DE69937606T2

DE69937606T2 - Verbesserungen für optischen vorrichtungen mit veränderlicher brennweite

Info

Publication number: DE69937606T2
Application number: DE69937606T
Authority: DE
Inventors: Joshua David Oxford Silver
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: US20080008600A1; DE69937606D1; US7594726B2; CA2324212A1; CN1776459A; JP4809529B2; US20060077562A1; AU2740699A; EP1868013B1; US20060250699A1; JP2009080498A; CN1300372A; US7423811B2; WO1999047948A1; EP1868013A3; JP2002507757A; JP4773500B2; CN101241201A; US6618208B1; US20080007689A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen auf dem Gebiet optischer Vorrichtungen mit veränderlicher Brennweite und insbesondere Linsen mit veränderlicher Brennweite, beispielsweise von dem Typ, bei dem die Brechkraft der Linse durch Ändern des Volumens und/oder des Drucks eines transparenten Fluids innerhalb einer transparenten Umhüllung veränderlich ist.
Linsen mit veränderlicher Brennweite sind bekannt und sind beispielsweise in GB-A-2 183 059 , GB-A-2 184 562 und WO 96/38744 beschrieben. Bis heute hat jedoch trotz der vielen Beispiele im Stand der Technik beschriebener Linsen mit veränderlicher Brennweite keine eine ausgedehnte kommerzielle Akzeptanz als eine Alternative zu geschliffenen Glas- oder Kunststofflinsen mit fester Brennweite erreicht.
Es wird angenommen, dass es auf eine Anzahl von Faktoren zurückzuführen ist, dass bekannte Linsen mit veränderlicher Brennweite keine kommerzielle Akzeptanz erreicht haben. Beispielsweise tritt bei vielen solchen bekannten Linsen bei der Verwendung ein Lecken des Fluids aus der Umhüllung auf. Ferner weisen viele solche bekannte Linsen infolge der Montageanordnung der flexiblen Membran und/oder des für die Membran gewählten Materials eine schlechte optische Qualität auf. Ein weiterer Beitrag zur schlechten optischen Qualität bekannter Linsen bestand in dem für das Auffüllen der Umhüllung gewählten Fluid, das eine nicht optimale Transpa renz oder Homogenität des Brechungsindex aufwies. Ein zusätzlicher Grund für die Nichtakzeptanz bekannter Linsen war ihre komplexe und sperrige Konfiguration, die zu einer schlechten ästhetischen Wirkung geführt hat, beispielsweise wenn die bekannten Linsen in Brillen montiert wurden, und wodurch auch die Kosten solcher Brillen auf ein Niveau erhöht wurden, das mit traditionellen Linsen mit fester Brennweite nicht konkurrieren kann.
Die vorliegende Erfindung strebt an, eine Linse mit veränderlicher Brennweite und ein Verfahren zum Herstellen einer Linse mit veränderlicher Brennweite bereitzustellen, wobei Ausführungsformen von ihr zumindest einige der Probleme bekannter Linsen mit veränderlicher Brennweite lösen, wodurch ein kommerziell attraktiveres Produkt erreicht werden kann. Sie strebt auch an, Sehhilfen bereitzustellen, welche Linsen mit veränderlicher Brennweite aufweisen.
Gemäß einer hier offenbarten Erfindung ist eine Linse mit veränderlicher Brennweite vorgesehen, die eine transparente Umhüllung, die zumindest teilweise durch eine flexible transparente Membran definiert ist und ein transparentes Fluid enthält, ein Rahmenelement, das eine Seite der flexiblen Membran umgreift, und ein Ringelement, das eine gegenüberliegende Seite der flexiblen Membran umgreift, umfasst, wobei das Ringelement und das Rahmenelement durch Haltemittel gegeneinander gedrängt sind, wobei die entsprechenden Oberflächen des Rahmenelements und des Ringelements, die die flexible Membran umgreifen, im Wesentlichen komplementär zueinander und so profiliert sind, dass sie einen Umfangsbereich der flexiblen Membran dazu bringen, seine Ausrichtung mehr als einmal zu ändern, und wobei mindestens eine der umgreifenden Oberflächen mit einer Beschichtung aus einem eine hohe Reibung hervorrufenden Material versehen ist, um die Reibungskraft zwischen der minde stens einen profilierten Oberfläche und der flexiblen Membran zu erhöhen.
Der Anmelder hat erkannt, dass zum Erhalten einer hohen optischen Qualität der Membran, die Membran ständig unter Spannung gehalten werden sollte. Ferner hat der Anmelder herausgefunden, dass die Membran, wenn sie unter Spannung steht, und insbesondere wenn sie aus bevorzugten Materialien, wie Mylar, gebildet ist, dazu neigt, ihre eigene Dichtung gegen das Rahmenelement oder das Ringelement zu bilden.
Die Profile der umgreifenden Oberflächen bzw. Flächen des Rahmenelements und des Ringelements ermöglichen es, dass die flexible Membran an dem Rahmenelement einfach durch die Wirkung der umgreifenden Flächen unter Spannung gehalten wird. Auf diese Weise ist die Konstruktion der Linse mit veränderlicher Brennweite, verglichen mit bekannten solchen Linsen, erheblich vereinfacht.
Die Profile der umgreifenden Flächen können abgestuft sein oder einen oder mehrere Vorsprünge und komplementäre Ausnehmungen aufweisen. Die Abschnitte der umgreifenden Flächen, die im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der nicht gedehnten Membran sind, neigen dazu, durch Reibung in die Membran einzugreifen, wenn das Ringelement durch das Haltemittel gegen das Rahmenelement gedrückt wird. Dieser Reibungseingriff neigt dazu, die Membran am Rahmenelement zu dehnen, wodurch gewährleistet wird, dass die Membran unter Spannung steht.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Anordnung weisen die umgreifenden Flächen mindestens eine schräge Oberfläche bzw. Fläche auf, die sich in radialer Erstreckung zum Rahmenelement hin erweitert. Auf diese Weise neigt die Reibung zwischen der schrägen Fläche des Ringelements und der flexiblen Membran, wenn das Ringelement durch das Haltemittel gegen das Rahmenelement gedrückt wird, dazu, den Umfang der Membran radial nach außen zu drängen, wodurch die Spannung in der Membran vergrößert wird, d. h. die Membran gedehnt wird.
Das Ringelement und das Rahmenelement können aus einem Material oder aus Materialien bestehen, die ausreichend steif sind, um kraftschlüssig ineinander zu greifen und sicherzustellen, dass das Ringelement und das Rahmenelement die flexible Membran unter Spannung halten können. Das Material des Ringelements und des Rahmenelements ist vorzugsweise auch leichtgewichtig, um die Aufnahme der hier beschriebenen Linsen in Brillen zu erleichtern. Demgemäß können das Ringelement und das Rahmenelement beispielsweise aus einem sehr stoßbeständigen Kunststoffmaterial oder Aluminium oder Titan bestehen.
Es ist im Allgemeinen vorteilhaft, die Reibung zwischen den umgreifenden Flächen und der Membran zu maximieren, nicht nur, um die vorstehend beschriebene Dehnungswirkung zu maximieren, sondern auch um zu gewährleisten, dass die Membran durch das Ringelement und den Rahmen sicher in der zusammengesetzten Linse gehalten wird. Vorzugsweise ist daher mindestens eine der Oberflächen eine Oberfläche hoher Reibung.
Es wird angenommen, dass dies an sich neu ist, und es ist dementsprechend gemäß einer hier offenbarten Erfindung eine Linse mit veränderlicher Brennweite vorgesehen, die eine transparente Umhüllung, die zumindest teilweise durch eine flexible, transparente Membran definiert ist und ein transparentes Fluid enthält, ein Rahmenelement, das eine Seite der flexiblen Membran umgreift, und ein Ringelement, das eine gegenüberliegende Seite der flexiblen Membran umgreift, umfasst, wobei das Ringelement und das Rahmenelement durch Haltemittel gegeneinander gedrängt sind, wobei die entsprechenden Oberflächen des Rahmenelements und des Ringelements, die die flexible Membran umgreifen, im wesentlichen komplementär zueinander sind und mindestens eine der Oberflächen eine Oberfläche hoher Reibung ist.
Beispielsweise kann das Rahmenelement und/oder das Ringelement aus einem Material bestehen, das an seiner Oberfläche einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist. Alternativ kann mindestens eine der umgreifenden Flächen aufgeraut oder erweitert worden sein, um ihre Oberflächenreibung zu erhöhen.
Gemäß einer bevorzugten Anordnung ist jedoch mindestens eine der umgreifenden Flächen mit einer Beschichtung aus einem Material hoher Reibung versehen. Ein besonders bevorzugtes Material für diese Beschichtung ist Gummi oder ein synthetisches Elastomer, weil der Anmelder herausgefunden hat, dass dieses gut mit den bevorzugten Materialien für die Membran, wie Mylar, greift.
Ein weiterer Vorteil des Versehens mindestens einer der umgreifenden Flächen mit einer Beschichtung aus Gummi oder einem synthetischen Elastomer besteht darin, dass das Gummi oder das Elastomer dazu neigt, eine Fluiddichtung hoher Integrität an der Grenzfläche zwischen der umgreifenden Fläche und der Membran zu bilden.
Demgemäß ist gemäß einer hier definierten Erfindung eine Linse mit veränderlicher Brennweite vorgesehen, die eine transparente Umhüllung, die zumindest teilweise durch eine flexible transparente Membran definiert ist und ein transparentes Fluid enthält, ein Rahmenelement, das eine Seite der flexiblen Membran umgreift, und ein Ringelement, das eine gegenüberliegende Seite der flexiblen Membran umgreift, umfasst, wobei das Ringelement und das Rahmenelement durch Haltemittel gegeneinander gedrängt sind, wobei mindestens eine der umgreifenden Flächen mit einer Beschichtung aus Gummi oder synthetischem Elastomer versehen ist.
Der Anmelder hat herausgefunden, dass die Beschichtung nur dünn zu sein braucht, um eine vorteilhafte Wirkung zu erreichen. Beispielsweise kann die Beschichtung eine Dicke von weniger als 100 μm oder weniger als 50 μm oder weniger als 20 μm oder sogar weniger als 10 μm aufweisen.
Vorzugsweise ist die Beschichtung auf der umgreifenden Fläche bereitgestellt, die die Fläche der Membran umgreift, die außerdem eine Innenfläche der Umhüllung bildet, so dass die dichtende Grenzfläche die Einkapselung des Fluids unterstützt. Diese Fläche wird im Allgemeinen auf dem Rahmenelement bereitgestellt. Natürlich können beide umgreifenden Flächen mit einer Beschichtung versehen werden.
Die Umfangsform des Ringelements und auch des Rahmenelements können nach Bedarf gewählt werden. Beispielsweise können die Elemente eine kreisförmige, ovale, elliptische oder andere Umfangsform mit einer geschlossenen Kurve aufweisen.
Das Rahmenelement kann ein steifes transparentes Fenster aufweisen, das eine Wand der Umhüllung bildet. Das steife Fenster kann aus einem geeigneten Material, beispielsweise Glas, oder einem Kunststoffmaterial, wie Polycarbonat, bestehen. Tatsächlich kann das Rahmenelement für eine einfache Herstellung vollständig aus einem solchen transparenten Material hergestellt werden. Alternativ kann das steife Fenster einen Teil des Rahmenelements bilden, beispielsweise indem es mit einem ringförmigen Rahmen verbunden und/oder dadurch eingeschlossen wird.
Das Rahmenelement kann mit einer zweiten umgreifenden Fläche versehen sein, die eine zweite Membran umgreift. In diesem Fall kann ein zweites Ringelement mit einer zweiten umgreifenden Fläche versehen sein, um die zweite Membran zu umgreifen. Die zweite umgreifende Fläche kann der ersten umgreifenden Fläche des Rahmenelements gegenüberliegen. Die zweite Membran kann eine Wand der Umhüllung definieren.
Alternativ kann das erste Ringelement mit einer zweiten umgreifenden Fläche versehen sein, die eine zweite Membran umgreift. Wieder kann ein zweites Ringelement mit einer zweiten umgreifenden Fläche zum Umgreifen der zweiten Membran versehen sein. Die zweite umgreifende Fläche kann der ersten umgreifenden Fläche des ersten Ringelements gegenüberliegen. Die zweite Membran kann eine Wand der Umhüllung definieren.
Die erste und die zweite Membran können aus einem einzigen Membrangewebe gebildet sein, wenngleich die erste und die zweite Membran vorzugsweise diskret sind.
Ein Kanal kann durch eine Wand der Umhüllung, vorzugsweise eine radiale Außenwand, bereitgestellt sein, wobei der Kanal in Verbindung mit der Umhüllung steht. Ein solcher Kanal ermöglicht es, dass Fluid aus der Umhüllung entfernt oder in diese eingebracht wird, damit das Volumen und/oder der Druck des Fluids in der Umhüllung geändert werden kann, um die Brechkraft der Linse zu ändern.
Der Kanal kann durch eine vorgeformte Bohrung in dem ersten und/oder dem zweiten Ringelement des Rahmenelements gebil det sein oder darin gebohrt werden.
Der Kanal kann mit einem geeigneten Verschlussmittel versehen sein, um ein Lecken von Fluid aus der Umhüllung durch den Kanal zu verhindern. Dieses Verschlussmittel kann so sein, wie in WO 96/38744 beschrieben ist, oder es kann ein Gummi- oder Elastomerzapfen sein, der durch eine Nadel einer Spritze hindurchtreten kann und bei Entfernung der Nadel selbstdichtend ist. Alternativ kann ein Ventil in dem Kanal bereitgestellt werden, welches so eingerichtet ist, dass der Kanal normalerweise geschlossen ist, jedoch beispielsweise durch die Nadel einer Spritze geöffnet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform weist das Ventil eine Kugel auf, die durch eine Feder gegen einen ringförmigen Sitz gedrückt wird. Zum Ändern des Drucks des Fluids in der Umhüllung wird eine Nadel einer Spritze oder einer ähnlichen Einrichtung durch die Mitte des Sitzes eingeführt, wodurch die Kugel verschoben wird. Fluid kann dann in die Umhüllung eingebracht oder aus dieser entfernt werden, um den Druck darin zu ändern. Wenn die Nadel zurückgezogen wird, drängt die Feder die Kugel wieder gegen den Sitz, um das Ventil zu schließen und den Kanal zu dichten.
Der Anmelder hat herausgefunden, dass bei bevorzugten transparenten Fluiden, wie Silikonöl, das verhältnismäßig viskos ist, ein solcher Kanal verhältnismäßig groß sein muss, um eine wirksame Füllung der Linse zu ermöglichen. Eine Art, auf die die wirksame Größe eines solchen Kanals vergrößert werden kann, besteht darin, mehrere Kanäle in einer Wand der Umhüllung bereitzustellen.
Es wird angenommen, dass dies an sich neu ist, und es ist dementsprechend gemäß einer hier offenbarten Erfindung eine Linse mit veränderlicher Brennweite vorgesehen, die eine transparente Umhüllung, die zumindest teilweise durch eine flexible transparente Membran definiert ist und ein transparentes Fluid enthält, und mehrere Kanäle, die in einer Wand der Umhüllung bereitgestellt sind, um Fluid in die Umhüllung einzubringen, umfasst.
Die mehreren Kanäle können mit jeweiligen Verschlussmitteln, beispielsweise wie vorstehend beschrieben wurde, versehen sein, oder es kann ein einziges Verschlussmittel für mehrere Kanäle bereitgestellt sein. Die Kanäle können um den Umfang der Linse verteilt sein, bei einer bevorzugten Anordnung sind die Kanäle jedoch nahe beieinander gruppiert.
Alternativ zum Bereitstellen mehrerer Kanäle ist es möglich, einen einzigen Kanal mit einem großen Querschnitt bereitzustellen. Es sei bemerkt, dass die maximale Breite des Kanals in Achsenrichtung der Linse durch die Dicke der Wand der Umhüllung, welche die Linse bildet, begrenzt ist. Die Querschnittsfläche des Kanals kann jedoch vergrößert werden, indem der Kanal so gebildet wird, dass seine Breite senkrecht zur Achse der Linse größer ist als seine Breite parallel zur Achse der Linse.
Die Haltemittel können beliebige geeignete Mittel, beispielsweise Schrauben, Klemmen und dergleichen, sein. Jeweilige Haltemittel können für jedes von dem ersten und dem zweiten Ringelement bereitgestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Anordnung nehmen die Haltemittel die Form eines verformbaren Abschnitts von einem von dem Rahmenelement und dem Ringelement an, der dafür eingerichtet ist, über das andere von dem Rahmenelement und dem Ringelement verformt, beispielsweise gefalzt, zu werden. In diesem Fall kann der verformbare Abschnitt aus Metall, wie Aluminium, Edelstahl oder Titan, bestehen.
Vorzugsweise können die Haltemittel durch eine Brille oder eine ähnliche Vorrichtung, worin die Linse zu montieren ist, bereitgestellt sein.
Das in der Umhüllung gehaltene transparente Fluid kann ein beliebiges geeignetes Fluid, beispielsweise Silikonöl, wie Silikonöl vom Typ 703, sein.
Das Fluid kann durch eine geeignete Pumpe, beispielsweise eine Spritze, in die Umhüllung übertragen werden.
Der Anmelder hat jedoch verstanden, dass eine einfache Spritze nicht als eine Pumpe zum Ändern der Brennweite der Linse ideal ist. Ein Grund hierfür besteht darin, dass sich der Kolben der Spritze nur schwer genau steuern lässt. Beispielsweise muss die statische Reibung zwischen dem Kolben und dem Spritzenröhrchen überwunden werden, bevor sich der Kolben bewegt, so dass sich der auf den Kolben ausgeübte Druck aufzubauen neigt, bis die statische Reibung überwunden wird, wobei sich der Kolben an diesem Punkt verhältnismäßig schnell bewegt.
Demgemäß ist gemäß einer hier offenbarten Erfindung eine Pumpe für eine Linse mit veränderlicher Brennweite vorgesehen, die eine Fluidkammer mit einer Auslassöffnung und einem linear bewegbaren Element, das dafür eingerichtet ist, das wirksame Volumen der Fluidkammer zu ändern, aufweist, wobei Lokalisierungsmittel bereitgestellt sind, um das bewegbare Element in einer Vielzahl von diskreten Positionen zu lokalisieren.
Bei einer einfachen Anordnung können die Lokalisierungsmittel die Form von zwei Anschlägen aufweisen, die eingerichtet sind, um die Bewegung des bewegbaren Elements, bei spielsweise eines Kolbens oder Tauchkolbens, auf einen Bereich zu begrenzen, der durch jeweilige Anschläge definierte Endpunkte aufweist. Die Endpunkte können einer ersten vorbestimmten Brechkraft der Linse, beispielsweise zur Korrektur einer Weitsichtigkeit eines Benutzers, und einer zweiten vorbestimmten Brechkraft der Linse, beispielsweise zur Korrektur einer Hypermetropie oder Presbyopie eines Benutzers, entsprechen. Auf diese Weise kann eine bifokale Linse hergestellt werden, die vom Benutzer zum Lesen und Naharbeiten oder für eine Fernsicht eingestellt werden kann.
Die Anschläge können in ihren Positionen veränderlich sein, beispielsweise um zwei Brechkraftniveaus für die Linse anfänglich festzulegen, und sie können in einer ausgewählten Position verriegelbar sein.
Die Lokalisierungsmittel können eine Reihe von Lokalisierern, beispielsweise Zähne einer Zahnreihe oder dergleichen, aufweisen, die durch ein geeignetes passendes Element in Eingriff gebracht werden können, damit das bewegbare Element stufenweise einstellbar ist.
Der Anmelder hat auch herausgefunden, dass es für Benutzer von Linsen mit veränderlicher Brennweite, beispielsweise für Benutzer von Brillen, die Linsen mit veränderlicher Brennweite aufweisen, vorteilhaft ist, die Brennweite der Linsen durch eine Drehbewegung statt eine Linearbewegung in der Art einer Linearbewegung des Kolbens einer Spritze zu steuern.
Dementsprechend ist gemäß einer hier offenbarten Erfindung eine Pumpe für eine Linse mit veränderlicher Brennweite vorgesehen, welche eine Fluidkammer mit einer Auslassöffnung und Mitteln zum linearen Ändern des Volumens der Fluidkammer, ansprechend auf eine Drehbewegung eines Steuerelements, aufweist.
Die Pumpe kann ein Zahnrad aufweisen, das für eine Drehung mit einem Steuerknopf gekoppelt ist und in eine Zahnreihe eingreift, die zur Linearbewegung mit einem in der Fluidkammer bereitgestellten Kolben gekoppelt ist. Alternativ kann ein innerhalb der Fluidkammer aufgenommener Kolben an einem Gewindeschaft bereitgestellt sein, wobei der Schaft in eine Manschette mit einem komplementären Gewinde eingreift, so dass die Manschette oder der Schaft gedreht werden kann, um zu bewirken, dass sich der Kolben linear innerhalb der Fluidkammer bewegt. Alternativ kann das Innere der Fluidkammer mit einem Gewinde versehen sein, und die Peripherie des Kolbens kann mit einem komplementären Gewinde versehen sein, so dass die Drehung des Kolbens eine Linearbewegung desselben innerhalb der Fluidkammer hervorruft.
Gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Anordnung ist ein Röhrchenelement mit einer mit einem Gewinde versehenen äußeren Umfangswand und einer in einer Endwand davon definierten Fluidöffnung bereitgestellt. Das Röhrchenelement ist innerhalb eines mit einem komplementären Innengewinde und einer der Endwand des Röhrchenelements gegenüberliegenden Endwand versehenen Kappenelements aufgenommen. Die Fluidkammer ist durch das von dem Röhrchen und den Kappenelementen, die verbunden sind, umschlossene Volumen definiert. Gemäß dieser Anordnung bewegt sich die Kappe von der Endfläche des Röhrchenelements fort oder auf diese zu, wenn das Kappenelement und das Röhrchenelement gegeneinander gedreht werden, wodurch das Volumen der Fluidkammer linear vergrößert oder verkleinert wird. Das Kappenelement kann optional mit einem in einer festen Beziehung zu seiner Endfläche angebrachten und innerhalb des Röhrchenelements aufgenommenen Kolben versehen sein. In diesem Fall ist die Fluidkammer zwischen der Endfläche des Röhrchenelements und dem Kolben definiert, und eine relative Drehung des Röhrchenelements und des Kappenelements bewirkt, dass der Kolben das effektive Volumen der Fluidkammer verkleinert.
Lokalisierungsmittel, wie sie vorstehend beschrieben wurden, können in Zusammenhang mit einem Drehsteuerelement bereitgestellt werden.
Gemäß einer hier offenbarten Erfindung ist eine Linse mit veränderlicher Brennweite in Kombination mit einer hier beschriebenen Pumpe bereitgestellt.
Gemäß einer bevorzugten Anordnung sind zwei Linsen mit veränderlicher Brennweite in einem Brillenrahmen bereitgestellt. Eine einzige Pumpe kann bereitgestellt sein, wenngleich es bevorzugt ist, dass eine jeweilige Pumpe für jede Linse bereitgestellt wird, so dass jede Linse unabhängig veränderlich ist.
Die Pumpe kann (die Pumpen können) an den Bügeln der Brillenrahmen, beispielsweise an den Enden der Bügel, bereitgestellt werden, so dass sie bei der Verwendung von den Ohren verborgen werden.
Kanäle können in dem Brillenrahmen, beispielsweise in den Bügeln, bereitgestellt werden, um eine Fluidkommunikation zwischen den Linsen und der Pumpe (den Pumpen) zu erzielen.
Die Pumpe kann (die Pumpen können) so eingerichtet werden, dass sie von der Brille abgenommen werden kann (können), wobei sie beispielsweise permanent abgenommen werden kann (können), nachdem ein anfänglicher Festlegungsvorgang für die Brennweite der Linsen ausgeführt wurde. Die Pumpe kann (die Pumpen können) so eingerichtet werden, dass sie von der Brille abgenommen werden kann (können), so dass, wenn die Pumpe (die Pumpen) abgenommen wird (werden), die Fluidkommunikationskanäle automatisch geschlossen werden, beispielsweise durch ein Ventil.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat eine Brille zwei Pumpen, nämlich eine für jede Linse, wobei jede Pumpe abnehmbar an einem Bügel der Brille angebracht ist. Eine Fluidkommunikation zwischen jeder Pumpe und ihrer jeweiligen Linse wird durch einen flexiblen Schlauch erreicht, der sich von der Pumpe zur Linse erstreckt. Der flexible Schlauch ist in einem Kanal in dem Rahmen der Brille über mindestens einen Teil seiner Länge aufgenommen. Wenn der Benutzer die Brennweite der Linse eingestellt hat, wird der Schlauch geschlossen und abgeschnitten, und die Pumpe und der Abschnitt des Schlauchs, der daran angebracht ist, werden getrennt, und der abgetrennte Abschnitt des Schlauchs wird weggeworfen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Form ist ein Teil des die Linse und die Pumpe verbindenden Schlauchs in einem Kanal aufgenommen, der im Hauptrahmen der Brille, vorzugsweise in der Seite, die dem Benutzer zugewandt ist, ausgebildet ist. Der Schlauch steht von dieser Ausnehmung über die Seite der Brille hinaus, so dass er mit der Pumpe verbunden ist, die an dem Bügel der Brille angebracht ist.
Der Schlauch kann in jeder beliebigen geeigneten Weise geschlossen werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass der Schlauch, beispielsweise durch eine Schraube, die die Seiten des Schlauchs zusammendrückt, durch Klemmen geschlossen wird. In einer bevorzugten Form ist eine Schraube in einem Durchgang in dem Rahmen der Brille, senkrecht zu dem Kanal, in dem der Schlauch aufgenommen ist, und diesen schneidend, bereitgestellt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kanals von der Schraube befindet sich ein Element, das sich in Form einer Brücke über den Kanal erstreckt. Wenn es gewünscht ist, den Schlauch zu schließen, wird die Schraube in den Durchgang geschraubt, und das Ende der Schraube drückt den Schlauch gegen das Element, um ihn zu schließen. Der Teil des Schlauchs, der über das Ende des Kanals vorsteht, kann dann entfernt werden, beispielsweise durch Abschneiden von ihm, so dass sein Ende mit der Seite des Rahmens bündig ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Element durch einen Teil des Gelenks gebildet, wodurch der Bügel an dem Hauptrahmen angebracht ist. Dies hilft dabei, den Schlauch in dem Kanal zu halten, und hierdurch wird es überflüssig gemacht, ein getrenntes Element bereitzustellen.
Alternativ könnte der Schlauch durch ein anderes Kompressionsmittel als eine Schraube geschlossen werden. Beispielsweise kann der Rahmen mit einem Knopf versehen werden, der, wenn er heruntergedrückt wird, den Schlauch gegen ein Element drückt, um ihn zu schließen. Der Knopf kann so eingerichtet sein, dass er verriegelt, wenn er heruntergedrückt wird, um zu gewährleisten, dass der Schlauch geschlossen bleibt. Zusätzlich kann der Knopf mit Mitteln versehen sein, um ihn in seiner ursprünglichen Position zu halten, um eine versehentliche Betätigung zu verhindern. Diese Mittel können die Form eines Vorsprungs an dem Knopf annehmen, der in eine entsprechende Ausnehmung in dem Rahmen passt.
Zusätzlich können in der Brille Mittel bereitgestellt werden, um zu ermöglichen, dass der Schlauch abgeschnitten wird. Beispielsweise kann ein Knopf, der eine Schneide trägt, bereitgestellt werden, wobei die Schneide den Schlauch abtrennt, wenn der Knopf heruntergedrückt wird. Dieser Knopf kann getrennt bereitgestellt werden, es ist jedoch bevorzugt, dass der Knopf, der den Schlauch schließt, und der Knopf, der ihn schneidet, kombiniert sind, so dass der Schlauch in einer einzigen Bewegung geschlossen und abgeschnitten werden kann. Dies vereinfacht den Prozess des Einstellens der Brille auf eine gewünschte Brennweite.
Wie in WO 96/38744 erwähnt ist, können die Linsen während ihrer Herstellung mit Fluid vorgefüllt werden. Die Pumpen brauchen dann nur eine ausreichende Fluidmenge zu enthalten, um die Einstellung der Brennweite der Linsen zu ermöglichen.
Es wird verständlich sein, dass es sehr wichtig ist, dass die Linse vollständig mit Fluid, und zwar ohne Luftblasen in der Linse, gefüllt wird. Das Vorhandensein von Luftblasen ist für den Träger der Brille sehr ablenkend.
Eine Anzahl von Ansätzen kann für das Füllen der Linse verwendet werden, um das Vorhandensein von Luftblasen in der gefüllten Linse zu vermeiden. Beispielsweise wird bei einem Verfahren, das sich als wirksam erwiesen hat, ein Teil der Luft in der Umhüllung der Linse zuerst herausgesogen, und es wird dann eine ähnliche Fluidmenge eingespritzt. Der Zyklus der Luftentfernung, gefolgt von der Fluideinspritzung, wird dann nach Bedarf wiederholt, bis die Linse mit Fluid gefüllt ist.
Bei einem alternativen Verfahren wird eine Nadel, deren Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Kanals ist, zum Einspritzen des Fluids verwendet. Der Zwischenraum zwischen der Nadel und der Nadel ermöglicht, dass Luft in der Linse entweicht, wenn Fluid eingespritzt wird. Fluid kann noch immer durch die Nadel eingespritzt werden, während sie aus dem Kanal herausgezogen wird.
Es ist auch bevorzugt, dass das zum Füllen der Linse verwendete Fluid vor dem Füllen entgast wird, um die Möglichkeit der Bildung von Blasen in der Linse nach dem Füllen zu verringern.
Beim Füllen der Linse wird normalerweise ein verhältnismäßig viskoses Fluid durch einen schmalen Durchgang eingespritzt. Der Füllprozess kann durch Erwärmen des Fluids vor dem Einspritzen erleichtert werden, um seine Viskosität zu verringern.
Die hier beschriebene Linse mit veränderlicher Brennweite kann mit mindestens einer transparenten schützenden Abdeckung für die oder jede flexible Membran versehen sein. Die Abdeckung kann beispielsweise eine steife Schicht aus transparentem Material, beispielsweise aus Glas oder Kunststoffmaterial, wie Polycarbonat, sein. Die schützende Abdeckung kann an dem Ringelement oder dem Rahmenelement angebracht, beispielsweise daran angeklebt werden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, hat der Anmelder herausgefunden, dass es zum Erhalten einer gewünschten optischen Qualität einer Linse mit veränderlicher Brennweite wichtig ist, dass die Membran unter Spannung gehalten wird. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die Membran aus einem warmeschrumpfbaren Kunststoffmaterial herzustellen.
Dementsprechend ist gemäß einer hier offenbarten Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Linse mit veränderlicher Brennweite vorgesehen, die eine flexible transparente Membran aufweist, welche in einem Rahmen gehalten wird, wobei die Membran wärmebehandelt wird, während sie in dem Rahmen gehalten wird, um die Spannung in der Membran zu vergrößern.
Der Anmelder hat herausgefunden, dass zumindest bei bevorzugten Materialien für die Membran, beispielsweise Mylar, eine Wärmebehandlung der Membran bewirkt, dass sich das Membranmaterial zusammenzieht, wodurch die Spannung in der Membran erhöht wird.
Die Membran kann unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Wärmequelle behandelt werden, und die Wärme wird bei einer bevorzugten Anordnung durch eine Quelle heißer Luft in der Art eines Haartrockners, einer Heißluftpistole oder eines Gebläseheizers bereitgestellt.
Gemäß einer hier offenbarten Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Linse mit veränderlicher Brennweite vorgesehen, die eine flexible transparente Membran aufweist, welche in einem Rahmen gehalten wird, wobei die Membran vorgespannt wird und der Rahmen an der Membran angebracht wird, während die Membran vorgespannt ist. Auf diese Weise wird ein zweckmäßiges Verfahren zum Gewährleisten, dass die Membran auf dem Rahmen unter Spannung steht, bereitgestellt.
Jedes beliebige geeignete Mittel kann zur Vorspannung der Membran bereitgestellt werden. Beispielsweise können die in GB 2184562 und GB 2183059 offenbarten Prinzipien zum Spannen der Membran auf diese neue Weise auf das Vorspannen der Membran angewendet werden.
Der Rahmen kann ein Rahmen sein, wie hier an anderer Stelle offenbart ist.
Die vorstehend beschriebene Linse mit veränderlicher Brennweite ist natürlich für eine Verwendung in einer Brille geeignet. Sie kann jedoch auch an einer beliebigen Form von Sehhilfe verwendet werden, wobei es gewünscht sein kann, korrigierende Optik aufzunehmen, einschließlich einer Sonnenbrille, einer Schwimmbrille, einer Skibrille, einer Squashbrille, einer Sportsehhilfe im Allgemeinen, einer Schweißmaske, einer Schweißbrille, einer Labor- bzw. Schutzbrille oder einer Schutzsehhilfe im Allgemeinen, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Linse kann als ein Einsatz bereitgestellt werden, oder sie kann Mittel zum Anbringen an der Außenseite der Sehhilfe aufweisen.
Falls die Linse in einer Sonnenbrille zu verwenden ist, könnte das Material der Membranen oder das Fluid selbst gefärbt sein. Ferner ist es möglich, metallisiertes Mylar, das einen Teil des darauf einfallenden Lichts reflektiert und den Rest durchlässt, als das Material der äußeren Membran zu verwenden, wodurch eine reflektierende Sonnenbrille bereitgestellt wird.
Eine Linse mit veränderlicher Brennweite und eine Brille, die viele der hier beschriebenen vorteilhaften Merkmale verwirklicht und worauf die anderen hier beschriebenen Merkmale angewendet werden können, werden nun detailliert nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
1 einen axialen Querschnitt eines Abschnitts einer Linse mit veränderlicher Brennweite während ihrer Herstellung,
2 einen Querschnitt ähnlich jenem aus 1, worin jedoch die fertige Linse dargestellt ist,
3 eine Teilschnittansicht einer Linse mit veränderlicher Brennweite,
4 eine Schnittansicht einer Pumpe für eine Linse mit veränderlicher Brennweite,
5 eine Schnittansicht einer anderen Pumpe für eine Linse mit veränderlicher Brennweite,
6 eine Schnittansicht einer anderen Pumpe für eine Linse mit veränderlicher Brennweite,
7 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Brille,
8 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Brille,
9 eine Schnittansicht eines Teils der Brille und
10 eine Schnittansicht eines Teils einer alternativen Brille.
Die hier beschriebene und dargestellte Linse kann in einer optischen Vorrichtung verwendet werden, die aufgebaut und angeordnet ist, um eingestellt zu werden, wie in WO 96/38744 beschrieben und beansprucht ist.
Die in 2 dargestellte Linse weist eine erste und eine zweite transparente, flexible Membran 2 auf, welche gespannt sind und zwischen sich eine Umhüllung 30 definieren, in der ein transparentes Fluid 4, wie Silikonöl, enthalten ist. Gemäß der erläuterten Ausführungsform bestehen die Membranen 2 aus Mylar, beispielsweise 23-μm-Typ-D-Mylar.
Die Membranen 2 werden durch einen Träger 6 unter Spannung gehalten. Der Träger 6 definiert den Umfang der Linse und der Umhüllung 30 und ist dafür eingerichtet, die flexiblen Membranen 2 unter Spannung zu halten. Der Träger 6 ist auch dafür eingerichtet, die Linse zu dichten.
Wie in 1 ersichtlich ist, ist der Träger 6 durch Ineinandergreifen eines Rahmenelements 8 und ersten und zweiten Ringelementen 10, 12 aus Aluminium gebildet. In dieser Hinsicht hat das Rahmenelement 8 einen sich radial erstreckenden Flansch 14, der abgestuft ist, wie bei 16 angegeben ist. Das Rahmenelement 8 hat auch einen sich axial erstreckenden Rand 18. Das erste Ringelement 10 hat einen radial nach außen vorstehenden Abschnitt 20, der eine erste Stufe 22 definiert, die mit der Stufe 16 des Rahmenelements 8 zusammenwirkt, und eine zweite Stufe 24, die mit einer Stufe 26 des zweiten Ringelements 12 zusammenwirkt. Das zweite Ringelement 12 hat eine Ausnehmung 28, die darin radial nach außen gerichtet angeordnet ist.
Wenn die fertige Linse eine im Allgemeinen kreisförmige Peripherie aufweisen soll, wird beispielsweise eine erste Membran 2, die kreisförmig ist, so positioniert, dass sie sich innerhalb des Rahmenelements 8 so erstreckt, dass sich ihr Umfang entlang dem radialen Flansch 14 erstreckt. Das erste Ringelement 10 wird dann so innerhalb des Rahmenelements 8 gehalten, dass die komplementären Stufen 16 und 22 davon ineinander greifen. Durch dieses Ineinandergreifen wird das erste Ringelement 10 in Bezug auf das Rahmenelement 8 positioniert. Durch das Ineinandergreifen wird auch der Umfangsrand der ersten Membran 2 in zwei verschiedene Richtungen gebogen, wie in 1 klar dargestellt ist.
Eine zweite kreisförmige Membran 2 wird dann über das Rahmenelement 8 positioniert, so dass sich ihr Umfang entlang der oberen sich radial erstreckenden Fläche des ersten Ringelements 10 erstreckt. Anschließend wird das zweite Ringelement 12 so positioniert, dass die Stufen 24 und 26 des ersten Ringelements 10 und des zweiten Ringelements 12 zusammenwirken, so dass das zweite Ringelement 12 innerhalb des Rahmenelements 8 in Position gehalten wird und der Umfang der zweiten Membran 2 in zwei Richtungen gebogen wird. Die Toleranzen der Elemente 8, 10, 12 werden so gewählt, dass selbst dann, wenn sich die Anordnung in der in 1 dargestellten Eingriffsposition befindet, die zwei Membranen 2 durch die ineinander greifenden Elemente sicher gehalten werden.
Die Konstruktion hat den erheblichen Vorteil, dass die kreisförmigen Membranen 2 nicht mit engen Toleranzen hergestellt zu werden brauchen. Jede kreisförmige Membran 2 kann im Allgemeinen kreisförmig geschnitten werden und einen Durchmesser aufweisen, der etwas größer als erforderlich ist. Jede der Membranen 2 wird wiederum so positioniert, wie vorstehend beschrieben wurde, und durch das Ineinandergreifen der entsprechenden Ringelemente 10, 12 gehalten. Jedes überschüssige Material der Membran 2 kann dann einfach unter Verwendung eines Messers abgetrennt werden, wobei die Ringelemente 10, 12 als Führungen wirken.
Um die Konstruktion der Linse fertig zu stellen, ist es erforderlich, zu gewährleisten, dass das Rahmenelement und das erste und zweite Ringelement 8, 10, 12 so zusammengehalten werden, dass die Umfänge der Membran 2 sicher gehalten werden, um die Linse zu dichten und ein Lecken aus der zwischen den beiden Membranen 2 definierten Umhüllung 30 zu verhindern. Gemäß der erläuterten Ausführungsform wird das Halten der Membranen 2 durch Falzen und Verformen des Rahmenelements 8 erreicht. In dieser Hinsicht wird das hochstehende, sich axial erstreckende freie Ende des Ausläufers 18 des Rahmenelements 8 umgebogen, um es innerhalb der Ausnehmung 28 des zweiten Ringelements 12 aufzunehmen. Jedes während dieses Falzvorgangs von dem Ring 8 verformte überschüssige Material wird innerhalb eines ringförmigen Raums 32 aufgenommen, der zwischen den radial äußeren Umfängen des ersten und des zweiten Ringelements 10 und 12 und dem inneren Umfang des Ausläufers 18 des Rahmenelements 8 definiert ist.
Sobald die Linse hergestellt wurde, wie in 1 dargestellt ist, wobei das Rahmenelement 8 verformt ist, um die Struktur zu halten, wird ein Kanal 34 durch den Rahmen 6 in die Umhüllung 30 gebohrt. Die Umhüllung 30 kann dann durch den Kanal 34 mit dem transparenten Fluid 4 gefüllt werden. Mit Silikonöl 703 als Fluid erreicht die sich ergebende Linse einen Brennweitenbereich von mindestens –6 bis +10 Dioptrien, und der Bereich von –10 bis +10 Dioptrien sollte erreichbar sein. Natürlich wird verständlich sein, dass die Ringe gemäß einer alternativen Ausführungsform mit Kanälen versehen werden, bevor sie zusammengesetzt werden.
Fluid kann durch den Kanal 34 in die Umhüllung 30 eingebracht werden und darin gehalten werden, indem beispielsweise Kanäle, Stopfen und Dichtungsmittel verwendet werden, wie in WO 96/38744 beschrieben ist. Gemäß einer Ausführungsform wird die Linse an dieser Stelle mit dem Fluid 4 vorgefüllt, und es wird ein geeignetes Material in dem Kanal 34 bereitgestellt, um die Umhüllung 30 zu dichten. Das Material, das den Kanal 34 dichtet, ist jedoch vorzugsweise beispielsweise mit einer Spritze durchdringbar, so dass der Druck des Fluids 4 innerhalb der Umhüllung 30 eingestellt werden kann. Alternativ könnte ein selbstdichtendes Ventil in dem Kanal positioniert werden, wie vorstehend beschrie ben wurde.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform werden die beiden axialen Außenflächen der Linse jeweils durch eine Schicht 36 aus Polycarbonat geschützt. Jede Polycarbonatschicht 36 kann beispielsweise etwa einen halben Millimeter dick sein. Es sei bemerkt, dass diese Schichten 36 so eingerichtet werden, dass sie im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Der Umfangsrand von jeder der Schichten 36 kann in jeder geeigneten Weise an dem ringförmigen Rahmen 6 befestigt werden. Beispielsweise können die Schichten 36 an den Rahmen 6 angeklebt werden. Zusätzlich und/oder alternativ kann beispielsweise ein Kunststoffmaterialrahmen (nicht dargestellt) einer Brille eingerichtet werden, um den ringförmigen Rahmen 6 in einer Weise aufzunehmen, dass die Schichten 36 in der Position aus 2 an dem ringförmigen Rahmen 6 gehalten werden.
3 zeigt eine Fluid-gefüllte Linse gemäß einer anderen Anordnung. In diesem Fall gibt es nur ein einziges Ringelement 12, das eine schräge umgreifende Fläche 38 komplementär zur schrägen umgreifenden Fläche 40 des Rahmenelements 8 aufweist. Eine einzige flexible Membran 2 wird zwischen diesen umgreifenden Flächen 38, 40 gehalten, welche durch ein Haltemittel in Form eines gefalzten Ausläufers 18 des Rahmenelements 8 gegeneinander gedrängt werden. Eine Wand der Umhüllung, welche das transparente Fluid 4 einschließt, ist durch ein Polycarbonatfenster 42 bereitgestellt, welches durch den ringförmigen Teil 44 des Rahmenelements 8 aufgenommen ist.
4 zeigt eine Pumpe für eine Linse mit veränderlicher Brennweite in Form einer modifizierten Spritze mit einem Röhrchen 45 und einem an einer Kolbenstange 50 angebrachten Kolben 48. Die Kolbenstange 50 ist entlang einer Seite mit einer Zahnreihe versehen. Eine Manschette 52 ist an den Rand des Röhrchens 46 geklemmt, und der Schaft 50 durchläuft eine in der Manschette definierte zentrale Öffnung. Ein Zahn der Manschette steht in die Öffnung vor und greift in die Zähne des Schafts 50 ein, so dass der Schaft 50 und daher der Kolben 48 stufenweise durch eine Reihe diskreter Stellen bewegbar sind, die durch die Zähne des Schafts 50 definiert sind.
Anschläge 56 sind an den Schaft 50 geklemmt und haben komplementäre Zähne, welche in die Zähne des Schafts 50 eingreifen und die Anschläge 56 in Position in Bezug auf den Schaft halten. Die Anschläge 56 greifen in die Manschette 52 ein, wenn sich der Schaft 50 an einem Ende des durch die Anschläge 56 definierten Bewegungsbereichs befindet.
5 zeigt eine andere Pumpe für eine Linse mit veränderlicher Brennweite. Die Pumpe weist ein zylindrisches Röhrchen 58 mit einer mit einem Gewinde versehenen äußeren Endkappe 60 auf, die ein Inneres mit einem komplementären Gewinde aufweist, das in das Gewinde des Röhrchens 58 eingreift. Zwischen dem Röhrchen und der Kappe ist eine Fluidkammer 62 definiert. Wenn das Röhrchen und die Kappe gegeneinander gedreht werden, wird das effektive Volumen der Fluidkammer 62 so geändert, dass Fluid aus einer Fluidöffnung 64, die in einer Endfläche des Röhrchens 58 definiert ist, herausgedrängt oder eingesogen werden kann.
6 zeigt eine weitere Pumpe, die mit einer Linse mit veränderlicher Brennweite verwendet wird. Wiederum weist diese Pumpe die Form einer modifizierten Spritze auf, die ein Röhrchen 70 und einen an einer Kolbenstange 74 angebrachten Kolben 72 aufweist, wobei die Kolbenstange 74 auf einer Seite eine Zahnreihe 76 aufweist. Durch das Röhrchen verläuft eine Achse 78, an der ein Zahnrad 80 angebracht ist. Das Zahnrad 80 greift in die Zahnreihe 76 ein. An einem Ende der Achse, die über das Röhrchen vorsteht, befindet sich ein Rad 82 (teilweise in gedachten Linien dargestellt), das von einem Benutzer gedreht werden kann. Durch die Drehung des Rads 820 wird wiederum das Zahnrad 80 gedreht, welches die Zahnstange 76 antreibt und dadurch den Kolben 72 in dem Röhrchen 70 bewegt. Fluid kann auf diese Weise aus dem Röhrchen herausgedrückt und in das Röhrchen eingesogen werden, um den Druck in der Linse zu variieren, indem das Rad einfach gedreht wird. Natürlich können auch andere Getriebeformen verwendet werden, um das Rad mit der Kolbenstange zu verbinden.
7 zeigt einen Teil einer Brille 100, die zwei Linsen mit veränderlicher Brennweite verwendet. Wie verständlich sein wird, ist eine der Linsen 102 mit einer Pumpe 104 verbunden, die durch ein Schlauchstück 108 abnehmbar an einem Arm 106 der Brille angebracht ist. Die andere Linse ist in analoger Weise auch mit einer Pumpe versehen. Die Pumpen können die vorstehend beschriebene Form aufweisen, wenngleich verständlich sein wird, dass jede geeignete Form von Pumpe verwendet werden kann.
Die Anbringungsfläche zwischen dem Hauptrahmen 110 der Brille und dem Arm 106 ist in 8 in weiteren Einzelheiten dargestellt. Es wird verständlich sein, dass sich der Schlauch 108 von der Linse durch einen Kanal 112 erstreckt, der im Rahmen 110 gebildet ist und zur Rückseite (d. h. der Seite, die dem Träger zugewandt ist) davon offen ist. Ein Teil des Gelenks (schematisch als 114 dargestellt) ist an einer Seite des Kanals befestigt und erstreckt sich in der Art einer Brücke darüber.
Der Rahmen weist auch einen mit einem Gewinde versehenen Durchgang 116 auf, wie in 9 dargestellt ist, welcher eine Schraube 118 aufnimmt. Der mit einem Gewinde versehene Durchgang 116 öffnet sich in den Kanal 112 und ist mit dem Teil 114 des Gelenks, der den Kanal überbrückt, ausgerichtet.
Bei der Verwendung werden der Druck innerhalb der Linse und damit ihre Brennweite durch die Pumpe 104 eingestellt. Wenn die gewünschte Brennweite erreicht wurde, wird die Schraube 118 in den Durchgang 116 geschraubt, um den Schlauch 108 zu schließen. Insbesondere klemmt das Ende der Schraube 118 den Schlauch 108 gegen den Teil 114 des Gelenks, der den Kanal überbrückt. Die Schraube wird vorzugsweise durch einen Allen-Schlüssel ein- und ausgeschraubt, wenngleich natürlich jede beliebige Form von Schraube verwendet werden kann.
Sobald der Schlauch 108 durch Klemmen geschlossen wurde, wird die Pumpe 104 von dem Arm 106 der Brille abgenommen, und der Schlauch wird, wie bei 120 angegeben ist, mit der Kante des Rahmens 110 bündig abgeschnitten. Der gleiche Vorgang wird für die andere Linse wiederholt.
Eine alternative Einrichtung zum Schließen und Abschneiden des Schlauchs 108 ist in 10 dargestellt. Hier wird der Schlauch durch einen Vorsprung 122 geschlossen, der an einem Knopf 124 angebracht ist, der in einer Öffnung in dem Rahmen gleitet. Wenn der Knopf 124 heruntergedrückt wird, drückt der Vorsprung 122 den Schlauch gegen den Teil 114 des Gelenks der Brille und schließt ihn dadurch. Der Knopf kann mit Mitteln versehen werden, um ihn in seiner geschlossenen Position zu verriegeln, wie bei 126 und 128 dargestellt ist. Der Knopf kann auch mit Mitteln (nicht dargestellt) versehen werden, um ihn in seiner geschlossenen Position zu halten, bis er gedrückt wird.
Zusätzlich kann der Knopf 124 mit einer Schneide 130 zum Abschneiden des Schlauchs versehen werden. Die Schneide 130 und der Schlauch 108 werden so eingerichtet, dass die Schneide den Schlauch erst abschneidet, nachdem er durch den Vorsprung 122 geschlossen wurde. Ein einziges Herunterdrücken des Knopfs dient demgemäß dazu, den Schlauch zu schließen und ihn abzuschneiden.
Der Knopf 124 ist in der vorderen Fläche des Rahmens 110 der Brille dargestellt. Es ist jedoch zu verstehen, dass er auch in der oberen Fläche des Rahmens der Brille angeordnet werden könnte. Das Element würde dann gegen eine Seitenwand des Kanals 112 drücken, um den Schlauch zu verschließen.
Die hier beschriebenen Merkmale können entweder getrennt oder in einer geeigneten Kombination verwendet werden. Es sei bemerkt, dass Abänderungen und Modifikationen an den hier beschriebenen und erläuterten Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs dieser Anmeldung vorgenommen werden können.
Wenngleich hier bisher als Beispiel Linsen mit veränderlicher Brennweite erwähnt wurden, können die hier beschriebenen vorteilhaften Merkmale auch auf andere optische Vorrichtungen angewendet werden. Beispielsweise kann durch Bereitstellen einer geeigneten versilberten Oberfläche in der hier beschriebenen Linse ein Spiegel mit veränderlicher Brennweite gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden. Die versilberte Oberfläche kann auf die flexible Membran aufgebracht werden oder auf eine durch die flexible Membran betrachtete steife Fläche aufgebracht werden. Natürlich ist es im Fall einer versilberten flexiblen Membran nicht erforderlich, dass das Fluid innerhalb der Umhüllung transparent ist, weil Licht bei der Verwendung nicht dadurch hindurchtreten muss. Tatsächlich sind die optischen Eigenschaften des Fluids in diesem Fall irrelevant, und das Fluid kann lichtundurchlässig sein.

Claims

Linse mit veränderbarer Brennweite, die eine transparente Umhüllung, die zumindest teilweise durch eine flexible transparente Membran (2) definiert ist und ein transparentes Fluid (4) enthält, ein Rahmenelement (8), das eine Seite der flexiblen Membran (2) umgreift und ein Ringelement (10, 12) umfasst, das eine gegenüberliegende Seite der flexiblen Membran (2) umgreift, wobei das Ringelement (10, 12) und das Rahmenelement (8) durch Haltemittel gegeneinander gedrängt sind, wobei die entsprechenden Oberflächen (38, 40) des Rahmenelements (8) und des Ringelements (10, 12), die die flexible Membran umgreifen, im wesentlichen komplementär zueinander und so profiliert sind, dass sie einen Umfangsbereich der flexiblen Membran dazu bringen, seine Ausrichtung mehr als einmal zu ändern, und wobei mindestens eine der umgreifenden Oberflächen (38, 40) mit einer Beschichtung aus einem eine hohe Reibung hervorrufenden Material versehen ist, um die Reibungskraft zwischen der mindestens einen profilierten Oberfläche und der flexiblen Membran zu erhöhen.
Linse mit veränderbarer Brennweite nach Anspruch 1, bei der die Profile der umgreifenden Oberflächen gestuft sind.
Linse mit veränderbarer Brennweite nach Anspruch 1, bei der die Profile der umgreifenden Oberflächen einen oder mehrere Vorsprünge und eine komplementäre Ausnehmung bzw. komplementäre Ausnehmungen umfassen.
Linse mit veränderbarer Brennweite nach Anspruch 1, bei der die umgreifenden Oberflächen mindestens eine schräge Oberfläche umfassen, die sich in radialer Erstreckung in Richtung des Rahmenelements erweitert.
Linse mit veränderbarem Focus nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das Ringelement und das Rahmenelement aus einem Material oder aus Materialien sind, das bzw. die genügend steif ist bzw. sind, um kraftschlüssig ineinanderzugreifen und sicherzustellen, dass das Ringelement und das Rahmenelement die flexible Membran unter Spannung halten können.
Linse mit veränderbarer Brennweite nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der die Beschichtung Gummi oder ein synthetisches Elastomer ist.
Linse mit veränderbarer Brennweite nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der die Beschichtung eine Dicke von weniger als 100 μm, bevorzugt von weniger als 50 μm, bevorzugter von weniger als 20 μm und am bevorzugtesten von weniger als 10 μm aufweist.
Linse mit veränderbarer Brennweite nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der die Beschichtung an der umgreifenden Oberfläche vorgesehen ist, die die Oberfläche der Membran umgreift, die außerdem eine Innenfläche der Umhüllung bildet, so dass die Dichtungsschnittstelle die Einkapselung des Fluids unterstützt.
Linse mit veränderbarer Brennweite nach Anspruch 8, bei der beide umgreifenden Oberflächen mit einer Beschichtung versehen sind.
Sehhilfe, die eine Linse mit veränderbarer Brennweite nach einem der voranstehenden Ansprüche umfasst, wobei die Sehhilfe als Sonnenbrille, Schwimmbrille, Skibrille, Squashbrille, Sportsehhilfe im allgemeinen, Schweißmaske, Schweißbrille, Labor- bzw. Schutzbrille oder Schutzsehhilfe im allgemeinen ausgebildet ist.