(57)【要約】  可変焦点レンズ（１０）が、前面および背面を有するリング（２０）を備える。可撓薄膜（４０）が、リングの前面と全体的に剛性で透明な前面カバー（５０）との間に保持され、背面カバー（６０）がリングの背面に装着され、それにより、可撓薄膜と背面カバーとの間に形成された空洞を液体で満たすことができる。空洞内の流体の量を変化させて可撓薄膜の曲率を変化させ、それによりレンズの光学特性を変化させることができる。リングが、一体の中空延出部（２２）を備え、その延出部の中空内部（２４）が、空洞に連通し、可変焦点レンズ（１０）用の液体貯槽を形成する。本発明はまた、該レンズを使用する眼鏡も包含する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面および背面を有するリングと、前記リングの前記前面と全体的に剛性で透明な前面カバーとの間に保持された可撓薄膜と、前記リングの前記背面上の背面カバーとを備える可変焦点レンズであって、それにより、前記可撓薄膜と前記背面カバーとの間に形成された空洞を液体で満たすことができ、前記空洞内の流体の量を変化させて前記可撓薄膜の曲率を変化させ、それにより前記レンズの光学特性を変化させることができる可変焦点レンズにおいて、
前記リングが、一体の中空延出部を備え、前記延出部の中空内部が、前記空洞に連通し、可変焦点レンズ用の液体貯槽を形成することを特徴とする可変焦点レンズ。
【請求項２】
前記リングと前記背面カバーとが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】
前記延出部中の前記貯槽の容積を変化させ、それによって前記可撓薄膜の曲率を変化させ、それにより前記レンズの光学特性を変化させられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変焦点レンズ。
【請求項４】
前記貯槽が前記延出部内の中空孔として形成され、プランジャが前記中空孔内に配置され、それにより、前記プランジャが前記リングへ向かって、またはそこから離れる方へ移動すると、前記空洞に液体が押し込まれ、またはそこから引き出されることを特徴とする請求項３に記載の可変焦点レンズ。
【請求項５】
請求項４に記載の可変焦点レンズを少なくとも１つ備え、前記プランジャに作動可能に連結された制御手段が設けられ、それにより、前記制御手段を操作すると前記プランジャが移動することを特徴とする可変焦点眼鏡。
【請求項６】
ハンドホイールが前記プランジャに作動可能に連結され、それにより、前記ハンドホイールの回転運動が、前記プランジャの並進移動を生じる、請求項５に記載の可変焦点眼鏡。
【請求項７】
前面および背面を有するリングと、前記リングの前記前面と全体的に剛性で透明な前面カバーとの間に保持された可撓薄膜と、前記リングの前記背面上の背面カバーとを備える可変焦点レンズであって、それにより、前記可撓薄膜と前記背面カバーとの間に形成された空洞を液体で満たすことができ、前記空洞内の流体の量を変化させて前記可撓薄膜の曲率を変化させ、それによりレンズの光学特性を変化させることができる可変焦点レンズを少なくとも１つ備える可変焦点眼鏡において、
前記レンズが、前記眼鏡のフレーム部材に収容され、前記フレーム部材がまた、前記空洞と流体連通している貯槽を有し、前記貯槽の容積を変化させ、それにより前記空洞に液体を押し込み、またはそこから液体を引き抜くことができる可変焦点眼鏡。
【請求項８】
図１から４を参照して本明細書に実質的に記載されている可変焦点レンズ。
【請求項９】
図５および６を参照して本明細書に実質的に記載されている可変焦点眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点レンズ、および可変焦点レンズを使用した眼鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変焦点レンズは周知である。それら可変焦点レンズは、通常、液体を充填したチャンバから構成され、そのチャンバの少なくとも一方の面は透明な可撓薄膜によって形成されている。液体が、チャンバに導入され、またはそこから排出されると、可撓薄膜が変形させられ、その曲率がそれに応じて変化する。この曲率の変化により、レンズの光学特性および倍率の変化が生じる。したがって、レンズの倍率は、単にチャンバ内の液体の量を変えることによって変化させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術による可変焦点レンズの一タイプが、たとえば、ＷＯ９６/３８７４４に開示されている。この文書では、レンズ内の流体の量は、注入口を通して注入器を挿入し、その注入器を使用して流体を加えまたは引き抜くことによって調節される。レンズ用の眼鏡フレームは、注入器がレンズに達することができるようにもしなければならないので、このレンズの使用には、ある状況下ではかなり不都合な場合があることが理解されよう。
【０００４】
ある種の眼鏡、たとえば読書用の眼鏡に使用する可変焦点レンズについては、必要な修正範囲がかなり狭く、比較的少量の液体を使用して全範囲にわたる修正を達成することができる。この少量の液体は、比較的小さい貯槽に貯蔵することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、前面および背面を有するリングと、リングの前面と全体的に剛性で透明な前面カバーとの間に保持された可撓薄膜と、リングの背面上の背面カバーとを備える可変焦点レンズであって、それにより、可撓薄膜と背面カバーとの間に形成された空洞を液体で満たすことができ、空洞内の流体の量を変化させて可撓薄膜の曲率を変化させ、それによりレンズの光学特性を変化させることができる可変焦点レンズにおいて、リングが、一体の中空延出部を備え、前記延出部の中空内部が、前記空洞に連通し、可変焦点レンズ用の液体貯槽を形成する、可変焦点レンズが提供される。
【０００６】
そのようなレンズでは、貯槽がレンズと一体であり、それ故、空洞内の液体の量、すなわちレンズの光学特性を調節できるようにするために注入器などを取り付けまたは取り外す必要がない。さらに、貯槽がレンズと一体なので、貯槽をレンズに連結する別個の導管を有する必要がない。可変焦点レンズを有する従来の形態の眼鏡の一部では、これらの導管が眼鏡を折り畳むのに障害になっている。
【０００７】
貯槽の大きさが制約され、それ故、このレンズは、特に、広範囲の調整を必要としない読書用眼鏡または類似品に使用するのに好適であることが理解されよう。
リングと背面カバーとは別々に形成してもよく、それは、リングと背面カバーとでは材料要件が異なり得るなど、ある種の状況下では望ましい場合がある。たとえば、背面カバーは透明でなくてはならないが、リングはより強く不透明な材料から形成することが望ましいことがある。しかし、リングと背面カバーとを別々の部品として形成すると、レンズを組み立てるのに要するステップの数が増加する。したがって、代替形態では、リングと背面カバーとは一体に形成することができる。
【０００８】
好ましくは、延出部中の貯槽の容積を変化させ、それによって可撓薄膜の曲率を変化させ、それによりレンズの光学特性を変化させることができる。様々な構成を用いることができ、好ましい形態では、貯槽が延出部内の中空孔として形成され、プランジャが中空孔内に配置され、それにより、プランジャがリングへ向かって、またはそこから離れる方へ移動すると、空洞に液体が押し込まれ、またはそこから引き出される。
【０００９】
本発明はまた、制御手段を操作するとプランジャが移動するようにプランジャに作動可能に連結された制御手段を備える上記の可変焦点レンズを少なくとも１つ備える可変焦点眼鏡も包含する。好ましい形態では、ハンドホイールがプランジャに作動可能に連結され、それにより、ハンドホイールの回転運動が、前記プランジャの並進移動を生じる。したがって、ハンドホイールを回転させると、レンズの光学特性を変化させる機能を果たす。
【００１０】
次に、本発明の好ましい実施形態が、単なる例として、添付図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】可変焦点レンズの実施形態の組立分解透視図である。
【図２】図１のレンズのその組立状態での透視図である。
【図３】そのようなレンズに使用するリングの透視図である。
【図４】リングの代替形態の概略図である。
【図５】そのような２つのレンズを使用した１個の眼鏡の透視図である。
【図６】図４の眼鏡の一部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に最も良く示されているように、レンズ１０は、４つの主要部品から形成されている。すなわち、リング２０（図３に、より詳細に示される）と、可撓薄膜４０と、前面カバー５０と、背面カバー６０とである。
【００１３】
可撓薄膜４０は、リング２０の前面（すなわち、使用に際し着用者の眼から遠い側）に取り付けられ、背面カバー６０はリング２０の背面に取り付けられる。それらの間に、リング２０、可撓薄膜４０、および背面カバー６０が空洞を画成する。使用に際し、この空洞を液体で満たし、空洞内の液体の量を変化させることにより空洞の体積を変化させることができる。リング２０および背面カバー６０は全体的に剛性が高く、したがって、空洞の体積を変化させると、可撓薄膜４０が変形し、それによりレンズ１０の光学特性が変化する。背面カバー６０はレンズであることが好ましく、そのレンズは、特定の使用者の処方に合わせて製作することができる。
【００１４】
前面カバー５０は薄膜４０に取り付けられ、その結果、薄膜４０はリング２０と前面カバー５０との間に挟まれる。前面カバー５０の内面（可撓薄膜４０に面している表面）は湾曲し、または別様に凹んでいる。これにより、可撓薄膜４０が変形するための十分なスペースがもたらされ、したがって、レンズ１０の倍率を調節することが可能になる。前面カバー５０もまたレンズであることが好ましく、背面カバーと同様に、このレンズは、特定の使用者の処方に合わせて製作することができる。望むなら、前面および背面カバー５０、６０を形成する両レンズを組み合わせて、個々の使用者の処方を実現させることもできる。
【００１５】
リング２０が、より詳細に図３に示されている。図３のバージョンでは全体に円形であるが、任意の適切な形状を用いることができる。図で分かるように、リング２０は、一体の半径方向延出部２２を有する。延出部２２には、中空孔２４が形成され、その中空孔２４は、通路２６によってリング２２の内側のスペースに連通する。中空孔２４は、空洞用の流体貯槽として働き、通路２６を通して液体を空洞内に追加し、またはそこから抜き取ることを可能にして、可撓薄膜４０の形状、したがってレンズ１０の光学特性を変化させる。さらに、中空孔２４は、後に説明するように、空洞内の流体の量を変化させる調節機構の少なくとも一部分を収容することができる。
【００１６】
延出部２２の反対側に、充填孔２８がリングを貫通して形成されている。充填孔２８は、レンズの組立後に空洞および貯槽を充填するのに使用され、その後すぐに封止される。
リング２０の背面が、背面カバー６０を受け入れる陥凹３０を有することが図から分かるであろう。代替形態では、背面カバーをリングと一体に形成することができる。
【００１７】
半径方向延出部２２を有するリングが示されているが、延出部は半径方向に延出する必要はないことが理解されよう。一代替形態では、図４に概略的に示されるように、延出部２２がリング２０に対してほぼ接線方向であり、リングのレイアウトは、リングが用いられることになる眼鏡の個々の設計に応じて変わり得ることが理解されよう。
【００１８】
図５は、そのような２つのレンズを使用して製作された１個の眼鏡７０を示す。図５の右側のレンズは、図１および２と同じ向きであり、左側のレンズは、右側のレンズと全く同じであるが、その光軸の周りに１８０度回転させられている。眼鏡の左側のレンズと右側のレンズに全く同じレンズを使用することができることにより、１つの形態のレンズしか製造する必要がないので、製造コストを削減することができる。さらに、レンズは、半径方向延出部２２が使用者の目の目尻から水平方向に延出するように配置されていることが指摘されよう。
【００１９】
レンズ１０はフレーム７２に嵌め込まれ、フレーム７２にサイドアーム７４が取り付けられている。さらに、ハンドホイール７６がフレーム７２の両側に取り付けられ、それらハンドホイール７６のそれぞれが、レンズ１０の焦点を変化させることのできる調節機構に連結されている。
【００２０】
調節機構の一バージョンが、図５に示されている。ここで、調節機構は、孔２４に沿って移動することができ、それによりシリンダ内でピストンとして作用するプランジャ７８を備える。プランジャ７８がリング２２の方へ移動すると空洞に液体が押し込まれ、プランジャ７８がリング２２から離れる方へ移動すると液体が空洞から引き抜かれる。空洞内の液体の量を変えると、可撓薄膜４０の曲率が変化し、したがって、レンズ１０の光学特性が変化する。
【００２１】
プランジャ７８は、ハンドホイール７６に作動可能に連結されている。ハンドホイール７６は、回転することはできるが、その回転軸に沿って移動することはできないように装着されている。ハンドホイールの回転運動は、プランジャ７８の並進運動に変換される。
【００２２】
運動を変換する１つの方式は、内径ねじ山を有する延長部をハンドホイールに設け、その内径ねじ山をプランジャに連結されたロッドの外径ねじ山に対合させることである。プランジャが回転するのを防止すれば（たとえば、フレームの非円形開口の中を通る非円形部分を有するロッドを形成することにより、または、孔の中の対応する平坦な部分と協働する平坦部分を、それ以外は円形のプランジャに形成することによって）、ハンドホイールおよびそれに連結された内径ねじ山の回転運動がプランジャを押して孔に沿って移動させる。当然、ハンドホイールの回転運動をプランジャの並進運動に変換するために、他の適切ないかなる構成をもまた用いることができる。
【００２３】
ハンドホイール７６をフレーム７２の側面に設けることによって、使用者が、眼鏡７０を着用しながら、容易で便利な調節をすることができるようになる。ただし、他の制御手段を用いることもできることが理解されよう。たとえば、ステッパモータを使用して必要な回転運動を実現することができ、また、リニヤアクチュエータを直接プランジャに連結することもできる。
【００２４】
次に、レンズ１０および眼鏡７０の組立工程が、単に例として説明される。
先ず、リング２０をプラスチックから鋳造または他の方法で形成する。標準的眼用品質の背面レンズ６０を、ＵＶ硬化型接着剤（Ｌｏｃｔｉｔｅ  ３３１１または同等品など）の薄いビードをリング２０に塗り、次いで背面レンズ６０を取り付け、硬化することにより、リング２０に接合する。これにより、背面レンズアセンブリが形成される。現実施形態では、背面レンズとリングとは別々の部品として形成されるが、上記の通り、その２つを単一の鋳造部品に合体することができ、それによりこのステップが必要なくなる。
【００２５】
Ｍｙｌａｒ（登録商標）  Ｔｙｐｅ  ＤＬ１フィルム４０の円盤に、テンションリグを用いてプリテンションを掛ける。ＵＶ硬化型接着剤の別の薄いビードを背面レンズアセンブリの前面に塗り、次いで、これを、プリテンションを掛けたＭｙｌａｒ（登録商標）の表面に載せる（Ｍｙｌａｒ（登録商標）には接着の事前処理を行うことができる）。このアセンブリを硬化させる。
【００２６】
Ｍｙｌａｒ（登録商標）で覆われたアセンブリをテンションリグから切り離し、次いで、Ｍｙｌａｒ（登録商標）がレンズアセンブリの縁に揃うように、Ｍｙｌａｒ（登録商標）を切り詰める。
【００２７】
次いで、標準的眼用品質の前面レンズ５０を、前面レンズに塗布されたＵＶ硬化型接着剤の薄いビードを用いて、Ｍｙｌａｒ（登録商標）で覆われた背面レンズアセンブリに接合する。前面レンズ５０を湾曲させ、アセンブリと接合するのに適切な平面を形成するためにレンズの縁部にサンダー仕上げによって接合の予備処理を施すことが、現時点では好ましい。
【００２８】
次いで、プランジャ７８を、半径方向延出部２２の中空孔２４に挿入する。このプランジャが孔２４を封止するので、次いで、レンズアセンブリをシリコーンオイル（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｙｐｅ  ７０４または同等品）で充填することができる。
【００２９】
好ましい充填方法は、充填孔２８の内径より小さな外径を有する注入器を使用し、これにより、シリコーン流体がシステムを充填するとき、空気を排出することができるようになる。この好ましい方法では、プランジャ７８を、孔２４内で、その最大光学倍率位置（プランジャ７８が一杯に押し込まれた位置）に配置する。レンズアセンブリを充填孔２８を上にして保持し、満杯状態の５０％まで充填する。押しのけられた空気は、注入器針と充填孔２８との間の環状部を通って逃げることができる。次に、プランジャ７８を最少光学倍率位置（プランジャ７８が引き出された位置）まで移動させ、次いでその最大光学位置まで戻す。この処理により、中空孔２４から空気を追い出し、必要ならこの処理を繰り返してもよい。次に、レンズ空洞の残りの空間を、流体が溢れるまで充填する。
【００３０】
余分なシリコーンオイルを拭き取り、充填孔２８に栓を挿入する。
現時点で好ましい形態では、栓は、充填孔２８に締まり嵌めされたポリカーボネートのロッドである。栓は、そのレンズアセンブリとの接合部でＵＶ硬化型接着剤を塗布し、硬化することによって恒久的に固定される。
【００３１】
これにより、レンズアセンブリが製造され、そのような２つのアセンブリが、１個の眼鏡を製造するのに必要である。
次いで、１つのレンズアセンブリ１０を眼鏡フレーム前方部７２内に配置する。プランジャ７８のロッドをフレーム前方部７２の背部のスロット内に配置して、調節操作に際してプランジャ７８が回転するのを防止する。レンズ１０は、締まり嵌めによって固定してもよく、または、好むなら、接着接合を使用することもできる。
【００３２】
次いで、調節器アセンブリをプランジャの末端部にねじ込み、調節器アセンブリの外側カラーを、ＵＶ硬化型（または類似の）接着剤を使用してフレーム前方部に接合する。次いで、ハンドホイール７６を調節器アセンブリの内側回転部に取り付け、接着剤接合または類似の手段によって固定する。
【００３３】
レンズアセンブリ１０を挿入し、調節器アセンブリを取り付ける同じステップを、第２のレンズに実施する。
最後に、左側および右側のサイドアーム７４を、フレーム前方部７２に取り付けて、眼鏡７０を仕上げる。
【００３４】
ここでは、貯槽は、一部には製造を容易にするため、また一部には充填作業中に流体およびプランジャ７８を見ることがそれにより可能になる（その結果、充填作業を実施している人が、液体中に気泡の無いことを保証することができる）ので、リング２０の延出部２２に形成することが好ましい。ただし、代替形態では、貯槽およびプランジャを、フレーム前方部自体に収容することもできる。これにより、フレームの構造を複雑にするという犠牲を払うが、リングの構造が簡単化される（その簡単化はリングを背面レンズと一体化して鋳造しようとする場合に重要であり得る）。
【００３５】
当然、眼鏡およびレンズの変形形態が可能であり、特に、ハンドホイールをプランジャに連結するには様々な方式がある。さらに、ハンドホイールを有さない手動調節機構を使用することも可能であるが、現時点では、ハンドホイールがその使用上の容易さ故に好ましい。
【図１】
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【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】
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