KR100517518B1

KR100517518B1 - 가변 초점 렌즈 제조방법 및 가변 초점 렌즈

Info

Publication number: KR100517518B1
Application number: KR10-1999-7002143A
Authority: KR
Inventors: 조슈아 데이비드 실버
Original assignee: 조슈아 데이비드 실버
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2005-09-29
Also published as: NO991237L; CN1208633C; HUP0000443A3; EP0927370A1; AU4129397A; ATE271695T1; JP2001500281A; PL332325A1; AP1012A; DE69729944D1; NO991237D0; EE9900091A; BR9711792A; AP9901485A0; SK285638B6; TR199900573T2; TW582550U; SK32399A3; JP4163751B2; BG103324A

Abstract

본 발명의 가변 초점 렌즈는, 장력이 가해진 상태로 배치되어, 투명한 실리콘 오일(4)을 수용하는 캐비티(30)를 형성하는 제1 및 제2 투명한 가요성 막(2)을 포함한다. 상기 캐비티 내의 오일의 압력 및 체적의 조절에 의해, 렌즈의 초점 거리를 변경한다. 그 렌즈를 제작하기 위해서는, 각각의 막(2)의 주변부가. 상호 결합하는 3개의 링(8, 10, 12)중 2개의 링(8, 10; 10, 12) 사이에 결합된다. 상호 결합된 링들이 함께 구부러져, 막(2)을 긴장시키고 캐비티(30)를 밀봉한다.

Description

가변 초점 렌즈 제조방법 및 가변 초점 렌즈{A method of fabricatring a variable focus lens and the variable focus lens}

본 발명은 가변 초점 렌즈 제조방법 및 그 방법으로 제조된 가변 초점 렌즈에 관한 것이다.

하나 이상의 투명한 가요성 막에 장력을 가하여, 투명 유체를 수용하는 캐비티(cavity)를 형성하도록 구성되어 있는 가변 초점 렌즈가 공지되어 있다. 캐비티 내의 유체의 압력 및/또는 체적의 조절에 의해 막의 형상이 변경되고, 이러한 구조에 의해 가변 초점 거리의 렌즈가 제공된다.

그러나, 그러한 구조를 사용하여 가변 초점 렌즈를 제공하는 것이 알려져 있으나, 그러한 렌즈를 제조하는 현재의 방법은, 예를 들어, 안경에 용이하게 결합될 수 있는 경량의 구조를 제공하지 못한다.

도 1은 조립 중의 본 발명의 가변 초점 렌즈의 일 부분의 축방향 단면도이다.

도 2는 완성된 렌즈를 나타내는, 도 1과 유사한 도면이다.

본 발명의 목적은 가변 초점 렌즈를 제조하는 신규한 방법 및 그러한 렌즈를 위한 신규한 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 대체로 L자 형태의 단면을 가지고, 그 L자의 상단부가 축방향으로 연장하는 변형가능한 림(rim)을 형성하는 제1 링을 준비하는 단계; 제2 투명한 가요성 막의 주변부에 결합하고 또한 제2 링을 가로질러 상기 제2 가요성 막을 보유시키도록 제2 링과 제3 링을 상호 결합시키는 단계; 제1 투명한 가요성 막의 주변부에 결합하고 또한 상기 제2 링을 가로질러 상기 제1 가요성 막을 보유시키도록 L자형 단면의 상기 제1 링에 상기 제2 가요성 막을 보유하고 있는 상태의 상기 제2 및 제3 링을 결합시킴으로써, 상기 제1 가요성 막과 상기 제2 가요성 막 사이에 캐비티를 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 가요성 막 각각이 상기 제2 링을 가로질러 팽팽하게 되도록, 상기 제1 링의 상기 림을 상기 제3 링 위로 변형시켜 상기 제1, 제2 및 제3 링을 함께 보유시키는 단계를 포함하고; 상기 제1, 제2 및 제3 링은 그 링들 각각이 인접한 링과 확실하게 결합되게 하는데 충분히 강성(剛性)인 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈 제조방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시형태의 방법은 가변 초점 렌즈를 신속하고 용이하게 조립할 수 있게 한다.

2개의 가요성 막들 사이에 형성된 캐비티 내에 투명 유체가 밀봉된다. 일 실시형태에서, 상기 링들을 통과하여 상기 캐비티와 소통하는 덕크(duct)가 제공되어 있다. 이 덕트는 상기 제1, 제2 및 제3 링에 이미 형성된 보어(bore)로 형성될 수도 있다. 그러나, 바람직한 실시형태에서는, 상기 덕트는 상기 링들에 천공되거나 또는 다른 방식으로 형성된다.

일 실시형태에서, 상기 제1 링이 그 안에 상기 제2 및 제3 링을 수용하고, 렌즈를 위한 주변 환상(環狀) 프레임의 바깥 둘레를 형성하며, 그 환상 프레임이 상기 제1, 제2 및 제3 링에 의해 형성된다. 이 환상 프레임은, 예를 들어, 안경에 제공된 렌즈 개구부 내에 쉽게 지지될 수 있다.

주변 환상 프레임 및 개개의 링의 바깥 둘레 형상은 요구에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 환상 프레임은 원형, 타원형, 장타원형, 또는 다른 폐쇄된 곡선의 바끝 둘레 형상을 가질 수 있다.

가요성 막들을 장력이 가해진 상태로 보유하기 위해 제1, 제2 및 제3 링을 함께 보유시키는 방법으로서는, 어떠한 방법이라도 사용될 수 있다.

삭제

부가적으로 및/또는 선택적으로, 상기 환상 프레임은 안경의 프레임 내에 보유될 수 있다. 이 경우, 안경의 프레임이 제1, 제2 및 제3 링을 함께 보유하도록 작용할 수 있다. 물론, 제1, 제2 및 제3 링을 그들의 상호 결합된 위치에 고정하도록 다른 보유 수단이 부가적으로 및/또는 선택적으로 제공될 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 각각의 링이 인접한 링과 확실하게 결합되게 하는데 충분히 강성인 재료로 형성된 제1, 제2 및 제3 링이 상호 결합되어 형성된 환상 프레임과, 상기 제2 링을 가로질러 팽팽한 제1 및 제2 투명한 가요성 막들 사이에 형성되어 투명 유체를 수용하는 캐비티를 가지는 가변 초점 렌즈에 있어서, 상기 제1 링은 단면이 대체로 L자 형태로 되어 있고, 상기 제1 링이 상기 환상 프레임의 바깥 둘레를 형성하도록 상기 제2 및 제3 링이 상기 제1 링의 L자형 단면의 모퉁이에 수용되고, 상기 제1 및 제2 가요성 막은 그의 주변부가 상기 제1, 제2 및 제3 링에 의해 물린 상태로 상기 제3 링 위로 변형된 상기 제1 링의 림(rim)의 상단부에 의해 보유되는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈가 제공된다.

본 발명의 일 실시형태의 가변 초점 렌즈는 간단하고 비교적 저렴하게 조립될 수 있다. 또한, 그 렌즈는, 예를 들어, 안경의 렌즈 개구부 안에 쉽게 지지될 수 있다.

일 실시형태에서, 환상 프레임은 안경의 프레임 내에 보유되도록 배치된다. 이 경우, 안경의 프레임이 제1, 제2 및 제3 링을 함께 보유하도록 작용할 수 있다. 물론, 제1, 제2 및 제3 링을 그들의 상호 결합된 위치에 고정하도록 다른 보유 수단이 부가적으로 및/또는 선택적으로 제공될 수도 있다.

상기 캐비티 내의 투명 유체가 누출되지 않는 것이 중요하다. 따라서, 상기 링들 사이의 상호 결합에 의해, 가요성 막의 주변부가 1회 이상 꺾여 있게 하는 것이 바람직하다. 이것은 캐비티의 주변부를 밀봉하는 것을 보조한다.

2개의 가요성 막을 형성하도록 적절히 배치된 단일의 가요성 막 웨브(web)로 렌즈를 구성하는 것이 가능하다. 그러나, 바람직한 실시형태에서는, 2개로 별도의 가요성 막이 제공되고, 제1 가요성 막의 주변부가 제1 및 제2 링의 상호 결합에 의해 보유되고, 제2 가요성 막의 주변부가 제2 및 제3 링의 상호 결합에 의해 보유된다. 이것은 캐비티를 위한 간단하고 효과적이며 밀봉된 구조를 제공한다.

제1 및 제2 막 각각은 그 막의 주변부가 한번 이상 꺾여지도록 각각의 링에 의해 보유되는 연속적인 주변부를 갖는다.

바람직하게는, 2개의 인접한 링들 각각은 2개의 링을 상호 결합시키기 위한 상보적인 환상의 계단부(step)를 가지고 있고, 상호 결합된 계단부들이 그들 사이에 끼어진 가요성 막을 2번 꺾이게 한다.

바람직한 실시형태에서는, 상기 제1 및 제2 가요성 막 각각이 고급 등급의 마일라(Mylar)로 만들어진다.

제1, 제2 및 제3 링은 어떠한 적당한 재료로도 만들어질 수 있다. 각각의 링은, 인접하는 링과 확실하게 상호 결합하고 2개의 상호 결합된 링이 가요성 막을 장력이 가해진 상태로 유지할 수 있도록 충분히 강성의 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 링의 재료는 또한, 안경에 본 발명의 렌즈를 결합시키는 것을 용이하게 하도록 경량인 것이 요구된다. 따라서, 그 링들은, 예를 들어, 내충격성이 높은 플라스틱 재료, 알루미늄 또는 티탄으로 만들어질 수 있다.

캐비티 내에 보유되는 투명 유체는 어떠한 적당한 유체일 수 있다. 바람직한 실시형태에서는, 그 유체가 실리콘 오일, 예를 들어, 실리콘 703 타입의 오일이다.

바람직한 실시형태에서는, 본 발명의 가변 초점 렌즈가, 투명한 폴리카보네이트로 된 2개의 떨어져 있고 평행한 시트(sheet)를 추가로 구비하고, 그 2개의 시트 사이에, 상기 제1 및 제2 가요성 막에 의해 형성된 상기 캐비티가 배치된다. 그 폴리카보네이트 시트는 가요성 막에 대한 보호를 제공하고, 예를 들어, 필요한 경우, 쉽게 채색될 수 있다. 환상 프레임이 필요한 경우 폴리카보네이트 시트들 사이에 수용될 수도 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

여기에 설명되고 도시된 렌즈는 국제 특허출원 공고 WO 96/38744호에 기재되고 청구된 바와 같이 구성되고 조정되는 광학장치에 이용될 수 있다.

도 2에 도시된 렌즈는 제1 및 제2 투명한 가요성 막(2)을 포함하고, 이들 막에 장력이 가해져, 그 막들 사이에 실리콘 오일과 같은 투명 유체(4)를 수용하는 캐비티(30)를 형성한다. 도시된 실시형태에서는, 상기 가요성 막(2)들이 마일라(Mylar), 예를 들어, 23 ㎛ 타입 D 마일라로 되어 있다.

상기 가요성 막(2)들은 주변의 환상(環狀) 프레임(6)에 의해 장력이 가해진 상태로 보유되어 있다. 그 프레임(6)은 렌즈와 캐비티(30)의 바깥 둘레를 형성하고, 가요성 막(2)들을 장력이 가해진 상태로 보유하도록 배치되어 있다. 또한, 그 프레임(6)은 렌즈를 밀봉하도록 배치된다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 환상 프레임(6)은 알루미늄으로 된 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)들을 서로 결합시킴으로써 구성된다. 이 점에 있어서, 제1 링(8)은 반경방향으로 연장하는 플랜지(14)를 가지고 있고, 그 플랜지(14)는 부호 16으로 나타낸 바와 같이 계단져 있다. 또한, 제1 링(8)은 축방향으로 연장하는 림(rim)(18)도 가지고 있다. 제2 링(10)은 반경방향 외측으로 돌출하는 돌출부(20)를 가지고 있고, 이 돌출부(20)가, 제1 링(8)의 계단부(step)(16)와 협동하는 제1 계단부(22)와, 제3 링(12)의 계단부(26)와 협동하는 제2 계단부(24)를 형성하고 있다. 제3 링(12)은 그의 반경방향 외측에 형성된 오목부(28)를 가지고 있다.

완성된 렌즈가 대체로 원형의 바깥 둘레를 가지는 경우, 예를 들어, 원형인 제1 가요성 막(2)은 그의 주변부가 제1 링의 반경방향 플랜지(14)를 따라 연장하는 상태로 제1 링(8) 내에서 연장하도록 배치된다. 그 다음, 제2 링(10)이 제1 링(8) 내에 지지되어, 그 링들의 상보적인 형상의 계단부(16, 22)들이 서로 결합하도록 한다. 이러한 상호 결합에 의해, 제1 링(8)에 대한 제2 링(10)의 위치가 결정된다. 또한, 그러한 상호 결합에 의해, 도 1에 명료하게 나타낸 바와 같이 제1 가요성 막(2)의 주변부가 2번 꺾인다.

그 다음, 제2 가요성 막(2)이, 그의 주변부가 제2 링(10)의 반경방향으로 연장하는 상부 표면을 따라 연장하도록 그 링을 가로질러 배치된다. 그후, 제2 및 제3 링(10, 12)의 계단부(24, 26)들이 서로 협동하여 제3 링(12)을 제1 링(8)내의 제 위치에 보유하도록 하고 또한 제2 가요성 막(2)의 주변부가 2번 꺾이도록 제3 링(12)이 설치된다. 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)의 허용오차는, 배치 상태가 도 1에 나타낸 상호결합 상태에 있을 때라도 2개의 가요성 막(2)이 상호 결합된 링들에 의해 견고하게 보유되도록 선택된다.

이 구성은, 원형의 가요성 막(2)이 정밀한 허용오차로 제조될 필요가 없다는 현저한 이점(利點)을 가진다. 원형의 가요성 막(2) 각각은 요구되는 것보다 약간 더 큰 직경을 가지도록 대체로 원형으로 절단될 수 있다. 그리고, 각각의 가요성 막(2)이 상기한 바와 같이 배치되고 제1 링과 제2 및 제3 링의 결합에 의해 보유된다. 그리고, 가요성 막(2)의 여분의 재료는 제2 및 제3 링(10, 12)을 가이드로 하여 칼을 사용하여 간단하게 절단될 수 있다.

렌즈의 조립을 완료하기 위해서는, 제1 및 제2 가요성 막(2)들의 주변부를 견고하게 보유하여 렌즈를 밀봉하고 2개의 막들 사이에 형성된 캐비티(30)로부터의 누출을 방지하도록 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)을 서로 고착시킬 필요가 있다. 도시된 실시형태에서, 제1 및 제2 가요성 막(2)들의 보유는, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 링(8)을 구부려 변형시킴으로써 달성된다. 이 점에 관해서, 제1 링(8)의 림(18)의 축방향으로 연장하는 직립의 자유단부를 제3 링(12)의 오목부(28) 내에 수용되도록 구부린다. 이 구부림 작업 중에 제1 링(8)으로부터 변형된 여분의 재료는, 제2 및 제3 링(10, 12)의 반경방향 외측 둘레와 제1 링(8)의 림(18)의 내측 둘레 사이에 형성된 환상의 공간(32)내에 수용된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 렌즈가 조립되고, 그 구조를 확고하게 고착시키기 위해 외측의 제1 링(8)이 변형된 후, 캐비티(30)내로 통하는 덕트(duct)(34)를 프레임(6)에 뚫는다. 그 다음, 그 덕트(34)를 통해 투명 유체(4)를 캐비티(30)에 채울 수 있다. 그 유체로서 703 실리콘 오일을 사용한 경우에는, 얻어진 렌즈는 적어도 -6 내지 +10 디옵터의 초점 거리 범위가 달성되고, -10 내지 +10 디옵터의 범위도 달성 가능하다.

유체는 덕트(34)를 통해 캐비티(30)내로 도입될 수 있고, 예를 들어, 덕트, 플러그, 및 국제 특허출원공고 WO 96/38744호에 기재된 것과 같은 밀봉 수단을 사용하여 그 안에 보유될 수 있다. 본 실시형태에서는, 렌즈가 이 단계에서 유체(4)로 예비충전되고, 덕트(34)내에 적당한 재료가 제공되어 캐비티(30)를 밀봉한다. 그러나, 덕트(34)를 밀봉하는 재료는 캐비티(30) 내의 유체(4)의 압력을 조절할 수 있도록, 예를 들어, 주사기가 관통할 수 있는 재료인 것이 바람직하다.

도시된 실시형태에서는, 렌즈의 축방향 외측의 2개 표면 각각이 폴리카보네이트로 된 시트(sheet)(36)에 의해 보호된다. 각각의 폴리카보네이트 시트(36)는, 예를 들어, 두께가 약 0.5 밀리미터일 수 있다. 이들 시트(35)는 서로 평행하게 연장하도록 배치된다. 각각의 시트(36)의 주변부는 어떤 적당한 방법으로 환상 프레임(6)에 고착될 수 있다. 예를 들어, 시트(36)들이 프레임(6)에 접착될 수도 있다. 부가적으로 및/또는 선택적으로, 예를 들어, 안경의 플라스틱 프레임(도시되지 않음)이 도 2 상태의 환상 프레임(6)에 대해 시트(36)들을 보유시키는 방식으로 환상 프레임(6)을 수용하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 범위 내에서 상기한 실시형태에 대한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

Claims

대체로 L자 형태의 단면을 가지고, 그 L자의 상단부가 축방향으로 연장하는 변형가능한 림(rim)(18)을 형성하는 제1 링(8)을 준비하는 단계;

제2 투명한 가요성 막(2)의 주변부에 결합하고 또한 제2 링(10)을 가로질러 상기 제2 가요성 막을 보유시키도록 제2 링(10)과 제3 링(12)을 상호 결합시키는 단계;

제1 투명한 가요성 막(2)의 주변부에 결합하고 또한 상기 제2 링(10)을 가로질러 상기 제1 가요성 막을 보유시키도록, 상기 제1 링(8)의 L자형 단면의 수평부에, 상기 제2 가요성 막을 보유하고 있는 상태의 상기 제2 및 제3 링(10, 12)을 얹어 상기 제2 및 제3 링을 상기 제1 링과 결합시킴으로써, 상기 제1 가요성 막과 상기 제2 가요성 막 사이에 캐비티(30)를 형성하는 단계; 및

상기 제1 및 제2 가요성 막 각각이 상기 제2 링을 가로질러 팽팽하게 되도록, 상기 제1 링(8)의 상기 림(18)을 상기 제3 링(12) 위로 변형시켜 상기 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)을 함께 보유시키는 단계를 포함하고;

상기 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)은 그 링들 각각이 인접한 링과 확실하게 결합되게 하는데 충분히 강성(剛性)인 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 링들을 통과하여 상기 캐비티(30)와 소통하는 덕트(34)를 제공하는 단계와, 상기 덕트(34)를 통해 상기 캐비티(30) 내에 투명 유체(4)를 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈 제조방법.
제 2 항에 있어서, 상기 덕트(34)가 상기 제1 및 제2 링을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 링(8)이 가변 초점 렌즈를 위한 주변 환상(環狀) 프레임(6)의 바깥 둘레를 형성하고, 그 환상 프레임(6)이 상기 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈 제조방법.
삭제
각각의 링이 인접한 링과 확실하게 결합되게 하는데 충분히 강성(剛性)인 재료로 형성된 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)이 상호 결합되어 형성된 환상(環狀) 프레임(6)과, 상기 제2 링(10)을 가로질러 팽팽한 제1 및 제2 투명한 가요성 막(2)들 사이에 형성되어 투명 유체(4)를 수용하는 캐비티(30)를 가지는 가변 초점 렌즈에 있어서,

상기 제1 링(8)은 단면이 대체로 L자 형태로 되어 있고, 상기 제1 링(8)이 상기 환상 프레임(6)의 바깥 둘레를 형성하도록 상기 제2 및 제3 링(10, 12)이 상기 제1 링(8)의 L자형 단면의 수평부에 얹혀 배치되고, 상기 제1 링(8)의 림(rim)(18)의 상단부를 상기 제3 링(12) 위로 변형시켜 상기 제1 및 제2 가요성 막(2)이 상기 제1, 제2 및 제3 링의 상호 결합에 의해 보유되는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제 6 항에 있어서, 상기 환상 프레임(6)은 폐쇄된 곡선의 바깥 둘레 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제 6 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)은 상기 제1 및 제2 가요성 막을 장력이 가해진 상태로 보유하고 상기 캐비티(30)를 밀봉하도록 함께 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제 6 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)의 상호 결합에 의해 상기 제1 및 제2 가요성 막의 주변부가 1회 이상 꺾여 있는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제 6 항에 있어서, 상기 제1` 및 제2 가요성 막(2)이 별개의 막이고, 상기 제1 가요성 막의 주변부가 상기 제1 링(8)과 상기 제2 링(10)의 상호 결합에 의해 보유되고, 상기 제2 가요성 막의 주변부가 상기 제2 링(10)과 상기 제3 링(12)의 상호 결합에 의해 보유되는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제 6 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가요성 막(2) 각각이 고급 등급의 마일라(Mylar)로 만들어진 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
삭제
제 6 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 링(8, 10, 12)이 내충격성이 높은 플라스틱 재료, 알루미늄, 티탄 중 어느 하나로 만들어진 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제 6 항에 있어서, 상기 캐비티 내에 보유되는 상기 투명 유체(4)가 실리콘 오일인 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제 6 항에 있어서, 상기 렌즈가, 투명한 폴리카보네이트로 된 2개의 떨어져 있고 평행한 시트(sheet)(36)를 추가로 구비하고, 그 2개의 시트들 사이에, 상기 제1 및 제2 가요성 막에 의해 형성된 상기 캐비티(30)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
삭제
한 쌍의 렌즈 개구부와, 그 렌즈 개구부 각각에 지지되는 가변 초점 렌즈를 가지는 안경에 있어서,

상기 가변 초점 렌즈가 제 6 항 내지 제 11 항, 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 가변 초점 렌즈인 것을 특징으로 하는 안경.
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