專利名稱：適于提供眼睛視覺和補(bǔ)充視覺的眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于為這個(gè)眼鏡佩戴者提供眼睛視覺和補(bǔ)充視覺的眼鏡。
背景技術(shù)：
這樣的眼鏡是已知的，例如從W02008/003903獲知。眼睛視覺是佩戴者在其周圍環(huán)境中的普通的或自然的視覺。它可以通過使用諸如矯正屈光異常的眼鏡或太陽鏡來得以改善。但是，這類眼鏡不能修改影像的信息量。、補(bǔ)充視覺欲為佩戴者提供補(bǔ)充的信息，或額外的信息。這種補(bǔ)充信息可以是為佩戴者展示以便看見它們的數(shù)據(jù)。例如，引航數(shù)據(jù)顯示在飛行員頭盔的護(hù)目鏡上，以便這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)并疊加到眼睛視覺的影像上。補(bǔ)充視覺的另一個(gè)例子是為佩戴者提供他的環(huán)境部分的修正影像。這類修正影像可以是被轉(zhuǎn)換為可見光影像的紅外線影像的放大影像。參閱圖1，一種眼鏡10，其適于為佩戴者至少提供眼睛視覺和補(bǔ)充視覺，其可能包括-前面FF和后面BF，分別朝著遠(yuǎn)離和朝向所述佩戴者的眼睛20的方向；-光折射透明材料1，包括在前面FF和后面BF之間；-光傳導(dǎo)元件2，其位于光折射透明材料I內(nèi)，并且適于穿過該光傳導(dǎo)元件2的出口面EF并朝向佩戴者的眼睛20，在眼鏡10的前面FF和后面BF之間輸出補(bǔ)充光SL。因此，這個(gè)光傳導(dǎo)元件2的出口面EF朝向眼睛20，以便補(bǔ)充光SL穿過眼睛瞳孔P進(jìn)入眼睛20并到達(dá)視網(wǎng)膜R。參考號30表示產(chǎn)生補(bǔ)充光SL的光源部件，以便在穿過出口面EF被輸出后，該補(bǔ)充光SL相當(dāng)于補(bǔ)充影像。該光源部件30的細(xì)節(jié)是眾所周知的，所以本文不再贅述。該光源部件30通過彼此之間適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)連接將補(bǔ)充光SL引入光傳導(dǎo)元件2內(nèi)。眼睛視覺相當(dāng)于光(OL)由眼鏡10從其前面FF向其后面BF透射，并且穿過瞳孔P進(jìn)入眼睛20內(nèi)并到達(dá)視網(wǎng)膜R所形成的影像。此后，將眼睛視覺的影像稱為自然影像。補(bǔ)充視覺相當(dāng)于佩戴者可見的，由補(bǔ)充光SL形成的補(bǔ)充影像。此外，光傳導(dǎo)元件2對于眼睛視覺的光OL是透明的。因此，眼鏡10能夠向佩戴者提供自然影像和補(bǔ)充影像，同時(shí)地或甚至是二選一地。因?yàn)榍懊鍲F和后面BF具有各自的曲率，它們各自產(chǎn)生光強(qiáng)度。由于對眼睛視覺有效的光OL貫穿眼鏡10的前面FF和后面BF，該眼鏡的光強(qiáng)度對眼睛視覺來說是兩個(gè)面的各自的光強(qiáng)度的代數(shù)和。但是補(bǔ)充光SL是由在兩個(gè)眼鏡面FF和BF之間的光傳導(dǎo)元件2所輸出的，使得在朝向眼鏡佩戴者的眼睛傳輸時(shí)它僅僅只貫穿后面BF。因此，對于補(bǔ)充視覺而言，只有該后面BF的光強(qiáng)度是有效的。因此，眼鏡10會對眼睛視覺和補(bǔ)充視覺產(chǎn)生不同的有效光強(qiáng)度。其結(jié)果是，自然影像和補(bǔ)充影像不能同時(shí)為佩戴者清晰顯示。為了在佩戴者眼睛的視網(wǎng)膜R上同時(shí)清晰地呈現(xiàn)兩個(gè)影像的一種可能方案是提供具有聚焦部件的光源部件30。該聚焦部件可以被調(diào)整，使得眼睛20聚焦凝視自然影像的同時(shí)在視網(wǎng)膜R上形成補(bǔ)充影像。然后清晰顯示兩種影像，但該聚焦部件十分昂貴并且需要由佩戴者來操作。根據(jù)WO 2008/003903，另一種可能方案是限制前面FF的曲率，以便維持由該面所產(chǎn)生的光強(qiáng)度低于眼睛20的視覺調(diào)節(jié)的閾值。然后，眼睛視覺的光OL不會由眼鏡10的前面FF引起很大的改變，并且眼睛視覺和補(bǔ)充視覺的光束都會受到眼鏡10的相似程度的影響。但是，視覺調(diào)節(jié)的閾值取決于佩戴者而變化。此外，眼鏡前面的有限曲率會對斜視方向產(chǎn)生光學(xué)畸變。第三種可能方案是將眼鏡10的后面BF設(shè)計(jì)成能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)墓鈴?qiáng)度，以使補(bǔ)充影像聚焦在佩戴者的視網(wǎng)膜R上。然后，前面FF調(diào)整為使得自然影像通過后面BF聚焦于視網(wǎng)膜R。但是，按照這種方式，一旦佩戴者的屈光異常是已知的，眼鏡10的兩個(gè)面BF和面FF必須被矯正。因此，就不可能使用由半成品眼鏡的生產(chǎn)來完成其中的一個(gè)面的半成品眼鏡。此外，面FF和面BF的曲率都會對自然影像產(chǎn)生重要的光學(xué)畸變。、那么，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供具有眼睛視覺和補(bǔ)充視覺的眼鏡，使得自然影像和補(bǔ)充影像在其各自周期內(nèi)清晰地聚焦在佩戴者的視網(wǎng)膜上。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供這種至少不會對自然影像形成重大畸變的眼鏡。本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供這種能利用半成品眼鏡的生產(chǎn)階段來進(jìn)行生產(chǎn)的眼鏡。發(fā)明說明在這意義上，本發(fā)明提出具有上述特征適于為眼鏡佩戴者至少提供眼睛視覺和補(bǔ)充視覺的眼鏡，并且還包括透明有源裝置。該裝置位于光傳導(dǎo)元件的出口面和在眼鏡后面的至少部分之間。它還適于根據(jù)提供給該透明有源裝置的控制信號來產(chǎn)生可變的光強(qiáng)度。因此，可變光強(qiáng)度的第一數(shù)值和第二數(shù)值彼此不同，并且分別對應(yīng)于透明有源裝置的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)。透明有源裝置的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)分別用于補(bǔ)充視覺和眼睛視覺。因此，該透明有源裝置在第一狀態(tài)時(shí)對補(bǔ)充光有效，并且可變光強(qiáng)度的第一數(shù)值適于使補(bǔ)充影像對佩戴者清晰顯示。而且，光傳導(dǎo)元件相對于眼睛視覺的光是透明的。因此，透明有源裝置在第二狀態(tài)下對通過光傳導(dǎo)元件的出口面所透射的眼睛視覺的光有效，并且可變光強(qiáng)度的第二狀態(tài)適于使自然影像對佩戴者依次清晰顯示。因此，自然影像和補(bǔ)充影像可分別在透明有源裝置的第二狀態(tài)和第一狀態(tài)的周期內(nèi)被聚焦在佩戴者的視網(wǎng)膜上。因?yàn)橥该饔性囱b置為補(bǔ)充視覺提供適當(dāng)?shù)墓鈴?qiáng)度，所以對眼睛視覺來說，可優(yōu)化眼鏡的前面和所選擇的后面。因此，可以將這個(gè)面或這些面設(shè)計(jì)以便自然影像沒有任何嚴(yán)重的光學(xué)畸變。此外，眼鏡的前面和后面可用于為佩戴者提供對眼睛視覺有效的恰當(dāng)?shù)那猱惓３C正。在這種情況下，透明有源裝置與眼鏡的后面協(xié)同一起，根據(jù)光傳導(dǎo)元件直接輸出的補(bǔ)充影像的位置，來矯正佩戴者對于補(bǔ)充視覺的屈光異常。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，透明有源裝置可完全嵌入位于光傳導(dǎo)元件的出口面與該眼鏡的后面之間的光折射透明材料的后面部分內(nèi)。在這樣的情況下，由于補(bǔ)充影像與眼鏡的前面無關(guān)地聚焦在佩戴者的視網(wǎng)膜上，所以這種眼鏡可以利用半成品眼鏡的中間階段來生產(chǎn)。這種半成品眼鏡可包括具有成品的前面和其中嵌入光傳導(dǎo)元件和透明有源裝置的光折射透明材料部分。因此，半成品眼鏡可形成具有可變的前面平均曲率數(shù)值的系列，該數(shù)值也稱基值。這尤其具有成本效益，因?yàn)榘氤善费坨R能在大規(guī)模工廠批量生產(chǎn)，并且每個(gè)半成品眼鏡的后面可在大規(guī)模工廠外根據(jù)實(shí)驗(yàn)室里的用戶處方來成形。因此本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)利用與已實(shí)施在普通眼鏡上的同樣的生產(chǎn)方案來生產(chǎn)帶有眼睛視覺和補(bǔ)充視覺的成品眼鏡。


圖I是本發(fā)明之前所已知的眼鏡的透視圖。圖2a和圖2b分別是本發(fā)明的眼鏡的透視圖和剖面圖。圖3a和圖3b分別是本發(fā)明的實(shí)施例所使用的透明有源裝置的前視圖和剖面圖。
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圖4和圖5分別是本發(fā)明的可選實(shí)施例所使用的其它透明有源裝置的剖面圖。為了清晰起見，這些圖中所示的元件并不是真實(shí)尺寸的大小，也不是真實(shí)尺寸的比例大小。此外，在不同圖中的同一標(biāo)記表示類似的元件或具有類似功能的元件。發(fā)明的詳細(xì)描述圖I所涉及的現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了討論。根據(jù)圖2a和2b，根據(jù)本發(fā)明的眼鏡10包括與圖I所示的眼鏡相同的元件，即，由眼鏡的前面FF和后面BF所限制的光折射透明材料1，具有用于補(bǔ)充光SL的出口面EF的光傳導(dǎo)元件2。光傳導(dǎo)元件2優(yōu)選地完全嵌入在光折射材料I內(nèi)，使得光折射材料I的后面Ir設(shè)置于光傳導(dǎo)元件2的出口面EF和眼鏡10的后面BF之間。光折射透明材料I在光傳導(dǎo)元件2和前面FF之間。光折射透明材料I可以是眼鏡通常所使用的任意材料。光傳導(dǎo)元件2可以是已知的并且在聚焦在這類元件的文檔中作了描述的任意設(shè)計(jì)。光源部件30不屬于本發(fā)明主體的眼鏡10。它產(chǎn)生補(bǔ)充光SL并且將其輸入到光傳導(dǎo)元件2內(nèi)。本發(fā)明的眼鏡10還包括透明有源裝置3，設(shè)置在光傳導(dǎo)元件2的出口面EF和眼鏡的后面BF之間。當(dāng)后面Ir因?yàn)楣庹凵渫该鞑牧螴而存在時(shí)，該后面部分Ir較佳地包括透明有源裝置3。較佳但不是必需的，它完全嵌入在后面Ir內(nèi)。透明有源裝置3平行于后面BF延伸超過至少等于光傳導(dǎo)元件2的出口面EF的投影面積的面積。較佳地是，當(dāng)沿著眼睛視覺的光線投影在眼鏡10的后面BF上時(shí)，透明有源裝置3的和出口面EF的各自面積彼此相互匹配。大體上，透明有源裝置3可像可控透鏡一樣操作，產(chǎn)生能在兩個(gè)彼此不同的數(shù)值之間變化的光強(qiáng)度。透明有源裝置3的可變光強(qiáng)度的這些數(shù)值之一可為零。在本發(fā)明的簡單實(shí)施例中，透明有源裝置3可以是液晶基材的。在第一和第二實(shí)施例中，透明有源裝置可包括在兩個(gè)表面之間的液晶部分，且所提供的這些表面中至少一個(gè)面具有菲涅爾圖形。它還包括兩個(gè)電極，基于施加于所述電極上的電壓V的變化，這兩個(gè)電極被設(shè)置用于修正液晶的方向。圖3a和3b說明了這樣的第一實(shí)施例，其中只在限制液晶部分的一個(gè)表面上提供菲涅爾圖形。這類裝置結(jié)構(gòu)特別地在文件WO 2009/045533中作了描述。圖4說明了第二實(shí)施例，其在限制液晶部分的兩個(gè)表面上分別提供兩個(gè)菲涅爾圖形，如US2007/216851所述。在這些圖中，以下參考號碼表示的元件列出如下30 :液晶部分，3ff，3bf :限定液晶部分30的前表面和后表面，31a，31b :菲涅爾圖形，32，33:電極，34 :產(chǎn)生可變電壓V的電源，和38，39 :其間包括液晶部分30的板材。、在眼鏡10的模制期間，得益于板材38和39，透明有源裝置3能首先單獨(dú)制造，隨后與光傳導(dǎo)兀件2 —起嵌入于光折射材料I內(nèi)。這些裝置的實(shí)際操作是已知的，因此不必在此贅述。尤其是，每個(gè)裝置3上的表面3ff和3bf中至少一個(gè)表面可以結(jié)構(gòu)化，以便當(dāng)電壓30是零或低于轉(zhuǎn)換閾值時(shí)可以對液晶部分進(jìn)行定向。在圖5所示的第三實(shí)施例中，在眼鏡10里，透明有源裝置3可包括一組單位C，其并列著平行于光傳導(dǎo)元件2的出口面EF。單元C通過垂直于出口面EF延伸的壁40的網(wǎng)絡(luò)而彼此分離。每個(gè)單元C包括液晶部分35。透明有源裝置3還至少包括電極36和37。電極36和37被設(shè)置成當(dāng)將至少一個(gè)適當(dāng)?shù)目勺冸妷菏┘佑陔姌O36和37上時(shí)可修正各個(gè)單元C中液晶部分35的方向。具有單元C的液晶部分35各自適于使透明有源裝置3產(chǎn)生可變光強(qiáng)度。事實(shí)上，這類透明有源裝置是空間光相位調(diào)節(jié)器，被設(shè)計(jì)作為可變的鏡頭來操作。依靠裝置3的具體操作，電極36和37各自可采用多電極來取代，以便所施加的電壓能在整個(gè)裝置范圍內(nèi)變化。眼鏡10用于補(bǔ)充光SL的光強(qiáng)度總數(shù)等于透明有源裝置3的光強(qiáng)度與其后面BF上的光強(qiáng)度之和。相平行的，眼睛光OL的光強(qiáng)度總數(shù)等于透明有源裝置3的光強(qiáng)度與其前面FF和后面BF的光強(qiáng)度之和。通常，透明有源裝置3在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換當(dāng)用戶凝視著由補(bǔ)充光SL所形成的補(bǔ)充影像時(shí)旨在選擇第一狀態(tài)；當(dāng)用戶凝視著由眼睛光OL所形成的自然影像時(shí)旨在選擇第二狀態(tài)。如圖3a、圖3b和圖4所示的實(shí)施方式，每個(gè)狀態(tài)相當(dāng)于液晶部分30的不同方向。如圖5所不的實(shí)施方式,兩種狀態(tài)中的每種狀態(tài)由同時(shí)產(chǎn)生的所有液晶部分35中各自方向中的一組所定義。在每一種情況下，透明有源裝置3的光強(qiáng)度從第一狀態(tài)下的第一數(shù)值變化到第二狀態(tài)下的第二數(shù)值。優(yōu)選地，用于透明有源裝置3的可變光強(qiáng)度的第一數(shù)值減去第二數(shù)值的值可能大于眼鏡10的前面FF的光強(qiáng)度的數(shù)值。這就確保用戶能夠清晰地看到補(bǔ)充影像，即使該影像的位置非常接近于用戶的眼鏡，以及即使用戶是遠(yuǎn)視的，又稱遠(yuǎn)視眼。為了計(jì)算和比較光強(qiáng)度的數(shù)值，在通常情況下，考慮帶有正負(fù)號的數(shù)值。同樣，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第二狀態(tài)可以是透明有源裝置3的默認(rèn)狀態(tài)。例如，當(dāng)透明有源裝置3的電源被關(guān)閉或出現(xiàn)操作故障時(shí)，該默認(rèn)狀態(tài)是有效的。這符合安全考慮，例如當(dāng)用戶在開車時(shí)，并且當(dāng)在有限的持續(xù)期間使用補(bǔ)充視覺時(shí)，這還可以節(jié)能。在眼鏡方面的技術(shù)人員將可以理解本發(fā)明適用于任何有屈光異常的用戶，尤其是近視和遠(yuǎn)視。的確，這樣的屈光異常可以通過眼鏡10的前面FF和/或后面BF的恰當(dāng)成形來矯正眼睛視覺，其中在眼鏡后面BF的光強(qiáng)度基礎(chǔ)上，透明有源裝置3進(jìn)一步被用來矯正補(bǔ)充視覺的屈光異常。最終，透明有源裝置3有可能鄰近于眼鏡10的后面BF。然后，它至少在光傳導(dǎo)元件2的出口面EF的后面自身形成了該后面BF的一部分。透明有源裝置3還可膠合在眼鏡10的后面BF上。在這種情況下，它可以是彈性的，以便符合于后面BF的初始形狀。當(dāng)光傳導(dǎo)元件2的出口面EF直接形成眼鏡10的初始后面的一部分時(shí)，則透明有源裝置3可以在出口面EF上被直接粘在光傳導(dǎo)元件2上。權(quán)利要求
1.一種眼鏡(10)，其適于為所述眼鏡的佩戴者至少提供眼睛視覺和補(bǔ)充視覺，并且包括 -前面(FF)和后面(BF)，分別朝著遠(yuǎn)離和朝向所述佩戴者的眼睛(20)的方向； -光折射透明材料(I)，其包括在所述前面(FF)和所述后面(BF)之間；以及-光傳導(dǎo)元件(2)，其位于所述光折射透明材料(I)里，并且適于在所述眼鏡的前面(FF)和后面(BF)之間輸出補(bǔ)充光(SL)，所述補(bǔ)充光(SL)穿過所述光傳導(dǎo)元件(2)上的出口面(EF)并且朝向所述佩戴者的眼睛(20)， 所述眼睛視覺相當(dāng)于由所述眼鏡(10)自所述前面(FF)向所述后面(BF)傳輸?shù)墓?OL)所形成的自然影像，并且所述補(bǔ)充視覺相當(dāng)于所述佩戴者可見的且由所述補(bǔ)充光(SL)形成的補(bǔ)充影像， 所述光傳導(dǎo)元件(2)對于所述眼睛視覺的自然光(OL)還是透明的， 所述眼鏡(10)的特征還包括 -透明有源裝置(3)，所述透明有源裝置(3)位于所述光傳導(dǎo)元件(2)的出口面(EF)和所述眼鏡(10)的后面(BF)的至少部分之間，所述透明有源裝置適于根據(jù)提供給所述透明有源裝置的控制信號來產(chǎn)生可變的光強(qiáng)度，所述可變光強(qiáng)度的第一數(shù)值和第二數(shù)值彼此不同并且分別相當(dāng)于所述透明有源裝置的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)， 所述透明有源裝置(3)在所述第一狀態(tài)下對所述補(bǔ)充光(SL)有效，并且所述可變光強(qiáng)度的第一數(shù)值適于使所述補(bǔ)充影像對所述佩戴者顯得敏銳，并且 所述透明有源裝置(3)在所述第二狀態(tài)下對所述眼睛視覺的光(OL)有效，所述光(OL)被傳播穿過所述光傳導(dǎo)元件(2)的出口面(EF)，并且所述可變光強(qiáng)度的第二數(shù)值適于使所述自然影像對所述佩戴者顯得敏銳。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)整體地被嵌入于所述透明光折射材料(I)的后部，所述透明光折射材料(I)位于所述光傳導(dǎo)元件(2)的出口面(EF)和所述眼鏡的后面(BF)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)是液晶基材的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)包括容納在兩個(gè)面(3ff,3bf)之間的液晶部分(30)，所述兩個(gè)面中至少有一個(gè)面具有菲涅耳圖形(31a，31b)，并且還包括用于修正所述液晶的方向的兩個(gè)電極(32，33)，該修正基于施加在所述電極上的電壓(V)的變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)包括一組單元(C)，所述單元平行于所述光傳導(dǎo)元件(2)的出口面(EF)并列分布，并且通過壁(40)的網(wǎng)絡(luò)彼此分離，每個(gè)所述壁垂直于出口面延伸，每個(gè)所述單元容納一部分液晶(35)，并且所述透明有源裝置還包括至少兩個(gè)電極(36，37)，其被設(shè)置成根據(jù)施加于所述電極上的至少一個(gè)的電壓(V)的變化來修正每個(gè)所述單元中的所述液晶部分的方向，所述單元的各個(gè)液晶部分適于使所述透明有源裝置產(chǎn)生所述可變光強(qiáng)度。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)的可變光強(qiáng)度的第一數(shù)值和第二數(shù)值之間的差值不等于所述眼鏡(10)的前面(FF)的光強(qiáng)度。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其特征在于，所述透明有源裝置(3)的可變光強(qiáng)度的第一數(shù)值減去第二數(shù)值的差值大于所述眼鏡(10)的前面(FF)的光強(qiáng)度，該差值是帶正負(fù)號的數(shù)值。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其特征在于，所述第二狀態(tài)是透明有源裝置(3)的默認(rèn)狀態(tài)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其特征在于，當(dāng)沿著所述眼睛視覺的光線將所述透明有源裝置⑶和所述光傳導(dǎo)元件⑵的出口面(EF)投射到所述眼鏡(10)的后面(BF)上時(shí)，其各自的面積彼此匹配。
全文摘要
適于為眼鏡佩戴者提供眼鏡視覺和補(bǔ)充視覺的眼鏡(10)，眼鏡視覺和補(bǔ)充視覺在各自周期內(nèi)變得敏銳。出于這個(gè)目的，透明有源裝置(3)設(shè)置于眼鏡的后面(BF)和光傳導(dǎo)元件(2)之間，光傳導(dǎo)元件嵌入到眼鏡內(nèi)并用于輸出補(bǔ)充視覺的光。透明有源裝置在兩個(gè)光強(qiáng)度數(shù)值之間轉(zhuǎn)換，使得眼鏡視覺和補(bǔ)充視覺各自變得敏銳。
文檔編號G02C7/02GK102754014SQ201080063183
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者勞倫特·伯塞洛特, 吉拉德·吉里, 安托內(nèi)·維代門, 文森特·羅普廷, 本杰明·盧梭 申請人:依視路國際集團(tuán)(光學(xué)總公司)