[发明专利]特别借助于光学反馈为设备的透镜调焦距的光学设备

说明书

本发明涉及一种光学设备，其包括：具有可调整的焦距(f)的透镜(10)。根据本发明，光源被配置为发射被所述透镜(10)影响且至少照射在第一光敏元件(30)上的光(51)，第一光敏元件(30)被设计为产生与照射在其上的光的强度对应的第一输出信号(O1)，其中第一光敏元件(30)被配置为仅测量所述发射的光(51)的强度分布的一部分，并且其中，光源(50)、透镜(10)和第一光敏元件(30)被配置为使得所述透镜(10)的焦距(f)的变化改变照射在第一光敏元件(30)上的发射的光(51)的强度分布，以使透镜(10)的每种焦距(f)都与由第一光敏元件(30)产生的特定的第一输出信号(O1)相关联。本发明进一步涉及对应的方法。

技术领域

本发明涉及光学设备、调整透镜的焦距的方法、用于视力矫正的接触镜以及用于视力矫正的光学设备、特别是眼镜(也被称为护目镜)。

背景技术

这种光学设备包括具有可调整的焦距的透镜，例如，由于透镜的可变形的表面或膜使得表面或膜能呈现多种不同的曲率，其中每种曲率对应于透镜的不同的焦距，或者由于可调整焦距透镜是被设计为使得透镜的折射率能被调整的透镜(例如，局部地)的事实，因此使得透镜能呈现多种不同的焦距。这些透镜也被称为可调焦透镜。进一步，光学设备可包括被设计为调整透镜的焦距的(例如，致动)装置或机构(例如，使透镜的所述表面/膜变形，以使表面/膜呈现所述曲率中的一种，或者局部地改变折射率)。例如，在US61/160,041、WO2010/104904或者WO2009/021344A1中描述了上述类型的透镜。

由于透镜的表面的形状/曲率以及透镜的折射率能受到改变透镜自身的温度或者透镜的环境而影响，因此透镜的焦距也会发生变化。因此，原理上希望能够以简单和稳定的方式来确定可调焦透镜的实际焦距。更进一步，特别地，还希望能够以简单和稳定的方式控制焦距。

发明内容

上述问题通过具有本发明的特征的光学设备解决。本发明的优选的实施方式在从属权利要求中描述或在下文中说明。

根据本发明的光学设备进一步包括至少一个光源(例如，发光二极管(LED)或激光器)，其被配置为发射通过所述透镜影响(例如，调制或偏转)并且至少照射在第一光敏元件(例如，光电二极管或类似的设备，例如，光敏热电发生器、位置传感设备(PSD)、光电二极管阵列(PDA)、象限二极管(QPD)或者电荷耦合设备(CCD))的光，其中，第一光敏元件被设计为产生与照射在其上的光的强度相对应的输出信号，其中特别地，第一光敏元件被配置为仅测量所述发射的光的强度分布的一部分，即，仅是所述分布的实际上打在至少一个第一光敏元件上的一部分(即，一部分所述光)，其中，光学设备(例如，光源、透镜和至少一个第一光敏元件以及最后其他的光学元件，见下面)被配置为，使得所述透镜的焦距的变化改变了照射在第一光敏元件上的发射的光的强度分布，以致透镜的每种焦距都与由第一光敏元件(或者在其帮助下)产生的特定的(即是，唯一的)第一输出信号对应。

本发明的该原理允许个人制成根据本发明的光学设备/系统，例如，其比所有信号都由光电二极管收集的像散透镜设施更紧凑。

另外，本发明涉及容差非常不敏感的测量方法，因为(至少一个)第一光敏元件(例如，光电二极管)不需要被放置在所述发射的光的(例如，类高斯)强度分布的中心(发射的光能被认为是具有所述强度分布的光束，即，峰或最大值在中心并且向外减弱强度)。有益地，根据本发明的光学设备被特别地设计为，使得焦距的变化改变照射在(至少一个)第一光敏元件上的光的所述强度分布的宽度(例如，半峰全宽)。更进一步，根据本发明的光学设备被特别地设计为，使得焦距的变化移动所述发射的光的强度分布的中心(例如，峰或最大值)，并且因此移动照射在(至少一个)第一光敏元件上的光的强度分布。换言之，焦距的变化改变了在给出的点或区域借助第一光敏元件采集的光的强度。