專利名稱：在可變焦距透鏡中的或與之有關(guān)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制作可變焦距透鏡的方法，并涉及這樣制作出的可變焦距透鏡。
已經(jīng)知道提供了可變焦距的透鏡，在這種透鏡中把一個或多個透明的可變形的薄膜張緊，在薄膜之間形成一個腔室，在此腔室中容納一種透明的流體。調(diào)節(jié)在該腔室中的流體的壓力和/或體積來改變薄膜的形狀，此結(jié)構(gòu)形成一種焦距可變的透鏡。
然而，盡管已經(jīng)知道使用這樣的結(jié)構(gòu)來提供一種可變焦距的透鏡，但是現(xiàn)在還沒有任何方案用來制作提供結(jié)構(gòu)重量輕的這種透鏡，它可以容易地接合到例如眼鏡中。
本發(fā)明尋求提供一種新的制作可變焦距的透鏡的方法，并提供用于這樣的透鏡的一種新的結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種制作可變焦距透鏡的方法，它包括如下步驟使第一和第二環(huán)相互接合，與一第一透明的可變形薄膜接合，并橫截著第一環(huán)固定住所述第一可變形薄膜，使一第三環(huán)與所述第一和第二環(huán)相互接合，與一第二透明的可變形薄膜接合，并橫截著第一環(huán)固定住所述第二可變形薄膜，從而第一和第二可變形的薄膜在它們之間形成一個腔室，把所述第一、第二和第三環(huán)固定在一起，使得所述第一和第二可變形薄膜都橫截著所述第一環(huán)被張緊。
本發(fā)明的一個實(shí)施例的方法使得可以快速并容易地組裝一個可變焦距的透鏡。
一種透明的流體被密封在兩個可變形的薄膜之間形成的腔室中。在一個實(shí)施例中，穿過所述環(huán)設(shè)置一根管道，該管道與所述腔室連通。該管道可以由在所述第一、第二和第三環(huán)中的預(yù)先形成的孔構(gòu)成。然而，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，穿過所述環(huán)鉆出或用其它方法形成所述管道。
在一個實(shí)施例中，所述第一環(huán)在其中容納所述第二和第三環(huán)，并對于透鏡形成一個有邊界的環(huán)形框架的周邊，該環(huán)形框架由所述第一、第二和第三環(huán)形成?？梢匀菀椎匕堰@一環(huán)形框架支承在例如設(shè)在眼鏡中的透鏡孔內(nèi)。
可以如所要求的那樣選擇周邊的環(huán)形框架的周邊形狀，從而選擇單個環(huán)的周邊形狀。例如，該環(huán)形框架可以為圓形、蛋形、橢圓形、或其它封閉曲線的周邊形狀。
可以采用任何把第一、第二和第三環(huán)固定在一起的方法，把可變形的薄膜保持在張緊的狀態(tài)下。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，方法還包括使第一環(huán)轉(zhuǎn)向、卷邊或用其它方法變形，從而把第二和第三環(huán)保持在所述第一環(huán)內(nèi)。
附加地和/或另外地，可以把所述環(huán)形框架固定在一對眼鏡的框架內(nèi)。在這種情況下，眼鏡的框架可以用來把第一、第二和第三環(huán)固定在一起。當(dāng)然，可以附加地和/或另外地設(shè)置任何其它的固定裝置，把第一、第二和第三環(huán)緊固在它們相互接合的狀態(tài)。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種可變焦距的透鏡，它有在第一與第二透明的可變形薄膜之間形成的包括一種透明的流體的腔室，其中，橫截著周邊的環(huán)形框架使所述第一和第二可變形的薄膜張緊，并且，此框架把每個薄膜固定住，其中，所述環(huán)形框架由第一、第二和第三相互接合的環(huán)形成，所述第一環(huán)在其中容納第二和第三環(huán)，并形成所述環(huán)形框架的周邊。
本發(fā)明的一個實(shí)施例的可變焦距的透鏡的組裝簡單，并且相對來說花錢少。還有，可以容易地把此透鏡支承在例如一對眼鏡的透鏡孔內(nèi)。
可以如所要求的那樣選擇周邊的環(huán)形框架的周邊形狀，從而選擇單個的環(huán)的周邊形狀。例如，該環(huán)形框架可以為圓形、蛋形、橢圓形或其它封閉曲線的周邊形狀。
可以采用任何把第一、第二和第三環(huán)固定在一起的方法，把可變形的薄膜保持在張緊的狀態(tài)下。
在一個實(shí)施例中，把環(huán)形框架設(shè)置成被固定在一對眼鏡的框架內(nèi)。在這種情況下，眼鏡的框架可以用來把第一、第二和第三環(huán)固定在一起。當(dāng)然，可以附加地和/或另外地設(shè)置任何其它的固定裝置，把第一、第二和第三環(huán)緊固在它們相互接合的狀態(tài)。
重要的是，在所述腔室內(nèi)的透明的流體不能泄漏。因此，最好，在所述環(huán)之間的相互接合使適當(dāng)?shù)目勺冃蔚谋∧さ闹苓叢恢灰淮蔚馗淖兎较颉＿@有助于使腔室的周邊密封。
由適當(dāng)?shù)卦O(shè)置的單一的可變形的薄膜幅板制作透鏡，形成兩個可變形的薄膜是可能的。然而，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置了兩個分開的可變形的薄膜，使第一可變形的薄膜的周邊通過第一和第二環(huán)的相互接合來固定，而第二可變形的薄膜的周邊通過第二和第三環(huán)的相互接合來固定。這為腔室提供了一種簡單的仍然很有效的密封結(jié)構(gòu)。
每個所述第一和第二薄膜有連續(xù)的周邊，此周邊由各自的環(huán)固定，從而使它彎曲，不只一次地改變方向。
最好，在兩個相鄰的環(huán)中的每個有一個互補(bǔ)的環(huán)形臺階，用來使兩個環(huán)相互接合，所述相互接合的臺階也引導(dǎo)夾置在中間的可變形的薄膜圍繞兩個方向改變。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一和第二可變形薄膜中的每一個為高標(biāo)號的的聚酯薄膜。
第一、第二和第三環(huán)可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。最好，每個環(huán)為足夠剛硬的材料，以與相鄰的環(huán)可靠地相互接合，并確保兩個相互接合的環(huán)可以把可變形的薄膜保持在張緊狀態(tài)下。也要求環(huán)的材料是重量輕的，使得本發(fā)明的透鏡結(jié)合到眼鏡中變得容易。因此，環(huán)可以由例如一種高度耐沖擊的塑料材料制成，或由鋁或鈦制成。
被保持在腔室中的透明流體可以為任何適當(dāng)?shù)牧黧w。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，該流體為一種硅油，例如，703型硅油。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡還設(shè)有兩個分離開的基本上平行的透明的聚碳酸酯薄片，在這些薄片之間設(shè)置由可變形的薄膜形成的腔室。聚碳酸酯薄片對于可變形的薄膜提供了保護(hù)，并且，如果需要時，例如容易地對它們著色。如果需要，也可以把環(huán)形框架容納聚碳酸酯薄片之間。
下面將以示例的方式參考著附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中

圖1示出了在制作過程中的本發(fā)明的可變焦距透鏡的一部分的軸向剖面；以及圖2示出了類似于圖1的剖面，但是示出了完成的透鏡。
這里所描述和示出的透鏡可以用在如國際申請No.WO96/38744中描述和提出權(quán)利要求那樣制作和調(diào)節(jié)的一種光學(xué)裝置中。
在圖2中示出的透鏡包括第一和第二透明的可變形的薄膜2，把它們張緊，且在它們之間形成一種腔室30，在此腔室中容納一種透明的流體4，比如硅油。在所示出的實(shí)施例中，薄膜2為聚酯薄膜，例如23微米的D型聚酯薄膜。
通過周邊的環(huán)形框架6以張緊的狀態(tài)固定住薄膜2。該框架6形成透鏡和腔室30的周邊，并把此框架設(shè)置成在張緊的狀態(tài)下固定住可變形的薄膜2。也把框架6設(shè)置成使透鏡密封。
如可以從圖1中看出的那樣，通過使鋁制的第一、第二和第三環(huán)8、10、12相互接合形成環(huán)形框架6。在這一方面，第一環(huán)8有一個在徑向上伸展的凸緣14，它帶有一個以標(biāo)號16表示的的臺階。第一環(huán)8也有一個在軸向上伸展的邊緣18。第二環(huán)10有一個在徑向上向外伸出的部分20，形成與第一環(huán)8的臺階16配合工作的第一臺階22和與第三環(huán)12的臺階26配合工作的第二臺階24。第三環(huán)12有在徑向上向外設(shè)置的一個凹進(jìn)部分28。
在完成的透鏡有大致圓形的周邊的情況下，例如，為圓形的一第一薄膜2被設(shè)置成在第一環(huán)8內(nèi)伸展，使得它的周邊沿著徑向上的凸緣14伸展。第二環(huán)10就被支承在第一環(huán)8內(nèi)，使得它們的互補(bǔ)的臺階16和22相互接合。這種相互接合使第二環(huán)10相對于第一環(huán)8定位。此相互接合也使第一薄膜2的周邊圓周通過兩個不同的方向彎曲，如在圖1中清楚地示出的那樣。
一第二圓形薄膜2的位置橫截著第一環(huán)8，使得它的周邊沿著第二環(huán)10的在徑向上向上伸展的表面伸展。然后，把第三環(huán)12的位置設(shè)置成使得第二和第三環(huán)10、12的臺階24和26相互配合工作，把第三環(huán)12保持在第一環(huán)8內(nèi)的位置上，并使第二薄膜2的周邊通過兩個方向彎曲。把三個環(huán)8、10、12的公差選擇成使得即使當(dāng)處于圖1中所示的相互接合的位置，相互接合的環(huán)也可以把兩個薄膜2牢固地固定住。
此結(jié)構(gòu)有明顯的好處，不需要把圓形的薄膜2生產(chǎn)成有嚴(yán)格的公差?？梢园衙總€圓形的薄膜2切成為大致是圓形的，其直徑比所要求的大一些。然后，使每個薄膜2的位置如上面所描述的那樣定位，并被相應(yīng)的環(huán)10、12的相互接合固定住。隨后，可以簡單地用刀子以環(huán)10,12做為引導(dǎo)件把薄膜2的任何多余的材料修剪掉。
為了完成透鏡的結(jié)構(gòu)，必須確保把三個環(huán)8、10、12緊固在一起，使得薄膜2的周邊被牢固地固定，以把透鏡密封，并防止在兩個薄膜2之間形成的腔室30有任何泄漏。在所示出的實(shí)施例中，通過使第一環(huán)8卷邊并使它變形實(shí)現(xiàn)薄膜2的固定。在這一方面，把第一環(huán)8的邊緣18的向上直立的在軸向上伸展的自由端彎過來，使它容納在第三環(huán)12的凹進(jìn)部分28內(nèi)。在此卷邊的操作中，由環(huán)8變形的任何多余的材料容納在第二和第三環(huán)10和12的在徑向上向外的周邊與第一環(huán)8的邊緣18的內(nèi)周邊之間形成的一個環(huán)形空間32內(nèi)。
一旦把透鏡構(gòu)造好，如圖1所示的那樣，并使外環(huán)8變形把該結(jié)構(gòu)緊固住，就鉆一個管道34，穿過框架6，進(jìn)入腔室30。隨后，可以通過此管道34用透明的流體把此腔室30充滿。以703硅油做為此流體，所做成的透鏡實(shí)現(xiàn)了屈光度至少為-6到+10的焦距范圍，并且，-10到+10的屈光度范圍應(yīng)該是可以實(shí)現(xiàn)的。
可以通過管道34把流體引進(jìn)腔室30中，并采用例如管道、塞子和密封裝置把流體保持在其中，如在國際申請No.WO96/38744中所描述的那樣。在一個實(shí)施例中，在這一階段用流體4預(yù)先充滿透鏡，在管道34中設(shè)置一種適當(dāng)?shù)牟牧习亚皇?0密封。然而，密封管道34的材料最好可以被例如注射器穿透，從而可以調(diào)節(jié)在腔室30內(nèi)流體4的壓力。
在所示出的實(shí)施例中，透鏡的兩個在軸向上的外表面都用聚碳酸酯的薄片36保護(hù)起來。每個聚碳酸酯薄片36例如可以為大約0.5毫米厚。將會認(rèn)識到，把這些薄片36設(shè)置成彼此基本平行地伸展。可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞桨衙總€薄片36的圓周邊固定到環(huán)形框架6上。例如，可以把薄片36粘到框架6上。附加地和/或另外地，可以把例如一對眼鏡的塑料材料的框架(未畫出)設(shè)置成容納環(huán)形框架6，其方式為把薄片36保持在圖2的位置的環(huán)形框架6上。
將會認(rèn)識到，對于在這里描述和示出的實(shí)施例，可以在本申請的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)替換和改型。
權(quán)利要求
1．一種制作可變焦距透鏡的方法，它包括如下步驟使第一和第二環(huán)相互接合，以與一第一透明的可變形薄膜接合，并橫截著第一環(huán)固定住所述第一可變形薄膜，使第三環(huán)與所述第一和第二環(huán)相互接合，與第二透明的可變形薄膜接合，并橫截著第一環(huán)固定住所述第二可變形薄膜，從而第一和第二可變形的薄膜在它們之間形成一個腔室，把所述第一、第二和第三環(huán)固定在一起，使得所述第一和第二可變形薄膜每個都橫截著所述第一環(huán)被張緊。
2．按照權(quán)利要求1中所述的方法，其還包括設(shè)置穿過所述環(huán)的管道的步驟，該管道與所述腔室連通，通過所述管道把一種透明的流體充入所述腔室中。
3．按照權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于，穿過所述環(huán)形成所述管道。
4．按照上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，所述第一環(huán)在其中容納所述第二和第三環(huán)，并對于透鏡形成一個有邊界的環(huán)形框架的周邊，該環(huán)形框架由所述第一、第二和第三環(huán)形成。
5．按照上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其還包括使第一環(huán)轉(zhuǎn)向、卷邊或其它變形的步驟，從而把第二和第三環(huán)保持在所述第一環(huán)內(nèi)。
6．一種可變焦距的透鏡，它有在第一與第二透明的可變形薄膜之間形成的包括一種透明流體的腔室，其中，橫截著周邊的環(huán)形框架使所述第一和第二可變形的薄膜張緊，并且，此框架把每個薄膜固定住，其中，所述環(huán)形框架由第一、第二和第三相互接合的環(huán)形成，所述第一環(huán)在其中容納第二和第三環(huán)，并形成所述環(huán)形框架的周邊。
7．按照權(quán)利要求6中所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，環(huán)形框架有封閉曲線的周邊形狀。
8．按照權(quán)利要求6或7中所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，把所述第一、第二和第三環(huán)固定在一起，在張緊的狀態(tài)下固定住可變形的薄膜，并密封所述腔室。
9．按照權(quán)利要求6到8中任何一項所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，在所述環(huán)之間的相互接合使適當(dāng)?shù)目勺冃蔚谋∧さ闹苓叢恢灰淮蔚馗淖兎较颉?br> 10．按照權(quán)利要求6到9中任何一項所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，設(shè)置兩個分開的可變形的薄膜，使第一可變形的薄膜的周邊通過第一和第二環(huán)的相互接合來固定，而第二可變形的薄膜的周邊通過第二和第三環(huán)的相互接合來固定。
11．按照權(quán)利要求6到10中任何一項所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，所述第一和第二可變形薄膜中的每一個為高標(biāo)號的的聚酯薄膜。
12．按照權(quán)利要求6到11中任何一項所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，每個環(huán)為足夠剛硬的材料，與相鄰的環(huán)可靠地相互接合，并確保兩個相互接合的環(huán)可以把可變形的薄膜保持在張緊狀態(tài)下。
13．按照權(quán)利要求12中所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，環(huán)由高度耐沖擊的塑料材料、鋁或鈦中之一制成。
14．按照權(quán)利要求6到13中任何一項所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，被保持在腔室中的透明流體為硅油。
15．按照權(quán)利要求6到14中任何一項所述的可變焦距的透鏡，其特征在于，透鏡還設(shè)有兩個分離開的基本上平行的透明的聚碳酸酯薄片，在這些薄片之間設(shè)置由可變形的薄膜形成的腔室。
16．按照權(quán)利要求1到5中任何一項所述的方法制作的可變焦距的透鏡。
17．有一對透鏡孔并有被支承在每個孔內(nèi)的按照權(quán)利要求6到16中任何一個所述的各自的可變焦距的透鏡的眼鏡。
18．基本上如上面參考著附圖所描述的那樣制作可變焦距透鏡的方法。
19．基本上如上面參考著附圖所描述的那樣的可變焦距透鏡。
全文摘要
一種可變焦距的透鏡,其包括第一和第二透明的可變形的薄膜(2),它們被張緊,并且形成一個腔室(30),在此腔室中密封著一種透明的硅油(4)。調(diào)節(jié)在腔室中油的壓力和體積可以改變透鏡的焦距。為了制作此透鏡,把每個薄膜(2)的周邊接合在一組三個相互接合(8,10,12)中的兩個環(huán)(8、10;10、12)之間。把這些相互接合的環(huán)卷曲到一起,把薄膜(2)張緊,并把腔室(30)密封起來。
文檔編號G02B3/14GK1237248SQ97199669
公開日1999年12月1日 申請日期1997年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月13日
發(fā)明者約瑟華·戴維·西爾弗 申請人:約瑟華·戴維·西爾弗