CN102656483B - 改善的非圆形流体填充透镜光学元件 - Google Patents

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Abstract

一种密封的非圆形流体填充透镜的光学和机械设计，其能够提供各种光学倍率。流体透镜包括至少三个光学组件：至少一个几乎刚性的光学盘、至少一个几乎柔性的光学膜以及透明流体的层，该透明流体的层经由流体通道连接到储液器，容纳在储液器中的过量流体可以被提供以增大流体透镜内的流体容积来改变流体透镜的倍率。流体透镜能够提供球面和象散误差的校正，并且利用轮廓化的膜来将图像象差最小化。

Description

改善的非圆形流体填充透镜光学元件
技术领域
本发明的实施例涉及由流体填充的透镜，尤其涉及可变的流体填充透镜。
背景技术
从约1958年起就已经知道了基本的流体透镜，如美国专利No.2,836,101中所描述的，通过引用方式将其全部结合在这里。更近的示例可以在由Tang等人所著的“Dynamically Reconfigurable Fluid Core FluidCladding Lens in a Microfluidic Channel”(Lab Chip，2008年第8期第395页)以及WIPO公报WO2008/063442中找到，这二者都通过引用方式全部结合在这里。流体透镜的这些应用涉及光子学、数字电话和摄像机技术、以及微电子学。
流体透镜也被建议用于眼科应用(例如，见美国专利No.7,085,065，通过引用方式将其全部结合在这里)。在所有这些情况下，都不得不把流体透镜的优点(包括宽动态范围、提供适应性校正的能力、耐用性和低成本)针对孔径尺寸、泄漏趋势、性能的一致性等因素进行平衡。例如’065专利已经公开了涉及改善用在眼科应用中的流体透镜中的流体的有效密封的几种改善和实施例，但是不局限于它们(例如，见美国专利No.6,618,208，通过引用方式将其全部结合在这里)。流体透镜的倍率(power)调整可以通过由电浸润、施加超声脉冲以及在引入膨胀剂(例如水)时利用交联聚合物中的膨胀力等方式将附加流体注入到透镜腔中来实现。
在所有这些情况下，在流体透镜技术中存在几个关键限制，它们需要被克服以对优化该技术的商业要求。例如，流体透镜的厚度通常都比相同倍率和直径的传统透镜更大。此外，当前不能在使用流体透镜技术的透镜光学元件上提供各种球倍率以及象散。流体透镜没有被制造为圆形之外的形状，因为在非圆形流体透镜中不均匀的膨胀会引起复杂性。因此期望对于这些限制提供解决方案，以使得商业化变得容易。
发明内容
在上文的背景技术部分描述的已有的流体填充透镜技术的限制可以通过如这里描述地构造流体透镜来除去。在现有技术中描述的流体透镜一般是圆形透镜，因为难以制造没有光学象差的非圆形流体透镜。一些现有技术的流体透镜使用球形前透镜来校正当其具有非圆形形状时由膜的膨胀引起的光学象差。因为这种校正可以仅对于对应于一种具体膨胀程度的一个具体形状的膜来制造，所以仅调整前透镜的光学特性不足以完全校正该问题。
一些流体填充透镜使用在光学元件上的不同点处具有不同厚度的轮廓化(contoured)的膜来减小流体透镜中的光学象差(主要是象散)。本发明的实施例包括从结合光学图像分析的设计优化法得出的改善的轮廓化膜设计，该分析使用有限元软件来计算膜与在流体层中产生的具体流体静力学压力相对应的机械变形。
在本发明的一个实施例中，流体透镜包括前透镜、膜和它们之间的流体层，前透镜被构造为补偿在膜膨胀时在该流体透镜组件中产生的象散。
在特定实施例中，该膜包括厚度轮廓(contour)，至少一个这种轮廓在所述流体透镜组件的光学区内。在其它实施例中，前透镜被构造为进行补偿以消除在膜的具体膨胀阶段下膜的非球面性。膨胀的具体阶段可以例如在期望的倍率的全范围内，或者在膜的完全膨胀的三分之一处。
在这里参照附图描述本发明的其他的实施例、特征和优点以及本发明的各种实施例的结构和操作。
附图说明
结合在这里并形成说明书的一部分的附图示出了本发明，并且与说明书一起进一步用来解释本发明的原理并且使得本领域技术人员能够使用本发明。
图1示出了根据本发明的第一实施例的透镜的一部分的前视图。
图2是示出了对于图1的实施例沿着x和y轴的球倍率的图。
图3A示出了根据本发明的另一个实施例的透镜的前视图。
图3B示出了图3A的实施例的y和x方向上的厚度外形。
图3C是示出了对于图3A的实施例在水平方向上的视网膜图像质量与凝视角的关系的图表。
图3D是示出了对于图3A的实施例在垂直方向上的视网膜图像质量与凝视角的关系的图表。
图4A示出了根据本发明的另一个实施例的透镜的前视图。
图4B示出了图4A中示出的实施例的附加视图。
图4C示出了图4A的实施例沿着x和y轴的表面光学特性的两个图表。
图4D示出了图4A的实施例沿着x和y轴的象散值的两个图表。
图4E是示出了图4A的实施例的视网膜光斑尺寸的图表。
图5是示出了根据本发明的实施例的设计透镜的方法的流程图。
将会参照附图描述本发明。
具体实施方式
虽然讨论了具体的构造和布置，应当理解这只是为了示意性目的而进行的。本领域技术人员将会明白可以在不超出本发明的精神和范围的情况下使用其他构造和布置。本领域技术人员将会明白本发明也可以应用到各种其他应用中。
注意，在说明书中的“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等表示所描述的实施例可以包括具体特征、结构或特性，但是每个实施例不一定包括具体的特征、结构或特性。此外，这种词语不一定指代相同实施例。此外，当结合实施例描述具体特征、结构或特性时，本领域技术人员应当知道无论是否明白地描述这些特征、结构或特性可以结合其他实施例来实现。
在本公开上下文中，术语“流体透镜组件”将会被用来描述刚性前透镜、柔性膜和居间流体的组件，但是术语“流体透镜”将会被用来表示流体层以及包含流体并且形成流体透镜的表面的两个表面。术语“膨胀”被用在这里表示当附加流体被注入到流体透镜组件从而使得膜伸展时，膜的向外弯曲。如这里所讨论的，在流体透镜的倍率改变与施加的膨胀水平之间存在直接或比例关系。术语“光学区”被用来表示流体透镜中的观看区，该观看区以与用户眼睛的位置相对应的光轴为中心。在示例性实施例中，光学区为约15mm宽(沿着x轴)以及约12mm高(沿着y轴)，这对应于约+/-15度的水平凝视角和约+/-12度的垂直凝视角。词“轮廓化”表示诸如机械学尺度(例如厚度)的、机械特性(例如下陷)的或光学特性(例如在x、y平面中的倍率或象散)的变化。
这里提供的非球面流体透镜包括由玻璃或塑料或任何其他合适材料制成的几乎刚性的光学透镜、在前透镜的边缘上伸展的几乎柔性的轮廓化膜以及形成在前透镜与柔性膜之间的流体填充腔。在实施例中，该流体透镜经由连接管连接到储液器，该储液器包括容纳过量流体的成形弹性可变形膜。流体透镜、连接管和储液器一同形成密封单元。进行供应来挤压储液器，将流体推动出来通过连接管进入到流体透镜。例如，进行供应挤压储液器可以具有活塞推动隔膜来增加储液器内的压力的形式、用于挤压储液器的卡钳的形式，或者本领域技术人员已知的任何其他流体泵或致动器的形式。示例性密封单元例如在美国专利No.12/399,368中公开，通过引用将其全部结合在这里。
如这里所讨论的，本发明的实施例包括从结合光学图像分析的设计优化法得出的改善的轮廓化膜设计，该分析使用有限元软件来计算膜的与在流体层中产生的具体流体静力学压力相对应的机械变形。该设计导致能够开发非圆形流体透镜的一系列膜厚轮廓。
图1示出了根据本发明的实施例的流体填充透镜。非球面流体透镜100包括厚区110、铰链状部分160、过渡区140和中央盘区域120。在实施例中，厚区110具有约1mm的厚度，中央盘区120具有约0.225mm的厚度，并且在盘边缘130处的过渡区140的厚度约为0.1125mm。在实施例中，中央盘区120具有约12mm的直径，并且盘边缘130具有约23.2mm的直径。铰链状部分160形成在厚区110与过渡区140之间。该示例性实施例的尺寸提供了在中央盘区120的中央与盘边缘130之间的22度的凝视角。在实施例中，框架150是圆角矩形，尺寸约为55mm乘以25mm。该构造在中央盘区120中提供了最佳的光学性能，同时对于框架150边缘保持了可接受的特性。
在2.00D倍率范围上的膜膨胀的分析表现出了虽然膜的膨胀幅度随着非球面流体透镜100的厚度增加而降低，但是膜表面变得越来越非球面，建立了色散。图2示出了在低膨胀压力(8mbar)下以上实施例沿着x和y轴的球倍率，其表现出了该发散。
图3A到图3B示出了根据本发明的另一个实施例的透镜300，其包括膜350的厚度的轮廓化设计。非球面流体透镜300包括厚区310、中央盘区域320和盘边缘330。过渡区340形成在盘边缘330与中央盘区域320之间。铰链状部分360位于盘边缘330与厚区310之间。在实施例中，中央盘区域320、过渡区340、铰链状部分360和盘边缘330具有椭圆形状。
图3B具体示出了透镜300在y(在图3B的左侧示出)和x(在图3B的右侧示出)方向上的厚度外形。铰链状部分360的作用是允许膜350对应于目标倍率范围地完全膨胀，并且还使传递到外围柔性较差的厚区310的应力(该应力可能引起象散的产生)最小化。从一个方面，铰链状部分360允许下陷改变被“吸收”，而不在中央盘区域320内的中央光学区和膜350的外围更不柔性的厚区310中引起光学失真。
在实施例中，在膜350的中央盘区域320内的中央光学区具有约0.9的偏心率。即，水平宽度约为垂直宽度的1.11倍。该设计将对应于铰链状部分360的过渡区的位置推动到在水平方向上更大的凝视角，这对于视觉宽度和水平眼部移动施加更小的限制。在一种实施例中，垂直截面厚度约为0.200mm，宽度约为3.7mm并且纵横比(aspect ratio)约为1∶18.5。在一种实施例中，水平截面厚度约为0.2mm，同时相应的宽度约为1.45，并且纵横比约为1∶7。
使用作为过渡区的铰链部分(例如，铰链状部分360)能够有效地隔离各个部分内的膜(例如，膜350)的光学特性，其代价是在铰链部分处产生图像跳跃。具有高的纵横比(其被定义为宽度相对于厚度的比率)的铰链特别有效。在实施例中，宽度在0.1mm到2.5mm的范围内。在另一个实施例中，铰链部分的厚度的范围是0.01mm到0.25mm。在另一个实施例中，铰链部分的厚度范围是0.07mm到0.20mm。对于一般用于近距视觉的凝视角(例如，约0-15度)来说，该构造将会提供目标图像质量(例如，约10微米，对应于约0.5D的象散或者约为等价0.25D的图像模糊)。
图3C是示出了对于本实施例在水平方向上的视网膜图像质量与凝视角的关系的图表。图3D是示出了对于本实施例在垂直方向上的视网膜图像质量的图表。如这里所示，图像质量(其作为光斑半径的函数)随着离开光轴的距离增加而降低。
图4A示出了本发明的另一个实施例，其包括具有使用局部铰链的膜的透镜400。形成围绕整个光学区的具有合适纵横比的铰链可能伴随着制造上的挑战。为了解释该问题，图4A中示出的实施例包括局部铰链410，其设置为相比于图3A中示出的实施例更接近框架边缘。局部铰链(例如，局部铰链410)相比于图3A中示出的实施例的铰链设计具有双重优点。第一个优点是其仍容易模制，这是因为其更接近边缘并且在长度上只有部分，而非围绕光学区连续。第二个优点是与铰链相关的任何光学失真(例如，图像跳跃)产生得更靠近框架并且更不会由佩戴者注意到。
图4B示出了图4A中示出的实施例的附加视图，其包括透镜400的前视图和截面图。
图4C示出了图4A的实施例的膜的表面光学特性的MATLAB分析的图表，具体地，示出了沿着x和y轴的倍率。该结果是使用多项式来拟合具有中央椭圆形部分的模型而获得的，该中央椭圆形部分沿着x轴的半径为13mm并且沿着y轴的半径为8mm。
图4D是示出了图4A的实施例沿着x和y轴的象散的MATLAB分析的图表。这些结果是通过将补偿应用到前透镜而获得的，该补偿对应于在膨胀到全范围的三分之一的膜中产生的非球面性。因为折射率极度近似，简单地以弧矢值的减法的方式来应用该补偿，并且透镜可以被建模为薄透镜。这些分析是使用展开的多项式来执行的，以拟合覆盖中央光学区的椭圆形区域。所建模的椭圆在x轴上具有13mm的半径并且在y轴上具有8mm的半径，并且覆盖52度乘32度的面积。
图4E是示出了对于与补偿前透镜一同工作的图4A的实施例的膜的视网膜光斑尺寸的图表。在ZEMAX上对于结合了补偿前透镜的这种几何形状执行图像质量分析。该图表表示在两个前透镜表面(零透镜)上都具有相等校正的情况。其示出了引起视网膜光斑加宽的象散和其他光学象差被保持受到控制并且在水平和垂直方向上对于高达10度的凝视角小于约0.5D象散(等价于约0.25D的图像模糊)。使用覆盖全部膜的网格下陷表示来执行该分析。
方法和实验结果
图5是示出了根据本发明的实施例的设计透镜的方法的流程图。
首先，在步骤510中，膜被定义为具有边缘，该边缘由前透镜(膜被结合到其上)的边缘来约束。因此，当通过增加流体的流体静力学压力来使得膜膨胀时，膜的表面获得非球面形状。在由本发明人执行的实验实施例中，使用诸如CMOSOL的有限元软件包来对该形状进行建模和预测。
之后，在步骤520中，为了预测膜的膨胀，前透镜被赋予用于该补偿的简单几何形状，诸如球面几何形状。在由本发明人执行的实验实施例中，使用了其中两个表面都是球面的零倍率的前透镜。
在步骤530中，对于以下一个或多个参数将膜表面计算为以膨胀为变量的函数：前透镜的边缘的形状、膜厚度外形、膨胀的水平和流体静力学压力。在实施例中，有限元软件程序可以被用来计算膜表面。在由本发明人执行的实验实施例中，使用了CMOSOL。
在步骤540中，通过将非球面表面拟合到多项式或多项式组来分析非球面表面，以通过其局部曲率对于膜上的全部位置处的光学区计算表面球倍率和象散。在由本发明人执行的实验实施例中，该分析使用可以买到的软件包MATLAB来执行。在步骤550中，膜厚度轮廓被改变并且执行相同的计算，重复该处理直到已经实现了可接受的球倍率和象散的轮廓(在x、y平面内的分布)为止。这里所使用的倍率表示球倍率或平均球倍率，并且被测量为膜表面的可接受的倍率和象散由经验以及在作为目标的流体透镜组件的倍率范围的各个水平处的期望光学性能得出。
之后，在步骤560中，前透镜被调整以补偿由于膜的非球面性产生的效应。该补偿可以在任何膨胀水平下进行。对于流体的折射率近似地等于前透镜材料的折射率的特殊情况，该补偿可以被减小到从前透镜点对点地减掉膜弧矢厚度。在由本发明人执行的实验实施例中，在COMSOL上的进一步的建模工作表现出了在对于膜的中等程度的膨胀时，与球面形状的脱离与膨胀的水平相对线性，这表示如果在对应于流体透镜的光学倍率的期望范围的中点处的膨胀水平下执行补偿处理，那么将会可以在倍率的全范围内实现流体透镜的光学性能的对称改变，在倍率范围的最低和最高端点处最差。
如果在倍率范围的最低端处进行补偿，那么波长将会最低，并且如果在倍率范围的最高端处进行补偿，那么补偿将会最大，因为膜表面的非球面性随着膨胀水平而增加。在由本发明人执行的实验实施例中，该补偿处理最初在倍率范围的中点处执行。随后，该补偿处理在33％膨胀水平处执行，33％膨胀水平对应于等于全范围33％的倍率增加。应用补偿的倍率水平的选择取决于流体透镜在其倍率范围的各个点处的期望相对质量。
应当注意，补偿可以替换地由调整前透镜的任一个或两个表面来执行。然而，前透镜的后表面对于流体透镜的光学特性的贡献取决于前透镜材料与流体的折射率的差异。在它们极度相似时，前表面可以被单独用来调整，以提供补偿。这具有减小加工时间和成本的优点。在两个表面(零透镜)上使用相同校正允许在全范围上使得前厚度均匀。也应当注意，该校正被增加到为了补偿凝视角引起的柱透镜(cylinder)而进行的非球面校正。
一旦已经如上所述地计算了补偿，在步骤570中，分析流体透镜在其倍率范围的全部点处的光学特性。在由本发明人执行的实验实施例中，为了这个目的使用能够买到的软件包ZEMAX。对于前透镜的折射率近似地等于流体的折射率并且流体的折射率也近似地等于膜材料的折射率的特殊情况，可以将前透镜减小为一个折射表面，将膜作为第二材料处理，并且使用公共折射率和整体弧矢厚度来设置要被建模的透镜。在由本发明人执行的实验实施例中，前透镜被当做独立的整体来处理，从而允许前透镜和流体具有不同的折射率。视网膜图像质量被使用眼睛模型来计算并且被表示为图像光斑尺寸。沿着流体透镜的所选择的子午线并且对于凝视角的范围进行计算。
该具有数个嵌入的重复步骤的整个处理可以被成为设计工具链，以有效地游湖膜的厚度轮廓来实现最佳图像质量。在由本发明人执行的实验实施例中，因为三组软件包被用来执行膨胀和透镜的光学特性的计算，所以研究出了将数据从一个软件包导出到下一个软件包的有效方法，从而最终自动地进行该数据传输处理，并且在中间点处执行优化。期望提供从一个软件包到另一个软件包的有效数据导出，发展用于FEM的有效操作的表面数学模拟和光束跟踪分析程序，以及产生限定了象散或其他形式图像象差的可允许水平与沿着特定子午线的凝视角的关系的品质函数。
另一个设计因素涉及包括在流体透镜、前透镜、流体和膜中的各种光学元素的折射率的相对大小。在它们之中，膜的折射率不会显著影响流体透镜的倍率，但是对于可以给膜增加的厚度轮廓的可视性和装饰性、以及从膜的内表面进行的内反射有影响。通过确保膜材料的折射率大致与油的折射率相等(特别是在光谱的钠D线上)，这两个不期望的特征在由本发明人执行的实验实施例中被最小化。在实施例中，可以使用0.02单位以下的差异。在实施例中，流体的折射率应当尽可能高，以将实现光学倍率的增加所需的膨胀幅度最小化。在由本发明人执行的实验实施例中，前透镜的折射率与流体的折射率匹配，以使得前透镜的内表面的光学分布无效并且使得设计更简单并更加耐久。
上文的非限制示例表现了使用设计工具链来产生并优化具体框架形状的膜几何形状和需要由流体透镜组件覆盖的倍率的期望范围。
虽然已经在上文描述了本发明的各个实施例，但是应当理解它们仅以示例的方式提出，并且没有限制。本领域技术人员应当理解可以在其中进行各种形式和细节的改变，而不超出本发明的精神和范围。因此，本发明的幅度和范围应当不由任何上述示例性实施例限制，但是经应当根据权利要求及其等价物来限定。
此外，摘要的目的是为了使得美国专利商标局和公众，一般来说并且特别是对于专利或法律术语或表达不熟悉的科学家、工程师和本领域中从业者，能够通过粗略的阅读来快速地确定本申请的技术公开的本质和核心。摘要不以任何方式限制本发明的范围。

Claims (19)

1.一种流体透镜组件，包括：
刚性的前透镜；
可膨胀的半柔性膜；以及
在它们之间的流体层，
其中，所述前透镜被构造为对所述膜膨胀时在所述流体透镜组件中产生的象散进行补偿，
其中，所述膜包括厚度轮廓，并且其中，至少一个这种轮廓在所述流体透镜组件的光学区内，
其中，所述前透镜被构造来基本消除在所述膜的具体膨胀阶段中所述膜的非球面性，其中，所述膨胀的具体阶段在期望的倍率的全范围内。
2.根据权利要求1所述的流体透镜组件，其中，所述膨胀的具体阶段是所述膜的完全膨胀的三分之一，所述膜的完全膨胀对应于所述流体透镜组件的倍率范围的最高端。
3.根据权利要求1所述的流体透镜组件，其中，所述膜包括铰链部分，所述铰链部分的厚度在0.01mm到0.35mm范围内。
4.根据权利要求3所述的流体透镜组件，其中，所述铰链部分的厚度在0.07mm到0.25mm的范围内。
5.根据权利要求1所述的流体透镜组件，其中，所述膜包括铰链部分，所述铰链部分的纵横比在2.0到100.0的范围内。
6.根据权利要求5所述的流体透镜组件，其中，所述铰链部分的纵横比在3.0到30.0的范围内。
7.根据权利要求1所述的流体透镜组件，其中，所述膜的厚度沿着水平方向朝向所述膜的外围而增加。
8.根据权利要求1所述的流体透镜组件，其中，所述前透镜的折射率与所述流体的折射率的差在所述流体的折射率的0.02单位内。
9.根据权利要求1所述的流体透镜组件，其中，所述膜的折射率与所述流体的折射率的差在所述流体的折射率的0.02单位内。
10.一种流体透镜组件，包括：
刚性的前透镜；
可膨胀的半柔性膜；以及
在它们之间的流体层，
其中，所述前透镜被构造为对所述膜膨胀时在所述流体透镜组件中产生的象散进行补偿，
其中，所述膜包括厚度轮廓，并且其中，至少一个这种轮廓在所述流体透镜组件的光学区内，
其中，所述膜包括多个铰链部分。
11.根据权利要求10所述的流体透镜组件，其中，所述多个铰链部分包括两个水平部分和两个垂直部分。
12.一种包括两个流体透镜组件的校正眼镜，每个所述流体透镜组件包括：
刚性的前透镜；
可膨胀的半柔性膜；以及
在它们之间的流体层，
其中，所述前透镜被构造为对所述膜膨胀时在所述流体透镜组件中产生的象散进行补偿，
其中，所述膜包括厚度轮廓，并且其中，至少一个这种轮廓在所述流体透镜组件的光学区内，并且
其中，所述流体透镜组件中至少一者的前透镜被构造来基本消除在相应的所述膜的具体膨胀阶段中相应的所述膜的非球面性，其中，所述膨胀的具体阶段在期望的倍率的全范围内。
13.根据权利要求12所述的校正眼镜，其中，所述膨胀的具体阶段是相应的所述膜的完全膨胀的三分之一，所述膜的完全膨胀对应于所述流体透镜组件的倍率范围的最高端。
14.根据权利要求12所述的校正眼镜，其中，相应的所述膜包括铰链部分，所述铰链部分的厚度在0.01mm到0.35mm范围内。
15.根据权利要求14所述的校正眼镜，其中，所述铰链部分的厚度在0.07mm到0.25mm的范围内。
16.根据权利要求12所述的校正眼镜，其中，相应的所述膜包括铰链部分，所述铰链部分的纵横比在2.0到100.0的范围内。
17.根据权利要求16所述的校正眼镜，其中，所述铰链部分的纵横比在3.0到30.0的范围内。
18.根据权利要求12所述的校正眼镜，其中，相应的所述膜的厚度沿着水平方向朝向所述膜的外围而增加。
19.一种校正眼镜，包括两个流体透镜组件，每个所述流体透镜组件包括：
刚性的前透镜；
可膨胀的半柔性膜；以及
在它们之间的流体层，
其中，所述前透镜中的至少一者被构造为对相应的所述膜膨胀时在相应的所述流体透镜组件中产生的象散进行补偿，
其中，相应的所述膜包括厚度轮廓，并且其中，至少一个这种轮廓在相应的所述流体透镜组件的光学区内，并且
其中，相应的所述膜包括多个铰链部分。
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US12/848,910 US8414121B2 (en) 2009-10-13 2010-08-02 Non-round fluid filled lens optic
PCT/US2010/052362 WO2011046956A1 (en) 2009-10-13 2010-10-12 Improved non-round fluid filled lens optic

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ZA (1) ZA201202706B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013143630A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 Adlens Limited Improvements in or relating to deformable membrane assemblies
BR112014024038B1 (pt) 2012-03-27 2022-12-20 Adlens Limited Unidade de membrana deformável, e, artigo para os olhos
GB201205394D0 (en) * 2012-03-27 2012-05-09 Adlens Ltd Improvements in or relating to deformable non-round membrane assemblies
US9535264B2 (en) * 2012-07-13 2017-01-03 Adlens Beacon, Inc. Fluid lenses, lens blanks, and methods of manufacturing the same
US10302968B2 (en) 2013-01-28 2019-05-28 Onefocus Vision, Inc. Fluidic module for accommodating soft contact lens
GB201317216D0 (en) * 2013-09-27 2013-11-13 Adlens Ltd Improvements in or relating to deformable membrane assemblies
EP3084486A4 (en) * 2013-12-20 2017-11-22 Onefocus Vision, LLC Fluidic module for accomodating soft contact lens
WO2015107362A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 The Centre For Vision In The Developing World Cic Method of making a flexible membrane and mold therefor, membrane and variable focus lens
US9690015B2 (en) * 2015-03-19 2017-06-27 Oceanus Investment Inc. Fluid lens assembly
US11448900B2 (en) 2016-08-12 2022-09-20 Optotune Ag Tunable non-round fluidic lens with immersed lens shaper
EP3704535A1 (en) 2017-11-05 2020-09-09 Optotune AG Tunable non-round spectacles with immersed lens shaper
US11635637B1 (en) 2019-05-16 2023-04-25 Meta Platforms Technologies, Llc Fluid lens with low energy membrane adjustment
US11719960B1 (en) 2019-05-16 2023-08-08 Meta Platforms Technologies, Llc Gravity sag compensation in fluid-filled lenses
US11561415B1 (en) 2019-05-16 2023-01-24 Meta Platforms Technologies, Llc Moving guide actuation of fluid lenses
US11333803B2 (en) 2019-05-16 2022-05-17 Facebook Technologies, Llc Fluid lens with low energy membrane adjustment
US11867927B1 (en) 2019-05-16 2024-01-09 Meta Platforms Technologies, Llc Modified membranes for fluid lenses
US11506825B1 (en) 2019-10-24 2022-11-22 Meta Platforms, Inc. Elastomer based flexures for fluid lenses
US11703616B2 (en) 2019-11-05 2023-07-18 Meta Platforms Technologies, Llc Fluid lens with low gas content fluid
US11740391B1 (en) 2020-12-31 2023-08-29 Meta Platforms Technologies, Llc Fluid lens operational feedback using sensor signal

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1077289A (zh) * 1991-03-30 1993-10-13 南东顺 流体透镜及其制造方法
WO2001075510A1 (en) * 2000-03-30 2001-10-11 Joshua David Silver Variable focus optical apparatus
CN1776463A (zh) * 2005-12-12 2006-05-24 许宏 一种流体镜头及其变焦装置
CN101069106A (zh) * 2004-03-31 2007-11-07 加利福尼亚大学校务委员会 流体自适应透镜
US20090052049A1 (en) * 2005-05-14 2009-02-26 Holochip Corporation Fluidic optical devices
US20090116118A1 (en) * 2005-06-21 2009-05-07 Global Bionic Optics Pty Ltd Lens

Family Cites Families (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2576581A (en) 1946-07-09 1951-11-27 Benjamin F Edwards Polyfocal spectacles
US2836101A (en) 1955-09-01 1958-05-27 Swart Dev Company De Optical elements
NL99122C (zh) 1956-10-08
GB1209234A (en) 1968-03-11 1970-10-21 Nat Res Dev Improvements in or relating to variable focus lenses
US3614215A (en) 1970-04-23 1971-10-19 Leo Mackta Fluid bifocal spectacle
US4181408A (en) 1977-12-05 1980-01-01 Senders John W Vision compensation
US4477158A (en) 1981-10-15 1984-10-16 Pollock Stephen C Lens system for variable refraction
GB2183059B (en) 1985-11-05 1989-09-27 Michel Treisman Suspension system for a flexible optical membrane
IL83179A0 (en) 1987-07-14 1987-12-31 Daniel Barnea Variable lens
FR2651584B1 (fr) 1989-09-07 1992-11-13 Essilor Int Branche de monture de lunettes a corps de branche interchangeable.
US5138494A (en) 1990-05-07 1992-08-11 Stephen Kurtin Variable focal length lens
US5440357A (en) 1991-09-03 1995-08-08 Lawrence D. Quaglia Vari-lens phoropter and automatic fast focusing infinitely variable focal power lens units precisely matched to varying distances by radar and electronics
US5229885A (en) 1991-09-03 1993-07-20 Quaglia Lawrence D Infinitely variable focal power lens units precisely matched to varying distances by radar and electronics
US5182585A (en) 1991-09-26 1993-01-26 The Arizona Carbon Foil Company, Inc. Eyeglasses with controllable refracting power
US5371629A (en) 1993-02-04 1994-12-06 Kurtin; Stephen Non-circular variable focus lens
JPH06308303A (ja) * 1993-04-19 1994-11-04 Kanagawa Kagaku Gijutsu Akad 可変焦点レンズ及びその駆動装置
US5739959A (en) 1993-07-20 1998-04-14 Lawrence D. Quaglia Automatic fast focusing infinitely variable focal power lens units for eyeglasses and other optical instruments controlled by radar and electronics
JPH0749404A (ja) 1993-08-05 1995-02-21 Nippondenso Co Ltd 可変焦点レンズ
AU7788394A (en) 1993-10-04 1995-05-01 William Andrew Hallett Improvements in and relating to target material detection
US5668620A (en) * 1994-04-12 1997-09-16 Kurtin; Stephen Variable focal length lenses which have an arbitrarily shaped periphery
US5900921A (en) 1994-07-06 1999-05-04 Jong-Deok Park Lens for diplopia and amblyopia and glasses using the same
US5515203A (en) 1994-07-08 1996-05-07 Nye; William S. Educational lens
US5999328A (en) 1994-11-08 1999-12-07 Kurtin; Stephen Liquid-filled variable focus lens with band actuator
US5636368A (en) 1994-12-23 1997-06-03 Xilinx, Inc. Method for programming complex PLD having more than one function block type
US5563528A (en) 1995-05-02 1996-10-08 Xilinx, Inc. Multiplexer for programmable logic device
US5774274A (en) 1995-05-12 1998-06-30 Schachar; Ronald A. Variable focus lens by small changes of the equatorial lens diameter
GB9511091D0 (en) 1995-06-01 1995-07-26 Silver Joshua D Variable power spectacles
US5684637A (en) 1995-07-19 1997-11-04 Floyd; Johnnie E. Fluid filled and pressurized lens with flexible optical boundary having variable focal length
RU2664U1 (ru) * 1995-09-29 1996-08-16 Алексей Альбертович Дузенкевич Очки с переменной оптической силой
US5774273A (en) 1996-08-23 1998-06-30 Vari-Lite, Inc. Variable-geometry liquid-filled lens apparatus and method for controlling the energy distribution of a light beam
KR100517518B1 (ko) 1996-09-13 2005-09-29 조슈아 데이비드 실버 가변 초점 렌즈 제조방법 및 가변 초점 렌즈
US6091892A (en) 1996-11-13 2000-07-18 Xilinx, Inc. Method for mapping product terms in a complex programmable logic device
US5790882A (en) 1996-11-13 1998-08-04 Xilinx, Inc. Programmable logic device placement method utilizing weighting function to facilitate pin locking
US6888590B1 (en) 1997-06-10 2005-05-03 Olympus Optical Co., Ltd. Optical elements (such as vari focal lens component, vari-focal diffractive optical element and variable declination prism) and electronic image pickup unit using optical elements
US5952846A (en) 1997-08-08 1999-09-14 Xilinx, Inc. Method for reducing switching noise in a programmable logic device
GB9805977D0 (en) 1998-03-19 1998-05-20 Silver Joshua D Improvements in variable focus optical devices
US5973852A (en) 1998-03-26 1999-10-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Variable power fluid lens
US6552860B1 (en) 1998-05-01 2003-04-22 Ray M. Alden Variable Fresnel type structures and process
US5956183A (en) 1998-05-26 1999-09-21 Epstein; Saul Field-customizable variable focal length lens
US6040947A (en) 1998-06-09 2000-03-21 Lane Research Variable spectacle lens
US6619799B1 (en) 1999-07-02 2003-09-16 E-Vision, Llc Optical lens system with electro-active lens having alterably different focal lengths
US7604349B2 (en) 1999-07-02 2009-10-20 E-Vision, Llc Static progressive surface region in optical communication with a dynamic optic
US6053610A (en) 1999-07-15 2000-04-25 Lane Research Actuation mechanism for variable focal length spectacles
GB0100031D0 (en) 2001-01-02 2001-02-14 Silver Joshua D Variable focus optical apparatus
US6715876B2 (en) 2001-11-19 2004-04-06 Johnnie E. Floyd Lens arrangement with fluid cell and prescriptive element
KR20050035890A (ko) 2002-08-23 2005-04-19 가부시키가이샤 니콘 투영 광학계, 포토리소그래피 방법, 노광 장치 및 그 이용방법
IL151592A (en) 2002-09-04 2008-06-05 Josef Bekerman Variable optical power spectacles for eyesight rehabilitation and methods for lens optical power control
CA2506753A1 (en) 2002-11-20 2004-06-03 Victor Esch Lens system and method for power adjustment
JP2005024826A (ja) 2003-07-01 2005-01-27 Seiko Epson Corp 干渉フィルタ、波長可変干渉フィルタ及びそれらの製造方法
CN102141640A (zh) 2003-10-23 2011-08-03 安德里斯·奥布雷斯基 成像光学系统及生成物体的放大立体图像的立体显微系统
US6992843B2 (en) 2003-12-16 2006-01-31 Metastable Instruments, Inc. Precision optical wedge light beam scanner
US7453646B2 (en) 2004-03-31 2008-11-18 The Regents Of The University Of California Fluidic adaptive lens systems and methods
US7359124B1 (en) 2004-04-30 2008-04-15 Louisiana Tech University Research Foundation As A Division Of The Louisiana Tech University Foundation Wide-angle variable focal length lens system
US7898742B2 (en) 2004-07-20 2011-03-01 Rodriguez Fernandez Isabel Variable focus microlens
US7261736B1 (en) 2004-07-21 2007-08-28 Massachusetts Eye & Ear Infirmary Vision prosthesis with artificial muscle actuator
GB2417650A (en) 2004-07-30 2006-03-01 Orange Personal Comm Serv Ltd Tunnelling IPv6 packets over IPv4 packet radio network wherein an IPv6 address including a tunnel end identifier of the IPv4 bearer is formed
US20060066808A1 (en) 2004-09-27 2006-03-30 Blum Ronald D Ophthalmic lenses incorporating a diffractive element
EP1812813A4 (en) 2004-11-05 2008-04-09 Univ California ADAPTIVE FLUID LENS SYSTEMS WITH PUMP SYSTEMS
US7142369B2 (en) 2005-01-21 2006-11-28 Research Foundation Of The University Of Central Florida, Inc. Variable focus liquid lens
US7325922B2 (en) 2005-03-21 2008-02-05 Quexta, Inc Adjustable focus eyeglasses
US7338159B2 (en) 2005-03-21 2008-03-04 Brett Spivey Adjustable focus lenses
US20060245071A1 (en) 2005-04-29 2006-11-02 Agilent Technologies Lens correction element, system and method
US7697214B2 (en) 2005-05-14 2010-04-13 Holochip Corporation Fluidic lens with manually-adjustable focus
JP2006343506A (ja) 2005-06-08 2006-12-21 Sony Corp レンズ駆動装置及び撮像装置
JP4927371B2 (ja) * 2005-09-28 2012-05-09 興和株式会社 眼内レンズ
GB0613688D0 (en) 2006-07-10 2006-08-16 Silver Joshua D Variable focus lens and spectacles
JP2007121980A (ja) * 2005-10-28 2007-05-17 Hiroshi Arai 磁性流体レンズとその応用
EP1946177A2 (en) 2005-10-28 2008-07-23 J&J Technologies Limited Variable focus lens
JP2009518676A (ja) 2005-12-12 2009-05-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 流体フォーカスレンズにおける溶液流の防止
US7382544B2 (en) 2006-02-10 2008-06-03 Honeywell International Inc. Devices and related methods for light distribution
US7256943B1 (en) 2006-08-24 2007-08-14 Teledyne Licensing, Llc Variable focus liquid-filled lens using polyphenyl ethers
US7866816B2 (en) 2006-10-10 2011-01-11 Lane Research, Llc Variable focus spectacles
GB0621065D0 (en) 2006-10-23 2006-11-29 Silver Joshua D Variable focus lens and spectacles
US7324287B1 (en) 2006-11-07 2008-01-29 Corning Incorporated Multi-fluid lenses and optical devices incorporating the same
KR20080043106A (ko) 2006-11-13 2008-05-16 삼성전자주식회사 광학렌즈 및 그 제조방법
US20080117521A1 (en) 2006-11-17 2008-05-22 Lucent Technologies Inc. Liquid lenses with cycloalkanes
US7369321B1 (en) 2007-01-16 2008-05-06 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Variable-focus liquid lens
US7857850B2 (en) * 2007-02-02 2010-12-28 Adoptics Ag Interfacial refraction accommodating lens (IRAL)
US20090195882A1 (en) 2008-02-05 2009-08-06 Bolle Cristian A Mechanical lenses
JP4544331B2 (ja) 2008-04-04 2010-09-15 ソニー株式会社 コンバージョンレンズ装置、及び撮像装置
US8087778B2 (en) 2009-02-13 2012-01-03 Adlens Beacon, Inc. Variable focus liquid filled lens mechanism
US20100208194A1 (en) 2009-02-13 2010-08-19 Amitava Gupta Variable focus liquid filled lens apparatus
US8817381B2 (en) * 2009-10-13 2014-08-26 Adlens Beacon, Inc. Full field membrane design for non-round liquid lens assemblies
US8136942B2 (en) * 2009-10-14 2012-03-20 Adlens Beacon, Inc. Aspheric fluid filled lens optic

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1077289A (zh) * 1991-03-30 1993-10-13 南东顺 流体透镜及其制造方法
WO2001075510A1 (en) * 2000-03-30 2001-10-11 Joshua David Silver Variable focus optical apparatus
CN101069106A (zh) * 2004-03-31 2007-11-07 加利福尼亚大学校务委员会 流体自适应透镜
US20090052049A1 (en) * 2005-05-14 2009-02-26 Holochip Corporation Fluidic optical devices
US20090116118A1 (en) * 2005-06-21 2009-05-07 Global Bionic Optics Pty Ltd Lens
CN1776463A (zh) * 2005-12-12 2006-05-24 许宏 一种流体镜头及其变焦装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010307008A1 (en) 2012-05-17
CA2927749C (en) 2017-01-03
IL245512B (en) 2018-11-29
EP2488896A4 (en) 2013-04-03
KR101646817B1 (ko) 2016-08-08
AR078624A1 (es) 2011-11-23
JP5784617B2 (ja) 2015-09-24
RU2615206C2 (ru) 2017-04-04
CN102656483A (zh) 2012-09-05
AU2010307008B2 (en) 2015-07-30
US8414121B2 (en) 2013-04-09
KR20120093918A (ko) 2012-08-23
RU2012119618A (ru) 2013-11-20
ZA201202706B (en) 2013-06-26
BR112012008673A2 (pt) 2016-04-19
JP2013507667A (ja) 2013-03-04
IL219197A (en) 2016-08-31
CA2777713A1 (en) 2011-04-21
CA2927749A1 (en) 2011-04-21
IL219197A0 (en) 2012-06-28
WO2011046956A1 (en) 2011-04-21
EP2488896A1 (en) 2012-08-22
MX2012004321A (es) 2012-08-03
CA2777713C (en) 2016-11-29
US20110085243A1 (en) 2011-04-14
IL245512A0 (en) 2016-06-30

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JP5897572B2 (ja) 液体充填レンズ及びその眼科用途
US8817381B2 (en) Full field membrane design for non-round liquid lens assemblies
AU2015204373B2 (en) Aspheric fluid filled lens optic

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