(57)【要約】【課題】大量生産に適した単純な構造の可変焦点レンズを提供する。【解決手段】本発明は、可変焦点レンズ（１０）に関連し、可変焦点レンズ（１０）は、剛性のリング（２２）と、リングの前方表面に取り付けられた可撓性膜（２０）と、可撓性膜（５０）に取り付けられる剛性の透明前方カバー（４０）と、リング（２２）の後方表面上の剛性の後方カバー（２０）とを備える。空洞（６０）が、可撓性膜（５０）と後方カバー（２０）との間に形成され、空洞は、液体で充填される。空洞内の液体の量は、可撓性膜の曲率を変え、それでレンズの光学的特徴を変えるように変えられることができる。後方カバーは、リングと一体であることができ、または別個に形成されることができる。さらに、第２の可撓性膜が、後方カバーとリングとの間に位置決めすることができる。レンズの様々な部品は、接着剤によってともに保持することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変焦点レンズであって、
前方表面および後方表面を有する概して剛性のリングと、
リングの前方表面に取り付けられた可撓性膜と、
可撓性膜に取り付けられる概して剛性の透明前方カバーと、
リングの後方表面上の概して剛性の後方カバーとを備え、
空洞が、可撓性膜と後方カバーとの間に形成され、空洞は、液体で充填され、空洞内の液体の量は、可撓性膜の曲率を変え、それによってレンズの光学的特徴を変化させるために変えることを特徴とする可変焦点レンズ。
【請求項２】
前記後方カバーおよびリングは一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点レンズ。
【請求項３】
前記後方カバーがリングとは分離して形成され、リングの後方表面に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点レンズ。
【請求項４】
第２の可撓性膜がリングの後方表面に取り付けられ、かつ、後方カバーが第２の可撓性膜に取り付けられるように、リングと後方カバーとの間に位置決めされる第２の可撓性膜をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点レンズ。
【請求項５】
空気が前記空洞内へ入る、または、空洞外へ出ることを可能とするために、通気孔が前方カバーに形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項６】
前記リングは、それを通過して液体が、空洞内に導入され、または、空洞から引き出されることができるセクションを有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項７】
前記セクションは、リング内の開口に位置決めされた隔壁として形成されることを特徴とする請求項６に記載の可変焦点レンズ。
【請求項８】
前記隔壁は、自己回復材料から形成することを特徴とする請求項７に記載の可変焦点レンズ。
【請求項９】
２つ以上の隔壁を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の可変焦点レンズ。
【請求項１０】
前記前方カバーおよび／または後方カバーは、負または正の光学強度を有することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項１１】
空洞内の液体の屈折率が、後方カバーが形成される材料の屈折率と略同一であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項１２】
前記リング、可撓性膜、および前方カバーが、接着によって取り付けられることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項１３】
前記リング、第２の可撓性膜、および後方カバーが、接着によって取り付けられることを特徴とする請求項４から１２のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点レンズに関し、より詳細には、大量生産に適した単純な構造の可変焦点レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変焦点レンズは良く知られている。それらは、通常、その少なくとも１つの面が、透明の可撓性膜によって形成される液体充填室からなる。液体が、室内に導入され、または、室内から取り除かれるとき、可撓性膜が変形され、その曲率は応じて変化する。曲率におけるこの変化は、光学的特徴およびレンズの強度の変化を導く。レンズの強度は、このように、室内の液体の量を変えることによって簡単に変えられることができる。
【特許文献１】英国特許第２３３３８５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術の可変焦点レンズは、例えば英国特許第２３３３８５８号に開示される。このレンズは、いくつかの相互に係合するリングから形成される。可撓性透明膜は、リング間に捕らえられ、リングは、それらが相互に係合するとき、それらが、（レンズの性能を改善する）可撓性膜に張力をかけて作用するように形成される。１つのリングは、次にともに組み立て体を保持するために変形される。しかしながら、この設計は、所定の要件（展性など）を、リングを形成するために使用される材料に課し、またリングの製造における厳密な許容誤差を要する。さらに、各レンズは、製造を複雑にする多数の別個の部品から形成される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、可変焦点レンズが提供され、可変焦点レンズは、前方表面および後方表面を有する概して剛性のリングと、リングの前方表面に取り付けられた可撓性膜と、可撓性膜に取り付けられる概して剛性の透明前方カバーと、リングの後方表面上の概して剛性の後方カバーとを備え、空洞が、可撓性膜と後方カバーとの間に形成され、空洞は、液体で充填され、空洞内の液体の量は、可撓性膜の曲率を変え、それによってレンズの光学的特徴を変化させるために変えることができる。
【０００５】
本発明のレンズにおいて、可撓性膜は、リングと、平坦な面で形成することができる前方カバーとの間に保持される。これは、レンズの部品の許容誤差に対するより少ない厳密な要件を課し、それで製造を単純にする。さらに、それからレンズが形成することができる材料のより広い選択がある。
【０００６】
好ましい形態において、後方カバーおよびリングは、例えば単一片として成形によって一体に形成される。これは、レンズを組み立てるために必要なステップ数を低減する。しかしながら、これは、必ずしも必要な特徴ではなく、代替形態において、後方カバーは、リングから分離して形成され、リングの後方表面に取り付けられる。
【０００７】
さらなる代替形態において、レンズは、第２の可撓性膜がリングの後方表面に取り付けられ、かつ、後方カバーが第２の可撓性膜に取り付けられるように、リングと後方カバーとの間に位置決めされる第２の可撓性膜をさらに備える。そのようなレンズは、所定のレンズ空洞圧力に対して単一膜レンズの２倍の強度を有する（または、半分の空洞圧力で同じ強度を可能にする）。
【０００８】
さらに、これら全てのレンズにおいて、可撓性膜は、それらが剛直なカバーの背後にあるので、損傷から保護されることが理解される。レンズの耐久性および強さは、このように改善される。
【０００９】
可撓性膜の曲率が変えられるとき、可撓性膜と前方カバーとの間の空間の容積が変化する。空気は、ガスであり圧縮可能であるので、この容積内の空気の圧縮または希薄によって、可撓性膜の移動を達成することが可能である。しかしながら、空気が空洞内へ入る、または、空洞外へ出ることを可能にするために、通気孔が前方カバーに形成されることが好ましい。
【００１０】
リングは、それを通過して液体が、空洞内に導入され、または、空洞から引き出されることができるセクションを有する。好ましい形態において、このセクションは、リング内の開口に位置決めされた隔壁として形成される。隔壁は、好ましくは自己回復材料から形成され、自己回復材料は、隔壁を通して挿入されるシリンジ針などによって、液体が空洞内に導入され、かつ、空洞から取り出されることを可能にする。
【００１１】
さらに好ましい形態において、２つ以上の隔壁が提供される。一方の隔壁を通って押される針が、液体を導入するために使用することができ、他方の隔壁を通って押される針が、空気を引き出すために使用することができるので、これは、空洞を充填することをより容易にする。
【００１２】
好ましくは、前方カバーおよび／または後方カバーは、負または正の光学強度を有する。
第１の空洞内の液体の屈折率が、後方カバーが形成される材料の屈折率にほぼ等しいことも好ましい。これは、後方カバー内側の割れ目、かき傷などの視認性を低減する。
【００１３】
もちろん、任意の適切な方法は、リング、可撓性膜、およびカバーをともに保持するために使用することができる。しかしながら、リング、可撓性膜、および前方カバーが、接着によって取り付けられることが好ましい。さらに、リングと後方カバーとの間に第２の可撓性膜が存在するとき、リング、第２の可撓性膜、および後方カバーが、接着剤によって取り付けられることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態は、添付の図面を参照して例示だけによって以下に説明される。
【００１５】
図４に最も良く示されるように、レンズ１０は、３つの主要な部品、すなわち後方部品１８、前方カバー４０、および可撓性膜５０から形成される。
後方部品１８は、リング２２およびリングと一体に形成される後方カバー２０から形成される浅い皿の形態である。可撓性膜５０は、浅い皿の面を横切って延在し、かつ、リング２２の前方表面に取り付けられる。皿と可撓性膜５０との間に形成される空洞６０は、液体で充填され、空洞６０内の液体の量は、空洞６０の容量を変化させるために変えることができる。リング２２および後方カバー２０は、概して剛直であり、したがって空洞６０の容量を変化させることは、膜５０を変形し、このようにレンズ１０の光学的特徴を変える。
【００１６】
前方カバー４０は、膜５０がリング２２と前方カバー４０との間に挟まれるように、膜５０に取り付けられる。第２の空洞７０は、膜５０と前方カバー４０との間に形成され、この空洞７０は、空気を含む。小さな通気孔４４は、前方カバー４０に形成され、第２の空洞７０が大気と連通することを可能にする。これは、膜５０が変形するとき、第２の空
洞７０内の空気の体積が変わることを可能にする。通気孔４４は、レンズの縁部に位置決めされ、レンズの使用者に引き起こされた混乱を低減するために可能な限り小さい。
【００１７】
図面に示されるように、前方カバー４０の内側表面４２（可撓性膜５０に面する表面）は湾曲される。これは、可撓性膜５０が変形されるのに十分な空間を提供し、このように、レンズ１０の強度が調整することを可能にする。
【００１８】
後方部品のリング２２内に開口２４があり（図１に最も良く見られる）、この開口２４は、可撓性プラグ８０（以降「隔壁」と呼ばれる）によって通常密封される。隔壁８０は、液体が空洞６０から外に漏洩することを妨げ、また空洞６０内への空気の漏洩を妨げ、したがって膜５０の曲率（およびしたがってレンズ１０の光学的特徴）を所望の状態に維持する。
【００１９】
隔壁８０は、自己回復材料から形成される。そのような材料は、針などによって穿孔され、針の引き出し時に再密封することができる。そのような材料の使用は、空洞６０内の液体の量がそのような針の使用を介して調整することを可能にする。
【００２０】
空洞６０内の液体の量を増大するために、液体を含むシリンジの針は、針の端部が空洞６０を穿孔するように、隔壁８０を通して押される。液体は、次に空洞６０内へシリンジから押される。液体の量における増大により、可撓性膜５０がさらに外側に曲げさせられ、レンズの光学的特徴を変化させる。所望の光学的特徴が達成されると、針は、空洞６０および隔壁８０から引き出される。隔壁８０の自己回復性質のために、針によって形成された孔は閉鎖され、空洞６０は再び密封される。
【００２１】
類似する処置が、空洞６０から液体を引き出すために使用される。
隔壁８０とリング２２の開口２４との間の良好な密閉を確実にするために、隔壁８０が、張力下にある間に開口２４内に挿入され、次に緩和を可能にすることができる。隔壁８０が張力下に置かれるとき、それは、長手方向に伸び、したがってポアソン比の結果として側方方向に収縮する。側方方向に収縮される間、隔壁８０は、開口２４内に適切に位置決めすることができ、張力は、次に解放することができる。張力の解放は、隔壁８０をその元の幅に戻させ、元の幅は、隔壁８０を所定の場所に確実に保持するために、理想的には開口２４の幅よりわずかに大きい。
【００２２】
代替形態において、隔壁は、後方部品１８と同時成形することができる。この方法において、後方部品は、この成形ステップで形成されるリング内の開口とともに、プラスチック材料から第１に成形される。次に、エラストマのプラグは、第２の成形ステップで開口内に成形され、このプラグは、隔壁を形成する。後方部品および隔壁を形成するために使用される材料は、隔壁が開口内に堅固に着座したままであることを確実にするために、それらが良好な固有の結合を有するように選択される。そのような同時成形プロセスは、上述の２ステップ方法より、より迅速に、かつ、より安価に隔壁を有する後方部品を製造することが理解される。
【００２３】
好ましい形態において、前方カバー４０は、レンズとして形成される（すなわち、その前方表面および後方表面の曲率は、異なる）。これは、可変焦点レンズが、可撓性膜５０を変形するだけによって達成することができるよりも、大きな最大強度（または、異なる範囲の強度）を有することを可能にする。
【００２４】
例えば、可撓性膜を変形するだけによって達成することができる強度の範囲が、−５Ｄから＋５Ｄであると仮定する。使用者が、この範囲外の訂正（例えば−８Ｄ）を必要とするなら、これは、可撓性膜を変形するだけによって達成することはできない。しかしなが
ら、あるレンズ強度（例えば−５Ｄ）を有する前方カバーを提供することによって、可変強度の範囲は、−１０Ｄから０Ｄになるようにシフトされ、必要な訂正を包含する。類似する方法で、より高い正の強度が必要であるなら、これは、ある正のレンズ強度を有する前方カバーを提供することによって達成することができる。
【００２５】
さらに、ある状況において、空洞内側の液体の圧力が、大気圧より高い（または、少なくとも等しい）ことを確実にすることが望ましい。この圧力が維持されるなら、可撓性膜は、外側に曲がり、レンズに正の強度を与える傾向を有する。全体としてレンズが、負の強度を提供するべきであるなら、これは、前方カバーおよび後方カバーの少なくとも一方に負の強度を提供することによって達成されなければならない。
【００２６】
可変焦点レンズを製造するための現在好ましいプロセスは、以下に説明される。
最初に、例えばアクリル樹脂を成形することによって、または、機械加工および研磨によって、後方部品１８が形成される。成形の品質に応じて、使用に際して使用者の目に面する表面２６は、その成形された形態のままにすることができ、代わりに、この表面２６は、その平坦性を改善するために研磨することができる。内側表面２８、３０も、形状形成するために機械加工される。隔壁８０のための開口２４は、成形プロセスで形成することができ、またはそれは、成形後に機械加工することができる。成形と機械加工との組み合わせは、開口２４を形成するために使用することもできる。
【００２７】
隔壁８０が、次にキャストシリコーンから形成される。好ましい形態において、キャストシリコーンは、３０Ａと４０Ａとの間のショア硬度を有する。シリコーン隔壁は、次にプライミングされ（例えば、Ｌｏｃｔｉｔｅ７７０プライマでブラッシングすることによって）、シアノアクリレートグルー（Ｌｏｃｔｉｔｅ４０３など）がそれに塗布される。
【００２８】
隔壁８０は、次に後方カバーの開口２４内に引き入れられる。この引き入れは、隔壁８０を伸ばし、それで、隔壁を幅において低減させ、開口２４内にそれをはめ込むことを可能にする。隔壁８０が適切に位置決めされると、張力が解放され、隔壁は、その元の寸法に戻ろうと試み、それを開口２４に堅固に着座させる。これは、隔壁８０と開口２４との間の良好な密閉を確実にする。
【００２９】
全ての過剰なグルーは、次に隔壁８０からふき取られる。さらに、グルーが硬化すると、隔壁の内側に突出する「テール」は、隔壁がリング２２の内側壁３０と同一面であるように、切り取られる。これは、使用者の視野内への隔壁８０の侵入を低減する。
【００３０】
可撓性膜５０が、次に準備される。好ましい形態において、これは、良好な光学品質を有するマイラーなどのポリエステルフィルムのシート、特にマイラーＤＬから作られる。シートもまた、その接着品質を改善するために（片側または両側を）処理することができる。シートは、次に張力下に置かれる。
【００３１】
紫外硬化接着剤（Ｌｏｃｔｉｔｅ３１０５など）の薄いビードが、組み立てられた状態で前方カバー４０に直面する（かつ、膜５０に接触する）、リング２２の前方表面３２に塗布される。部品１８のリング２２の前方表面は、次に、接着剤がシートと接触するように、シート上に配置される。
【００３２】
後方部品１８とシートの組み立て体は、次に、接着剤を硬化するために紫外光源に晒される。これは、任意の適切な光源であることができ、それを硬化するために、組み立て体を明るい太陽光に単純に晒すことが可能である。
【００３３】
接着剤が硬化されると、シートは、リング２２の輪郭に合わせて切断される。これは、
２つの段階で行われることができる。すなわち、シートの残りから組み立て体を外すための第１の荒い切断段階と、リングに接着されたシートの部分が、リングに合わせて切り取られる第２の切り取り段階とである。
【００３４】
前方カバー４０が次に形成される。任意の適切な方法および材料を、用いることができる。好ましい形態において、前方カバー４０は、ポリカーボネートから成形され、または、機械加工され、かつ、研磨される。前方カバー４０は、適切な形状に切断された標準の成形された眼鏡レンズから形成することもできる。
【００３５】
前方カバー４０および後方部品１８のリング２２は、両方とも、それらの側方表面に２つの直径方向に対向する長手方向溝３４、４６を有して形成されることに留意されたい。これらの溝３４、４６は、前方カバー４０および後方部品１８が、以下に説明されるそれらの組み立ての間に正しく位置合わせされることを確実にするように作用する。
【００３６】
組み立ての間、後方部品１８および膜５０の組み立て体は、膜５０上方に指標機構内にはめ込まれる。この機構は、後方部品１８の溝３４と係合する２つの突出するリッジを有する。後方部品１８が、指標機構内に適切にはめ込まれると、その位置は、溝３４とのリッジの係合によって画定される。
【００３７】
もちろん、他の指標機構、例えばカバーの外側輪郭を参照するカウンタボアを有するジグが、使用することができる。これは、溝３４、４６が、レンズの審美性に影響を有することがあるいくつかの場合には、好ましいことがある。
【００３８】
紫外硬化接着剤（Ｌｏｃｔｉｔｅ３１０５など）の薄いビードが、組み立てられた状態でリング２２に直面する（かつ、膜５０に接触する）、前方カバー４０の表面４８に塗布される。このステップは、後方部品１８と膜５０の組み立て体が、指標機構内にはめ込まれる前または後で行われることができることは理解される。
【００３９】
前方カバー４０は、次にまた、接着剤側下方へ指標機構内にはめ込まれる。それは、膜５０上に配置され、接着剤は、膜と接触し、前のように接着剤を硬化するために紫外光（再び太陽光であり得る）に晒される。
【００４０】
接着剤が硬化されると、レンズ組み立て体１０は、指標機構から取り外される。後方カバー２０、リング２２、および膜５０の間に形成される空洞６０は、隔壁８０を通して挿入される針によって、油などの液体で充填され、レンズ１０の適切な焦点を達成するために空洞６０内の液体の量を調整することは、この段階で実行することができる。
【００４１】
空洞６０が油で充填されると、隔壁８０がリング２２の外壁と同一面となるように、隔壁８０の外側は、切り取られる。これは、レンズ１０に平滑な外側輪郭を与え、レンズを眼鏡フレーム内にはめ込むことをより容易にする。
【００４２】
最終ステップとして、２つのそのようなレンズが、一対の眼鏡を作るためにフレームにはめ込まれる。所望であれば、フレームは、開口を有することができ、開口は、針がフレームを通して挿入することを可能にするためにレンズの隔壁と位置合わせされ、レンズの焦点のさらなる微調節を可能にするためにレンズの隔壁と位置合わせされる。
【００４３】
上述のレンズにおいて、単一の隔壁８０によって閉鎖された、後方部品１８のリング２２内に単一の開口２４が存在する。代替形態において、後方カバーの側壁は、それぞれ隔壁によって閉鎖される２つの開口を有することができる。
【００４４】
この双隔壁設計は、空洞の充填に関して多数の利点を有する。例えば、隔壁が概して互いに直径方向に対向するなら、レンズは、上下関係の隔壁とともに位置決めすることができる。液体は、下側の隔壁を通して押された針によって空洞内に導入することができ、空気は、上側の隔壁を通して押された第２の針によって空洞から引き出されることができる。この充填方法は、空洞が液体で充填されると、空洞内の気泡の数を低減し、したがってレンズの光学品質を改善する。
【００４５】
空洞６０内の液体の屈折率は、後方カバー２０を形成するために使用される材料の屈折率にほぼ等しいことが好ましい。
上述されたように、後方部品１８のある機械加工は、それを所望の形状にするために必要であり、特に空洞の部分を形成する後方カバー２０の表面２８が機械加工される。かき傷を避けるようにこの表面２８を機械加工することが可能であるが、これは、高価な機械加工プロセスを必要とし、これは、レンズ１０のコストにおける増大を導く。
【００４６】
より安価なアプローチは、液体および後方カバー材料の屈折率が、ほぼ等しいことを確実にすることである。そうであれば、液体を通過して後方カバーへの光の屈折が存在せず、後方カバーの表面上の全てのかき傷は、効果的に見えなくなる。
【００４７】
上記の詳細な説明は、レンズの１つの特定の構造だけに関連するが、他の類似する構造が使用することができることが理解される。２つのそのような構造は、図５および図６を参照して以下に簡単に説明される。
【００４８】
図５に示されるレンズ１１０において、後方カバー１２０およびリング１２２は、別個の部品として形成され、接着剤によって互いに取り付けられる。これは、隔壁の形成および取り付けの前に、上述の組み立てプロセスにおける第１のステップであり得る。可撓性膜１５０、前方カバー１４０、および空洞１６０は、全て図４に示されたものと類似する。
【００４９】
図６に示されるレンズ２１０において、後方カバー２２０およびリング２２２は、再び別個の部品として形成される。さらに、第２の可撓性膜２５２は、リング２２２と後方カバー２４０（膜が変形することを可能にするために湾曲されて示されている）との間に位置決めされる。したがって、空洞２６０は、可撓性膜２５０、２５２、およびリング２２２によって画定される。
【００５０】
２つの膜の存在は、レンズに、所定のレンズ空洞圧力に対して単一膜レンズの２倍の強度を与える（または、半分の空洞圧力で同じ強度を可能にする）。そのようなレンズは、図１から図５に示されるレンズより厚いことがあるが、これは、レンズが用いられる（例えば、機器）使用に応じて、重要ではないことがある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】レンズの第１の好ましい実施形態の斜視図である。
【図２】レンズの側面図である。
【図３】レンズの前面図である。
【図４】図３におけるラインＡ−Ａに沿って取られたレンズの断面図である。
【図５】レンズの第２の実施形態の断面図である。
【図６】レンズの第３の実施形態の断面図である。
【図１】
2009524838.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2009524838.tif 000009
2009524838.tif 000010
2009524838.tif 000011