具有夹层聚合物结构的眼镜发明专利

专利名称：具有夹层聚合物结构的眼镜

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202080056156.5

专利申请（专利权）人：珀莱特股份有限公司
权利人地址：挪威斯科彭

专利发明（设计）人：弗拉基米尔·卡尔塔晓夫,拉尔斯·亨利克森,皮埃尔·克雷恩,珍妮·塔帕尼·凯皮奈恩

专利摘要：本发明涉及一种眼镜镜片，该眼镜镜片包括：第一透明覆盖件构件；第二透明覆盖件构件，其中第一覆盖件构件包括被布置成在使用时面向眼睛的近侧表面，并且第二覆盖件构件包括被布置成在使用时面向周围环境的远侧表面；一个或多个致动器，该一个或多个致动器被布置成沿着第一或第二覆盖件构件的圆周在第一或第二覆盖件构件上生成力或扭矩，以便生成第一或第二覆盖件构件的曲率的可控变化；夹在第一和第二透明覆盖件构件之间的透明的可变形的非流体主体。

主权利要求：
1.一种眼镜镜片(100)，包括：
‑第一透明覆盖件构件(211)，
‑第二透明覆盖件构件(212)，其中所述第一透明覆盖件构件包括被布置为在使用时面向眼睛的近侧表面(213)，并且所述第二透明覆盖件构件包括被布置为在使用时面向周围环境的远侧表面(214)，‑一个或多个致动器(160)，被布置成沿着所述第一透明覆盖件构件或第二透明覆盖件构件的圆周在所述第一透明覆盖件构件或第二透明覆盖件构件(211，212)上生成力或扭矩，以便生成所述第一透明覆盖件构件或第二透明覆盖件构件的曲率的可控变化，其中所述致动器被布置为在正交于或基本上正交于所述近侧表面或所述远侧表面的方向上生成位移，其中基本上正交意味着相对于正交的偏差角度高达10至15度，‑夹在所述第一透明覆盖件构件和第二透明覆盖件构件之间的透明的、可变形的非流体主体(205)，‑滑动接触件(304)，其中
‑所述一个或多个致动器(160)经由所述滑动接触件(304)与所述近侧表面或所述远侧表面机械地接合，其中所述滑动接触件被配置为使得所述远侧表面或所述近侧表面能够相对于所述致动器沿着所述远侧表面或所述近侧表面位移，并且其中所述滑动接触件被配置为在接合位置处在正交于所述近侧表面或所述远侧表面的方向上或在所述致动器的位移的方向上提供刚性连接，使得所述致动器的位移被直接传递到所述第一透明覆盖件构件(211)或所述第二透明覆盖件构件(212)。
2.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中当从眼睛观看时，所述近侧表面(213)和/或所述远侧表面(214)向内弯折。
3.根据权利要求1或2所述的眼镜镜片，其中所述一个或多个致动器作用于其上的所述第一透明覆盖件构件和第二透明覆盖件构件中的一个能够通过所述一个或多个致动器的所生成的力而弯曲，并且其中所述第一透明覆盖件构件和第二透明覆盖件构件中的另一个被成形为提供静态光学校正。
4.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述眼镜镜片被布置成使得所述非流体主体能够在位于所述第一透明覆盖件构件和第二透明覆盖件构件之间并围绕所述非流体主体的环形容积(301)不受约束地扩张。
5.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述眼镜镜片被布置成使得来自外部的行进穿过所述眼镜镜片朝向眼睛的光被折射通过由所述第一透明覆盖件构件和第二透明覆盖件构件以及所述非流体主体组成的夹层结构，包括在所述第一透明覆盖件构件和第二透明覆盖件构件的所述远侧表面上的光学涂层。
6.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述第一透明覆盖件构件和第二透明覆盖件构件中的至少一个具有初始弯折形状，使得当所述一个或多个致动器在所述第一透明覆盖件构件或第二透明覆盖件构件上提供零或最小力时，所述眼镜镜片具有非零光焦度。
7.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述第一透明覆盖件构件和第二透明覆盖件构件中的至少一个具有邻接所述非流体主体的凹形或凸形部分。
8.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述一个或多个致动器是能够控制的，以生成所述眼镜镜片的至少两个预定光焦度(413，414)。
9.根据权利要求8所述的眼镜镜片，其中所述眼镜镜片被优化以在所述至少两个预定光焦度下生成最小光学误差(406)。
10.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述一个或多个致动器经由控制或功率信号来控制，其中所述控制或功率信号作为所测量数据的函数进行确定。
11.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中经由控制信号来控制所述一个或多个致动器，其中所述控制信号作为所述眼镜镜片的期望的光焦度和与实际光焦度相关的所测量的数据之间的误差的函数进行确定。
12.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述致动器是能够在未供电状态下保持所述第一透明覆盖件构件或第二透明覆盖件构件的所实现的曲率的线性位移电动机。
13.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中从一个边缘延伸到相对边缘并与所述眼镜镜片的中心点相交的线的最小直径为15mm。
14.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述滑动接触件(304)包括将所述一个或多个致动器(160)与所述远侧表面和/或近侧表面(213，214)连接的一个或多个弹性元件(601)。
15.一种眼镜，包括：
‑至少一个根据权利要求1所述的眼镜镜片，
‑用于给所述一个或多个致动器供电和控制所述一个或多个致动器的功率和控制电路。 说明书 : 具有夹层聚合物结构的眼镜技术领域[0001] 本发明涉及眼镜，特别是配置有光焦度(opticalpower)是可调的镜片的眼镜。背景技术[0002] 由于不同的原因，眼睛聚焦在不同距离处的物体的能力可能会被限制。通常，这种能力会随着年龄而降低。那么可能需要使用具有不同光焦度的不同眼镜，或者具有不同或可变光焦度的眼镜(如双焦点或渐进式眼镜)。[0003] 尽管这些解决方案有很大的益处，但是与具有非劣化的聚焦能力的人的视力相比，在不同眼镜之间进行切换或使用具有不同内置光焦度的眼镜的需要并不是最佳的。[0004] 因此，本发明的目的是针对目前可获得的眼镜的以上提及的问题和其他限制来改进眼镜。发明内容[0005] 本发明的目的是改进眼镜，特别是提供以比传统眼镜更加用户友好的方式提供不同光焦度的眼镜。本发明的目的还是与目前可获得的眼镜相比进一步改善具有劣化的聚焦能力或遭受其他视力限制的影响的人的视力。[0006] 在本发明的第一方面，提供了一种眼镜镜片，该眼镜镜片包括：[0007] ‑第一透明覆盖件构件，[0008] ‑第二透明覆盖件构件，其中第一覆盖件构件包括被布置为在使用时面向眼睛的近侧表面，并且第二覆盖件构件包括被布置为在使用时面向周围环境的远侧表面，[0009] ‑一个或多个致动器，该一个或多个致动器被布置成在第一或第二覆盖件构件上生成力或扭矩，以便生成第一或第二覆盖件构件的曲率的可控变化，以及[0010] ‑夹在第一和第二透明覆盖件构件之间的透明的、可变形的非流体主体，其中[0011] ‑一个或多个致动器作用于其上的第一和第二透明覆盖件构件中的一个通过滑动接触件(304)分别支撑在远侧表面或近侧表面上，该滑动接触件允许远侧表面或近侧表面相对于一个或多个致动器(160)位移。[0012] 有利的是，可控致动器能够控制一副眼镜中的镜片的光焦度，这意味着镜片的光焦度可以被改变，而用户不需要像传统的多焦点或渐进式镜片那样通过镜片的不同部分进行注视来获得不同的光焦度。[0013] 有利地，透明的、可变形的非流体主体支撑第一或第二覆盖件构件的弯曲，使得弯曲的最终曲率接近球形形状。也就是说，当致动器被激活时，用于非流体主体的聚合物产生了施加到覆盖件构件的力的不均匀分布。相比之下，液体中的静水压力在液体中的任何地方是一样的。在某些情况下，不均匀的力分布有利于创建球形变形轮廓。[0014] 进一步，与液体相比，非流体主体对重力不太敏感。因此，由于使用非流体主体，由于重力效应引起的光学误差受到限制。[0015] 一个或多个致动器可以被布置成沿着围绕非流体主体的至少一部分的路径，诸如沿着第一或第二覆盖件构件的圆周，在第一或第二覆盖件构件上生成力或扭矩，以便生成第一或第二覆盖件构件的曲率的可控变化。[0016] 布置成允许远侧表面或近侧表面相对于一个或多个致动器位移的滑动接触件是可选的，并且在其他配置中可以省略。[0017] 根据实施例，当从眼睛观看时，近侧表面和/或远侧表面向内弯折。[0018] 根据实施例，一个或多个致动器作用于其上的第一和第二透明覆盖件构件中的一个可通过一个或多个致动器的所生成的力或扭矩弯曲，并且第一和第二透明覆盖件构件中的另一个被成形为提供静态光学校正。[0019] 根据实施例，一个或多个致动器作用于其上的第一和第二透明覆盖件构件中的一个通过滑动接触件分别支撑在远侧表面或近侧表面上，该滑动接触件允许远侧表面或近侧表面相对于致动器沿着该表面位移。[0020] 根据实施例，眼镜镜片被布置成使得非流体主体能够在位于第一和第二透明覆盖件构件之间并围绕非流体主体的环形容积中不受约束地扩张。[0021] 根据实施例，眼镜镜片被布置成使得来自外部的行进穿过眼镜镜片朝向眼睛的光被折射通过由第一和第二透明覆盖件构件以及非流体主体组成的夹层结构，可选地包括在第一和第二透明覆盖件构件的远侧表面上的光学涂层。有利的是，眼镜镜片的简单设计提供了很少部件的解决方案。[0022] 根据实施例，第一和第二透明覆盖件构件中的至少一个具有初始弯折形状，使得当一个或多个致动器在第一或第二覆盖件构件上提供零或最小力时，眼镜镜片具有非零光焦度。[0023] 根据实施例，第一和第二透明覆盖件构件中的至少一个具有邻接非流体主体的凹形或凸形部分。[0024] 根据实施例，一个或多个致动器是可控的，以生成眼镜镜片的至少两个预定光焦度。[0025] 根据实施例，眼镜镜片被优化以在至少两个预定光焦度下生成最小光学误差。[0026] 根据实施例，一个或多个致动器经由控制或功率信号来控制，其中控制或功率信号作为所测量数据的函数进行确定。[0027] 根据实施例，经由控制信号来控制一个或多个致动器，其中控制信号作为眼镜镜片的期望的光焦度和与实际光焦度相关的所测量的数据之间的误差的函数进行确定。[0028] 根据实施例，致动器是能够在未供电状态下保持第一或第二透明覆盖件构件的所实现的曲率的线性位移电动机。[0029] 根据实施例，从一个边缘延伸到相对边缘并与眼镜镜片的中心点相交的线的最小直径为15mm。[0030] 根据实施例，滑动接触件包括将一个或多个致动器与远侧表面和/或近侧表面连接的一个或多个弹性元件。[0031] 本发明的第二方面涉及一种眼镜，该眼镜包括[0032] ‑至少一个根据第一方面所述的眼镜镜片，以及[0033] ‑用于给一个或多个致动器供电和控制的电源和控制电路。[0034] 一般而言，本发明的各个方面和实施例可以在本发明的范围内以任何可能的方式组合和耦合。参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面、特征和/或优点将变得显而易见并被阐明。附图说明[0035] 将参照附图仅作为示例描述本发明的实施例，在附图中：[0036] 图1示出了一副眼镜，[0037] 图2A至图2B示出了眼镜镜片中的一个的正视图和镜片的侧视图，[0038] 图3A至图3B示出了控制第一或第二覆盖件构件中的一个的曲率的原理，[0039] 图3C示出了滑动接触件，[0040] 图4A至图4B示出了作为施加到致动器的功率的函数的光焦度和光学误差，[0041] 图5A至图5B示出了致动器的替代性配置，[0042] 图6A主要示出了滑动接触件的另一配置，并且[0043] 图6B主要示出了滑动接触件的弹性元件。具体实施方式[0044] 图1示出了一副眼镜100，该副眼镜包括安装在眼镜框架102中的两个眼镜镜片101。该副眼镜100还包括功率和控制电路150，该功率和控制电路可以被集成在框架102中，用于为一个或多个致动器160供电和控制该一个或多个致动器，该一个或多个致动器被布置成生成作用在镜片101中的一个或多个上的力，以便生成镜片101的光焦度的可控变化。主要示出了功率和控制电路150和致动器160。[0045] 图2A示出了眼镜镜片101中的一个的正视图，并且图2B示出了镜片101的侧视图或截面图。[0046] 该镜片包括第一透明覆盖件构件211和第二透明覆盖件构件212。第一透明覆盖件构件211被限定为当使用时位于眼睛290旁边的覆盖件构件。因此，第二覆盖件构件212被限定为在使用时位于最靠近周围环境，即物体空间的覆盖件构件。[0047] 第一透明覆盖件构件211的面向外的表面被限定为在使用时面向眼睛290的近侧表面213。第二透明覆盖件构件211的面向外的表面被限定为在使用时面向周围环境的远侧表面214。[0048] 镜片101包括夹在第一和第二透明覆盖件构件211、212之间的透明的可变形的非流体主体205。非流体主体205邻接第一和第二覆盖件构件211、212的面向内的表面。[0049] 一个或多个致动器160被布置成沿着第一或第二覆盖件构件的圆周261在第一或第二覆盖件构件211、212上生成力或扭矩。[0050] 例如，致动器160可以是线性位移致动器(诸如线性压电电动机)，该线性位移致动器被布置成沿着圆周261在几个点(在此示出了四个点)处施加位移。[0051] 圆周261可以位于透明的可变形的非流体主体205的外部，使得非流体主体205被圆周围绕，如所示出的那样。然而，圆周261也可以位于非流体主体205的延伸部分内。致动器160也可以定位成使得它们作用在第一或第二覆盖件构件211、212的边缘219上。[0052] 因此，圆周261被理解为围绕非流体主体的至少一部分(诸如包括光轴291的部分或非流体主体的中心部分)的路径。[0053] 致动器作用在将力传递到镜片101的框架或安装件上的其他配置也是可能的。在这种情况下，来自单个致动器的力或扭矩可以被分配给覆盖件构件211、212。框架或安装件可以将旋转致动器的旋转转换成线性位移。[0054] 致动器160被布置成沿着圆周261在正交于或基本正交于表面中的一个(例如，近侧或远侧表面213、214)的方向上生成位移。在这种情况下，基本上正交可能意味着相对于正交的偏差高达例如10至15度。[0055] 致动器作用在边缘219上的其他配置也是可能的，例如，包括至少部分包围边缘219的紧固带的致动器。因此，在这种其他配置中，致动器可以被布置成生成作用在覆盖件构件211、212的平面中的力。[0056] 如下文更详细描述的致动器的动作根据由致动器提供的力、扭矩或位移来改变第一或第二覆盖件构件的曲率。因此，通过控制致动器，可以控制镜片101的弯曲，并且由此控制其光焦度。[0057] 为了实现第一或第二膜211、212的弯曲，第一和第二膜中不与致动器160接触的一个可以由眼镜框架202的一部分支撑，也就是说，使得这个第一或第二膜固定到框架102上。[0058] 图2B的示例示出了第二膜212固定到框架102、202，并且第一膜211连接到一个或多个致动器160。在另一示例中，第一膜211固定到框架102、202，第二膜212连接到一个或多个致动器160。[0059] 还可能的是，致动器被布置成作用在第一和第二膜211、212上，使得通过致动器160的作用迫使两个膜弯曲，可能地使得任一侧上的致动器是独立可控的，也就是说，使得施加在覆盖件构件中的一个上的位移/力独立于施加在另一个上的位移/力。这种解决方案的示例在图5A中示出，其中致动器被固定到眼镜的框架120、202，并且覆盖件构件211、212被固定到致动器。[0060] 图5B示出了由沿着圆周261布置的一个或多个元件501实现的另一致动器160。例如，致动器160可以由环形致动器元件501实现，诸如附接到第一和/或第二覆盖件构件211、212的近侧和/或远侧表面213、214的环形压电元件。[0061] 呈环形致动器的形式的致动器160(诸如环形压电元件501或各个表面安装元件501的分布)以光轴291为中心布置，使得环形元件501的内部或元件501沿圆周261的分布允许光的透射。通过向元件501提供功率信号，元件径向地收缩或扩张(例如，在垂直于光轴291的平面内)，基本上相对于光轴291旋转对称。所生成的收缩力或扩张力T传递到覆盖件构件211、212，并由于由力T生成的扭矩而导致弯曲。图5B中的镜片101可以经由如图5A中的元件501连接到框架(例如，当两个覆盖件构件包括元件501时)，或者经由如图3B中的覆盖件构件连接到框架(当这个覆盖件构件不具有元件501时)。[0062] 图5A和图5B的部件在图3D至图3E中更详细地进行描述。[0063] 镜片101限定光轴291。光轴可以被视为光从物体空间朝向眼睛290传播的轴线，至少对于一些近轴光线是如此。第一和第二透明膜211、212的平面或曲面，(诸如平面或弯折的近侧/远侧表面213、214)可以在至少一个表面点上限定正交于光轴291的平面或切平面，或者至少限定与正交于光轴291的平面成锐角的平面或切平面。因此，第一和第二透明膜211、212的平面通常沿着垂直于光轴291的方向延伸。[0064] 透明的可变形的非流体镜片主体205优选地由弹性材料制成。由于镜片主体是非流体的，因此不需要不透流体的外壳来保持镜片主体，并且没有泄漏的风险。在优选实施例中，镜片主体由软聚合物制成，该软聚合物可以包括多种不同的材料，诸如硅酮、聚合物凝胶、交联或部分交联聚合物的聚合物网络、以及可混溶的油或油的组合。非流体镜片主体的弹性模量可以大于300Pa，从而避免在正常操作中由于重力导致的变形。非流体镜片主体的折射率可以大于1.3。非流体主体205可以具有等于、基本等于或接近透明覆盖件构件211、212的折射率的折射率，以便减少非流体主体205的边界处的反射。[0065] 透明覆盖件构件211、212可以由大量不同的材料制成，诸如丙烯酸树脂、聚烯烃、聚酯、硅树脂、聚氨酯、玻璃等。第一和第二覆盖件构件211、212中的被布置成通过致动器变形的至少一个具有适于通过致动器160的致动而实现弯曲的刚度和厚度。一般而言，第一和/或第二覆盖件构件211、212的材料可以由具有在5MPa和100GPa之间范围内的杨氏模量的材料形成，以提供必要的刚度。例如，硼硅酸盐玻璃的杨氏模量为63GPa，并且熔融石英玻璃为72GPa。[0066] 第一和/或第二覆盖件构件211、212的弯曲至少部分是由于来自非流体镜片主体105的径向变化的反作用力，该反作用力影响覆盖件构件111、112的垂度，并且因此影响光焦度，而不是在没有垂度方面的改变的情况下仅仅竖直压缩镜片主体。在WO2019002524A1中描述了镜片主体105对覆盖件构件的曲率的影响的完整解释，该专利在此通过引用结合于此。非流体镜片主体105的材料基本上不可压缩。这种不可压缩性至少部分地对以提供光学镜片的效果的形状弯曲第一和/或第二覆盖件构件211、212的能力负责。[0067] 如传统眼镜镜片一样，镜片101可以包括涂层，诸如施加在近侧表面213和/或远侧表面214上的抗反射涂层。[0068] 透明覆盖件构件211、212通常是板状的，并且可以具有曲面或平面或其组合。板状覆盖件构件包括第一和第二表面(例如远侧表面214和内表面216)以及边缘，其中曲率在表面中的至少一个上沿着至少一个方向延伸。因此，透明覆盖件构件211、212可以仅沿着一个方向或沿着两个方向弯折。替代性地，第一和第二表面中的一个或两个可以是平面的。例如，覆盖件构件211、212中的一个或两个可以构成平凸镜片或平凹镜片。[0069] 被布置成由致动器弯曲的覆盖件构件的厚度可以在从0.1mm到2mm或者高达10mm的范围内，尽管其他厚度也是可能的。[0070] 眼镜镜片101可以具有由从一个边缘延伸到相对边缘并与眼镜镜片的中心点相交的线限定的15mm的最小直径。也就是说，镜片101的最小直径通常大于15mm。镜片101的典型直径在20至50mm的范围内。[0071] 图3A和图3B示出了控制第一或第二覆盖件构件211、212中的一个的曲率的原理。在图3A中，第一覆盖件构件211具有弯折的表面，这意味着镜片可以生成非零光焦度。[0072] 图3A至图3C中示出的变形和扩张在很大程度上被夸大了。另外，第一覆盖件构件211被示出为具有向外弯折的弯曲部(从眼睛侧观看)，而向内弯曲的形状将更典型。然而，向外和向内两者弯折的弯曲形状对于不同的视力矫正是可行的。[0073] 图3A中的第一覆盖件构件211的曲率可能是由于由致动器160提供的力导致的。替代性地，第一覆盖件构件211的曲率可以是预成形的曲率。因此，第一覆盖件构件211可以具有初始曲率，即，在没有致动器力的情况下存在的曲率，这意味着当一个或多个致动器在第一覆盖件构件211上(或者例如在致动器的未供电状态下在第二覆盖件构件212上)提供零或最小力时，眼镜镜片101具有非零光焦度。[0074] 图3B示出了由于致动器160例如在光轴的方向上的位移导致的第一覆盖件构件211的进一步弯曲。进一步的弯曲改变了镜片101的光焦度。[0075] 由于第一覆盖件构件211的进一步弯曲，第一和第二膜211、212之间的体积减小，这意味着不可压缩的非流体主体205背离光轴径向扩张，如图3B所示，其中非流体主体205的边界已经从利用虚线指示的边界扩张到利用实线指示的边界303。[0076] 非流体主体205必须能够不受约束地、基本不受约束地或至少以低阻力扩张，以便不产生弯曲形状与期望弯曲形状的偏差。这种偏差可能导致光学误差，诸如波前像差。因此，眼镜镜片101可以包括位于第一和第二透明覆盖件构件211、212之间并围绕非流体主体的环形容积301，其中非流体主体205能够不受约束地扩张。环形容积301可以是空气填充体积，其可以与周围环境直接连接，使得空气能够在环形容积301和周围环境之间自由或基本自由地流动。[0077] 图3A指示第一覆盖件构件211上的点A。图3B示出由于第一覆盖件构件211的增加的弯曲，点A已经相对于左侧致动器160向右移动。因此，在第一或第二覆盖件构件211、212的弯曲改变时，近侧表面213或远侧表面214上的位置A相对于光轴291径向平移，例如，对于所示的横截面视图在垂直于光轴291的方向302上平移。[0078] 为了避免第一或第二覆盖件构件中的应力，眼镜镜片101包括滑动接触件304，主要如图3C所示。第一和第二透明覆盖件构件中的被布置为由一个或多个致动器弯曲的一个透明覆盖件构件被致动器160或致动器160的经由滑动接触件304与覆盖件构件接合的部分支撑或机械接合在远侧表面/近侧表面213、214上。[0079] 滑动接触件304可以通过致动器160和远侧表面/近侧表面213、214之间的低摩擦接触来实现。低摩擦收缩可以通过成对的低摩擦材料来实现，也就是说，致动器160的接触部分的材料应该相对于覆盖件构件211、212的透明材料提供低摩擦或足够低的摩擦。示例包括聚乙烯和其他塑料材料。[0080] 滑动接触件304确保近侧/远侧表面213、214上的给定点可以相对于致动器160的接触部分沿着该表面位移。[0081] 滑动接触件304被配置为使得远侧表面214或近侧表面213能够相对于接合所述表面的致动器160的部分沿着该表面位移。此外，滑动接触件应该在正交于被支撑位置处的表面的方向上或者在致动器160的位移的方向上提供刚性连接，即硬质连接，使得致动器位移直接传递到覆盖件构件211、212。[0082] 图6A示出了滑动接触件304的另一配置，其中滑动接触件304由弹性元件601实现，该弹性元件被布置在致动器160和远侧表面/近侧表面213、214之间，并将致动器160与远侧表面/近侧表面213、214连接。[0083] 弹性元件601被设置成响应于致动器160和远侧表面/近侧表面213、214之间的相对位移而弹性变形，诸如响应于它们之间的径向位移(例如在垂直于光轴291的方向302上的径向平移)弹性变形。[0084] 静止xyz坐标系是相对于弹性元件601的初始位置定义的，例如，当弹性元件601处于非变形状态时。在这个示例中，z轴平行于光轴291。[0085] 在左侧的图示中，第一透明覆盖件构件211(也可以是第二透明覆盖件构件212)具有初始曲率，这可能是由于预成形曲率或由于初始位移引起的。在弹性元件601和第一透明覆盖件构件211之间的界面处在第一透明覆盖件构件211上的接触点681具有xz坐标x0、z0。[0086] 在右侧的图示中，致动器160已经被控制成沿着z轴移动或延伸其活塞或其他位移元件一段距离ΔL1。位移生成第一透明覆盖件构件211的弯曲或附加弯曲，使得由于接触点681朝向光轴的径向位移以及由于沿着z轴的位移，接触点681从x0、z0移动到x1、z1。[0087] 由于第一透明构件211的弯曲，弹性元件601和第一透明覆盖件构件211之间的界面处的表面围绕y轴旋转，即，通常围绕与环绕光轴291的路径261相切的轴旋转。[0088] 如所示出的那样，弹性元件601被配置为响应于第一透明覆盖件构件211构件和致动器160之间的相对径向位移而在径向方向上(在此被示出为沿着x轴)弹性变形。[0089] 而且，弹性元件601被配置为响应于围绕y轴或切线轴作用的扭矩Ty而弹性变形。扭矩Ty是由于包括围绕y轴的旋转的第一透明覆盖件构件211的弯曲而生成的，或者通常是由于第一透明覆盖件构件和致动器位移元件之间的相对位移而生成的。[0090] 优选地，弹性元件601响应于径向方向上的变形以及响应于诸如围绕与路径261相切的切线轴(在这个视图中为y轴)的旋转而具有低刚度。低刚度是优选的，以便允许第一透明覆盖件构件211弯曲而不暴露于表面应力，该表面应力可能不适当地影响第一透明覆盖件构件211的曲率，使得修改的曲率导致增加的波前误差或其他弯曲偏差。不期望的应力将是由于例如来自弹性元件601的在径向方向上并围绕切线轴作用的力和扭矩。[0091] 另一方面，优选的是，弹性元件在致动器150的位移方向上(即沿着z轴或沿着光轴291)具有高刚度，以便将致动器位移传递到覆盖件构件211、212。[0092] 弹性元件601可以被限定为具有固定到第一或第二透明覆盖件构件211、212的第一部分611(例如，弹性元件的接触覆盖件构件211、212的表面)和固定到致动器160或其位移元件的第二部分612(例如，接触致动器160的表面)的结构。第一和第二部分611、612弹性连接，使得它们能够例如在径向方向上朝向光轴291相对于彼此弹性位移。弹性元件601可以由弹性材料(诸如硅、聚合物、金属、塑料和其他材料)整体制造。在示例中，弹性元件601由应用于将致动器160与透明覆盖件构件连接的粘合剂形成。[0093] 因此，体现滑动接触件304的弹性元件601使得第一或第二透明覆盖件构件211、212(诸如接触点681)能够响应于覆盖件构件的弯曲而相对于致动器160的接合覆盖件构件的部分位移。[0094] 根据另一示例，弹性元件601被配置为布置在致动器160和远侧表面/近侧表面213、214之间的弹簧元件。例如，弹簧元件可以被配置为挠曲元件，该挠曲元件在径向方向上具有相对低的刚度、围绕切线轴具有相对低的旋转刚度、但是沿着光轴具有相对高的刚度。[0095] 图6B主要示出了包括弹簧元件651的弹性元件601。左侧的图示示出了处于致动器160不生成力的状态(即，F＝0)的弹性元件601(或弹性元件的一部分)，该弹性元件包括弹簧元件651。因此，第一透明覆盖件构件211处于其曲率不被致动器改变的状态。[0096] 在右侧的图示中，致动器位移元件已被激活以引起ΔL1的z轴位移。由于至少部分地由第一透明覆盖件构件211的弯曲引起的反作用力，z轴位移在z方向上生成非零平衡力F1(即，在覆盖件构件的静止弯曲状态下)。由致动器160生成的z轴位移导致第一透明覆盖件构件211弯曲，如夸张地示出的那样。除了ΔL1z轴位移之外，弯曲还导致第一部分611沿着x轴的径向位移(在此是向右的位移)以及第一部分611围绕y轴的旋转。[0097] 应当理解的是，滑动元件接触件304可以包括弹簧元件651和弹性材料两者，诸如设置在第一和/或第二部分611、612与第一或第二透明覆盖件构件211、212的表面之间的弹性粘合剂。[0098] 因此，一般而言，由弹性元件601和/或由低摩擦接触件实现的滑动元件接触件304的示例对致动器160生成的位移提供相同的滑动响应，即接触点681、A的径向位移(分别为图6A、图3C)和旋转，以支持第一或第二覆盖件构件211、212的弯曲和致动器位移到第一或第二覆盖件构件的传递。[0099] 在第一或第二覆盖件构件211、212的可能配置中，第一或第二覆盖件构件包括诸如加强环(未示出)的加强元件。加强元件可以是环形成形为使得它沿着圆周261，并且可以例如通过胶合到覆盖件构件211、212的远侧/近侧表面213、214上。加强元件可以由金属或其他刚性材料制成。在这种配置中，致动器160的接触部分(即被布置成与覆盖件构件211、212接触的部分)将例如经由滑动接触件304接触加强环。显然，加强元件的径向延伸部应该足够大，以适应由于弯曲引起的覆盖件构件211、212的表面的径向平移。[0100] 图3D示出了这样的示例，在该示例中当从眼睛观看时，第一透明覆盖件构件211的近侧表面213和第二透明覆盖件构件212的远侧表面214两者向内弯曲(向内凸出或是凹形的)。出于验光的原因或者为了提供吸引人的眼镜设计，向内弯曲的形状可能是优选的。还可能的是，当从眼睛290观看时，第一透明覆盖件构件211的近侧表面213和第二透明覆盖件构件212的远侧表面214中只有一个是凹形成形的。被布置成由致动器160弯曲的覆盖件构件211、212中的一个的向内弯曲的形状可能是由于覆盖件构件的预成形引起的。因此，向内弯曲的形状的曲率可以通过致动器160来改变，以提供可变的光焦度。[0101] 图3D还示出了第一覆盖件构件211的近侧表面213和内表面315的曲率不同，并且类似地，第二覆盖件构件211的远侧表面214和内表面316不同。给定覆盖件构件211、212的不同曲率提供了传统眼镜镜片中使用的光焦度或光学校正。还可能的是第一和第二覆盖件构件中仅有一个具有其表面的不同曲率。例如，第一透明覆盖件构件211和第二透明覆盖件构件212中的未被布置为由致动器弯曲的一个可以被成形为提供静态光学校正。静态光学校正可以包括近视、远视、散光等的校正。[0102] 图3E示出了这样的示例，在该示例中第一和第二透明覆盖件构件211、212中没有被布置为由致动器弯曲的一个具有例如以光轴为中心的凸形部分330，其形成内表面316的一部分。凸形部分邻接非流体主体205。[0103] 一般而言，第一和第二透明覆盖件构件211、212中的任何一个或两个可以配置有形成内表面316的一部分并邻接非流体主体205的凹形或凸形形状的部分330。[0104] 例如，凹形成形的部分330提供了圆顶形特征，该圆顶形特征有利地为相对的覆盖件构件提供了机械支撑，并且因此有助于控制弯曲。圆顶的形状可以以这样的方式涉及，即它至少部分地充当用于相对的构件覆盖件构件的形状的模具。进一步，圆顶或凸形形状的突起可以实现了相对的覆盖件构件的更大的变形。[0105] 图4A主要示出了由曲线405表示的、施加到致动器160的控制或功率信号401和所得到的光焦度402之间的关系。曲线405示出了光焦度可以从最小值连续变化到最大值。镜片101可以被配置成提供从最小光焦度到最大光焦度的高达3、高达5或可能地高达7光焦度的变化。因此，可以根据用户眼睛的需要连续调节光焦度。[0106] 在其他情况下，光焦度的连续改变可能不是优选的，例如为了提供像传统眼镜的眼镜100。因此，控制系统150可以被配置成在眼镜镜片101的预定光焦度之间转换。图4A示出了可以通过利用控制或功率信号的两个值403、404来控制致动器来控制镜片101以提供两个预定光焦度413、414。值403、404可以是预定的、作为其他数据的函数来确定、或者经由反馈函数进行确定。因此，一个或多个致动器可以是可控的，以生成镜片101的至少两个预定光焦度。[0107] 图4B示出了作为控制或功率信号401的函数的光学误差406，诸如由曲线407表达的波前畸变误差或像差误差。如所示出的那样，对于对应于光焦度402的两个值的控制或功率信号401的两个值，光学误差406被最小化。通过优化第一和第二覆盖件构件211、212的预成形的曲率可以最小化两个或更多个光焦度的光学误差406以在期望的预定光焦度413、414下提供最小的光学误差。[0108] 控制或功率信号(即，间接用于控制致动器的控制信号或直接用于给致动器供电的功率信号)可以是预定的，即，使得使用控制或功率信号的一个或多个值和相对应的光焦度402之间的预定关系。这个关系可以存储在由控制电路150包括的存储器中。[0109] 替代性地，由于所得到的光焦度可能取决于各种因素，诸如温度、使用历史或致动器的年龄和其他参数，所以控制或功率信号可以作为所测量的数据(诸如所测量的温度、在基于压电元件的致动器160的情况下的所测量的容量、位移幅值随时间的所测量的变化等)的函数进行确定。[0110] 可以将眼镜100配置有能够测量镜片101和眼镜100的用户正在注视的物体之间的距离的距离传感器。这种传感器可以是飞行时间传感器或其他传感器。在这种情况下，控制或功率信号可以作为眼镜镜片的期望光焦度和与期望的实际光焦度相关的测量数据(诸如测量距离)之间的误差的函数进行确定。眼睛跟踪可以在眼镜中实施以跟随注视方向。这种眼睛跟踪可以与距离传感器结合使用，以确定应该测量什么距离，并且因此正确地确定距离和相关的光焦度。[0111] 致动器160可以是线性位移电动机，诸如线性压电电动机或电磁线性电动机。压电电动机可能是有利的，因为当没有向电动机供应功率时，它们能够保持线性输出构件的所实现的位移。因此，第一或第二透明覆盖件构件211、212的曲率可以保持处于未供电状态，即，当没有向电动机供应功率时。这有利地降低了功耗，因为主要地当光焦度改变时需要功率。[0112] 控制电路150可以包括电子电路和/或数字处理器，该电子电路和/或数字处理器被布置为用于生成控制或功率信号，可选地用于获得用于确定控制或功率信号的所测量的数据，以及用于使用前馈或反馈控制算法来控制致动器。

专利地区：挪威

专利申请日期：2020-08-06

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN114270248B