例如abs、pa、pc、pmma、pet、pe、pp、ps、pvc)和热固性塑料的塑料,

·凝胶(例如由liteway提供的硅酮水凝胶、水凝胶或光学凝胶og-1001)。

此外,特别地,液体可以是或可以包含以下物质中的一种:氟化硅酮、水、离子性液体、硅酮、隐形镜片清洁溶液、盐水溶液、油、溶剂。在某些实施方式中,液体可以包括疏水部分和亲水部分。下面叙述了可用于本发明的另外的液体。

此外,泵送工具可以由任何合适的泵形成,诸如静电泵(例如蠕动泵)、拉链致动器(见下文)、梳状驱动器、共振静电泵、压电泵(诸如弯曲压电)、双金属泵、双稳态或三稳态泵、电润湿泵、分子泵、采用电活性聚合物的泵、s形膜片致动器。此外,可以用电磁和热致动泵。

根据本发明的优选实施方式,所述支撑结构包括多个脊,其中每个脊可以连接到基底元件和/或薄膜。

此外,根据本发明的实施方式,所述脊可从环构件向外延伸并且优选地将贮存器材积分成多个(例如细长的)扇区,其中每个扇区布置在两个相邻的脊之间。

在本发明的实施方式中,泵送工具包括被配置为将液体从贮存器材积压入镜片材积中(例如通过压缩贮存器材积)的致动器工具,使得薄膜的所述曲率可调区域的曲率增加,而镜片的焦距减小。当致动器工具关闭或其对贮存器材积的影响减小时,薄膜的张力将相应的量的液体从镜片材积推回到贮存器材积中。

在本发明的实施方式中,泵送工具的致动器工具被配置为压缩所述扇区中的至少一个、所述扇区的特定选择或所有所述扇区。因此,可以将不同量的液体从贮存器材积传送到镜片材积中,从而可以以相应的增量(例如通过一次完全压缩扇区)来调节镜片的焦距,所述调节允许了致动器的数字化实施。致动器工具还可以被配置为通过被配置为将来自单独的扇区的相应的精确量的液体传送到镜片材积中来提供焦距的连续调节。

在本发明的实施方式中,所述扇区各自由第一壁(例如顶层)和面向相关联的第一壁的第二壁(例如底部)界定,其中第一壁优选地由薄膜形成,而其中第二壁优选地由基底元件或支撑结构形成。

此外,在本发明的实施方式中,致动器(这里也表示为拉链致动器)包括多个第一电极,其中每个第一电极都附接到相关联的第一壁(或表面),以及包括相应的数量的第二电极,其中每个第二电极都附接到相关联的第二壁(或表面),使得成对的第一和第二电极形成在对应的扇区中,其中每对电极界定布置在分别的扇区中的分别的第一和第二电极之间的相关联的间隙,通过施加到分别的各对电极上的电压可以闭合该间隙,使得当分别的间隙闭合时,液体从分别的扇区被压入镜片材积中,并且其中,当施加到分别的各对电极的电压减少或关闭时,分别的间隙打开并且薄膜的张力引起相应的量的液体从镜片材积流回到贮存器材积中。

此外,在本发明的实施方式中,每个第一电极对应于相关联的第二电极电绝缘。

此外,根据本发明的实施方式,电极可以以离散或连续的方式单独地被致动。离散,意味着形成为一对的两个电极,或彼此分开形成间隙,或彼此接触(无间隙)。因此,取决于间隙的尺寸,通过这样的一对电极可以将离散的量的液体在贮存器材积和镜片材积之间传送。连续,意味着两个电极之间的间隙为连续地闭合,使得可调的量的液体可以在所述材积之间传送。

此外,特别地,镜片的中心(即曲率可调区域)被配置为作为想要打开(例如解开)(一个或多个)致动器的弹性部(spring),即,相应于致动器的与闭合状态相反的打开状态,将(一个或多个)第一和第二电极彼此移开,该闭合状态中对应的第一和第二电极彼此接触,且特别是,相关联的间隙消失。

因此,当施加不同电压时,这些力之间存在不同的平衡。

此外,在实施方式中,第一壁或表面被配置为通过致动器(例如由分别的一对电极所产生的)的压缩力粘附到各自的第二壁或表面。此外,根据本发明的可替代的实施方式,电极或绝缘层可以被涂覆或构造为使得他们在接触时不会彼此粘附。

此外,在本发明的实施方式中,单独的扇区各自通过至少一个开口流体地连接或可流体地连接到镜片材积。在本发明的上下文中,流体地连接意味着有流动连接,使得液体可以经由所述连接从镜片材积通向贮存器材积,反之亦然。

在本发明的实施方式中,该至少一个开口是由环构件的面侧和基底元件所限定的周向间隙,其中该面侧面对基底元件的正侧,其中特别地,当薄膜的曲率可调区域假设为最大的凸的曲率,环构件的所述面侧可接触基底元件的正侧。

此外,在本发明的实施方式中,环构件还连接到基底元件的前侧,其中,可以为每个扇区设置延伸穿过环构件的通道形式的开口,以将各自的扇区流体地连接到镜片材积。

此外,在本发明的实施方式中,环构件还连接到基底元件的前侧,其中,所述开口是由环构件和基底元件的前侧所界定的通道。

此外,在本发明的实施方式中,环构件的刚性是薄膜的5倍大,尤其可为10倍大、尤其可为50倍大、尤其可为100倍大、尤其可为1000倍大。

此外,在本发明的实施方式中,环构件在环构件与薄膜之间的交界处具有优于25μm、尤其可优于10μm、尤其可优于5μm的圆度和平度。

此外,根据本发明的实施方式,留在镜片材积中的透明液体是疏水性液体,而其中留在贮存器材积中的液体是亲水性液体,诸如盐水溶液,使得在每个扇区中,在亲水性液体和疏水性液体之间形成有界面。在此优选地,泵送工具被配置为在留在各自的扇区中的亲水性液体与各自的扇区的围绕壁之间施加电压,所述壁包围各自的扇区并且包括电极(例如嵌入到壁中),所述电极与亲水性液体电绝缘,使得各自的界面朝向镜片材积移动,因此将疏水性液体推入镜片材积中,使得薄膜的所述曲率可调区域的曲率增加而镜片的焦距减小,其中当所述电压降低或关闭时,薄膜的张力引起相应的量的疏水性液体从镜片材积流回到贮存器材积中。

此外,根据本发明的实施方式,扇区借助于由贮存器材积形成的周向贮存器扇区彼此流动连接,其中所述贮存器通道在扇区中至少部分地包括有蜿蜒的形状。

此外,根据本发明的实施方式,镜片的保护工具包括至少一个用于闭合和打开贮存器材积和镜片材积之间的流动连接的阀。在此,泵送工具可以被配置为将限定的量的液体从贮存器材积泵送到镜片材积,其中该阀可以被配置为阻断镜片材积与贮存器材积之间的用于流体通过的流动连接,以维持镜片材积中液体的传送的量。由于薄膜的张力,当至少一个阀打开且泵送工具未被激活时,传送的液体将流回到贮存器材积中。此外,泵送工具也可以被配置为通过打开的阀将从镜片材积传送的液体泵送到贮存器材积中。特别地,由于至少一个阀,通过眼睑施加到贮存器材积上的压力,不会影响到镜片的焦距,因为借助于该至少一个阀从贮存器材积流入镜片材积的液体可以被阻断,,因此也形成了根据本发明的保护工具。

现有技术中已知的各种阀可用于本发明的场景内,例如机械阀,该机械阀可使用磁场(例如外部磁场或集成磁感应器)、电场(例如静电力或电动致动)以致动,尤其是拉链致动器。此外,可以使用压电效应来致动阀。该阀也可以被热致动,例如,借助于双金属材料,使用热力气动致动,或形状记忆合金。该阀还可以形成为双稳态系统。此外,可以使用以电化学(例如通过采用水凝胶、溶胶-凝胶或石蜡的相变)或流变学(例如电流变学、铁磁流体)致动的非机械阀。特别地,可以使用一个或几个电渗泵,也见下文。

此外,可以使用外部致动的阀(例如,模块化阀诸如内置旋转阀或薄膜内联阀)。

此外,根据本发明的实施方式,形成保护工具的所述支撑结构包括刚性顶部,该刚性顶部至少部分地从上方覆盖贮存器材积,并且刚性底部至少部分地从下方覆盖贮存器材积。在此的各种实施方式中,也有下述的可以布置在所述刚性底部和所述刚性顶部之间的致动器元件(例如压电元件),以及因而也可以由支撑结构保护。刚性底部可以与基底元件一体地形成。此外,薄膜可以连接到刚性顶部。刚性顶部和刚性底部可以通过柱杆结构或至少一个或多个柱杆连接。

此外,在本发明的实施方式中,镜片包括形成贮存器材积的一部分的至少一个贮存器通道,经由该至少一个贮存器通道,该贮存器材积可以流体地连接到镜片材积以将液体从贮存器材积传送到镜片材积,以及反之亦然。

此外,在本发明的实施方式中,贮存器材积包括围绕镜片材积以环形方式延伸的周向贮存器部分,其中此贮存器部分经由至少一个贮存器通道流体地连接到或可连接到镜片材积。

此外,根据本发明的实施方式,泵送工具包括多个致动器元件,优选地为压电元件的形式,该致动器元件被配置为(例如通过向单个压电元件施加电压)被致动,使得留在贮存器材积中的液体被压入镜片材积中。

当致动器元件未被致动以及阀打开使得液体可以从镜片材积通过至少一个贮存器通道到达贮存器材积,薄膜的张力引起相应的量的液体从镜片材积流回到贮存器材积中。

此外,在本发明的实施方式中,致动器元件沿着至少一个贮存器通道布置,并且被配置为压靠至少一个贮存器通道的可变形壁(例如杨氏模量为如0.1mpa至0.2mpa的软薄膜),以将液体从贮存器材积推入镜片材积中。

在此的实施方式中,支撑结构可以包括刚性顶部,该刚性顶部至少部分地从上方覆盖贮存器材积,与刚性底部一样(例如镜片的基底元件的边界地带从下方覆盖贮存器),其中致动器可以各自通过比刚性顶部和刚性底部更软的可变形的材料层连接到刚性底部和刚性顶部。在本发明的实施方式中,薄膜可以附接到刚性顶部。

此外,在本发明的实施方式中,刚性顶部通过由所述支撑结构包括的至少一个柱杆支撑在刚性底部上,其中该至少一个柱杆在刚性顶部和刚性底部之间延伸。

此外,在实施方式中,致动器元件(例如压电元件)可配置为在沿着基底元件的延伸平面展开的方向上将侧向力施加到该至少一个贮存器通道的所述可变形壁上。

此外,在实施方式中,致动器元件(例如压电元件)可布置在该至少一个贮存器通道的相对侧上,并且可以被配置为从两侧压缩该至少一个贮存器通道,以便将液体从贮存器材积传送到镜片材积。

此外,在实施方式中,镜片还可以包括从镜片材积向外朝向贮存器材积的周向贮存器部分延伸的多个贮存器通道,其中多个所述致动器元件(例如压电元件)被布置在沿着各自的贮存器通道的每两个相邻的贮存器通道之间,使得各个贮存器通道可以从各自的贮存器通道的两侧被侧向压缩。

优选地,沿着至少一个贮存器通道(或在每两个相邻贮存器通道之间)布置的致动器元件以连续的方式致动,以将液体从贮存器材积压入镜片材积内。特别地,沿着至少一个贮存器通道布置的所述致动器元件(例如压电元件)可以各自借助于方波电压来致动,其中方波电压全部都包括有对应于彼此的相移,使得致动器元件(例如压电元件)从外侧依次向内膨胀,以便压靠各自的贮存器通道的可变形壁,并且由此将液体从贮存器材积压向镜片材积。在此,致动器元件也可以被配置为,一旦所需体积的液体已经从贮存器材积传送到了镜片材积,则阻断流体通过各自的贮存器通道的流动。可替代地,致动元件可以被连续地致动以防止液体从镜片材积朝向贮存器材积回流。优选地,致动器元件由谐振模式致动以产生低消耗的强液体流动。

在另一实施方式中,致动器元件(例如压电元件)可以连接到支撑结构的刚性顶部,并且可以在可变形壁的背向基底元件的一侧上布置在所述刚性顶部和至少一个贮存器通道的可变形壁之间,并且被配置为压靠至少一个贮存器通道的可变形壁(例如软薄膜),其中该可变形壁在平行于镜片的光轴的方向上面向基底元件。

此外,在本发明的实施方式中,致动器元件形成为对应于镜片的光轴,同轴地布置在镜片材积的周围的环形(或圆柱形)的压电元件。

在此实施方式中,贮存器材积的周向贮存器部分在镜片的径向方向比镜片材积更向外布置。

此外,在实施方式中,所述环形(或圆柱形)致动器元件(例如压电元件)被配置为当被致动时在平行于镜片的所述光轴所展开的轴向方向上膨胀,使得所述致动器压靠至少一个贮存器通道的可变形壁(例如软薄膜),以将液体从贮存器材积推入镜片材积内。

同样,在此,支撑结构可以包括刚性顶部,该刚性顶部至少部分地从上方覆盖贮存器材积,与刚性底部一样(例如镜片的基底元件的边界地带从下方覆盖贮存器),其中致动器元件可以各自经由可变形的材料层,例如是比刚性顶部和刚性底部软至少2倍软的可变形的材料层连接到刚性底部,并且布置在所述刚性底部和至少一个贮存器通道的可变形壁之间。此外,在每两个相邻的致动器元件之间可以布置有可变形的材料(例如软聚合物)。

特别地,致动器元件(例如压电元件)可以各自借助于方波电压来致动,其中该方波电压全部包括有相对于彼此的相移,使得致动器元件从外侧依次向内扩张,以便压靠各自的贮存器通道的可变形壁,并且由此根据蠕动泵的原理,将液体从贮存器材积压向镜片材积。在此,致动器元件也可以被配置为,一旦所需液体的体积已经从贮存器材积传送到了镜片材积,则阻断流体通过各自的贮存器通道的流动。可替代地,致动器元件可以被连续地致动以防止液体从镜片材积朝向贮存器材积回流。

此外,在实施方式中,刚性顶部通过由所述支撑结构包括有的至少一个柱杆支撑在镜片的刚性底部(例如基底元件的边界地带)上,其中所述至少一个柱杆优选地在刚性顶部和刚性底部之间延伸,并且优选地布置在相邻的致动器元件之间。

此外,在实施方式中,在至少一个贮存器通道的外部,可以在致动器元件和刚性顶部之间布置有可变形的材料(例如软聚合物)。

此外,而在另一实施方式中,所述环形致动器元件(例如压电元件)被配置为当被致动时在垂直于所述光轴所展开的径向方向上扩张,使得所述致动器元件压靠所述至少一个贮存器通道的可变形壁(例如软薄膜),以将液体从贮存器材积推入镜片材积内。

同样在此实施方式中,支撑结构可以包括刚性顶部,所述刚性顶部至少部分地从上方覆盖贮存器材积,与刚性底部一样(例如镜片的基底元件的边界地带),其中致动器元件可以各自经由比刚性顶部和刚性底部软的可变形的材料层连接到刚性底部,并且布置在所述刚性底部和所述至少一个贮存器通道的可变形壁之间。此外,在相邻的致动器元件之间可以布置有可变形的材料(例如软聚合物)。

特别地,所述环形致动器元件(例如压电元件)可以各自借助于方波电压来致动,其中该方波电压包括有相移,使得压电元件从外侧依次向内扩张,以使各自的贮存器通道的可变形壁变形,并且由此将液体从贮存器材积压向镜片材积。在此,致动元件也可以被配置为,一旦所需体积的液体已经从贮存器材积传送到了镜片材积,则阻断流体通过各自的贮存器通道的流动。可替代地,致动元件可以被连续地致动以防止液体从镜片材积朝向贮存器材积回流。

此外,在实施方式中,刚性顶部通过由所述支撑结构包括的至少一个柱杆支撑在刚性底部上,其中所述至少一个柱杆优选地在刚性顶部和刚性底部之间延伸。在此,优选地,内侧柱杆可以在径向方向上布置在最内侧的环形致动器元件内,而外侧柱杆可以在径向方向上布置在最外侧的环形致动器元件的外部。

此外,在实施方式中,在至少一个贮存器通道的外部,环形致动器元件可以经由可变形的材料层连接到刚性顶部,该可变形的材料层可以连接到形成支撑结构的一部分的刚性元件,该刚性元件可以连接到所述刚性顶部。

而在本发明的另一实施方式中,泵送工具包括单个环形致动器元件,优选地以压电元件的形式,该致动器元件被配置为被致动,使得留在贮存器材积中的液体被压入镜片材积内,其中所述致动器元件优选地配置为当被致动时在垂直于镜片的光轴展开的径向方向上向外扩张,使得所述致动器元件压缩贮存器材积的周向贮存器部分(该周向贮存器部分优选地围绕致动器元件),该周向贮存器部分(例如经由至少一个贮存器通道)流体地连接到镜片材积,以便将液体从贮存器材积推入镜片材积中。

在此,在实施方式中,支撑结构可以包括刚性顶部,该刚性顶部至少部分地从上方覆盖贮存器材积(例如周向贮存器部分),以及包括刚性底部(例如镜片的基底元件的边界地带从下方覆盖贮存器),其中环形致动器元件可经由可变形的材料层分别地连接到刚性底部和刚性顶部,该层比刚性顶部和刚性底部更软。

此外,在实施方式中,致动器元件还可以被配置为,一旦通过贮存器材积的周向部分的减小的材积的保持而传送了所需液体的体积,则阻断了流体通过各自的贮存器通道的流动。

此外,刚性顶部通过由所述支撑结构包括的至少一个柱杆支撑在刚性底部上,其中所述至少一个柱杆可以在径向方向上布置在致动器元件的外部,并且可以形成周向贮存器部分的(例如周向的)侧向外壁。

而在本发明的另一实施方式中,致动器元件优选地以压电元件的形式沿着至少一个贮存器通道布置,并且被配置为当被致动时朝向至少一个贮存器通道弯曲,以便在弯曲各自的致动器元件时压缩至少一个贮存器通道,使得液体从贮存器材积被推入镜片材积中。

在此,在实施方式中,支撑结构可以包括刚性顶部,该刚性顶部至少部分地,特别地为至少一个贮存器通道,从上方覆盖贮存器材积,以及包括刚性底部(例如镜片的基底元件的边界地带从下方覆盖贮存器),其中各个致动器元件可以,特别地经由刚性安装件,连接到刚性顶部,其中特别地,弯曲致动器元件形成至少一个贮存器通道的壁的一部分,并且各个该弯曲致动器元件可以与刚性顶部包围空气间隙。

在实施方式中,弯曲的致动器元件(例如压电元件或双稳态双金属致动器)可被配置为沿朝向基底元件的方向弯曲,以压缩至少一个贮存器通道。

该至少一个贮存器通道可以从镜片材积向外延伸并且可以将镜片材积流体地连接到贮存器材积的周向部分。

优选地,沿着贮存器通道布置的致动器以连续的方式致动,以将液体从贮存器材积压入镜片材积内。特别地,对于压电元件,沿着所述至少一个贮存器通道布置的所述致动器可以各自借助于方波电压来致动,其中该方波电压包括有相移,使得压电元件从外侧依次向内扩张,以便压靠各自的贮存器通道的壁,并且由此将液体从贮存器材积压向镜片材积。在此,致动元件也可以被配置为,一旦所需液体的体积已经从贮存器材积传送到了镜片材积,则阻断流体通过各自的贮存器通道的流动。可替代地,致动元件可以被连续地致动以防止液体从镜片材积朝向贮存器材积回流。

镜片可以进一步包括从镜片材积向外朝向贮存器材积的周向部分延伸的多个贮存器通道,该多个贮存器通道可以通过如上所述的弯曲的致动器元件而被压缩。

在本发明的又一实施方式中,贮存器材积包括至少一个腔室,该腔室经由至少一个贮存器通道连接到镜片材积,其中泵送工具包括至少一个致动器元件,优选地以压电元件的形式,该至少一个致动器元件被配置为当被致动时朝向腔室弯曲,以便在分别的致动器元件弯曲时压缩腔室,使得液体从腔室被推入镜片材积中。

在此,在实施方式中,支撑结构可以包括从上方覆盖腔室的刚性顶部,以及包括刚性底部(例如镜片的基底元件的边界地带从下方覆盖贮存器),其中弯曲的致动器元件连接到刚性顶部,特别是经由连接刚性底部和刚性顶部腔室的刚性侧壁,其中特别地,弯曲的致动器元件还形成腔室的壁(例如顶层)的一部分,并且可以与刚性顶部包围空气间隙。致动器元件也可能直接暴露于外界。

在另一实施方式中,贮存器材积可以包括几个单独的腔室,各个该腔室可以通过这种弯曲致动器元件(例如压电元件)以这种方式被压缩,其中分别的腔室通过从镜片材积向外延伸到分别的腔室的相关的贮存器通道,连接到镜片材积。

同样在此,分别的致动器元件还可以被配置为,一旦将所需的液体体积从分别的腔室传送到镜片材积,则阻断流体返回分别的腔室的流动,通过分别的腔室的压缩状态的保持,,或者连续泵送液体以抵消镜片材积中薄膜的压力。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括传感器工具,所述传感器工具被配置为感测佩戴所述镜片的人的移动,并且响应于所述人的预定的移动而提供输出信号,其中特别地,所述移动是所述人的眼睑或眼睛的移动,或所述人的晶状体的变形。

传感器工具至少包括第一传感器,该第一传感器包括光源,特别是led,以及包括光敏元件,特别是光电二极管,其中所述第一传感器被配置为借助于光源发光,并且借助于所述光敏元件探测已经被眼睛,和特别是使用者的晶状体或眼睑所散射回来而所发出的光。优选地,镜片包括三个这样的传感器,即另有的第二和第三传感器,该第一、第二和第三传感器优选地布置在一个虚拟三角形的角上。

此外,传感器工具可以是以下之一:光敏元件、压力感测元件、电容感测元件、热传感器,特别是电阻器。特别地,所述电阻器可以沿隐形镜片的周边延伸。当人用眼睑覆盖电阻器时,由于热从眼睑传送到电阻器,电阻器的温度升高。

此外,根据本发明的实施方式,镜片还包括处理单元(也表示为控制器),该处理单元被配置为致动泵送工具(例如分别的致动器或致动元件)和/或阀(当其存在于分别的实施方式),以便响应于由传感器提供的输出信号,或者响应于由外部装置提供的输出信号,而将液体从贮存器材积传送到镜片材积中,或反之亦然。

镜片包括用于为泵送工具、传感器工具和/或控制器供电的能量源(例如电池)。

此外,根据本发明的实施方式,所述电能量源被配置为通过以下方式之一进行充电:

-感应充电;

-光,其中特别地隐形镜片包括太阳能电池或光电二极管;

-利用热电效应,其中特别地隐形镜片包括peltier元件;

-由眼睑的移动以获取,其中特别地,隐形镜片包括柔性电容,用于将眼睑移动转换为可存储在所述能量源/电池中的电能。

根据本发明的又一方面,提出了一种用于制造隐形镜片,特别是根据本发明的隐形镜片的方法,包括以下步骤:

-提供包括(例如如本文所述的)支撑结构或保护工具的基底元件(例如通过模制,例如由硅酮水凝胶产出,或用硅酮水凝胶涂覆的硅酮),

-提供可弹性地变形的薄膜(例如通过模制或涂覆方式,例如由硅酮水凝胶产出或用硅酮水凝胶涂覆的硅酮),该薄膜包括连接到薄膜后侧的环构件,

-将包括支撑结构(或保护工具)的基底元件结合到包括环构件的薄膜上,以及从而形成填充有透明液体的隐形镜片的镜片材积和贮存器材积。

此外,还有本文所述的其他部件,诸如泵送工具、传感器工具和控制器也可以在支撑结构和/或薄膜的所述结合以及镜片材积的所述填充之前,安装到基底元件或可变形的薄膜。

特别地,将以下之一应用于薄膜和/或基底元件:涂层、至少一个电极、绝缘层以及可选的抗粘滞层。

特别地,如果环构件不是薄膜的整体部分,则其可以以等离子体结合到薄膜上。此外,基底元件可以以等离子体结合或胶合到薄膜上。

此外,特别地,环构件可以(例如在模制薄膜时)与薄膜一体地形成,并且包括用于流体流动通道的切口,其中环构件可以通过用紫外光线照射而被硬化,或者其中薄膜可以通过用紫外光线照射而被软化。可以用于通过用紫外光线照射而被硬化的环构件和薄膜的材料为:例如,硅酮或聚氨酯橡胶。此外,可以用于通过用紫外光线照射而被软化的薄膜和环构件的材料为:例如,硅酮或聚氨酯橡胶。

可替代地,可以将底层涂料施加到模具上,该底层涂料被设计成在薄膜和整体的环构件的模制期间化学地硬化环构件。

此外,根据本发明的实施方式,所述填充在所述结合已经执行之后使用渗透进行。

为此,特别地,在结合之前将预定的量的水溶性盐布置在基底元件或薄膜上,使得所述盐在结合后被布置在镜片材积和/或镜片贮存器中,然后其中将结合的基底元件和薄膜浸泡在通过渗透方式进入镜片材积和贮存器材积的透明液体中。

此外,根据本发明的可替代的实施方式,所述填充在所述结合之前进行,其中所述液体填充到由所述薄膜形成的凹陷中(所述凹陷可以仅是为填充过程形成的临时凹陷),其中之后进行所述结合,并且其中在所述结合之后,镜片材积和/或贮存器材积中不再留有气体。

在此,可以使用胶水,特别是可以使用在薄膜的边缘与基底元件的边缘之间的胶水环,在从所述气体从镜片材积/贮存器材积释放之后胶水被处理。这允许调节隐形镜片的初始焦距。在此,可以使用通过用紫外光线照射而使其硬化的胶水,其中通过在所述脱气(即从所述材积释放其中的气体)之后用紫外光照射胶水来进行胶水的处理。

此外,可以在真空下执行填充。另外,液体材积可以通过过量填充薄膜元件以及然后将基底元件推入液体内来限定,其中过量的液体被从镜片材积和贮存器材积中推出。当所需的液体的量存在于镜片材积和贮存器材积中时,薄膜和基底元件胶合在一起。为了便于这个几何填充方法,薄膜和基底元件由刚性支架(例如塑料零件)支撑。

此外,在结合之前执行填充的实施方式中,可以借助于气相沉积(涂覆),由布置在基底元件上的液体的气相涂覆(而非模制)提供薄膜。可用于气相沉积薄膜(环构件在例如布置在基底元件之前提供)的材料为,例如,聚对二甲苯(即化学气相沉积的聚(对苯二甲)聚合物)。

除了隐形镜片,本发明还可用于需要可调焦距的各种应用,包括眼科装备,诸如综合屈光检查仪、折射计、测厚计、生物测量仪、周界镜、折光角膜曲率计、折射式镜片分析仪、眼压计、色盲检测镜、对比敏感度仪、内皮显微镜、色盲检验镜、双眼视力计、oct、罗达测试(rodatests)、检眼镜、rta,或对于照明的,机器视觉、激光加工、移动电话摄像头、灯光表演、打印机、计量、头戴式眼镜、医疗装备、机器人摄像头、运动跟踪、显微镜、望远镜、内窥镜、双筒望远镜、研究、监控摄像头、汽车、投影仪、眼科镜片、测距仪、条码阅读器、网络摄像头。

根据本发明的又一方面,公开了一种光学组件,该组件包括:根据本发明的镜片,和透明壳套,其中所述镜片布置或嵌入到所述壳套中,并且其中优选地,所述壳套形成或包括有另外的镜片。在此,特别地,由于镜片被布置或嵌入到所述壳套中,所以其不一定必须被配置为直接放置在使用者的眼睛的表面上。

根据本发明的另一实施方式,镜片包括(例如如本文所述的)泵送工具和位于贮存器材积和镜片材积之间的阀,以减少能量需求。特别地,镜片被配置为,一旦调节到所需的焦度,则闭合阀,从而使流体保持在镜片材积(光学域)中。特别地,镜片可以被配置为通过阀控制信号来致动阀(例如打开和闭合阀),其中镜片被配置为在各个调整步骤之前打开阀,并且在各个调整步骤之后闭合它。特别地,镜片被配置为检测特定的移动,例如,佩戴镜片的人的眼睛或眼睑的移动,或者头部的位置(例如俯视),其中镜片被配置为在检测到相关联的预定的移动或头部位置之后生成分别的阀控制信号。

此外,根据本发明的实施方式,镜片被配置为从佩戴镜片的人的身体和/或眼睛的移动中获取能量,以减少所需的能量存储(电池或超级电容)的容量。为此,镜片可以包括贮存器或通道,在眼睑或眼睛正在移动以建立一定的压力时,流体可以在该贮存器或通道中被泵送,其中该压力和流体然后可以被用于下一个致动步骤。此外,镜片可以包括磁体发电机系统,用于泵送离子液体或电活性聚合物(eap)材料的泵。

根据本发明的又一实施方式,泵送工具是电渗泵工具,并且至少包括第一电渗泵或形成为第一电渗泵,该第一电渗泵包括多孔薄膜、第一电极和第二电极,其中多孔薄膜布置在所述电极之间,使得多孔薄膜和电极之间的距离,特别地,小于100μm,优选地小于50μm。最优选地,电极分别地与渗透薄膜接触。

特别地,第一电渗泵(例如多孔薄膜和两个电极)可以包括环状的多孔薄膜,或者可以包括具有圆弧形的多孔薄膜。然而,所述第一泵/多孔薄膜还可以包括另一个轮廓(例如任何形状,圆盘状、方形或其他),并且可以位于镜片的外围。

特别地,在电极不与多孔薄膜接触的情况下,电极可以形成为例如薄的金属膜片,并且可以附着到基底元件以及附接到薄膜(例如通过将电极涂覆到基底元件/薄膜上),使得贮存器材积的所述隔室布置在分别的电极和多孔薄膜之间,并且液体从一个隔室被交换到另一个隔室。此外,电极可以是多孔的,并且可以限定贮存器材积或其一部分的隔室。

此外,特别地,电极可以与多孔薄膜接触,其中特别地,多孔薄膜布置在两个电极之间。在此,电极可以是沉积在多孔薄膜上(但不在孔中)的(例如薄的)金属膜片。可替代地,电极可以是多孔的,并且可以形成于或包含碳织物或沉积在多孔薄膜表面上但不在孔中以防止短路的碳纳米管层(也是多孔的)。

特别地,第一电渗泵(例如布置在两个电极之间的电极和多孔薄膜)可以包括优选地小于100μm、优选地小于50μm、最优选地小于25μm的厚度。

此外,根据实施方式,第一电渗泵或至少多孔薄膜包括遵循镜片(例如隐形镜片)的曲率的曲线形状。

此外,根据实施方式,渗透薄膜的活性表面(例如流体实际被泵送所通过的表面)小于200mm2、优选地小于150mm2、最优选地小于100mm2

优选地,根据实施方式,多孔薄膜制成于或包含以下材料中的一种:聚酯(pet)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚碳酸酯(pc)、聚酰亚胺(pi)、聚醚醚酮(peek)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、全氟磺酸,聚丙烯(pp)、聚醚砜(pes)、聚丙烯腈(pan)、尼龙、乙酸纤维素、混合纤维素酯、玻璃纤维、橡胶材料、陶瓷材料、非导电纳米线或纳米管;特别地,用于多孔薄膜的每个上述材料的表面都可以借助于等离子体处理和/或借助于化学(例如磺化)处理被官能化,以增加材料的表面电荷或ζ电势。在有孔的壁处所携带的ζ电势的绝对值特别地大于10mv、更优选地大于30mv、最优选地大于50mv。

优选地,根据实施方式,由至少一个第一电渗泵(或由另外的电渗泵,参见下文)所泵送的镜片材积/贮存器材积中的液体可以是以下之一:纯水、浓度小于100mm,最优选地小于10mm的盐水、等渗溶液、等渗盐水溶液、溶于水中的糖醇、纯水中的甘露醇、特别地是纯水中5%(重量)的甘露醇、酒精或上述液体的任何组合。特别地,纯水中的甘露醇,特别地是纯水中5%(重量)的甘露醇是有利的,因为其与泪液是等渗且生物相容的(水不会由于渗透压而离开镜片)。特别地,甘露醇(c6h1406)具有cas号69-65-8。

特别地,如果(例如接触)镜片被纯水填充并浸入盐水中,然后镜片中的水将通过(例如硅酮)薄膜以平衡盐的浓度的差异或渗透压的差异。所以,镜片会“干”。因此,内部和外部液体具有相同的渗透压是有益的。特别地,基底元件和薄膜的内表面或外表面可以涂覆聚氯代对二甲苯以显著降低透水性,并避免或减缓(例如接触)镜片的“干燥”效果。

(例如接触)镜片的外表面可以涂覆水凝胶,以确保镜片周围的永久液体膜,而避免镜片的“干燥”。如果镜片周围没有泪液的膜,则水可能通过薄膜蒸发到空气中。

优选地,根据实施方式,多孔薄膜包含孔径为从1nm至10μm、优选地为从10nm至1μm、最优选地为从100nm至400nm范围内的孔。

此外,根据实施方式,多孔薄膜包含有范围为1×107至1×1010孔/cm2,更优选地范围为1×108至1×109孔/cm2的孔密度。

此外,根据实施方式,电极可以制成于或包含以下材料中的一种:金属、碳、玻璃碳、石墨、碳纳米管、石墨烯、掺硼金刚石、银、氯化银、金、铂、铱、薄的膜片或纳米线膜片、导电聚合物(pedot)、复合物(例如pdms基质中的微粒子或纳米粒子)或上述的任何组合。

此外,根据实施方式,多孔电极包括的厚度小于150μm、优选地小于50μm、最优选地小于25μm。

此外,根据实施方式,电极位于薄膜的附近,特别地,距离为小于100μm、优选地小于50μm,最优选地小于25μm。

此外,根据实施方式,所述电极被配置为让所述液体通过。特别地,所述电极是多孔的,以使液体流过。特别地,对于允许液体通过的电极,分别的电极可以与多孔薄膜接触(例如可以结合到多孔薄膜)。在此情况下,(例如电极-薄膜-电极夹心式的)第一电渗泵的厚度小于300μm、优选地小于100μm、最优选地小于50μm。

优选地,渗透薄膜组件被配置为所使用的用于泵送液体的电压为小于10v、优选地小于5v、最优选地小于1.2v。

特别地,所施加的电压被选择为使得不发生电化学副反应,以避免效率的损失以及气体或其他副产物的形成。

特别地,第一电渗泵被配置为使得进入或离开光学域的液体的体积流高于0.1μl/s、优选地高于0.5μl/s、最优选地高于1μl/s。

此外,根据实施方式,第一电渗泵被配置为针对于反向压力,以所需的体积流泵送液体,该反向压力高于10pa、优选地高于100pa、最优选地高于1000pa。

此外,根据实施方式,所述至少一个第一电渗泵将贮存器材积的上部隔室与贮存器材积的下部隔室分隔开,该隔室彼此堆叠布置,其中上部隔室布置在所述第一电渗泵和具有所述曲率可调区域的所述薄膜之间,并且其中特别地,该下部隔室布置在所述第一渗透薄膜组件和所述基底元件的底部之间。可替代地,当多孔薄膜不接触电极时,多孔薄膜可将贮存器材积的上部隔室与贮存器材积的下部隔室分隔开,该隔室彼此堆叠布置,其中上部隔室布置在所述多孔薄膜和具有所述曲率可调区域的所述薄膜之间,并且其中特别地,该下部隔室布置在所述多孔薄膜和所述基底元件的底部之间。

特别地,下部或上部隔室通过至少一个通道连接到镜片材积。

此外,根据本发明的实施方式,在下部隔室经由至少一个通道连接到镜片材积的情况下,根据施加到所述电极的电压,第一电渗泵被配置为将液体从上部隔室泵送入下部隔室,并由此使得液体进入镜片材积,或者将液体从下部隔室泵送入上部隔室,并由此使得液体从镜片材积进入贮存器材。,积。

此外,根据本发明的实施方式,在上部隔室经由至少一个通道连接到镜片材积的情况下,根据施加到所述电极的电压,第一电渗泵被配置为将液体从下部隔室泵送入上部隔室,并由此使得液体进入镜片材积,或者将液体从上部隔室泵送入下部隔室,并由此使得液体从镜片材积进入贮存器材积。。

本文所述的电渗泵特别地以以下方式工作。特别地,分别的泵的多孔薄膜包括形成将多孔薄膜的一个表面连接到其他相对的表面的通道(特别地为纳米通道)的孔(横向的孔)。在孔中,在液体/薄膜的界面处,由于多孔薄膜的表面总是具有一定的电荷或ζ电势的事实,因而形成了双电层。如果表面带负电荷(例如,pet薄膜)正离子会吸附在表面上,电荷越高,正离子越多。通过在电极之间施加电压,可以在孔间产生电场。正离子将向负电极移动。通过摩擦,正离子将使大量的液体也朝向负电极移动。如果表面带正电,液体将流向正极。

特别地,如果孔的直径非常小,则可以泵送更高的压力。如果孔的直径较大,则可以更快地泵送,但是对抗较小的压力。特别地,电极之间的距离越短,则电场会越高,并且分别的电渗泵的效率会越高。优选地,电极被设计为使得电极/液体的界面处的电压有极小部分的损失,使得大部分电压压降被用于产生穿过孔的电场。而且,优选地,电压被选择为使得电极几乎不产生气泡。特别地,电压小于或等于1.2v。

此外,根据本发明的实施方式,下部或上部隔室经由至少一个通道连接到镜片材积,所述通道可以在环构件和基底元件之间延伸,或者可以集成到环构件或基底元件中。

此外,根据本发明的实施方式,所述第一电渗泵被布置在邻近于该环构件的侧向(特别地为周向且面向外的)表面,该侧向表面将环构件的上面侧(通过所述环构件上面侧与薄膜连接)连接到环构件的下面侧,该下面侧与所述上面侧相背。

另外,根据本发明的实施方式,所述第一电渗泵连接到所述环构件的下面侧,该下面侧背向所述环构件的上面侧,经由所述环构件上面侧连接到所述薄膜。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括围绕上部隔室的又一环构件,特别地,该又一环构件针对所述环构件分离地形成,并且其中所述第一电渗泵连接到环构件的下面侧和/或又一环构件的下面侧。特别地,环构件的下面侧背向环构件的上面侧,环构件经由所述环构件的上面侧与所述薄膜连接,并且其中特别地,又一环构件的下面侧背向所述又一环构件的上面侧,所述又一环构件经由所述又一环构件的上面侧连接到所述薄膜。

此外,根据本发明的实施方式,所述第一电渗泵包括用于将电池连接到第一电极的第一接触引线,以及用于将所述电池连接到第二电极的第二接触引线,其中特别地,所述第一接触引线布置在第一电渗泵的第一端处,而其中特别地,所述第二接触引线布置在第一电渗泵的相对的第二端处。

此外,根据本发明的实施方式,第一电渗泵包括有曲线的形状,特别是细长的曲线的形状,其中特别地所述泵/组件的路线遵循的圆弧的线形。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括支撑结构,该支撑结构可以包括支柱或者可以形成为格栅,其布置在下部隔室中,用于支撑所述第一电渗泵或至少其多孔薄膜,和/或支撑结构(该支撑结构可以包括支柱或可以形成为格栅)布置在上部隔室中,用于支撑所述第一电渗泵或至少其多孔薄膜。

此外,根据本发明的实施方式,基底元件包括凹部,特别地,该凹部布置在基底元件的前侧上,其中所述下部隔室布置在所述凹部中。

特别地,在实施方式中,所述凹部是弯曲的和/或周向凹部。

此外,根据本发明的实施方式,凹部进一步包括有两个相对的(例如周向的)台阶,用于使所述第一电渗泵对应于凹部对齐。特别地,所述第一泵形成为以形状适配的方式与台阶抵接。

此外,根据本发明的实施方式,基底元件包括将环构件对应于基底元件对齐的周向台阶。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括电池,特别地是可再充电的电池(同样参见上文)。电池可以包括多个分离的电池单元。

此外,根据本发明的实施方式,电池布置在下部隔室和上部隔室的外部。可替代地,电池可以布置在下部隔室中(或在上部隔室中)。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括连接到电池的电源接口,例如感应线圈,特别地是rf线圈,被配置为对电池进行感应充电。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括传感器组件,该传感器组件被配置为检测以下当中之一:佩戴所述镜片的人的,眼睑的移动、完全闭合的眼睑、部分闭合的眼睑,并且生成相应的,指示所述检测到的移动或眼睑状态(完全或部分闭合)的控制信号。特别地,所述传感器组件可以被配置为执行电容、电感或阻抗的测量。此外,传感器组件可以是光学传感器(例如可以包括一个,特别地是两个或多个光电二极管)。

特别地,传感器组件包括两个间隔开的传感器(例如光电二极管),特别地为两个在直径方向上布置的传感器,其中传感器组件被配置为用于差分感测以补偿环境条件,诸如外部照明、空气中的湿度变化、泪的流体中的化学变化(例如离子浓度)。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括处理单元,该处理单元被配置为根据传感器组件的所述控制信号,和/或根据以由所述电源接口接收的调制电源供应信号为形式的控制信号,来控制施加到第一渗透薄膜组件的电极的电压。

此外,根据本发明的实施方式,电源接口、传感器组件和处理单元被安装到环构件上,特别地,以便形成可以对应于基底元件为一个整体而被安装的预组装组件。

此外,根据本发明的实施方式,环构件、电源接口、传感器组件和处理单元被安装到载体上,该载体特别地为柔性印刷电路板(fpc)的形式。特别地,环构件可以是对应于载体(fpc)的单独的元件,但也可以由载体(例如fpc)自己形成,即,环构件可以是载体(例如fpc)的集成部分。

特别地,所述载体可以包括用于承载所述传感器组件以及处理单元的一个或两个突起的地带。特别地,分别的突起被布置在镜片的相关的专用的装配空间中,特别地在镜片的通道中,该通道可以将一个或两个下部隔室连接到镜片材积。

可以集成到载体上(例如fpc)的,或者可以布置在镜片的专用的装配空间中(参见上文)的又一部件可以是:电力转换器、整流器电路、稳压电路、电池充电电路、数据存储设备(例如eeprom)、用于检测和控制用于眼睑移动同步功能(诸如眼睑感应充电、眼睑辅助液体泵送等)的时间的电路。还可在所述载体上集成像带有降低功耗(例如从最大电压切换以降到最小保持电压)的自动待机模式或睡眠模式的功能,或故障检测(例如短路、电池没电)的功能。

此外,根据本发明的实施方式,该镜片包括第二电渗泵,该第二电渗泵包括多孔薄膜、第一电极和第二电极,其中第二电渗泵的多孔薄膜被布置在第二电渗泵的所述电极之间,使得第二电渗泵的所述电极分别地接触第二渗透薄膜组件的渗透薄膜。

此外,根据本发明的实施方式,所述第二电渗泵将贮存器材积的另外的上部隔室与贮存器材积的另外的下部隔室分隔开,所述另外的隔室彼此堆叠布置,其中该另外的上部隔室布置在所述第二电渗透薄膜组件和包含有所述曲率可调区域的所述薄膜之间,并且根据发明,其中该另外的下部隔室被布置在所述第二电渗泵和镜片的所述基底元件的底部之间。可替代地,当多孔薄膜不接触第二泵的电极时,第二泵的多孔薄膜可将贮存器材积的另外的上部隔室与贮存器材积的另外的下部隔室分隔开,该隔室彼此堆叠布置,其中另外的上部隔室布置在所述多孔薄膜和具有所述曲率可调区域的所述薄膜之间,并且其中特别地,该另外的下部隔室布置在所述多孔薄膜和所述基底元件的底部之间。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括两个相对的通道,其中两个电渗泵的下部隔室或上部隔室经由两个通道与镜片材积以流体连通。

此外,根据本发明的实施方式,(特别地,在下部隔室经由两个通道以流体连通到镜片材积的情况下)根据施加到第二渗透薄膜组件的所述电极的电压,所述第二电渗泵反过来被配置为将液体从另外的上部隔室泵送入另外的下部隔室,并由此使得液体进入镜片材积,或者将液体从另外的下部隔室泵送入另外的上部隔室,并由此使得液体从镜片材积进入贮存器材积。。

此外,根据本发明的实施方式,(特别地,在上部隔室经由两个通道以流体连通到镜片材积的情况下),根据施加到第二电渗泵的所述电极的电压,所述第二电渗泵接着反过来被配置为将液体从另外的下部隔室泵送入另外的上部隔室,并由此使得液体进入镜片材积,或者将液体从另外的上部隔室泵送入另外的下部隔室,并由此使得液体从镜片材积进入贮存器材积。

此外,根据本发明的实施方式,镜片包括布置在各个通道中的支撑结构,用于支撑环构件和/或所述薄膜。

当考虑下面的详细描述时,将会更好地理解本发明,并且除了上述目的以外的目的将会变得明显。此描述参考了附图,其中:

图1-2示出了根据本发明的镜片的致动器(例如拉链致动器)受到镜片使用者的眼睑的影响;

图3示出了根据本发明的镜片的实施方式,该镜片包括用于保护贮存器材积免受由使用者的眼睑所引导致不适当的压缩的支撑结构;

图4示出了可以与图3所示的实施方式一起使用的致动器的示意性的横截面视图;

图5示出了根据本发明的隐形镜片的又一实施方式,其中该隐形镜片包括支撑结构,和利用疏水性以及亲水性液体的泵送工具;

图6示出了根据本发明的隐形镜片的又一实施方式,其中所述隐形镜片包括支撑结构,和利用疏水性以及亲水性液体的泵送工具;

图7示出了根据本发明的镜片的又一实施方式;

图8示出了根据本发明的镜片的又一实施方式,其中所述镜片包括带有泵送工具和阀的贮存器材积;

图9示出了根据本发明的镜片的又一实施方式,其中所述镜片包括泵送工具和阀;

图10示出了根据本发明的使用压电元件形式的致动器元件的镜片的又一实施方式;

图11示出了图10中示出的实施方式的变体;

图12示出了根据本发明的使用环形的压电元件形式的致动器元件的镜片的又一实施方式;

图13示出了图12中示出的实施方式的变体;

图14示出了根据本发明的使用环形的压电元件形式的单个的致动器元件的镜片的又一实施方式;

图15示出了根据本发明的使用弯曲的压电元件形式的致动器元件的镜片的又一实施方式;

图16示出了图15中示出的实施方式的变体;

图17示出了根据本发明的镜片的又一实施方式,其中所述镜片允许以离散的量改变镜片的焦度;

图18示意性地示出了根据本发明的用于制造隐形镜片的方法;

图19示出了根据本发明的隐形镜片与其传感器、致动器和处理单元之间的相互作用;

图20示出了根据本发明的镜片的实施方式的示意性的横截面,其中该镜片包括电渗泵,该电渗泵用于将液体从贮存器材积泵送到镜片材积,并且反之亦然;

图21示出了根据图20的实施方式的示意性的俯视图;

图22示出了图20和21的镜片的贮存器材积的下部隔室的示意性的横截面图;

图23示出了根据本发明的镜片的又一实施方式,该镜片包括电渗泵,该电渗泵用于将液体从贮存器材积泵送到镜片材积,并且反之亦然;

图24示出了根据图23的实施方式的示意性的俯视图;

图25示出了根据本发明的镜片的又一实施方式,该镜片包括电渗泵,该电渗泵用于将液体从贮存器材积泵送到镜片材积,并且反之亦然;

图26示出了根据本发明的镜片的又一实施方式,该镜片包括电渗泵,该电渗泵用于将液体从贮存器材积泵送到镜片材积,并且反之亦然;

图27示出了根据本发明的镜片的又一实施方式,该镜片包括电渗泵,该电渗泵用于将液体从贮存器材积泵送到镜片材积,并且反之亦然;

图28示出了根据本发明的用于安装镜片的部件的方法;

图29示出了根据本发明的用于安装镜片的部件的又一方法;

图30示出了根据本发明的用于安装镜片的部件的又一方法;

图31示出了根据本发明的用于安装镜片的部件的又一方法;

图32示出了根据本发明的镜片的又一实施方式的立体图,该镜片使用电渗泵来泵送镜片液体;

图33示出了图32中所示的实施方式的俯视图;

图34-35示出了图32和33中所示的实施方式的横截面图;

图36示出了图32至35中所示的实施方式的分解图;

图37示出了具有支撑结构的图32至36中所示的实施方式的变体;

图38示出了图32至37中所示的实施方式的外部电池和电渗泵组件的电极的可能的布线;

图39示出了具有内部电池的图32至37中所示的镜片的变体;

图40示出了图39中所示的实施方式的修改;

图41示出了根据本发明的电渗泵的示意性的横截面图;

图42示出了图41中所示的实施方式的修改;

图43-44示出了图40中所示的实施方式的修改;

图45示意性地示出了根据本发明的眼镜的形式的本发明的实施方式,该眼镜包括两个镜片,佩戴眼镜的人的每只眼睛各有一个镜片;并且

图46示意性地示出了根据本发明的带有被布置在存储容器中的镜片的存储容器,其中该存储容器包括感应线圈,以用于经由镜片的电源接口对镜片的电池进行感应充电(镜片的电池的无线重新充电)。

图1和图2示出了根据本发明的隐形镜片1的实施方式,该隐形镜片被设计成通过将在下面进一步详细描述的致动工具致动。然而,在使用镜片1时,由于眼睑4可暂时或永久地覆盖隐形镜片的一部分,所以镜片1会受到在相关于所述眼睑的眼睛2上佩戴隐形镜片的人的眼睑4(例如上睑或下睑)的影响,该眼睑可对贮存器材积42施用以压力,该贮存器材积被用于调节可与焦距的适当调节干涉的镜片焦距。

如图1和图2所示,隐形镜片1包括基底元件10,该基底元件包括适于布置在人的瞳孔上的后侧12。基底元件10还包括背向基底元件10的后侧12的前侧11。

此外,透明且可弹性地扩展的薄膜20连接到所述基底元件10,其中所述薄膜20包括面对基底元件10的所述前侧11的后侧22。

为了限定偏转薄膜20的形状,特别地是薄膜20的曲率可调(例如中心)区域23的形状,设置了例如圆形的环构件30(也被称为镜片整形器),该环构件连接到薄膜20的后侧22,并且因此限定了薄膜20的所述(例如圆形的)区域23。

特别地,环构件30围绕光轴z(由图1和图2中的虚线表示)周向地延伸。

在此区域23下面,隐形镜片1包括被环构件30所围绕的所谓的镜片材积41。此外,隐形镜片1包括镜片1的边界地带24中的贮存器材积42,该贮存器材积可以被布置在所述薄膜20的边界区域24a的下方。隐形镜片1的这两个材积41、42填充有透明液体50。

为了能够调节薄膜22的曲率可调区域23的曲率,该区域23在图1和图2中形成凸起的凸起,所述材积41、42流体地连接或可流体地连接彼此,使得当贮存器材积42或其一部分被压缩或以其他方式适当地作用时,留在贮存器材积42中的液体50被传送到(例如压入)镜片材积41中,使得薄膜20的所述曲率可调区域23的曲率增加,而隐形镜片1的焦距减小,并且其中,当用于从贮存器材积42传送液体50的致动器工具被关闭或其作用降低时,薄膜20可以-由于其张力-将液体50压回到贮存器材积42中,使得薄膜20的所述曲率可调区域23的曲率减小,而隐形镜片的焦距增加。

如可从图1中推断,贮存器材积42在径向方向上布置在环构件30的外部(即在环构件30的外侧上),并且当眼睑停留在贮存器42的顶部的边界地带24上(例如在区域24a的顶部上)时,可被眼睑影响。这可以影响如图4所示的泵送工具700的致动器70,因为液体会被眼睑4无意地挤出贮存器材积。

因此,如图3所示,为了克服眼睑4对镜片1的调整的影响,贮存器材积42被分成不同的扇区420,并且薄膜20被支撑结构31支撑,从而形成根据本发明的保护工具,其中各单个扇区420和支撑特征之间的距离小于眼睑4的尺寸。这防止了眼睑4对镜片1的焦距的过大程度的影响。这个被动的支撑为镜片1提供了刚性,但是也防止了眼睑4对镜片1的焦距的影响。此外,这个结构还允许通过将单个扇区420中的所有液体都泵入镜片材积41内来调节镜片的数字焦度。

详细地说,支撑结构31可以连接到基底元件10的前侧11,并且包括多个脊32,其中所述脊32将贮存器材积42分成多个分离的扇区420(即每两个相邻的脊32包围一个扇区420),该扇区420可以由薄膜20从上方覆盖,该薄膜可以通过其后侧22连接到支撑结构31(例如脊32)。

为了从贮存器材积的分别的扇区420传送液体50,镜片包括具有例如如图4所示的类型的致动器工具70的泵送工具700,该泵送工具被配置为将液体50从贮存器材积42,即分别的扇区420,压入镜片材积41中,以便如本文所述,调节镜片1的焦距。

如图4中所示,对于单个扇区420,所述各个扇区420由通过例如薄膜20所形成的第一壁或表面200,以及通过支撑结构31(或基底元件10)所形成的第二表面或壁100来界定,其中两个壁200、100彼此面对,并且其中致动器70包括在各个扇区420中的附接到所述第一壁200的第一电极71,和包括借助于绝缘层73以绝缘的第二电极72,该第二电极72附接到所述第二表面或壁100,使得例如锥形的间隙74形成在各个扇区420中的两个电极71、72之间。现在,如果由,处理单元90(见下文)将电压施加到如图4所示的所述电极71、72(e表示所产生的电场),所述间隙74在方向m上以取决于所施加的电压的大小的量连续地减小,并且液体50从贮存器材积42的分别的扇区420被压入到镜片材积41中,增加了薄膜20的曲率可调区域23的曲率。优选地,当施加到分别的一对电极71、72的电压降低或关闭时,各自的间隙74打开,并且薄膜20的张力引起相应的量的液体50从镜片材积41流回到贮存器材积42。可以控制电极71、72,使得间隙74一次(以离散的步骤调节镜片1的焦度)或者连续地(连续地调节镜片的焦度)闭合。

在图3的细节a中还示出了截面间隙74的闭合,其中该细节相应于沿着图3中的线a的镜片1的横截面。在此,细节a的上部示出了电压关闭并且扇区420或间隙具有其全部容量的情况。细节a的下部示出了两个电极71、72紧靠在一起,并且已经通过环构件30中的通道60将液体50推出各自的间隙74/扇区420,进入镜片材积41中的情况。由于包括脊32的支撑结构31,该脊在相应于沿着线b的横截面的细节b中示出(同样,细节b的上部相应于“电压关闭”而其下部相应于“电压接通”),扇区420在眼睑4停留于他们顶上时不会变得压缩。因此,支撑结构保护了贮存器材积/泵送工具700。进一步的细节c在图3中示出了对于“电压关闭”(细节c的上部)和“电压接通”(细节c的下部)的沿着线c的横截面。

优选地,电极71、72(还有下面的71e)可为变形的而不被损坏。因此,有利地,第一电极优选地由以下材料之一制造:

·碳纳米管(见(self-clearablecarbonnanotubeelectrodesforimprovedperformanceofdielectricelastomeractuators)”,weiyuan等人,proc.spie,vol.6927,69270p(2008));

·碳黑(见“lowvoltage,highlyunablediffractiongratingbasedondielectricelastomeractuators”,m.aschwanden等人,proc.spie,vol.6524,65241n(2007));

·碳油脂/导电油脂;

·硼掺杂的金刚石涂层;

·金属离子(au、cu、cr、……)(见“mechanicalpropertiesofelectroactivepolymermicroactuatorswithion-implantedelectrodes”,s.rosset等人,proc.spie,vol.6524,652410(2007));植入聚合物材料;

·液态金属(例如镓铟锡合金);

·金属粉末,特别地是金属纳米粒子/纳米线(金、银、铜、铂等);

·金属膜片;

·导电聚合物(本征导电或复合材料导电);

电极71和72可以借助于以下任何技术来沉积:

·喷雾;

·离子注入(见“mechanicalpropertiesofelectroactivepolymermicroactuatorswithion-implantedelectrodes”,s.rosset,proc.spie,vol.6524,652410(2007));

·pvd,cvd;

·蒸发;

·溅射;

·光刻;

·印刷,特别地是接触式印刷、喷墨印刷、激光印刷和丝网印刷;

·自组装(见例如“localsurfacechargesdirectthedepositionofcarbonnanotubesandfullerenesintonanoscalepatterns”,l.seemann,a.stemmer,和n.naujoks,nanoletters7,10,3007-3012,2007);

·电灼;

·电极电镀;

此外,为了控制薄膜20和基底元件10的粘连行为,可以将以下涂层施加到薄膜20、基底元件10、电极71、72或绝缘层73上:

·自组装单分子层;

·聚四氟乙烯;

·全氟化碳。

·自组装单分子层(sam)可以,例如,包含带有分子尾部基团和/或分子头部基团的分子,该分子尾部基团包含或组成于常规烷基链或全氟化烷基链,该分子尾部基团包含或组成于硅烷或磷酸。

·通过纳米结构调节表面粗糙度。

此外,绝缘层73可以,例如,包括或组成于:

·al2o3、sio2、si3n4;

·聚对二甲苯;

·环氧树脂,pvdf(聚亚乙烯基二氟化物);

·电树脂:su-8,(基于bcb的)甲基环戊烯醇酮;

·高k电介质,诸如tio2、hfo2或zro2;

·由聚合物基质中的高k纳米粒子(诸如batio3)所组成的纳米复合材料;

·聚合物;

·塑料。

此外,绝缘层73可以,例如,借助于以下任何技术来沉积:

·pvd(蒸发,溅射);

·cvd(ald、pecvd、……);

·旋涂;

·阳极氧化;

·喷雾热解。

此外,图17示出了如上所述的泵送工具的离散的操作,借助于具有第一电极71e和相应的形成电极对的第二电极(未示出,因为被第一电极所覆盖)的致动器70(例如布置在中央的镜片材积41的任一侧的),从而可以如上所述,通过单独地致动这种致动器段或电极对(例如图17中的71e)可以实现薄膜20的曲率的离散变化。例如可能通过完全关闭或打开单独的致动器段来避免致动器的连续调节。关闭一个致动器段71e会导致0.25dpt或0.5dpt的屈光力的变化。通过为致动器段的不同组合提供电力,可实现大范围的焦度组合。这些离散的变化可以通过特定的(例如使用者的眼睑4,或佩戴镜片的人的晶状体的变形的)移动模式被触发,可以由下面进一步描述的处理单元90相应地处理。

图5示出了将液体从贮存器材积42传送到镜片材积41的又一办法。与图3相比,镜片材积41现在填充有透明的疏水性液体50a,而其中留在贮存器材积42中的液体是亲水性液体50b,使得在各个扇区420中,界面50c形成于亲水性液体50a和疏水性液体50b之间。

在此,泵送工具700被配置为在留在各自的扇区420中的亲水性液体50b和嵌入壁425中的周围的电极之间施加电压,并且朝向亲水性液体50b电绝缘并包围各自的扇区420,使得各自的界面50c朝向镜片材积41移动,从而将疏水性液体50a推入镜片材积41中,使得薄膜20的所述曲率可调区域23的曲率增加而镜片的焦距减小,其中当所述电压降低或关闭时,薄膜20的张力导致相应的量的疏水性液体50a从镜片材积41流回到贮存器材积42中。

图6示出了图5中所示的实施方式的变体,其中现在与图5相反,贮存器材积42包括周向贮存器部分421,该周向贮存器部分沿着镜片材积41在镜片1的径向方向r上进一步向外周向地延伸,并且经由所述扇区420连接到镜片材积41。扇区420和贮存器部分421优选地嵌入到支撑结构31中,该支撑结构,防止由镜片1的使用者的眼睑4对贮存器材积21的压缩。如图6所示,贮存器部分421可以至少部分地包括有蜿蜒的形状。

此外,图7示出了图3中所示的类型的本发明的实施方式,其中与图3相反,镜片1现在包括第一组相邻的扇区420和第二组相邻的扇区420,该第一组相邻的扇区420布置在镜片1的边界地带24的第一部24b中,该第二组相邻的扇区420布置在镜片的所述边界地带24的相对的第二部24c中,其中,当镜片1依附到使用者的眼睛的表面,当眼睛处于打开的位置时,使用者的眼睑4的上睑4a停留在边界地带24的所述第一部24b上,并且至少部分地覆盖第一组扇区420,而下睑4b停留在所述边界地带24的所述第二部24c上,并且至少部分地覆盖第二组扇区420。第一和第二部24b、24c之间的其余的边界地带24优选地没有扇区420,以便为电能源110(例如电池)和控制器90以及传感器工具80提供空间。传感器工具80包括三个传感器800、801、802,其中这些传感器各个都包括光源(例如led)和光敏元件(例如光电二极管)。

优选地,这三个传感器800、801、802被配置为借助于各自的光源发射光,并且借助于各自的光敏元件来检测被使用者的眼睛或眼睑或晶状体所散射回来而所发出的光。

如图7所示,这三个传感器800、801、802被优选地布置在虚拟三角形的角上。

此外,当眼睛处于打开的位置时,所述传感器工具80、所述电池110和所述处理单元90被布置在镜片1的未被上睑4a和下睑4b所覆盖的地带中,其中特别地,能量源110和处理单元90被布置在镜片材积41的相对的侧上,并且其中传感器工具80的所述三个传感器800、801、802被布置在所述虚拟三角形的角上的镜片材积41的周围,其中一个传感器802被布置在镜片材积41旁边的镜片的中心线上,并且其中其余的两个传感器中的一个传感器801被布置成更靠近上睑4a,而其余的两个传感器800、801中的另一个传感器800被布置成更靠近下睑4b(与眼睛的打开的位置有关,并且镜片1依附于眼睛的表面)。

此外,图8示出了根据本发明的镜片1的实施方式,该镜片包括贮存器材积42,该贮存器材积包括布置在镜片1的相对的侧上的两个分开的腔室42a和42b,使得镜片材积41被布置在这两个腔室42a、42b之间。此外,腔室42a、42b各自包括用于分别地经由贮存器通道422将液体50泵送进入镜片材积41中的泵送工具700,以便如本文所述,调节镜片1的焦距。

为了把镜片材积41和分别的腔室42a、42b分开(例如以便防止由于薄膜20的张力而引起的被传送的液体回流到腔室42a、42b内),各个贮存器通道42都包括了阀75(例如如本文所述)。借助于这些阀,贮存器材积与镜片材积之间的液体的流动可以被阻挡,使得这些阀75也形成了根据本发明的保护工具。

在这种情况下,图9示出了图8中所示的实施方式的修改,其中镜片1现在包括单个的腔室或贮存器材积42,并且泵送工具700和阀75两者形成了根据本发明的,被布置在将贮存器材积与镜片材积41连接的贮存器通道422中的保护工具。

图10示出了根据本发明的镜片1的又一实施方式,其中镜片1包括至少一个形成贮存器材积42的一部分的贮存器通道422,经由所述贮存器通道422,贮存器材积42,即周向贮存器部分421,可以流体地连接到镜片材积41。

为了将液体50从贮存器材积42传送到镜片材积41,镜片1包括了压电元件701形式的多个致动器元件701,该致动器元件沿着至少一个贮存器通道422在贮存器通道两侧上布置,并且该致动器元件各自被配置为侧向地(例如在基底元件10或薄膜20的延伸平面内)压靠至少一个贮存器通道422的相关的可变形的侧壁(例如软的薄膜)423,以将液体50从贮存器材积42推入镜片材积41内。

为了保护贮存器材积42免受佩戴镜片1的使用者的眼睑施加在贮存器材积(特别地是周向部分421)上的负载,镜片1包括了以支撑结构为形式的保护工具,该保护工具包括至少部分地从上方覆盖贮存器材积42的(刚性顶部34薄膜20可以连接到其上),以及包括刚性底部33(例如由镜片1的基底元件10形成并从下方覆盖贮存器材积42)。每个致动器元件701可分别经由可变形的材料层35、36连接到刚性底部33以及刚性顶部34,该材料层比刚性顶部34和刚性底部33更软。

此外,在本发明的实施方式中,刚性顶部34通过由所述支撑结构包括的至少一个柱杆37支撑在刚性底部33上,其中该至少一个柱杆37在刚性顶部34和刚性底部33之间延伸。

优选地,沿着至少一个贮存器通道422并在通道422的两侧布置的泵送工具700的致动器元件701以连续的方式致动,以将液体从贮存器材积42压入镜片材积41内。

图11示出了图10中示出的实施方式的变体,其中与图10相反,致动器元件(例如压电元件)701连接到支撑结构的刚性顶部34,并且被布置在所述刚性顶部34和至少一个贮存器通道422的可变形壁423(例如可变形的顶层,特别地是软的薄膜)之间,在背向基底元件10的的可变形壁423的一侧上。在此,致动器元件701连接到该至少一个通道422的可变形壁423,并且被配置为压靠该至少一个贮存器通道422的可变形壁423,以便例如从上方压缩该至少一个贮存器通道,并且将液体从贮存器材积422压入镜片材积41中。此外,可变形壁或顶层423在平行于镜片1的光轴z的方向上面向基底元件10。

而在图12中示出的另一实施方式中,致动器元件701形成为对应于镜片1的光轴z,同轴地布置在镜片材积41的周围的环形(或圆柱形)的压电元件701。在此,压电元件701被布置在在径向上比镜片材积的最外边缘更靠外,而周向贮存器部分421被布置在径向上比最外面的压电元件701更远的,同时该至少一个贮存器通道422从贮存器部分421延伸到镜片材积,并越过压电元件701。

特别地,在图12中,所述致动器元件701被配置为当被致动时,在与镜片1的所述光轴z重合的轴向方向上扩张,使得所述致动器元件701从下方压靠该至少一个贮存器通道422的可变形壁(例如底部)423,以将液体从贮存器材积422推入镜片材积41中。

同样在此,镜片1的支撑结构包括刚性顶部34,该刚性顶部至少部分地从上方覆盖贮存器材积42以及包括刚性底部33(例如由镜片的基底元件10形成从下方覆盖贮存器材积42)。现在每个致动器元件701经由可变形的材料层35连接到刚性底部33,该可变形的材料层35比刚性顶部34和刚性底部33更软,并且被布置在所述刚性底部33与该至少一个贮存器通道422的可变形壁(例如底部)423之间。此外,在每两个相邻的致动器元件之间可以在该至少一个贮存器通道422的下方布置有可变形的材料(例如软聚合物)38a。

特别地,如图12所示(这也可以在图10和11中完成)每个致动器元件(例如压电元件)701可以借助于方波电压来致动,其中该方波电压全部都包括有对应于彼此的相移,使得致动器元件701从外侧连续向内扩张,以便压靠分别的贮存器通道422的可变形壁423,并且由此将液体从贮存器材积422压向镜片材积41。

如图12进一步所示,刚性顶部34可以通过由所述支撑结构包括的至少一个柱杆37支撑在镜片1的刚性底部33上,其中所述至少一个柱杆37优选地在刚性顶部34和刚性底部33之间延伸,并且优选地布置在分别的通道422的外部的相邻的致动器元件701之间。

此外,同样在至少一个贮存器通道422的外部,可以在致动器元件701和刚性顶部34之间布置有可变形的材料38b(例如软聚合物)。

图13示出了图12所示实施方式的修改,其中现在所述环形压电元件701被配置为当被致动时,在垂直于所述光轴z展开的径向方向r上(即向内地朝向镜片材积41)扩张,使得所述致动器元件701使该至少一个贮存器通道422的可变形壁(例如底部)423变形,以将液体从贮存器材积422推入镜片材积41中。这是可能的,因为由于压电元件701的移动,所述可变形壁423可以形成朝向镜片材积41行进的凸起,从而将液体50推入镜片材积41中。

同样,镜片1的支撑结构可以包括刚性顶部34,该刚性顶部至少部分地从上方覆盖贮存器材积42,以及包括刚性底部(例如由镜片1的基底元件10形成)33,其中每个致动器元件701可以经由比刚性顶部34和刚性底部33软的可变形的材料层35连接到刚性底部33,并且布置在所述刚性底部33和该至少一个贮存器通道422的可变形壁(例如底部)423之间。此外,在相邻的致动器元件701之间可以布置有可变形的材料(例如软聚合物)。

特别地,如图13所示,所述环形致动器元件(例如压电元件)701可以同样各个借助于方波电压来致动,其中该方波电压包括有相移,使得压电元件701从外侧依次向内扩张,以使分别的贮存器通道422的可变形壁423变形,并且由此将液体从贮存器材积422压向镜片材积41。

此外,如图13所示,刚性顶部34通过由所述支撑结构包括的至少一个柱杆37a、37b支撑在刚性底部33上,其中所述至少一个柱杆优选地在刚性顶部34和刚性底部33之间延伸。详细地说,内侧柱杆37a可以在径向方向r上布置在最内侧的环形致动器元件701内部,而外侧柱杆37b可以在径向方向上布置在最外侧的环形致动器元件701的外部。

此外,在至少一个贮存器通道422的外部,环形致动器元件701可以经由可变形的材料层36连接到刚性顶部34,该可变形的材料层可以连接到形成支撑结构的一部分的刚性元件39,该刚性元件39可以反过来连接到所述刚性顶部。

图14示出了具有用于驱动泵送工具700的环形致动器元件701的又一实施方式,其中在此,被使用的单个环形致动器元件701,优选地以压电元件701的形式,该致动器元件被配置为被致动,以使得留在贮存器材积42中的液体被压入镜片材积41内,其中所述致动器元件701配置为当被致动时在垂直于镜片1的光轴z展开的径向方向r上向外膨胀,使得所述致动器元件701压缩贮存器材积42的周向贮存器部分421,该周向贮存器部分421经由至少一个贮存器通道422流体地连接到镜片材积41,以便将液体从贮存器材积42推入镜片材积41中。

在此,支撑结构可以包括刚性顶部34,该刚性顶部至少部分地从上方覆盖贮存器材积42(例如周向贮存器部分422和该至少一个贮存器通道422的至少一部分),以及包括刚性底部(例如由镜片1的基底元件10形成从下方覆盖贮存器材积42),其中环形致动器元件701可经由可变形的材料层35、36分别连接到刚性底部33和刚性顶部34,该层35、36比刚性顶部34和刚性底部33更软。

此外,刚性顶部34通过由所述支撑结构包括的至少一个柱杆37支撑在刚性底部33上,其中所述至少一个柱杆37可以在径向方向上布置在致动器元件701的外部,并且可以形成周向贮存器部分421的(例如周向的)侧面外壁37。

此外,图15和图16示出了根据本发明的使用包括有弯曲致动器元件701的泵送工具700的镜片1的实施方式。

特别地,根据图15,这些弯曲致动器元件701被布置在贮存器材积的单独的腔室426上方,该腔室426经由贮存器通道422连接到镜片材积41。在此,致动器元件(压电元件)701被配置为当被致动时朝向各自的腔室426弯曲,以在各自的致动器元件701弯曲时压缩各自的腔室426,使得液体50从贮存器材积42被推入镜片材积41中。

在此,支撑结构可以包括从上方覆盖各自腔室426的刚性顶部34,以及包括刚性底部33(例如由镜片1的基底元件10形成从下方覆盖贮存器材积42),其中弯曲致动器元件701连接到刚性顶部,特别是经由各自的腔室426的刚性但仍可变形的侧壁37,该侧壁连接刚性顶部34与刚性底部33,,其中特别地,各自的弯曲致动器元件701还形成各自的腔室426的壁(例如顶层)的一部分,并且可以与刚性顶部34包围空气间隙426a。

此外,图16示出了图15所示的实施方式的变型,其中在此与图15相反,弯曲致动器元件701被布置在贮存器通道422的顶部,并沿着贮存器通道422,该贮存器通道将贮存器材积42的周向贮存器部分421流体地连接到镜片材积41,并且该致动器元件被配置为当被致动时朝向至少一个贮存器通道422弯曲,以便在弯曲各自的致动器元件701时压缩至少一个贮存器通道422,使得液体50从贮存器材积422被推入镜片材积41中。

在此,支撑结构可以包括刚性顶部34,该刚性顶部至少部分地,特别地为至少一个贮存器通道422,从上方覆盖贮存器材积42,以及包括刚性底部33(例如由镜片1的基底元件10形成从下方覆盖贮存器材积),其中各个致动器元件701可以,特别地经由可部分地变形的底座39,连接到刚性顶部34,其中特别地,弯曲致动器元件701形成至少一个贮存器通道422的壁(例如顶层)的一部分,并且各个该弯曲致动器元件可以与刚性顶部34包围空气间隙422b。

如图19所示,可以致动/控制本文所述的单独的泵送工具700(特别地是其致动器70或单独的致动元件701,诸如本文所述的压电元件,以及一个或多个阀75)。据此,隐形镜片1包括(例如根据本发明的实施方式的)传感器工具80,该传感器工具被配置为感测佩戴隐形镜片1的人(使用者)的移动,并且响应于所述人的预定的移动,提供处理单元90可访问的输出信号。特别地,所述移动是佩戴隐形镜片1的所述使用者的眼睛2的晶状体或眼睑4的移动。处理单元90被配置为响应于由传感器80所提供的输出信号来致动泵送工具700(即分别的致动器70、致动元件701或一个或多个阀75),以便将液体从贮存器材积42传送到镜片材积41,或反之亦然。此外,电能量源110被布置在隐形镜片1中,该电能量源为部件70、80、90提供必要的电力。

特别地,传感器工具80可以是以下之一:光敏元件、压力感测元件、电容感测元件、热传感器,特别是电阻器,或者如图7所示的三个传感器800、801、802的布置。此外,例如,将光敏元件布置在隐形镜片1中,使得其可以被眼睑覆盖,并且因此可以产生可以用于控制处理单元90的信号。电阻器可用于确定眼睑4的位置,因为其对从眼睑4传送到电阻器的热敏感。例如,电阻器可以沿隐形镜片1的外围延伸。

此外,电能量源110可以是能够以上面已经描述的各种不同方式充电的电池,例如借助于感应充电的电池。此外,例如,太阳能电池120可以用于为电池110充电,该太阳能电池可以像电池110一样布置在镜片材积41的外部的环构件30的外面上。

此外,传感器80还可以通过例如测量致动器70的电容来感测隐形镜片的状态。这可以通过将高频感测信号叠加到致动器信号来完成。感测信号允许测量致动器的电容。

最后,图18示出了根据本发明的用于制造隐形镜片1的方法。

据此,设有基底元件10以及透明且可弹性地变形的薄膜20(见图19a),该薄膜包括连接到薄膜20的后侧22的环构件30,可以设有如上所述的另外的部件(例如支撑结构31、泵送工具700、控制器90、传感器工具80和/或能量源110),并被安装到基底元件10(图19a)。

接下来,在将薄膜20结合到基底元件10之前,将所述液体50填充入薄膜20,其中所述液体50填充到由薄膜20形成的凹陷51中,该凹陷可以使用作用于薄膜20的前侧21的中间缺失的v形成(图19b),其中之后再将基底元件10结合到薄膜20(图19c)。最后,将镜片材积41和/或贮存器材积42中存在的气体去除,该去除被表示为脱气(见图19d和e)。

图20结合图21和图22示出了根据本发明的镜片1的又一实施方式,特别地是隐形镜片1的形式。在此,镜片1依次包括具有后侧12和背向后侧12的前侧11的透明的基底元件10,和连接到所述基底元件10的透明且可弹性地扩张的薄膜20,其中所述薄膜20包括面向基底元件10的所述前侧11的后侧22,和连接到所述薄膜20的环构件30(镜片成形器),使得环构件30限定薄膜20的曲率可调区域23。此外,镜片1包括与薄膜20的所述曲率可调区域23相邻的镜片材积41,该镜片材积41由环构件30、薄膜20和基底元件10所界定。此外,镜片1包括布置在镜片1的边界地带24中的(例如周向的)贮存器材积42,其中所述两个材积41、42各填充有透明的液体50。

为了调节薄膜20的所述区域23的曲率,镜片1还包括电渗泵170形式的泵送工具700,该泵送工具被配置为用于将透明的液体50从贮存器材积42传送到镜片材积41,或反之亦然,使得薄膜20的所述曲率可调区域23的曲率变化,以及镜片1的焦距也变化。因此,可以根据镜片1的调节后的焦度以可变的方式影响通过镜片材积41(例如经由区域23、液体50和基底元件10)的光。

特别地,电渗泵170包括夹在组件170的第一(顶部)电极171和第二(底部)电极172之间的多孔薄膜173。

电渗泵170将贮存器材积42的上部隔室174与贮存器材积42的下部隔室175分离,该下部(或上部)隔室175与镜片材积41以流体连通。下部隔室175可以包括用于支撑渗泵170/多孔薄膜173的支撑结构176。支撑结构可以形成为多个支柱176。

通过经由所述电极172、173向多孔薄膜173施加适当的电压,多孔薄膜173以已知的方式将液体50从上部隔室174泵送到下部隔室175(或反之亦然),并且因此该液体进入镜片材积41,或从下部隔室175进入上部隔室174(或反之亦然),并且因此该液体从镜片材积41进入贮存器材积42。泵送可以根据本文所述的原理来控制,也参见下文。

图23结合图24示出了本发明的又一更通用的实施方式。在此,贮存器材积42可以具有任意形状,并且可以放置在镜片1的周边的某处。贮存器材积42通过至少一个通道177连接到镜片材积41,该镜片材积41又由具有所述曲率可调区域23的薄膜20所界定,该区域可以借助于环构件(镜片成形器)以被限定,该环构件未在图23至24中示出。

同样在此,贮存器材积42包括上部隔室174,其中所述上部隔室与通过电渗泵170经由所述通道177连接到镜片材积41的下部隔室175分离,其中所述上部隔室同样包括了第一(上部)电极171和在多孔薄膜173的任一侧上的第二(下部)电极172。同样在此,通过向电极171、172施加合适的电压,可以在两个方向上穿过多孔薄膜173泵送液体50,使得薄膜20的区域23的曲率可以被调节,并且因此镜片1的焦度影响了经由薄膜20的所述区域23行穿过镜片材积41和其中的液体50的光。

根据图25所示的实施方式,镜片1可以包括基底元件10,该基底元件包括用于接纳环构件30和电渗泵170的凹部,使得贮存器材积42形成于/被包围于薄膜20和基底元件10,并且使得镜片材积41被薄膜20、环构件30和基底元件10所包围。将下部隔室175连接到镜片材积41的所述通道177可以在基底元件10中,或在基底元件10和环构件30之间形成。

此外,如图25所示,电渗泵170可以被布置或附接到环构件30的侧表面30a,该表面30a将环构件30的上面侧30b连接到例如圆形的环构件30的下面侧30c。

可替代地,如图26所示,电渗泵170可以附接到环构件30的所述下面侧30c。如将在下面关于图28和29所解释的,这种配置对于在镜片1的制造期间安装镜片1的部件是有利的。

此外,图27示出了图26中所示的实施方式的变体,其中在此,镜片1包括特别地与环构件30分开的又一环构件300。带有两个环构件30、300的这种配置允许选取和放置流体单元,即镜片材积41。

现在,关于组件的选项,图28示出了将电渗泵170预组装在环构件30或300上的可能性,其中没有电子部件布置在薄膜20上或基底元件10上。而特别地,所有电子件都安装到环构件30,以及来自电源接口185(未示出)的电连接、电池110(未示出)的所有电连接件,和电渗泵170的电连接完全集成于此区块上,使得在镜片元件10和环构件30结合之后,不需要额外的布线。特别地,带有集成部件和液体50的环构件30,或液体50的包围材积(例如镜片材积41)被布置在基底元件10上。之后,将薄膜20放置在环构件30、液体50和基底元件10的顶部上以最终完成镜片1。

根据图29所示的改变,可以通过将具有其集成部件(特别地是泵组件170)的环构件30预安装在薄膜20上,可以做到快一步的集成。在此,液体50被布置在基底元件10上,以及然后通过将带有附接的环构件30的薄膜20结合到基底元件10,以密封基底元件10。

图30示出了组装过程的又一变体。在此,液体50被填充/附接到薄膜20,并且带有集成的电渗泵170的环构件30被布置在基底元件10上。之后,薄膜20与液体50一起结合到基底元件10。

而图31示出了组装过程的另一变体。在此,液体50被填充到基底元件20,并且带有集成的电渗泵170的又一环构件300被布置在基底元件10上。此外,环构件30被布置在基底元件10上。之后,薄膜20被布置在基底元件10上,覆盖环构件30、300并密封镜片1。

图32结合图33至图36示出了根据本发明的镜片1的又一实施方式,其中特别地,ca表示了所谓的透光孔径。

同样在此,镜片1包括具有后侧12和背向后侧12的前侧11的透明的基底元件10,和连接到所述基底元件10的透明且可弹性地扩张的薄膜20,其中所述薄膜20包括面向基底元件10的所述前侧11的后侧22,和连接到所述薄膜20的环构件30,使得环构件30限定薄膜20的曲率可调区域23。此外,镜片1包括与薄膜20的所述曲率可调区域23相邻的镜片材积41,该镜片材积41由环构件30侧向的界定、由薄膜20向上地界定和由基底元件10向下地界定。此外,镜片1包括布置在镜片1/基底元件10的边界地带24中的贮存器材积42,其中所述两个材积41、42各自填充有透明的液体50。

为了调节薄膜20的所述区域23的曲率,镜片1还包括泵送工具,该泵送工具被配置为用于将透明的液体50从贮存器材积42传送到镜片材积41,或反之亦然,使得薄膜20的所述曲率可调区域23的曲率变化,并且镜片1的焦距也变化。因此,可以根据镜片1的调节后的焦度以可变的方式影响通过镜片材积41(例如经由区域23、液体50和基底元件50)的光。

特别地,泵送工具包括第一电渗泵170或由第一电渗泵170形成,第一电渗泵170包括夹在第一泵170的第一(顶部)电极171和第二(底部)电极172之间的多孔薄膜173,同样有又一第二电渗泵270,该第二电渗泵还包括夹在第二泵270的第一(顶部)电极271和第二(底部)电极272之间的多孔薄膜273(见图41或图42)。

电渗泵170、270二者分别地将贮存器材积42的上部隔室174、274与贮存器材积42的下部隔室175、275分开,其中分别的上部隔室174、274被布置在相关联的下部隔室175、275上。

特别地,分别的泵170、270被配置为将液体50从分别的上部隔室174、274泵送入相关联的下部隔室175、275中,并且由此进入镜片材积41中,或者从分别的下部隔室175、275到分别的上部隔室174、274,并且由此从镜片材积41进入贮存器材积42中,这取决于施加到分别的泵170、270的所述电极171、172、271、272的电压。

为了将适当的电压施加到多孔薄膜173、273,分别的电渗泵170、270包括用于将电池110连接到分别的第一电极171、271的第一接触引线171a、271a,以及用于将所述电池110连接到分别的第二电极172、272的第二接触引线172a、272a,其中特别地,分别的第一接触引线171a、271a布置在分别的电渗泵170、270的第一端170a、270a处,而其中特别地,分别的第二接触引线172a、272a布置在分别的电渗泵170、270的相对的第二端170b、270b处。

优选地,泵170、270二者包括有曲线形状,并且特别地,分别地遵循周向的圆弧的线形。

如图32所示,基底元件10包括在基底元件10的前侧11上的周向的(例如圆形的)凹部10a,薄膜组件170、270放置在该凹部的顶部上,使得凹部10a形成下部隔室175、275的底部和侧壁,而上部隔室174被布置在各自的泵170、270的顶部上,并且在薄膜20的下方。

特别地,电渗泵170、270的第一端170a、270a面向彼此。类似地,泵170、270的第二端170b、270b面向彼此,其中通道177分别地被布置在所述第一端170a、270a和所述第二端170b、270b之间,其中各个通道177在环构件30下方延伸进入镜片材积41中,使得下部隔室175经由通道177与镜片材积41以流体连通。在图32中用虚线指出了可能的液体流动。

此外,优选地,为了使电渗泵170、270相对于凹部10a对齐,凹部10a包括了两个相对的台阶10b(见图36),用于将所述第一和第二电渗泵170、270相对于凹部10a对齐。此外,优选地,基底元件10还包括另一个周向的台阶10c(见图36),用于使环构件30相对于基底元件10对齐。

如前所述,根据图32的实施方式也可以包括如图37所示的支撑结构。特别地,镜片1可以包括被布置在下部隔室175中的支撑结构182,用于支撑所述第一和第二电渗泵170、270。此外,镜片1可以包括被布置在上部隔室174中的支撑结构181,用于支撑所述第一和第二电渗泵170、172。特别地,支撑结构181、182保护隔室174、175、274、275的完整性。根据图37所示的实施方式,分别的支撑结构181,182可以由多个支柱181,182形成。

此外,镜片1还可以包括用于支撑环构件30和/或所述薄膜20的,通道177中的支撑结构。同样在此,分别的支撑结构183可以包括用于支撑环构件30的支柱183a或用于支撑薄膜20的支柱183b,该支柱保护各自的通道177的完整性。

此外,如图38所示,引线171a、271a、172a、272a、可以布线到外部的电池110或可以由处理单元190所控制的任何其他电池110,以按需调节焦度。

在此,特别地,第一或第二泵170、270可以如图41所示配置,即多孔薄膜173、273夹在第一(上部)电极171、271和(下部)第二电极172、272之间,其中第一接触引线171a、271a连接到第一电极171、271,并且经由绝缘体180与第二电极172、272绝缘,而在相对的端处的第二接触引线172a、272a连接到第二电极172、272,并且借助于又一绝缘体180与第一电极171、172绝缘。

然而,如图39所示,电池110(或若干个分开的电池单元110)也可以布置在贮存器材积42中,特别地是在下部隔室175、275中。

在此特别地,泵170、270可以如图42所示被配置。同样,分别的多孔薄膜173、273被夹在第一(上部)电极171、271和(下部)第二电极172、272之间,其中第一接触引线171a、271a经由导体和可以借助于处理单元190控制的控制元件,连接到第一电极171、271,其中绝缘体180被布置在电极171、271、172、272与第一引线171a、271a之间。此外,电池110(或多个电池110)被布置在第一引线171a、271a和第二电极172、272之间。在此,(一个或多个)第二引线172a、272a可以由电池110与第二电极172、272的接触点所形成。然而,电池110的各个负极也可以在例如第二电极172、272的相对端处连接到普通的第二接触引线172a、272a(未示出)。

此外,如图44所示,镜片1可以包括被配置为对电池110进行感应充电的电源接口185(例如电感或rf线圈)。这种电源接口可以存在于渗泵的镜片1的所有的实施方式中。

如图43中进一步所示,镜片1可以包括传感器组件80(这种传感器组件也可以存在于渗泵的镜片1的所有的其他的实施方式中),该传感器组件被配置为检测以下之一:眼睑的移动、全部闭合的眼睑或部分闭合的眼睑,并产生指示所述检测到的移动或眼睑状态(完全或部分闭合)的相应的控制信号。优选地,传感器组件80被配置为执行电容式、电感式或阻抗测量。

特别地,如图43中所示,传感器组件80包括两个间隔开的传感器801、802(例如光电二极管),特别地是该传感器相对于彼此正好相反地被布置,使得他们可以被用于差动感测,以补偿环境条件,诸如外部照明、空气中的湿度变化、泪的流体中的化学变化(例如离子浓度)。

此外,为了控制镜片1的焦度的调节,镜片1特别地包括处理单元190(这种单元190也可以存在于渗泵的镜片1的所有其他实施方式中),该处理单元被配置为取决于传感器组件80的所述控制信号和/或取决于由所述电源接口185所接收的调制电源信号形式的控制信号来控制电渗泵170、270。

优选地,如图43和44所示,电源接口185、传感器组件80和处理单元190被安装到环构件30。

根据具体的实施方式,电源接口185、传感器组件80和处理单元190可以安装在载体186上,该载体优选地由柔性印刷电路板(fpc)所形成,其中环构件30也被安装在该载体186上,或由载体186所形成。

如图43和图44所示,镜片1的其他(例如电的)部件可以被集成在载体(例如fpc)186上,并/或可以被布置在基底元件10上的专用的安装空间ea1、ea2中(例如在(一个或多个)通道177中)。这样的部件ec可以是:传感器组件80的一个或多个传感器801、802,整个传感器组件80,电力转换器,整流器电路,稳压电路,电池充电电路,数据存储设备(例如eeprom),用于检测和控制用于眼睑移动同步功能(诸如眼睑感应充电、眼睑辅助液体泵送等)的时间的电路。还可在所述载体上集成像带有降低功耗(例如从最大开关电压降到最小保持电压)的自动待机模式或睡眠模式,或故障检测(例如短路、电池没电)的功能。

特别地,所述载体186可以包括用于承载上述部件ec,特别地是单独的传感器801、802的一个、两个或多个突起地带186a。

在图44中,详细地示出了在本文中也被表示为翼的这种突起地带。在此,所述翼186a从载体186的一部分(例如fpc)突起,该载体承载(或形成)环构件30,也承载电源接口185。

这种翼186a可以包括用于将翼186a上的部件ec电连接到电池或渗透薄膜组件170的接触构件187(例如焊盘或压力接触件)。翼186a可以被布置在镜片1的通道177中。

在载体186包括两个这样的翼186a的情况下,当载体186被安装到基底元件10时,即在地带ea1,ea2处,这些翼186a可以被布置在如图43所示的实施方式的相对的通道177中。可替代地,如图43所示,也可以用使用独立的导体w、w’、w”的离散的布线线接电池110的接头110a、110b至地带ea1、ea2中的部件ec或至泵170,而非带有集成的接触构件187的翼186a。

图45还示出了本发明的另一方面,即光学装置,在此以用于视力的矫正的眼镜的形式,该眼镜包括了可由眼镜框架s’所保持的根据本发明的两个镜片1。

图46进一步示出了根据本发明的带有被布置在存储容器d中的镜片1的存储容器d的形式的本发明的一方面,其中该存储容器d包括感应线圈c,以用于经由镜片1的电源接口185对镜片1的电池110进行感应充电。

根据本发明的镜片的使用是非常通用的,并且还包括但不限于的装置诸如:视觉系统、眼科镜片(隐形镜片和眼内镜片)、眼科装备诸如综合屈光检查仪、折射计、眼底照相机、沉淀物生物识别、视野计、折射计、眼压计、色盲测定器、对比敏感度仪、内皮显微镜、色盲检验镜、双眼视力计、oct、罗达测试(rodatest)、检眼镜、rta、裂隙灯显微镜、手术显微镜、自动折射计、角膜曲率计、共焦成像仪、轴角调整(沙伊姆弗勒,scheimpflug)相机、波阵面像差仪、瞳孔计、皮肤激光器、眼睛激光器、耳镜、喉镜、拉曼光谱仪、便携式光谱仪、光动力学诊断;以及照明装置、照明器材、用于机器视觉的装置、激光加工装置、用于进行灯光秀的装置、打印机、度量装置、(例如头戴式)眼镜、增强现实或虚拟现实显示器、医疗装置、机器人摄像头、运动跟踪装置、显微镜、望远镜、内窥镜、双筒望远镜、监控摄像头、汽车设备、投影仪、测距仪、条码阅读器、和网络摄像头、光纤耦合、生物识别装置、电子放大镜(electronicmagnifiers,电子放大器)、运动跟踪、人工晶状体、移动电话、军用品、数码相机、网络摄像头、显微镜、望远镜、内窥镜、双筒望远镜、研究,工业的应用。

尽管示出和描述了本发明的当前优选实施方式,但应清楚地理解,本发明不限于此,而是可以在所附权利要求的范围内以其他方式多种地体现和实践。

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