专利名称：新式平面透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平面透镜，使用于防尘防护用眼镜透镜、太阳眼镜、滑雪用护目镜及安全帽用护目镜等。
以往，如图8、9、10的习用平面透镜101示意图。由外表面102与内表面103的分别为半径R1及R2的球面所构成，使半径R2的中心O2于z’方向上离开半径R1的中心O1约透镜厚度份量to。在此，当R1＝R2时，厚度tx朝周边变薄，在点Pe配合的结果则产生凸透镜的作用而非成为平面透镜。为此，使外表面102与内表面103的半径为R1＞R2的关系。又，如图11、12、13的习用平面透镜111示意图。一般，外表面112与内表面113的调X-X’轴方向的半径Rs1、Rs2即使与y-y’轴方向的半径Rc1、Rc2，为不同，但同样地有Rc1＞Rc2＞Rs1＞Rs2的关系。又，外表面与内表面的半径为由R1与R2(＝R1-t)的同心圆弧所形成的透镜其度数较大而无法成为平面透镜。
习知的平面透镜外表面与内表面的半径不同，故焦点距离会产生变化。此情形随着透镜的大型化愈加明显。因此，习知的平面透镜视野较窄，其大型化有所限度且设计的自由度有所局限。又，此种平面透镜作为防尘防护用眼镜而利用时嫌过小。又将习知的平面透镜大型化时，在周边部将产生跳像现象，故利用于摩托车等的安全帽的护目镜时，在驾驶时非常危险。
本发明的目的在于提供一种新式平面透镜，它以O1为原点的立体三轴的x-z轴平面上的断面形状为由半径Rs3的圆弧与连续于该圆弧的半径Rs4的圆弧所形成的复合圆弧所构成故厚度在全面上为均一化而几无度数变化。
本发明的目的是这样实现的一种新式平面透镜，其特征是它是以O1为原点的立体3轴的x-z轴平面的断面形状，由以原点O1为中心且通过z轴上的点P1、又半径为Rs1的第1圆弧，与以z轴上的点O3为中心且自点P1起，通过于接近原点O1的方向上、离开透镜厚度T份量的点P1’且半径为Rs3的第2圆弧，与连续于前述第2圆弧的两端、且半径为Rs4的第3圆弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的关系。
一种新式平面透镜，其特征是它是以O1为原点的立体3轴的x-z轴平面的断面形状，由以原点O1为中心且通过z轴上的点P1、又半径为Rs1的第1圆弧，与以z轴上的点O3为中心且自点P1起，通过于远离原点O1的方向上，离开透镜厚度T份量的点P1’且半径为Rs3的第2圆弧，与连续于前述第2圆弧的两端且半径为Rs4的第3圆弧所形成，且具有Rs4＞Rs3＞Rs1的关系。
一种新式平面透镜，其特征是它是以O1为原点的立体3轴的x-z轴平面的断面形状，于以原点O1为中心且通过z轴上的点P1且半径为Rs1的圆弧为基础圆弧的场合，由以z轴上的点O3为中心且自点P1起，通过于远离原点O1的方向上离开透镜厚度T份量的点Pi’且半径为Rs3的第1圆弧，与连续于前述第1圆弧的两端且半径为Rs4的第2圆弧，与以z轴上的点O3为中心且通过点P1且半径为Rs3＋T的第3圆弧，与连蓄于该第3圆弧两端的半径为Rs4＋T的第4圆弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的关系。
一种新式平面透镜，其特征是它是以O1为原点的立体3轴的x-z轴平面的断面形状，于以原点O1为中心且通过z轴上的点P1且半径为Rs1的圆弧为基础圆弧的场合，由以z轴上的点O3为中心且自点P1起，通过于接近原点O1的方向上，离开透镜厚度T份量的点P1’且半径为Rs3的第1圆弧，与连续于前述第1圆弧的两端且半径为Rs4的第2圆弧，与以z轴上的点O3为中心且自点P1’起，通过于接近原点O1的方向上，离开透镜厚度T份量的点P1”且半径为Rs3-T的第3圆弧，与连蓄于该第3圆弧两端的半径为Rs4-T的第4圆弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的关系。
由于采用上述方案不会形成跳像、且可大型化、又设计自由度亦较大。
以下根据
本发明的实施例。
图1为本发明的第1实施型态的平面透镜1的示意图。
图2为本发明的第2实施型态的透镜5的示意图。
图3为本发明的第3实施型态的平面透镜11示意图。
图4为本发明的第4实施型态的平面透镜15示意图。
图5、6、7为适用本发明的防尘防护用眼镜透镜的示意图。
图8、9、10的习用平面透镜101示意图。
图11、12、13的习用平面透镜111示意图。
图1为本发明的第1实施型态的平面透镜1的示意图。此平面透镜1借由以O1为原点的X-X’轴、y-y’轴(垂直纸面的方向)与z-z’轴的立体三轴观察时，其x-x’、z-z’轴平面的断面形状其外表面2由以原点O1为中心的半径Rs1的第1圆弧2a所形成的凸面所形成。又，内表面3为由以点O3为中心的半径Rs3的第2圆弧3a与以点O4为中心的半径Rs4的第3圆弧3b所形成的凹面所构成。在此，各圆弧的半径具有Rs1＞Rs3＞Rs4的关系。在此，点O3及点O4以下述方式求得。首先，自前述半径Rs1的第1圆弧2a的顶点亦即半径Rs1的第1圆弧2a与的轴相交的自点P1起朝向原点O1离开透镜厚度T的位置，求取点P1’其次于自原点O1起朝向顶点P1于离开透镜厚度T的位置上求取点O2。然后通过点O2描绘平行于x-x’轴的直线s1，同时以点O2为中心描绘通过顶点P1的半径为Rs2(Rs1-T)的圆弧c，以作为与前述直线s1交叉的两交点P2。接着描绘点P1’与点P2’的连结线s2而在该连结线s2上于自点P1’起离开透镜厚度T的位置上求取点K1，接着求取点K1与点P2’的中点K2。然后通过点K2描绘垂直于线s2的线s3，则可于此线s3与z-z’轴及线s1的交叉点上分别求得点O3及点O4。在此，假设线P1’、P2’的长度为L则该L可用下式表示。
L＝[(Rs2－T)2＋Rs22]1/2线P2’K2与P1’K2分别可用下式表示。
P2’K2＝(L－T)/2P1’K2＝L－P2’K2＝L－(L－T)/2＝(L＋T)/2使P1’O3为Rs3且使角P1’O3K2＝角P1’P2’O2＝θ1时则Rs3可用下式表示。
Rs3＝P1’K2/sinθ1＝[(L＋T)/2]/sinθ1在此，sinθ1＝(Rs2－T)/L而Rs3可用下式表示。
Rs3＝(L/2)(L＋T)/(Rs2－T)又，因为Rs2＝Rs1－T，故Rs3与L可用下式表示。
Rs3＝(L/2)(L＋T)/(Rs1－2T)L＝[(Rs1－2T)2＋(Rs1－T)2]1/2一方面，Rs4以下式表示。
Rs4＝Rs3－O3O4＝Rs3－O2O3/cosθ1＝Rs3－(Rs3－Rs1＋2T)L/(Rs1－T)在此，比较本第1实施型态的平面透镜1与习知的同心圆弧的透镜。令本第1实施型态的平面透镜1的外表面2的第1圆弧2a的半径Rs1为100mm，且令同心圆弧的透镜的外表面的半径R1为100mm。又，两透镜皆为透镜厚T为2mm，透镜折射率Nd为1.523。透镜的焦度(diopter)D以下式给予。
D＝1000(Nd－1)/R求取本第1实施型态的平面透镜1的外表面2与内表面3的焦度D1与D2时则如表1所示。又，求取同心圆弧的透镜的外表面与内面的焦度D1与D2时则如表2所示。表1本发明的平面透镜
表2同心圆弧透镜
从表1及表2即可看出本发明的透镜1比起同心圆弧透镜其外表面2与内表面3的焦度的差极小一理想的平面透镜。又，本发明的平面透镜1其形成外表面2与内表面3的圆弧并非同心圆弧且非同一半径的圆弧。回此透镜厚度略均匀而几无度数变化。因此此平面透镜1可大型化。
图2为本发明的第2实施型态的透镜5示意图。前述第1实施型态的平面透镜1其外表面2由半径Rs1的圆弧所形成的凸面，而其内表面为由半径Rs3与Rs4的复合圆弧所形成的凹面，此第2实施型态的平面透镜5相反地为由外表面6为半径Rs3与Rs4的复合圆弧所形成的凸面而内表面7为半径Rs1的圆弧所形成的凹面所形成。
亦即此平面透镜5借由以O1为原点的x-x’轴、y-y’轴(垂直纸面的方向)及z-z’轴的立体三轴观察时其x-x’、z-z’轴平面的断面形状中，内面7为由以原点O1为中心的半径Rs1的第1圆弧7a所形成的凹面所构成。又，外表面6为由以点O3为中心的半径Rs3的第2圆弧6a与以点O4为中心的半径Rs4的第3圆弧6b所形成的凸面所构成。在此，各圆弧的半径具有Rs4＞Rs3＞Rs1的关系。
在此，点O3及O4以下述方式求得。首先，前述半径Rs1的第1圆弧7a的顶点亦即半径Rs1的第1圆弧7a于与的轴相交的点P1起于离开原点O1的方向上离开透镜厚度T的位置上求得点P1’。接着自原点O1起于与顶点P1相反的侧上于离开透镜厚度T的位置上求取点O2。接着通过点O2描绘平行于x-x’轴的直线s1，同时以点O2为中心描绘通过点P1’的半径Rs2(Rs1＋2T)的圆弧c，将与前述直线s1交叉的两个交点定为P2’。接着于自点P2’起于接近点O2的方向上于离开透镜厚度T的位置上求得点P’。接着描绘连结点P1’与点P2’的线s2，于此线s2上于自点P2’起离开透镜厚度T的位置上求得点K1，接着求取点K1与点p1’的中点K2。接着通过点K2描绘与线s2垂直的线s3，而于此线s3与z-z’轴及与线s1交叉的点上分别求得点O3及点O4。
此第2实施型态的平面透镜5与第1实施型态相同其外表面6与内表面7所形成的圆弧并非同心圆弧、且非同一半径的圆弧。因此透镜厚度略均匀且几无度数变化。因此该平面透镜5可大型化。
图3为本发明的第3实施型态的平面透镜11示意图。此平面透镜11其内面13为由半径Rs3与Rs3的两个连续的第1圆弧13a与第2圆弧13b所形成的复合凹面所形成，而其外表面12由半径Rs3＋T与Rs4＋T的两个连续的第3圆弧13a与第4圆弧13b所形成的复合圆弧的凸面所形成。在此，各圆弧的半径具有Rs1＞Rs3＞Rs4的关系。
此平面透镜11借由以原点O1为中心的半径Rs1的圆弧为基础圆弧B，而自此基础圆弧目起与前述第1实施型态的平面透镜1相同于求得点O3及点O4后描绘以点O3为中心的半径Rs3的第1圆弧13a，与以点O4为中心的半径Rs4的第2圆弧13b，而求得内面13的凹面形状。又，借由描绘以点O3为中心的半径为Rs3＋T的第3圆弧12a与以点O4为中心的半径为Rs4＋T的第4圆弧12b乃可求得外表面12的凸面形状。
此平面透镜11与前述第1实施型态相同其形成外表面12与内表面13的圆弧既非同心圆弧亦非同一半径的圆弧。因此透镜厚度均匀、且几无度数变化。因此，此平面透镜11可大型化。
图4为本发明的第4实施型态的平面透镜15示意图。于前述第3实施型态中，在半径Rs3的第1圆弧13a与半径Rs4的第2圆弧13b的复合圆弧所形成的凹面的外侧，设置由第3圆弧12a与第4圆弧12b的复合圆弧所构成的凸面，而此第4实施型态的平面透镜16相反地于半径Rs3的第1圆弧16a与半径Rs4的第2圆弧16b的复合圆弧所形成的凸面的内侧设置第3圆弧17a与第4圆弧17b的复合圆弧所形成的凹面所成。亦即自基础圆弧B起描绘以点O3为中心的半径Rs3的第1圆弧16a，与以点O4为中心的半径Rs4的第2圆弧16b，而求得外表面的凸面形状，接着借由描绘以点O3为中心的半径为Rs3－T的第3圆弧17a与以点O4为中心的半径为Rs4－T的第4圆弧17b，求得外表面的凸面形状。
此平面透镜15与前述第1实施型态相同其外表面16与内表面17所形成的圆弧既非同心圆弧亦非同一半径的圆弧。因此透镜厚度均匀、且几无度数变化。因此，此平面透镜15可大型化。
图5、6、7为适用本发明的防尘防护用眼镜透镜的示意图。此眼镜透镜21以人头30的中心为原点O1，而以连结左右瞳孔的方向为x-x’，以头30的上下方向为y-y’轴，以头30的前后方向为z-z’轴。又，于x-x’、z-z’轴平面的断面上与前述第1实施例相同外表面22由以原点O1为中心的半径Rs1的第1圆弧所形成的凸面所构成，又，内面23由以点O3为中心的半径Rs3的第2圆弧与以点O4为中心的半径Rs4的第3圆弧所形成的复合圆弧的凹面所构成，借此沿设于脸部的左右方向的面上。一方面于y-y’、z-z’轴平面的断面上外表面22为由Rc1的圆弧所形成的凸面，而内表面23为由Rc2的圆弧所形成的凹面所形成。又，y-y’、z-z’轴平面的断面上的外表面22与内表面23可任意设定半径Rc1及Rc2，其只要为沿于脸部的上下方向的面上的形状即可。
又，从前述眼镜透镜21的x-x’、y-y’轴平面亦即透镜正面观察时，左右的尺寸为100～180mm，上下的尺寸为70～100mm，上缘为朝向弯曲而下缘为朝下弯曲，同时为露出鼻部缺口成略U字状。图3的防尘防护用眼镜透镜21借由加大脸上眼部周围部份尤其是y-y’轴方向的部份乃可确实地防尘及防护可提高安全性。又，即使加大x-x’方向亦不会产生跳像现象，而可适用于机车的眼罩上其视野甚宽广而可确保行驶的安全。
如此，依本发明的平面透镜乃可实现大型化、且可增加设计的自由度为较习知的物品为更崭新的设计。
从上所述可知，依本发明，因以O1为原点的立体三轴的x-z轴平面上的断面形状为由半径Rs3的圆弧，与连续于该圆弧的半径Rs4的圆弧所形成的复合圆弧所构成，故厚度在全面上为均一化而几无度数变化，其结果不会产生跳像现象，且可大型化，且可提高设计自由度。
权利要求
1.一种新式平面透镜，其特征是它是以O1为原点的立体3轴的x-z轴平面的断面形状，由以原点O1为中心且通过z轴上的点P1、又半径为Rs1的第1圆弧，与以z轴上的点O3为中心且自点P1起，通过于接近原点O1的方向上、离开透镜厚度T份量的点P1’且半径为Rs3的第2圆弧，与连续于前述第2圆弧的两端、且半径为Rs4的第3圆弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的关系。
2.一种新式平面透镜，其特征是它是以O1为原点的立体3轴的x-z轴平面的断面形状，由以原点O1为中心且通过z轴上的点P1、又半径为Rs1的第1圆弧，与以z轴上的点O3为中心且自点P1起，通过于远离原点O1的方向上，离开透镜厚度T份量的点P1’且半径为Rs3的第2圆弧，与连续于前述第2圆弧的两端且半径为Rs4的第3圆弧所形成，且具有Rs4＞Rs3＞Rs1的关系。
3.一种新式平面透镜，其特征是它是以O1为原点的立体3轴的x-z轴平面的断面形状，于以原点O1为中心且通过z轴上的点P1且半径为Rs1的圆弧为基础圆弧的场合，由以z轴上的点O3为中心且自点P1起，通过于远离原点O1的方向上离开透镜厚度T份量的点Pi’且半径为Rs3的第1圆弧，与连续于前述第1圆弧的两端且半径为Rs4的第2圆弧，与以z轴上的点O3为中心且通过点P1且半径为Rs3＋T的第3圆弧，与连蓄于该第3圆弧两端的半径为Rs4＋T的第4圆弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的关系。
4.一种新式平面透镜，其特征是它是以O1为原点的立体3轴的x-z轴平面的断面形状，于以原点O1为中心且通过z轴上的点P1且半径为Rs1的圆弧为基础圆弧的场合，由以z轴上的点O3为中心且自点P1起，通过于接近原点O1的方向上，离开透镜厚度T份量的点P1’且半径为Rs3的第1圆弧，与连续于前述第1圆弧的两端且半径为Rs4的第2圆弧，与以z轴上的点O3为中心且自点P1’起，通过于接近原点O1的方向上，离开透镜厚度T份量的点P1”且半径为Rs3-T的第3圆弧，与连蓄于该第3圆弧两端的半径为Rs4-T的第4圆弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的关系。
全文摘要
本发明涉及一种平面透镜。它是以0
文档编号G02C7/16GK1333474SQ0012075
公开日2002年1月30日 申请日期2000年7月11日 优先权日2000年7月11日
发明者田川悦雄 申请人:如山光学股份有限公司