具有可变光焦度的镜片、包括这种镜片的光学组件以及包括这种光学组件的视力矫正设备

摘要

本发明涉及一种具有可变光焦度(100)的镜片，其特征在于，所述镜片包括：柔性透明薄片(150)；具有内切于柱面的脊(115)的本体(110)；能够使所述薄片(150)的第一部分移动从而使所述薄片(150)弯曲变形的元件(160)，所述第一部分不同于所述薄片(150)的与所述脊(115)相接触的第二部分；以及容纳于所述薄片(150)与所述本体(110)之间的液体(190)。还提出一种包括这种镜片的光学组件以及一种包括这种光学组件的视力矫正设备。

权利要求

1.一种具有可变光焦度的镜片(100)，其特征在于，所述镜片包括

-柔性透明薄片(150)；

-具有内切于柱面的脊(115)的本体(110)；

-能够使所述薄片(150)的第一部分移动从而使所述薄片(150)弯曲变形的元件(160)，所述第一部分不同于所述薄片(150)的与所述脊(115)相接触的第二部分；

-容纳于所述薄片(150)与所述本体(110)之间的液体(190)。

2.如权利要求1所述的镜片，其中所述元件是控制部件(160)，所述控制部件在所述本体(110)中被平移地引导并且被安排成抵靠在所述薄片(150)的所述第一部分上，以将所述薄片(150)的所述第二部分压在所述脊(115)上。

3.如权利要求2所述的镜片，其中可旋转地安装在所述本体(110)中的控制环(180)借助于螺栓/螺母系统与所述控制部件(160)相互作用。

4.如权利要求1所述的镜片，其中，所述薄片(150)被收纳在所述本体(110)的中心开口(120)的内部中并且包括防止其围绕穿过所述中心开口(120)的轴线(X)旋转的器件。

5.如权利要求4所述的镜片，其中所述脊(115)是由环绕所述中心开口(120)的壁(112)的末端边缘形成的。

6.如权利要求1所述的镜片，其中，所述液体(190)以不足以引起所述薄片(150)变形的压力被收纳在所述薄片(150)与所述本体(110)之间。

7.如权利要求1所述的镜片，其中，所述液体(190)被收容在由所述薄片(150)和弹性膜(170)形成的腔室中。

8.如权利要求1所述的镜片，其中，所述元件(160)能够将所述薄片(150)的第一部分在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置处所述薄片(150)不与所述脊(115)接触，并且在所述第二位置处所述薄片(150)与所述脊(115)接触从而使所述薄片(150)弯曲变形。

9.如权利要求1所述的镜片，其中，所述柱面的轴线垂直于所述镜片的光轴。

10.一种光学组件，所述光学组件包括如权利要求1至9之一所述的镜片(100)来作为第一镜片，并且还包括第二镜片(200)，所述第二镜片的沿着光轴(X)的球光焦度是可变的。

11.如权利要求10所述的光学组件，其中，所述球光焦度是通过移动所述第二镜片(200)的机械元件(280)而变化的。

12.如权利要求10所述的光学组件，其中，所述第一镜片(100)的所述本体(110)被安装成能够围绕所述光轴(X)旋转。

13.如权利要求12所述的光学组件，其中，所述球光焦度是通过移动所述第二镜片(200)的机械元件(280)而变化的，并且第一驱动系统被设计成用于移动所述第一镜片(100)的所述元件(160)，其中，第二驱动系统被设计成用于移动所述第二镜片(200)的所述机械元件(280)，并且其中，第三驱动系统被设计成用于驱动所述本体(110)围绕所述光轴(X)旋转。

14.如权利要求13所述的光学组件，其中，所述第三驱动系统被设计成用于使所述光学组件与所述本体(110)一起围绕所述光轴(X)旋转。

15.如权利要求13所述的光学组件，其中，所述第三驱动系统被设计成用于独立于所述第一镜片(100)的所述元件(160)和所述第二镜片(200)的所述机械元件(280)之外驱动所述本体(110)，并且其中，用于控制所述第一驱动系统和所述第二驱动系统的器件被设计成：用于指引所述第一驱动系统以保持所述本体(110)与所述第一镜片(100)的所述元件(160)之间的给定的相对位置，并且用于指引所述第二驱动系统以保持所述本体(110)与所述第二镜片(200)的所述机械元件(280)之间的给定的相对位置。

16.一种包括如权利要求13至15之一所述的光学组件的视力矫正设备。

说明书

具有可变光焦度的镜片、包括这种镜片的光学组件以及包括

这种光学组件的视力矫正设备

技术领域

[0001] 本发明涉及光学领域。

[0002] 更具体地,本发明涉及具有可变光焦度的镜片、包括这种镜片的光学组件、以及包括这种光学组件的视力矫正设备。

背景技术

[0003] 例如从文件EP 2 034 338已知一种具有可变光焦度的镜片，所述镜片包括部分地被弹性膜界定并且填充有流体的腔室。

[0004] 在这个文件中提出使所述腔室的容积变化(通过移动机械元件)以改变流体的压力并且因此使膜变形。

[0005] 因此，这个解决方案是基于经由拉伸使膜弹性变形，这允许给予所述膜以球形形状，并且因此当希望使镜片的球光焦度沿着给定的光轴变化时，这是非常适合的。

[0006] 在这种系统中像散的获得相比之下更加复杂，因为例如需要使用由不均匀的和/或各向异性的材料制成的膜。

发明内容

[0007] 在此背景下，本发明提供了一种具有可变光焦度的镜片，其特征在于，所述镜片包括：柔性透明薄片；具有内切于柱面的脊的本体；能够使所述薄片的第一部分移动从而使所述薄片弯曲变形的元件，所述第一部分不同于所述薄片的与所述脊相接触的第二部分；以及容纳于所述薄片与所述本体之间的液体。

[0008] 通过移动所述元件，因此可以使所述柔性薄片变形(通过单向弯曲)，使得所述柔性薄片在或大或小的程度上紧密地遵循所述脊的形状，这样允许借助于所述脊的圆柱形状来改变所述镜片的屈光特征和获得柱镜光焦度的所希望的变化。

[0009] 根据任选的并且因此非限制性的特征：

[0010] -所述元件是控制部件，所述元件被平移地引导到所述本体中并且被安排成抵靠所述板的所述第一部分，使得所述板的所述第二部分压靠所述脊。

[0011] -可旋转地安装在所述本体中的控制环借助于螺栓/螺母系统与所述控制部件相互作用。

[0012] -所述薄片被接纳在所述本体的中心开口的内部中并且包括防止其围绕穿过所述中心开口的轴线(所述轴线例如对应于所述镜片的光轴)旋转的器件；

[0013] -所述脊是由环绕所述中心开口的壁的末端边缘形成的；

[0014] -所述液体以不足以(仅由于压力)引起所述薄片变形(通过拉伸)的压力被接纳在所述薄片与所述本体之间；

[0015] -所述液体被收容在由所述薄片和外周的弹性膜形成的腔室中。

[0016] 本发明还提供了一种光学组件，所述光学组件包括如上所述的第一镜片、以及第二镜片，所述第二镜片的沿着光轴的球光焦度是可变的。

[0017] 根据任选的并且因此非限制性的特征：

[0018] -所述球光焦度是通过移动所述第二镜片的机械元件而变化的；

[0019] -所述第一镜片的所述本体被安装成能够围绕所述光轴旋转；

[0020] -第一驱动系统被设计成用于移动所述第一镜片的所述元件，第二驱动系统被设计成用于移动所述第二镜片的所述机械元件，并且第三驱动系统被设计成用于驱动所述本体围绕所述光轴旋转；

[0021] -所述第三驱动系统被设计成用于使所述光学组件与所述本体一起围绕所述光轴旋转；

[0022] -所述第三驱动系统被设计成用于独立于所述第一镜片的所述元件和所述第二镜片的所述机械元件之外驱动所述本体；

[0023] -用于控制所述第一驱动系统和所述第二驱动系统的器件被设计成：用于指引所述第一驱动系统以保持所述本体与所述第一镜片的所述元件之间的给定的相对位置，并且用于指引所述第二驱动系统以保持所述本体与所述第二镜片的所述机械元件之间的给定的相对位置。

[0024] 最后，本发明提供了一种包括如刚刚所定义的光学组件的视力矫正设备。

具体实施方式

[0025] 参照附图、通过非限制性示例给出的描述将使得容易理解本发明包括的内容以及如何实现本发明。

[0026] 在附图中：

[0027] -图1示出包括了根据本发明的镜片的光学组件；

[0028] -图2示出图1中的光学组件的截面视图；并且

[0029] -图3示出图1中的光学组件的透视剖开视图。

[0030] 图1至图3示出了包括第一镜片100和第二镜片200的光学组件。

[0031] 在此，第一镜片100和第二镜片200各自位于同一框架(或本体)110的一侧。如以下解释的，(透明的)不可变形的分隔板118(所述板安装在共用的框架110上)限定了第一镜片100和第二镜片200的填充液体的腔室，并且因此允许两个镜片100、200独立地操作。

[0032] 作为变型，两个镜片100、200中的任一个镜片可以是分开的。以下单独地描述各个镜片100、200。

[0033] 如以下解释的，第一镜片100被设计成用于生成沿着所述第一镜片的光轴X可变的柱镜光焦度。

[0034] 第二镜片200就其自身而言被设计成用于生成沿其光轴(所述光轴与第一镜片100的光轴X相同)可变的球光焦度。

[0035] 第一镜片100包括框架(或本体)110和柔性透明薄片150。

[0036] 框架110具有中心开口120，所述中心开口在一端被第一(透明的)封闭薄片130封闭并且在另一端被分隔板118封闭；柔性透明薄片150位于中心开口120中、在第一封闭薄片130与分隔板118之间。

[0037] 被整合到框架110中的两个壁允许以防止柔性薄片150围绕光轴X的任何旋转的方式来引导柔性薄片150。

[0038] 框架110具有脊115，所述脊位于中心开口120外周并且内切于柱面，所述柱面的轴线垂直并且正割于光轴X。

[0039] 为此，框架110例如包括壁112，所述壁环绕中心开口120并且其自由端边缘限定上述脊115。

[0040] 如以下解释的，脊115的功能在于提供止动件，所述止动件用作柔性薄片150(通过弯曲)变曲的起点。脊150的圆柱形状(即，脊115所内切的柱面)因此具有比最大所希望的柱光焦度相对应的半径更小的半径——典型地约40mm或更小。

[0041] 第一镜片100还包括第一控制部件160，所述第一控制部件被牢固地紧固到柔性薄片150上。

[0042] 更确切地，第一控制部件160被牢固地紧固到柔性薄片150的外周部分。

[0043] 在此，第一控制部件160采取环形控制板的形式，所述环形控制板环绕中心开口120并且包括与成180°相反的两个区中的每个区一样高的外螺纹。

[0044] 第一控制部件160在框架110中被安装成沿着光轴X被平移地引导。因此，第一控制部件160被安装成能够沿着光轴X平移地移动，所述光轴垂直于所述柱面的轴线。

[0045] 第一镜片100还包括弹性膜170，所述弹性模具有圆柱形状并且将框架110与第一控制部件160相连接。

[0046] 柔性薄片150、第一控制部件160、第一弹性膜170、中间板118、以及框架110形成了填充液体190的腔室。在此，液体190与在文件US8000022中所使用的液体相同，即(例如47型Rhodrosil油)硅酮油。

[0047] 框架110在上述壁112上包括用于使流体通过的孔195以便协助液体在所述腔室的不同部分之间通过。

[0048] 如以下描述的，第一弹性膜170被设计成用于(尤其通过拉伸)变形以便补偿填充有液体190的腔室的由柔性薄片150的弯曲而引起的容积变化。如在图2和图3中清楚地展示的，第一弹性膜170位于框架110外周并且因此不起光学作用。

[0049] 最后，圆柱形的第一镜片100包括第一控制环180，所述第一控制环可以仅以围绕光轴X旋转的方式移动给定的角度。第一控制环180包括以光轴X为中心的内螺纹(在此具有方形截面)并且所述内螺纹与第一控制部件160的外螺纹接合。

[0050] 第一控制环180还具有正好围绕其外周的多个齿185，从而形成齿轮并且因此能够被第一驱动系统(未示出)、例如马达驱动而旋转，所述马达的输出轴包括与第一控制环180的齿185相互作用的蜗杆。

[0051] 此外可以提出限制第一控制环180的行进，例如借助于在框架110与第一控制环180之间形成的硬止动件。

[0052] 现在将对允许柔性薄片150弯曲并因此获得可变的柱镜光焦度的运动进行描述。

[0053] 以下如在图2和图3中所示的，第一控制部件160被认为位于其最高位置上(考虑到图2中的取向)，即，最靠近于第一封闭薄片130。|如在这些图中可以看到的，在第一控制部件160的这个位置上，柔性薄片150不与脊115接触。

[0054] 当第一控制环180(例如借助于上述第一驱动系统)旋转时，第一控制部件160开始通过螺栓/螺母系统而平移(在图2中向下)几度，直至柔性薄片150与被牢固地紧固到框架110上的圆柱形脊115接触(这种接触首先发生在图2中的脊115的顶部116处，即，在包含了光轴X和包含脊115的柱面的轴线的平面中)。

[0055] 具体地，第一控制部件160使柔性薄片150的所述外周部分移动，而这个柔性薄片150的另一部分与脊115接触。

[0056] 通过继续旋转第一控制环180，由第一控制部件160和柔性薄片150形成的组件继续平移(在图2中向下，即远离第一封闭薄片130)，使得柔性薄片150开始逐渐弯曲，具有与第一控制环180的旋转角度直接相关的(弯曲)半径值。

[0057] 借助于圆柱形状的脊，柔性薄片150将优选地变形成圆柱形状，这样允许获得所寻求的柱镜矫正，所述柱镜矫正具有取决于上述弯曲半径值的可变光焦度。

[0058] 此外，由于柔性薄片的变形是被内切于柱面的脊150发起的事实，这种柱镜矫正的轴线对应于柱面的轴线(即，对应于相对于框架110并且垂直于光轴X被固定的轴线)。

[0059] 应注意的是，总体上柔性薄片150取决于其各向异性、其弯曲刚性以及与第一弹性膜170的变形相关联的压力增大而经历或大或小的尺寸的二次变形。因此，柔性薄片150总体上不具有纯圆柱形状，而是具有环曲面形状。

[0060] 然后，附加的球镜分量将可以任选地通过其他光学器件来进行补偿，在此经由作用于下述第二镜片200。

[0061] 在柔性薄片150变形期间，填充有液体190的腔室内的容积保持恒定。具体地，由柔性薄片150的变形而产生的压力增大引起第一弹性膜170变形，从而吸收源自可用区的转移液体190。

[0062] 此外应注意的是，(由柔性薄片150施加的)这种轻微的压力允许运动是可逆的，同时确保从螺栓/螺母系统中消除游隙。

[0063] 总之，通过借助于第一驱动系统来驱动第一控制环180旋转，第一镜片100的柱光焦度如上所解释地变化(相比之下，柱镜矫正的轴线如上所解释地相对于框架110被固定)。

[0064] 第二镜片200包括：具有中心开口220的保持件、被收纳在中心开口220中的第二弹性膜250、牢固地紧固到第二弹性膜250上的第二控制部件260、以及第二控制环280。

[0065] 在此，第二镜片200的保持件牢固地被紧固到第一镜片110的框架110上并且例如与其形成单个部件。

[0066] 第二控制部件260被安装成在所述保持件中平移地引导，在此借助于三个引导柱。

[0067] 第二控制环280可以仅以围绕光轴X旋转的方式移动并且在其旋转运动期间允许借助于螺栓/螺母系统(例如由第二控制环280的内螺纹形成，所述内螺纹与第二控制部件260的外螺纹相互作用)使第二控制部件260沿着光轴X平移地移动。

[0068] 第二弹性膜250、第二控制部件260、分隔板118、以及保持件(在此共用的框架110)形成了液体填充的腔室，使得第二控制部件260的平移运动引起第二弹性膜250的弹性变形(通过拉伸)，这因此采用基本上球形的形状，具有取决于第二控制部件260的位置的曲率半径。

[0069] 因此获得了所寻求的可变球光焦度。

[0070] 第二控制环280正好围绕其外周具有多个齿285，从而形成齿轮并且因此能够被第二驱动系统(未示出)、例如马达驱动而旋转，所述马达的输出轴包括与第二控制环280的齿285相互作用的蜗杆。

[0071] 因此，通过借助于第二驱动系统来驱动第二控制环280旋转，第二镜片200的球光焦度如上所解释地变化。

[0072] 整个移动不具有结构性游隙。借助这个特征，可以为连续的移动建立控制规则。具体地，在相反的情况下，由于当膜从凸形变成凹形时施加给移动的力的方向逆转，任何结构性游隙都可能存在抛弃控制规则或使这种控制规则的定义复杂化的风险。

[0073] 如上所述，可以通过分别驱动第一控制环180(例如借助于第一驱动系统)和第二控制环280(例如借助于第二驱动系统)旋转使得通过由第一镜片100和第二镜片200形成的光学组件获得的矫正的柱光焦度和球光焦度变化。

[0074] 为了使通过第一镜片100获得的柱镜矫正的柱镜轴位变化，上述光学组件可以被安装成能够围绕光轴X相对于固定的参考系而旋转(特别是相对于患者的眼睛，在所述患者面前，所述光学组件被置于主觉验光检查的背景下)。

[0075] 然后例如提出了第三驱动系统，所述第三驱动系统被设计成例如借助于在框架110的外壁、在光学组件的外周提供的一组齿111来驱动框架110围绕光轴X(相对于上述固定的参考系)而旋转。

[0076] 根据这个实施例，第一驱动系统、第二驱动系统、以及第三驱动系统被安装在固定的参考系中并且框架110(通过所述第三驱动系统实现的)相对于固定的参考系的旋转引起所述框架一方面相对于第一控制环180旋转并且另一方面相对于第二控制环280旋转(当不被第一和第二驱动系统驱动时，这两个控制环180、280在固定的参考系中是固定不动的)。

[0077] 在此情况下，提出(任选地与框架110的旋转同时地)控制所述第一驱动系统和所述第二驱动系统，从而保持框架110、第一控制环180和第二控制环280的相对位置，以便保持所希望的柱光焦度值和球光焦度值。

[0078] 这种结构具有的优点是：不需要将所述第一驱动系统和所述第二驱动系统置于被刚性地附接到框架110上的参考系中和不需要被所述第三驱动系统驱动。然而，后一种可能性也是可设想到的：在这种情况下，所述第三驱动系统被设计成用于使所述光学组件(具体是第一镜片100和第二镜片200)与所述本体一起围绕所述光轴旋转。

[0079] 刚刚所描述的光学组件可以用于视力矫正设备中，所述视力矫正设备例如可用于主觉验光检查。

[0080] 这种视力矫正设备包括由第一镜片100、第二镜片200、上述第一驱动系统(被放置成用于驱动第一控制环180旋转)、上述第二驱动系统(被放置成用于驱动第二控制环280旋转)、以及上述第三驱动系统(被设计成用于驱动框架110旋转)形成的光学组件。

[0081] 然后，所述光学组件的光轴X对应于观察轴线，沿着所述观察轴线接受主觉验光检查的人可以透过所述视力矫正设备来观看。