可变焦距透镜和眼镜的制作方法

专利名称：可变焦距透镜和眼镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变焦距透镜，并涉及使用该可变焦距透镜的眼镜。
背景技术：
充液可变焦距透镜广为人知。它们通常由充液室组成，充液室的至少一个面由透 明的柔性膜形成。随着液体被引入所述室或从所述室移去，所述柔性膜变形，且柔性膜的曲 率因此改变。这种曲率的改变导致透镜的光学特性和光焦度的变化。因此，透镜的光焦度 可简单地通过改变所述室中的液体量而改变。例如，在WO 96/38744中公开了一种现有技术的可变焦距透镜。在该文献中，透镜 中的流体量通过将注射器插过桶孔并利用该注射器添加或抽出流体来调节。如果该透镜被 用在眼镜中，用于透镜的眼镜框架必须允许透镜被注射器够到，且将意识到对该透镜的利 用在某些环境下相当不方便。对于某些类型的眼镜(例如阅读眼镜)所用的可变焦距透镜来说，需要的修正范 围非常小，且利用相对小量的液体可在全部范围内实现修正。该小量的液体可被存储在相 对小的贮存器中。根据一种方案，透镜可由环形成，柔性膜被附接到该环以形成充液腔的一个壁，贮 存器可被提供在与所述环形成整体的中空延伸部的内部。由于贮存器此时与所述环形成整 体，所以不需要附接或分离注射器或类似物来允许调节透镜。另外，不需要提供将贮存器与 透镜腔相连的单独的管；过去，这种单独的管易于损坏，且能够干预眼镜的折叠。贮存器的容积可变化，例如通过将贮存器形成为圆筒并在该圆筒中移动活塞而变 化。已经建议提供采用操作性地连接到活塞的手轮形式的控制装置，使得该手轮的旋转运 动引起活塞的平移运动，并因此引起透镜的光学特性改变。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种可变焦距透镜，包括具有前表面和后表面的 环，其中所述前表面具有径向内部和径向外部；柔性膜，其被附接到所述前表面的所述径向 内部；前盖，其具有比所述柔性膜大的半径，被附接到所述前表面的所述径向外部；和在所 述环的所述后表面上的后盖，使得在所述柔性膜、所述环和所述后盖之间限定可变容积腔。还可以在所述环和后盖之间插入第二柔性膜，如果这样做，则所述环的所述后表 面优选具有与所述前表面相似的结构。因此，根据本发明的第二方面，提供一种可变焦距透 镜，包括具有前表面和后表面的环，其中所述前表面和所述后表面都具有径向内部和径向 外部；第一柔性膜，其被附接到所述前表面的所述径向内部；前盖，其具有比所述第一柔性 膜大的半径，被附接到所述前表面的所述径向外部；第二柔性膜，其被附接到所述后表面的 所述径向内部；和后盖，其具有比所述第二柔性膜大的半径，被附接到所述后表面的所述径 向外部，使得在所述柔性膜和所述环之间限定可变容积腔。应该意识到，所述环的所述前表面(和(如果合适的话)后表面)的所述径向内部和所述径向外部可采用许多不同的形式。在一个当前优选形式中，所述径向内部沿轴向 突出超过所述径向外部，且所述径向内部和所述径向外部优选被一凹槽分开。由于所述径 向内部突出超过所述径向外部，因此在所述环的外部轮廓中形成台阶。进一步优选地，所述前盖(和(如果合适的话)所述后盖)被形成为具有环形突 起，该环形突起配合到所述环的所述轮廓的所述台阶中。该构造允许所述盖和所述环之间 的更牢固的结合。所述径向内部和所述径向外部还可以具有相同的轴向突起并被一凹槽分开。所述盖可通过粘合剂被附接到所述环。然而，还可以利用激光焊接或超声波焊接 来将所述盖附接到所述环。鉴于避免了需要提供粘合剂的单独的步骤，并由于省去了允许 所述粘合剂固化的需要而能够提高生产率，这些方法可为优选的。根据本发明的第三方面，提供一种用液体填充可变焦距透镜的可变容积腔的方 法，其中所述透镜包括具有内腔的整体式中空延伸部，所述内腔通过所述可变容积腔的所 述侧壁中的开口与所述可变容积腔连通；包括步骤将所述透镜布置为使得该透镜的光轴 水平，且所述可变容积腔的所述侧壁中的所述开口位于所述透镜的顶部；将液体通过所述 整体式延伸部的所述内腔引入所述可变容积腔，使得所述腔中的空气被置换并通过所述整 体式延伸部的所述内腔排出；继续前一步骤直到所述可变容积腔完全充满液体，且所述整 体式延伸部的所述内腔被液体部分地填充；围绕所述透镜的光轴旋转所述透镜，直到所述 整体式延伸部的所述内腔的所述轴线竖直；将更多液体引入所述整体式延伸部的所述内 腔，直到在所述内腔的腔口处形成正弯月面；将活塞插入所述整体式延伸部的所述内腔以 密封所述内腔。已经发现，该方法避免了在填充期间向所述透镜中引入气泡，还允许所述可变容 积腔中的所有空气在所述透镜被密封之前排出。根据本发明的又另一方面，提供一种可变焦距透镜，包括具有前表面和后表面的 环、附接到所述前表面的柔性膜和前盖，以及在所述环的所述后表面上的后盖，使得在所述 柔性膜、所述环和所述后盖之间限定可变容积腔；其中所述环被提供有整体式中空延伸部， 所述延伸部的中空内部与所述腔连通，并在所述可变容积腔充有液体时形成用于所述可变 焦距透镜的液体贮存器；所述透镜进一步被提供有在所述整体室中空延伸部上的调节机 构，所述调节机构包括活塞，其被布置为沿所述贮存器的轴线移动，以将液体移入或移出 所述可变容积腔；用于将所述活塞保持在所述贮存器中并防止所述活塞被撤回的装置；和 调节器，其被联结到所述活塞，使得所述调节器的旋转引起所述活塞沿所述贮存器的所述 轴线移动。这样的调节机构为使用者所接受，且允许简单地调节所述腔的容积以及所述透镜 的光焦度。优选地，用于防止所述活塞在所述贮存器中旋转的装置被提供。这减小了所述活 塞和所述贮存器内部之间的密封下降的风险，由于密封下降会导致液体泄漏，因此这是特 别重要的。在一优选形式中，所述活塞包括具有非圆形横截面的轴，并且所述调节机构还包 括销座，用于防止所述活塞在所述贮存器中旋转。进一步优选地，所述活塞的轴具有外螺纹，该外螺纹接合在具有内螺纹的所述调节器的膛孔中。这提供了特别简单和坚固的用于将所述调节器的旋转运动转换成所述活塞 的平移运动的机构。优选地，止动器用于将所述销座和所述调节器保持在所述延伸部上的适当位置。 这简化了所述调节机构的装配。装饰性旋钮可被提供在所述调节器上，以改进所述调节器的外观。如果提供这种 旋钮，则离合器机构优选被设置在所述调节器和所述旋钮之间，以防止过度拉紧对所述机 构造成损坏。


现在将仅以示例方式并参照附图来描述本发明的优选实施例，其中图1为早先提出形式的可变焦距透镜的分解图；图2为根据本发明的可变焦距透镜的一实施例的剖视图；图3a至3d为一系列剖视图，其示出装配图2所示透镜的各阶段；图4a至4c示出用激光焊接构成透镜的方法；图5a和5b示出用超声波焊接构成透镜的方法；图6a和6b示出透镜的环的一部分的可替换构造；图7a至7h为一系列视图，其示出填充具有整体式延伸部的透镜的过程；图8为一副眼镜的透视图；图9a至9m为一系列视图，其示出装配好的调节机构及其各种部件；图IOa至IOd示例出将透镜安装在眼镜框架中的步骤；图Ila至Ilc示例出将透镜安装在眼镜框架中的不同方法；以及图12为具有竖直调节器的眼镜框架的视图。
具体实施例方式图1示出早先提出的具有整体式贮存器的透镜10。该透镜由塑料环20形成，该塑 料环具有其中带有中空膛孔24的整体式延伸部22。后盖60附接到环20的后面，柔性膜 40附接到环的前面。环20、后盖60和柔性膜40之间形成有腔，该腔被液体填充；另外的液 体可被引入或移出该腔以使柔性膜变形，并因此调节透镜的光焦度。前盖50附接到柔性膜 以提供保护。延伸部22的中空膛孔24用作贮存器，并包含可用于改变透镜的光焦度的少量液 体。该膛孔中的活塞可朝向或远离环运动，以将液体移入和移出所述腔，并因而使柔性膜变 形。为了减少修正所需的流体量，前盖和后盖可形成为透镜，其组合而成的光学光焦 度使得用于在期望的范围内改变透镜的光焦度所需的流体的总容积减小。这允许透镜变得 纤细，还允许贮存器(和延伸部)的尺寸减小。因此，对容纳透镜的框架的设计更加自由。组合而成的光焦度可使得透镜总体上能具有负的光焦度，即使当透镜的腔部的光 焦度为正时(即，当柔性膜从环向外弯曲时)亦是如此。由于这允许腔中液体的压力保持 在或高于大气压力，并因此避免腔中液体释放气体(这会在透镜中引起气泡)风险，因此这 是有利的。
在早先提出的透镜中，柔性膜40附接到环20的前面，然后前盖50附接到柔性膜。 因此，将柔性膜40附接到环20的粘合剂必须足够牢固以支撑柔性膜40和前盖50的重量。另外，柔性膜40必须使得粘合剂粘到该柔性膜的两侧。因此，或者需要限制制造 膜的材料的范围，或者需要使膜在两侧都受到处理以确保粘合剂将粘到该膜。在实践中，膜 通常由聚酯薄膜(Mylar)形成，该聚酯薄膜要求在粘合剂粘到其之前进行表面处理。图2示出根据本发明的装配好的透镜的剖视图，图3a至3d示出其制造步骤。这 里，应该注意的是，后盖和环整体式形成(作为单一部件120)，但应该意识到，它们可单独 形成并在单独的步骤中装配。另外，可以看到，后盖和前盖150都被形成为透镜。由图3a最佳地看到，环120的前表面122为台阶状，其径向内部124 (在下文中被 称为内台阶)沿轴向突出超过径向外部126(在下文中被称为外台阶)。柔性膜140例如借 助粘合剂128被结合到内台阶124，前盖150也例如借助粘合剂130被结合到外台阶126。 应该提及的是，为了清晰的目的，图中内台阶124的尺寸被极大地夸大，在实际的透镜中， 内台阶124沿轴向突出几分之一毫米。在径向内部124和径向外部126之间也可以提供凹 槽132，如图6a所示。当然，只要具有可供柔性膜附接的径向内部124和可供前盖附接的径向外部126， 则内部124不需要突出超过外部126。然而，在径向内部124和径向外部126之间具有凹槽 132仍然是优选的。这种布置在图6b中示出。作为构造透镜的第一个步骤，粘合剂128被涂敷到内台阶124上。在一优选形式 中，该粘合剂为紫外固化丙烯酸单体，比如乐泰3301光固化胶(LOctite3301)，但应该意识 到，任何适当的粘合剂可被使用。然后，柔性膜140被置于内台阶124上的粘合剂涂层128上。柔性膜可由任何适 当的材料形成。在一优选形式中，该膜由聚酯薄膜DLl (Mayer DLl)形成，该膜的将被附接 到环120的表面142已进行了预处理，以改进其粘合特性。优选地，由于能提高透镜的光学特性，柔性膜140被附接到环120之前被预拉紧。 在一优选形式中，一大张膜被预拉紧，然后被同时附接到多个环上。如果这样做，则优选使 膜的附接到环的每个区域被单独地预拉紧，但也可以拉紧整张。如果单个膜附接到环120(而不是如上所述将多个环在一个步骤中附接到相同的 膜)，则柔性膜140优选径向突出超过内台阶124，以确保其被粘贴到内台阶124的全部表 面上。如果柔性膜140与内台阶124具有精确相同的尺寸，则在附接步骤期间需要非常精 确地对准柔性膜140 ；但优选方法避免这种要求。柔性膜140在附接之前可被粗略地切割 尺寸，并可沿径向略微突出超过内台阶124。然后，粘合剂被允许固化(在优选形式中，其暴露于紫外线)。粘合剂固化之后， 柔性膜140沿内台阶124的边缘被修整，从而露出外台阶126 (如图3b中箭头144所示)。 切割器可利用内台阶124的轴向面或者径向内部124和径向外部126之间的凹槽132作为 该切割的向导。还可以利用激光器(尤其是二氧化碳激光器)来切割膜，并且由于这避免 任何例如试图用变钝的刀片切割膜造成的撕破或绞结等问题，因此这是有利的。然后，粘合剂层130被涂敷到外台阶126上(如图3c中所示)。在优选形式中，该 粘合剂同样为紫外固化丙烯酸单体，比如Loctite 3301，但应该意识到，任何适当的粘合剂 可被使用。另外，虽然图中所示的外台阶126和粘合剂层相当深130，但提醒读者的是，该台阶实际的深度仅为几分之一毫米。最后，前盖150被放置在外台阶126中的粘合剂层130上，粘合剂被允许固化(例 如，同样通过暴露于紫外线)。完成的装配示于图2和图3d中。如所见，前盖150覆在柔性膜140上面，且间隔 可使得膜的边缘夹在环120和前盖150之间。可替换地，透镜的部件可被布置为使得在柔 性膜140的边缘与前盖150之间存在间隙。虽然膜140和前盖150所附接到的径向内部124和径向外部126的表面被示出为 平坦的，但并不一定如此。所述表面可以是凹面，以容纳粘合剂。另外，径向内部124可形 成有另外的凹槽(或突起)，该另外的凹槽(或突起)与前盖150上相应的突起(或凹槽) 接合。当前盖150装配到透镜上时，凹槽与突起接合，这将拉伸柔性膜140以进一步改进其 光学性质。其它用于拉伸柔性膜的互接合装置当然也可被设想到。虽然已描述了利用粘合剂的装配方法，但应该意识到其它装配方法也是可以利用 的。例如，膜和前盖可以经由超声波焊接或类似方法连接到环。类似于上文所述的方法，这 可通过两步骤方法完成；然而，也可以在一个单独的步骤中将环、膜和盖焊接到一起。另外， 结合粘合剂和超声波焊接的方法也是可以的，还可以利用激光焊接来装配透镜。对应于参照图2和图3a至3d所描述的方法，现在将参照图4a至4c描述利用激 光焊接装配透镜的方法，且将参照图5a和图5b描述利用超声波焊接的方法。在图4a中装配的透镜包括整体式形成的后盖和环，由附图标记120a表示。与环 120类似，环120a的前表面形成有台阶。如先前所述，柔性膜140a借助粘合剂被附接到内 台阶上。前盖150a形成有环形突起152a，环形突起152a配合到外台阶中并围绕内台阶。 当前盖150a被装配到环120a上时，该环形突起152a的后表面154a接触环120a的前面， 后表面和前面可经由传输激光焊接被焊接到一起，激光束156a被发射穿过环或前盖。激光 焊接是一个快速的过程，且由于其省去了当利用粘合剂时所需的固化时间而特别有利。激 光焊接还有助于具有高质量。由于环和前盖都由透明材料形成，可能需要通过在结合处放置不透明材料(比如 碳黑)来提供熔化区域，以吸收足够量的激光射线从而允许形成焊接。然而，由于该不透明 材料在成品透镜中通过透明部分可见，因此优选利用光学透明但能够吸收可见光谱之外的 激光射线的材料(例如红外吸收体，比如净焊(Clearweld) )。另外，可以省去将柔性膜140a附接到环120a的步骤，并在激光焊接步骤之前简单 地将整个组件夹在一起。在该情况下，需要例如通过对环120a和前盖150a的接触膜140a 的表面成形来提供防止过多热量到达膜的某些装置。这样的方法具有减少制造时间的显著 优点。另外，应该注意到，前盖150a(尤其是环形突起152a)的特定形状可被有利地使用 在参照图2和图3a至3d所述的两步骤粘合方法中。环形突起允许粘合剂更容易地围绕透 镜的几何结构铺开，并提供与优良美学特征的更为牢固的结合。第二激光焊接方法示于图4b和图4c中。这里，环120b和前盖150b与图4b中所 示的环120a和前盖150a类似，具体而言，前盖150b具有环形突起152b，但环120b和前盖 150b两者都形成有围绕它们的配合周界的槽口，配合周界可利用从透镜的侧面瞄准的激光158b而熔化在一起，以形成焊接点160b。激光射线可被透镜材料吸收(比如二氧化碳激 光)，或者可如上所述使用吸收体材料。同样，柔性膜140b可在装配前盖150b之前被粘贴到环120b上，或者整个透镜在 激光焊接步骤之前可被夹到一起。用于超声波焊接的结合几何结构在图5a和图5b中示出。这些几何结构可与用于 激光焊接的几何结构非常类似，不同之处在于必须在将被焊接到一起的部件之一上提供导 能器。图5a示出借助粘合剂附接到环120c的柔性膜140c。导能器162c位于环的外台 阶中，朝透镜的前面突出。导能器的尖端与前盖150c形成接触，从而允许利用超声波焊接 将前盖和环焊接到一起。图5b示出可替换布置，其中柔性膜140d起初未被粘贴到环120d，而是夹在环 120d和前盖150d之间。环120d和前盖150d的中间夹有膜140d的表面被提供有突起，这 些突起在透镜的部件被夹在一起时将膜保持在适当位置，在该情况下，环120d被提供有导 能器162d。因此，透镜可利用单一焊接步骤来制造。是需要的如同激光焊接，超声波焊接是一个快速的过程，比利用粘合剂更干净且更快。如果后盖形成为单独的构件，而不如图2所示与环形成整体，则可以在环和后盖 之间插入第二柔性膜。如果这样做，则环的后面也可形成台阶，或者被分成径向内部和径向 外部，且第二柔性膜和后盖的装配过程可类似于上文所述的柔性膜与前盖的装配。虽然上述将柔性膜和前盖附接到环的方法是当前优选的，但可替换方法也可被利 用。例如，环可通过类似于图2所示的方式形成，但径向外部突出超过径向内部从而 形成凹进。柔性膜被附接到在该凹进内的径向内部。前盖也被容纳在该凹进内，并在其边 缘处(通过粘合或焊接)与环结合。将前盖附接到环的其它可能方法包括将环形成为具有在径向外部下面的环形腔， 且在环形腔和径向外部之间形成有多个端口。在前盖与径向外部形成接触之后，粘合剂被 注射到环形腔中，且粘合剂流过腔和端口以与前盖形成接触，因而将前盖附接到环。一旦透镜被装配完，则其需要被填充液体。优选使用硅油，但也可使用任何适当的 液体。应该意识到，防止在填充的透镜中出现气泡是极其重要的。图7a至7h表示当前 优选的填充透镜的方法。与图1所示的透镜相比，延伸部在此不沿透镜的半径突出，取而代 之的是偏移。在填充过程的第一步骤中，透镜210靠其边缘被定位，从而该透镜的光轴水平，且 延伸部222基本向上指向(如图7a所示)。具体而言，透镜210被放置为使得环220的壁 中的与延伸部222中的膛孔连通的孔被定位在环220的顶部。另外，延伸部222倾斜，使得 合适尺寸和形状的针230可穿过延伸部222中的膛孔竖直插入透镜腔中。针230的外侧与 膛孔的内侧之间应留有间隙，以允许被置换的空气排出。然后，液体240通过针230被引入透镜210的腔。液体240以受控方式被引入，以 避免湍流和气泡的产生。图7b示出该步骤接近结束的情形，此时腔几乎充满液体。由此可 知，将透镜210布置为使得环220的壁中的孔位于环的顶部确保了腔中剩余的空气静止在贮存器之下，并可随着更多液体被引入透镜中而被置换并排出。液体继续被引入透镜中，并开始填充贮存器(参见图7c)。随着贮存器被填充，针 230被撤回(参见图7d)，并且透镜被旋转以使膛孔的轴线到达竖直位置(参见图7e)。然后更多的液体被添加到贮存器，贮存器的边沿现在是水平的。液体被添加，直到 贮存器的边沿处有正弯月面为止(参见图7f，但弯月面未示出)。然后活塞250被插入贮存器中(参见图7g和图7h)。弯月面与活塞头之间的接触 防止空气随着活塞250被插入而通过贮存器进入透镜210。在一优选形式中，某种用于自动控制流体流动和透镜方位的闭环系统被提供。(用 于分配粘性流体的自动化系统本身是已知的；例如见US2007/0069041。)填充设备包括用 于根据需要保持和旋转透镜的夹具、用于将大部分流体通过针引入透镜腔的整体填充台、 用于将剩余的液体滴流到贮存器中的精细填充台、以及在精细填充台上的光学反馈控制系 统，该光学反馈控制系统检测在贮存器边沿何时形成弯月面，并结束精细填充。活塞250是调节机构的部件，并可被移入和移出贮存器，以迫使液体进入透镜或 从透镜腔吸出液体，从而改变透镜的光焦度。应该意识到，活塞可通过许多方式被移动。然而，已经发现，眼镜的佩戴者趋向于 对涉及旋转旋钮76的调节过程感觉最舒适，旋钮的轴线是水平的且基本处于透镜的平面 中(参见图8)。调节机构在其最基本的形式中包括(i)活塞，其被布置为沿贮存器的轴线移动， 以将液体移入或移出腔；(ii)用于将活塞居中地保持在贮存器中并防止活塞撤回的装置； 和(iii)调节器装置，其联结到活塞，使得该调节器装置的旋转引起活塞沿贮存器的轴线 移动。调节机构还可包括另外的装饰性构件，其联结到调节器装置以改进其外观。现在将参照图9a至9m描述调节机构的当前优选形式。图9a为调节机构300的 侧视图，图9b为调节机构300的剖视图。在这两幅图中，调节机构从透镜上的延伸部移除， 且应该意识到，在使用中活塞将被放置在贮存器内。(图9m为调节机构300的另一视图，其 中透镜上的延伸部用虚线表示，以表明调节机构的各种部件如何与延伸部相互作用。)图 9c至91分别为调节机构的各种部件的端视图和剖视图。活塞310在图9e和图9f中示出，包括安装在轴314的端部的活塞头312。活塞 头312接触流体，并被提供有圆周凹槽316以容纳密封件，比如0形圈，该密封件密封贮存 器的侧面。当然，也可使用其它形式的密封件。轴本身314是带螺纹的，且(由图9b和图9e可见)具有矩形横截面。(轴的形状 可被想象为侧面被移除的普通的带螺纹圆柱体。)活塞310的轴314穿过图9g和图9h所示的销座320中的矩形狭槽322。销座320 相对于延伸部固定，且在正常情况下不能旋转。由于狭槽322和活塞轴314的矩形形状，活 塞因而也被防止旋转。销座320也用作止挡，以防止活塞310从延伸部被撤回得太远。可以不用销座320，而是简单地提供一止挡来防止活塞310被撤回。然而，由于活 塞310此时能在贮存器中旋转，因此这不是优选的，且这可损坏活塞与贮存器之间的密封。在所示布置中，销座被止动器330 (示于图9i和图9j中)夹靠在延伸部的端部， 止动器330被拧紧在延伸部的端部上。(明显地，与图1所示的形式不同，这将要求延伸部 形成有圆柱形外表面)。止动器330为正面具有圆形开口 332的帽的形式，活塞轴314突出穿过该开口。止动器330的正面上的开口 332还容纳调节器340，调节器340为具有内螺纹342 的管形构件的形式。内螺纹342与形成在活塞轴314外侧的螺纹(如图9b中最佳所示) 接合。调节器340的主体的外直径稍小于止动器330中的圆形开口 332的内直径，从而调 节器340可相对于止动器330旋转。另外，调节器具有突出的唇部334，唇部334的外直径 稍大于止动器330中的圆形开口 332的内直径。因此，唇部344接合在止动器330后面，并 将调节器340保持在适当位置。调节器340通过将唇部344接合在止动器330后面而被保持轴向抵靠销座320 ； 然而，调节器340可自由旋转。同时，活塞310在贮存器中可自由地轴向移动，但被销座320 防止旋转。因此，调节器340的旋转用于将活塞轴314旋进或旋出调节器340的螺纹膛孔 342，并因而沿贮存器移动活塞310以将液体移入或移出腔。还可以将另外的旋钮350附接到调节器340 (如图所示)。这样做可以例如用于改 进组件的装饰性外观。当然，如果调节器340本身具有可接受的外观，那么装饰性旋钮350 可被省略。装饰性旋钮350在其最简单的形式中被直接连接到调节器340 (例如通过粘合剂， 或者通过形成在调节器外侧和装饰性旋钮内侧的楔条)，从而它们作为一个整体旋转。然而，优选地，在调节器340与装饰性旋钮350之间设置有某种形式的离合器机 构。在调节机构可因过度拉紧等而损坏的情况下，这种离合器机构可以是优选的。在一简单的形式中，离合器可被形成为调节器340和装饰性旋钮350之一或二者 的整体式部件。例如，调节器340可具有外楔条，装饰性旋钮350可被形成有向内突出的指 部，该指部具有一定程度的柔性。装饰性旋钮350的旋转引起指部推动楔条，这通常使调节 器340旋转。然而，如果活塞310已经达到其行进的终点，且因此调节器340的进一步旋转 被阻止，则指部将变形并压制楔条，从而防止该机构损坏。当然，也可以使用其它形式的滑 动机构，比如摩擦板。在更复杂的形式中，单独的离合器构件可被设置在调节器340与装饰性旋钮350 之间。如上所述，该单独的离合器可利用部件的弹性变形来防止过度的力传递，或者利用被 弹簧驱动至插口的滑动机构，比如摩擦板或球轴承。可以在调节机构中提供某种形式的棘轮装置，其在当前的调节间歇时产生能听见 的咔嗒声或能触到的感觉。例如，棘轮可被布置为光焦度每变化四分之一屈光度时发出咔嗒声。虽然图9a和9b所示的调节机构附接有装饰性旋钮350，实际上，装饰性旋钮350 未被附接到该机构，直到透镜已被配合到框架中之后。图IOa至IOd示出将透镜插入框架。具体从图IOa和IOb可见，框架被形成有用于容纳透镜的凹进以及用于延伸部的 通孔。如图IOa中的箭头所示，延伸部被供给通过通孔，然后透镜被推入凹进中(如图IOb 所示)。凸耳被提供在透镜上，与凹进相对，且凸耳搭扣至框架的凹进中，以将透镜保持在适 当位置。一旦透镜被紧固到适当位置，则装饰性旋钮即被配合到调节器上，如图IOc所示， 框架、透镜和旋钮的完成装配在图IOd中示出。将透镜安装在框架中的可替换方式在图Ila至Ilc中示出。具有这种布置的调节机构与先前实施例的布置稍有不同，这是因为没有提供单独的销座构件。取而代之的是，框 架400的部件410用作销座，以防止活塞轴的旋转。如在图lib和图Ilc中最佳所示，框架在每侧都被提供有两个向后突出的构件 412。这些构件之间限定有狭槽，活塞轴414接合在该狭槽中。在透镜被安装到框架之前， 调节机构没被完全地装配；实际上，透镜在活塞插入贮存器之后但在调节器的任何其它部 件被装配之前被安装。然后，调节机构的保持部件被装配在框架周围。调节器被拧紧在活塞轴上，止动器 被配合在调节器上以将调节器保持在适当位置。从图Ila和图lib可见，止动器被配合到 框架中。装饰性旋钮被装上，然后侧臂被附接到框架。可以模制具有各种牺牲结构的环，牺牲结构帮助制造过程但在透镜装配到框架之 前被移除。例如，环被模制为允许其在填充过程期间更容易地被保持和旋转的结构；这些 结构可在透镜被填充之后从环上移除(例如，通过机加工)，这是因为在那时它们不再被需要。另外，虽然仅在图中示出了延伸部的某些特定布置，但应该意识到，延伸部可具有 任何适当的形式。特别是，延伸部可被附接到环，使得其主轴线以任何期望的角度接近环。 另外，延伸部的横截面形状可为任何期望的形状，活塞头和止动器可被制造为配合该形状。在另外的可替换形式中，调节机构可被竖直而不是水平放置。图12为具有这种竖 直调节器的眼镜框架的视图。
权利要求
1.一种可变焦距透镜，包括具有前表面和后表面的环，其中所述前表面具有径向内部和径向外部；柔性膜，其被附接到所述前表面的所述径向内部；前盖，其具有比所述柔性膜大的半径，被附接到所述前表面的所述径向外部；以及在所述环的所述后表面上的后盖，使得在所述柔性膜、所述环和所述后盖之间限定可 变容积腔。
2.根据权利要求1所述的可变焦距透镜，其中所述径向内部沿轴向突出超过所述径向 外部，因而在所述环的外部轮廓中形成台阶。
3.根据权利要求2所述的可变焦距透镜，其中所述前盖被形成有环形突起，该环形突 起配合到所述环的所述轮廓的所述台阶中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可变焦距透镜，其中所述径向内部和所述径向外 部被一凹槽分开。
5.根据前述权利要求中任一项所述的可变焦距透镜，其中所述前盖通过激光焊接被附 接到所述环。
6.根据前述权利要求中任一项所述的可变焦距透镜，其中所述前盖通过超声波焊接被 附接到所述环。
7.一种可变焦距透镜，包括具有前表面和后表面的环，其中所述前表面和所述后表面都具有径向内部和径向外部；第一柔性膜，其被附接到所述前表面的所述径向内部；前盖，其具有比所述第一柔性膜大的半径，被附接到所述前表面的所述径向外部；第二柔性膜，其被附接到所述后表面的所述径向内部；和后盖，其具有比所述第二柔性膜大的半径，被附接到所述后表面的所述径向外部，使得 在所述柔性膜和所述环之间限定可变容积腔。
8.一种用液体填充可变焦距透镜的可变容积腔的方法，其中所述透镜包括具有内腔的 整体式中空延伸部，所述内腔通过所述可变容积腔的所述侧壁中的开口与所述可变容积腔 连通；包括步骤将所述透镜布置为使得所述透镜的光轴水平，且所述可变容积腔的所述侧壁中的所述 开口位于所述透镜的顶部；将液体通过所述整体式延伸部的所述内腔引入所述可变容积腔，使得所述腔中的空气 被置换并通过所述整体式延伸部的所述内腔排出；继续前一步骤直到所述可变容积腔完全充满液体，且所述整体式延伸部的所述内腔被 液体部分地填充；围绕所述透镜的光轴旋转所述透镜，直到所述整体式延伸部的所述内腔的轴线竖直；将更多液体引入所述整体式延伸部的所述内腔，直到在所述内腔的腔口处形成正弯月 面；以及将活塞插入所述整体式延伸部的所述内腔以密封所述内腔。
9.一种可变焦距透镜，包括具有前表面和后表面的环、附接到所述前表面的柔性膜 和前盖以及在所述环的所述后表面上的后盖，使得在所述柔性膜、所述环和所述后盖之间限定可变容积腔；其中所述环被提供有整体式中空延伸部，所述延伸部的中空内部与所述腔连通，并在 所述可变容积腔充有液体时形成用于所述可变焦距透镜的液体贮存器；所述透镜进一步被提供有在所述整体式中空延伸部上的调节机构，所述调节机构包括活塞，其被布置为沿所述贮存器的轴线移动，以将液体移入或移出所述可变容积腔； 用于将所述活塞保持在所述贮存器中并防止所述活塞撤回的装置；和 调节器，其被联结到所述活塞，使得所述调节器的旋转引起所述活塞沿所述贮存器的 所述轴线移动。
10.根据权利要求9所述的可变焦距透镜，其中用于防止所述活塞在所述贮存器中旋 转的装置被提供。
11.根据权利要求9或10所述的可变焦距透镜，其中所述活塞包括具有非圆形横截面 的轴，并且所述调节机构还包括销座，用于防止所述活塞在所述贮存器中旋转。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的可变焦距透镜，其中所述活塞的轴具有外螺 纹，该外螺纹接合在具有内螺纹的所述调节器的膛孔中。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的可变焦距透镜，其中止动器用于将所述销座 和所述调节器保持在所述延伸部上的适当位置。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的可变焦距透镜，其中装饰性旋钮被提供在所 述调节器上以改进所述调节器的外观。
15.根据权利要求14所述的可变焦距透镜，其中离合器机构被设置在所述调节器和所 述旋钮之间，以防止过度拉紧对所述机构造成损坏。
全文摘要
本发明提供一种可变焦距透镜。所述透镜由具有前表面(122)和后表面的环(120)形成。柔性膜(140)被附接到所述前表面的径向内部(124)，前盖(150)被附接到所述前表面的径向外部(126)。后盖被提供在所述环的所述后表面上，优选与所述环形成整体，从而在所述柔性膜、所述环和所述后盖之间限定可变容积腔。第二柔性膜可被提供在所述环与所述后盖之间。本发明还提供一种填充可变焦距透镜的方法，以及一种用于改变透镜的焦距的调节机构。
文档编号G02B3/14GK101999087SQ200980112585
公开日2011年3月30日 申请日期2009年4月8日 优先权日2008年4月10日
发明者乔纳森·怀特, 威廉姆·约翰逊, 安德鲁·罗贝斯特索恩, 理查德·泰勒, 米兰达·纽伯里, 贾丝廷·布赫 申请人:艾德伦丝有限公司