JP4163751B2 - 可変焦点レンズにおけるまたは関する改良 - Google Patents

Description

本発明は、可変焦点レンズを組み立てる方法および当該方法で組み立てられた可変焦点レンズに関する。
一つ若しくはそれ以上の透明な可撓性を有する膜が緊張状態にあり、それにより、透明な流体を収容する空隙を形成するように構成されている可変焦点レンズが知られている。空隙内の流体の圧力および／または容積を調整することによって、膜の形状が変更され、その構成により可変焦点距離を有するレンズが提供される。
しかしながら、そのような構造とすることによって、可変焦点レンズが提供できることは知られているが、現状では、例えば、眼鏡に組み込むことのできる軽量な構造のレンズを組み立てるための提案は何らなされていない。
本発明は、可変焦点レンズを組み立てるための新規な方法と、そのようなレンズのための新規な構造を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様では、可変焦点レンズを組み立てるための方法であって、
略Ｌ形状の断面を有するとともに、軸方向に広がる変形可能なリムを形成するＬの上端部を有する第１のリングを備え、
第２のリングと第３のリングとを相互に係合して、第１の透明な可撓性を有する膜に係合させるとともに、前記第１の可撓性を有する膜を第２のリングに差し度すように保持し、
前記第１のリングを、前記第２のリングと第３のリングとに相互に係合して、第２の透明な可撓性を有する膜に係合させるとともに、前記第２の可撓性を有する膜を第２のリングに差し渡すように保持し、
それにより、前記第１の可撓性を有する膜と第２の可撓性を有する膜とによりその間に空隙が形成され、第２のリングと第３のリングがＬの角部に収容され、
さらに、前記第１のリングと第２のリングと第３のリングとをともに、前記第３のリングの上に第１のリングのリムを変形することによって保持して、前記第１の可撓性を有する膜と第２の可撓性を有する膜とがそれぞれ、前記第２のリングに差し渡して緊張状態にするステップを備え、
第１のリングと第２のリングと第３のリングがすべて、隣接するリングと相互に、確実に係合可能な剛体材料から形成される方法が提供される。
本発明の実施例の方法によれば、可変焦点レンズを迅速にしかも容易に組み立てることができる。
透明な流体が、二つの可撓性を有する膜の間に形成された空隙内でシールされる必要がある。実施例では、前記空隙と連通する導管が前記リングを貫通して備えられている。前記導管は、前記第１のリングと第２のリングと第３のリングとの内に予め形成された孔から形成することができる。しかしながら、好ましい実施例では、前記導管は、穿設されるか、またはその他の方法で、前記リングを貫通するように形成される。
実施例では、前記第１のリングが、その中に第２のリングと第３のリングとを収容し、レンズの周縁の環状のフレームの周縁部を形成している。また、環状のフレームは、第１のリングと第２のリングと第３のリングとで形成されている。この環状のフレームは、例えば、眼鏡のレンズ開口部内に容易に支持することができる。
周縁の環状のフレームの周縁部の形状、ならびにそのための個々のリングの形状は、適宜選択することが可能である。例えば、前記環状のフレームは、円形、楕円形、長楕円形、またはその他の閉鎖した曲線状の周縁部形状とすることが可能である。
第１のリングと第２のリングと第３のリングとをともに保持して、可撓性を有する膜を緊張状態で保持するいかなる方法も採用することができる。
好ましい実施例では、さらに、本発明は、第１のリングを、反転するか、折曲するか、またはその他の変形を施すことによって、前記第２のリングと第３のリングとを第１のリング内に保持することを含んでいる。
さらに、また、前記環状のフレームは、一対の眼鏡のフレーム内に保持することもできる。この場合、眼鏡のフレームは、第１のリングと第２のリングと第３のリングとをともに保持するように機能する。勿論、その他のいかなる保持手段を、付加的に、および／または代替え的にもちいて、第１のリングと第２のリングと第３のリングとをその相互係合位置に固定するようにしてもよい。
本発明のさらに別の態様によれば、互いに係合する第１のリングと第２のリングと第３のリングとがすべて、隣接するリングと相互に、確実に係合可能な剛体材料から形成されるとともに、
前記第２のリングに差し渡して緊張状態にある第１の透明な可撓性を有する膜と第２の透明な可撓性を有する膜との間に形成され、透明な流体を収容する空隙を有する可変焦点レンズであって、
前記第１のリングが略Ｌ形状の断面であり、第２のリングと第３のリングとがＬの角部で収容されることによって、前記第１のリングが前記環状のフレームの周縁部を形成し、
前記第１の可撓性を有する膜と第２の可撓性を有する膜とがそれぞれ、前記第３のリングの上に変形されるＬ形状の第１のリングの上端部のリムによって互いに保持されることを特徴とする可変焦点レンズが提供される。
本発明の実施例の可変焦点レンズは、簡単で比較的に安価に組み立てることができる。さらに、レンズを、例えば、一対の眼鏡のレンズ開口部内に容易に支持することができる。
周縁の環状のフレームの周縁部の形状、ならびにそのための個々のリングの形状は、適宜選択することが可能である。例えば、前記環状のフレームは、円形、楕円形、長楕円形、またはその他の閉鎖した曲線状の周縁部形状とすることが可能である。
第１のリングと第２のリングと第３のリングとをともに保持して、可撓性を有する膜を緊張状態で保持するいかなる方法も採用することができる。
実施例では、前記環状のフレームは、一対の眼鏡のフレーム内に保持することもできる。この場合、眼鏡のフレームは、第１のリングと第２のリングと第３のリングとをともに保持するように機能する。勿論、その他のいかなる保持手段を、付加的に、および／または代替え的にもちいて、第１のリングと第２のリングと第３のリングとをその相互係合位置に固定するようにしてもよい。
空隙内の透明な流体が漏洩しないようにするのが重要である。従って、前記リングの間の相互係合によって、適当な可撓性を有する膜の周縁部を、一度以上方向を変えるのが望ましい。これにより、空隙の周縁部のシール性を確保することができる。
二つの可撓性を有する膜を形成するような単一の可撓性を有する膜ウェブからレンズを構成することができる。しかしながら、好ましい実施例では、二つの可撓性を有する別の膜を備えている。すなわち、第１の可撓性を有する膜の周縁部が、第１のリングと第２のリングとの相互係合によって保持されるとともに、第２の可撓性を有する膜が、第２のリングと第３のリングとの相互係合によって保持されるようにされる。これによって、簡単で、しかも効果的な空隙のシール構造が提供される。
前記第１の膜と第２の膜はそれぞれ、それぞれのリングで保持された連続的な周縁部を有しており、それにより周縁部が一度以上方向が変えられるようになっている。
好ましくは、二つの隣接するリングはそれぞれ、その内部に二つのリングを相互係合するための相補的な形状の環状の段部を有し、また、前記相互係合する段部が、二つの変えられた方向の周りに重ねられた可撓性を有する膜を案内しているのが望ましい。
好ましい実施例では、第１の可撓性を有する膜と第２の可撓性を有する膜はそれぞれ、高級グレードのマイラー（強化ポリエステルフィルム）（Mylar）から作製される。
第１のリングと第２のリングと第３のリングとは、適切な材料から作製することができる。好ましくは、リングはそれぞれ、隣接するリングと確実に相互係合され、二つの相互係合するリングが、緊張状態で可撓性を有する膜を保持することができるように、十分剛直な材料から作製するのが望ましい。また、前記リングの材質は、本発明のレンズを眼鏡に組み込むことができるように軽量であるのが必要である。従って、前記リングは、例えば、耐衝撃性の高いプラスチック材料、アルミニウム、またはチタンから作製することができる。
前記空隙内に保持される透明な流体は、適切ないかなる流体も用いることができる。好ましい実施例では、前記流体は、シリコーンオイル、例えば、シリコーン 703タイプが用いられる。
好ましい実施例では、前記レンズは、さらに、二つの離間した実質的に平行な透明なポリカーボネートのシートで、その間に可撓性を有する膜で区画される空隙が形成されるようなシートを備える。このポリカーボネートのシートにより、可撓性を有する膜を保護することができ、所望であれば、例えば、容易に色をつけることができる。また、前記環状のフレームは、所望であれば、ポリカーボネートのシートの間に収容することもできる。
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して、実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の可変焦点レンズの組立の際の部分軸方向断面図を示し、図２は、完全なレンズを示す図１と同様な図を示している。
本明細書に記載し図示したレンズは、国際出願番号WO 96/38744に記載されクレームされたように調整されて構成された光学レンズに適用可能である。
図２に示したレンズは、第１の透明な可撓性を有する膜２と第２の透明な可撓性を有する膜２を備えており、これらの膜は、緊張状態であり、例えば、シリコーンオイルのような透明な流体４を含んだ空隙３０の間を区画している。本実施例では、マイラー（強化ポリエステルフィルム）（Mylar）、例えば、23μｍ Type D Mylarからなる膜２が示されている。
この膜２は、周縁の環状のフレーム６によって、緊張状態に保持されている。フレーム６によって、レンズの周囲と空隙３０が区画されており、さらに、フレーム６は、可撓性を有する膜２を緊張状態に維持するようになっている。また、フレーム６は、レンズをシールするようになっている。
図１に示したように、環状のフレーム６は、アルミニウムでできた第１のリング８、第２のリング１０、および第３のリング１２を相互に係合することによって形成されている。この点に関し、第１のリング８は、１６で示したように段付けされ、半径方向に延設されたフランジ１４を備えている。また、第１のリング８は、軸方向に延設されたリム１８を備えている。第２のリング１０は、半径方向外側に突設する突設部２０を備えている。この突設部２０によって、第１のリング８の段部１６と協働する第１の段部２２と、第３のリング１２の段部２６と協働する第２の段部２４とが形成されている。第３のリング１２は、その半径方向外側に形成された凹部２８を備えている。
完全なレンズは、略円形状の周縁部を備える場合には、例えば、円形の第１の膜２は、第１のリング８内を延びるように配設され、それにより、その周縁部が、その半径方向のフランジ１４に沿って延びている。そして、第２のリング１０が、第１のリング８内に支持され、それにより、これらの相補的な形状の段部１６と２２が相互に係合するようになっている。この相互係合により、第１のリング８に対して第２のリング１０が配置されるようになっている。また、図１に明瞭に示されているように、この相互係合によって、第１の膜２の周縁部が、異なった２方向に曲げられている。
第２の膜２は、第１のリング８の周縁部が第２のリング１０の半径方向に延びる上面に沿って延びるように、第１のリング８に差し渡して配置される。その後、第２のリング１０の段部２４と第３のリング１２の段部２６とが協働して、第１のリング８内に第３のリング１２を配置するように、また、２方向に第２の膜２の周縁部を曲げるように、第３のリング１２が配置される。これらの三つのリングの許容誤差は、図１に示したように、配置状態が相互係合状態にある場合に、二つの膜２が相互係合されたリングによって堅固に締結されるように、同一の値になるようになっている。
この構成は、円形の膜２が精密な許容誤差で製作する必要がないという顕著な利点がある。膜２はそれぞれ、略円形に切断され、その直径は必要とされる値よりも幾分大きくする必要がある。そして、膜２はそれぞれ、上述のように配設され、対応するリング１０、１２の相互係合によって保持されている。そして、膜２の余分な材料は、ガイドとして機能するリング１０、１２でナイフを用いて、簡単に切り取ることができる。
レンズの組立を完了するためには、これら三つのリング８、１０、１２を相互に締結し、それにより、レンズをシールするように、また、二つの膜２の間を区画する空隙３０からの漏れを防止するように、膜２の周縁部が、堅固に保持されている。図示した実施例では、膜２の保持力は、第１のリング８を折曲し変形することによって達成される。この点で、真っ直ぐに軸方向に延設された第１のリング８のリム１８の自由端が、第３のリング１２の凹部２８内に収容されるように折曲される。この折曲の際に、リング８から変形された余分の材料は、第２のリング１０と第３のリング１２の半径方向外側の周縁部と、第１のリング８のリム１８の内側周縁部との間で区画された環状の凹部３２内に収容される。
図１に示したように、レンズが組み立てられ、外側のリング８がこの構造を締結するように変形されれば、導管３４がフレーム６を介して空隙３０内に穿設される。そして、空隙３０は、導管３４を介して透明な流体４で充填できる。流体として703シリコーンオイルを用いた場合には、結果として生じるレンズは、焦点距離が、少なくとも−６〜＋１０のジオプトリ（dioptres）の範囲が達成され、−１０〜＋１０ジオプトリを達成することができる。
流体は、導管３４を介して空隙３０内に導入することができるとともに、例えば、導管、プラグ、および国際出願番号WO 96/38744に記載されたシール手段を用いて空隙３０内に保持することができる。実施例では、レンズは、この段階で流体４で予備充填され、空隙３０をシールするためにダクト３４内に適当な材料が備えられている。しかしながら、ダクト３４をシールする材料は、好ましくは、例えば、注射器で貫通でき、空隙３０内の流体４の圧力を調整できるのが望ましい。
図示した実施例では、レンズの二つの軸方向外側の表面はそれぞれ、ポリカーボネートで作製されたシート３６で保護されている。ポリカーボネートシート３６は、例えば、約１／２ｍｍの厚さとすることができる。これらのシート３６は、相互に略平行となるように延設されている。シート３６の周縁部はそれぞれ、適当な方法で環状のフレーム６に固着されている。例えば、シート３６は、フレーム６に貼着してもよい。さらに、また、シート３６を図２示した位置にフレーム６に対して保持するように、例えば、一対の眼鏡のプラスチック材料のフレーム（図示せず）が環状のフレーム６を収容するようにしても良い。
本明細書に記載し図示した実施例について代替えや変更が可能であり、本出願の範囲であることは勿論である。

Claims (14)

1. 可変焦点レンズを組み立てるための方法であって、
   略Ｌ形状の断面を有するとともに、軸方向に広がる変形可能なリムを形成するＬの上端部を有する第１のリングを備え、
   第２のリングと第３のリングとを相互に係合して、第１の透明な可撓性を有する膜に係合させるとともに、前記第１の可撓性を有する膜を第２のリングに差し渡すように保持し、
   前記第１のリングを、前記第２のリングと第３のリングとに相互に係合して、第２の透明な可撓性を有する膜に係合させるとともに、前記第２の可撓性を有する膜を第２のリングに差し渡すように保持し、
   それにより、前記第１の可撓性を有する膜と第２の可撓性を有する膜とによりその間に空隙が形成され、第２のリングと第３のリングがＬの角部に収容され、
   さらに、前記第１のリングと第２のリングと第３のリングとをともに、前記第３のリングの上に第１のリングのリムを変形することによって保持して、前記第１の可撓性を有する膜と第２の可撓性を有する膜とがそれぞれ、前記第２のリングに差し渡して緊張状態にするステップを備え、
   第１のリングと第２のリングと第３のリングがすべて、隣接するリングと相互に、確実に係合可能な剛体材料から形成される方法。
2. 前記リングを貫通する導管を形成するステップをさらに備え、前記導管が、前記空隙と連通し、前記導管を介して前記空隙内に透明な液体を充填するようになっている請求項１に記載の方法。
3. 前記導管が、前記リングを貫通するように形成されている請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のリングが、レンズの周縁の環状のフレームの周縁部を形成しており、前記環状のフレームは、第１のリングと第２のリングと第３のリングとで形成されている請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 互いに係合する第１のリングと第２のリングと第３のリングとがすべて、隣接するリングと相互に、確実に係合可能な剛体材料から形成されるとともに、
   前記第２のリングに差し渡して緊張状態にある第１の透明な可撓性を有する膜と第２の透明な可撓性を有する膜との間に形成され、透明な流体を収容する空隙を有する可変焦点レンズであって、
   前記第１のリングが略Ｌ形状の断面であり、第２のリングと第３のリングとがＬの角部で収容されることによって、前記第１のリングが前記環状のフレームの周縁部を形成し、
   前記第１の可撓性を有する膜と第２の可撓性を有する膜とがそれぞれ、前記第３のリングの上に変形されるＬ形状の第１のリングの上端部のリムによって互いに保持されることを特徴とする可変焦点レンズ。
6. 前記環状のフレームが、閉鎖した曲線状の周縁部形状を有する請求項５に記載の可変焦点レンズ。
7. 前記第１のリングと、第２のリングと、第３のリングとが、前記可撓性を有する膜を緊張状態で保持し、前記空隙をシールするためにともに保持されている請求項５または６に記載の可変焦点レンズ。
8. 前記リングの間の相互係合によって、適当な可撓性を有する膜の周縁部を、一度以上方向が変えられる請求項５から７のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
9. 二つの可撓性を有する別の膜を備えており、第１の可撓性を有する膜の周縁部が、第１のリングと第２のリングとの相互係合によって保持されるとともに、第２の可撓性を有する膜が、第２のリングと第３のリングとの相互係合によって保持されるようになっている請求項５から８のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
10. 前記第１の可撓性を有する膜と第２の可撓性を有する膜がそれぞれ、高級グレードのマイラー（登録商標）から作製されている請求項５から９のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
11. 前記リングは、耐衝撃性の高いプラスチック材料、アルミニウム、またはチタンから作製されている請求項５から１０のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
12. 前記空隙内に保持される透明な流体が、シリコーンオイルである請求項５から１１のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
13. 前記レンズは、さらに、二つの離間した実質的に平行な透明なポリカーボネートのシートで、その間に可撓性を有する膜で区画される空隙が形成されるようなシートを備える請求項５から１２のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
14. 一対のレンズ開口部と、レンズ開口部にそれぞれ支持されている請求項５から１３のいずれかに記載した可変焦点レンズとを有する一対の眼鏡。

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