CN103210335A - 可变放大倍率光学放大镜 - Google Patents

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Abstract

光学放大镜包括用于改变通过放大镜观察的物体的放大倍率和或改变放大镜的工作距离的机电装置。在另一个实施例中，光学放大镜可以包括透镜系统，该透镜系统包括用于提供可变放大倍率的一个或多个液体透镜组件或液晶透镜组件。

Description

可变放大倍率光学放大镜
技术领域
本发明一般涉及放大设备，以及具体地涉及具有可变放大倍率能力的光学放大镜。
背景技术
牙科医生和外科医生在临床操作期间长期佩戴包括但不限于放大倍率放大镜对的放大倍率观察器。佩戴这些观察器以提供清晰的视野，同时避免弓背姿势，弓背姿势久而久之可以导致颈部无力和背部紧张而且还可以对所执行的操作的成功具有不利影响。与没有观察器相比，放大倍率观察器允许医师在距病人更远的工作距离处工作。较高放大倍率观察器还减少医师对气雾剂和其它物质的暴露。
通常，放大倍率观察器的光学放大镜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来观察物体，则必须使用不同的光学放大镜，或必须更改透镜元件来提供想要的放大倍率。存在对能够提供可变放大倍率而无需更改透镜元件的放大倍率观察器的需求。
发明内容
本发明克服了迄今为止已知的光学放大镜的前述和其它的缺点和缺陷。虽然本发明将关于特定实施例来描述，但是将理解的是，本发明并不局限于这些实施例。相反，本发明包含可以包括在本发明的精神和范围内的所有替代、变型以及等同物。
根据本发明的一个方面，光学放大镜包括用于改变通过放大镜观察的物体的放大倍率的机电装置。在另一个实施例中，光学放大镜可以包括允许使用者选择性地改变通过放大镜观察的物体的放大倍率的手动致动机构。在又一个实施例中，光学放大镜包括用于改变通过放大镜观察的物体的放大倍率的一个或多个液体透镜。在再一个实施例中，光学放大镜包括通过改变施加到透镜上的电压来帮助改变通过放大镜观察的物体的放大倍率的至少一个液晶透镜。
结合附图阅读下述具体实施方式之后，将容易地理解本发明的其它目的，特征以及优点。
附图说明
图1是示例性的光学放大镜组件的示意图，该光学放大镜组件依据本发明的原理利用机电装置来改变物体的放大倍率。
图2是示例性的光学放大镜组件的示意图，该光学放大镜组件依据本发明的原理利用液体透镜组件来改变物体的放大倍率。
具体实施方式
本发明的一个方面中，电子地控制的机械装置被合并到光学放大镜中以使得可以操纵内部放大镜透镜配置以引起放大倍率中的变化(变焦光学放大镜)。在一个实施例中，该构思可以包括使用以小型数字照相机规模(例如，数字照相机变焦光学器件)的所谓小型控制电动机和齿轮或等效设备。本发明的另一方面中，该构思包括电子和机械地操纵两个这样的变焦放大镜的会聚以引起工作距离(从眼睛到观察的目标的距离)中的变化的能力。电子控制可以通过各种方法和/或结构来实现，例如射频(RF)、脚踏开关、放大镜框架上的直接控制装置或适于控制放大倍率和/或放大镜或放大镜对的工作距离的各种其它结构和方法。
图1描述了包括用于改变放大镜组件的放大倍率的机电变焦装置的示例性的光学放大镜组件。光学放大镜包括沿光轴对齐以提供通过放大镜观察的物体的放大的图像的目镜组件和物镜组件。目镜组件和物镜组件可以均包括单个或多个透镜元件。光学放大镜还可以包括棱镜组件，该棱镜组件与目镜组件和物镜组件对齐，并且与目镜组件和物镜组件合作来提供物体的放大的图像。根据可能的要求，棱镜组件可以包括单个棱镜元件或可以包括多个棱镜元件。光学放大镜的透镜和棱镜元件以及将透镜和棱镜元件支撑于其中的外壳部件的总的结构可以类似于在转让给Kerr公司的美国专利6,704,142中一般描述的透镜和棱镜元件，以及该美国专利6,704,142通过引用其全文结合于本文。
机电变焦装置可以直接或间接改变透镜元件之间的距离，从而改变透镜系统的放大倍率。机电变焦装置也可以改变透镜元件之间的距离来改变光学放大镜的工作距离。
光学放大镜组件也可以被配置以用于自动聚焦通过放大镜观察的物体的图像。在另一个实施例中，光学放大镜也可以被配置以用于自动会聚调节来适应观察位于不同工作距离处的物体。因此，当眼睛朝目标物体移动或从目标物体移开时，会聚将被自动地调节以使得与自动聚焦配合的单元将得到自动工作距离调节。在这些实施例中，放大镜组件包括通过例如超声波、红外或任何其它合适的方法来确定至物体的距离的测距部件。根据可能的需要，可以将来自测距部件的信号传送给控制机电装置的运行的控制器以聚焦物体的图像并调节会聚。
在另一个实施例中，光学放大镜可以被配置以帮助手动调节通过放大镜观察的物体的放大倍率。在该实施例中，提供机械机构来相对于透镜元件中的其它透镜元件移动一个或多个透镜元件以使得使用者可以选择性地调节放大倍率。作为非限制性示例，可以提供机械机构以帮助相对于透镜元件中的其它透镜元件可滑动地移动透镜元件中的一个或多个。该机构可以包括例如杠杆或转盘的控制装置，该控制装置可以由使用者手动地操纵以移动一个或多个透镜元件，并且因此改变放大倍率。在另一个非限制性示例中，机械机构可以包括齿条齿轮，一个或多个透镜元件耦合在其上以便相对于透镜元件的其它透镜元件移动。小齿轮(pinion gear)与齿条齿轮有效地啮合并且可以由使用者转动(例如通过转动与齿条齿轮耦合的把手或转盘)，从而相对于其它透镜元件移动一个或多个透镜元件。应该理解的是，可以提供各种其它机械机构来允许使用者手动调节放大倍率。
在另一个实施例中，可以通过包括一个或多个液体透镜系统的液体透镜组件来提供可变放大倍率。液体透镜系统利用一个或多个液体材料来改变光穿过透镜系统的路径，并且因此改变放大倍率而无需电动机或其它移动机械部件。例如，Jung的美国专利7,680,406和Liogier D’ardhuy等人的美国专利7,791,814披露了使用电润湿来改变两种不混溶液体之间的弯月的形状从而改变透镜组件的放大倍率的液体透镜组件。美国专利7,680,406和美国专利7,791,814通过引用其全文结合于本文。
图2描述了包括多个固体透镜和两个液体透镜组件的示例性光学放大镜组件。依据本公开的原理的光学放大镜系统可以利用一个液体透镜组件以用于改变放大倍率，并利用另一个液体透镜组件以用于调节变焦、聚焦或光学放大镜的工作距离。如前所讨论的，光学放大镜组件可以被配置以用于自动调节聚焦和/或工作距离。虽然本文中示出并描述了具有两个液体透镜组件的光学放大器，但应当理解的是，根据可能的需要，依据本发明的原理的光学放大镜可以替换性地仅使用单个液体透镜组件或可以使用多于两个液体透镜组件来实现特定的光学性能。
在又一个实施例中，光学放大镜可以包括通过改变施加到液晶透镜上的电压来帮助改变通过放大镜观察的物体的放大倍率的一个或多个液晶透镜元件。一方面，液晶透镜元件包括液晶层，该液晶层的取向可以通过改变施加到透镜上的电压而被改变，从而改变通过透镜的折射并且影响放大倍率和聚焦而无需电动机或其它移动机械部件。
虽然本发明已经通过对一个或多个示范性实施例的描述来说明，并且虽然已经以相当详细的方式描述了实施例，但它们不是用于将所附的权利要求的范围限制或以任何方式局限到这样的细节。在本文中讨论的各种特征可以被单独的或以任何结合的方式使用。额外的优点和变型对那些本领域技术人员来说将也显而易见。因此，本发明在其更广义的方面不局限于示出和描述的特定细节、有代表性的装置和方法以及说明性示例。因此，在不背离总的发明构思的范围或精神的情况下，可以进行与这些细节不同的偏离。所要求保护的是：

Claims (9)

1.一种光学放大镜，包括：
至少一个目镜；
至少一个物镜；以及
致动器，所述致动器与所述目镜和所述物镜合作并且操作来改变通过所述目镜和所述物镜观察的图像的放大倍率。
2.如权利要求1所述的光学放大镜，其中，所述致动器包括能够由使用者手动地致动的机械部件。
3.如权利要求1所述的光学放大镜，其中，所述致动器是机电的。
4.如权利要求1所述的光学放大镜，还包括：
棱镜，所述棱镜与所述物镜和所述目镜合作以放大通过所述光学放大镜观察的图像。
5.如权利要求1所述的光学放大镜，其中，所述致动器还操作来改变所述光学放大镜的工作距离。
6.如权利要求1所述的光学放大镜，其中，所述致动器还被配置来自动地聚焦通过所述目镜和所述物镜观察的所述图像。
7.如权利要求1所述的光学放大镜，其中，所述致动器还被配置来自动地改变会聚。
8.一种光学放大镜，包括：
至少一个液体透镜组件，所述至少一个液体透镜组件操作来改变通过所述放大镜观察的图像的放大倍率；以及
电源，所述电源向所述至少一个液体透镜组件提供电势。
9.一种光学放大镜，包括：
至少一个液晶透镜组件，所述至少一个液晶透镜组件操作来改变通过所述放大镜观察的图像的放大倍率；以及
电源，所述电源向所述至少一个液晶透镜组件提供电势。
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