学元件12压住位于对面的支撑结构44的顶点46。在这种情形中，可变形光学元件12不必附接到盖罩24。
[0029]位于对面的支撑结构44优选地是圆盘形刚性透镜，其包括中心光学器件48和触觉器件50。第二流体隔间52由可变形光学元件12与位于中心的支撑结构44之间的空间形成。因此界定了并入有两种流体介质的封闭系统，其中可变形光学元件12的每一侧上各一种介质，每一种介质在密封隔间中。封闭环境内的流体动力学比例如图1所示的系统等开放系统要有效。它们对于在便携式光学系统内使用也要方便得多。
[0030]造成可变形光学元件12的曲率变化的移动可通过改变移动结构元件38或位于对面的支撑结构44或可变形光学元件12的位置来产生。这些结构的移动可产生对称的曲率变化或不对称的变化，例如产生棱镜连同曲率变化所需要的变化。这些结构的移动可由任何外部产生的力驱使，例如电磁场、压电换能器或机械杠杆力(见图7)。驱使形状变化所需要的元件可包含在中空透镜隔间内或在其外面。
[0031]可通过用铰链(图7)或扶壁(未图示)选择性地限制移动结构元件38的移动来导致产生棱镜。铰链防止移动结构元件38的一侧平行于光学轴A-A行进，但允许相对侧移动。结果是使可变形光学元件12倾斜的倾斜效果，进而导致流体介质的界面产生相同倾斜，从而引入棱镜。棱镜可均匀地分布在可变形光学元件12的光学区上，只要在可变形光学元件12的顶点与盖罩24之间没有粘合。
[0032]棱镜可用来有利于双目光学系统，例如三维相机，尤其是在其由控制调焦机构的相同系统调制的情况下。针对人类视觉系统恰当格式化的光学图像被准确地并且在没有解译并重新配置视觉图像的软件系统通常遇到的时间延迟的情况下转换为数字信息。对面的支撑结构44可并入有美国临时专利申请61/514，746的负压膨胀型透镜来以各种方式组合本发明的调制棱镜的能力与负压膨胀型透镜的改变焦距的能力，以在任何距离处模拟全场三维人类视觉体验。
[0033]在人眼内，通过使用铰链限制移动结构元件38的移动提供优于自适应眼内晶状体设计中通常出现的圆周均一设计的两个机械优点。在图7中，杠杆臂70在一端处由铰链72约束，因此形成二级杠杆臂，其中自适应透镜74充当“负荷”，并且自由端76充当力矢量的杠杆臂，如图所示。在眼睛中，由睫状肌对晶状体囊的牵引供应力，这将杠杆臂70与固定臂78按压在一起，进而压缩自适应透镜74。为了将图7所示的杠杆应用于移动结构元件38的移动，移动结构元件38形成杠杆臂70。归因于在移动结构元件38两侧上的折射介质的一致性，所产生的棱镜效应是微不足道的；然而，由睫状肌对自适应透镜74的作用所施加的机械力由因此形成的二级杠杆臂的效应放大。采用二级杠杆系统的另一个优点涉及减少在晶状体置换程序期间大部分可移动部分在眼睛的晶状体囊的小切口内的能力。
[0034]图7所示的二级杠杆布置70可用来在自适应透镜系统10的透镜隔间28内移动结构元件38，或者所述杠杆布置70可结合自适应透镜74独立地起作用以形成眼内自适应透镜系统，其中睫状肌作用所施加的机械力致使透镜74变形。
[0035]本发明在如图1所示的开放系统或如图3所示的自持式封闭系统内工作。移位的液体可排放到开放空间或可膨胀隔间(例如注射器和可变形容器)中，或者它可沿着光学轴A-A轴向移位以更改次级光学元件(未图示)的形状或位置。优选地，中心支撑结构44是凸起形状。或者，它可为任何形状，只要其浸入在折射率匹配的流体介质内并且可变形光学元件12的外围区自由地对机械力做出响应。这种设备可用来聚焦任何频率的电磁波，而且也可用来聚焦超声能量。
[0036]尽管上文已经论述了许多示范性方面和实施方案，但本领域的技术人员将认识到其某些修改、置换、添加和子组合。因此，希望将本发明解释为包括所有此类修改、置换、添加和子组合，这些属于其真实精神和范围内。
【主权项】
1.一种自适应透镜系统，其包括: i)透镜隔间，其包括透明罩； ii)可变形透明光学元件，其安装在所述透镜隔间中，所述光学元件包括上表面和下表面，并且进而在所述透镜隔间中在所述透明罩与所述上表面的至少一部分之间形成密封上腔室，并且也在所述下表面外部界定下区； iii)在所述上腔室中的第一透明流体介质和在所述下区中的第二透明流体介质，所述第一流体介质和所述第二流体介质具有不同的折射率； iv)结构元件，其位于所述上腔室中并且可在所述上腔室中相对于所述可变形光学元件移动以机械地啮合所述可变形光学元件以便进而更改所述可变形光学元件的曲率，进而更改所述自适应透镜系统的折射力或棱镜效应。
2.如权利要求1所述的自适应透镜系统，其中所述结构元件包括环形圆盘，所述环形圆盘在其内边缘的区域中包括可与所述可变形透明光学元件的所述上表面啮合的表面
3.如权利要求1所述的自适应透镜系统，其中所述结构元件可由压电构件移动。
4.如权利要求1所述的自适应透镜系统，其中所述结构元件可由电磁场移动。
5.如权利要求1所述的自适应透镜系统，其中所述结构元件的一端相对于所述可变形光学元件铰链式固定，并且所述结构元件的另一端自由地移动，并且借此，施加到所述结构元件的所述自由端的力移动所述结构元件的所述自由端，进而压缩所述可变形透明光学元件。
6.如权利要求1所述的自适应透镜系统，其中所述结构元件排放口40允许流体朝向盖罩24循环以填充由移动结构元件的移动留下的空隙
7.如权利要求1所述的自适应透镜系统，其中所述可变形透明光学元件通过由柔性外边缘附接到所述透镜隔间来安装在所述透镜隔间中。
8.如权利要求1所述的自适应透镜系统，其中所述可变形光学元件的所述上表面在其顶点处附接到所述透明罩。
9.如权利要求1所述的自适应透镜系统，其还包括相对的支撑元件，所述相对的支撑元件位于所述下区下方并且包括圆盘形刚性透明透镜，所述圆盘形刚性透明透镜与所述可变形光学元件在所述下区中形成第二密封腔室。
10.—种通过以下方式来控制透镜的焦距的方法:提供自适应透镜系统，所述自适应透镜系统包括可变形光学元件，所述可变形光学元件分离具有不同折射率的两种透明流体介质；并且通过移动结构元件与所述可变形光学元件接触来更改所述可变形光学元件的曲率，进而更改所述可变形光学元件的折射力或棱镜效应。
11.一种通过以下方式来为无晶状体眼睛提供调节的方法:在所述无晶状体眼睛的晶状体囊内提供自适应透镜系统，所述自适应透镜系统包括可变形光学元件，所述可变形光学元件分离具有不同折射率的两种透明流体介质；并且通过移动结构元件与所述可变形光学元件接触来更改所述可变形光学元件的曲率，进而更改所述可变形光学元件的折射力或棱镜效应。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中所述结构元件包括环形圆盘，所述环形圆盘在其内边缘的区域中包括可与所述可变形透明光学元件的所述上表面啮合的表面。
13.如权利要求10或11所述的方法，其中所述结构元件可由压电构件移动。
14.如权利要求10或11所述的方法，其中所述结构元件可由电磁场移动。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述结构元件的一端相对于所述可变形光学元件铰链式固定，借此，由睫状肌对所述晶状体囊的牵引所供应的力移动所述结构元件，进而压缩所述可变形透明光学元件。
16.一种用于定位在无晶状体眼睛的晶状体囊内的自适应透镜系统，其包括: i)第一杠杆臂，其具有第一自由端和第二端； ?)第二杠杆臂，其具有第一自由端和铰链式连接到所述第一杠杆臂的所述第二端的ΛΑ- _-上山弟一栖; iii)可变形透明光学元件，其位于所述第一杠杆臂与所述第二杠杆臂之间； 借此，由睫状肌对所述晶状体囊的牵引供应的力使所述第一杠杆臂和所述第二杠杆臂一起移动，进而压缩所述可变形透明光学元件。
【专利摘要】一种自适应透镜系统包括：i)透镜隔间，其具有透明罩；ii)可变形透明光学元件，其安装在所述透镜隔间中，所述光学元件在所述透镜隔间中在所述透明罩与所述光学元件的上表面之间形成密封上腔室，并且也在所述光学元件的下表面外部界定下区；iii)在所述上腔室中的第一透明流体介质和在所述下区中的第二透明流体介质，所述第一流体介质和所述第二流体介质具有不同的折射率；iv)结构元件，其位于所述上腔室中并且可在所述上腔室中相对于所述可变形光学元件移动以机械地啮合所述可变形光学元件以便进而更改所述可变形光学元件的曲率，进而更改所述自适应透镜系统的折射力或棱镜效应。
【IPC分类】A61F2-16, G02B3-14
【公开号】CN104541186
【申请号】CN201380010768
【发明人】加思·T·韦布
【申请人】加特·T·韦布
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2013年2月20日
【公告号】CA2864645A1, EP2820454A1, US20140368789, WO2013126986A1