專利名稱：可變放大倍率光學放大鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及放大設備，以及具體地涉及具有可變放大倍率能力的光學放大鏡。
背景技術：
牙科醫(yī)生和外科醫(yī)生在臨床操作期間長期佩戴包括但不限于放大倍率放大鏡對的放大倍率觀察器。佩戴這些觀察器以提供清晰的視野，同時避免弓背姿勢，弓背姿勢久而久之可以導致頸部無力和背部緊張而且還可以對所執(zhí)行的操作的成功具有不利影響。與沒有觀察器相比，放大倍率觀察器允許醫(yī)師在距病人更遠的工作距離處工作。較高放大倍率觀察器還減少醫(yī)師對氣霧劑和其它物質的暴露。通常，放大倍率觀察器的光學放大鏡具有固定的放大倍率能力。如果使用者想要以更大或更小的放大倍率來觀察物體，則必須使用不同的光學放大鏡，或必須更改透鏡元件來提供想要的放大倍率。存在對能夠提供可變放大倍率而無需更改透鏡元件的放大倍率觀察器的需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明克服了迄今為止已知的光學放大鏡的前述和其它的缺點和缺陷。雖然本發(fā)明將關于特定實施例來描述，但是將理解的是，本發(fā)明并不局限于這些實施例。相反，本發(fā)明包含可以包括在本發(fā)明的精神和范圍內的所有替代、變型以及等同物。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，光學放大鏡包括用于改變通過放大鏡觀察的物體的放大倍率的機電裝置。在另一個實施例中，光學放大鏡可以包括允許使用者選擇性地改變通過放大鏡觀察的物體的放大倍率的手動致動機構。在又一個實施例中，光學放大鏡包括用于改變通過放大鏡觀察的物體的放大倍率的一個或多個液體透鏡。在再一個實施例中，光學放大鏡包括通過改變施加到透鏡上的電壓來幫助改變通過放大鏡觀察的物體的放大倍率的至少一個液晶透鏡。結合附圖閱讀下述具體實施方式
之后，將容易地理解本發(fā)明的其它目的，特征以及優(yōu)點。


圖1是示例性的光學放大鏡組件的示意圖，該光學放大鏡組件依據(jù)本發(fā)明的原理利用機電裝置來改變物體的放大倍率。圖2是示例性的光學放大鏡組件的示意圖，該光學放大鏡組件依據(jù)本發(fā)明的原理利用液體透鏡組件來改變物體的放大倍率。
具體實施例方式本發(fā)明的一個方面中，電子地控制的機械裝置被合并到光學放大鏡中以使得可以操縱內部放大鏡透鏡配置以引起放大倍率中的變化(變焦光學放大鏡)。在一個實施例中，該構思可以包括使用以小型數(shù)字照相機規(guī)模(例如，數(shù)字照相機變焦光學器件)的所謂小型控制電動機和齒輪或等效設備。本發(fā)明的另一方面中，該構思包括電子和機械地操縱兩個這樣的變焦放大鏡的會聚以引起工作距離(從眼睛到觀察的目標的距離)中的變化的能力。電子控制可以通過各種方法和/或結構來實現(xiàn)，例如射頻(RF)、腳踏開關、放大鏡框架上的直接控制裝置或適于控制放大倍率和/或放大鏡或放大鏡對的工作距離的各種其它結構和方法。圖1描述了包括用于改變放大鏡組件的放大倍率的機電變焦裝置的示例性的光學放大鏡組件。光學放大鏡包括沿光軸對齊以提供通過放大鏡觀察的物體的放大的圖像的目鏡組件和物鏡組件。目鏡組件和物鏡組件可以均包括單個或多個透鏡元件。光學放大鏡還可以包括棱鏡組件，該棱鏡組件與目鏡組件和物鏡組件對齊，并且與目鏡組件和物鏡組件合作來提供物體的放大的圖像。根據(jù)可能的要求，棱鏡組件可以包括單個棱鏡元件或可以包括多個棱鏡元件。光學放大鏡的透鏡和棱鏡元件以及將透鏡和棱鏡元件支撐于其中的外殼部件的總的結構可以類似于在轉讓給Kerr公司的美國專利6，704，142中一般描述的透鏡和棱鏡元件，以及該美國專利6，704，142通過引用其全文結合于本文。機電變焦裝置可以直接或間接改變透鏡元件之間的距離，從而改變透鏡系統(tǒng)的放大倍率。機電變焦裝置也可以改變透鏡元件之間的距離來改變光學放大鏡的工作距離。光學放大鏡組件也可以被配置以用于自動聚焦通過放大鏡觀察的物體的圖像。在另一個實施例中，光學放大鏡也可以被配置以用于自動會聚調節(jié)來適應觀察位于不同工作距離處的物體。因此，當眼睛朝目標物體移動或從目標物體移開時，會聚將被自動地調節(jié)以使得與自動聚焦配合的單元將得到自動工作距離調節(jié)。在這些實施例中，放大鏡組件包括通過例如超聲波、紅外或任何其它合適的方法來確定至物體的距離的測距部件。根據(jù)可能的需要，可以將來自測距部件的信號傳送給控制機電裝置的運行的控制器以聚焦物體的圖像并調節(jié)會聚。在另一個實施例中，光學放大鏡可以被配置以幫助手動調節(jié)通過放大鏡觀察的物體的放大倍率。在該實施例中，提供機械機構來相對于透鏡元件中的其它透鏡元件移動一個或多個透鏡元件以使得使用者可以選擇性地調節(jié)放大倍率。作為非限制性示例，可以提供機械機構以幫助相對于透鏡元件中的其它透鏡元件可滑動地移動透鏡元件中的一個或多個。該機構可以包括例如杠桿或轉盤的控制裝置，該控制裝置可以由使用者手動地操縱以移動一個或多個透鏡元件，并且因此改變放大倍率。在另一個非限制性示例中，機械機構可以包括齒條齒輪，一個或多個透鏡元件耦合在其上以便相對于透鏡元件的其它透鏡元件移動。小齒輪(pinion gear)與齒條齒輪有效地嚙合并且可以由使用者轉動(例如通過轉動與齒條齒輪耦合的把手或轉盤)，從而相對于其它透鏡元件移動一個或多個透鏡元件。應該理解的是，可以提供各種其它機械機構來允許使用者手動調節(jié)放大倍率。在另一個實施例中，可以通過包括一個或多個液體透鏡系統(tǒng)的液體透鏡組件來提供可變放大倍率。液體透鏡系統(tǒng)利用一個或多個液體材料來改變光穿過透鏡系統(tǒng)的路徑，并且因此改變放大倍率而無需電動機或其它移動機械部件。例如，Jung的美國專利7，680，406和Liogier D’ ardhuy等人的美國專利7，791，814披露了使用電潤濕來改變兩種不混溶液體之間的彎月的形狀從而改變透鏡組件的放大倍率的液體透鏡組件。美國專利7，680, 406和美國專利7，791，814通過引用其全文結合于本文。圖2描述了包括多個固體透鏡和兩個液體透鏡組件的示例性光學放大鏡組件。依據(jù)本公開的原理的光學放大鏡系統(tǒng)可以利用一個液體透鏡組件以用于改變放大倍率，并利用另一個液體透鏡組件以用于調節(jié)變焦、聚焦或光學放大鏡的工作距離。如前所討論的，光學放大鏡組件可以被配置以用于自動調節(jié)聚焦和/或工作距離。雖然本文中示出并描述了具有兩個液體透鏡組件的光學放大器，但應當理解的是，根據(jù)可能的需要，依據(jù)本發(fā)明的原理的光學放大鏡可以替換性地僅使用單個液體透鏡組件或可以使用多于兩個液體透鏡組件來實現(xiàn)特定的光學性能。在又一個實施例中，光學放大鏡可以包括通過改變施加到液晶透鏡上的電壓來幫助改變通過放大鏡觀察的物體的放大倍率的一個或多個液晶透鏡元件。一方面，液晶透鏡元件包括液晶層，該液晶層的取向可以通過改變施加到透鏡上的電壓而被改變，從而改變通過透鏡的折射并且影響放大倍率和聚焦而無需電動機或其它移動機械部件。雖然本發(fā)明已經(jīng)通過對一個或多個示范性實施例的描述來說明，并且雖然已經(jīng)以相當詳細的方式描述了實施例，但它們不是用于將所附的權利要求的范圍限制或以任何方式局限到這樣的細節(jié)。在本文中討論的各種特征可以被單獨的或以任何結合的方式使用。額外的優(yōu)點和變型對那些本領域技術人員來說將也顯而易見。因此，本發(fā)明在其更廣義的方面不局限于示出和描述的特定細節(jié)、有代表性的裝置和方法以及說明性示例。因此，在不背離總的發(fā)明構思的范圍或精神的情況下，可以進行與這些細節(jié)不同的偏離。所要求保護的是:
權利要求
1.一種光學放大鏡，包括: 至少一個目鏡； 至少一個物鏡；以及 致動器，所述致動器與所述目鏡和所述物鏡合作并且操作來改變通過所述目鏡和所述物鏡觀察的圖像的放大倍率。
2.如權利要求1所述的光學放大鏡，其中，所述致動器包括能夠由使用者手動地致動的機械部件。
3.如權利要求1所述的光學放大鏡，其中，所述致動器是機電的。
4.如權利要求1所述的光學放大鏡，還包括: 棱鏡，所述棱鏡與所述物鏡和所述目鏡合作以放大通過所述光學放大鏡觀察的圖像。
5.如權利要求1所述的光學放大鏡，其中，所述致動器還操作來改變所述光學放大鏡的工作距離。
6.如權利要求1所述的光學放大鏡，其中，所述致動器還被配置來自動地聚焦通過所述目鏡和所述物鏡觀察的所述圖像。
7.如權利要求1所述的光學放大鏡，其中，所述致動器還被配置來自動地改變會聚。
8.一種光學放大鏡，包括: 至少一個液體透鏡組件，所述至少一個液體透鏡組件操作來改變通過所述放大鏡觀察的圖像的放大倍率；以及 電源，所述電源向所述至少一個液體透鏡組件提供電勢。
9.一種光學放大鏡，包括: 至少一個液晶透鏡組件，所述至少一個液晶透鏡組件操作來改變通過所述放大鏡觀察的圖像的放大倍率；以及 電源，所述電源向所述至少一個液晶透鏡組件提供電勢。
全文摘要
光學放大鏡包括用于改變通過放大鏡觀察的物體的放大倍率和或改變放大鏡的工作距離的機電裝置。在另一個實施例中，光學放大鏡可以包括透鏡系統(tǒng)，該透鏡系統(tǒng)包括用于提供可變放大倍率的一個或多個液體透鏡組件或液晶透鏡組件。
文檔編號G02B15/14GK103210335SQ201180038741
公開日2013年7月17日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權日2010年8月5日
發(fā)明者B·L·威爾特 申請人:克爾公司