BRPI0714240A2 - lente de foco variavÉl, e, par de àculos - Google Patents

Abstract

LENTE DE FOCO VARIÁVEL, E, PAR DE àCULOS. A invenção provê uma lente de foco variável, compreendendo um anel com uma superfície frontal e uma superfície traseira. Uma membrana flexível é retida entre a superfície frontal do anel e uma cobertura frontal transparente geralmente rígida, e uma cobertura traseira é fixada à superfície traseira do anel (opcionalmente com uma segunda membrana flexível ensanduichada entre a cobertura traseira e o anel). Uma cavidade é formada entre a membrana flexível e a cobertura traseira (ou a segunda membrana flexível) é cheia com um líquido, e a quantidade de fluido na cavidade pode ser variada para variar a curvatura da membrana flexível e variar assim as características ópticas da lente. O anel da lente pode ser colorido, e pode ser transparente, translúcido ou opaco. Alternativamente, uma cobertura decorativa pode ser fixada à fronte do anel para fornecer a aparência de uma armação. As lentes podem ser usadas em óculos de foco variável.

Description

"LENTE DE FOCO VARIÁVEL, E, PAR DE ÓCULOS"

A invenção refere-se a uma lente de foco variável, e a óculos usando a lente de foco variável. Ela também se estende a certos tipos de óculos usando outras lentes de foco variável.

Lentes de foco variável são bem conhecidas. Elas

normalmente consistem de uma câmara cheia com líquido, pelo menos uma face da qual é formada por uma membrana flexível transparente. Quando líquido é introduzido em ou removido da câmara, a membrana flexível é deformada, e sua curvatura se altera correspondentemente. Esta alteração em curvatura conduz a uma alteração nas características ópticas e potência da lente. A potência da lente pode ser assim variada simplesmente pela variação da quantidade de líquido na câmara.

Um tipo de lente de foco variável da técnica anterior é revelado, por exemplo, na GB 2333858. Esta lente é formada de vários anéis que engatam uns nos outros. Membranas transparentes flexíveis são aprisionadas entre os anéis, e os anéis são formados de modo que, quando eles engatam uns nos outros, eles tracionam as membranas flexíveis (que melhora o desempenho da lente). Um dos anéis é então deformado para manter o conjunto conjuntamente. Todavia, este projeto coloca certas exigências (tal como ductilidade) sobre os materiais usados para formar os anéis, e também requerer estreitas tolerâncias na fabricação dos anéis. Ademais, cada lente é formada de um grande número de partes separadas, as quais complicam a fabricação.

De acordo com a invenção, uma lente de foco variável é provida, compreendendo um anel com uma superfície frontal e uma superfície traseira, uma membrana flexível retida entre a superfície frontal do anel e uma cobertura frontal transparente geralmente rígida, e uma cobertura traseira fixada à superfície traseira do anel, em que uma cavidade é formada entre a membrana flexível e a cobertura traseira, a cavidade sendo cheia com um líquido, e em que a quantidade de fluido na cavidade pode ser variada para variar a curvatura da membrana flexível e variar assim as características ópticas da lente.

Uma tal construção não requer quaisquer características especiais das partes que formam a lente (outras que não a transparência da fronte e coberturas traseiras e flexibilidade e transparência da membrana). Ela é também simples de ser construída.

Em uma forma preferida, o anel e a cobertura frontal são fixados à membrana usando adesivo. Isto simplifica ainda mais a fabricação. Em uma forma preferida, uma passagem é provida através da

parede do anel para permitir que líquido seja introduzido na e removido da cavidade, para variar o foco da lente. Uma segunda passagem (um orifício de enchimento) pode ser usada para encher a lente, e pode ser fechada com um tampão depois de a lente ser cheia. Uma ou ambas da cobertura frontal e da cobertura traseira

podem ser lentes propriamente ditas. Isto permite que a lente de foco variável tenha uma maior potência (ou uma faixa diferente de potências) do que poderia ser atingida somente por meio da deformação da membrana flexível.

Em uma forma alternativa, a lente compreende duas membranas, uma fixada em cada lado do anel, com a cobertura frontal fixada na fronte do anel para cobrir a membrana de fronte, e uma cobertura traseira fixada à parte traseira do anel para cobrir a membrana traseira. Novamente, uma ou ambas da cobertura frontal e da cobertura traseira podem ser lentes.

Em uma forma preferida, o anel é colorido; ele pode ser transparente, translúcido ou opaco. O anel irá então diferir em aparência do restante da lente, e irá parecer ser uma armação para a lente. Uma cobertura decorativa pode também ser fixada à fronte do anel para fornecer a aparência de uma armação.

A lente pode formar parte de um par de óculos. Os óculos consistem de duas de tais lentes, unidas por uma peça nasal, com cada lente tendo uma peça de braço articulada fixada à mesma. Se os anéis das lentes forem coloridos, então isto fornecerá a aparência de uma armação, embora os óculos sejam, com efeito, sem armação.

Em uma forma preferida, a peça nasal se ajusta sobre uma projeção sobre o anel, e em uma forma particularmente preferida, esta proteção é um tampão para fechar o orifício de enchimento.

Quando a distância entre as lentes é determinada pela largura da peça nasal, isto provê uma maneira simples de variar a distância inter pupilar dos óculos. Uma peça nasal mais larga irá aumentar a distância inter pupilar, e uma peça nasal mais estreito irá reduzir a mesma.

Em uma forma alternativa, os anéis das duas lentes de um par de óculos podem ser formados como uma peça única, com uma peça nasal integral unindo os mesmos. Esta peça de armação única pode ser colorida para fornecer a aparência de uma armação, como descrito acima. Tampas frontal e traseira e uma membrana flexível podem ser fixadas, como descrito acima.

Os dispositivos para ajustar a potência das lentes são preferivelmente posicionados nas peças de braço dos óculos. Em uma forma preferida, estes dispositivos assumem a forma de reservatórios conectados com as cavidades das lentes (com um reservatório servindo para ajustar cada cavidade). O volume do reservatório pode ser aumentado ou diminuído, para forçar líquido para dentro ou remover líquido da cavidade. O volume do reservatório pode ser usado para controlar a faixa de potência disponível da lente.

Vários tipos de reservatório que podem ser usados desta maneira são revelados no WO 99/47958. Uma forma particularmente preferida do reservatório é na forma de um cilindro, cujo eixo geométrico é disposto ao longo do comprimento da peça de braço. Um pistão no cilindro é forçado a se mover por meio da rotação de um botão fixado no cilindro (e um mecanismo de cremalheira e pinhão pode ser usado neste caso). Preferivelmente, o cilindro é disposto dentro da peça de braço, e o botão é posicionado no lado da peça de braço afastado da cabeça do usuário, para permitir o acesso fácil.

Um tubo se estende da saída do reservatório para uma das passagens através do anel da lente. Preferivelmente, este tubo é flexível, e passa através da articulação da peça de braço, para melhorar a aparência dos óculos. Isto também provê alguma proteção para o tubo.

Para prevenir que o tubo flexível seja sujeito a deflexão excessiva quando as peças de braço são dobradas em torno das articulações, é preferido que as articulações sejam dispostas a uma curta distância atrás do plano das lentes (isto é, deslocadas em direção à cabeça do usuário). Isto assegura que a curva máxima através da qual o tubo flexível deve ser encurvado é em torno de 90 graus.

Evidentemente, os óculos podem usar outros tipos de lentes de

foco variável.

Formas de realização preferidas da invenção serão agora descritas a título somente de exemplo e com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais:

a figura 1 é uma vista em seção transversal de uma primeira forma de realização de uma lente de foco variável;

a figura 2 é uma vista em seção transversal de uma segunda forma de realização de uma lente de foco variável;

a figura 3 é uma vista em perspectiva de um anel para uso em

uma tal lente;

a figura 4 é uma vista em perspectiva de um par de óculos usando duas de tais lentes;

a figura 5 é uma vista lateral dos óculos da figura 4; a figura 6 é uma vista detalhada da articulação dos óculos; e as figuras 7a e 7b são vistas comparativas que explicam a colocação da articulação dos óculos.

Como melhor mostrado na figura 1, a lente 10 é formada de quatro partes principais: um anel 20 (mostrado em maior detalhe na figura 3), uma membrana flexível 30, uma cobertura frontal 40 e uma cobertura traseira 50.

A membrana flexível 30 é fixada à fronte do anel 20, e a cobertura traseira 50 é fixada à traseira do anel 20. Entre elas, o anel 20, a membrana flexível 30 e a cobertura traseira 50 definem uma cavidade 60. No uso, esta cavidade 60 é cheia com um líquido, e a quantidade de líquido na cavidade pode ser variada para alterar o volume da cavidade. O anel 20 e a cobertura traseira 50 são geralmente rígidos, e a alteração do volume da cavidade 60 deforma a membrana flexível 30 e varia assim as características ópticas da lente.

A cobertura frontal 40 é fixada à membrana 30, de modo que a membrana 30 é ensanduichada entre o anel 20 e a cobertura frontal 40. Como mostrado nos desenhos, a superfície interna da cobertura frontal 40 (a superfície voltada para a membrana flexível 30) é encurvada. Isto provê suficiente espaço para que a membrana flexível 30 seja deformada, e permite assim que a potência da lente seja ajustada.

A cobertura frontal 40 pode ser formada com um orifício de ventilação (não mostrado) para permitir que ar escape do interstício entre a cobertura frontal 40 e a membrana flexível 30 quando a membrana se move. Todavia, este orifício de ventilação pode permitir que água entre no interstício, e, assim, pode não ser desejável sob certas circunstâncias.

O anel 20 é mostrado em maior detalhe na figura 3. A versão na figura 3 é geralmente circular, mas qualquer formato apropriado pode ser usado. Como pode ser visto, aqui estão duas passagens 22, 24 através da parede do anel. No uso, uma destas passagens 22 está em comunicação com um tubo flexível conectado com um reservatório de líquido de volume variável (descrito em maior detalhe posteriormente); quando o volume do reservatório é variado, a quantidade de líquido na cavidade é também variada para variar a potência da lente. Como mostrado na figura 3, esta passagem pode se estender através de um ressalto 26 que se projeta a partir do anel, ressalto 26 este no qual a peça de braço segurando o reservatório pode ser fixada. A outra passagem 24 (um orifício de enchimento) é usada para encher a cavidade e o reservatório depois da montagem. Uma segunda versão da lente é mostrada na figura 2. Esta

versão é similar àquela mostrada na figura 1, exceto que ela inclui uma segunda membrana flexível 54 ensanduichada entre o anel 20 e a cobertura traseira 52. As faces internas tanto da cobertura frontal quanto da cobertura traseira 40, 52 são encurvadas para prover suficiente espaço para que as membranas 30, 54 se deformem.

Em ambas as lentes, a cobertura frontal 40, a cobertura traseira 50, 52 e a(s) membrana(s) flexível(is) 30, 54 são todas transparentes. Todavia, quando o anel 20 não é posicionado no percurso óptico do usuário, não existe necessidade de ele ser transparente e, mais precisamente, pode ser de qualquer aparência. Se o anel for opaco, então ele irá parecer como uma armação em torno da lente.

Ainda, quando o anel não desempenha qualquer papel no procedimento de focagem, ele não precisa ser formado para qualidade óptica, e, assim, o molde usado para formar o anel pode ser feito de forma mais barata.

Um par de óculos ajustáveis 100 usando as lentes descritas acima é mostrado nas figuras 4 e 5. Os óculos compreendem duas lentes 10 conectadas por uma peça nasal 110. Fixada em cada lente 10 está uma peça de braço 120. O anel 20 da figura 3 é usado para formar a lente à direita na figura 4, e a peça de braço é fixada ao ressalto 26. Obviamente, o anel usado para formar a lente à esquerda na figura 4 é uma imagem de espelho daquele na figura 3.

Cada peça de braço 120 inclui um reservatório de liquido de volume variável, o qual está em comunicação com a cavidade da respectiva lente. O reservatório é na forma de um cilindro com um pistão móvel, e o movimento do pistão ou força líquido a partir do reservatório para a cavidade, ou puxa líquido da cavidade para dentro do reservatório, para variar o volume da cavidade e alterar assim o formato da membrana flexível. Sobre cada peça de braço é provida uma roda 130, no lado do

braço voltado em afastamento à cabeça do usuário. Esta roda pode ser girada pelo usuário enquanto os óculos 100 estão sendo usados. Rotação da roda causa com que o pistão de reservatório se mova (possivelmente através de um mecanismo de cremalheira e pinhão) para variar o volume de líquido na cavidade, e variar assim o foco da lente. Cada lente pode ser ajustada individualmente, e quando os reservatórios permanecem fixados nas lentes, outro ajuste pode ser realizado a qualquer tempo (por exemplo, para acomodar deterioração na visão do olho do usuário).

As peças de braço são formadas de duas partes articuladamente conectadas. A peça mais curta destas peças (190) é conectada com o ressalto sobre o anel, para conectar a peça de braço com a lente. A peça mais longa retém o reservatório, e tem uma a standard peça de têmpora.

O tubo flexível, o qual conecta o reservatório com a lente, passa através da articulação. Uma vista de detalhe da articulação é mostrada na figura 6. Como pode ser visto, a parte mais curta da peça de braço é provida com uma proteção 150, através da qual uma abertura 160 é formada. A parte mais longa da peça de braço tem duas projeções 152, 154, as quais também têm aberturas 162, 164 formadas através delas. Um parafuso 170 passa através da abertura 160 na projeção 150 na parte mais curta e a abertura 162 em uma das projeções 152 na parte mais longa, para manter as partes juntas.

Em um arranjo alternativo, o parafuso 170 pode ser inserido através dos orifícios 162, 160 a partir de baixo. Uma chave de parafuso pode acessar o parafuso 170 através do orifício inferior 164. Onde os materiais permitirem, um parafuso auto-rosqueante pode ser usado. Alternativamente, uma porca e parafuso podem ser usados para segurar as duas porções de peça de braço juntas.

O tubo flexível 180 passa através de orifícios na parte mais longa e na parte mais curta, para protegê-lo. Alternativamente, peças de cobertura podem ser providas no exterior da articulação para proteger o tubo 180 contra dano.

Em uma forma alternativa, a parte mais curta pode também ser formada com duas projeções, e dois parafusos podem ser usados para conectar cada projeção da parte mais curta com uma projeção correspondente na parte mais longa. As figuras 7a e 7b são vistas esquemáticas que explicam o posicionamento da articulação. A figura 7b mostra a situação onde a articulação é posicionada em geralmente o mesmo plano que as lentes, e, como pode ser visto, o tubo flexível é encurvado quase que por duas vezes quando os óculos são dobrados. Isto poderia conduzir ao enlaçamento do tubo e possivelmente danificar o mesmo.

Figura 7a mostra uma posição preferida da articulação. Aqui, a articulação é deslocada para trás a partir do plano das lentes (a partir de um ponto de visão do usuário). Como pode ser visto, a dobra mais aguda que o tubo flexível é sujeito aqui é em torno de 90 graus, o que reduz a chance de dano.

Um método de fabricação das lentes e dos óculos será agora descrito somente a título de exemplo.

Primeiramente, cada lente é formada. Como um primeiro passo, a cobertura traseira (que pode ser uma lente de qualidade oftálmica padrão) é ligada com o anel. Isto pode ser feito por meio da aplicação de um delgado talão de adesivo a UV (tal como Loctite 3311) ao espaçador, fixando a cobertura traseira, e então curando a mesma.

Um disco de mylar (que pode ser do tipo DL1) é então pré- tracionado usando um anel de tração. Um talão delgado de adesivo a UV é aplicado à fronte do anel, e o conjunto do anel e da cobertura traseira é então colocado sobre a superfície do mylar, o qual pode ser pré-tratado para adesão. Este conjunto é então curado.

O conjunto é cortado a partir do anel de tração, e o mylar é aparado de volta até a borda do conjunto de lente.

A cobertura frontal (que pode também ser uma lente de qualidade oftálmica) é então ligada com o conjunto traseiro por meio da aplicação de um delgado talão de adesivo a UV na lente frontal. Como mostrado na figura 1, a cobertura frontal é encurvada e a borda da cobertura pode ser preparada for ligação por usinagem (por exemplo, lixagem) para prover uma superfície plana adequada para se ligar com o conjunto de lente. O adesivo a UV é então curado para produzir uma lente completa.

Os conjuntos de articulação são então preparados. As duas partes do conjunto de articulação são posicionadas em sua posição correta, são seguras no local com um parafuso de articulação e porca. Adesivo de travamento de rosca pode ser usado, se necessário. A abertura na projeção inferior da parte mais longa (como mostrado na figura 6) provê acesso fácil para uma chave de parafuso apertar o parafuso de fixação. O tubo flexível é então enfiado através da articulação montada. Neste estágio, o uso de um comprimento em excesso de tubulação de alimentação simplifica o processo de montagem e o comprimento em excesso pode ser aparado posteriormente.

Uma extremidade do tubo flexível é então ligada dentro do o ressalto do anel, por meio de aplicação de adesivo a UV adesivo na superfície externa do tubo, e então curada.

A peça de braço é então preparada. Primeiramente, o pistão do reservatório é montado por segurar uma cabeça (que porta uma vedação de anel em "O") na parte traseira (que é formada pelo elemento de cremalheira) usando um parafuso. Em uma construção alternativa, o pistão poderia ser um componente de uma peça. O pistão é inserido em um tubo (que forma uma extremidade proximal do cilindro). Uma caixa de pinhão é unida com a parte traseira do tubo, e uma outra seção do tubo é unida com a parte traseira da caixa de pinhão. Estas partes são alinhadas e então unidas com adesivo para formar o cilindro. Alternativamente, um único elemento de tubo pode ser modificado para uso com a caixa de pinhão.

A parte traseira do cilindro é então tamponada. O tampão é arranjado para prover uma conexão externa para uma peça de têmpora padrão de óculos, que é então fixada, (a conexão das peças de têmpora com as lentes pode alternativamente ser parte do conjunto de óculos final.).

A roda, que tem um pinhão integrado, é inserida na caixa de pinhão para engrenar com a cremalheira, e travar no local. A roda pode ser segura por meio da ligação uma pequena seção de tubo de travamento em uma seção de eixo de roda que se projeta além da caixa de pinhão.

O tubo flexível é então aparado no comprimento apropriado, e sua extremidade livre é ligada com o cilindro. As peças de cobertura são fixadas para proteger o tubo e enrijecem o conjunto completado.

O sistema de fluido do conjunto (lente, tubo flexível e cilindro) é então cheio com óleo de silicone (Dow Corning, Tipo 704 ou equivalente).

Uma seringa com um diâmetro externo menor que o diâmetro interno do orifício de enchimento é usada, tal que ar pode ventilar em torno da agulha quando o fluido de silicone enche o sistema. Em um método correntemente preferido, o conjunto é ajustado em potência de lente máxima (com o pistão empurrado totalmente para dentro). O conjunto é então posicionado com o orifício de enchimento apontando verticalmente para cima, a seringa é inserida, e o conjunto é cheio até 50% do total. O conjunto é então ajustado na potência de lente mínima (com o pistão puxado para fora), então de volta para a potência máxima. Este processo remove ar do conjunto, e pode ser repetido, se necessário. O volume remanescente da lente é então cheio com óleo até o transbordamento.

O óleo de silicone em excesso é removido por meio da limpeza, e um tampão é inserido no orifício de enchimento. Em uma forma correntemente preferida, o bujão é uma barra de policarbonato que está em um ajuste por interferência com o orifício de enchimento. O bujão é seguro permanentemente por meio da aplicação de adesivo a UV em sua junta com o conjunto de lente e curado.

O bujão pode ser instalado com comprimento em excesso para facilitar a montagem, e então aparado para prover uma protuberância externa que se projeta a partir da lente. Esta protuberância é usada na localização da peça nasal durante a montagem final dos óculos.

Os passos acima são então repetidos para a segunda lente e peça de braço. Os óculos são então montados por meio da junção dos conjuntos esquerdo e direito com os lados da peça nasal. Adaptadores nasais de diferentes larguras podem ser usados para prover óculos de diferentes distâncias de inter pupilares.

Evidentemente, os óculos poderiam ser feitos usando um tipo diferente de lente de foco variável.

Claims (18)

1. Lente de foco variável, caracterizada pelo fato de que compreende um anel com uma superfície frontal e uma superfície traseira, uma membrana flexível retida entre a superfície frontal do anel e uma cobertura frontal transparente geralmente rígida, e uma cobertura traseira fixada à superfície traseira do anel, em que uma cavidade é formada entre a membrana flexível e a cobertura traseira, a cavidade sendo cheia com um líquido, e em que a quantidade de fluido na cavidade pode ser variada para variar a curvatura da membrana flexível e variar assim as características ópticas da lente.

2. Lente de foco variável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o anel e a cobertura frontal são fixados à membrana usando adesivo.

3. Lente de foco variável de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma passagem é provida através da parede do anel para permitir que líquido seja introduzido na e removido da cavidade, para variar o foco da lente.

4. Lente de foco variável de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que uma segunda passagem é provida através da parede do anel, e é usada para encher a lente e é fechada com um tampão depois de a lente ser cheia.

5. Lente de foco variável de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que uma ou ambas dentre a cobertura frontal e a cobertura traseira é propriamente uma lente.

6. Lente de foco variável, caracterizada pelo fato de que compreende um anel com uma superfície frontal e uma superfície traseira, uma membrana flexível retida entre a superfície frontal do anel e uma cobertura frontal transparente geralmente rígida, e uma segunda membrana flexível retida entre a superfície traseira do anel e uma cobertura traseira transparente geralmente rígida, em que uma cavidade é formada entre as membranas flexíveis, a cavidade sendo cheia com um líquido, e em que a quantidade de fluido na cavidade pode ser variada para variar a curvatura das membranas flexíveis e variar assim as características ópticas da lente.

7. Lente de foco variável de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que o anel é colorido.

8. Lente de foco variável de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o anel é transparente, translúcido ou opaco.

9. Lente de foco variável de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que uma cobertura decorativa é fixada à fronte do anel para fornecer a aparência de uma armação.

10. Par de óculos, caracterizado pelo fato de que compreende duas lentes como definida em qualquer reivindicação precedente, unidas por uma peça nasal, com cada lente tendo uma peça de braço articulada fixada à mesma.

11. Par de óculos de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a peça nasal se ajusta sobre uma projeção sobre o anel de cada lente.

12. Par de óculos de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada lente é como definida na reivindicação 4 ou qualquer reivindicação dependente da mesma, em que a projeção é um tampão para fechar a segunda passagem.

13. Par de óculos de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os anéis das duas lentes de um par de óculos são formados como uma peça única, com uma peça nasal integral unindo os mesmos.

14. Par de óculos de acordo com qualquer das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que os dispositivos para ajustar a potência das lentes são posicionados nas peças de braço dos óculos.

15. Par de óculos de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os dispositivos para ajustar a potência das lentes assumem a forma de reservatórios conectados com as cavidades das lentes (com um reservatório servindo para ajustar cada cavidade), em que o volume de cada reservatório pode ser aumentado ou diminuído, para forçar líquido para dentro ou remover líquido da cavidade.

16. Par de óculos de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um tubo se estende da saída do reservatório para uma das passagens através do anel da lente.

17. Par de óculos de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o tubo é flexível, e passa através da articulação da peça de braço.

18. Par de óculos de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que a articulação da peça de braço é disposta a uma curta distância atrás do plano das lentes.