CH704413A2 - Elektrooptische-Sonnenbrille und Verfahren zur Herstellung derselben. - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines elektrooptischen Sonnenbrillenglases mit einer Flüssigkristallzelle und einer elektronischen Schaltung für die Steuerung derselben, wobei eine planparallele Flüssigkristallzelle (31, 51) mindestens einseitig mit einer Planlinse flächig verbunden wird. Das elektrooptische Sonnenbrillenglas weist eine planparallele Flüssigkristallzelle (31, 51) auf, welche mindestens einseitig mit einer Planlinse flächig verbunden ist, um eine Neutrallinse oder ophthalmische Linse und insbesondere eine Multifokal- oder Gleitsichtlinse zu bilden.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrooptischen Sonnenbrille gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine elektrooptische Sonnenbrille gemäss Oberbegriff des Anspruchs 4.
[0002] Derartige Sonnenbrillen weisen eine Flüssigkristallzelle (LCD) auf, deren Lichtdurchlässigkeit, d.h. deren Opazität resp. Transmissionsgrad mit Hilfe einer geeigneten elektronischen Steuerung - wie bspw. in der US-6 501 443 oder der EP-2 156 241 offenbart - verändert werden kann. Der Aufbau dieser Sonnenbrillen und der dazu verwendeten Flüssigkristallzellen ist hinlänglich bekannt und beispielsweise in der US-4 968 127 oder US-5 654 789 beschrieben. Leider erweisen sich die planen Gläser dieser Sonnenbrillen als ästhetisch äusserst unbefriedigend und sind wegen deren Spiegeleffekten und starken Reflexen unerwünscht.
[0003] Aus den Patentschriften US-4 279 474, US-5 067 795 oder WO-2009/108 753 sind deshalb elektrooptische Sonnenbrillen bekannt, bei welchen die verwendeten Flüssigkristallzellen leicht gewölbt sind. Leider erweist sich die Herstellung derartig aufgebauter Brillengläser als äusserst aufwendig und entsprechend kostenintensiv. So wird beispielsweise in der WO-9 411 779 die Herstellung mehrlagiger, gewölbter Brillengläserstrukturen aus vorgeformten Trägerelementen, transparenten Kunststofffolien, elektrisch leitenden Beschichtungen, Klebschichten und Beabstandungsschichten (spacer) für die Bildung einer Kavität, welche mit einem geeigneten Flüssigkristallmaterial gefüllt und versiegelt wird, beschrieben. Bei einem anderen Verfahren für die Herstellung derartiger Brillengläser werden thermoplastische Elemente verwendet und wird der gesamte Schichtenstapel warmverformt, wie dies beispielsweise aus der EP-1 428 063 bekannt ist. Diese thermoplastisch verformten Linsensysteme und Systemen mit verformten dünnen Schichten weisen in aller Regel mechanische Spannungen auf, welche für deren ophthalmische Verwendung und insbesondere im Zusammenhang mit elektrooptischen Sonnenbrillen, inakzeptabel sind. Darüber hinaus erfordern all diese Herstellungsverfahren äusserst präzise und aufwändige Vorrichtungen, welche zu unerwünscht hohen Herstellungskosten führen. Der Vollständigkeit halber sei hier noch darauf hingewiesen, dass Flüssigkristalle bei Anlegen einer Spannung nicht nur ihre dipolaren Moleküle ausrichten, sondern auch ihre optische Dichte, resp. ihren Brechungsindex, ändern.
[0004] Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung elektrooptische Sonnenbrillengläser zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten elektrooptischen Sonnenbrillengläser nicht aufweisen, d.h. bei Verwendung keine ophthalmische Fehler aufweisen oder erzeugen und welche sich in einfacher Weise, d.h. industriell, herstellen lassen.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren zur Herstellung eines Sonnenbrillenglases gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Dabei wird eine planparallele Flüssigkristallzelle mindestens einseitig mit einer Planlinse flächig verbunden wird. Vorzugsweise wird die planparallele Flüssigkristallzelle und die mindestens eine Planlinse mit einer der Innenkontur einer Brillenfassung entsprechenden Aussenkontur vorgefertigt.
[0006] Die erfindungsgemässen Sonnenbrillengläser weisen die Merkmale des Anspruchs 4 auf. Diese umfassen eine planparallele Flüssigkristallzelle und eine elektronische Schaltung für die Steuerung derselben, welche Flüssigkristallzelle zwischen zwei Planlinsen angeordnet ist und mit einer elektronischen Schaltung für die Steuerung versehen ist. Es versteht sich, dass die Planlinsen sowohl Positivlinsen (Plankonvexlinsen) oder Negativlinsen (Plankonkavlinsen) sein können. Dabei können diese Planlinsen unterschiedliche oder gleiche Krümmungsradien aufweisen und/oder können gleich oder entgegen gerichtet gekrümmt sein, um eine Neutrallinse oder ophthalmische Linse, und insbesondere eine Multifokal- oder Gleitsichtlinse zu bilden.
[0007] In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Brillengläser mit zusätzlichen optischen Elementen, insbesondere einer Fresnellinse versehen und können aus unterschiedlichem Material (Glas, Kunststoff) hergestellt sein.
[0008] Diese zusätzlichen optischen Elemente können mindestens teilweise eine Polarisationsfolie, einen Farbfilter, eine transparente Fotozelle und/oder eine reflexarme und/oder kratzfeste Beschichtung umfassen.
[0009] Als planparallele Flüssigkristallzelle kann eine konventionelle Flüssigkristallzelle ebenso verwendet werden, wie eine moderne Guest-Host-Zelle oder ähnlich wirkende Zellen.
[0010] In bevorzugten Ausführungsformen ist die elektronische Schaltung für die Steuerung der Flüssigkristallzelle in einer Brillenfassung und/oder in mindestens einem Brillenbügel integriert. Insbesondere ist die elektronische Schaltung für die Steuerung der Flüssigkristallzelle manuell, selbsttätig und/oder drahtlos regelbar.
[0011] Die Vorteile des erfindungsgemässen Brillengläseraufbaus sind dem Fachmann unmittelbar ersichtlich und insbesondere in der einfachen Herstellungsweise und der simplen Anpassbarkeit des Herstellungsprozesses an individuelle Ausführungsformen zu sehen. So kann beispielsweise die Kontur des Brillenglases bereits bei der Herstellung der Flüssigkristallzellen vorab und in einfacher Weise an die Brillenform und -grösse angepasst werden oder kann bei der Herstellung der Planlinsen deren ophthalmische Korrektur (Kurz-, Weitsichtigkeit, Schielen, Astigmatismus, etc.) in einfacher Weise berechnet und variiert werden.
[0012] Es versteht sich, dass die erfindungsgemässen Sonnenbrillengläser in allen Arten von Sonnenbrillen, also Skibrillen, Schnee- und Gletscherbrillen, Taucher- oder Fliegerbrillen und anderen ophthalmischen Vorrichtungen verwendet werden können.
[0013] Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Hilfe der Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen: <tb>Fig. 1:<sep>eine räumliche Darstellung einer Sonnenbrille bekannter Art mit einem planen Brillengläseraufbau; <tb>Fig. 2:<sep>eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen gekrümmten Sonnenbrillengläseraufbau bekannter Art; <tb>Fig. 3a, b:<sep>eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch erfindungsgemässe Sonnenbrillengläser mit Neutrallinse; <tb>Fig. 4a, b:<sep>eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch erfindungsgemässe Sonnenbrillengläser mit Positivlinse; <tb>Fig. 5a, b:<sep>eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch erfindungsgemässe Sonnenbrillengläser mit Negativlinse.
[0014] Die in Fig. 1 dargestellte elektrooptische Sonnenbrille (11) weist plane Brillengläser (12) auf, welche eine zwischen zwei planparallelen Gläsern angeordnete Flüssigkristallzelle aufweisen und in einer Brillenfassung (13) gehalten werden. Ein Fotodetektor (14) ist mit einer Steuerschaltung (15) für diese Flüssigkristallzelle elektronisch verbunden. An der Brillenfassung angebrachte Fotozellen (16) versorgen diese Steuerschaltung (15) mit der nötigen Energie. Mit Hilfe eines Schalters (17) und eines Reglers (18) lässt sich die Steuerschaltung (15) manuell einstellen. Je nach Design lässt sich ein Teil der Steuerschaltung (15) und/oder der Stromversorgung auch in den Brillenbügeln (19) unterbringen.
[0015] Demgegenüber zeigt der in Fig. 2dargestellte Sonnenbrillengläseraufbau (21) eine gekrümmte Flüssigkristallzelle (22), welche zwischen verschiedenen optischen Schichten angeordnet ist. Dabei durchläuft der einfallende Lichtstrahl (23) zuerst einen polarisierenden Film (24), ein elektrisch leitendes Substrat (25) und eine Filterschicht (26) bevor es die Flüssigkristallzelle (22) passiert. Je nach angelegter Spannung weist der hindurchtretende Lichtstrahl (27) eine höhere oder geringere Lichtstärke auf.
[0016] Die in Fig. 3a dargestellte Neutrallinse (31) umfasst eine Flüssigkristallzelle (32), welche zwischen zwei symmetrischen (r1=r2) Plankonvexlinsen (33, 34) angeordnet ist.
[0017] Demgegenüber umfasst die in Fig. 3bdargestellte Neutrallinse (35) eine Flüssigkristallzelle (36), welche zwischen zwei symmetrischen (r1=r2) Plankonkavlinsen (37, 38) angeordnet ist.
[0018] Der in Fig. 4a dargestellte Aufbau zeigt einer Positivlinse (41), welche zwei Plankonvexlinsen (42, 43) mit ungleichen Radien (r1≠2) aufweist. Erfindungsgemäss sind diese Linsen (42, 43) flächig auf einer Flüssigkristallzelle (44) aufgebracht.
[0019] Der in Fig. 4b dargestellte Aufbau einer Positivlinse (45) umfasst eine Plankonkavlinse (46) und eine Plankonvexlinse (47) mit ungleichen Radien (r1≠r2), welche flächig auf einer Flüssigkristallzelle (48) angebracht sind.
[0020] Der in der Fig. 5a gezeigte Sonnenbrillenglasaufbau einer Negativlinse (51) umfasst eine Plankonvexlinse (52) und eine Plankonkavlinse (53) mit ungleichen Radien (r1≠r2), welche flächig auf eine planparallele Flüssigkristallzelle (54) befestigt.
[0021] Der in der Fig. 5b gezeigte Sonnenbrillengläseraufbau einer Negativlinse (55) umfasst zwei Plankonkavlinsen (56, 57) mit ungleichen Radien (r1≠r2), welche flächig mit einer planparallelen Flüssigkristallzelle verbunden sind.
[0022] Es versteht sich, dass der Fachmann die gewünschten Linsenformen den Bedürfnissen des individuellen Brillenträgers anpassen kann ohne dabei erfinderisch tätig sein zu müssen. Insbesondere können nicht nur sphärische sondern auch asphärische Planlinsen verwendet werden.
[0023] Die Vorteile des erfindungsgemässen Brillengläseraufbaus sind dem Fachmann unmittelbar ersichtlich und insbesondere in der einfachen Herstellungsweise und der simplen Anpassbarkeit des Herstellungsprozesses an individuelle Ausführungsformen zu sehen. So kann beispielsweise die Kontur des Brillenglases bereits bei der Herstellung der Flüssigkristallzellen vorab und in einfacher Weise an eine standardisierte Brillenform und -grösse angepasst werden oder kann bei der Herstellung der Planlinsen deren ophthalmische Korrektur (Kurz-, Weitsichtigkeit, Schielen, Astigmatismus, etc.) in einfacher Weise berechnet und variiert werden. Die erfindungsgemässen Sonnenbrillengläser eignen sich vor die industrielle Fertigung und erlauben gleichzeitig eine einfache Anpassung an individuelle Bedürfnisse.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrooptischen Sonnenbrillenglases mit einer Flüssigkristallzelle und einer elektronischen Schaltung für die Steuerung derselben, dadurch gekennzeichnet, dass dabei eine planparallele Flüssigkristallzelle (31, 41, 51) mindestens einseitig mit einer Planlinse flächig verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die planparallele Flüssigkristallzelle (31, 41, 51) mit einer der Innenkontur einer Brillenfassung entsprechenden Aussenkontur vorgefertigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Planlinse mit einer der Innenkontur einer Brillenfassung entsprechenden Aussenkontur vorgefertigt wird.
4. Elektrooptisches Sonnenbrillenglas mit einer Flüssigkristallzelle und einer elektronischen Schaltung für die Steuerung derselben, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristallzelle eine planparallele Flüssigkristallzelle (31, 41, 51) ist, welche mindestens einseitig mit einer Planlinse flächig verbunden ist, um eine Neutrallinse oder ophthalmische Linse, und insbesondere eine Multifokal- oder Gleitsichtlinse zu bilden.
5. Elektrooptisches Sonnenbrillenglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die planparallele Flüssigkristallzelle eine Guest-Host-Zelle ist.
6. Elektrooptisches Sonnenbrillenglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens teilweise mit einem zusätzlichen optischen Element versehen ist, insbesondere eine Fresnellinse aufweist.
7. Elektrooptisches Sonnenbrillenglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens teilweise eine Polarisationsfolie, einen Farbfilter, eine transparente Fotozelle resp. photovoltaische Schicht und/oder eine reflexarme und/oder kratzfeste Beschichtung aufweist.
8. Elektrooptisches Sonnenbrillenglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Planlinse aus einem Glas oder einem Kunststoff besteht und insbesondere mindestens teilweise als Polarisator, Farbfilter und/oder Multifokallinse resp. Gleichtsichtlinse ausgebildet ist.
9. Elektrooptisches Sonnenbrillenglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung für die Steuerung der Flüssigkristallzelle in einer Brillenfassung und/oder in mindestens einem Brillenbügel integriert ist.
10. Elektrooptisches Sonnenbrillenglas nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung für die Steuerung der Flüssigkristallzelle manuell, selbsttätig, resp. sensorgesteuert und/oder drahtlos regelbar ist.
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