专利名称：可变焦距透镜和眼镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变焦距(variable focus)透镜，并且涉及使用该 可变焦距透镜的眼镜。
背景技术：
可变焦距透镜是众所周知的。它们通常包括用液体填充的腔室，该 腔室的至少 一面由透明的柔性隔膜形成。当液体被引入腔室中或者被从 腔室移除时，该柔性隔膜变形，并且其曲率相应地改变。这种曲率改变 引起透镜光学特性和光学功率(optical power)的变化。因此能够简单 地通过改变腔室中的液体数量而改变透镜的光学功率。
例如在WO 96/38744中披露了 一种类型的现有技术可变焦距透镜。 在这篇文献中，通过贯穿塞子插入注射器，并且使用注射器来添加或者 抽取流体，透镜中的流体数量得以调节。因为用于透镜的眼镜框架必须 还容许用注射器接入(access)透镜，可以理解，在一些情况中使用这 种透镜能够是相当不便的。
对于用于在一些类型的眼镜例如阅读镜中使用的可变焦距透镜，所 需校正范围非常小，并且能够使用较少的液体数量而在整个范围内实现 校正。这些少量的液体能够被存储于较小的储液器中。
发明内容
根据本发明，提供一种可变焦距透镜，该可变焦距透镜包括带有前 表面和后表面的环，固定在所述环的前表面和基本刚性的透明前盖之间 的柔性隔膜，和在所述环的后表面上的后盖，从而能够用液体填充在柔 性隔膜和后盖之间形成的空腔，在所述空腔中的流体数量能够被改变以 改变柔性隔膜的曲率并且因而改变透镜的光学特性；其中所述环设有集 成的中空延伸部，所述延伸部的中空内部与所述空腔相连通，并且形成 用于可变焦距透镜的储液器。
利用这种透镜，储液器被集成到透镜，并且因而无须为了允许调节空腔中的液体数量并且从而调节透镜的光学特性而附连或者卸除注射 器等。另外，因为储液器被集成到透镜中，所以无须具有将储液器连接 到透镜的单独管道。在某些早先形式的、带有可变焦距透镜的眼镜中， 这些管道妨碍了将眼镜折叠起来。
可以理解，储液器的尺寸受到约束，并且因而这种透镜特别地适合 用在不需要大范围的校正的阅读镜或类似物中。
所述环和后盖可以被分开地形成，并且这在一些情况中可能是合意
的，这是因为环和后盖可能具有不同的材料要求。例如，后盖必须是透 明的，但是可能期望利用更加强固的不透明材料形成环。然而，将环和 后盖形成为分开的部件增加了组装透镜所需要的步骤。因此，在一种可 替代形式中，所述环和后盖可以净皮一体地形成。
优选地，可以改变在延伸部中的储液器的容积，从而改变柔性隔膜
的曲率并且因而改变透镜的光学特性。可以使用各种布置；在一种优选 的形式中，储液器被形成为延伸部中的中空孔洞，并且将柱塞置于该中 空孔洞中，从而使得柱塞朝向或者远离环的运动迫使液体进入或者排出空腔。
本发明还扩展到可变焦距眼镜，该可变焦距眼镜包括至少一个如上 所述的可变焦距透镜，其装设有被以可操作方式连接到柱塞的控制装 置，从而该控制装置的操作引起柱塞的运动。在一种优选形式中，手轮 被以可操作方式连接到柱塞，从而手轮的旋转运动引起柱塞的平移运 动。因此，手轮的旋转将用于改变透镜的光学特性。
现在将仅仅通过实例并且参考附图描述本发明的优选实施例，其
图1是可变焦距透镜的实施例的分解透视图2是图1的透镜处于其组装形式的透视图3是在这种透镜中使用的环的透视图4是环的一种可替代形式的示意图5是使用两个这样的透镜的一副眼镜的透视图6是图4示出的眼镜的一个部分的截面视图。
具体实施例方式
如最佳地在图1中示出地，利用四个主要部件形成透镜10,即环 20 (在图3中更加详细地示出)，柔性隔膜40,前盖50和后盖60。
柔性隔膜40被附连到环20的前部(即，在使用中更加远离佩戴者 眼睛的一侧)，并且后盖60被附连到环20的后部。在它们之间，环20, 柔性隔膜40和后盖60限定空腔。在使用中，这个空腔用液体填充，并 且能够变动空腔中的液体数量以改变空腔的容积。环20和后盖60是基 本刚性的，因而改变空腔的容积会使得柔性隔膜40变形并且因此改变 透镜10的光学特性。优选的是，后盖60是可以按照具体使用者的指示 而被定制的透镜。
前盖50被附连到隔膜40,从而隔膜40被夹在环20和前盖50之间。 前盖50的内表面(面向柔性隔膜40的表面)被弯曲或者以其它方式凹 进。这为柔性隔膜40变形提供了充分的空间，由此允许调节透镜10的 光学功率。优选的是，前盖50也是透镜，并且象后盖那样，这个透镜 能够按照具体使用者的指示而被定制。如果需要，则形成前盖50和后 盖60的透镜能够相组合地为个体使用者提供定制。
在图3中更加详细地示出环20。在图3中的类型是基本圆形的，但 是能够使用任何适当的形状。如图所示，环20具有成一体的径向延伸 部22。在延伸部22中形成中空孔洞24，所述中空孔洞24借助于通道 26与环22内部的空间相连通。
中空孔洞24用作空腔的流体储液器，其允许通过通道26将液体添 加到空腔内或者将其从空腔移除以改变柔性隔膜40的形状并且从而改 变透镜10的光学特性。此外，正如将在稍后描述地，中空孔洞24能够 至少容纳用于改变空腔中的流体数量的调节机构的一部分。
与延伸部22相对地，贯穿所述环形成填充孔28。这个填充孔28被 用于在组装透镜之后填充空腔和储液器，并且随后被密封。
将会看到，环20的后部具有用以容納后盖60的凹部30。在一种可 替代形式中，后盖能够与环一体地形成。
虽然环:故示为带有径向延伸部22，应理解该延伸部不必在径向方向 上延伸。如在图4中概略示出地，用于延伸部的一种可替代形式将会是 其基本上与环20成切向，并且可以理解，根据将在其中使用环的眼镜 的具体设计，环的布局能够被改变。图5示出使用两个这样的透镜制成的一副眼镜70。在图5右侧的透 镜处于与在图1和2中相同的定向；在左侧的透镜与在右侧的相同，但 是已围绕其光学轴线旋转180度。相同透镜能够被用于眼镜的左透镜和 右透镜的事实能够降低制造成本，这是因为仅仅需要生产一种形式的透 镜。此外，可以注意到，从使用者眼睛的外边缘，透镜被布置成使得径 向延伸部22水平地延伸。
透镜10被装配到附连有侧臂74的框架72中。此外，手轮76被附 连到框架72的每一侧，并且这些手轮76中的每一个均#皮连接到允许透 镜10的焦距得以改变的调节机构。
在图5中示出一种类型的调节机构。这里，该调节机构包括一种柱 塞78,该栓塞78能够沿着孔洞24移动，因而其作用就像汽缸中的活 塞。柱塞78朝向环22的运动迫使液体进入空腔中，柱塞78远离环22 的运动则从空腔抽取出液体。改变空腔中的液体数量改变使得柔性隔 膜40的曲率发生改变，并且因此改变了透镜10的光学特性。
柱塞78被以可操作方式连接到手轮76。手轮76被安装成使其能够 旋转，但是不能沿着其旋转轴线移动。手轮的旋转运动被转换成柱塞78 的平移运动。
对运动进行转换的一种方式将是为手轮提供带有内螺紋的延伸部， 该内螺紋与被连接到柱塞的杆上的外螺紋相配合。如果阻止柱塞旋转 (例如，通过将杆形成为带有通过框架中的非圆形开口的非圆形杆段， 或者通过在否则将为圓柱形的柱塞上形成扁平部分，该扁平部分与孔洞 中的相应的扁平部分配合)，然后手轮及其相关联内螺紋的旋转运动将 迫使柱塞沿着孔洞移动。当然，也可以使用任何其它适当的布置用于将 手轮的旋转运动转换成柱塞的平移运动。
在框架72侧部提供手轮76允许使用者在佩戴眼镜70的同时容易 并且便利地进行调节。然而，应领会到可以使用其它控制装置；例如， 能够被用于提供必要的旋转运动的步进马达，或者能够被直接连接到柱 塞的线性致动器。
现在将仅仅通过实例描述用于透镜10和眼镜70的组装过程。
首先，利用塑料模制或者以其它方式用塑料形成环20。通过将UV 固化粘结剂(诸如Loctite 3311或等效物)薄焊料涂覆到环20上，然后 附连后透镜60并且进行固化，从而将标准眼科质量(ophthalmic quality)后透镜60粘结到环20。这样形成了后透镜组件。在当前实施例中，后 透镜和环被形成为分开的部件，但是如上所述，这两者能够被结合于单 一模制件中，这将省却对于这个步骤的需求。
使用张紧索具(tensioning rig)将Mylar型DL1薄膜的圆盘40预拉 伸。将另一UV固化粘结剂薄焊料涂覆到后透镜组件的前部，然后将其 置于被预拉伸的Mylar的表面上(其能够被预处理用以进行粘附)。允 许这个组件固化。
带有其Mylar覆层的组件被从张紧索具切下，然后将Mylar整平使 它与透镜组件的边缘齐平。
然后使用被涂覆到前透镜上的UV固化粘结剂薄焊料将标准眼科质 量前透镜50粘结到由Mylar覆盖的后透镜组件。当前优选的是，将前 透镜50弯曲，并且通过打磨而使得透镜边缘准备就绪用于粘结，以提 供与该组件粘结的适当的平面。
然后，柱塞78被插入径向延伸部22的中空孔洞24中。当它将孔 洞24密封时，能够利用硅油(silicone oil) ( Dow Corning型号704或 等效物)填充透镜组件。
一种优选的填充方法使用一种其外径小于填充孔28内径的注射器； 这将允许当硅油填充该系统时排放空气。在这种优选方法中，柱塞78 在孔洞24中定位于它的最大光学功率位置(柱塞78被完全推入)。透 镜组件被保持成使得填充孔28位于顶部，并且被填充至50%程度的充 满。被移位的空气能够通过在注射器针和填充孔28之间的环面而泄漏。 柱塞78然后被移动到最小光学功率位置(柱塞78被拔出)，并且随后 返回它的最大功率位置。这个过程将空气从中空孔洞24移除，并且如 果有必要的话可重复进行此过程。然后利用硅油填充透镜空腔的剩余空
间直至溢 流Q
擦除过量的硅油，并且在填充孔28中插入塞子。
在一种目前优选的形式中，塞子是与填充孔28过盈配合的聚碳酸 酯杆。通过在它与透镜组件的接合部处涂覆UV固化粘结剂并且固化， 塞子被永久地紧固。
这将生产出透镜组件；生产 一副眼镜将需要两个这样的组件。
然后透镜组件10之一被定位于眼镜框架前部72中。柱塞78的杆 被定位于框架前部72的背部中的狭槽内，以防止在调节操作期间柱塞78旋转。可以通过过盈配合紧固透镜10，或者如果优选的话则能够使用粘结接头。
调节器组件然后被拧到柱塞尾部上，并且使用UV固化(或者类似的)粘结剂将调节器组件的外部套环粘结到框架前部。然后，手轮76被附连到调节器组件的内部转子并且利用粘结接头或者类似的装置而固定。
对于笫二透镜执行插入透镜组件10和附连调节器组件的相同的步骤。
最终，左手和右手侧臂74被附连到框架前部72从而生产出成品眼镜70。
目前，优选的是，在环20的延伸部22中形成储液器，这部分地是为了易于制造，并且部分地是因为其允许在填充过程期间看到流体和柱塞78 (从而使得执行填充过程的人员能够保证在液体中不存在任何气泡)。然而，在一种可替代形式中，能够在框架前部自身中容纳所述储液器和柱塞。这将以使得框架结构复杂化为代价而简化环的结构(如果它被与成一体的后透镜一起地模制，则这将是重要的)。
当然，对眼镜和透镜的修改是可能的；具体地，有多种方式能够将手轮连接到柱塞。此外，有可能使用并不具有手轮的人工调节机构，但是因为手轮易于使用，所以手轮目前是优选的。
权利要求
1.一种可变焦距透镜，包括带有前表面和后表面的环，在环的前表面和基本刚性的透明前盖之间保持的柔性隔膜，以及在环的后表面上的后盖，从而能够用液体填充在柔性隔膜和后盖之间形成的空腔，空腔中的流体数量能够被改变从而改变柔性隔膜的曲率并因而改变透镜的光学特性；其中环设有成一体的中空的延伸部，所述延伸部的中空内部与所述空腔相连通，并且形成用于可变焦距透镜的储液器。
2. 根据权利要求1的可变焦距透镜，其中环和后盖成一体地形成。
3. 根据权利要求1或权利要求2的可变焦距透镜，其中延伸部中的 储液器的容积能够被改变，从而改变柔性隔膜的曲率并因而改变透镜的 光学特性。
4. 根据权利要求3的可变焦距透镜，其中储液器被形成为延伸部中 的中空孔洞，并且柱塞被置于中空孔洞中，从而柱塞朝向或者远离环的 运动迫使液体进入或排出空腔。
5. —种可变焦距眼镜，其包括至少一个根据权利要求4的可变焦距 透镜，并且设有以可操作方式连接到柱塞的控制装置，从而使得控制装 置的操作引起柱塞的运动。
6. 根据权利要求5的可变焦距眼镜，其中手轮以可操作方式连接到 柱塞，从而使得手轮的旋转运动引起柱塞的平移运动。
7. —种可变焦距眼镜，其包括至少一个可变焦距透镜，所述可变焦 距透镜包括带有前表面和后表面的环，在环的前表面和基本刚性的透明 前盖之间保持的柔性隔膜，和在环的后表面上的后盖，从而能够用液体 填充在柔性隔膜和后盖之间形成的空腔，空腔中的流体数量能够被改变 从而改变柔性隔膜的曲率并因而改变透镜的光学特性；在眼镜的框架部件中容纳所述透镜，并且框架部件还包括与空腔流 体连通的储液器，其中储液器的容积能够被改变从而迫使液体进入空腔 中或者从空腔抽出。
8. —种基本上如参考图1到4而在本文中描述的可变焦距透镜。
9. 一种基本上如参考图5和6而在本文中描述的可变焦距眼镜。
全文摘要
一种包括带有前表面和后表面的环(20)的可变焦距透镜(10)。在环的前表面和基本刚性的透明前盖(50)之间保持柔性隔膜(40)，并且在环的后表面上安装后盖(60)，从而能够用液体填充在柔性隔膜和后盖之间形成的空腔。空腔中的流体数量能够被改变从而改变柔性隔膜的曲率并因而改变透镜的光学特性。所述环设有成一体的中空延伸部(22)，中空延伸部(22)的中空内部(24)与空腔相连通并且为可变焦距透镜(10)形成储液器。本发明还扩展到使用该透镜的眼镜。
文档编号G02B3/14GK101583887SQ200780039553
公开日2009年11月18日 申请日期2007年10月23日 优先权日2006年10月23日
发明者A·罗伯森, M·纽贝里, 乔斯华·戴维·西尔弗 申请人:乔斯华·戴维·西尔弗