[发明专利]对可变焦光学装置的改进

说明书

本发明涉及对可变焦光学装置领域的改进，尤其是涉及对诸如可以通过改变透明封套内的透明流体的体积和/或压力来改变透镜屈光力的这种类型的可变焦透镜的改进。

已经知道在诸如在GB2183059,GB2184562和WO96/38744中描述了各种类型的透镜。然而迄今为止，尽管在现有技术中描述了可变焦透镜的许多种例子，但还没有一种透镜在商业上被广泛接受用于替换固定焦距毛玻璃透镜或塑料透镜。

可以相信，已知的可变焦透镜不能在商业上被接受是由许多因素造成的。例如，许多已知的透镜在使用中会遭受流体的泄露。此外，许多已知的透镜由于柔性膜的安装结构和/或膜的选用材料的原因，使得这些透镜的光学性能很差。另一个造成已知透镜的光学性能很差的原因是被选来用于充填封套的流体的透明度或屈光率的均匀性较差。已知的透镜在商业上未被接受的另一个原因是当这些已知的透镜被安装在眼镜上时，它们结构显得复杂笨重，从而导致美观效果较差，还增加了这种眼镜的成本，这种高昂的成本使得这些已知的透镜无法与传统的固定焦距的透镜相竞争。

本发明旨在提供一种可变焦透镜和一种制造可变焦透镜的方法，本发明中的实施例至少克服了已知的可变焦透镜的一些问题，从而获得了更具商业吸引力产品。本发明还旨在提供装有可变焦透镜的护目镜。

根据在此公开的发明，提供一种可变焦透镜，它包括：一透明封套，该透明封套至少部分是由一柔性透明膜限定的，并容纳一透明流体；一框架元件，与柔性膜的一面接合；一环状元件，与柔性膜的相反一面接合，该环状元件和框架元件被保持装置朝对方压迫，其中，与柔性膜相接合的框架元件和环状元件的相应表面基本上是互补的，并被构形成使柔性膜的一周边区域多于一次地改变方向。

本申请人认识到，为了使膜具有优良的光学性能，就应当使膜一直被保持在张紧状态下。此外，本申请人还发现，当膜处于张紧状态时，尤其当膜是由诸如聚酯薄膜(Mylar)的优选材料制成时，膜就会自密封在框架元件或环状元件上。

框架元件和环状元件的接合表面的外形允许仅仅通过接合表面的作用就能使膜在框架元件上处于张紧状态。通过这种方式，就可以使可变焦透镜的结构比已知的可变焦透镜的结构更简化了。

接合表面的外形可以是台阶形的，也可以包括一个或多个突起以及互补凹口。随着保持装置把环状元件挤向框架元件，与未伸张的膜的平面基本垂直的接合表面部分将会与膜摩擦接合。这种摩擦接合将会使膜在框架元件上伸展开，确保该膜处于张紧状态下。

在一种特别有利的结构中，接合表面包括至少一个在径向范围朝着框架元件增大的倾斜表面。通过这种方式，随着环状元件被保持装置挤向框架元件，环状元件的倾斜表面与柔性膜之间的摩擦会把膜的周边沿径向向外挤，从而增大膜的张力，也就是把膜伸展开。

环状元件和框架元件可以由一种材料或多种材料制成，这些材料具有足够的刚性，以便能牢固地相互接合，并确保环状元件和框架元件能把柔性膜保持在张紧状态下。优选的方案是，环状元件和框架元件的材料也是轻质的，以利于把在此所描述的透镜装在眼镜中。因此，环状元件和框架元件可以由高度耐撞的塑料材料制成，或由铝制成，或由钛制成。

一般来说，尽量增大接合表面与膜之间的摩擦是很有利的，这不仅使上述的伸展效果尽量最好，而且还能确保在装配成的透镜中，环状元件和框架元件能把膜牢固地保持住。因此，优选的方案是，至少其中的一个表面是高度摩擦的表面。

可以相信这些特点本身是具备新颖性的，因此，根据在这里所公开的发明，提供了一种可变焦透镜，它包括：一透明封套，该透明封套至少部分是由一柔性透明膜限定的，并容纳一透明流体；一框架元件，与柔性膜的一面接合；一环状元件，与柔性膜的相反的另一面接合，该环状元件和框架元件被保持装置相向挤压，其中，与柔性膜相接合的框架元件和环状元件的相应表面基本上是互补的，并且至少其中的一个表面是高摩擦表面。

例如，框架元件和环状元件中的一个或多个是由一种具有很高表面摩擦系数的材料制成的。或者是，至少其中的一个接合表面可被变得粗糙或被扩张，以增大它的表面摩擦。

但是，在一种优选的结构中，至少一个接合表面设有一层高摩擦材料的覆盖层。一种用于该覆盖层的特别优选的材料是橡胶或合成弹性体。这是因为本申请人发现，这种材料能与膜的优选材料例如聚酯薄膜良好接合。

在至少一个接合表面上设有橡胶或弹性体覆盖层的另一个优点是，橡胶和弹性体在接合表面与膜之间的界面上会形成一种很完整的流体密封。