(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズであって、
前方レンズ外面と前方レンズ内面とを含む前方レンズと、
後方レンズ内面と後方レンズ外面とを含む後方レンズであって、前記前方レンズ内面と前記後方レンズ内面との間に空洞が形成されるように、前記前方レンズに近接して位置決めされている前記後方レンズと、
前記前方レンズ内面と前記後方レンズ内面との間に形成された前記空洞内に収容される所定の体積の生理食塩水溶液及び油であって、その間にメニスカスを介在させてなる、前記所定の体積の生理食塩水溶液及び油と、
前記前方レンズ内面の所定の領域に形成されるメニスカス壁であって、前記メニスカス壁は前記前方レンズに形成される、それぞれが円錐台の形状の多数の線形のセグメントを含み、前記生理食塩水溶液と油との間に形成される前記メニスカスの境界を形成するメニスカス壁と、を含み、前記多数の線形のセグメントには、複数の凸形状または凹形状のセグメントが点在させられている、光学レンズ。
【請求項２】
前記前方レンズ及び前記後方レンズの少なくとも一方が本質的に平坦である、請求項１に記載の光学レンズ。
【請求項３】
前記前方レンズ及び前記後方レンズが弓形レンズを含む、請求項１に記載の光学レンズ。
【請求項４】
前記メニスカス壁の少なくとも一部分上に導電性コーティングを更に備える、請求項３に記載の光学レンズ。
【請求項５】
前記油の体積が、前記空洞内に収容される前記生理食塩水溶液の体積より少ない、請求項４に記載の光学レンズ。
【請求項６】
前記油の体積が、前記生理食塩水溶液の量と比較して、６６体積％以上を構成する、請求項５に記載の光学レンズ。
【請求項７】
前記油の体積が、前記生理食塩水溶液の量と比較して、９０体積％以下を構成する、請求項５に記載の光学レンズ。
【請求項８】
前記所定の体積の油が前記生理食塩水溶液の密度と等しい密度を備える、請求項４に記載の光学レンズ。
【請求項９】
前記所定の体積の油が前記生理食塩水溶液の密度の１０％以内の密度を備える、請求項４に記載の光学レンズ。
【請求項１０】
前記所定の体積の油が前記生理食塩水溶液の密度の５％以内の密度を備える、請求項４に記載の光学レンズ。
【請求項１１】
前記導電性コーティングが前記空洞の内側の区域から前記空洞の外側の区域に延在する、請求項４に記載の光学レンズ。
【請求項１２】
前記空洞の外側の前記導電性コーティングの区域が、前記メニスカス壁に電荷を提供するための電気端子を形成する、請求項１１に記載の光学レンズ。
【請求項１３】
前記生理食塩水溶液及び前記油がメニスカスを形成し、電位を前記空洞の外側の前記導電性コーティングの区域に印加することが、前記メニスカス壁に沿った前記メニスカスの接触位置に変化をもたらす、請求項１１に記載の光学レンズ。
【請求項１４】
電位が直流を構成する、請求項１１に記載の光学レンズ。
【請求項１５】
電位が５．０ボルト〜６０．０ボルトを含む、請求項１１に記載の光学レンズ。
【請求項１６】
前記電位が２０．０ボルトを含む、請求項１５に記載の光学レンズ。
【請求項１７】
前記電位が５．０ボルトを含む、請求項１５に記載の光学レンズ。
【請求項１８】
前記電位が３．５ボルト〜７．５ボルトを含む、請求項１３に記載の光学レンズ。
【請求項１９】
前記前方レンズ外面が０以外の屈折力を備える、請求項５に記載の光学レンズ。
【請求項２０】
前記前方レンズ内面が０以外の屈折力を備える、請求項５に記載の光学レンズ。
【請求項２１】
前記後方レンズ外面が０以外の屈折力を備える、請求項５に記載の光学レンズ。
【請求項２２】
前記後方レンズ内面が０以外の屈折力を備える、請求項５に記載の光学レンズ。
【請求項２３】
前記前方レンズ及び前記後方レンズのうちの一方又は両方を通るチャネルと、前記チャネルを充填する導電材料と、を更に備える、請求項５に記載の光学レンズ。
【請求項２４】
前記チャネルを充填する前記導電材料と電気的に連通している端子を更に備える、請求項２３に記載の光学レンズ。
【請求項２５】
前記端子に電位を印加することにより前記メニスカスの形状に変化をもたらす、請求項２４に記載の光学レンズ。
【請求項２６】
前記前方レンズの前記内面の少なくとも一部分に沿って絶縁体コーティングを更に備え、前記絶縁体コーティングが電気絶縁体を備える、請求項５に記載の光学レンズ。
【請求項２７】
前記絶縁体が、パリレンＣ（商標）及びテフロン（登録商標）ＡＦの一方を含む、請求項２６に記載の光学レンズ。
【請求項２８】
前記絶縁体が、前記前方レンズと前記後方レンズとの間の前記空洞に収容された生理食塩水溶液と前記導電性コーティングとの分離を維持するための境界区域を具備する、請求項２６に記載の光学レンズ。
【請求項２９】
前記メニスカス壁に隣接するメニスカス鋭角部を更に備え、前記鋭角部が、前記所定の体積の生理食塩水溶液及び油を収容するための角度の特徴を備える、請求項１に記載の光学レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、各々の内容が依存し、参照により組み込まれている、２０１０年９月２７日出願の「ＬＥＮＳ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩ−ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ  ＬＩＮＥＡＲ  ＭＥＮＩＳＣＵＳ  ＷＡＬＬ」と題する米国特許仮出願第６１／３８６６２９号、及び一部継続出願として２０１１年４月２７日に出願された「ＡＲＣＵＡＴＥ  ＬＩＱＵＩＤ  ＭＥＮＩＳＣＵＳ  ＬＥＮＳ」と題する米国非暫定特許出願第１３／０９５７８６号、並びに一部継続出願としてとして２０１１年５月３１日に出願された「ＬＥＮＳ  ＷＩＴＨ  ＣＯＮＩＣＡＬ  ＦＲＵＳＴＵＭ  ＭＥＮＩＳＣＵＳ  ＷＡＬＬ」と題する米国非暫定特許出願第１３／１４９１０５号に対する優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は概して、液体メニスカスレンズに関し、より具体的には、マルチ円錐台セグメントを含むメニスカス壁を有する弓形液体メニスカスレンズを含む。
【背景技術】
【０００３】
液体メニスカスレンズは、様々な産業において公知である。図１Ａ及び１Ｂを参照しながら以下により詳細に説明されるように、既知の液体メニスカスレンズは、直線である軸線から固定された距離の点により形成される周囲表面によって円柱形状に設計されていた。既知の液体メニスカスレンズは、一般に第２の内面に平行であり、それぞれが円柱軸線に対して垂直である第１の内面を有する設計に制限されてきた。液体メニスカスレンズの使用の既知の例としては、電子カメラ及び携帯電話装置等の装置が挙げられる。
【０００４】
従来、コンタクトレンズ及び眼内レンズ等の眼科用装置には、矯正、美容又は治療的性質を有する生体適合性装置が挙げられる。例えば、コンタクトレンズは、視力矯正機能、美容効果、及び治療効果のうちの１つ又は２つ以上を提供することができる。それぞれの機能は、レンズの物理的特性によって与えられる。レンズに屈折性を組み込んだ設計によれば、視力矯正機能を与えることができる。レンズに顔料を組み込むことによって、美容効果を与えることができる。レンズに活性薬剤を組み込むことによって、治療効果を与えることができる。
【０００５】
より最近では、電子成分がコンタクトレンズに組み込まれている。いくつかの要素としては半導体装置が挙げられる。しかしながら、液体メニスカスレンズの大きさ、形状及び制御態様を含む物理的制約が、眼科用レンズにおけるそれらの使用を不可能にしてきた。一般に、「ホッケーパック」形状と呼ばれることがある、液体メニスカスレンズの円柱形状は、ヒトの眼で機能できる何かを助長してこなかった。
【０００６】
更に、湾曲液体メニスカスレンズは、平行な側壁を有する液体メニスカスレンズの従来の設計に必ずしも存在しない物理的課題を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、弓形前方湾曲レンズと弓形後方湾曲レンズとを含む液体メニスカスレンズを提供する。レンズ内に収容される液体の吸引及び反発の一方又は両方を助長し、別の液体とメニスカスを形成する物理的特性を有するメニスカス壁が、本発明に含まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、第１の弓形形状の光学部品は、第２の弓形形状の光学部品に隣接し、それらの間に空洞を形成する。生理食塩水溶液及び油が空洞内に維持される。第１の弓形光学部品及び第２の弓形光学部品の一方又はその両方の周囲区域に概ね位置するメニスカス壁に静電電荷を印加することにより、空洞内に維持される生理食塩水溶液と油との間に形成されるメニスカスの物理的形状が変化する。
【０００９】
本発明は、本質的にマルチリニアセグメントを含む複合形状に形成されたメニスカス壁を含み、その断面は互いに機械的に連通したマルチ円錐台セグメントを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】第１状態における従来の円柱形液体メニスカスレンズの例。
【図１Ｂ】第２状態における従来の円柱形液体メニスカスレンズの例。
【図２】本発明のいくつかの実施形態による、代表的な液体メニスカスレンズのプロファイル切り出し断面。
【図３】本発明のいくつかの実施形態による、代表的な弓形液体メニスカスレンズの一部分の横断面。
【図４】弓形液体メニスカスレンズの更なる代表的な態様。
【図５】本発明の一部の実施形態による、弓形液体メニスカスレンズ内のメニスカス壁要素。
【図６Ａ】本発明の一部の実施形態による、電圧オフ状態の液体メニスカス境界を示す、液体メニスカスレンズ内のマルチステップメニスカス壁。
【図６Ｂ】本発明の一部の実施形態による、電圧オン状態の液体メニスカス境界を示す、液体メニスカスレンズ内のマルチステップメニスカス壁。
【図６Ｃ】比較のために単一の図で液体メニスカス境界の電圧オンの状態及び電圧オフの状態を示す、液体メニスカスレンズ内のマルチステップのメニスカス壁。
【図７Ａ】本発明の一部の実施形態による、電圧オフ状態の液体メニスカス境界を示す、液体メニスカスレンズ内のマルチグラジエントのメニスカス壁。
【図７Ｂ】本発明の一部の実施形態による、電圧オン状態の液体メニスカス境界を示す、液体メニスカスレンズ内のマルチグラジエントのメニスカス壁。
【図７Ｃ】比較のために単一の図で液体メニスカス境界の電圧オン状態及び電圧オフ状態を示す、液体メニスカスレンズ内のマルチグラジエントのメニスカス壁。
【図８Ａ】本発明の一部の実施形態による、弓形の液体メニスカスレンズの残りの部分から別々に眺めたマルチステップメニスカス壁の断面。
【図８Ｂ】本発明の一部の実施形態による、弓形の液体メニスカスレンズの残りの部分から別々に眺めたマルチグラジエントのメニスカス壁の断面。
【図８Ｃ】弓形の液体メニスカスレンズの残りの部分から別々に眺めたときのマルチステップメニスカス壁の１つのリニアセグメント又はマルチグラジエントのメニスカス壁の１つのグラジエントの形状である円錐台の断面。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、液体メニスカスレンズのメニスカス空洞を画定する前方湾曲レンズ及び後方湾曲レンズのうちの少なくとも１つを有する液体メニスカスレンズを提供する。
【００１２】
用語
本発明を対象とする本説明文及び特許請求の範囲においては様々な用語が使用され得るが、これらには以下の定義が適用される。
【００１３】
接触角：液体メニスカス境界とも呼ばれる、油／食塩水溶液の境界面が、メニスカス壁と接触する角度。リニアメニスカス壁の場合、接触角は、メニスカス壁と、液体メニスカス境界がメニスカス壁と接触する点で液体メニスカス境界に接する線との間の角度として測定される。湾曲メニスカス壁の場合、接触角は、メニスカス壁に接する線とそれらが接触する点で液体メニスカス境界との間の角度として測定される。
【００１４】
レンズ：本明細書においてレンズは、放射線（例として、可視光など）の波長の所定の範囲に光学的に伝達する、前面と後面とを備えた物品を意味する。レンズは、本質的に平坦な前面及び後面の一方若しくは両方、又は弓形状の前面及び後面の一方若しくは両方を含み得る。
【００１５】
液体メニスカス境界：食塩水溶液と油との間の弓形表面境界面。一般に、この表面は、片側が凹状でもう片側が凸状であるレンズを形成する。
【００１６】
メニスカス空洞：油及び食塩水溶液が維持される前方湾曲レンズと後方湾曲レンズとの間の弓形液体メニスカスレンズのスペース。
【００１７】
メニスカス壁：メニスカス空洞内にあり、それに沿って液体メニスカス境界が移動する、前方湾曲レンズの内側上の特定区域。
【００１８】
光学区域：本明細書で使用する場合、眼科用レンズの装用者がそこを通して見ることになる、眼科用レンズの領域を指す。
【００１９】
鋭角：光学部品上の２つの所定の流体の接触線の位置を収容するのに充分な、前方湾曲レンズ部品又は後方湾曲レンズ部品のいずれかの内側面の幾何学的特徴。鋭角は通常、内角よりむしろ外角である。流体の観点からすれば、それは、１８０度を超える角度である。
【００２０】
ここで図１Ａを参照すると、円筒１１０内に収容される油１０１及び食塩水溶液１０２を有する先行技術のレンズ１００の断面図が図示される。円筒１１０は、２つの光学材料１０６のプレートを含む。各プレート１０６は、本質的に平坦な内面１１３〜１１４を含む。円筒１１０は、本質的に回転対称である内面を含む。一部の従来の実施形態では、１つ以上の表面は、疎水性コーティングを含むことができる。電極１０５も、円筒の周囲上又はその周りに含まれる。電気絶縁体もまた、電極１０５に隣接して使用され得る。
【００２１】
従来技術によると、内面１１３〜１１４のそれぞれは、本質的に平坦又は平面的である。境界面１１２Ａは、食塩水１０２Ａと油１０１との間に画定される。図１Ａに示すように、界面１１２Ａの形状は、生理食塩水溶液１０２Ａ及び油１０１の屈折率特性と組み合わされて、第１の内面１１３を通して入射光１０８を受容し、第２の内面１１４を通して発散光１０９を提供する。油１０１と生理食塩水溶液１０２との間の界面表面の形状は、電極１０５に電位を印加することにより変化し得る。
【００２２】
図１００Ａは、１００で図示される従来のレンズの斜視図を図示する。
【００２３】
ここで図１Ｂを参照すると、従来のレンズ１００は、付勢された状態で図示される。電圧を印加した状態は、電極１１５にわたって電圧１１４を印加することによって達成される。油１０１と生理食塩水溶液１０２Ｂとの間の界面表面１１２Ｂの形状は、電極１１５に電位を印加することにより変化する。図１Ｂに図示されるように、油１０１及び食塩水溶液１０２Ｂを通過する入射光１０８Ｂは、収束光パターン１１１に収束される。
【００２４】
ここで図２を参照すると、液体メニスカスレンズ２００の断面図は、前方湾曲レンズ２０１と後方湾曲レンズ２０２を有する。様々な実施形態において、前方湾曲レンズ２０１及び後方湾曲レンズ２０２は、弓形レンズ又は本質的に平坦なレンズを含み得る。一部の好ましい実施形態では、前方湾曲レンズ２０１と後方湾曲レンズ２０２は、相互に隣接して位置し、それらの間に空洞２１０を形成する。前方湾曲レンズ２０１は、凹状弓形内側レンズ表面２０３と、凸状弓形外側レンズ表面２０４とを含む。凹状弓形内側レンズ表面２０３は、１つ以上のコーティング（図２に図示せず）を有することができる。コーティングは、例えば、導電性の材料又は電気的に絶縁性の材料、疎水性材料又は親水性材料のうちの１つ以上を含むことができる。凹状弓形内側レンズ表面２０３及びコーティングの一方又はその両方は、空洞２１０内に収容される油２０８と液体及び光学連通している。
【００２５】
後方湾曲レンズ２０２は、凸状弓形内側レンズ表面２０５と、凹状弓形外側レンズ表面２０６とを含む。凸状弓形内側レンズ表面２０５は、１つ以上のコーティング（図２に図示せず）を有することができる。コーティングは、例えば、導電性の材料又は電気的に絶縁性の材料、疎水性材料又は親水性材料のうちの１つ以上を含むことができる。凸状弓形内側レンズ表面２０５及びコーティングのうちの少なくとも一方は、空洞２１０内に収容される生理食塩水溶液２０７と液体連通及び光学連通している。生理食塩水溶液２０７は、イオン伝導性である１つ以上の塩又は他の成分を含み、そのため、電荷により吸引されるか、又は反発されることがある。
【００２６】
本発明によると、導電性のコーティング２０９は、前方湾曲レンズ２０１及び後方湾曲レンズ２０２のうちの１つ又はその両方の周辺部の少なくとも一部分に沿って位置する。導電性のコーティング２０９は、金又は銀を含むことができ、好ましくは生体適合性である。導電性のコーティング２０９に電荷を印加することにより、生理食塩水溶液２０７中のイオン伝導性の塩又は他の成分を引き寄せるか、又は退けるかのいずれかを生じさせる。
【００２７】
前方湾曲レンズ２０１は、凹状弓形内側レンズ表面２０３及び凸状弓形外側レンズ表面２０４を通過する光に関して屈折力を有する。屈折力は、０であるか、又は正若しくは負の力であってもよい。一部の好ましい実施形態では、屈折力は、非限定的な例として、−８．０〜＋８．０ｍ−１（ジオプター）の度数等の矯正コンタクトレンズに典型的に見られる度数である。
【００２８】
後方湾曲レンズ２０２は、凸状弓形内側レンズ表面２０５及び凹状弓形外側レンズ表面２０６を通過する光に関して屈折力を有する。屈折力は、０であるか、又は正若しくは負の力であってもよい。一部の実施形態では、屈折力は、非限定的な例として、−８．０〜＋８．０ｍ−１（ジオプター）の度数等の矯正コンタクトレンズに典型的に見られる度数である。光軸２１２は、後方湾曲レンズ２０２及び前方湾曲レンズ２０１を貫通して形成される。
【００２９】
様々な実施形態はまた、生理食塩水溶液２０７と油２０８との間に形成される液体メニスカス２１１の形状の変化に関連する屈折力の変化も含み得る。一部の実施形態では、屈折力の変化は、例えば、０〜２．０ｍ−１（ジオプター）の変化等、比較的小さくてもよい。他の実施形態では、液体メニスカスの形状の変化に関連する屈折力の変化は、最大約３０又はそれ以上のｍ−１（ジオプター）の変化であってもよい。一般に、液体メニスカス２１１の形状の変化に関連する屈折力の変化の増大は、比較的厚みを増したレンズ厚２１３に関連する。
【００３０】
コンタクトレンズ等の眼科用レンズに含まれ得るそれらの実施形態等の本発明のいくつかの実施形態によると、弓形液体メニスカスレンズ２００の横断レンズ厚２１３は、最大約１，０００マイクロメートルの厚さである。比較的より薄いレンズ２００の代表的なレンズ厚２１３は、最大約２００マイクロメートルの厚さである。好ましい実施形態は、約６００マイクロメートルの厚さのレンズ厚２１３の液体メニスカスレンズ２００を含むことができる。一般に、前方湾曲レンズ２０１の横断厚は、約３５マイクロメートル〜約２００マイクロメートルであってよく、後方湾曲レンズ２０２の横断厚はまた、約３５マイクロメートル〜約２００マイクロメートルであってもよい。断面プロファイルは典型的に、レンズ２００内のそれぞれの位置における厚さの定義済み差異を含む。
【００３１】
本発明によると、集合屈折力は、前方湾曲レンズ２０１、後方湾曲レンズ２０２、及び油２０８と生理食塩水溶液２０７との間に形成される液体メニスカス２１１の屈折力の集合である。一部の実施形態では、レンズ２００の屈折力は、前方湾曲レンズ２０１、後方湾曲レンズ２０２、油２０８、及び生理食塩水溶液２０７のうちの１つ以上の間での屈折率の差も含む。
【００３２】
コンタクトレンズに組み込まれる弓形液体メニスカスレンズ２００を含む実施形態では、コンタクト着用者が動くため、生理食塩水２０７及び油２０８にとって、弓形液体メニスカスレンズ２００内のそれらの相対位置で安定した状態を保つことが、更に望ましい。一般的に、着用者が動いたときに油２０８が浮動して生理食塩水２０７に対して移動するのを阻止することが好ましい。したがって、同じ又は同様の密度の油２０８及び生理食塩水溶液２０７の組み合わせを選択することが好ましい。加えて、油２０８及び生理食塩水溶液２０７は、生理食塩水溶液２０７と油２０８とが混合しないように、好ましくは、比較的低い混和性を有する。
【００３３】
いくつかの好ましい実施形態では、空洞２１０内に収容される生理食塩水溶液２０７の体積が空洞２１０内に収容される油２０８の体積を超える。加えて、いくつかの好ましい実施形態は、後方湾曲レンズ２０２の内面２０５の全体と本質的に接触する生理食塩水溶液２０７を含む。いくつかの実施形態は、生理食塩水溶液２０７の量と比較して、約６６体積％以上である体積の油２０８を含むことができる。いくつかの更なる実施形態は、油２０８の体積が生理食塩水溶液２０７の量と比較して約９０体積％以下である、弓形液体メニスカスレンズを含むことができる。
【００３４】
ここで図３を参照すると、弓形液体メニスカスレンズ３００の端部分の断面が図示されている。上述のように、弓形液体メニスカスレンズ３００は、組み合わされた前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２成分を含む。前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２は、少なくとも部分的に透明である１つ以上の材料で形成され得る。一部の実施形態では、前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２のうちの１つ又はその両方は、例えば、ＰＭＭＡ、Ｚｅｏｎｏｒ及びＴＰＸ等のうちの１つ以上の一般に光学的に明澄なプラスチックを含む。
【００３５】
前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２のうちの１つ又は両方は、例えば単刃ダイヤモンド旋削旋盤加工、射出成形、デジタルミラー装置自由形成等のうちの１つ以上のプロセスを介して成形され得る。
【００３６】
前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２のちの１つ又はその両方は、図示される導電性コーティング３０３を含むことができ、導電性コーティング３０３は、３０９〜３１０までの周囲部分に沿って延在する。一部の好ましい実施形態では、導電性コーティング３０３は、金を含む。金は、スパッタプロセス、蒸着又は他の公知のプロセスによって適用され得る。代替的な導電性コーティング３０３は、非限定的な例として、アルミニウム、ニッケル、及びインジウムとスズの酸化物を含むことができる。一般に、導電性コーティング３０３は、前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２のうちの１つ又は両方の周囲区域に適用される。
【００３７】
本発明の一部の実施形態では、後方湾曲レンズ３０２は、特定の区域に適用される導電性コーティング３０４を有する。例えば、後方湾曲レンズ３０２の周囲の周りの部分は、第１の境界線３０４−１〜第２の境界線３０４−２まで被覆され得る。金コーティングは、例えば、スパッタプロセス又は蒸着によって適用され得る。一部の実施形態では、前方湾曲レンズ３０１又は後方湾曲レンズ３０２の１つ以上の周囲部分の周りに、所定のパターンで、金又は他の導電材料を適用するために、マスクが使用され得る。代替の導電材料は、様々な方法を使用し、かつ後方湾曲レンズ３０２の様々な区域を被覆することにより適用され得る。
【００３８】
一部の実施形態では、例えば後方湾曲レンズ３０２の１つ以上の穴又はスロット等を通る導電性通路は、例えば、導電性エポキシ等の導電性充填剤材料で充填され得る。導電性充填剤は、前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２のうちの１つ又はその両方の内面上の導電性コーティングとの電気的導通を提供することができる。
【００３９】
本発明の別の態様において、前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２のうちの一方又はその両方は、前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２（図示せず）の一般に中央区域の光学ゾーンが光学的に透明な材料を含むことができ、周辺部ゾーンが導電性の材料を含む光学的に不透明な区域を含むことができる、複数の異なる材料から作製され得る。光学的に不透明な区域はまた、制御回路及びエネルギー源のうちの１つ以上を含むこともできる。
【００４０】
更に別の態様において、一部の実施形態では、絶縁体コーティング３０５が前方湾曲レンズ３０１に適用される。非限定的な例として、絶縁体コーティング３０５は、第１の領域３０５−１〜第２の領域３０５−２に延在する区域に適用される。絶縁体としては、例えば、パリレンＣ（Parylene C）（商標）、テフロンＡＦ（Teflon AF）（登録商標）、又は様々な電気的及び機械的特性並びに電気抵抗を有するその他の材料を挙げることができる。
【００４１】
一部の実施形態では、絶縁体コーティング３０５は、導電性コーティング３０３と、前方湾曲レンズ３０１と後方湾曲レンズ３０２との間の空洞内に収容される生理食塩水溶液３０６との間の分離を維持するための境界区域を作り出す。したがって、いくつかの実施形態は、正に帯電した導体３０３と負に帯電した生理食塩水溶液３０６が接触するのを防止するために、前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２のうちの一方又はその両方の１つ以上の区域でパターン化され、かつそこに位置決めされる絶縁体コーティング３０５を含む。導体３０３と生理食塩水溶液３０６との接触により電気的短絡が生じる。実施形態は、正に帯電した生理食塩水溶液３０６と負に帯電した導体３０３を含むことができる。
【００４２】
更に他の実施形態では、レンズ３００の操作に関連する回路のリセット機能として、導体３０３と生理食塩水溶液３０６との間で短絡を生じ得る。例えば、短絡状態では、レンズに印加された電位が均一化され、生理食塩水溶液３０６及び油３０７がデフォルト位置に回復し得る。
【００４３】
一部の好ましい実施形態は、空洞３１１の内側上の区域３０９〜空洞３１１の外側の区域３１０に延在する導体３０３を含む。他の実施形態は、例えば、防水導電性エポキシ等の導電材料３１３で充填され得る、前方湾曲レンズ又は後方湾曲レンズを通るチャネル３１２を含むことができる。導電材料３１３は、空洞の外側に電気端子を形成する、又はそれに接続され得る。電位は端子に印加され、チャネル３１２内の導電材料３１３を介してコーティングに伝導され得る。
【００４４】
絶縁体コーティング３０５の厚さは、レンズ性能のパラメータとして変化し得る。本発明によると、生理食塩水溶液３０６及び導体３０３を含む帯電した成分は、一般に、絶縁体コーティング３０５のいずれかの側に維持される。本発明は、絶縁体コーティング３０５の厚さと、生理食塩水溶液３０６と導体３０３との間の電場との間に間接的関係を提供し、生理食塩水溶液３０６及び導体３０３がより遠く離れて維持されるほど、電場は弱くなる。
【００４５】
一般に、本発明は、絶縁体コーティング３０５の厚さが増すと、電場の強さが劇的に落ちることを提供する。場が近いほど、一般に球状液体メニスカス境界線３０８を移動するためのエネルギーがより多く利用可能になる。生理食塩水溶液３０６と導体３０３との間の距離が増すと、生理食塩水溶液３０６と導体コーティング３０３の静電荷がより遠くに離れ、その結果、球状液体メニスカス境界３０８を移動させることがより困難になる。逆に、絶縁体コーティング３０５が薄いほど、レンズの絶縁体コーティング３０５が欠損を被りやすくなる。一般的に、絶縁体コーティング３０５内の比較的小さい穴でさえ電気的な短絡を生じ、レンズがエレクトロウェッティング方式では機能しなくなる。
【００４６】
一部の実施形態では、同様にレンズ３００内に収容される油３０７の密度と一般に同じ密度で生理食塩水溶液３０６を含むことが望ましい。例えば、生理食塩水溶液３０６は、好ましくは、油３０７の密度の１０％以内である密度を含み、より好ましくは、生理食塩水溶液３０６は、油の密度の５％以内の密度、最も好ましくは約１％以内又はそれ未満の密度を含む。一部の実施形態では、生理食塩水溶液３０６内の塩又は他の成分の濃度は、生理食塩水溶液３０６の密度を調節するように調節され得る。
【００４７】
本発明によると、弓形液体メニスカスレンズ３００は、前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２に関して油３０７の移動を制限することにより、より安定した光学品質を提供する。弓形前方湾曲レンズ３０１及び後方湾曲レンズ３０２のうちの１つ又はその両方に関して油３０７の移動の安定性を維持する１つの方法は、油３０７と生理食塩水溶液３０６の相対的に一致する密度を維持することである。加えて、前方湾曲レンズ３０１と後方湾曲レンズ３０２の両方の内面の湾曲設計により、生理食塩水溶液３０６の層の相対的な深度又は厚さは、従来の円柱レンズ設計と比較して減少する。このシナリオにおいて、空洞内の液体に作用する界面力は、平静な液体メニスカス境界３０８を維持するために比較的大きな貢献を有し得る。したがって、そのような場合、密度合致要件を緩和してもよい。一部の実施形態では、流体層の相対的な薄さは、液体レンズ境界３０８を更に支持する。
【００４８】
一部の好ましい実施形態では、生理食塩水溶液３０６は、比較的高い屈折率を提供する油３０７と比較して、低い屈折率を提供する。しかしながら、一部の実施形態では、油３０７と比較して高い屈折率を有する生理食塩水溶液３０６を含むことが可能であるが、そのような場合、油は、比較的低い屈折率を提供する。
【００４９】
前方湾曲レンズ３０１と後方湾曲レンズ３０２を相互に隣接した位置に固定するために接着剤３１４を使用してもよく、それによって、油３０７及び生理食塩水溶液３０６をそれらの間に保持する。接着剤３１４は、湾曲液体メニスカスレンズ３００から生理食塩水溶液３０６又は油３０７が漏れないように、シールとしての機能を果たす。
【００５０】
ここで図４を参照すると、生理食塩水溶液４０６と油４０７との間の液体メニスカス境界４０１を備える湾曲液体メニスカスレンズ４００が図示されている。一部の好ましい実施形態によると、メニスカス壁４０５は、４０２と４０３との間に延在する弓形壁の第１の角度破断によって前方湾曲レンズ４０４に画定される。液体メニスカス境界４０１は、電位が１つ以上の導電体コーティング又は導電材料４０８に沿って印加され、除去されると、メニスカス壁４０５を上下に移動させる。
【００５１】
いくつかの好ましい実施形態では、導電性コーティング４０８は、生理食塩水溶液４０６及び油４０７を保有する空洞４０９の内側の区域から生理食塩水溶液４０６及び油４０７を収容する空洞４０９の外側の区域に延在する。そのような実施形態では、導電性コーティング４０８は、空洞４０９の外側の点の導電性コーティング４０８に印加された電位の、空洞４０９内の導電性コーティング４０８の区域への管路であり、生理食塩水溶液４０６と接触してもよい。
【００５２】
ここで図５を参照すると、前方湾曲レンズ５０１及び後方湾曲レンズ５０２を有する弓形液体メニスカスレンズ５００の端部分の断面が示される。弓形液体メニスカスレンズ５００は、生理食塩水溶液５０３及び油５０４を収容し得る。弓形液体メニスカスレンズ５００の幾何学構造並びに生理食塩水溶液５０３及び油５０４の特性は、生理食塩水溶液５０３と油５０４との間に液体メニスカス境界５０５が形成されやすくする。
【００５３】
一般に、液体メニスカスレンズは、前方湾曲レンズ５０１及び後方湾曲レンズ５０２上に存在する、又はそれらを通る導電性コーティング、絶縁体コーティング、経路、及び材料のうちの１つ以上を有するコンデンサと見なすことができる。本発明によると、液体メニスカス境界５０５の形状、したがって、液体メニスカス境界５０５と前方湾曲レンズ５０１との間の接触角は、前方湾曲レンズ５０１及び後方湾曲レンズ５０２のうちの一方又はその両方の少なくとも一部分の表面に印加された電位に応じて変化する。
【００５４】
本発明によると、導電性コーティング又は材料によって生理食塩水溶液５０３に印加された電位の変化は、メニスカス壁５０６に沿った液体メニスカス境界５０５の位置を変更する。第１の鋭角５０６−１と第２の鋭角５０６−２との間で移動が生じる。
【００５５】
好ましい実施形態では、液体メニスカス境界５０５は、電位の第１の規模がレンズに印加されるとき、例えば、電圧及び電流が非屈折状態又は静止状態と相関するとき等、第１の鋭角５０６−１にある、又はその付近にある。
【００５６】
第１の電圧オン状態ともしばしば呼ばれる第２の規模の電位の印加は、概ね第２の鋭角５０６−２の方向へのメニスカス壁５０６に沿った液体メニスカス境界５０５の移動と相関し、液体メニスカス境界の形状を変化させることがある。更に後述するように、本発明によれば、メニスカス壁に沿って含まれている複数の各鋭角は、それぞれの電圧オン状態に関連することもある。
【００５７】
第１の電圧オン状態と第２の電圧オン状態との間を移行するために印加される電圧は、例えば、約５ボルト〜約６０ボルトの直流電圧を含むこともある。他の実施形態では、交流電圧もまた利用され得る。
【００５８】
一部の実施形態では、メニスカス壁５０６は、絶縁体コーティングの厚さに関連して滑らかな表面である。滑らかなメニスカス壁５０６は、絶縁体コーティングの欠陥を最小化することもある。更に、表面テクスチャーのランダム不規則性は、不等な流体動作を生じ、それによりレンズの付勢又は不付勢時に、不等な又は予期しないメニスカス動作を生じることがあるために、滑らかなメニスカス壁５０６が好ましい。一部の好ましい実施形態では、平滑なメニスカス壁は、メニスカス壁５０６に沿った尖端から谷までの測定値（約１．２５ナノメートル〜５．００ナノメートルの範囲）を含む。
【００５９】
別の態様、一部の実施形態では、ナノ加工した表面等の規定テクスチャーが弓形液体メニスカスレンズの設計に組み込まれてもよい場合、メニスカス壁５０６は、疎水性であることが望ましい。
【００６０】
更に別の態様において、一部の実施形態では、メニスカス壁５０６は、レンズの光軸に対して角度をなしてもよい。角度は、０°又は光軸に平行から９０°の位置若しくは９０°付近又は光軸に垂直までの範囲であることができる。図示されるように、一部の好ましい実施形態では、メニスカス壁５０６の角度は、液体メニスカス境界５０５と絶縁体コーティングされたメニスカス壁５０６との間の現行の接触角度が与えられると、一般的に、弓形液体メニスカスレンズが機能するためには約３０°〜５０°である。異なる材料の使用、又は望遠鏡の視覚等の異なる光学対物レンズにより、メニスカス壁５０６の角度は０°又は９０°に近くてよい。
【００６１】
本発明によると、メニスカス壁５０６の角度は、特定の電圧の印加時にメニスカス壁５０６に沿った移動の規模に適応するように設計され得る。一部の実施形態では、メニスカス壁５０６の角度が増大すると、レンズの度を変更する能力が一般に所定のレンズの大きさ及び電圧パラメータ内に減少する。加えて、メニスカス壁５０６が光軸に対して０°であるか又はその付近である場合、液体メニスカス境界５０５は、前方光学系上までほぼ真直ぐに導かれる。メニスカス壁の角度は、レンズの性能の様々な結果を提供するように調整可能ないくつかのパラメータのうちの１つである。
【００６２】
一部の好ましい実施形態では、メニスカス壁５０６は、約０．２６５ｍｍの長さである。しかし、レンズ全体のサイズとともにメニスカス壁５０６の角度は、様々な設計のメニスカス壁５０６の長さに当然影響を与える。
【００６３】
弓形液体メニスカスレンズ５００は、油５０４が後方湾曲レンズ５０２に接触すると、故障すると一般に考えられている。したがって、好ましい実施形態では、メニスカス壁５０６は、第１の鋭角部５０６−１と後方湾曲レンズ５０２との間に５０マイクロメートルの最小のクリアランスが可能になるように設計される。他の実施形態では、クリアランスが減少すると、レンズ破損の危険性が増加するが、最小のクリアランスは５０マイクロメートル未満であってもよい。他の実施形態では、クリアランスを増大して、レンズ故障の危険性を軽減してもよいが、レンズ全体の厚さも増大し、これも望ましくないかもしれない。
【００６４】
更に、本発明の一部の好ましい実施形態の別の態様では、メニスカス壁５０６に沿って移動するときの液体メニスカス境界５０５の挙動は、ヤングの式を使用して、外挿されてもよい。ヤングの式は、乾いた表面上の湿った滴によって引き起こされる力の平衡を定義し、完全に平らな表面を仮定するが、基本的な特性は、弓形液体メニスカスレンズ５００内に生成されるエレクトウエッティングされたレンズ環境に適用可能である。
【００６５】
例えば、レンズが電圧オフの状態にあるときには、第１の大きさの電気エネルギーをレンズに印加してもよい。第１の大きさの電気エネルギーの印加時には、油５０４と生理食塩水溶液５０３との間で界面エネルギーの平衡が達成される。そのような状態を本明細書中では液体メニスカス境界５０５と呼んでもよい。油５０４とメニスカス壁５０６、及び生理食塩水溶液５０３とメニスカス壁５０６は、液体メニスカス境界５０５とメニスカス壁５０６との間の平衡接触角度を形成する。電圧の大きさの変化を弓形液体メニスカスレンズ５００に印加すると、界面エネルギーの平衡が変化し、液体メニスカス境界５０５とメニスカス壁５０６との間の接触角度に対応する変化が生じる。
【００６６】
絶縁体コーティングされたメニスカス壁５０６を有する液体メニスカス境界５０５の接触角度は、液体メニスカス境界５０５の移動ヤングの式中の役割のためだけではなく、接触角度がメニスカス移動を制限するために弓形液体メニスカスレンズ５００の他の特徴と連結して使用されるため、弓形液体メニスカスレンズ５００の設計及び機能の重要な要素である。
【００６７】
鋭角の１つを超えて液体メニスカス境界５０５を移動させるのに充分に大きく液体メニスカス接触角度を変化させるには、印加電位の顕著な変化を必要とするため、鋭角５０６−１及び５０６−２等のメニスカス壁５０６の両端での不連続性は、液体メニスカス５０５の移動に対する境界として振る舞う。非限定的な例として、一部の実施形態では、液体メニスカス境界５０５のメニスカス壁５０６との接触角は１５°〜４０°の範囲であり、一方、液体メニスカス境界５０５の、第２の鋭角５０６−２を越えるステップ５０７との接触角は、おそらく９０°〜１３０°の範囲であり、いくつかの好ましい実施形態では約１１０°である。
【００６８】
レンズに電圧を印加して、液体メニスカス境界５０５をメニスカス壁５０６に沿って第２の鋭角５０６−２の方へ移動してもよい。有意により大きい電圧を供給しない限り、液体メニスカス境界５０５の絶縁体被覆メニスカス壁５０６との自然の接触角度は、液体メニスカス境界５０５を第２の鋭角５０６−２で停止せしめる。
【００６９】
メニスカス壁５０６の一方の端部で、第１の鋭角５０６−１は、一般に、液体メニスカス境界５０５が典型的に超えて移動しない１つの制限を画定する。一部の実施形態では、第１の鋭角５０６−１は、鋭角の縁として構成される。他の好ましい実施形態では、第１の鋭角５０６−１は、より少ない欠陥の可能性により生成可能な画定された小さな半径方向の表面を有する。導電性、絶縁体、及び他の可能性がある望ましいコーティングは、半径方向の表面の画定された縁の半径がより確実にコーティングされ得る一方、鋭角縁の上に均等に、予想可能なように堆積しないこともある。
【００７０】
一部の実施形態では、第１の鋭角５０６−１は、約１０マイクロメートルの確定した半径を有する約９０°の角度で構築される。鋭角は、また、９０°未満の角度で作製されてもよい。一部の実施形態では、９０°より大きな角度を有する鋭角が、鋭角の丈夫さを向上させるように使用されてもよいが、設計は、より多くのレンズのスペースを占める。
【００７１】
様々な実施形態では、鋭角５０６−１及び／又は５０６−２の確定した半径は、５マイクロメートル〜５０マイクロメートルの範囲であり得る。より大きい確定した半径を使用して、コーティングの信頼性を向上させてもよいが、レンズ設計の厳しい制約の範囲内でより大きいスペースを使用する代償を払って使用する。この点では、レンズ設計の多くの他の分野におけるように、構成の容易さとレンズ機能の最適化と最小化サイズとの間にトレードオフが存在する。機能的で信頼性のある弓形液体メニスカスレンズ５００を、幅広い変数を使用して作製してもよい。
【００７２】
一部の実施形態では、増大させた鋭角半径を２つの隣接する鋭角間の側壁に対する改善された表面仕上げと併用してもよい。一部の実施形態では、同じ工具で鋭角を形作るときに用いられる型枠を切断するのに役立つということにおいて、第１の半径（鋭角）から第２の半径（鋭角）までの表面が平滑でしかも不連続面のないことが望ましい場合があり得る。鋭角に含まれる半径を型枠工具表面に切削してもよく、そこでは、型枠工具の表面半径が鋭角半径に比べて大きいと。ここで、型枠工具の表面は、１つ以上の鋭角及び側壁を含む連続した表面である。工具半径を増大すると、一般に、対応する切片の表面仕上げの平滑化に結び付き得る。
【００７３】
第２の鋭角５０６−２は、弓形液体メニスカスレンズ５００に電圧が印加されるとき、油の移動を制限するように設計される特徴を含む。第２の鋭角５０６−２は、また、一部の実施形態では概ね先の尖った端部を含むこともでき、又は他の実施形態では、第２の鋭角５０６−２は５〜２５マイクロメートル、最も好ましくは１０マイクロメートルの確定した半径を含んでもよい。半径１０マイクロメートルは、鋭角としてよく機能し、単刃ダイヤモンド旋削旋盤加工又は射出成形プロセスを使用して作製可能である。
【００７４】
垂直な又はほぼ垂直なステップ５０７は、前方湾曲レンズ５０１の光学区域５０８の開始位置まで延在しており、メニスカス壁５０６に対向した第２の鋭角５０６−２の側部上に含まれ得る。一部の実施形態では、ステップ５０７は、高さが１２０マイクロメートルであるが、５０〜２００マイクロメートルの範囲内であってもよい。
【００７５】
一部の実施形態では、ステップ５０７は、光軸から約５°の角度であってもよい。他の実施形態では、ステップ５０７の角度は、ほんの１°又は２°であってもよく、又は５°以上の角度であってもよい。光軸からより小さな角度の付いたステップ５０７は、一般に、液体メニスカス境界５０５の接触角度のより大きな変化を必要とし、メニスカス壁５０６からステップ５０７に移動させるために、メニスカス移動のより有効なリミッタとしての機能を果たす。ステップ５０７から光学区域５０８の始まりまでの遷移は、半径２５マイクロメートルである。より大きな半径は、レンズ設計内のより多くのスペースを不必要に消費する。より小さな半径が可能であり、スペースを得るために必要な場合、実行されてもよい。レンズ内の他のものと同様にこの区域内の理論的鋭角よりも確定した半径を使用する決定は、一部は、レンズ要素のための射出成形プロセスへの潜在的な動きに基づく。ステップ５０７と光学区域５０８の始まりとの間の曲線は、射出成形プロセス時の塑性流れを向上させ、最適強度及び応力処理特性を有するレンズを生じる。
【００７６】
ここで、図６Ａを参照すると、一部の実施形態では液体メニスカスレンズで見出され得るマルチステップメニスカス壁６０１が描かれている。マルチステップメニスカス壁６０１は、各々が光軸に対して同一の角度にあるマルチリニアセグメント６０８を含む。各リニアセグメント６０８の一端にはリニアセグメント６０８と比較しで比較的小さいリニアセグメントからなり、かつ光軸にほぼ平行に配置されたステップ６０９が見られる。マルチリニアセグメントには、光軸に関連した例えば、凸形状、凹形状などの他の形状を含むメニスカス壁のセグメントにより点在させている場合もあればさせていない場合もあり得る。また、他の形状の特色及びセグメントも点在させてもよい。
【００７７】
一部の実施形態では、マルチステップメニスカス壁６０１は、油６０２及び生理食塩水溶液６０３を含有する弓形液体メニスカスレンズ内の光軸から約４５°の角度で配置され得る。一部の実施形態では、液体メニスカス境界６０４Ａは、マルチステップメニスカス壁６０１に印加された電位の第１の状態、例えば電圧オフ状態でマルチステップメニスカス壁６０１に６０５Ａにおいて接触する。一般的に、いくつかの典型的な実施形態では、第１の電圧オン状態は、第１の鋭角６０７に最も近いマルチステップメニスカス壁６０１の端部付近の液体メニスカス境界を含む。
【００７８】
図６Ｂは、第２の屈折状態（例えば、メニスカス壁６０１に電圧が印加された電圧オン状態）にある液体メニスカス境界６０４Ｂの位置を示す。電圧オフ状態を含む第１の状態に関しては、液体メニスカス境界６０４Ｂは、概ね、マルチステップメニスカス壁６０１に沿って前方湾曲レンズ６０６の方へ移動した。電圧オン状態は、マルチ凸面メニスカス壁６０１中のリニアセグメントの間のステップ６０９に概ねより近い液体メニスカス境界６０４Ｂも含み得る。
【００７９】
ここで、図７Ａを参照すると、一部の実施形態では、液体メニスカスレンズに見出され得るマルチグラジエントのメニスカス壁７０１が描かれている。マルチグラジエントメニスカス壁７０１は、光軸から若干ばらばらの角度でマルチリニアセグメント７０８を含む。マルチリニアセグメントには、例えば、凸形状又は凹形状などの光軸に関連した他の形状を含むメニスカス壁のセグメントを点在させている場合もあればさせていない場合もあり得る。また、他の形状の特色及びセグメントも点在させてもよい。
【００８０】
一部の実施形態では、マルチグラジエントメニスカス壁７０１を、油７０２及び生理食塩水溶液７０３を含有する弓形液体メニスカスレンズの中の光軸から約４５度の角度で配置してもよい。一部の実施形態では、液体メニスカス境界７０４Ａは、マルチグラジエント壁７０１に印加された電圧の第１の状態、例えば、電圧オフ状態でマルチグラジエントの壁７０１に７０５Ａで接触する。一般に、いくつかの典型的な実施形態では、第１の電圧オン状態は、第１の鋭角７０７に最も近いマルチグラジエントメニスカス壁７０１の端部付近の液体メニスカス境界を含む。
【００８１】
図７Ｂは、第２の電圧オン状態、例えば、メニスカス壁７０１に電位を印加し電圧オン状態の液体メニスカス境界７０４Ｂの位置を示す。電圧オフ状態を含む第１の状態に関しては、液体メニスカス境界７０４Ｂは概ね、マルチグラジエントメニスカス壁７０１に沿って前方湾曲レンズ７０６の方へ移動した。電圧オン状態は、マルチ凸面メニスカス壁７０１中のリニアセグメントの間の不連続面７０９に概ねより近い液体メニスカス境界７０４Ｂも含み得る。
【００８２】
ここで、図８Ａを参照すると、弓形液体メニスカスレンズのマルチステップメニスカス壁８０１Ａの斜視図が、弓形液体メニスカスレンズの他の部分とは別に示されている。図示されている実施形態では、マルチステップメニスカス壁８０１Ａは、３つのリニアメニスカス壁セグメント８０１Ａ−１から８０１Ａ−３を含む。壁セグメントは、レンズを通る光軸８０４に対して角度をなしている。他の実施形態は、多かれ少なかれリニアメニスカス壁セグメント、８０１Ａ−１から８０１Ａ−３を含み得る。多数の壁セグメントは、例えば、液体メニスカスレンズ物理的寸法、レンズの配置先として予期されるメニスカスの多数の設定位置、又は他の懸念事項に基づくものである場合もあり得る。マルチステップメニスカス壁８０１Ａは、レンズ全体の周りの第の鋭角８０２Ａと光学区域の縁８０３Ａとの間の一貫した長さである。
【００８３】
図８Ｂにおいては、弓形液体メニスカスレンズのマルチグラジエントのメニスカス壁８０１Ｂの構成要素の斜視図が、弓形液体メニスカスレンズの他の部分と別に示されている。図示した実施形態では、マルチグラジエントのメニスカス壁８０１Ｂは、４つのリニアセグメント８０１Ｂ−１から８０１Ｂ−４を含む。壁セグメントは、レンズを通る光軸８０４に対して角度をなしている。他の実施形態は、多かれ少なかれリニアなメニスカス壁セグメント８０１Ｂ−１から８０１Ｂ−４を含んでもよい。多数の壁セグメントは、例えば、液体メニスカスレンズの物理的な大きさ、レンズの配置先に予期されているメニスカスの多数の設定位置、又は他の懸案事項に基づいてもよい。マルチグラジエントメニスカス壁８０１Ｂは、レンズ全体の周りの第１の鋭角８０２Ｂと光学区域の縁８０３Ｂとの間の一貫した長さである。
【００８４】
図８Ｃには形状が円錐台を含む、１つのリニアメニスカス壁セグメント８０１−１の斜視図が描かれている。これは、図８Ａからの８０１Ａ−１などのマルチステップメニスカス壁のセグメント、又は図８Ｂからの８０１Ｂ−１などのマルチグラジエントのメニスカス壁のセグメントを表してもよい。
【００８５】
図６Ｃは図６Ａ及び６Ｂを組み合わせて、電圧オフの状態６０４Ａ及び電圧オンの状態６０４Ｂの両方における液体メニスカス境界の位置を示している。本発明によれば、図６Ｃに示すようなマルチステップメニスカス壁６０１を光軸から所定の相対的な角度で配置した液体メニスカスレンズは、メニスカス壁部分に電位を印加した結果として生じる液体メニスカス移動に対して、光軸から同様の相対的な角度で配置されたリニアメニスカス壁を有する液体メニスカスレンズよりも一貫性及び反復性の高い制御をもたらす。リニアメニスカス壁を含むレンズの例は、本願明細書において参照により援用されている２０１０年６月２９日に出願された米国特許出願第６１，３５９，５４８号、「ＬＥＮＳ  ＷＩＴＨ  ＣＯＮＩＣＡＬ  ＦＲＵＳＴＵＭ  ＭＥＮＩＳＣＵＳ  ＷＡＬＬ」に記載されている。
【００８６】
一部の好ましい実施形態では、液体メニスカス壁に電圧が印加され、対応する液体メニスカス境界がマルチステップメニスカス壁６０１に沿って前方湾曲レンズ６０６の方へ移動する。各リニアセグメント６０８の末端のステップ６０９は、表示した域で液体メニスカス移動を減速及び中断するように機能して、特定の付加電圧の変化又は他の望ましい液体メニスカス境界の移動を達成する。液体メニスカス境界が各リニアセグメント６０８に沿って移動するにつれて、それを、リニアセグメント６０８とステップ６０９との間の接合部での液体メニスカス境界の接触角度の変化により各ステップ６０９の近くで減速させ及びより容易に停止させる。
【００８７】
同様に、図７Ｃは図７Ａ及び図７Ｂを組み合わせて、電圧オフ状態７０４Ａ及び電圧オン状態７０４Ｂの両方における液体メニスカス境界の位置を示す。本発明によれば、図７Ｃに示すようなマルチグラジエントメニスカス壁７０１を光軸から相対的な所定の角度で配置した液体メニスカスレンズは、メニスカス壁部分に電位を印加した結果として生じる液体メニスカス移動に対して、光軸から相対的な同様の角度に配置されたリニアメニスカス壁を有する液体メニスカスレンズよりも一貫性及び反復性の高い制御をもたらす。リニアメニスカス壁を含むレンズの例は、本願明細書において参照により援用されている２０１０年６月２９日に出願された米国特許出願第６１，３５９，５４８号「ＬＥＮＳ  ＷＩＴＨ  ＣＯＮＩＣＡＬ  ＦＲＵＳＴＵＭ  ＭＥＮＩＳＣＵＳ  ＷＡＬＬ」に記載されている。
【００８８】
一部の好ましい実施形態では、電圧をメニスカス壁に印加し、対応して液体メニスカス境界を、マルチグラジエントのメニスカス壁７０１に沿って前方湾曲レンズ７０６に向かって移動させる。リニアセグメント７０８の間の不連続面７０９は、所定の域における液体メニスカス移動を減速させ、かつ中断させ、特定の付加電圧の変化又はその他の望ましい液体メニスカス境界の動作を達成するように機能する。液体メニスカス境界がそれぞれのリニアセグメント７０８に沿って進むにつれて、リニアセグメント７０８の間の不連続面７０９での液体メニスカス境界接触角の変化により、それぞれの不連続面７０９付近でそれを減速させ、及びより容易に停止させる。
【００８９】
一部の実施形態では、本発明の正味効果としては、小さな電圧変動にもかかわらず液体メニスカス境界の配置を安定させる助けになる予測可能な小接触角ヒステリシスが挙げられる。更に、印加された電圧によって液体メニスカス境界の配置の変化を引き起こした場合、チャネル構造によって油滴を保持してもよい。レンズを脱付勢すると、油滴が液体メニスカス境界の収縮を助けるため、回復時間が迅速になりかつ予測しやすくなる。
【００９０】
本発明は、特定の実地形態を参照して説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が行われ、要素が同等のものと置き換えられることがあり得ることは、当業者によって理解されるであろう。更に、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対し、特定の状況又は材料を適合するように、多くの修正が行われ得る。
【００９１】
したがって、本発明は、本発明を実施するうえで考えられる最良の態様として開示される特定の実施形態に限定されるものではなく、付属の請求項の範囲及び趣旨に包含されるすべての実施形態を含むものである。
【００９２】
〔実施の態様〕
（１）  光学レンズであって、
前方レンズ外面と前方レンズ内面とを含む前方レンズと、
後方レンズ内面と後方レンズ外面とを含む後方レンズであって、前記前方レンズ内面と前記後方レンズ内面との間に空洞が形成されるように、前記前方レンズに近接して位置決めされている前記後方レンズと、
前記前方レンズ内面と前記後方レンズ内面との間に形成された前記空洞内に収容されるある体積の生理食塩水溶液及び油であって、その間にメニスカスを介在させてなる、前記ある体積の生理食塩水溶液及び油と、
前記前方レンズ及び後方レンズの一方又は両方の中に形成される離散した円錐台の形状で多数の部分を含み、前記生理食塩水溶液と油との間に形成される前記メニスカスの境界を形成するメニスカス壁とを含む、光学レンズ。
（２）  前記前方レンズ及び前記後方レンズの少なくとも一方が本質的に平坦である、実施態様１に記載の光学レンズ。
（３）  前記前方レンズ及び前記後方レンズが弓形レンズを含む、実施態様１に記載の光学レンズ。
（４）  前記メニスカス壁の少なくとも一部分上に導電性コーティングを更に備える、実施態様３に記載の光学レンズ。
（５）  前記油の体積が、前記空洞内に収容される前記生理食塩水溶液の体積より少ない、実施態様４に記載の光学レンズ。
【００９３】
（６）  前記油の体積が、前記生理食塩水溶液の量と比較して、約６６体積％以上を構成する、実施態様５に記載の光学レンズ。
（７）  前記油の体積が、前記生理食塩水溶液の量と比較して、約９０体積％以下を構成する、実施態様５に記載の光学レンズ。
（８）  前記ある体積の油が前記生理食塩水溶液の密度とほぼ等しい密度を備える、実施態様４に記載の光学レンズ。
（９）  前記ある体積の油が前記生理食塩水溶液の密度の約１０％以内の密度を備える、実施態様４に記載の光学レンズ。
（１０）  前記ある体積の油が前記生理食塩水溶液の密度の約５％以内の密度を備える、実施態様４に記載の光学レンズ。
【００９４】
（１１）  前記導電性コーティングが前記空洞の内側の区域から前記空洞の外側の区域に延在する、実施態様４に記載の光学レンズ。
（１２）  前記空洞の外側の前記導電性コーティングの区域が、前記液体メニスカスレンズに電荷を提供するための電気端子を形成する、実施態様１１に記載の光学レンズ。
（１３）  前記食塩水溶液及び前記油がメニスカスを形成し、電位を前記空洞の外側の前記導電性コーティングの区域に印加することが、前記メニスカス壁に沿った前記メニスカスの接触位置に変化をもたらす、実施態様１１に記載の光学レンズ。
（１４）  電位が直流を構成する、実施態様１１に記載の光学レンズ。
（１５）  電位が約５．０ボルト〜６０．０ボルトを含む、実施態様１１に記載の光学レンズ。
【００９５】
（１６）  前記電位が約２０．０ボルトを含む、実施態様１５に記載の光学レンズ。
（１７）  前記電位が約５．０ボルトを含む、実施態様１５に記載の光学レンズ。
（１８）  前記電位が約３．５ボルト〜約７．５ボルトを含む、実施態様１１に記載の光学レンズ。
（１９）  前記前方湾曲レンズ外面が約０以外の屈折力を備える、実施態様５に記載の光学レンズ。
（２０）  前記前方湾曲レンズ内面が約０以外の屈折力を備える、実施態様５に記載の光学レンズ。
【００９６】
（２１）  前記後方湾曲レンズ外面が約０以外の屈折力を備える、実施態様５に記載の光学レンズ。
（２２）  前記後方湾曲レンズ内面が約０以外の屈折力を備える、実施態様５に記載の光学レンズ。
（２３）  前記前方湾曲レンズ及び前記後方湾曲レンズのうちの一方又は両方を通るチャネルと、前記チャネルを充填する導電材料と、を更に備える、実施態様５に記載の光学レンズ。
（２４）  前記チャネルを充填する前記導電材料と電気的に連通している端子を更に備える、実施態様２３に記載の光学レンズ。
（２５）  前記端子に電位を印加することにより前記メニスカスの形状に変化をもたらす、実施態様２４に記載の光学レンズ。
【００９７】
（２６）  前記前方湾曲レンズの前記内面の少なくとも一部分に沿って絶縁体コーティングを更に備え、前記絶縁体コーティングが電気絶縁体を備える、実施態様５に記載の光学レンズ。
（２７）  前記絶縁体が、パリレンＣ（商標）及びテフロン（登録商標）ＡＦの一方を含む、実施態様２６に記載の光学レンズ。
（２８）  前記絶縁体が、前記前方湾曲レンズと前記後方湾曲レンズとの間の前記空洞に収容された生理食塩水溶液と前記導電性コーティングとの分離を維持するための境界区域を具備する、実施態様２６に記載の光学レンズ。
（２９）  前記メニスカス壁を構成する前記多数の円錐台の角度が、約３０°〜５０°を含む、実施態様５に記載の光学レンズ。
（３０）  前記メニスカス壁に隣接するメニスカス鋭角部（meniscus sharp）を更に備え、前記鋭角部が、前記ある体積の食塩水溶液及び油を収容するための角度の特徴を備える、実施態様２９に記載の光学レンズ。
【００９８】
（３１）  前記鋭角部が、半径方向の表面部分を備える、実施態様２９に記載の光学レンズ。
（３２）  前記半径方向の表面部分が、５マイクロメートル〜２５マイクロメートルの範囲内の半径を備える、実施態様３１に記載の光学レンズ。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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