[发明专利]具有可变焦距的自适应电激活透镜有效

专利信息
申请号: 200680009263.2 申请日: 2006-01-19
公开(公告)号: CN101194198A 公开(公告)日: 2008-06-04
发明(设计)人: N·佩哈姆巴里安;G·李;P·艾拉斯 申请(专利权)人: 庄臣及庄臣视力保护公司
主分类号: G02B15/14 分类号: G02B15/14;G02B7/02;G02B15/15;G02F1/1335;G02F1/1343
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 卢江;刘春元
地址: 美国新*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 具有 可变 焦距 自适应 激活 透镜
【说明书】:

相关申请的相互参照

本申请要求在2005年1月21日提交的第60/645839号美国临时申请的优先权,该美国临时申请在此整体引入作为参考。

背景技术

对眼睛的、与年龄有关的光学变化的矫正随着期望寿命继续增长而变得越来越重要。眼睛的、与年龄有关的一种光学变化是老花眼,其中由于晶状体屈曲性降低而很难将近距离的对象聚焦到视网膜上。老花眼通常在人们四十几岁时开始影响人们,因此非常需要对其进行视力矫正。具有固定的聚焦性质的镜片已经广泛地被用作矫正老花眼和其他状况的眼镜和隐形眼镜。

如果镜片具有可调整的聚焦倍率(focusing power)(即,聚焦倍率不是固定的),那么这些镜片是最有用的。可调整的聚焦倍率给眼睛提供了外部调节,从而将不同距离处的所关注的对象聚焦在焦点上。可调整的聚焦倍率能够利用机械的变焦透镜来实现。但是,机械方法使眼镜体积大并且昂贵。

已经在双焦点透镜中利用了不同的光学技术来既允许近距视觉又允许远距视觉。例如,用户可以佩戴给每只眼睛提供不同聚焦倍率的透镜,一个透镜用于近距离对象,而另一个透镜用于远距离对象。可替换的是,通过利用透镜的区域划分、双焦点衍射透镜或其他划分技术,将近距离对象和远距离对象同时成像到视网膜上,并且大脑区分这些图像。除了双焦点衍射透镜之外,利用这些光学技术的视场很小。而且,由于虹膜阻挡穿过透镜环形部分的光束,所以当瞳孔小时这些光学技术并不能很好地发挥作用。用于矫正的另一种选择是使用单眼视透镜,其中为每只眼睛提供不同的聚焦倍率,一个用于近距离物体,另一个用于远距离物体。但是,当使用单眼视透镜时会影响双眼深度知觉。

已经描述了在光学系统中使用的可电切换的透镜(例如,具有夹在两个导电板之间的液晶层的透镜,其中在施加电场时液晶的定向发生变化)(例如,参见Kowel,Appl.Opt.23(16),2774-2777(1984年);Dance,Laser Focus World 28,34(1992年))。在可电切换的透镜中,已经研究了各种各样的构造,其包括菲涅耳区平板电极结构(Williams,SPIE Current Developments in Optical Engineeringand Commercial Optics,1168,352-357(1989年);McOwan,OpticsCommunications 103,189-193(1993年))。已经描述了可变焦距的液晶透镜(Sato,Jap.J.Appl.Phys.24(8),L626-L628(1985年))。但是,液晶透镜在眼镜片应用中的使用由于许多因素而受到限制,这些因素包括当焦距改变时衍射效率很低以及由液晶层的所需厚度而导致切换时间缓慢。需要一种具有可调整的聚焦倍率的改进的透镜。

发明内容

提供了一种新型的透镜设计以及相应的用于调整透镜焦距的设备和方法。这种新设计基于可单独寻址的电极图形。此处所描述的是这种新设计的两个应用。第一应用是允许焦距在不连续的值之间切换。在一个实施例中,焦距在初始焦距与该初始焦距的整数倍之间切换。第二应用允许更普通的用途,其中根据设计参数而将焦距从可能的最小值连续调整到无穷大。这种新设计克服了上面描述的困难。

更确切地说,提供一种可调整聚焦的、可电学控制的电激活透镜(electroactive lens)。还提供用于不连续地或连续地调整可电学控制的电激活透镜的多种方法。可电学控制的电激活透镜允许在没有笨重的和无效的机械运动的情况下调整焦距。与同时视(simultaneousvision)透镜和单眼视透镜相比,电激活调整聚焦倍率,并且在每种工作条件下,整个孔径都具有相同的聚焦倍率,所述同时视透镜诸如双焦点眼镜、三焦点眼镜或者渐进眼镜或隐形眼镜,其中每个视线的视场都被限制于狭窄的通道并且用户面对两个图像,在所述单眼视透镜中,双眼深度知觉受到影响。由可调整聚焦的、可电学控制的透镜制成的设备在不需要在不同物理透镜之间切换的情况下为可调整的聚焦提供了大视场和高图像质量。这种透镜的其他优点包括紧凑、重量较轻、成本低以及更容易在低电压和低功率损耗的情况下工作。

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