專(zhuān)利名稱(chēng)：新式平面透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面透鏡，使用于防塵防護(hù)用眼鏡透鏡、太陽(yáng)眼鏡、滑雪用護(hù)目鏡及安全帽用護(hù)目鏡等。
以往，如圖8、9、10的習(xí)用平面透鏡101示意圖。由外表面102與內(nèi)表面103的分別為半徑R1及R2的球面所構(gòu)成，使半徑R2的中心O2于z’方向上離開(kāi)半徑R1的中心O1約透鏡厚度份量to。在此，當(dāng)R1＝R2時(shí)，厚度tx朝周邊變薄，在點(diǎn)Pe配合的結(jié)果則產(chǎn)生凸透鏡的作用而非成為平面透鏡。為此，使外表面102與內(nèi)表面103的半徑為R1＞R2的關(guān)系。又，如圖11、12、13的習(xí)用平面透鏡111示意圖。一般，外表面112與內(nèi)表面113的調(diào)X-X’軸方向的半徑Rs1、Rs2即使與y-y’軸方向的半徑Rc1、Rc2，為不同，但同樣地有Rc1＞Rc2＞Rs1＞Rs2的關(guān)系。又，外表面與內(nèi)表面的半徑為由R1與R2(＝R1-t)的同心圓弧所形成的透鏡其度數(shù)較大而無(wú)法成為平面透鏡。
習(xí)知的平面透鏡外表面與內(nèi)表面的半徑不同，故焦點(diǎn)距離會(huì)產(chǎn)生變化。此情形隨著透鏡的大型化愈加明顯。因此，習(xí)知的平面透鏡視野較窄，其大型化有所限度且設(shè)計(jì)的自由度有所局限。又，此種平面透鏡作為防塵防護(hù)用眼鏡而利用時(shí)嫌過(guò)小。又將習(xí)知的平面透鏡大型化時(shí)，在周邊部將產(chǎn)生跳像現(xiàn)象，故利用于摩托車(chē)等的安全帽的護(hù)目鏡時(shí)，在駕駛時(shí)非常危險(xiǎn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種新式平面透鏡，它以O(shè)1為原點(diǎn)的立體三軸的x-z軸平面上的斷面形狀為由半徑Rs3的圓弧與連續(xù)于該圓弧的半徑Rs4的圓弧所形成的復(fù)合圓弧所構(gòu)成故厚度在全面上為均一化而幾無(wú)度數(shù)變化。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種新式平面透鏡，其特征是它是以O(shè)1為原點(diǎn)的立體3軸的x-z軸平面的斷面形狀，由以原點(diǎn)O1為中心且通過(guò)z軸上的點(diǎn)P1、又半徑為Rs1的第1圓弧，與以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1起，通過(guò)于接近原點(diǎn)O1的方向上、離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)P1’且半徑為Rs3的第2圓弧，與連續(xù)于前述第2圓弧的兩端、且半徑為Rs4的第3圓弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的關(guān)系。
一種新式平面透鏡，其特征是它是以O(shè)1為原點(diǎn)的立體3軸的x-z軸平面的斷面形狀，由以原點(diǎn)O1為中心且通過(guò)z軸上的點(diǎn)P1、又半徑為Rs1的第1圓弧，與以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1起，通過(guò)于遠(yuǎn)離原點(diǎn)O1的方向上，離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)P1’且半徑為Rs3的第2圓弧，與連續(xù)于前述第2圓弧的兩端且半徑為Rs4的第3圓弧所形成，且具有Rs4＞Rs3＞Rs1的關(guān)系。
一種新式平面透鏡，其特征是它是以O(shè)1為原點(diǎn)的立體3軸的x-z軸平面的斷面形狀，于以原點(diǎn)O1為中心且通過(guò)z軸上的點(diǎn)P1且半徑為Rs1的圓弧為基礎(chǔ)圓弧的場(chǎng)合，由以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1起，通過(guò)于遠(yuǎn)離原點(diǎn)O1的方向上離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)Pi’且半徑為Rs3的第1圓弧，與連續(xù)于前述第1圓弧的兩端且半徑為Rs4的第2圓弧，與以z軸上的點(diǎn)O3為中心且通過(guò)點(diǎn)P1且半徑為Rs3＋T的第3圓弧，與連蓄于該第3圓弧兩端的半徑為Rs4＋T的第4圓弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的關(guān)系。
一種新式平面透鏡，其特征是它是以O(shè)1為原點(diǎn)的立體3軸的x-z軸平面的斷面形狀，于以原點(diǎn)O1為中心且通過(guò)z軸上的點(diǎn)P1且半徑為Rs1的圓弧為基礎(chǔ)圓弧的場(chǎng)合，由以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1起，通過(guò)于接近原點(diǎn)O1的方向上，離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)P1’且半徑為Rs3的第1圓弧，與連續(xù)于前述第1圓弧的兩端且半徑為Rs4的第2圓弧，與以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1’起，通過(guò)于接近原點(diǎn)O1的方向上，離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)P1”且半徑為Rs3-T的第3圓弧，與連蓄于該第3圓弧兩端的半徑為Rs4-T的第4圓弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的關(guān)系。
由于采用上述方案不會(huì)形成跳像、且可大型化、又設(shè)計(jì)自由度亦較大。
以下根據(jù)


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1為本發(fā)明的第1實(shí)施型態(tài)的平面透鏡1的示意圖。
圖2為本發(fā)明的第2實(shí)施型態(tài)的透鏡5的示意圖。
圖3為本發(fā)明的第3實(shí)施型態(tài)的平面透鏡11示意圖。
圖4為本發(fā)明的第4實(shí)施型態(tài)的平面透鏡15示意圖。
圖5、6、7為適用本發(fā)明的防塵防護(hù)用眼鏡透鏡的示意圖。
圖8、9、10的習(xí)用平面透鏡101示意圖。
圖11、12、13的習(xí)用平面透鏡111示意圖。
圖1為本發(fā)明的第1實(shí)施型態(tài)的平面透鏡1的示意圖。此平面透鏡1借由以O(shè)1為原點(diǎn)的X-X’軸、y-y’軸(垂直紙面的方向)與z-z’軸的立體三軸觀察時(shí)，其x-x’、z-z’軸平面的斷面形狀其外表面2由以原點(diǎn)O1為中心的半徑Rs1的第1圓弧2a所形成的凸面所形成。又，內(nèi)表面3為由以點(diǎn)O3為中心的半徑Rs3的第2圓弧3a與以點(diǎn)O4為中心的半徑Rs4的第3圓弧3b所形成的凹面所構(gòu)成。在此，各圓弧的半徑具有Rs1＞Rs3＞Rs4的關(guān)系。在此，點(diǎn)O3及點(diǎn)O4以下述方式求得。首先，自前述半徑Rs1的第1圓弧2a的頂點(diǎn)亦即半徑Rs1的第1圓弧2a與的軸相交的自點(diǎn)P1起朝向原點(diǎn)O1離開(kāi)透鏡厚度T的位置，求取點(diǎn)P1’其次于自原點(diǎn)O1起朝向頂點(diǎn)P1于離開(kāi)透鏡厚度T的位置上求取點(diǎn)O2。然后通過(guò)點(diǎn)O2描繪平行于x-x’軸的直線s1，同時(shí)以點(diǎn)O2為中心描繪通過(guò)頂點(diǎn)P1的半徑為Rs2(Rs1-T)的圓弧c，以作為與前述直線s1交叉的兩交點(diǎn)P2。接著描繪點(diǎn)P1’與點(diǎn)P2’的連結(jié)線s2而在該連結(jié)線s2上于自點(diǎn)P1’起離開(kāi)透鏡厚度T的位置上求取點(diǎn)K1，接著求取點(diǎn)K1與點(diǎn)P2’的中點(diǎn)K2。然后通過(guò)點(diǎn)K2描繪垂直于線s2的線s3，則可于此線s3與z-z’軸及線s1的交叉點(diǎn)上分別求得點(diǎn)O3及點(diǎn)O4。在此，假設(shè)線P1’、P2’的長(zhǎng)度為L(zhǎng)則該L可用下式表示。
L＝[(Rs2－T)2＋Rs22]1/2線P2’K2與P1’K2分別可用下式表示。
P2’K2＝(L－T)/2P1’K2＝L－P2’K2＝L－(L－T)/2＝(L＋T)/2使P1’O3為Rs3且使角P1’O3K2＝角P1’P2’O2＝θ1時(shí)則Rs3可用下式表示。
Rs3＝P1’K2/sinθ1＝[(L＋T)/2]/sinθ1在此，sinθ1＝(Rs2－T)/L而Rs3可用下式表示。
Rs3＝(L/2)(L＋T)/(Rs2－T)又，因?yàn)镽s2＝Rs1－T，故Rs3與L可用下式表示。
Rs3＝(L/2)(L＋T)/(Rs1－2T)L＝[(Rs1－2T)2＋(Rs1－T)2]1/2一方面，Rs4以下式表示。
Rs4＝Rs3－O3O4＝Rs3－O2O3/cosθ1＝Rs3－(Rs3－Rs1＋2T)L/(Rs1－T)在此，比較本第1實(shí)施型態(tài)的平面透鏡1與習(xí)知的同心圓弧的透鏡。令本第1實(shí)施型態(tài)的平面透鏡1的外表面2的第1圓弧2a的半徑Rs1為100mm，且令同心圓弧的透鏡的外表面的半徑R1為100mm。又，兩透鏡皆為透鏡厚T為2mm，透鏡折射率Nd為1.523。透鏡的焦度(diopter)D以下式給予。
D＝1000(Nd－1)/R求取本第1實(shí)施型態(tài)的平面透鏡1的外表面2與內(nèi)表面3的焦度D1與D2時(shí)則如表1所示。又，求取同心圓弧的透鏡的外表面與內(nèi)面的焦度D1與D2時(shí)則如表2所示。表1本發(fā)明的平面透鏡
表2同心圓弧透鏡
從表1及表2即可看出本發(fā)明的透鏡1比起同心圓弧透鏡其外表面2與內(nèi)表面3的焦度的差極小一理想的平面透鏡。又，本發(fā)明的平面透鏡1其形成外表面2與內(nèi)表面3的圓弧并非同心圓弧且非同一半徑的圓弧。回此透鏡厚度略均勻而幾無(wú)度數(shù)變化。因此此平面透鏡1可大型化。
圖2為本發(fā)明的第2實(shí)施型態(tài)的透鏡5示意圖。前述第1實(shí)施型態(tài)的平面透鏡1其外表面2由半徑Rs1的圓弧所形成的凸面，而其內(nèi)表面為由半徑Rs3與Rs4的復(fù)合圓弧所形成的凹面，此第2實(shí)施型態(tài)的平面透鏡5相反地為由外表面6為半徑Rs3與Rs4的復(fù)合圓弧所形成的凸面而內(nèi)表面7為半徑Rs1的圓弧所形成的凹面所形成。
亦即此平面透鏡5借由以O(shè)1為原點(diǎn)的x-x’軸、y-y’軸(垂直紙面的方向)及z-z’軸的立體三軸觀察時(shí)其x-x’、z-z’軸平面的斷面形狀中，內(nèi)面7為由以原點(diǎn)O1為中心的半徑Rs1的第1圓弧7a所形成的凹面所構(gòu)成。又，外表面6為由以點(diǎn)O3為中心的半徑Rs3的第2圓弧6a與以點(diǎn)O4為中心的半徑Rs4的第3圓弧6b所形成的凸面所構(gòu)成。在此，各圓弧的半徑具有Rs4＞Rs3＞Rs1的關(guān)系。
在此，點(diǎn)O3及O4以下述方式求得。首先，前述半徑Rs1的第1圓弧7a的頂點(diǎn)亦即半徑Rs1的第1圓弧7a于與的軸相交的點(diǎn)P1起于離開(kāi)原點(diǎn)O1的方向上離開(kāi)透鏡厚度T的位置上求得點(diǎn)P1’。接著自原點(diǎn)O1起于與頂點(diǎn)P1相反的側(cè)上于離開(kāi)透鏡厚度T的位置上求取點(diǎn)O2。接著通過(guò)點(diǎn)O2描繪平行于x-x’軸的直線s1，同時(shí)以點(diǎn)O2為中心描繪通過(guò)點(diǎn)P1’的半徑Rs2(Rs1＋2T)的圓弧c，將與前述直線s1交叉的兩個(gè)交點(diǎn)定為P2’。接著于自點(diǎn)P2’起于接近點(diǎn)O2的方向上于離開(kāi)透鏡厚度T的位置上求得點(diǎn)P’。接著描繪連結(jié)點(diǎn)P1’與點(diǎn)P2’的線s2，于此線s2上于自點(diǎn)P2’起離開(kāi)透鏡厚度T的位置上求得點(diǎn)K1，接著求取點(diǎn)K1與點(diǎn)p1’的中點(diǎn)K2。接著通過(guò)點(diǎn)K2描繪與線s2垂直的線s3，而于此線s3與z-z’軸及與線s1交叉的點(diǎn)上分別求得點(diǎn)O3及點(diǎn)O4。
此第2實(shí)施型態(tài)的平面透鏡5與第1實(shí)施型態(tài)相同其外表面6與內(nèi)表面7所形成的圓弧并非同心圓弧、且非同一半徑的圓弧。因此透鏡厚度略均勻且?guī)谉o(wú)度數(shù)變化。因此該平面透鏡5可大型化。
圖3為本發(fā)明的第3實(shí)施型態(tài)的平面透鏡11示意圖。此平面透鏡11其內(nèi)面13為由半徑Rs3與Rs3的兩個(gè)連續(xù)的第1圓弧13a與第2圓弧13b所形成的復(fù)合凹面所形成，而其外表面12由半徑Rs3＋T與Rs4＋T的兩個(gè)連續(xù)的第3圓弧13a與第4圓弧13b所形成的復(fù)合圓弧的凸面所形成。在此，各圓弧的半徑具有Rs1＞Rs3＞Rs4的關(guān)系。
此平面透鏡11借由以原點(diǎn)O1為中心的半徑Rs1的圓弧為基礎(chǔ)圓弧B，而自此基礎(chǔ)圓弧目起與前述第1實(shí)施型態(tài)的平面透鏡1相同于求得點(diǎn)O3及點(diǎn)O4后描繪以點(diǎn)O3為中心的半徑Rs3的第1圓弧13a，與以點(diǎn)O4為中心的半徑Rs4的第2圓弧13b，而求得內(nèi)面13的凹面形狀。又，借由描繪以點(diǎn)O3為中心的半徑為Rs3＋T的第3圓弧12a與以點(diǎn)O4為中心的半徑為Rs4＋T的第4圓弧12b乃可求得外表面12的凸面形狀。
此平面透鏡11與前述第1實(shí)施型態(tài)相同其形成外表面12與內(nèi)表面13的圓弧既非同心圓弧亦非同一半徑的圓弧。因此透鏡厚度均勻、且?guī)谉o(wú)度數(shù)變化。因此，此平面透鏡11可大型化。
圖4為本發(fā)明的第4實(shí)施型態(tài)的平面透鏡15示意圖。于前述第3實(shí)施型態(tài)中，在半徑Rs3的第1圓弧13a與半徑Rs4的第2圓弧13b的復(fù)合圓弧所形成的凹面的外側(cè)，設(shè)置由第3圓弧12a與第4圓弧12b的復(fù)合圓弧所構(gòu)成的凸面，而此第4實(shí)施型態(tài)的平面透鏡16相反地于半徑Rs3的第1圓弧16a與半徑Rs4的第2圓弧16b的復(fù)合圓弧所形成的凸面的內(nèi)側(cè)設(shè)置第3圓弧17a與第4圓弧17b的復(fù)合圓弧所形成的凹面所成。亦即自基礎(chǔ)圓弧B起描繪以點(diǎn)O3為中心的半徑Rs3的第1圓弧16a，與以點(diǎn)O4為中心的半徑Rs4的第2圓弧16b，而求得外表面的凸面形狀，接著借由描繪以點(diǎn)O3為中心的半徑為Rs3－T的第3圓弧17a與以點(diǎn)O4為中心的半徑為Rs4－T的第4圓弧17b，求得外表面的凸面形狀。
此平面透鏡15與前述第1實(shí)施型態(tài)相同其外表面16與內(nèi)表面17所形成的圓弧既非同心圓弧亦非同一半徑的圓弧。因此透鏡厚度均勻、且?guī)谉o(wú)度數(shù)變化。因此，此平面透鏡15可大型化。
圖5、6、7為適用本發(fā)明的防塵防護(hù)用眼鏡透鏡的示意圖。此眼鏡透鏡21以人頭30的中心為原點(diǎn)O1，而以連結(jié)左右瞳孔的方向?yàn)閤-x’，以頭30的上下方向?yàn)閥-y’軸，以頭30的前后方向?yàn)閦-z’軸。又，于x-x’、z-z’軸平面的斷面上與前述第1實(shí)施例相同外表面22由以原點(diǎn)O1為中心的半徑Rs1的第1圓弧所形成的凸面所構(gòu)成，又，內(nèi)面23由以點(diǎn)O3為中心的半徑Rs3的第2圓弧與以點(diǎn)O4為中心的半徑Rs4的第3圓弧所形成的復(fù)合圓弧的凹面所構(gòu)成，借此沿設(shè)于臉部的左右方向的面上。一方面于y-y’、z-z’軸平面的斷面上外表面22為由Rc1的圓弧所形成的凸面，而內(nèi)表面23為由Rc2的圓弧所形成的凹面所形成。又，y-y’、z-z’軸平面的斷面上的外表面22與內(nèi)表面23可任意設(shè)定半徑Rc1及Rc2，其只要為沿于臉部的上下方向的面上的形狀即可。
又，從前述眼鏡透鏡21的x-x’、y-y’軸平面亦即透鏡正面觀察時(shí)，左右的尺寸為100～180mm，上下的尺寸為70～100mm，上緣為朝向彎曲而下緣為朝下彎曲，同時(shí)為露出鼻部缺口成略U字狀。圖3的防塵防護(hù)用眼鏡透鏡21借由加大臉上眼部周?chē)糠萦绕涫莥-y’軸方向的部份乃可確實(shí)地防塵及防護(hù)可提高安全性。又，即使加大x-x’方向亦不會(huì)產(chǎn)生跳像現(xiàn)象，而可適用于機(jī)車(chē)的眼罩上其視野甚寬廣而可確保行駛的安全。
如此，依本發(fā)明的平面透鏡乃可實(shí)現(xiàn)大型化、且可增加設(shè)計(jì)的自由度為較習(xí)知的物品為更嶄新的設(shè)計(jì)。
從上所述可知，依本發(fā)明，因以O(shè)1為原點(diǎn)的立體三軸的x-z軸平面上的斷面形狀為由半徑Rs3的圓弧，與連續(xù)于該圓弧的半徑Rs4的圓弧所形成的復(fù)合圓弧所構(gòu)成，故厚度在全面上為均一化而幾無(wú)度數(shù)變化，其結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生跳像現(xiàn)象，且可大型化，且可提高設(shè)計(jì)自由度。
權(quán)利要求
1.一種新式平面透鏡，其特征是它是以O(shè)1為原點(diǎn)的立體3軸的x-z軸平面的斷面形狀，由以原點(diǎn)O1為中心且通過(guò)z軸上的點(diǎn)P1、又半徑為Rs1的第1圓弧，與以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1起，通過(guò)于接近原點(diǎn)O1的方向上、離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)P1’且半徑為Rs3的第2圓弧，與連續(xù)于前述第2圓弧的兩端、且半徑為Rs4的第3圓弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的關(guān)系。
2.一種新式平面透鏡，其特征是它是以O(shè)1為原點(diǎn)的立體3軸的x-z軸平面的斷面形狀，由以原點(diǎn)O1為中心且通過(guò)z軸上的點(diǎn)P1、又半徑為Rs1的第1圓弧，與以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1起，通過(guò)于遠(yuǎn)離原點(diǎn)O1的方向上，離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)P1’且半徑為Rs3的第2圓弧，與連續(xù)于前述第2圓弧的兩端且半徑為Rs4的第3圓弧所形成，且具有Rs4＞Rs3＞Rs1的關(guān)系。
3.一種新式平面透鏡，其特征是它是以O(shè)1為原點(diǎn)的立體3軸的x-z軸平面的斷面形狀，于以原點(diǎn)O1為中心且通過(guò)z軸上的點(diǎn)P1且半徑為Rs1的圓弧為基礎(chǔ)圓弧的場(chǎng)合，由以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1起，通過(guò)于遠(yuǎn)離原點(diǎn)O1的方向上離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)Pi’且半徑為Rs3的第1圓弧，與連續(xù)于前述第1圓弧的兩端且半徑為Rs4的第2圓弧，與以z軸上的點(diǎn)O3為中心且通過(guò)點(diǎn)P1且半徑為Rs3＋T的第3圓弧，與連蓄于該第3圓弧兩端的半徑為Rs4＋T的第4圓弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的關(guān)系。
4.一種新式平面透鏡，其特征是它是以O(shè)1為原點(diǎn)的立體3軸的x-z軸平面的斷面形狀，于以原點(diǎn)O1為中心且通過(guò)z軸上的點(diǎn)P1且半徑為Rs1的圓弧為基礎(chǔ)圓弧的場(chǎng)合，由以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1起，通過(guò)于接近原點(diǎn)O1的方向上，離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)P1’且半徑為Rs3的第1圓弧，與連續(xù)于前述第1圓弧的兩端且半徑為Rs4的第2圓弧，與以z軸上的點(diǎn)O3為中心且自點(diǎn)P1’起，通過(guò)于接近原點(diǎn)O1的方向上，離開(kāi)透鏡厚度T份量的點(diǎn)P1”且半徑為Rs3-T的第3圓弧，與連蓄于該第3圓弧兩端的半徑為Rs4-T的第4圓弧所形成，且具有Rs1＞Rs3＞Rs4的關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平面透鏡。它是以0
文檔編號(hào)G02C7/16GK1333474SQ0012075
公開(kāi)日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2000年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月11日
發(fā)明者田川悅雄 申請(qǐng)人:如山光學(xué)股份有限公司