專利名稱：對可變焦光學(xué)裝置的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對可變焦光學(xué)裝置領(lǐng)域的改進(jìn)，尤其是涉及對諸如可以通過改變透明封套內(nèi)的透明流體的體積和/或壓力來改變透鏡屈光力的這種類型的可變焦透鏡的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道在諸如在GB2183059，GB2184562和W096/38744中描述了各種類型的透鏡。然而迄今為止，盡管在現(xiàn)有技術(shù)中描述了可變焦透鏡的許多種例子，但還沒有一種透鏡在商業(yè)上被廣泛接受用于替換固定焦距毛玻璃透鏡或塑料透鏡?？梢韵嘈?，已知的可變焦透鏡不能在商業(yè)上被接受是由許多因素造成的。例如，許多已知的透鏡在使用中會(huì)遭受流體的泄露。此外，許多已知的透鏡由于柔性膜的安裝結(jié)構(gòu)和/或膜的選用材料的原因，使得這些透鏡的光學(xué)性能很差。另一個(gè)造成已知透鏡的光學(xué)性能很差的原因是被選來用于充填封套的流體的透明度或屈光率的均勻性較差。已知的透鏡在商業(yè)上未被接受的另一個(gè)原因是當(dāng)這些已知的透鏡被安裝在眼鏡上時(shí)，它們結(jié)構(gòu)顯得復(fù)雜笨重，從而導(dǎo)致美觀效果較差，還增加了這種眼鏡的成本，這種高昂的成本使得這些已知的透鏡無法與傳統(tǒng)的固定焦距的透鏡相競爭。本發(fā)明旨在提供一種可變焦透鏡和一種制造可變焦透鏡的方法，本發(fā)明中的實(shí)施例至少克服了已知的可變焦透鏡的一些問題，從而獲得了更具商業(yè)吸引力產(chǎn)品。本發(fā)明還旨在提供裝有可變焦透鏡的眼睛佩戴物。根據(jù)在此公開的發(fā)明，提供一種可變焦透鏡，它包括一透明封套，該透明封套至少部分是由一柔性透明膜限定的，并容納一透明流體；一框架元件，與柔性膜的一面接合；一環(huán)狀元件，與柔性膜的相反一面接合，該環(huán)狀元件和框架元件被保持裝置朝對方壓迫，其中，與柔性膜相接合的框架元件和環(huán)狀元件的相應(yīng)表面基本上是互補(bǔ)的，并被構(gòu)形成使柔性膜的一周邊區(qū)域多于一次地改變方向。本申請人認(rèn)識(shí)到，為了使膜具有優(yōu)良的光學(xué)性能，就應(yīng)當(dāng)使膜一直被保持在張緊狀態(tài)下。此外，本申請人還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膜處于張緊狀態(tài)時(shí)，尤其當(dāng)膜是由諸如聚酯薄膜(Mylar)的優(yōu)選材料制成時(shí)，膜就會(huì)自密封在框架元件或環(huán)狀元件上?？蚣茉铜h(huán)狀元件的接合表面的外形允許僅僅通過接合表面的作用就能使膜在框架元件上處于張緊狀態(tài)。通過這種方式，就可以使可變焦透鏡的結(jié)構(gòu)比已知的可變焦透鏡的結(jié)構(gòu)更簡化了。接合表面的外形可以是臺(tái)階形的，也可以包括一個(gè)或多個(gè)突起以及互補(bǔ)凹口。隨著保持裝置把環(huán)狀元件擠向框架元件，與未伸張的膜的平面基本垂直的接合表面部分將會(huì)與膜摩擦接合。這種摩擦接合將會(huì)使膜在框架元件上伸展開，確保該膜處于張緊狀態(tài)下。在一種特別有利的結(jié)構(gòu)中，接合表面包括至少一個(gè)在徑向范圍朝著框架元件增大的傾斜表面。通過這種方式，隨著環(huán)狀元件被保持裝置擠向框架元件，環(huán)狀元件的傾斜表面與柔性膜之間的摩擦?xí)涯さ闹苓呇貜较蛳蛲鈹D，從而增大膜的張力，也就是把膜伸展開。環(huán)狀元件和框架元件可以由一種材料或多種材料制成，這些材料具有足夠的剛性，以便能牢固地相互接合，并確保環(huán)狀元件和框架元件能把柔性膜保持在張緊狀態(tài)下。優(yōu)選的方案是，環(huán)狀元件和框架元件的材料也是輕質(zhì)的，以利于把在此所描述的透鏡裝在眼鏡中。因此，環(huán)狀元件和框架元件可以由高度耐撞的塑料材料制成，或由鋁制成，或由鈦制成。 一般來說，盡量增大接合表面與膜之間的摩擦是很有利的，這不僅使上述的伸展效果盡量最好，而且還能確保在裝配成的透鏡中，環(huán)狀元件和框架元件能把膜牢固地保持住。因此，優(yōu)選的方案是，至少其中的一個(gè)表面是高度摩擦的表面?？梢韵嘈胚@些特點(diǎn)本身是具備新穎性的，因此，根據(jù)在這里所公開的發(fā)明，提供了一種可變焦透鏡，它包括一透明封套，該透明封套至少部分是由一柔性透明膜限定的，并容納一透明流體；一框架元件，與柔性膜的一面接合；一環(huán)狀元件，與柔性膜的相反的另一面接合，該環(huán)狀元件和框架元件被保持裝置相向擠壓，其中，與柔性膜相接合的框架元件和環(huán)狀元件的相應(yīng)表面基本上是互補(bǔ)的，并且至少其中的一個(gè)表面是高摩擦表面。例如，框架元件和環(huán)狀元件中的一個(gè)或多個(gè)是由一種具有很高表面摩擦系數(shù)的材料制成的。或者是，至少其中的一個(gè)接合表面可被變得粗糙或被擴(kuò)張，以增大它的表面摩擦。但是，在一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，至少一個(gè)接合表面設(shè)有一層高摩擦材料的覆蓋層。一種用于該覆蓋層的特別優(yōu)選的材料是橡膠或合成彈性體。這是因?yàn)楸旧暾埲税l(fā)現(xiàn)，這種材料能與膜的優(yōu)選材料例如聚酯薄膜良好接合。在至少一個(gè)接合表面上設(shè)有橡膠或彈性體覆蓋層的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，橡膠和彈性體在接合表面與膜之間的界面上會(huì)形成一種很完整的流體密封。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)在這里所限定的發(fā)明，提供了一種可變焦透鏡，它包括一透明封套，該透明封套至少部分是由一柔性透明膜限定的，并容納一透明流體；一框架元件，與柔性膜的一面接合；一環(huán)狀元件，與柔性膜的相反的另一面接合，該環(huán)狀元件和框架元件被保持裝置相向擠壓，其中，至少一個(gè)接合表面設(shè)有一層橡膠覆蓋層或合成彈性體覆蓋層。本申請人發(fā)現(xiàn)，為了獲得良好效果，只需很薄的覆蓋層。例如，覆蓋層的厚度可小于100 Ii m,或小于50 u m,或小于20 u m,甚至小于10 u m。優(yōu)選的方案是，該覆蓋層被設(shè)置在與膜的面相接合的接合面上，它也形成封套的一內(nèi)表面，從而使得這個(gè)密封界面有助于容納流體。這個(gè)表面通常被設(shè)置在框架元件上。當(dāng)然，兩接合表面都可以設(shè)有一覆蓋層。環(huán)狀元件和框架元件的周邊形狀是可以根據(jù)需要來選擇的。例如圓形、卵形、橢圓形或其它的閉合曲線形的周邊形狀。
框架元件可包括一個(gè)剛性透明窗口，該透明窗口形成封套的一壁。剛性窗口是由一種適合的材料制成的，例如玻璃、或諸如聚碳酸酯的塑料材料。的確，為了容易制造的緣故，框架元件可全由這種透明材料制成?；蛘呤?，剛性窗口可形成框架元件的一部分，例如把剛性窗口粘接到一環(huán)形框架上和/或被一環(huán)形框架所圍繞。框架元件可以設(shè)有與一第二膜相接合的一第二接合表面。在這種情況中，一第二環(huán)狀元件可設(shè)有一第二接合表面，用于與第二膜相接合。第二接合表面可與框架元件的第一接合表面相對。第二膜可形成封套的一壁?；蛘呤?，第一環(huán)狀元件可設(shè)有與一第二膜相接合的一第二接合表面。此外，一第二環(huán)狀元件可設(shè)有一第二接合表面，用于與第二膜相接合。第二接合表面與第一環(huán)狀元件的第一接合表面相對。第二膜可限定封套的一個(gè)壁。盡管優(yōu)選的方案是第一膜和第二膜是離散不連續(xù)的，但是第一膜和第二膜可以由一個(gè)單一膜片制成。
可以設(shè)置穿過封套壁，最好是穿過一徑向外壁的管，該管與封套相通。為了可以改變封套內(nèi)的流體的體積和/或壓力，從而改變透鏡的屈光力，該管將允許把流體從封套中除去或把流體引入該封套。該管可由在第一或第二環(huán)狀元件或框架元件中的一個(gè)或多個(gè)中的預(yù)成形孔形成的，或是被鉆成的。管可設(shè)有適當(dāng)?shù)姆忾]裝置，以防止流體通過該管從封套泄露出去。這種封閉裝置可以是在W096/38744所描述的封閉裝置，或者是能被注射器的針刺透并在針移去時(shí)能自密封的橡膠塞或一彈性體塞?？蛇x的方案是，在管內(nèi)設(shè)置一閥，該閥被設(shè)置成常閉的，但能被諸如注射器的針打開。在一個(gè)實(shí)施例中，該閥包括一個(gè)球，由一彈簧把該球擠壓在一個(gè)環(huán)形座上。為了改變封套內(nèi)的流體壓力，把一注射器的針或類似物插入環(huán)形座的中心，從而使球移動(dòng)。于是就能把流體引入封套或把流體從封套中除去，以改變內(nèi)部的壓力。當(dāng)把針縮回時(shí)，彈簧又把球擠在座上，從而把閥關(guān)閉并把管密封住。本申請人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)選用相當(dāng)粘的透明流體，例如選用硅化油時(shí)，為了有效地充填透鏡，管就必須相當(dāng)大。能有效增大這種管的尺寸大小的一種方法是在封套壁中設(shè)置許多管?？梢韵嘈?，這個(gè)方案本身是具備新穎性的，因此，根據(jù)在此所公開的發(fā)明，提供了一種可變焦透鏡，它包括一透明封套，該封套至少部分是由一柔性透明膜構(gòu)成的，并容納一透明流體；許多管，設(shè)置在封套的一壁內(nèi)，用于把流體引入封套內(nèi)。這許多的管可設(shè)有各自的封閉裝置，例如，如上所述那樣設(shè)置，或可以為這許多管設(shè)置一單一的封閉裝置。這些管可以繞透鏡周邊布置，但在一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，這些管被大致分組。作為一種代替設(shè)置許多管的可選方案，可以設(shè)置一具有大斷面的單一管。應(yīng)當(dāng)知道，管在透鏡軸向上的最大寬度受到形成透鏡的封套的壁厚的限制。然而，可以通過使管的垂直于透鏡軸線的寬度大于管的平行于透鏡軸線的寬度，來增大管的斷面積。保持裝置可以是任何適當(dāng)?shù)难b置，例如螺釘、夾子等類似物?？梢詾槊總€(gè)所說的第一和第二環(huán)狀元件設(shè)置各自的保持裝置。在一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，保持裝置是框架元件和環(huán)狀元件之一的可變形部分，相對于框架元件和環(huán)狀元件中的另一個(gè)元件它可以變形，例如被卷邊。在這種情況下，可變形部分可以是由金屬制造的，例如用鋁、不銹鋼或鈦制成。有利的是，該保持裝置是由一副安裝有這種透鏡的眼鏡來提供。封套內(nèi)的透明流體可以任何適合的流體，例如硅化油，如703型的硅化油。流體可以通過一適當(dāng)?shù)谋茫缫蛔⑸淦?，與封套連通。然而，本申請人已認(rèn)識(shí)到，作為用于改變透鏡焦距的泵，一個(gè)簡單的注射器是不很理想的。其原因之一是注射器的柱塞很難被精確控制。例如，在柱塞移動(dòng)之前必須克服活塞與注射器圓筒之間的靜摩擦，從而會(huì)增大作用在柱塞上的壓力，直到這種靜摩擦被克服，在克服了靜摩擦的這個(gè)點(diǎn)上，柱塞移動(dòng)是較快的。因此，根據(jù)在此公開的發(fā)明，提供了一種用于可變焦透鏡的泵，它包括一個(gè)具有出口的流體腔；一個(gè)可線性移動(dòng)的元件，它被設(shè)置成可以改變流體腔的有效容積，其中，設(shè) 有定位裝置，用于把可移動(dòng)的元件定位在一系列不連接的位置上。在一種簡單的結(jié)構(gòu)中，定位裝置可以是兩個(gè)阻擋件，用于把可移動(dòng)元件的移動(dòng)，例如一活塞或柱塞的移動(dòng)，限制在一個(gè)范圍內(nèi)，該范圍的兩個(gè)端點(diǎn)是由各個(gè)阻擋件來限定的。這些端點(diǎn)可以分別對應(yīng)于透鏡的第一預(yù)定屈光力，例如用于糾正使用者的近視，和透鏡的第二預(yù)定屈光力，例如用于糾正使用者遠(yuǎn)視或老花眼。通過這種方案，就可以制造出雙焦點(diǎn)透鏡，使用者可以對這種透鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)以便閱讀、近讀或遠(yuǎn)看。為了對透鏡的兩種水平的屈光力進(jìn)行初始調(diào)節(jié)，阻擋件的位置是可以改變的，并且阻擋件也可以被鎖定在一個(gè)選定的位置。定位裝置可以包括一系列定位器，例如齒條的齒或類似物，這些定位器可以與一適當(dāng)?shù)呐浜显嗯浜?，以便使可移?dòng)元件能被逐步調(diào)節(jié)。本申請人還發(fā)現(xiàn)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)而不是通過諸如注射器活塞的直線移動(dòng)來控制透鏡焦距，這對于這種可變焦透鏡的使用者來說是非常有利的，例如對于使用裝有這種可變焦透鏡的眼鏡的使用者來說是非常有利的。因此，根據(jù)在此公開的發(fā)明，提供了一種用于可變焦透鏡的泵，它包括一個(gè)具有出口的流體腔；一個(gè)用于根據(jù)一控制元件的轉(zhuǎn)動(dòng)來線性改變流體腔容積的裝置。這種泵可包括一個(gè)小齒輪，該小齒輪連接成隨著一控制旋鈕而轉(zhuǎn)動(dòng)并與一齒條相嚙合，該齒條與設(shè)置在流體腔內(nèi)的一活塞連接以作線性運(yùn)動(dòng)。或者是，裝在流體腔內(nèi)的一活塞被設(shè)置在一螺紋桿上，該螺紋桿與一個(gè)互補(bǔ)的螺紋套管相嚙合，從而可以轉(zhuǎn)動(dòng)套管或螺紋桿，使活塞在流體腔內(nèi)線性移動(dòng)?；蛘呤牵黧w腔的內(nèi)部設(shè)有螺紋，活塞的周邊設(shè)有互補(bǔ)的螺紋，活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)使得活塞在流體腔內(nèi)線性移動(dòng)。在目前的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，設(shè)有一個(gè)圓筒元件，該圓筒件具有外螺紋的圓周壁，在它的端壁上設(shè)有一個(gè)流體出口。圓筒元件被容納在一個(gè)蓋元件內(nèi)，該蓋元件設(shè)有互補(bǔ)的內(nèi)螺紋和一個(gè)與圓筒元件的端壁相對的端壁。流體腔是由相連接的圓筒元件和蓋元件所圍成的容積來形成的。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，隨著蓋元件和圓筒元件的相互轉(zhuǎn)動(dòng)，蓋元件就移離或移向圓筒元件的端部，從而線性地增大或減小流體腔的體積。蓋元件可以選擇性地設(shè)有一個(gè)活塞，該活塞固定在蓋的端面上，并被容納在圓筒元件內(nèi)，在這種情況下，在圓筒的端面與活塞之間形成流體腔，圓筒元件與蓋元件的相對轉(zhuǎn)動(dòng)使活塞可減小流體腔的有效容積。可以按需要設(shè)置上述的定位裝置，并與一旋轉(zhuǎn)控制元件相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)在此公開的發(fā)明，提供了一種與在此所描述的泵相組合的可變焦透鏡。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，兩個(gè)可變焦透鏡被設(shè)置在一副眼鏡架中?？稍O(shè)置一單一泵，盡管優(yōu)選的是為每個(gè)透鏡各設(shè)一個(gè)泵以便每個(gè)透鏡可以被單獨(dú)變焦。泵可以被設(shè)置在鏡架的支臂上，例如，設(shè)置在支臂的端部，從而在使用中使泵被耳朵遮住?？梢栽阽R架中設(shè)置通道，例如把通道設(shè)置在支臂中，以便在透鏡與泵之間形成流體連通。泵可以被制造成能從眼鏡上分離，例如當(dāng)透鏡焦距的初始設(shè)定之后永久分離。泵可以以這種方式被制成能從眼鏡上分離，即當(dāng)泵被分離時(shí)，流體通道就被自動(dòng)關(guān)閉，例如通過一個(gè)閥來自動(dòng)關(guān)閉。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，一副眼鏡具有兩個(gè)泵，每個(gè)透鏡上各設(shè)置一個(gè)泵，每個(gè)泵 可拆卸地連接在眼鏡的一支臂上。利用從泵延伸到透鏡的柔性管在每個(gè)泵與它的各個(gè)透鏡之間實(shí)現(xiàn)流體連通。管的至少一部分長度被設(shè)置在鏡架內(nèi)的一通道內(nèi)。當(dāng)使用者調(diào)節(jié)好透鏡焦距之后，該管被關(guān)閉并被切除，于是泵和管的連接部分就被拆卸下來并被除去。在一個(gè)特別優(yōu)選的形式中，連接透鏡與泵的一部分管被容納在眼鏡主框架內(nèi)的一條通道中，優(yōu)選的方案是位于鏡架的面向使用者的一側(cè)。管從凹口突出，并超過眼鏡的側(cè)面，以便與被附著在眼鏡支臂上的泵相連。管能用任何適合的方式來關(guān)閉。但是，優(yōu)選的方案是管被夾緊關(guān)閉，例如通過用一個(gè)螺釘把管的側(cè)面擠壓在一起，從而把所說的管夾緊關(guān)閉。在一種優(yōu)選的形式中，在鏡架內(nèi)的通道中設(shè)置一個(gè)螺釘，該螺釘與裝有管的通道垂直相交。在通道的螺釘對面設(shè)置一個(gè)元件，該元件是以橋的形式橫跨在該通道上。當(dāng)要關(guān)閉管時(shí)，就把螺釘被擰入該通道，于是螺釘?shù)亩瞬堪压軘D壓在該元件上，從而把管關(guān)閉。然后可以把超出通道端部的部分管除去，例如將它切去，使管的端部與鏡架的側(cè)面齊平。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，該元件是由連接在主框架上的一部分鉸鏈形成的。這有助于把管保持在通道內(nèi)，并不需要設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的元件。作為一個(gè)可選方案，管可以用壓縮裝置來關(guān)閉，而不是用一個(gè)螺釘來關(guān)閉。例如，框架可以設(shè)有一個(gè)按鈕，當(dāng)按下該按鈕時(shí)，就把管壓縮到一元件上，從而把管關(guān)閉?？梢赃@樣來設(shè)置這個(gè)按鈕，使得當(dāng)按下按鈕時(shí)，它就鎖定，以確保管保持關(guān)閉。此外，按鈕可設(shè)有一個(gè)用于把它保持在它的初始位置的裝置。該裝置可以是設(shè)置在按扭上的突起，該突起配裝在框架中的對應(yīng)凹口內(nèi)。此外，在眼鏡中可設(shè)置一個(gè)裝置，以允許管被切斷。例如設(shè)置一個(gè)攜帶一刀片的按鈕，當(dāng)按下按鈕時(shí)，該刀片就把管切斷。按鈕可以被分開設(shè)置，但是，優(yōu)選的方案是，關(guān)閉管的按鈕和切斷管的按鈕被組合起來，從而在一個(gè)單一的移動(dòng)過程中，就能關(guān)閉并切斷管。這就簡化了把眼鏡調(diào)節(jié)至一個(gè)期望焦距的過程。如W096/38744中所述，在制造透鏡期間，能用流體對透鏡進(jìn)行預(yù)充填。于是，泵只需要容納足夠量的流體，以允許對透鏡的焦距進(jìn)行調(diào)節(jié)。應(yīng)當(dāng)知道，把透鏡完全充滿，使透鏡內(nèi)沒有氣泡，這是非常重要的。氣泡的存在會(huì)嚴(yán)重分散眼鏡佩戴者的注意力。大量的方法可以被用于充填透鏡，這些方法都避免了被充填的透鏡內(nèi)存在氣泡。例如，在一種被證明是有效的方法中，首先把透鏡封套內(nèi)的空氣抽出，然后注入類似量的流體。然后根據(jù)需要重復(fù)抽氣注液這個(gè)循環(huán)，直到透鏡被充滿流體為止。在另一種方法中，用一根針來注射流體。其中針的外徑小于通道的內(nèi)徑。針與針之間的間隙允許透鏡內(nèi)的空氣隨著流體的注入而逃逸出來。當(dāng)針正被撤出時(shí)仍然能注射流體。另一種優(yōu)選的方案是，用于充填封套的流體在充填之前被脫氣，以便減小在充填后在透鏡內(nèi)形成氣泡的可能性。充填透鏡通常是通過一狹窄通道注入一種相當(dāng)粘的流體。通過在注射之前對流體進(jìn)行加熱，降低流體的粘度，就有利于流體的充填過程。在此所描述的可變焦透鏡可以為柔性膜或每個(gè)柔性膜設(shè)有至少一個(gè)透明的保護(hù)蓋。這個(gè)蓋可以是一透明材料的剛性片，該透明材料例如是玻璃，或是一種諸如聚碳酸酯的塑料材料。這個(gè)保護(hù)蓋可以被安裝到環(huán)狀元件或框架元件上，例如被粘接到環(huán)狀元件或框 架元件上。如上所述，本申請人已發(fā)現(xiàn)，為了獲得可變焦透鏡的期望的光學(xué)性能，把膜保持在張緊狀態(tài)下是非常重要的。為了這個(gè)目的，有利的方案是用一種可熱縮的塑料材料來形成所說的膜。因此，根據(jù)在此公開的發(fā)明，提供了一種制造具有一被支撐在一框架內(nèi)的柔性透明膜的可變焦透鏡的方法，在這種方法中，在把膜保持在框架內(nèi)的同時(shí)對膜進(jìn)行熱處理，以增大膜內(nèi)的張力。本申請人已發(fā)現(xiàn)，至少來說，利用優(yōu)選材料來制作膜，例如用聚酯薄膜來制造膜，對膜的熱處理會(huì)使膜的材料收縮，從而增大膜的張力。可以用任何適合的熱源來對膜進(jìn)行熱處理，在一種優(yōu)選方案中，由熱空氣來提供熱，例如用頭發(fā)催干器、熱氣槍或風(fēng)扇加熱器來提供熱。根據(jù)在此公開的發(fā)明，提供了一種制造具有一被支撐在一框架內(nèi)的柔性透明膜的可變焦透鏡的方法，在這種方法中，膜被預(yù)先張緊，并且在膜被預(yù)張緊的同時(shí)把框架安裝到該膜上。通過這種方式，就能獲得一種能使膜在框架上確保處于張緊狀態(tài)的很方便的方法?？梢栽O(shè)置任何適當(dāng)?shù)难b置來對膜進(jìn)行預(yù)張緊。例如，在這種新方式中，利用GB2184562和GB2183059中所公開的對膜進(jìn)行張緊的原理來對膜進(jìn)行預(yù)張緊。本發(fā)明中的框架可以是在其它地方所公開的框架。當(dāng)然，上面所描述的可變焦透鏡可被用于眼鏡中。然而，它仍然還能被用在想要安裝糾正鏡片的任何形式的眼睛佩戴物上，包括但并不局限于以下形式的眼睛佩戴物太陽鏡、游泳鏡、滑雪鏡、壁球鏡(squash glasses)、一般的運(yùn)動(dòng)眼鏡、焊工護(hù)目鏡、焊工面罩、實(shí)驗(yàn)室護(hù)目鏡和一般的保護(hù)性眼睛佩戴物。透鏡可以被設(shè)置成一個(gè)插入件，或者是該透鏡具有附著到眼睛佩戴物外側(cè)的裝置。如果這種透鏡被用在太陽眼鏡中，那么，可以對膜的材料或流體本身進(jìn)行染色。此夕卜，也可以用金屬化聚酯薄膜作為外膜的材料，這種金屬化聚酯薄膜能把一部分入射光反射掉，并使剩余的入射光透過，從而就能制造出反射太陽鏡。


下面將參照附圖，僅以舉例的方式來詳細(xì)描述一種可變焦透鏡和眼鏡，它具體體現(xiàn)了本申請中所描述的有利的特征，這種可變焦透鏡和眼鏡也可以應(yīng)用這里所描述的其它特征。在附圖中圖I表示一可變焦透鏡在其制造期間的部分軸向剖面圖；圖2表示的是整個(gè)透鏡，它是與圖I相類似的剖面圖；圖3是一可變焦透鏡的部分剖面圖；圖4是一種用于可變焦透鏡的泵的剖面圖；圖5是用于可變焦透鏡的另一種泵的剖面圖；圖6是用于可變焦透鏡的另一種泵的剖面圖；圖7是一副眼鏡的部分的立體示意圖； 圖8是這副眼鏡的部分放大圖；圖9是這副眼鏡的部分剖面圖；圖10是另一種眼鏡的部分剖面圖；這里所描述解釋的透鏡可以被用于諸如W096/38744中所描述和要求的可被調(diào)節(jié)的光學(xué)裝置。
具體實(shí)施例方式圖2所示的透鏡包括第一和第二透明的柔性膜2，，它們被張緊了，并在它們之間形成一個(gè)封套30，在這個(gè)封套30內(nèi)裝有一透明流體4，例如硅化油。在圖示的實(shí)施例中，膜2是聚酯薄膜，例如23 ii m型的D聚酯薄膜。利用支撐件6使膜2處于張緊狀態(tài)。支撐件6形成透鏡及封套30的周邊，并用于使柔性膜2處于張緊狀態(tài)。支撐件6還對透鏡進(jìn)行密封。如圖I中所能看到的那樣，支撐件6是通過把一框架元件8和第一及第二鋁制環(huán)狀元件10，12結(jié)合為一個(gè)整體而形成的。在這個(gè)方面，框架元件8具有一個(gè)徑向延伸的突邊14,該突邊14被制成臺(tái)階狀,如附圖標(biāo)記16所示。框架元件8還具有一個(gè)軸向延伸的邊緣18。第一環(huán)狀元件10具有一個(gè)徑向向外突出部分20，從而形成一第一臺(tái)階22和第二臺(tái)階24，其中的第一臺(tái)階22與框架元件8的臺(tái)階16相配合，第二臺(tái)階24與第二元件12的臺(tái)階26相配合。第二環(huán)狀元件12具有一個(gè)徑向向外的凹口 28。例如，當(dāng)要把透鏡制成具有一個(gè)大致圓形周邊時(shí)，那么就安裝一圓形的第一膜2，使膜2在框架8內(nèi)這樣延伸，即，使得它的周邊沿著徑向突邊14延伸。然后，把第一環(huán)狀元件10支撐在框架元件8內(nèi)，使得相互配合的臺(tái)階16和22相互接合。這種相互接合就把第一環(huán)狀元件10相對于框架元件8進(jìn)行定位了。這種相互接合還使第一膜2的周邊通過兩個(gè)不同方向彎曲，這在圖I中已被清楚地表示出來。然后，把一第二圓形膜2橫跨在框架元件8上，并進(jìn)行定位，使得它的周邊沿著第一環(huán)狀元件10的上部徑向延伸表面延伸。然后，對第二環(huán)狀元件12進(jìn)行定位，使得第一和第二環(huán)狀元件10，12的臺(tái)階24和26相互配合，以便把第二環(huán)狀元件12保持在框架元件8內(nèi)的位置內(nèi)，并使第二膜2的周邊沿兩個(gè)方向彎曲。對元件8、10、12的公差(tolerance)進(jìn)行選擇，從而即使當(dāng)它們處于圖I所示的相互配合位置時(shí)，這些相互配合的元件也能牢固地保持著這兩片膜2。
這種結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)好的優(yōu)點(diǎn)，即圓形膜2不必按照高精度公差來生產(chǎn)。每個(gè)圓形膜2能被切成大致圓形，并具有多少要大于所需的直徑。按照這個(gè)次序，每個(gè)膜2就如上面所述的那樣被定位了，并通過相應(yīng)的環(huán)狀元件10，12的相互接合被固定住。膜2的一些過多的材料能簡單地用一刀子以環(huán)狀元件10，12為導(dǎo)件來切去。為了完成透鏡的制造，就必須確?？蚣茉偷谝患暗诙h(huán)狀元件8，10，12被固定在一起，使得膜2的周邊被牢牢地保持住，以便對透鏡進(jìn)行密封，并防止從兩膜2之間的封套發(fā)生泄露。在圖示實(shí)施例中，通過對框架元件8進(jìn)行卷邊和變形來實(shí)現(xiàn)對膜2的固位。在這個(gè)方面，框架元件8的突邊18的軸向延伸的直立自由端被彎曲，使它被接收在第二環(huán)狀元件12的凹口 28內(nèi)。在進(jìn)行卷邊期間，由環(huán)8發(fā)生變形而產(chǎn)生的任何過多的材料被接收在一個(gè)環(huán)形空間32內(nèi)，該環(huán)形空間位于第一和第二環(huán)狀元件10，12的徑向向外周邊與框架元件8的突邊18的內(nèi)周邊之間。如圖I所示，一旦透鏡被制成，并使框架元件8變形，把這個(gè)結(jié)構(gòu)固定，此時(shí)，就鉆一條通道34，該通道穿過框架6通入封套30內(nèi)。于是，透明流體4就能通過通道34充填封 套30 了。利用703硅化油作為充填流體，最后形成的透鏡能獲得的焦距范圍為至少為-6 +10屈光度(dioptres),而且也應(yīng)能獲得-10 +10屈光度。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)知道，在另一實(shí)施例中，在環(huán)被組裝之前，就在這些環(huán)上形成通道。利用諸如W096/38744中所描述的通道、塞子及密封裝置，可以把流體經(jīng)通道34引入封套30，并把流體保持在封套內(nèi)。在一實(shí)施例中，透鏡在這個(gè)階段被預(yù)先充入流體4，并在通道34內(nèi)設(shè)置一合適的材料，以便對封套30進(jìn)行密封。但優(yōu)選的方案是，這種用于對通道34進(jìn)行密封的材料為可穿透的，例如可被一注射器穿透，從而使得封套30內(nèi)的流體壓力可以被調(diào)節(jié)。在另一實(shí)施例中，可以在如上所述的通道內(nèi)設(shè)置一個(gè)自密封閥。在圖示實(shí)施例中，透鏡的兩個(gè)軸向外表面的每一個(gè)都被一聚碳酸酯薄片36所保護(hù)。每個(gè)聚碳酸酯薄片36的厚度例如可以為1/2毫米。應(yīng)當(dāng)知道，這些薄片36被設(shè)置成大致相互平行地延伸。可以用任何適當(dāng)?shù)姆绞桨衙總€(gè)薄片36的周邊固定到環(huán)形架6上。例如，薄片36可以粘接到框架6上。此外和/或可選的是，可以用一副眼鏡的塑料框架(圖中未示)以一種方式來接收環(huán)形框架6，以便把薄片36保持環(huán)形框架6上，如圖2所示的位置。圖3表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)不同實(shí)施例的充滿流體的透鏡。在這個(gè)例子中，只有一單一環(huán)狀元件12，該環(huán)狀元件12具有一個(gè)傾斜接合表面38，該傾斜接合表面38與框架元件8的傾斜接合表面40相配合。一單一柔性膜2被保持在這些接合表面38，40之間，接合表面38，40通過保持裝置被相互擠壓在一起，該保持裝置是框架元件8的卷邊18。用于容納透明流體4的封套的一壁是由一聚碳酸酯窗口 42所形成的，它被安裝在框架元件8的環(huán)形部分44上。圖4表示一個(gè)用于可變焦透鏡的泵，它呈一個(gè)變型的注射器的形狀，具有一個(gè)圓筒45和一個(gè)安裝在活塞桿50上的活塞48。沿著活塞桿50的一側(cè)設(shè)有一齒條。套環(huán)52被夾在圓筒46的邊緣上，桿50穿過套環(huán)上的一個(gè)中心孔。套環(huán)的一個(gè)齒朝孔內(nèi)突出，并與桿50上的齒相嚙合，從而使桿50和活塞48可以通過由桿50的齒所形成的一系列不連續(xù)的位置逐步移動(dòng)。阻擋件56被夾在桿50上，并具有與桿50的齒相嚙合的配合齒，這些配合齒把阻擋件56保持在相對于桿的位置。當(dāng)桿50位于由阻擋件56所限定的移動(dòng)范圍的任一端時(shí)，阻擋件56就與套環(huán)52接合。圖5表不用于可變焦透鏡的另一種泵。這種泵包括一個(gè)圓筒形圓筒58,該圓筒形圓筒58具有外螺紋和蓋60，這個(gè)蓋60具有與圓筒58的外螺紋相嚙合的配合內(nèi)螺紋。在圓筒和蓋之間形成一個(gè)流體腔62。隨著圓筒和蓋的相互轉(zhuǎn)動(dòng)，流體腔62的有效容積發(fā)生改變，從而使流體通過圓筒58的端面開口 64強(qiáng)制流出或吸入。圖6表示另一種用于可變焦透鏡的泵。這種泵也是一種變型的注射器，它具有一個(gè)圓筒70和一個(gè)裝在一活塞桿74上的活塞72，活塞桿74的一側(cè)具有一齒條76。一根軸78穿過該圓筒，在這根軸78上裝有一個(gè)小齒輪80。小齒輪80與齒條76相嚙合。軸的端部突出并超出圓筒，在該軸的端部裝有一個(gè)輪82 (其一部分由虛線表示)，使用者能轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)輪82。輪82的轉(zhuǎn)動(dòng)反過來又轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪80，從而驅(qū)動(dòng)齒條76，使活塞72在圓筒70內(nèi)移動(dòng)。只要轉(zhuǎn)動(dòng)輪，就能使流體強(qiáng)制流出圓筒或被吸入圓筒，從而改變透鏡的壓力。當(dāng)然，也能采用其它形式的傳動(dòng)裝置把輪連接到活塞桿上。
圖7表示一副眼鏡100的一部分，這副眼鏡利用了兩個(gè)可變焦透鏡。由圖中可見，其中一個(gè)透鏡102與一泵104相連，通過一段管108把泵104可拆卸地連接在眼鏡的一支臂106上。另一個(gè)透鏡也以類似的方式配置了一個(gè)泵?？梢岳蒙厦嫠枋龅谋?，但是應(yīng)當(dāng)知道，可以用任何適當(dāng)形式的泵。在圖8中更詳細(xì)地表示出了眼鏡的主框架110與支臂106之間的連接區(qū)域?？梢钥匆?，管108穿過一條溝槽112從透鏡延伸出來，這條溝槽112位于框架110內(nèi)，并朝著框架的后側(cè)(即朝著佩戴者的一側(cè))。鉸鏈部分(圖中由114所表示)被固定在溝槽的任一邊上，并以橋的形式橫跨在溝槽上延伸?？蚣苓€包括一個(gè)螺紋通道116，如圖9所示，該螺紋通道內(nèi)容納了一只螺釘118。該螺紋通道116開向溝槽112內(nèi)部，并與橫跨在溝槽上的鉸鏈部分114對齊。在使用中，利用泵104來調(diào)節(jié)透鏡內(nèi)的壓力，從而調(diào)節(jié)透鏡的焦距。當(dāng)達(dá)到所期望的焦距時(shí)，就把螺釘118擰入通道116內(nèi)，把管108關(guān)閉。特別是，螺釘118的端部把管108夾緊在橫跨在溝槽上的鉸鏈部分114上。雖然可以利用任何形式的螺釘，但是優(yōu)選的方案是，利用一個(gè)L形六角扳手來把這個(gè)螺釘擰進(jìn)和擰出。一旦管108被夾緊關(guān)閉，就把泵104從眼鏡的支支臂106上卸下，并在120所示的位置把管切斷，使它與框架110的邊緣齊平。對于另一透鏡，則重復(fù)相同的步驟。圖10中表示出了另一種用于關(guān)閉和切斷管108的結(jié)構(gòu)。在這里，利用附著在一按鈕124上的一突起122來關(guān)閉管，其中的按鈕124在框架的開口內(nèi)滑動(dòng)。當(dāng)按鈕124被按下時(shí)，突起122就把管擠壓在眼鏡的鉸鏈部分114上，從而把管關(guān)閉。按鈕能配置一個(gè)裝置，該裝置用于把按鈕鎖緊在它的關(guān)閉位置，如圖中126和128所示。按鈕還能配置一裝置(圖中未示)，該裝置用于把按鈕保持在它的初始位置，直到它被按下。此外，按鈕124上能配置一個(gè)用于切割管的刀片130。刀片130和管108被設(shè)置成使刀片只有當(dāng)管已被突起122關(guān)閉之后才切斷該管。因此，只需簡單地按下按鈕就能關(guān)閉管并將管切斷。按鈕124位于圖示中的眼鏡框架110的前面。但是，應(yīng)當(dāng)知道，按鈕也可設(shè)置在眼鏡框架的頂面。于是，該元件擠壓著溝槽112的一側(cè)壁，從而把管關(guān)閉。
在這里所描述的特征可以被單獨(dú)利用，也可以按任何適當(dāng)?shù)慕M合方式利用。應(yīng)當(dāng)知道，在本申請的范圍內(nèi)，可以對這里所描述和圖示的這些實(shí)施例作出改變和變型。例如，雖然在此更多地是涉及可變焦透鏡，但是這里所描述的有利的特征也可應(yīng)用于其它的光學(xué)裝置。例如，通過在這里所描述的透鏡上提供一適當(dāng)?shù)你y制表面，就可以根據(jù)本發(fā)明制造出一種可變焦的鏡子。銀制表面可以被應(yīng)用于柔性膜，或被用于視透柔性膜 的剛性表面，當(dāng)然，在銀制柔性膜的例子中，封套內(nèi)的流體無需是透明的，因?yàn)樵谑褂弥?，不需要光線穿過鏡子。的確，在這個(gè)例子中，流體的光學(xué)特性是無關(guān)緊要的，流體可以是不透明的。
權(quán)利要求
1.一種用于可變焦透鏡的泵，其包括具有出口的流體腔以及可線性移動(dòng)的元件，所述可線性移動(dòng)的元件被設(shè)置成用于改變流體腔的有效容積，其中設(shè)有定位裝置，其用于將可移動(dòng)的元件定位在一系列不連續(xù)的位置上，并且其中所述定位裝置采取兩個(gè)阻擋件的形式，所述兩個(gè)阻擋件被設(shè)置成將可移動(dòng)元件的移動(dòng)限制到一個(gè)范圍，該范圍具有被相應(yīng)的阻擋件限定的端點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的泵，其中所述阻擋件它們的位置是可以改變的。
3.如權(quán)利要求2所述的泵，其中所述阻擋件能被鎖定在選定的位置中。
4.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的泵，其中可移動(dòng)的元件包括活塞或柱塞。
5.一種用于可變焦透鏡的泵，其包括具有出口的流體腔以及用來響應(yīng)于控制元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而線性改變流體腔容積的裝置，其中流體腔的內(nèi)部設(shè)有螺紋，并且活塞的周邊設(shè)置有互補(bǔ)的螺紋，以便使得所述活塞的旋轉(zhuǎn)引起其在流體腔內(nèi)的線性運(yùn)動(dòng)。
6.一種用于可變焦透鏡的泵，其包括具有出口的流體腔、用來響應(yīng)于控制元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而線性改變流體腔容積的裝置、以及圓筒元件，所述圓筒元件設(shè)有螺紋的外部、圓周壁以及被限定在其端壁中的流體出口，該圓筒元件被容納在蓋元件內(nèi)，所述蓋元件設(shè)有互補(bǔ)的內(nèi)螺紋以及與所述圓筒元件的端壁相對置的端壁，所述流體腔是由相連接的圓筒元件和蓋元件所圍成的容積來限定的。
7.如權(quán)利要求6所述的泵，其中所述蓋元件設(shè)有活塞，所述活塞以固定關(guān)系被安裝在所述蓋元件的端面上并被容納在所述圓筒元件內(nèi)，以便使得所述流體腔被限定在所述圓筒元件的端面與所述活塞之間，并且所述圓筒元件與所述蓋元件的相對轉(zhuǎn)動(dòng)使得所述活塞減小了流體腔的有效容積。
全文摘要
一種可變焦的光學(xué)裝置，尤其是可變焦透鏡，它包括一個(gè)腔，該腔至少部分是由一柔性膜(2)形成的，其中的柔性膜可以被保持在一框架元件(8)和一環(huán)狀元件(12)的嚙合部分之間，從而使得膜的一周邊區(qū)域多于兩次改變方向。環(huán)狀元件和框架元件的嚙合部分可以是高摩擦表面。此外，還描述了向透鏡的腔內(nèi)充填透明流體的方法、調(diào)節(jié)腔內(nèi)流體壓力的方法、對這種腔進(jìn)行密封的方法、以及這種透鏡在可調(diào)眼鏡中的使用。
文檔編號G02C7/06GK102798905SQ20121022407
公開日2012年11月28日 申請日期1999年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月19日
發(fā)明者約瑟華·戴維·西爾弗 申請人:約瑟華.戴維.西爾弗