CN110007483A - 一种可实时调节屈光度的透镜 - Google Patents

Abstract

一种可实时调节屈光度的透镜，包括镜片和镜框，其特征在于，所述镜片由透明软胶饼夹在硬质镜片和透明弹性薄板之间组成；所述镜框内设有驱动环和横向突起；驱动环是由刚性楔形条状物首尾重叠围成的环；环身首部上方设有蜗杆，扭动蜗杆可调节环身首尾的重叠程度，改变驱动环的大小；驱动环环身内侧斜面可沿镜框内壁径向滑动，外侧斜面抵在弹性薄板边缘上。调节驱动环，改变弹性薄板受到的挤压力，薄板板面在环形剪力作用下隆起成为曲率不同的曲面，从而改变软胶饼的形状和厚薄，调节透镜的屈光度。与现有技术相比，该透镜结构简单，屈光度随手即可调节，操作简便；调节精度高，全程无级差；材质轻便，皮实耐用，成本低廉。

Description

一种可实时调节屈光度的透镜

技术领域

本发明涉及光学透镜及眼镜领域，尤其是涉及一种可实时调节屈光度的透镜。

背景技术

当前在科学研究中、医学上以及日常生活中，都需要用到能够变焦的光学透镜。另外，常规的眼镜不能调节屈光度，使用一段时间后如果眼睛屈光不正的程度发生变化，或者临时观看某处不清楚（特别是有的人眼睛既近视又老花）时，只能更换眼镜。而配备在公共场所的公用眼镜，由于屈光度固定不变，适用性也不强。

在现有技术中，传统的光学变焦系统一般由几个镜片组成，依靠镜片的前后移动来调整系统的焦距，其缺点是镜片组的厚度大、份量重，变焦驱动系统结构复杂、制造成本高。近年来，业界提出了利用透明液体的折射和变形特性来制作液体变焦透镜的办法。然而，由于液体的流动性强，其在光学设备中的管控难度较大，一是对密封的严密性要求高，结构较复杂，二是耐用性可靠性不高，容易出现损坏漏液等问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提出一种结构简单、可靠性较高的变焦透镜。

本发明所提供的技术方案是：

一种可实时调节屈光度的透镜，包括镜片和镜框1，所述镜片由透明软胶饼3夹在硬质镜片2和透明弹性薄板4之间组成；所述镜片置于镜框1内，镜框1内设有驱动环6；所述驱动环6置于透明弹性薄板4与镜框1的内壁之间。

所述镜框1至少设置有一个横向突起5，围成一周顶在所述透明弹性薄板4的一侧。

所述驱动环6是由一根刚性条状物首尾部分重叠围成的环，包括环首8、环身7和环尾9，所述环身7和环尾9的横截面呈楔形，所述环首8制成与所述环尾9楔尖相吻合的V形，环尾9的楔形置于环首8的V形内重叠；所述环尾9的楔形非接触面开有螺纹，与蜗杆10相啮合；旋转所述蜗杆，可以调节所述环身尾部与所述环身首部的重叠程度，从而调整所述驱动环的大小。

所述驱动环6与透明弹性薄板4的接触点形成动力圈，所述横向突起5与透明弹性薄板4的接触点形成支点圈；所述动力圈大于所述支点圈，并小于或等于所述透明弹性薄板的外缘。

所述透明软胶饼与所述驱动环之间的相对位置决定了本发明的特性，当所述透明软胶饼和所述驱动环设置在所述透明弹性薄板的同侧时，为可调节屈光度的凹透镜；当所述透明软胶饼和所述驱动环设置在所述透明弹性薄板的异侧时，为可调节屈光度的凸透镜。

进一步的，所述镜框内设有电动系统、感应系统和控制系统，所述电动系统与所述蜗杆相连，以便实现遥控或数控调节屈光度。

进一步的，所述蜗杆杆头设有手柄或旋钮，以便实时手动调节屈光度。

优选的，所述透明软胶饼选用高透明的弹性凝胶材料制成。

优选的，所述透明软胶饼选用弹性高、韧性强的透明饼状胶膜封装透明液体制成。

优选的，所述硬质镜片选用带有一定屈光度的凸透镜或凹透镜，并使其主光轴穿过所述透明软胶饼和所述透明弹性薄板的几何中心。

进一步的，所述镜框上设有可以附装在成品透镜上的固定装置。

进一步的，不设置所述硬质镜片，由成品透镜的镜片代替所述硬质镜片。

进一步的，所述镜框上设有鼻托、桩头和镜脚。

当拧紧所述蜗杆时，所述驱动环收缩，根据楔子机械原理，楔形的所述驱动环环身在所述径向内壁的支撑作用下，能够将径向的收束力转化为轴向的挤压力，从而使所述透明弹性薄板上整个动力圈都均匀地受到垂直于板面的压力。由于位于所述透明弹性薄板另一侧面的支点圈保持不动，所述透明弹性薄板一侧外围的所述动力圈与其另一侧的支点圈共同作用产生环向剪力，传导到所述透明弹性薄板的支点圈内板面上；根据弹性薄板的力学特性，此时所述透明弹性薄板的支点圈内板面必然变形，其隆起的曲面的曲率必然发生变化；与所述透明弹性薄板紧贴的所述透明软胶饼也随之受挤压而改变形状和厚薄，从而使得所述夹心镜片的屈光度发生改变；所述蜗杆拧得越紧，所述透明弹性薄板的支点圈内板面变形程度就越大，夹心镜片的屈光度也越大。

当拧松所述蜗杆时，由于弹性薄板的反弹作用，所述驱动环的楔形环身被所述透明弹性薄板的板面挤推着向远离环心的方向滑动，从而放松挤压，使得所述透明弹性薄板支点圈内隆起的曲面更为舒展，所述夹心镜片的屈光度变得更小。

总之，随着所述蜗杆的拧紧或拧松，所述驱动环的环身跟着缩小或放大，导致所述透明弹性薄板的支点圈内板面被翘起变形的程度发生变化，进而挤压所述透明软胶饼，让它随着一起变形，实现对夹心镜片屈光度的调节。

本发明与现有技术相比，主要具有以下有益效果:

(1) 利用弹性薄板的力学特性直接改变透明软胶饼的弧度和厚度，结构简单，可靠性高；

(2) 利用蜗杆、楔子等简单机械进行驱动，随手即可调节，操作简便易行；

(3) 调节精度高，全程无级差；

(4) 材质轻便，制成的眼镜佩戴轻松；

(5) 皮实耐用，成本低廉。

附图说明

图1是本发明某一实施例可实时调节屈光度的凸透镜的结构示意图；

图2是本发明另一实施例可实时调节屈光度的凹透镜的结构示意图；

图3是本发明第三实施例可实时调节屈光度的凹凸两用透镜的结构示意图；

图4是本发明所述驱动环的结构示意图；

图5是本发明所述驱动环的A－A截面的结构示意图。

图中标号含义：

1.镜框，2.硬质镜片，3.透明软胶饼，4.透明弹性薄板，5.横向突起，6.驱动环，7.环身，8.环首，9.环尾，10.蜗杆，11.蜗杆杆头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例之一：

如图1，一种可实时调节屈光度的放大镜，包括夹心镜片、镜框1、驱动环6和手柄，其特征在于，所述夹心镜片包括硬质凸透镜片2、透明软胶饼3和透明弹性薄板4，所述透明软胶饼3夹在所述硬质凸透镜片2和所述透明弹性薄板4之间；所述镜框1内设有一个横向突起5，所述横向突起5垂直于所述透明弹性薄板4，并围成一圈将其卡住，两者的接触面形成支点圈，该支点圈与所述透明弹性薄板4的边缘保持10mm的距离；所述驱动环6是由一根刚性条状物首尾衔接围成一圈形成的圆环，其环身7的横截面呈楔形；所述环身首部8的顶面掏空成V形，使得环身首尾衔接时首部8在内圈、尾部9在外圈相互重叠；所述环身首部8的上方设有蜗杆10，所述环身尾部9的顶面开有齿状凹槽，环身7首尾衔接时所述蜗杆10上的螺纹与所述齿状凹槽相啮合；所述环身7的一个斜面抵在所述镜框的径向内壁上，另一斜面抵在所述透明弹性薄板4不接触所述透明软胶饼3的那一侧面边缘上；所述手柄上设有旋钮，所述旋钮与所述蜗杆杆头11相连接。

实施例之二：

如图2，一种可实时调节屈光度的近视眼镜，包括一副眼镜架以及两套夹心镜片、镜框1和驱动环6，其特征在于，所述夹心镜片包括硬质凹透镜片2、透明软胶饼3和透明弹性薄板4，所述透明软胶饼3夹在所述硬质凹透镜片2和所述透明弹性薄板4之间；所述镜框1内设有一个横向突起5，所述横向突起5垂直于所述透明弹性薄板4，并围成一圈将其卡住，两者的接触面形成支点圈，该支点圈与所述透明弹性薄板4的边缘保持5mm的距离；所述驱动环6是由一根刚性条状物首尾衔接形成的环，其环身7的横截面呈楔形；所述环身首部8的顶面掏空成V形，使得环身首尾衔接时首部8在内圈、尾部9在外圈相互重叠；所述环身首部8的上方设有蜗杆10，所述环身尾部9的顶面开有齿状凹槽，环身7首尾衔接时所述蜗杆10上的螺纹与所述齿状凹槽相啮合；所述环身7的一个斜面抵在所述镜框内的径向内壁上，另一斜面抵在所述透明弹性薄板4与所述透明软胶饼3同侧的边缘上；所述眼镜架两侧左右对称设置旋钮，所述旋钮与同一侧的所述蜗杆杆头11相连接。

实施例之三：

如图3，一种可实时调节老花眼镜、近视眼镜屈光度的透镜，包括镜片和镜框1，所述镜片由透明软胶饼3夹在硬质镜片2和透明弹性薄板4之间组成；所述镜片置于镜框1内，镜框1内设有驱动环6；所述驱动环6置于透明弹性薄板4与镜框1的内壁之间。所述镜框1设置有两个横向突起5，分别围成一周顶在所述透明弹性薄板4的两侧；在透明弹性薄板4的两侧，高于横向突起5位置分别放置有两套驱动环6，驱动环6是由一根刚性条状物首尾部分重叠围成的环，包括环首8、环身7和环尾9，所述环身7和环尾9的横截面呈楔形，所述环首8制成与所述环尾9楔尖相吻合的V形，环尾9置于环首8的V形内重叠；所述环尾9的非接触面开有螺纹，与蜗杆10相啮合；所述驱动环6与透明弹性薄板4的接触点形成动力圈，所述横向突起5与透明弹性薄板4的接触点形成支点圈；所述动力圈大于所述支点圈，并小于或等于所述透明弹性薄板的外缘。放松透明弹性薄板4外侧的驱动环，旋紧透明弹性薄板4内侧的驱动环，驱动环挤压透明弹性薄板4向内隆起，实现近视眼镜屈光度的调节。放松透明弹性薄板4内侧的驱动环，旋紧透明弹性薄板4外侧的驱动环，驱动环挤压透明弹性薄板4向外隆起，实现老化眼镜屈光度的调节。

以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述说明，工作人员可在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行各种变更和修改，均在本发明的保护范围内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种可实时调节屈光度的透镜，包括镜片和镜框（1），其特征在于：

所述镜片由透明软胶饼（3）夹在硬质镜片（2）和透明弹性薄板（4）之间组成；所述镜片置于镜框（1）内，镜框（1）内设有驱动环（6）；所述驱动环（6）置于透明弹性薄板（4）与镜框（1）的内壁之间；

所述镜框（1）至少设置有一个横向突起（5），围成一周顶在所述透明弹性薄板（4）的一侧；

所述驱动环（6）是由一根刚性条状物首尾部分重叠围成的环，包括环首（8）、环身（7）和环尾（9），所述环身（7）和环尾（9）的横截面呈楔形，所述环首（8）制成与所述环尾（9）楔尖相吻合的V形，环尾（9）的楔形置于环首（8）的V形内重叠；所述环尾（9）的楔形非接触面开有螺纹，与蜗杆（10）相啮合；

所述驱动环（6）与透明弹性薄板（4）的接触点形成动力圈，所述横向突起（5）与透明弹性薄板（4）的接触点形成支点圈。

2.根据权利要求1所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述动力圈大于所述支点圈，并小于或等于所述透明弹性薄板的外缘。

3.根据权利要求1所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述镜框（1）内设有电动系统、感应系统和控制系统，所述电动系统与所述蜗杆相连。

4.根据权利要求1所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述蜗杆杆头设有旋钮。

5.根据权利要求1、3、4任一项所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述透明软胶饼选用高透明的弹性凝胶材料制成。

6.根据权利要求1、3、4任一项所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述透明软胶饼选用弹性高、韧性强的透明饼状胶膜封装透明液体制成。

7.根据权利要求1、3、4任一项所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述硬质镜片选用带有一定屈光度的凸透镜或凹透镜。

8.根据权利要求1-7任一项所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述镜框上设有可以附装在成品透镜上的固定装置。

9.根据权利要求1-7任一项所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述硬质镜片为成品透镜的镜片。

10.根据权利要求1-7任一项所述的可实时调节屈光度的透镜，其特征在于，所述镜框上设有鼻托、桩头和镜脚。