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Brille mit veränderlicher Sehweite Die Erfindung bezieht sich auf
eine Brille, deren aus elastischen Schalen und einer von diesen und der Randeinfassung
eingeschlossenen Flüssigkeit bestehender Linsenkörper zum Zwecke einer stetig verstellbaren
Brennweite durch Veränderung des Flüssigkeitsdruckes verformbar, ist.
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Es ist bekannt, die trennweite von Brillenlinsen zu verändern, um
die Linsenstärke dem nicht normalsichtigen Auge genau anzupassen oder aber bei mangelnder
Akkommodationsfähigkeit des Auges sowohl für Fern- als auch für Nahsicht und für
den dazwischenliegenden Bereich ein scharfes Sehen zu ermöglichen.
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Bisher sind zu diesem Zweck Brillengläser für Fern- und @Tahsicht
in Gebrauch, bei denen das Brillenglas aus zwei verschieden geschliffenen Teilen
besteht. Hierbei ergeben sich als Nachteile die Beschränkung des Gesichtsfeldes
und die nur in Stufen mögliche Kompensation.
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Es ist auch bekannt, bei Brillenlinsen eine stetige optische Änderung
durch entsprechende Veränderung des Linsenkörpers selbst zu erzielen. Hierzu werden
Flüssigkeitslinsen verwendet und deren die Flüssigkeit einschließende Schalen durch
Veränderung des Flüssigkeitsdruckes elastisch verformt.
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Bei den bisher bekanntgewordenen Flüssigkeitslinsen wird jedoch unter
dem Flüssigkeitsdruck am Schalenrand ein Einspannmoment gegen die Durchbiegung hervorgerufen,
=so daß die entstehende Verformung der Schalen von der optisch richtigen Linsenoberfläche
abweicht.
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Die Erfindung bezweckt, einen von diesem Nachteil freien Linsenkörper
zu schaffen, bei dem die durch Druck verformte Schale als -wirksame Oberfläche des
Linsenkörpers möglichst genau die Form der optisch erforderlichen gekrümmten Fläche
annimmt, die hei den gebräuchlichen Linsezr bekanntlich eine Kugelfläche ist.
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Der Linsenkörper gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Randeinfassung so ausgebildet ist, daß bei der Verformung der Schalen unter
der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes am Schalenrand kein Einspannmoment auftritt.
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Bei der erfindungsgemäßen Randeinfassung werden die Ränder der beiden
Schalen durch eine Kunststofffolie in zylindrischer Form flüssigkeitsdicht verbunden.
Da die zwischen den beiden Rändern entstehenden Kräfte in Richtung der Mantellinien
der Zylinderfläche fallen und diese Fläche also nur auf Zug beanspruchen, wird diese
zylindrische Fläche sehr dünn und so wenig biegungssteif ausgeführt, daß sie kein
schädliches Einspannmoment auf die Schalenränder ausübt. Auch ist diese sehr elastische
Verbindung der Schalenränder in der Lage, den geringen Durchmesseränderungen der
Schalenränder, die bei Verformung eintreten, zu folgen, ohne nennenswerte Radialkräfte
auf die Schalenränder auszuüben.
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Die Schale krümmt sich bei gleichmäßiger Flächenbelastung zwar nicht
genau in Form einer Kugelschale, doch ist bei der geringen erforderlichen Verformung
der Unterschied nur gering und weicht zudem in günstiger Weise von der sphärischen
Fläche ab, indem die bei der Verformung erzeugte Flächenkrümmung von der Mitte aus
zum Rand hin etwas abnimmt. Eine so geformte Linsenoberfläche ist sogar optisch
besser als eine Linse mit genau sphärischer Oberfläche, bei der - bezogen auf die
Linsenmitte -die- Randzone bekanntlich eine zu starke Brechung bewirkt (Katakaustik).
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In vorteilhafter Weise verwendet man als Ausgangsform für die Verformung
der Schalen nicht die ebene, sondern eine gekrümmte Fläche, indem die Schalen bereits
in gewölbter Form hergestellt werden, so daß sie also schon im spannungslosen Zustand
eine Flächenkrümmung besitzen und durch Druckveränderung diese Krümmung vermindert
oder vermehrt wird. Mittels solcher gewölbt hergestellter Schalen lassen sich Flüssigkeitslinsen
bilden, die bereits im spannungs- bzw. drucklosen Zustand die Wirkung von Konvex-
oder Konkavlinsen haben und bei denen zur Veränderung ihrer Brennweite eine Verformung
nur in der Nähe des spannungslosen Zustandes erforderlich ist. Dadurch werden die
erforderlichen Verformungswege und -kräfte so klein wie möglich. Zur Verformung
sind dann nur geringe Flüssigkeitsdrücke erforderlich, und etwaige mit dem Grad
der Verformung zusammenhängende Fehler bleiben gering.
it solchen
bereits im Normalzustand gekrümm-1 ten Schalen lassen sich Flüssigkeitslinsen für
Brillen herstellen, die die gewölbte Form der heute üblichen Brillengläser haben.
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Die Schalen, die zweckmäßigerweise aus glasklarem, elastisch leicht
verformbarem Kunststoff bestehen, können mit einer über die ganze Fläche gleichbleibenden
oder aber auch mit von der Mitte bis zum Rand sich verändernden Dicke hergestellt
werden.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Randeinfassung
wird zur Sicherung der Form der Schalenränder außer der elastischen, die Dichtung
bildenden Randeinfassung ein steifer Distanzring verwendet. Damit dieser Distanzring
weder ein Einspannmoment noch Radialkräfte auf die Schalenränder ausübt, ist er
entweder mit entsprechendem Spiel eingebaut oder so ausgebildet, daß sein Durchmesser
in dem erforderlichen geringen Bereich leicht veränderlich ist, z. B. indem er aus
einer Drahtwendel besteht. Auch ein äußerer Haltering kann angeordnet werden, wenn
dies bei Verformung mittels Flüssigkeitsüberdruck in besonderen Fällen zweckmäßig
ist.
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Statt der dünnen Kunststoffolie kann auch eine Randabdichtung aus
dickerem Material verwendet werden, wenn hierbei die erforderliche Elastizität durch
eine entsprechende Profilierung herbeigeführt wird. Eine richtige Verformbarkeit
der Schalen kann auch dadurch ermöglicht werden, daß die Schalen selbst mit einer
schmalen, besonders dünnen Randzone hergestellt werden.
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Bei einer besonderen Ausbildungsform der Randeinfassung ist es möglich,
den Abstand der Schalenränder zu verringern oder zu vergrößern. Dadurch wird die
eingeschlossene konstante Flüssigkeitsmenge unter mehr oder minder starken Druck
gesetzt, und dementsprechend erfolgt die Verformung der Schalen. Die Veränderung
des Schalenrandabstandes erfolgt zweckmäßigerweise mit Hilfe eines Schneckenganges
oder Gewindes, bei dem die Drehbewegung durch Hand betätigt wird.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von schematischen Abbildungen
näher erläutert.
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Abb.l zeigt die Verformung von Platten durch einseitigen Flächendruck,
und zwar links bei eingespanntem Rand und rechts bei einer Randeinfassung ohne Einspannmoment;
Abb.2 bis 8 zeigen Querschnitte von Randeinfassungen, die bei der Verformung der
Schalen kein störendes Einspannmoment am Schalenrand entstehen lassen; Abb. 2 zeigt
die Verbindung beider Schalen durch eine zylindrische Folie und die Richtung der
von den Schalenrändern bei Überdruck auf sie ausgeübten Kräfte; Abb.3 zeigt den
Linsenrand mit einem zwischen den Schalen befindlichen, aus einer Drahtspirale bestehenden
Ring 1 und die bei Unterdruck auftretenden Kräfte; Abb. 4 zeigt den Linsenrand mit
einem Ring 2 aus festem Material, der die Folie zum Schutz gegen Überdruck umgibt.
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Abb.5, 6 und 7 stellen Randdichtungen dar, die durch ihre Form elastisch
sind.
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Abb. 8 stellt die Randausführung mit im Abstand veränderlichen Schalenrändern
dar, und zwar ist 3 ein innen mit Rechts- und Linksgewinde versehener Ring, der
bei Drehung die beiden mit entsprechendem Außengewinde versehenen Ringe 4 und 5
einander nähert oder entfernt. Die mit den Ringen zusammenhängenden Fassungen 6
und 7 verändern dementsprechend den Abstand der Schalenränder 8 und 9. 10 ist die
zylindrische Folie zur Flüssigkeitsabdichtung.