CN101939687A - 望远镜式眼镜 - Google Patents

Abstract

光学装置(20，60)包括被配置为供使用者(22)配戴的眼镜架(30，64)。望远镜(26，62)被固定至该眼镜架，并且该望远镜包括物镜(44)、目镜(28)以及多个光学面(48，56，58)，所述多个光学面限定一折叠光路以用于向使用者的眼睛(40)提供放大图像，同时至少一个所述光学面至少部分地位于冠状面(14)之后，该冠状面处在所述目镜的背面。

Description

望远镜式眼镜

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2008年2月14日提交的美国临时专利申请61/028,527的权益，所述申请通过引用方式纳入本说明书。

技术领域

本发明总体涉及光学装置，具体涉及安装于眼镜的助视器(visualaids)。

背景技术

各种低视力装置可用于提高患有黄斑变性(maculardegeneration)的人的视力。例如，存在各种各样将印刷文字放大以便于阅读的放大器。这种放大器包括眼镜、望远镜、手持式或独立式放大镜片，以及闭路电视装置。

许多望远镜装置已被开发用于安装在眼镜架或者嵌入在眼镜片中。例如，微型伽利略或开普勒望远镜可被安装到穿过眼镜片的孔内(一般在镜片的上部)。作为另一实例，美国专利5,680,194描述了一种用于眼镜的周视望远显微镜，该周视望远显微镜安装在其中一个眼镜镜片的周界上方。作为又一个实例，美国专利6,972,903描述了一种视力辅助装置，该视力辅助装置包括一个用于形成倒U形光路的壳体，其中，一个附带结构用于将该壳体附带到配戴者，使得光线出口被定位为紧挨配戴者的眼睛。

美国专利6,775,060提出了一种替代类型的装置，其描述了一种至少部分地被嵌入在眼镜片中的双视望远镜(bioptic telescope)。在一个实施方案中，该望远镜包括限定用于观察物体的光路的多个光学元件，使得至少一部分光路位于眼镜片内在与视觉轴线基本正交的平面。

发明内容

在下文中描述的本发明的实施方案提供了具有折叠光路的改进的望远式眼镜。在一些实施方案中，该设计利用了眼镜架的边界内的可用空间以延长光路，从而在保持对于使用者而言舒适且自然的紧凑轮廓的同时实现高倍放大。该望远镜可被集成到眼镜架内，以便呈现为单个装置，具有美感。

因此，根据本发明的一实施方案提供了光学装置，该光学装置包括被配置为供使用者配戴的眼镜架。望远镜被固定至眼镜架，并且包括物镜、目镜以及多个光学面，所述多个光学面限定一折叠光路以用于向使用者的眼睛提供放大图像，同时至少一个所述光学面至少部分地位于一冠状面之后，该冠状面位于所述目镜的背面。

在一个实施方案中，所述望远镜被包含在所述眼镜架的主体内。一般地，该装置包括固定至所述眼镜架的一对望远镜，以用于向使用者的两只眼睛都提供放大图像。在一些实施方案中，所述眼镜架包括桥部和眼镜腿，并且至少一个所述光学面邻近于所述眼镜架的眼镜腿处。

在一些实施方案中，至少一个所述光学面是反射面，该反射面以锐角折叠所述光路，其中所述反射面位于物镜和目镜之间的光路上。所述物镜邻近于所述眼镜架的眼镜腿，在所述反射面之前的位置。在一个实施方案中，在所述冠状面之后的所述反射面包括第一反射面，并且所述望远镜至少包括第二反射面，该第二反射面位于所述冠状面之前在第一反射面和目镜之间，以用于将光路导向眼睛。任选地，所述望远镜包括阿米西屋脊棱镜(Amici roof prism)，并且所述第二反射面包括该阿米西屋脊棱镜的屋脊面。

在一个公开实施方案中，该望远镜包括开普勒望远镜。至少一个所述光学面可以至少部分地位于又一冠状面的后部，该冠状面处在眼睛的正面。

在一些实施方案中，该装置包括被布置在眼镜架内的第一区域中的眼镜片，而所述望远镜被固定在眼镜架内的第二区域中，以便允许使用者在配戴该眼镜架时或者通过眼镜片或者通过望远镜观察物体。一般地，所述第一区域是眼镜架的下部区域，而所述第二区域是眼镜架的上部区域，并且所述眼镜片被选定为向使用者提供屈光矫正。

根据本发明的一实施方案，还提供了一种用于放大的方法，包括提供望远镜，该望远镜包括物镜、目镜以及限定折叠光路的多个光学面。该望远镜被固定至眼镜架，使得当使用者配戴该眼镜架时，该望远镜向使用者的一只眼睛提供放大的图像，同时至少一个所述光学面至少部分地位于一冠状面之后，该冠状面处在目镜的背面。

现在将通过下列对其实施方案的详细描述以及附图来更加全面地理解本发明，在附图中：

附图说明

图1是显示根据本发明的一个实施方案，使用者配戴望远镜式眼镜的示意性图解说明；

图2是根据本发明的一个实施方案的望远镜式眼镜的示意性图解视图；

图3A和3B是根据本发明的一个实施方案，使用者配戴望远镜式眼镜并以两个不同的观察角度透过眼镜观察的示意轮廓图；

图4是根据本发明的一个实施方案，使用者配戴望远镜式眼镜的示意性俯视图；

图5和图6分别是根据本发明的另一个实施方案的望远镜式眼镜的示意性后视图和前视图；

图7是根据本发明的一个实施方案，图5和图6中的望远镜式眼镜的示意性分解图；以及

图8是示意性示出在根据本发明的一个实施方案的望远镜式眼镜中使用的光学部件的光射线图。

具体实施方式

现在参照图1和2，图1和2是示出根据本发明的一个实施方案的望远镜式眼镜20的示意性图解说明。在图1中，眼镜由使用者22配戴，而图2则从使用者的内侧观察位置示出眼镜。该眼镜包括架30，该架30包括一个桥部(bridge piece)34和眼镜腿(temples)32。(所述桥部是指所述架的位于鼻梁上的部分，而所述眼镜腿沿着使用者面部的侧面延伸并置于耳朵上方。)

架30一般包含位于一区域内的眼镜片24，以及位于另一区域内的双筒望远镜26。一般地，所述望远镜被布置在所述架的上部区域，如附图中所示，而所述眼镜片则占据下部区域，但是其他布置也是可能的。眼镜片24可被选定为向使用者提供屈光矫正。或者，如果不需要或不希望屈光矫正，则所述眼镜片可简单包括透明坯料(blanks)或可被一起忽略。

望远镜26被包含在壳体36内，该壳体36既横跨桥部34延伸，又沿着眼镜腿32延伸。该壳体包含望远镜光学器件，所述光学器件限定一个沿眼镜腿的内侧延伸的光路，如下文详细描述的。所述壳体一般被设计为装配在眼镜架的内侧，并且可实际上被集成在眼镜架中，如附图中所示，以便保持紧凑、自然的外观。所述壳体的正面，位于眼镜片24上方，可被涂覆例如一种反射涂料，以便与眼镜片混成一体，好像它们是一个单个装置似的。壳体的背面，包括其包含的光路，向内延伸超过镜片24的相邻内表面，尤其在眼镜架的眼镜腿与桥部相接的转角处。

为了能够透过望远镜26进行适当的观察，望远镜的目镜28与使用者的眼睛很好地对准(如图1中所示)是很重要的。为了便于这种对准，桥部34可包括一调准机构38，该调准机构38横向移动所述望远镜。可选地，该调整机构可包括两个分立的控制装置，以用于单独将目镜28与使用者的每个眼睛对准。

图3A和3B是根据本发明的一个实施方案，使用者22配戴望远镜式眼镜20并以两个不同的观察角度透过眼镜观察的示意轮廓图。对于正常距离的视野，使用者直接通过眼镜片24观察，如图3A中所示。为使用望远镜26，使用者将其头部稍微向下倾斜并稍微向上观察，如图3B中所示，使得其眼睛的瞳孔与目镜28对准。

图4是根据本发明的一个实施方案，使用者22配戴的望远镜式眼镜20的示意性俯视图。使用者的眼睛40与相应的目镜28对准。目镜的背面(即，最接近于使用者眼睛的表面)限定第一冠状面(coronalsurface)41。眼睛的正面(即，角膜)限定第二冠状面42。“冠状面”(也被称为额状面)指的是将身体分为前、后两部分(腹部和背部)的任意竖直平面。“竖直(vertical)”在此按其一般含义理解，意味着与身体的长(脊柱)轴线平行。在本申请中冠状面的相关实例是平面41和42，该平面41和42在鼻部穿过面部或穿过眼睛的正面。

每个望远镜26都包括一个物镜(objective)44，该物镜44位于邻近眼镜20的眼镜腿处。由每个物镜所聚焦的射线的光路穿过棱镜46，该棱镜46也邻近于所述眼镜腿。该光路穿过冠状面41。在该实施方案中，光路还穿过冠状面42然后被棱镜46的背部反射面48以一锐角折叠，该背部反射面46位于冠状面42之后。因此，所述光射线被向前反射至反射器(deflector)50并被场镜(field lens)52聚焦。所述射线接着被阿米西屋脊棱镜(Amici roof prism)54的反射屋脊面56转向至目镜28，该反射屋脊面56位于平面41和42之前。

因此，图4中示出的望远镜设计利用了位于眼镜架的邻近于眼镜腿32的转角内的未使用空间。这种设计既提供了一个很长的光路(由此实现了高倍放大，一般为2.2X至4X的级别)，又提供了自然的、美观的外部外形。为了在保持小尺寸同时增强放大，望远镜中的透镜可包括非球面的和/或衍射的光学元件，如本领域所已知的。尽管图4中示出的望远镜是开普勒式，但其他类型的望远镜——例如，包括伽利略式和反射式(具有弯曲的反射面)——也可同样地被设计在附图中示出的模型上，其中折叠光路在平面41后面延伸并且也可能在平面42的后面延伸。该望远镜可包括可移动的元件(未示出)，以能够进行调焦。上述各种设计也适合于安装于眼镜的单筒望远镜。

图5和图6分别是根据本发明的另一个实施方案的望远镜式眼镜60的示意性图解后视图和前视图。眼镜60包括双筒望远镜62，该双筒望远镜62与架64集成在一起。眼镜60的设计和工作原理类似于眼镜20的设计和工作原理，如上所述，并且两个实施方案中的相同元件被标以相同数字。然而，眼镜60的优势在于：望远镜62被集成到眼镜架的主体内。因此，眼镜60与望远镜62在视觉上对观察者呈现为单个装置，而非被看作是在一对眼镜上添加了一个望远镜。

图7和图8示意性示出了根据本发明的一个实施方案的眼镜60的内部细节。图7是该眼镜的分解图，而图8是示出在望远镜62中使用的光学部件的光射线图。本实施方案中的特定部件，尤其是棱镜46，相对于眼镜20中的棱镜被缩短，但是图7和图8中示出的设计的工作原理类似于在图4的实施方案中使用的那些棱镜的工作原理。

如图8中所示，物镜44所聚焦的射线穿过棱镜46，并被反射面48以锐角折叠。表面48的至少一部分位于平面41之后，如上所述，所述平面41是由目镜28的背面限定的冠状面。与反射器50相关联的又一反射面58沿着一垂直于眼睛40的光轴的横向轴线来旋转射线。接下来，阿米西屋脊棱镜54的屋脊面56使光线转向通过目镜28至眼睛。该阿米西屋脊棱镜具有使图像反转的效果，使得使用者通过望远镜看到正像(erect image)。

如图7中所示，望远镜62被装配到眼镜60的桥部34的主体的上部内的一空心区域。物镜44通过紧固环66被固定就位，同时后盖68从后面封住望远镜。尽管图8示出的表面58是反射器50的一部分，但表面58或者也可被制造作为透镜46的一整体部分，如图7中所示。

应理解的是，上述实施方案通过示例方式被引用，并且本发明并不限于上文的具体示出和描述。相反，本发明的范围包括在此描述的各种特征的组合和子组合，以及本领域技术人员在阅读上述说明书时可以想到的、且在现有技术中未公开的各种变化和修改。

Claims (28)

1.光学装置，包括：

眼镜架，其被配置为供使用者配戴；以及

望远镜，其被固定至该眼镜架，并且包括物镜、目镜，以及多个光学面，所述光学面限定一折叠光路以用于向使用者的眼睛提供一放大图像，同时至少一个所述光学面至少部分地位于冠状面之后，该冠状面处在所述目镜的背面。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述望远镜被包含在所述眼镜架的主体内。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括固定至所述眼镜架的一对望远镜，以用于向使用者的两只眼睛提供放大图像。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述眼镜架包括一桥部和眼镜腿，并且其中至少一个所述光学面邻近于所述眼镜架的眼镜腿处。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中至少一个所述光学面是反射面，该反射面以锐角折叠所述光路。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述反射面位于物镜和目镜之间的光路上。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述眼镜架包括一桥部和眼镜腿，并且其中所述物镜邻近于所述眼镜架的眼镜腿，在所述反射面之前的位置。

8.根据权利要求7所述的装置，其中在所述冠状面之后的所述反射面包括第一反射面，并且其中所述望远镜至少包括第二反射面，所述第二反射面位于所述冠状面之前在第一反射面和目镜之间，以用于将光路导向眼睛。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述望远镜包括阿米西屋脊棱镜，并且其中所述第二反射面包括该阿米西屋脊棱镜的屋脊面。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述望远镜包括开普勒望远镜。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，包括被布置在眼镜架内的第一区域中的眼镜片，而所述望远镜被固定在所述眼镜架内的第二区域中，以便允许使用者在配戴该眼镜架时或者通过眼镜片或者通过望远镜观察物体。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述第一区域是所述眼镜架的下部区域，而所述第二区域是所述眼镜架的上部区域。

13.根据权利要求11所述的装置，其中所述眼镜片被选定为向使用者提供屈光矫正。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中至少一个所述光学面至少部分地位于处在眼睛的正面的又一冠状面之后。

15.一种用于放大的方法，包括：

提供望远镜，该望远镜包括物镜、目镜，以及限定折叠光路的多个光学面；以及

将该望远镜固定至眼镜架，使得当使用者配戴该眼镜架时，该望远镜向使用者的眼睛提供放大的图像，同时至少一个所述光学面至少部分地位于一冠状面之后，该冠状面处在目镜的背面。

16.根据权利要求15所述的方法，其中固定所述望远镜包括将该望远镜封入眼镜架的主体内。

17.根据权利要求15所述的方法，其中固定所述望远镜包括将一对望远镜固定至所述眼镜架，以便向使用者的两只眼睛都提供放大的图像。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述眼镜架包括桥部和眼镜腿，并且其中固定所述望远镜包括将至少一个所述光学面定位为邻近于所述眼镜架的眼镜腿。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中至少一个所述光学面是反射面，该反射面以锐角折叠所述光路。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述反射面位于物镜和目镜之间的光路上。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述眼镜架包括桥部和眼镜腿，并且其中固定所述望远镜包括将所述物镜定位为邻近于所述眼镜架的眼镜腿，在所述反射面之前的位置。

22.根据权利要求21所述的方法，其中在所述冠状面之后的所述反射面包括第一反射面，并且其中所述望远镜至少包括第二反射面，该第二反射面位于所述冠状面之前在第一反射面和目镜之间，以用于将光路导向眼睛。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述望远镜包括阿米西屋脊棱镜，并且其中所述第二反射面包括该阿米西屋脊棱镜的屋脊面。

24.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中所述望远镜包括开普勒望远镜。

25.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，包括将眼镜片固定位于眼镜架内的第一区域中，而望远镜被固定位于眼镜架内的第二区域中，以便允许使用者在配戴该眼镜架时或者通过眼镜片或者通过望远镜观察物体。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述第一区域是所述眼镜架的下部区域，而所述第二区域是所述眼镜架的上部区域。

27.根据权利要求25所述的方法，其中所述眼镜片被选定为向使用者提供屈光矫正。

28.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中至少一个所述光学面至少部分地位于处在眼睛的正面的又一冠状面之后。

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