EA002927B1 - Усовершенствования, касающиеся линз с переменным фокусным расстоянием - Google Patents

Abstract

Линза с переменным фокусным расстоянием содержит натянутые первую и вторую прозрачные гибкие мембраны 2, ограничивающие полость 30, в которой находится прозрачное силиконовое масло 4. Регулировка давления или объема масла в полости приводит к изменению фокусного расстояния линзы. Для изготовления линзы края каждой мембраны 2 зажимают между двумя кольцами 8, 10; 10, 12, входящими в группу из трех сцепленных колец 8, 10, 12. Сцепленные кольца обжимают вместе, обеспечивая натяжение мембраны 2 и герметизацию полости 30.

Description

Настоящее изобретение относится к линзе с переменным фокусным расстоянием и способу ее изготовления.

Известны линзы с переменным фокусным расстоянием, содержащие одну или несколько натянутых прозрачных гибких мембран, ограничивающих полость, заполненную прозрачной жидкостью. Путем регулировки давления и/или объема жидкости в полости изменяют форму мембран и получается линза с переменным фокусным расстоянием.

Однако, хотя конструкция такой линзы с переменным фокусным расстоянием известна, в настоящее время нет способов изготовления легкой конструкции такой линзы, которую можно легко вставить, например, в очки.

Настоящее изобретение направлено на создание нового способа изготовления линзы с переменным фокусным расстоянием и новой конструкции такой линзы.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ изготовления линзы с переменным фокусным расстоянием, включающий сцепление друг с другом первого и второго колец для зацепления первой прозрачной гибкой мембраны и удерживания ее поперек первого кольца, сцепление третьего кольца с первым и вторым кольцами для зацепления второй прозрачной гибкой мембраны и удерживания ее поперек первого кольца, в результате чего между первой и второй гибкими мембранами образуется полость, и удерживание вместе первого, второго и третьего колец так, что первая и вторая гибкие мембраны натянуты поперек первого кольца.

Способ согласно одному из вариантов выполнения изобретения обеспечивает быструю и легкую сборку линзы с переменным фокусным расстоянием.

Полость, образованную между двумя гибкими мембранами, заполняют прозрачной жидкостью. В одном из вариантов выполнения изобретения через кольца создают канал, сообщающийся с указанной полостью. Канал может быть образован отверстиями, выполненными заранее в первом, втором и третьем кольцах. Однако в предпочтительном варианте выполнения изобретения этот канал просверливают через кольца или выполняют каким-либо другим способом.

В одном из вариантов выполнения изобретения второе и третье кольца вставляют в первое кольцо, которое определяет периферию периферийной кольцевой рамки для линзы, причем эта кольцевая рамка образована первым, вторым и третьим кольцами. Эта кольцевая рамка может быть легко закреплена в отверстиях для линз, например, в очках.

Форма периферийной кольцевой рамки и, следовательно, отдельных колец может быть выбрана по желанию. Например, кольцевая рамка может быть круглой, овальной, эллипти ческой или другой формы, соответствующей замкнутой кривой.

Для обеспечения натяжения гибких мембран может использоваться любой способ удерживания вместе первого, второго и третьего колец.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения способ дополнительно включает операцию сгиба, отбортовки кромки или другого деформирования первого кольца так, что второе и третье кольца удерживаются в первом кольце.

Дополнительно и/или альтернативно кольцевая рамка может быть установлена в оправе очков. В этом случае оправа очков может служить держателем первого, второго и третьего колец. Очевидно, что дополнительно и/или альтернативно могут использоваться другие средства удерживания первого, второго и третьего колец в сцепленном положении.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена линза с переменным фокусным расстоянием, имеющая содержащую прозрачную жидкость полость, образованную между первой и второй прозрачными гибкими мембранами, каждая из которых натянута поперек периферийной кольцевой рамки и удерживается ею, причем указанная кольцевая рамка образована сцепленными между собой первым, вторым и третьим кольцами, а второе и третье кольца вставлены в первое кольцо, определяющее периферию указанной кольцевой рамки.

Линза с переменным фокусным расстоянием, выполненная согласно одному из вариантов выполнения изобретения, проста, и ее изготовление относительно недорого. Кроме того, эту линзу легко установить, например, в отверстиях оправы очков.

Форма периферийной кольцевой рамки и, следовательно, отдельных колец может быть выбрана по желанию. Например, кольцевая рамка может быть круглой, овальной, эллиптической или другой формы, соответствующей замкнутой кривой.

Для обеспечения натяжения гибких мембран может использоваться любой способ удерживания вместе первого, второго и третьего колец.

В одном из вариантов выполнения изобретения кольцевая рамка предназначена для установки в очках. В этом случае оправа очков удерживает вместе первое, второе и третье кольца. Дополнительно и/или альтернативно могут быть предусмотрены любые другие средства закрепления первого, второго и третьего колец в сцепленном положении.

Важно, чтобы прозрачная жидкость в указанной полости не могла просачиваться. Поэтому предпочтительно, чтобы сцепление между кольцами обеспечивало изгиб соответствующей гибкой мембраны на ее краях более чем в одном направлении. Этим достигается герметизация полости по ее периферии.

Можно было бы создать линзу из одной гибкой мембранной перегородки, выполненной так, чтобы обеспечить образование двух гибких мембран. Однако в предпочтительном варианте выполнения изобретения имеются две отдельные гибкие мембраны, края первой из которых удерживаются благодаря сцеплению первого и второго колец, а края второй удерживаются благодаря сцеплению второго и третьего колец. При этом обеспечивается простое, но эффективное уплотнение границ полости.

Каждая мембрана имеет непрерывные края, которые удерживаются в соответствующем кольце так, что они изогнуты более чем в одном направлении.

Предпочтительно, чтобы каждое из двух соседних колец имело ответный кольцевой выступ для сцепления этих колец, причем указанные сцепляющиеся друг с другом выступы служат также направляющими для гибкой мембраны, обеспечивая ее изгиб по двум направлениям.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения первая и вторая гибкие мембраны выполнены каждая из высококачественного майлара.

Первое, второе и третье кольца могут быть выполнены из любого подходящего материала. Предпочтительно, чтобы каждое из колец было выполнено из материала, достаточно прочного для надежного сцепления с соседним кольцом и обеспечения натяжения гибкой мембраны двумя сцепленными кольцами. Материал для колец должен также быть легким, чтобы линзы можно было использовать в очках. Таким образом, кольца могут быть выполнены, например, из ударопрочной пластмассы, алюминия или титана.

Прозрачная жидкость, находящаяся в полости, может быть любой подходящей жидкостью. В предпочтительном варианте выполнения изобретения эта жидкость является силиконовым маслом, например силиконовым маслом марки 703.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения линза дополнительно снабжена двумя находящимися на расстоянии друг от друга, по существу, параллельными пластинами из прозрачного поликарбоната, между которыми расположена полость, ограниченная гибкими мембранами. Поликарбонатные пластины обеспечивают защиту гибких мембран и, если нужно, могут быть, например, легко покрашены. Если желательно, кольцевая рамка также может быть вставлена между поликарбонатными пластинами.

Варианты выполнения настоящего изобретения описаны ниже в качестве примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, где на фиг. 1 изображено осевое сечение части линзы с переменным фокусным расстоянием, выполненной согласно настоящему изобретению, в процессе ее сборки, и на фиг. 2 изображено сечение, аналогичное изображенному на фиг. 1, но показывающее собранную линзу.

Описанная ниже линза может использоваться в оптическом устройстве, описанном в международной заявке \¥О 96/38744.

Линза, показанная на фиг. 2, содержит первую и вторую натянутые прозрачные гибкие мембраны 2, между которыми образована полость 30, заполненная прозрачной жидкостью 4, например силиконовым маслом. В иллюстрируемом варианте выполнения мембраны 2 выполнены из майлара, например майлара марки Ό толщиной 23 мкм.

Натяжение мембран 2 осуществляется с помощью периферийной кольцевой рамки 6. Рамка 6 определяет периферию линзы и полости 30 и выполнена так, что удерживает гибкие мембраны 2 в натянутом состоянии. Кроме того, рамка 6 обеспечивает герметичность линзы.

Как видно на фиг. 1, кольцевая рамка 6 образована сцепленными между собой первым, вторым и третьим алюминиевыми кольцами 8, 10, 12. Для обеспечения указанного сцепления первое кольцо 8 имеет выступающий в радиальном направлении фланец 14, в котором выполнен уступ 16, и кромку 18, выступающую в осевом направлении. Второе кольцо 10 имеет часть 20, выступающую наружу в радиальном направлении и образующую первый уступ 22, который взаимодействует с уступом 16 первого кольца 8, и второй уступ 24, который взаимодействует с уступом 26 третьего кольца 12. Третье кольцо 12 имеет выемку 28, идущую наружу в радиальном направлении.

Если собранная линза должна иметь круглую форму по периферии, то, например, первую мембрану 2, которая является круглой, помещают так, что она входит в первое кольцо 8 и ее края расположены вдоль радиального фланца 14. Затем внутрь первого кольца 8 устанавливают второе кольцо 10 так, что дополняющие друг друга уступы 16 и 22 сцепляются друг с другом. Это сцепление определяет положение второго кольца 10 относительно первого кольца 8. Кроме того, это сцепление обеспечивает изгиб краев первой мембраны 2 в двух различных направлениях, как показано на фиг. 1.

Затем поперек первого кольца 8 помещают вторую круглую мембрану 2 так, что ее края расположены вдоль проходящей радиально верхней поверхности второго кольца 10. Затем устанавливают третье кольцо 12 так, что уступы 24 и 26 второго и третьего колец 10, 12 взаимодействуют, удерживая третье кольцо 12 внутри первого кольца 8 и сгибая края второй мембраны 2 в двух направлениях. Допуски на размеры трех колец 8, 10, 12 выбраны так, что когда они находятся в сцепленном положении, как показано на фиг. 1, две мембраны 2 надежно удерживаются этими сцепленными кольцами.

Большим преимуществом конструкции является то, что допуск на размеры круглых мембран 2 не должен быть жестким. Каждая круглая мембрана 2 может быть вырезана примерно круглой формы с несколько большим диаметром, чем требуется. При этом каждую мембрану 2 устанавливают, как описано выше, и удерживают за счет сцепления соответствующих колец 10, 12. Затем лишний материал мембраны 2 можно просто срезать ножом, используя кольца 10, 12 в качестве направляющих.

Для сборки линзы необходимо обеспечить, чтобы три кольца 8, 10, 12 были скреплены вместе так, что края мембран 2 надежно удерживаются, герметизируя линзу и предотвращая какую-либо утечку жидкости из полости 30, образованной между двумя мембранами 2. В иллюстрируемом варианте выполнения изобретения закрепление мембран 2 достигается сгибом и деформацией первого кольца 8. Для этого выступающий вверх в осевом направлении свободный конец выступа 18 первого кольца 8 отгибают так, чтобы он вошел в выемку 28 третьего кольца 12. Лишний материал, образующийся в результате деформации кольца 8 в процессе этого сгиба, входит в кольцевое пространство 32 между наружными цилиндрическими поверхностями второго и третьего колец 10 и 12 и внутренней цилиндрической поверхностью выступа 18 первого кольца 8.

После того как линза собрана согласно фиг. 1 и наружное кольцо 8 деформировано для закрепления всей конструкции, сверлят канал 34 через рамку 6 в полость 30. Затем через канал 34 полость 30 можно заполнить прозрачной жидкостью 4. При использовании в качестве жидкости силиконового масла марки 703 диапазон фокусного расстояния линзы составляет, по меньшей мере, от -6 до +10 диоптрий, причем можно получить диапазон от -10 до +10 диоптрий.

Жидкость может быть введена в полость 30 через канал 34 и удерживаться в ней, например, с помощью каналов, заглушек и уплотнительных средств, как описано в международной заявке \¥О 96/38744. В одном из вариантов выполнения изобретения линзу предварительно заполняют жидкостью 4 и помещают соответствующий материал в канал 34 для герметизации полости 30. Однако материал, герметизирующий канал 34, предпочтительно можно проткнуть, например, шприцем, чтобы можно было отрегулировать давление жидкости 4 внутри полости 30.

В показанном варианте выполнения изобретения две наружные в осевом направлении поверхности линзы защищены пластинами 36 из поликарбоната. Ширина каждой поликарбонатной пластины 36 может быть, например, 0,5 мм.

Понятно, что эти пластины 36 расположены, по существу, параллельно друг другу. Края каждой из пластин 36 могут быть прикреплены к кольцевой рамке 6 любым подходящим способом. Например, пластины 36 могут быть приклеены к рамке 6. Дополнительно и/или альтернативно кольцевая рамка 6 может вставляться, например, в пластмассовую оправу (не показана) очков так, чтобы пластины 36 находились напротив кольцевой рамки 6 в положении, показанном на фиг. 2.

Понятно, что в описанных вариантах выполнения изобретения могут быть сделаны изменения и модификации в пределах объема настоящего изобретения.

Claims (16)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ изготовления линзы с переменным фокусным расстоянием, при котором зажимают первую прозрачную гибкую мембрану между центральным и одним из периферийных колец, вторую прозрачную гибкую мембрану зажимают между центральным и вторым периферийным кольцами, в результате чего между первой и второй гибкими мембранами образуется полость, при этом положение первого периферийного и центрального колец фиксируют с помощью второго периферийного кольца, охватывающего их.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает операции создания канала через указанные кольца, который сообщается с указанной полостью, и заполнения этой полости через указанный канал прозрачной жидкостью.
3. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что канал проходит сквозь указанные кольца.
4. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что первое периферийное и центральное кольца вставляют во второе периферийное кольцо.
5. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он дополнительно включает операцию сгиба, отбортовки кромки или другого деформирования второго периферийного кольца так, что первое периферийное и центральное кольца удерживаются в нем.
6. 6. Линза с переменным фокусным расстоянием, содержащая две гибкие прозрачные мембраны, центральное и два периферийных кольца, причем первая прозрачная гибкая мембрана зажата между первым периферийным и центральным кольцами, а вторая прозрачная гибкая мембрана - между вторым периферийным и центральным кольцами, при этом первое периферийное и центральное кольца зафиксированы во втором периферийном кольце, охватывающем их, а полость, ограниченная мембранами, заполнена прозрачной жидкостью.
7. 7. Линза по п.6, отличающаяся тем, что прозрачные гибкие мембраны зажаты в натяну7 том состоянии и с обеспечением герметичности указанной полости.
8. 8. Линза по любому из пп.6-7, отличающаяся тем, что кольца выполнены с возможностью обеспечения изгиба гибких мембран на краях более чем в одном направлении при зажатии.
9. 9. Линза по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что кольца выполнены таким образом, что края мембраны при их зажатии изгибаются более чем в один раз.
10. 10. Линза по любому из пп.6-9, отличающаяся тем, что первая и вторая гибкие мембраны выполнены из высококачественного майлара.
11. 11. Линза по любому из пп.6-10, отличающаяся тем, что каждое из колец выполнено из материала, достаточно прочного для надежного сцепления с соседним кольцом и обеспечения натяжения гибкой мембраны двумя сцепленными кольцами.
12. 12. Линза по п.11, отличающаяся тем, что кольца выполнены из ударопрочной пластмассы, алюминия или титана.
13. 13. Линза по любому из пп.6-12, отличающаяся тем, что прозрачная жидкость, находящаяся внутри полости, является силиконовым маслом.
14. 14. Линза по любому из пп.6-13, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена двумя находящимися на расстоянии друг от друга, по существу, параллельными пластинами из прозрачного поликарбоната, между которыми расположены гибкие мембраны, ограничивающие полость.
15. 15. Линза с переменным фокусным расстоянием, изготовленная способом по любому из пп.1-5.
16. 16. Очки, содержащие оправу для линз и линзы с переменным фокусным расстоянием по любому из пп.6-15, установленные в этой оправе.