MXPA99010436A - Anteojos de longitud focal variable - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a anteojos de longitud focal variable rellenos con líquido del tipo que tiene una membrana distensible como una de las superficies de lente y un miembro de soporte de membrana, para sostener el perímetro delárea libre de la membrana. Al utilizar el miembro de soporte de membrana que tiene una porción de forma toroidal, la membrana se sostiene de manera tal que tiene unárea libre circular independientemente de la forma del perímetro del lente. La forma en sección transversal de la porción toroidal del miembro de soporte, de preferencia es de aproximadamente un arco de un círculo y el perímetro delárea libre de la membrana se mantiene tangente a ella.

Description

ANTEOJOS DE LONGITUD FOCAL VARIABLE ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a mejoras en lentes de longitud focal variable, especialmente a aquéllos pretendidos para utilizar en anteojos. Aunque hay muchos usos para lentes de longitud focal variable, hay necesidad particular como anteojos. Esta necesidad surge debido a 'que conforme la gente se vuelve mayor (generalmente después de aproximadamente la edad de cuarenta cinco) los lentes en el ojo humano se vuelven incapaces de ajuste suficiente para enfocar en objetos cercanos. Después del inicio de esta condición de ajuste focal limitado, denominada presbiopia, un solo conjunto de lentee de foco fijo se encontrará insatisfactorio tanto para visión distante como cercana, independientemente de la precisión visual general del usuario. Cualquier receta (de haber) que se requiera para corregir la visión de una persona para distancia, se encontrará una cantidad adicional de potencia óptica (hasta aproximadamente tres dioptrías) requerida para corregir la visión de esa persona para objetos cercanos. La requerida "adición cercana" generalmente no contiene un componente astigmático, incluso si el o la usuaria requiere corrección astigmática para visión a distancia. Se han expedido muchas patentes en el último siglo que describen lentes de enfoque variable rellenos con liquido. Una patente de estas, la Patente de los E.U.A. No. 5,138,494, otorgada a Stephen Kurtin, deecribe un lente de longitud focal variable que incluye una membrana transparente distensible espaciada de un lente rígido, con el espacio entre ellos lleno con un líquido que tiene un índice de refracción relativamente alto. Como se describe más en esa patente, las periferias del lente rígido y la membrana se conectan por un miembro de sello flexible. El lente rígido, la membrana, y el miembro de sello definen un volumen substancialmente fijo para el relleno de líquido. El cambiar el espaciamiento entre la membrana y el lente rígido en esta estructura, provoca que la membrana se abulte, ya sea incrementando la potencia del lente o disminuyéndola, dependiendo de la dirección del cambio en el espaciamiento. Si la periferia en la membrana es circular, su superficie distendida será esencialmente esférica, y se encontrará poca o ninguna distorsión óptica en el uso. Sin embargo, por razones de estilo, a menudo se desean las formas de los anteojos diferentes a circulares. Se ha encontrado que a medida que los lentes se hacen más menos no circulares, la forma de la membrana puede desviarse significativamente de la forma esférica deseada, y pueden encontrarse distorsiones ópticas mayores que lo deseado.

Este problema se atendió por los presentes inventores en la Patente de los E.U.A. No. 5,668,620 que describe un medio para asegurar distensión esférica de la membrana independientemente de la forma periférica del lente. El resultado deseado se logra al incluir un miembro de soporte de membrana que sostiene la membrana, de manera tal que el área libre (no soportada) de la membrana es substancialmente circular en todo tiempo. Lentes construidos de acuerdo con la descripción de la patente '620 exhiben excelentes propiedades ópticas, es decir muy poca distorsión óptica se encuentra frente al rango requerido de potencias ópticas. Sin embargo, cuando este lente se ve por un observador externo, la línea de intersección entre el área libre de la membrana y el miembro de soporte de membrana puede ser visible y por lo tanto puede hacer al lente cosméticamente desagradable. El contraste visual entre la forma de la superficie de membrana en la región fuera del área libre de la membrana y la forma de esa superficie dentro del área libre, también puede contribuir a degradación cosmética. Consecuentemente, un objetivo de la presente invención es proporcionar un lente de foco variable relleno con líquido, del tipo que tiene una membrana distensible sostenida por un miembro de soporte de membrana, en donde la intersección entre el área libre de la membrana y el miembro de soporte de membrana es visualmente no evidente. Un adicional objetivo de la presente invención es proporcionar un lente de foco variable relleno con líquido, del tipo que tiene una membrana distensible sostenida por un miembro de soporte de membrana, en donde el contraste visual entre las superficies soportada y no soportada de la membrana, se minimiza. Aún otro objetivo de la presente invención proporciona lentes de foco variable rellenos con líquido, que incluyen membranas disteneibles en donde se reduce la distorsión óptica de otra forma ocasionada por una periferia no circular. Otros y adicionales objetivos serán evidentes para aquellos con destreza en la especialidad después de lectura de la siguiente especificación en conjunto con los dibuj os anexos . COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En un lente construido de acuerdo con las enseñanzas de la patente '620, la porción libre de la membrana (es decir la porción dentro de la abertura circular en el miembro de soporte de membrana) ya es plana o ligeramente esférica, mientras que la porción de la membrana fuera de la abertura puede ser cónica o inclinada en forma relativamente empinada. Tanto un cambio abrupto en la pendiente de la membrana en la periferia del área libre de la membrana como una diferencia en carácter de las superficies en cada lado de este borde, se han encontrado que son cosméticamente indeseables. La siguiente especific-ación describe medios para minimizar ambas de estas características indeseables. Esto se logra al conformar la superficie del miembro de soporte de membrana contra la cual la membrana se apoya, en la forma de una porción de un toroide que tiene una sección transversal aproximadamente circular y provocando que el perímetro del área libre de la membrana sea tangente a la superficie del miembro de eoporte, de esta manera proporcionando una transición uniforme al área libre sin cambios abruptos en pendiente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista posterior (es decir del lado de el o la usuaria) de una porción de un par de anteojos que utilizan lentes de acuerdo con una primer modalidad de la presente invención. La Figura 2A es una vista en sección transversal fragmentaria de uno de los lentes de los anteojos mostrados en la Figura 1, que se toma en 2-2 de la Figura 1. La Figura 2B es una vista similar a aquella de la Figura 2A, pero que ilustra una construcción alterna del miembro de soporte de membrana. La Figura 2B se toma en 2-2 de la Figura 1. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN La Figura 1 ilustra una porción de un par de anteojos que incluyen lentes de foco variable, de acuerdo con la presente invención. El lente derecho se ilustra (la vista ee del lado del usuario (a) de los anteojos), más una pequeña porción de la lengüeta de ajuste (19') del lente izquierdo, suficiente para mostrar las relaciones entre las partes . La siguiente descripción generalmente se referirá solo a un lente, pero por supuesto se entenderá que hay de hecho dos lentes en un par de anteojos. Aunque ópticamente un solo lente, un lente de foco variable del tipo involucrado en esta invención puede considerarse como una estructura que incluye un lente rígido fijo más un lente líquido que tiene potencia variable. El lente líquido está limitado en un lado por el lente rígido y por el otro por una membrana transparente distensible, el espacio entre la membrana y el lente rígido se llena con un líquido transparente. Si el lente rígido se mueve más cerca a la membrana, la membrana se distenderá y será incrementadamente convexa, aumentando de esta manera la potencia óptica del lente líquido y por lo tanto de la estructura del lente. Por el contrario, si el lente rígido se mueve lejos de la membrana, la membrana será menos convexa o incluso cóncava, reduciendo la potencia óptica de la ^estructura. Como se ve en la Figura 1, los anteojos incluyen un bastidor 10 al cual se conectan patillas (no mostradas) . El bastidor en general es simétrico respecto a una región nasal 10' . Un par de estructuras de lentes 11 y 11' (una estructura del lado derecho y una del lado izquierdo se conectan al bastidor 10, una en cada lado de la región nasal 10', utilizando tornillos u otros medios (no mostrados) . Solo la lengüeta de ajuste 19' de la estructura del lado izquierdo 11' puede verse en la Figura 1, la estructura de lente 11' es una imagen en el espejo de la estructura 11. Las estructuras de lentes se colocan de manera tal que el ojo izquierdo del usuario ve a través de la estructura 11', y su ojo derecho ve a través de la estructura 11. La membrana distensible 15 se une al retenedor 23, mientras que está bajo tensión radial y la sub-estructura resultante se une al anillo frontal 14, capturando el miembro de soporte de membrana 16 entre el retenedor y sello 13. La región central del miembro de soporte de membrana 16, es decir la región dentro del retenedor 23, de preferencia es transparente. El miembro de soporte de membrana puede tener cualquier forma periférica deseada; pero independientemente de su forma periférica, la porción 16' de su superficie superior contra la cual se apoya la membrana 15 es de forma toroidal, es decir es una porción de un toroide. Esta porción del miembro de soporte de preferencia tiene una superficie curvada radialmente; su forma en sección transversal de preferencia se aproxima a un arco de un círculo (que tiene un radio R) . El área de la membrana 15 dentro de su línea de contacto 16' con el miembro de soporte de membrana 16 (el área libre de la membrana) está libre para distenderse como se deecribe a continuación. La forma toroidal curvada convexa de la superficie superior del miembro de soporte de membrana 16 resulta en la línea de contacto 16" substancialmente circular y en la membrana que se mantiene tangente a la superficie toroidal en la línea de contacto. Conforme la membrana 15 se distiende para reducir la longitud focal de la estructura de lente y de esta manera incrementa su potencia óptica, la línea de contacto 16" (es decir la línea de tangencia) se mueve hacia afuera, pero permanece circular. El área libre distendida de la membrana, por lo tanto permanece esférica. El valor específico del radio R no es critico, pero los valores preferidos caen dentro de ciertos límites para cada aplicación de la invención. Las fronteras para una aplicación particular dependen primordialmente de la cantidad y variación de la "superficie" entre la línea de contacto 16" y el escalón 16"". Se prefiere que el radio R sea suficientemente grande, de manera tal que la membrana esté en contacto con la superficie 16' en o cerca del escalón 16"" en la superficie más amplia (cerca donde la lengüeta 19 se ubica para el lente ilustrado en la Figura 1) . Y de preferencia habrá de ser suficientemente pequeña, de manera tal que cuando la membrana esté distendida hacia afuera a su máximo, el círculo definido por la línea de contacto 16" no alcance el escalón 16"" en la superficie más estrecha (en la parte superior del lente ilustrado en la Figura 1) . Para lentes oftálmicos, valores óptimos de R ordinariamente se encontrará entre aproximadamente .508 y aproximadamente 5.08 cm (.2 y 2"), pero valores fuera de estos límites pueden encontrarse convenientes en algunos casos . La forma en sección transversal de la superficie de forma toroidal no requiere ser un arco de un círculo ya que substancial desviación de la circularidad aún puede proporcionar las propiedadee que hacen la diferencia en curvatura entre ella y el área libre de la membrana visualmente no evidente a un observador externo. Incluso si no es un arco de un círculo, la forma de la superficie del miembro de soporte de membrana en contacto con la membrana, de preferencia es una superficie convexa lisa, particularmente cerca de la línea de contacto 16" para lograr no obviedad visual . Un lente rígido 12 se limita o de otra forma conecta al anillo posterior 17, que está espaciado del anillo frontal 14 por bisagras 22 y el accionador 20. El accionador 20 se emplea para cambiar el espaciamiento entre el lente rígido 12 y la membrana 15. Ya que los medios para ajuste de espaciamiento son viejos y no son parte de esta invención, estos elementos se ilustran solo esquemáticamente en la Figura 1; puede obtenerse más detalle por referencia a la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 08/226,334. En estos y otros mecanismos para lograr esta función pueden encontrarse por referencia de la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 08/336,170 presentada por los presentes inventores y otro. Un sello flexible 13, de preferencia elaborado de un elastómero durable, se extiende entre el anillo posterior 17 y el anillo frontal 14. El espacio interior del sello 13, la membrana 17 y el lente rígido 12 se llenan con un líquido transparente 21, de preferencia uno con un índice de refracción cercano al de la membrana 15, el lente rígido 12 y el miembro de soporte de membrana 16, todos los cuales de preferencia tienen el mismo o casi el mismo índice de refracción.

La vista del miembro de soporte de membrana 16 como se ilustra en la Figura 1, es a través de un lente rígido 12. Si, como se prefiere el miembro de soporte de membrana, la membrana y el relleno de líquido transparente, todos tienen substancialmente el mismo índice de refracción, el miembro de soporte de membrana será difícil 0 imposible de ver. Para propósitos de dirigir una comprensión clara de la construcción preferida de la invención, sin embargo el diámetro interior 16"' de este elemento así como el escalón 16"", se ilustran en la Figura 1 como ciertos detalles fueran claramente visibles . La línea de contacto 16" entre el área libre de la membrana 15 y el miembro de soporte de membrana 16 se ilustra en una línea punteada en la Figura 1, aún cuando tampoco será visible. Una lengüeta de ajuste 19 se conecta al anillo posterior 17 y se extiende hacia afuera de ahí a un punto remoto de las bisagras. Las lengüetas de ajuste 19 y 19' (desde ambos lentes de los anteojos, como ee ve en la Figura 1) se acoplan por un accionador 20 ubicado justo sobre la nariz del usuario (a). El accionador 20, permite que el usuario (a) ajuste la distancia entre cada anillo frontal 14 y el anillo posterior correspondiente 17 en puntos adyacentes al accionador. Esto provoca un cambio en el ángulo entre el anillo frontal 14 y el anillo posterior 17, cambiando el volumen entre los planos de estos dos anillos. El anillo flexible 13 se construye de manera tal que el cambio de volumen debido a su movimiento es relativamente bajo. Ya que el líquido 21 es seneiblemente incompresible, la membrana 15, el miembro más suave que circunscribe el líquido, se distiende según se requiere para circunscribir un volumen de líquido fijo. Moviendo la lengüeta de ajuste 19 hacia el bastidor 10 provoca que la membrana 15 se abulte hacia afuera, resultando en una superficie de membrana convexa y potencia óptica incrementada . Considerando que el índice de refracción de líquido 21 es igual a aquel del lente rígido 12, la potencia óptica de la estructura de lente se determina por el índice de refracción y las formas de la membrana 15 y la superficie exterior (posterior) del lente rígido 12. La forma de la interfase entre el líquido 21 y el lente 12 no tendrá efecto. La superficie posterior del lente rígido 12 es ordinariamente rectificada, de manera tal que con las lengüetas de ajuste 19 y 19' en su posición más posterior, cada estructura de lente poco variable tendrá la potencia óptica (incluyendo cualquier corrección astigmática requerida) que permita al usuario o usuaria enfocar objetos distantes . Si el usuario no requiere corrección para visión a distancia, el lente rígido 12 simplemente puede ser una pieza plana de plástico o cristal (es decir un lente de cero potencia óptica) . Al girar el accionador 20 de manera tal que las lengüetas de ajuete 19 y 19' se mueven más cerca al bastidor 10 provoca que la membrana se distienda y se vuelva convexa, agregando a la potencia óptica de la estructura de lente, de manera tal que el usuario puede enfocar objetos más cercanos. Al hacer que la superficie de soporte de membrana del miembro de soporte de membrana 16 sea una parte de un toroide convexo liso, el perímetro del área libre de la membrana permanecerá subetancialmente circular y tangente a la euperficie toroidal conforme ee dietiende la membrana. Por" lo tanto, el área libre de la membrana eerá esférica y no se introducirán distorsiones ópticas. Al mismo tiempo, como se ve por un observador externo, la diferencia en forma entre el área libre de la membrana y el área de la membrana sostenida por el miembro de soporte de membrana, no será evidente visualmente. La Figura 2B ilustra una construcción alterna del miembro de soporte de membrana, el miembro de soporte de membrana 26 de la Figura 2B es idéntico al miembro de soporte de membrana 16 de la Figura 2A, excepto porque la reglón del miembro de soporte dentro de la línea más interna de contacto entre la membrana y el miembro de soporte de membrana está cortada formando una superficie cónica 36. Un beneficio potencial de esta construcción es que si la correspondencia del índice entre el líquido transparente 21 y la membrana de soporte 16 es menos que perfecta, serán visibles reflexiones fuera de la superficie 36 de la Figura 2B a un observador externo sobre un rango más pequeño de ángulos de observación que reflexiones fuera de la superficie del miembro de soporte de membrana 16 entre 16" y 16"' de la Figura 2A. Esto es debido a que con desajustes de índice pequeños, ocurren fuertes reflexiones solo sobre un rango estrecho de ángulos de reflexión cerca de incidencia rasante 10, y por lo tanto la superficie curvada del miembro de soporte de membrana mostrado en la Figura 2A, da lugar a una región de fuertes reflexiones que ocupan un ángulo de visión relativamente mayor.

Claims (26)

1. REIVINDICACIONES 1.- Anteojoe de longitud focal variable, caracterizados porque comprenden: un miembro de soporte de membrana colocado a través y dentro del campo de visión del lente rígido y espaciado de ahí, el miembro de soporte de membrana incluye una superficie de forma toroidal que comprende medios de soporte para sostener una membrana disteneible traneparente; una membrana dietensible transparente bajo tensión radial colocada a través del campo de visión del lente rígido y contra la superficie de forma toroidal, la tensión en la membrana provoca que la membrana se apoye contra la superficie en forma toroidal ,-un líquido transparente que llena el espacio entre el lente rígido y la membrana; medios de sello flexibles para retener el líquido transparente entre el lente rígido y la membrana; y medios de espaciamiento variable, para ajustar el espaciamiento entre el miembro de soporte de membrana y el lente rígido.
2. 2.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizados porque la superficie de forma toroidal tiene una forma en sección transversal que es una curva convexa uniforme.
3. 3.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 2, caracterizados porque la curva convexa uniforme es substancialmente un arco de un círculo.
4. 4.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 3, caracterizados porque el radio del arco está entre aproximadamente .508 y aproximadamente 5.08 cm (aproximadamente .2 y aproximadamente 2 " ) .
5. 5.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizados porque una región central del miembro de soporte de membrana es transparente y tiene substancialmente el mismo índice de refracción que el líquido transparente.
6. 6.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizados porque el miembro de soporte de membrana y el lente rígido se conectan abisagradamente y los medios de desplazamiento variable actúan para cambiar el espacio entre el miembro de soporte de membrana y el lente rígido en puntos remotos de la Jisagra.
7. 7.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 6, caracterizados porque la superficie de forma toroidal tiene una forma en sección transversal que es una curva convexa uniforme .
8. 8.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 7, caracterizados porque la curva convexa uniforme es substancialmente un arco de un círculo.
9. 9.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 8, caracterizados porque el radio del arco esta entre aproximadamente .508 y aproximadamente 5.08 cm (aproximadamente .2 y aproximadamente 2 " ) .
10. 10.- Anteojos de longitud focal variable caracterizados porque comprenden: un lente rígido,- un miembro de soporte de membrana colocado a través de y dentro del campo de visión del lente rígido y espaciado de ahí, el miembro de soporte de membrana incluye una superficie de soporte de membrana; medios de espaciamiento variable para ajustar el espaciamiento entre el miembro de soporte de membrana y el lente rígido, entre un primer espaciamiento y un segundo espaciamiento; una membrana distensible transparente colocada a través del campo de visión del lente rígido y que tiene una primer área en contacto con la superficie de soporte de membrana y una segunda área libre de la superficie de soporte de membrana, el perímetro de la eegunda área ee tangente a la superficie de soporte de membrana en todos los espaciamientos y ante el primer espaciamiento y el segundo espaciamiento; un líquido transparente que llena el espacio entre el lente rígido y la membrana; y medios de sello flexible para retener el líquido transparente entre el lente rígido y la membrana .
11. 11.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 10, caracterizados porque la superficie de soporte de membrana es toroidal y tiene una forma en sección transversal que es una curva convexa lisa o uniforme.
12. 12.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 11, caracterizados porque la superficie convexa lisa es substancialmente un arco de un círculo.
13. 13.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 12, caracterizados porque el radio del arco está entre aproximadamente .508 y aproximadamente 5.08 cm (aproximadamente .2" y aproximadamente 2 " ) .
14. 14.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 10, caracterizados porque una región central del miembro de soporte de membrana tiene substancialmente el mismo índice de refracción que el líquido transparente.
15. 15.- Anteojoe de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 10, caracterizados porque el miembro de soporte de membrana y el lente rígido se conectan abisagradamente y los medios de espaciamiento variable actúan para cambiar el espacio entre el miembro de soporte de membrana y el lente rígido en puntos remotos de la bisagra.
16. 16.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 15, caracterizados porque la superficie de eoporte de membrana ee toroidal y tiene una forma en sección transversal que es una curva convexa lisa.
17. 17.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 16, caracterizados porque la curva convexa lisa es substancialmente un arco de un círculo.
18. 18.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 17, caracterizados porque el radio del arco está entre aproximadamente .508 y aproximadamente 5.08 cm (aproximadamente .2" y aproximadamente 2 " ) .
19. 19.- Anteojos de longitud focal variable caracterizados porque comprenden: un lente rígido; un miembro de soporte de membrana colocado a través de y dentro del campo de visión del lente rígido y espaciado de ahí, el miembro de soporte de membrana incluye una superficie radialmente curvada que comprende medios de soporte para sostener una membrana distensible transparente; una membrana distensible transparente colocada a través del campo de visión del lente rígido y contra la euperficie curvada radialmente, la membrana distensible transparente está en contacto con la superficie curvada radialmente en todos los espaciamientos entre el miembro de soporte de membrana y el lente rígido; un líquido transparente que llena el espacio entre el lente rígido y la membrana; medios de sello flexibles para retener el líquido transparente entre el lente rígido y la membrana; y medios de espaciamiento variable para ajustar el espaciamiento entre el miembro de soporte de membrana y el lente rígido.
20. 20.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 19, caracterizados porque la superficie curvada radialmente tiene una forma radial que es una curva convexa lisa o uniforme.
21. 21.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 20, caracterizados porque la curva convexa lisa es substancialmente un arco de un círculo.
22. 22.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 21, caracterizados porque el radio del arco esta entre aproximadamente .508 y aproximadamente 5.08 cm (aproximadamente .2" y aproximadamente 2") .
23. 23.- Anteojoe de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 19, caracterizados porque el miembro de soporte de membrana y el lente rígido se conectan abisagradamente y los medios de eepaciamiento variable actúan para cambiar el eepacio entre el miembro de soporte de membrana y el lente rígido, en puntos remotos de la bisagra.
24. 24.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 23, caracterizados porque la superficie curvada radialmente tiene una forma radial que es una curva convexa lisa.
25. 25.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 24, caracterizados porque la curva convexa lisa es substancialmente un arco de un círculo.
26. 26.- Anteojos de longitud focal variable de conformidad con la reivindicación 25, caracterizados porque el radio del arco esta entre aproximadamente .508 y aproximadamente 5.08 cm (aproximadamente .2" y aproximadamente 2") .