專利名稱：適于提供眼睛視覺和補充視覺的眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于為這個眼鏡佩戴者提供眼睛視覺和補充視覺的眼鏡。
背景技術(shù)：
這樣的眼鏡是已知的，例如從W02008/003903獲知。眼睛視覺是佩戴者在其周圍環(huán)境中的普通的或自然的視覺。它可以通過使用諸如矯正屈光異常的眼鏡或太陽鏡來得以改善。但是，這類眼鏡不能修改影像的信息量。、補充視覺欲為佩戴者提供補充的信息，或額外的信息。這種補充信息可以是為佩戴者展示以便看見它們的數(shù)據(jù)。例如，引航數(shù)據(jù)顯示在飛行員頭盔的護目鏡上，以便這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)并疊加到眼睛視覺的影像上。補充視覺的另一個例子是為佩戴者提供他的環(huán)境部分的修正影像。這類修正影像可以是被轉(zhuǎn)換為可見光影像的紅外線影像的放大影像。參閱圖1，一種眼鏡10，其適于為佩戴者至少提供眼睛視覺和補充視覺，其可能包括-前面FF和后面BF，分別朝著遠離和朝向所述佩戴者的眼睛20的方向；-光折射透明材料1，包括在前面FF和后面BF之間；-光傳導(dǎo)元件2，其位于光折射透明材料I內(nèi)，并且適于穿過該光傳導(dǎo)元件2的出口面EF并朝向佩戴者的眼睛20，在眼鏡10的前面FF和后面BF之間輸出補充光SL。因此，這個光傳導(dǎo)元件2的出口面EF朝向眼睛20，以便補充光SL穿過眼睛瞳孔P進入眼睛20并到達視網(wǎng)膜R。參考號30表示產(chǎn)生補充光SL的光源部件，以便在穿過出口面EF被輸出后，該補充光SL相當(dāng)于補充影像。該光源部件30的細節(jié)是眾所周知的，所以本文不再贅述。該光源部件30通過彼此之間適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)連接將補充光SL引入光傳導(dǎo)元件2內(nèi)。眼睛視覺相當(dāng)于光(OL)由眼鏡10從其前面FF向其后面BF透射，并且穿過瞳孔P進入眼睛20內(nèi)并到達視網(wǎng)膜R所形成的影像。此后，將眼睛視覺的影像稱為自然影像。補充視覺相當(dāng)于佩戴者可見的，由補充光SL形成的補充影像。此外，光傳導(dǎo)元件2對于眼睛視覺的光OL是透明的。因此，眼鏡10能夠向佩戴者提供自然影像和補充影像，同時地或甚至是二選一地。因為前面FF和后面BF具有各自的曲率，它們各自產(chǎn)生光強度。由于對眼睛視覺有效的光OL貫穿眼鏡10的前面FF和后面BF，該眼鏡的光強度對眼睛視覺來說是兩個面的各自的光強度的代數(shù)和。但是補充光SL是由在兩個眼鏡面FF和BF之間的光傳導(dǎo)元件2所輸出的，使得在朝向眼鏡佩戴者的眼睛傳輸時它僅僅只貫穿后面BF。因此，對于補充視覺而言，只有該后面BF的光強度是有效的。因此，眼鏡10會對眼睛視覺和補充視覺產(chǎn)生不同的有效光強度。其結(jié)果是，自然影像和補充影像不能同時為佩戴者清晰顯示。為了在佩戴者眼睛的視網(wǎng)膜R上同時清晰地呈現(xiàn)兩個影像的一種可能方案是提供具有聚焦部件的光源部件30。該聚焦部件可以被調(diào)整，使得眼睛20聚焦凝視自然影像的同時在視網(wǎng)膜R上形成補充影像。然后清晰顯示兩種影像，但該聚焦部件十分昂貴并且需要由佩戴者來操作。根據(jù)WO 2008/003903，另一種可能方案是限制前面FF的曲率，以便維持由該面所產(chǎn)生的光強度低于眼睛20的視覺調(diào)節(jié)的閾值。然后，眼睛視覺的光OL不會由眼鏡10的前面FF引起很大的改變，并且眼睛視覺和補充視覺的光束都會受到眼鏡10的相似程度的影響。但是，視覺調(diào)節(jié)的閾值取決于佩戴者而變化。此外，眼鏡前面的有限曲率會對斜視方向產(chǎn)生光學(xué)畸變。第三種可能方案是將眼鏡10的后面BF設(shè)計成能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)墓鈴姸?，以使補充影像聚焦在佩戴者的視網(wǎng)膜R上。然后，前面FF調(diào)整為使得自然影像通過后面BF聚焦于視網(wǎng)膜R。但是，按照這種方式，一旦佩戴者的屈光異常是已知的，眼鏡10的兩個面BF和面FF必須被矯正。因此，就不可能使用由半成品眼鏡的生產(chǎn)來完成其中的一個面的半成品眼鏡。此外，面FF和面BF的曲率都會對自然影像產(chǎn)生重要的光學(xué)畸變。、那么，本發(fā)明的第一個目的是提供具有眼睛視覺和補充視覺的眼鏡，使得自然影像和補充影像在其各自周期內(nèi)清晰地聚焦在佩戴者的視網(wǎng)膜上。本發(fā)明的第二個目的是提供這種至少不會對自然影像形成重大畸變的眼鏡。本發(fā)明的第三個目的是提供這種能利用半成品眼鏡的生產(chǎn)階段來進行生產(chǎn)的眼鏡。發(fā)明說明在這意義上，本發(fā)明提出具有上述特征適于為眼鏡佩戴者至少提供眼睛視覺和補充視覺的眼鏡，并且還包括透明有源裝置。該裝置位于光傳導(dǎo)元件的出口面和在眼鏡后面的至少部分之間。它還適于根據(jù)提供給該透明有源裝置的控制信號來產(chǎn)生可變的光強度。因此，可變光強度的第一數(shù)值和第二數(shù)值彼此不同，并且分別對應(yīng)于透明有源裝置的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)。透明有源裝置的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)分別用于補充視覺和眼睛視覺。因此，該透明有源裝置在第一狀態(tài)時對補充光有效，并且可變光強度的第一數(shù)值適于使補充影像對佩戴者清晰顯示。而且，光傳導(dǎo)元件相對于眼睛視覺的光是透明的。因此，透明有源裝置在第二狀態(tài)下對通過光傳導(dǎo)元件的出口面所透射的眼睛視覺的光有效，并且可變光強度的第二狀態(tài)適于使自然影像對佩戴者依次清晰顯示。因此，自然影像和補充影像可分別在透明有源裝置的第二狀態(tài)和第一狀態(tài)的周期內(nèi)被聚焦在佩戴者的視網(wǎng)膜上。因為透明有源裝置為補充視覺提供適當(dāng)?shù)墓鈴姸?，所以對眼睛視覺來說，可優(yōu)化眼鏡的前面和所選擇的后面。因此，可以將這個面或這些面設(shè)計以便自然影像沒有任何嚴(yán)重的光學(xué)畸變。此外，眼鏡的前面和后面可用于為佩戴者提供對眼睛視覺有效的恰當(dāng)?shù)那猱惓３C正。在這種情況下，透明有源裝置與眼鏡的后面協(xié)同一起，根據(jù)光傳導(dǎo)元件直接輸出的補充影像的位置，來矯正佩戴者對于補充視覺的屈光異常。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，透明有源裝置可完全嵌入位于光傳導(dǎo)元件的出口面與該眼鏡的后面之間的光折射透明材料的后面部分內(nèi)。在這樣的情況下，由于補充影像與眼鏡的前面無關(guān)地聚焦在佩戴者的視網(wǎng)膜上，所以這種眼鏡可以利用半成品眼鏡的中間階段來生產(chǎn)。這種半成品眼鏡可包括具有成品的前面和其中嵌入光傳導(dǎo)元件和透明有源裝置的光折射透明材料部分。因此，半成品眼鏡可形成具有可變的前面平均曲率數(shù)值的系列，該數(shù)值也稱基值。這尤其具有成本效益，因為半成品眼鏡能在大規(guī)模工廠批量生產(chǎn)，并且每個半成品眼鏡的后面可在大規(guī)模工廠外根據(jù)實驗室里的用戶處方來成形。因此本發(fā)明可實現(xiàn)利用與已實施在普通眼鏡上的同樣的生產(chǎn)方案來生產(chǎn)帶有眼睛視覺和補充視覺的成品眼鏡。


圖I是本發(fā)明之前所已知的眼鏡的透視圖。圖2a和圖2b分別是本發(fā)明的眼鏡的透視圖和剖面圖。圖3a和圖3b分別是本發(fā)明的實施例所使用的透明有源裝置的前視圖和剖面圖。
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圖4和圖5分別是本發(fā)明的可選實施例所使用的其它透明有源裝置的剖面圖。為了清晰起見，這些圖中所示的元件并不是真實尺寸的大小，也不是真實尺寸的比例大小。此外，在不同圖中的同一標(biāo)記表示類似的元件或具有類似功能的元件。發(fā)明的詳細描述圖I所涉及的現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)進行了討論。根據(jù)圖2a和2b，根據(jù)本發(fā)明的眼鏡10包括與圖I所示的眼鏡相同的元件，即，由眼鏡的前面FF和后面BF所限制的光折射透明材料1，具有用于補充光SL的出口面EF的光傳導(dǎo)元件2。光傳導(dǎo)元件2優(yōu)選地完全嵌入在光折射材料I內(nèi)，使得光折射材料I的后面Ir設(shè)置于光傳導(dǎo)元件2的出口面EF和眼鏡10的后面BF之間。光折射透明材料I在光傳導(dǎo)元件2和前面FF之間。光折射透明材料I可以是眼鏡通常所使用的任意材料。光傳導(dǎo)元件2可以是已知的并且在聚焦在這類元件的文檔中作了描述的任意設(shè)計。光源部件30不屬于本發(fā)明主體的眼鏡10。它產(chǎn)生補充光SL并且將其輸入到光傳導(dǎo)元件2內(nèi)。本發(fā)明的眼鏡10還包括透明有源裝置3，設(shè)置在光傳導(dǎo)元件2的出口面EF和眼鏡的后面BF之間。當(dāng)后面Ir因為光折射透明材料I而存在時，該后面部分Ir較佳地包括透明有源裝置3。較佳但不是必需的，它完全嵌入在后面Ir內(nèi)。透明有源裝置3平行于后面BF延伸超過至少等于光傳導(dǎo)元件2的出口面EF的投影面積的面積。較佳地是，當(dāng)沿著眼睛視覺的光線投影在眼鏡10的后面BF上時，透明有源裝置3的和出口面EF的各自面積彼此相互匹配。大體上，透明有源裝置3可像可控透鏡一樣操作，產(chǎn)生能在兩個彼此不同的數(shù)值之間變化的光強度。透明有源裝置3的可變光強度的這些數(shù)值之一可為零。在本發(fā)明的簡單實施例中，透明有源裝置3可以是液晶基材的。在第一和第二實施例中，透明有源裝置可包括在兩個表面之間的液晶部分，且所提供的這些表面中至少一個面具有菲涅爾圖形。它還包括兩個電極，基于施加于所述電極上的電壓V的變化，這兩個電極被設(shè)置用于修正液晶的方向。圖3a和3b說明了這樣的第一實施例，其中只在限制液晶部分的一個表面上提供菲涅爾圖形。這類裝置結(jié)構(gòu)特別地在文件WO 2009/045533中作了描述。圖4說明了第二實施例，其在限制液晶部分的兩個表面上分別提供兩個菲涅爾圖形，如US2007/216851所述。在這些圖中，以下參考號碼表示的元件列出如下30 :液晶部分，3ff，3bf :限定液晶部分30的前表面和后表面，31a，31b :菲涅爾圖形，32，33:電極，34 :產(chǎn)生可變電壓V的電源，和38，39 :其間包括液晶部分30的板材。、在眼鏡10的模制期間，得益于板材38和39，透明有源裝置3能首先單獨制造，隨后與光傳導(dǎo)兀件2 —起嵌入于光折射材料I內(nèi)。這些裝置的實際操作是已知的，因此不必在此贅述。尤其是，每個裝置3上的表面3ff和3bf中至少一個表面可以結(jié)構(gòu)化，以便當(dāng)電壓30是零或低于轉(zhuǎn)換閾值時可以對液晶部分進行定向。在圖5所示的第三實施例中，在眼鏡10里，透明有源裝置3可包括一組單位C，其并列著平行于光傳導(dǎo)元件2的出口面EF。單元C通過垂直于出口面EF延伸的壁40的網(wǎng)絡(luò)而彼此分離。每個單元C包括液晶部分35。透明有源裝置3還至少包括電極36和37。電極36和37被設(shè)置成當(dāng)將至少一個適當(dāng)?shù)目勺冸妷菏┘佑陔姌O36和37上時可修正各個單元C中液晶部分35的方向。具有單元C的液晶部分35各自適于使透明有源裝置3產(chǎn)生可變光強度。事實上，這類透明有源裝置是空間光相位調(diào)節(jié)器，被設(shè)計作為可變的鏡頭來操作。依靠裝置3的具體操作，電極36和37各自可采用多電極來取代，以便所施加的電壓能在整個裝置范圍內(nèi)變化。眼鏡10用于補充光SL的光強度總數(shù)等于透明有源裝置3的光強度與其后面BF上的光強度之和。相平行的，眼睛光OL的光強度總數(shù)等于透明有源裝置3的光強度與其前面FF和后面BF的光強度之和。通常，透明有源裝置3在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換當(dāng)用戶凝視著由補充光SL所形成的補充影像時旨在選擇第一狀態(tài)；當(dāng)用戶凝視著由眼睛光OL所形成的自然影像時旨在選擇第二狀態(tài)。如圖3a、圖3b和圖4所示的實施方式，每個狀態(tài)相當(dāng)于液晶部分30的不同方向。如圖5所不的實施方式,兩種狀態(tài)中的每種狀態(tài)由同時產(chǎn)生的所有液晶部分35中各自方向中的一組所定義。在每一種情況下，透明有源裝置3的光強度從第一狀態(tài)下的第一數(shù)值變化到第二狀態(tài)下的第二數(shù)值。優(yōu)選地，用于透明有源裝置3的可變光強度的第一數(shù)值減去第二數(shù)值的值可能大于眼鏡10的前面FF的光強度的數(shù)值。這就確保用戶能夠清晰地看到補充影像，即使該影像的位置非常接近于用戶的眼鏡，以及即使用戶是遠視的，又稱遠視眼。為了計算和比較光強度的數(shù)值，在通常情況下，考慮帶有正負(fù)號的數(shù)值。同樣，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，第二狀態(tài)可以是透明有源裝置3的默認(rèn)狀態(tài)。例如，當(dāng)透明有源裝置3的電源被關(guān)閉或出現(xiàn)操作故障時，該默認(rèn)狀態(tài)是有效的。這符合安全考慮，例如當(dāng)用戶在開車時，并且當(dāng)在有限的持續(xù)期間使用補充視覺時，這還可以節(jié)能。在眼鏡方面的技術(shù)人員將可以理解本發(fā)明適用于任何有屈光異常的用戶，尤其是近視和遠視。的確，這樣的屈光異常可以通過眼鏡10的前面FF和/或后面BF的恰當(dāng)成形來矯正眼睛視覺，其中在眼鏡后面BF的光強度基礎(chǔ)上，透明有源裝置3進一步被用來矯正補充視覺的屈光異常。最終，透明有源裝置3有可能鄰近于眼鏡10的后面BF。然后，它至少在光傳導(dǎo)元件2的出口面EF的后面自身形成了該后面BF的一部分。透明有源裝置3還可膠合在眼鏡10的后面BF上。在這種情況下，它可以是彈性的，以便符合于后面BF的初始形狀。當(dāng)光傳導(dǎo)元件2的出口面EF直接形成眼鏡10的初始后面的一部分時，則透明有源裝置3可以在出口面EF上被直接粘在光傳導(dǎo)元件2上。權(quán)利要求
1.一種眼鏡(10)，其適于為所述眼鏡的佩戴者至少提供眼睛視覺和補充視覺，并且包括 -前面(FF)和后面(BF)，分別朝著遠離和朝向所述佩戴者的眼睛(20)的方向； -光折射透明材料(I)，其包括在所述前面(FF)和所述后面(BF)之間；以及-光傳導(dǎo)元件(2)，其位于所述光折射透明材料(I)里，并且適于在所述眼鏡的前面(FF)和后面(BF)之間輸出補充光(SL)，所述補充光(SL)穿過所述光傳導(dǎo)元件(2)上的出口面(EF)并且朝向所述佩戴者的眼睛(20)， 所述眼睛視覺相當(dāng)于由所述眼鏡(10)自所述前面(FF)向所述后面(BF)傳輸?shù)墓?OL)所形成的自然影像，并且所述補充視覺相當(dāng)于所述佩戴者可見的且由所述補充光(SL)形成的補充影像， 所述光傳導(dǎo)元件(2)對于所述眼睛視覺的自然光(OL)還是透明的， 所述眼鏡(10)的特征還包括 -透明有源裝置(3)，所述透明有源裝置(3)位于所述光傳導(dǎo)元件(2)的出口面(EF)和所述眼鏡(10)的后面(BF)的至少部分之間，所述透明有源裝置適于根據(jù)提供給所述透明有源裝置的控制信號來產(chǎn)生可變的光強度，所述可變光強度的第一數(shù)值和第二數(shù)值彼此不同并且分別相當(dāng)于所述透明有源裝置的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)， 所述透明有源裝置(3)在所述第一狀態(tài)下對所述補充光(SL)有效，并且所述可變光強度的第一數(shù)值適于使所述補充影像對所述佩戴者顯得敏銳，并且 所述透明有源裝置(3)在所述第二狀態(tài)下對所述眼睛視覺的光(OL)有效，所述光(OL)被傳播穿過所述光傳導(dǎo)元件(2)的出口面(EF)，并且所述可變光強度的第二數(shù)值適于使所述自然影像對所述佩戴者顯得敏銳。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)整體地被嵌入于所述透明光折射材料(I)的后部，所述透明光折射材料(I)位于所述光傳導(dǎo)元件(2)的出口面(EF)和所述眼鏡的后面(BF)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)是液晶基材的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)包括容納在兩個面(3ff,3bf)之間的液晶部分(30)，所述兩個面中至少有一個面具有菲涅耳圖形(31a，31b)，并且還包括用于修正所述液晶的方向的兩個電極(32，33)，該修正基于施加在所述電極上的電壓(V)的變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)包括一組單元(C)，所述單元平行于所述光傳導(dǎo)元件(2)的出口面(EF)并列分布，并且通過壁(40)的網(wǎng)絡(luò)彼此分離，每個所述壁垂直于出口面延伸，每個所述單元容納一部分液晶(35)，并且所述透明有源裝置還包括至少兩個電極(36，37)，其被設(shè)置成根據(jù)施加于所述電極上的至少一個的電壓(V)的變化來修正每個所述單元中的所述液晶部分的方向，所述單元的各個液晶部分適于使所述透明有源裝置產(chǎn)生所述可變光強度。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)的可變光強度的第一數(shù)值和第二數(shù)值之間的差值不等于所述眼鏡(10)的前面(FF)的光強度。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)的可變光強度的第一數(shù)值減去第二數(shù)值的差值大于所述眼鏡(10)的前面(FF)的光強度，該差值是帶正負(fù)號的數(shù)值。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的眼鏡，其特征在于，所述第二狀態(tài)是透明有源裝置(3)的默認(rèn)狀態(tài)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的眼鏡，其特征在于，當(dāng)沿著所述眼睛視覺的光線將所述透明有源裝置⑶和所述光傳導(dǎo)元件⑵的出口面(EF)投射到所述眼鏡(10)的后面(BF)上時，其各自的面積彼此匹配。
全文摘要
適于為眼鏡佩戴者提供眼鏡視覺和補充視覺的眼鏡(10)，眼鏡視覺和補充視覺在各自周期內(nèi)變得敏銳。出于這個目的，透明有源裝置(3)設(shè)置于眼鏡的后面(BF)和光傳導(dǎo)元件(2)之間，光傳導(dǎo)元件嵌入到眼鏡內(nèi)并用于輸出補充視覺的光。透明有源裝置在兩個光強度數(shù)值之間轉(zhuǎn)換，使得眼鏡視覺和補充視覺各自變得敏銳。
文檔編號G02C7/02GK102754014SQ201080063183
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者勞倫特·伯塞洛特, 吉拉德·吉里, 安托內(nèi)·維代門, 文森特·羅普廷, 本杰明·盧梭 申請人:依視路國際集團(光學(xué)總公司)