充有液体的可调透镜组件以及用于组装该透镜组件的方法技术

一种组装充有液体的可调透镜组件的方法，包括：将弹性体薄膜双轴张紧至大于180N/m的表面张力，典型地大于1000N/m；对张紧的薄膜进行热处理，例如在大约80℃下持续1小时，以加速薄膜松弛；将薄膜安装至外周支撑结构，同时保持薄膜上的张力；将经安装后的薄膜与一个或更多个其它部件进行组装以形成封装，该薄膜形成封装的一个壁；并且之后以液体填充封装。薄膜可以由芳香族聚氨酯形成，而液体可以为苯基化硅氧烷。在一些实施方案中，薄膜能够在至少12个月的时段内保持至少180N/m的大致不变的表面张力。薄膜的至少一个表面可以涂覆有硬质涂覆层，例如带有二氧化硅纳米颗粒填充剂的经交联聚氨酯丙烯酸酯，以提供防划性。通过向预先张紧的薄膜上施加涂覆层，薄膜中的张力的“平复”松弛使涂覆层受到压缩，这抵抗薄膜中的张力，以减轻由薄膜施加至沿其边缘保持所述薄膜的外周支撑结构的双轴线张力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充有液体的可调透镜组件以及用于组装该透镜组件的方法
本专利技术涉及一种充有液体的可调透镜组件，其包括拉伸的弹性体薄膜(membrane)，薄膜的一面形成透镜表面，而其相反面布置为与一份不可压缩的液体连续地接触，以用于控制薄膜的形状；本专利技术尤其关于组装这样的充有液体的可调透镜组件的方法，其中，薄膜能够在长的使用期中保持张力。在另一方面中，本专利技术提供一种在这种充有液体的可调透镜组件的薄膜的一个面上形成硬质涂覆层的方法，并且尤其关于这样的包括预先张紧的弹性体薄膜的充有液体的可调透镜组件：所述薄膜在其至少一面上具有涂覆层，该涂覆层处于压缩状态以至少部分地缓解由张紧的薄膜施加在外周支撑结构上的力，所述外周支撑结构例如为一个或更多个可弯曲的环，所述环沿薄膜的边缘而保持所述薄膜。
技术介绍
从WO96/38744A1，WO98/11458A1，WO99/47948A1，WO01/75510A1，WO02/063353A2，WO2006/055366A1，WO2007/0490582，WO2008/007077A1，WO2008/050114A1，WO2009/125184A2，WO2013/144533A1，WO2013/144592A1，WO2015/044260A1，US5371629A和US6040947A已知充有液体的可调透镜组件。根据这些公开中的每一个，透明弹性薄膜保持在张力下，与一份液体接触，以用于控制薄膜的形状。通常，液体容纳在密封封装中，薄膜形成封装的一个壁。薄膜具有连续地接触液体的内部面以及形成透镜的光学表面的外部面，透镜的光学倍率与薄膜的曲率相关。如同在WO91/17463A1，WO96/38744A1，WO98/11458A1，WO99/47948A1，WO01/75510A1，WO02/063353A2，WO2007/0490582，WO2008/007077A1，WO2008/050114A1或WO2009/125184A2中公开的那样，在一类充有液体的可调透镜(“液体注入”)中，调节量的液体选择性地注入封装中或从封装中抽出，而使薄膜向封装外扩张或向封装内收缩，以调整薄膜的曲率。如同在WO91/17463A1，WO2006/055366A1，WO2013/144533A1，WO2013/144592A1，WO2015/044260A1，US5371629A或US6040947A中公开的那样，在另一类充有液体的可调透镜(“液体压缩”)中，液体的体积保持不变，但封装是可压缩的，从而能够通过使封装压缩或膨胀而调整液体在封装内的分布，而使弹性薄膜向封装外扩张或向封装内收缩。本领域已知以各种不同类型的功能性涂覆层(包括防划、防UV、防反射和有色涂覆层)来涂覆透镜。能够通过气相沉积而应用例如OF210(CanonOptron股份有限公司)的氟化聚合物材料，而形成疏水和/或疏油的涂覆层。可以在眼镜中使用充有液体的可调透镜组件，从而使得能够调整一个或两个透镜的光学倍率。在一些带有可调透镜的眼镜中，可以设置与一个或两个镜片相关联的可选择性操作的控制机构，从而使穿戴者能够连续地调整其光学倍率。在眼镜上使用这种透镜对可以用于薄膜的材料提出了若干特殊的要求。特别地，除了轻薄、有弹性和透明(至少在整个可见光谱)之外，薄膜材料还必须无色、毒性低以及挥发性低；其应当是惰性的，在高温下稳定，并且在其工作温度的正常范围内不出现相变。其还应当表现出低的微生物生长性。进一步地，薄膜材料必须能够形成精确稳定的光学表面。理想地而非必要地，薄膜材料还可以具有与液体的折射率相同或相似的折射率。适宜地，液体具有高的折射率(理想地至少大约1.45或高于1.5，例如大约1.58±0.02)，从而使得透镜不会过度地厚。当在眼镜中使用时，弹性薄膜通常在竖直方向使用，这在液体内产生液静压力梯度(hydrostaticpressuregradient)；在穿戴者移动时，弹性薄膜可能经历达到大约50℃的温度变化以及运动。可取地，薄膜应当预先张紧至这样的表面张力：该表面张力足够大，以将由液体内的液静压力梯度以及随着穿戴者移动由惯性而导致的液体在封装内的位移所导致的透镜的从顶部到底部的光学倍率的变化减轻至光学上不可测的程度。即便经历周围温度的波动并且保持与液体持续接触，薄膜也应当能够稳定地保持张力，以在长的时间段内提供大致不变的负载，所述长的时间段至少等于眼镜的预期寿命，其通常会为大约数年。WO2013/144592A1和WO2015/044260A1公开，聚对苯二甲酸乙二醇酯(例如)、聚酯、硅酮弹性体(例如聚二甲基硅氧烷)、包括经交联聚氨酯(例如)的热塑性聚氨酯为适合用于可调透镜组件中的薄膜材料，而例如三甲基五苯基三硅氧烷和四甲基四苯基三硅氧烷的硅油为适合的液体。特别地，热塑性聚氨酯满足上述的许多特殊要求，这使其特别适合用作可调透镜中的薄膜。然而，热塑性聚氨酯的问题在于硅油渗入薄膜材料中，使得薄膜发胀(swell)并失去张力。
技术实现思路
本专利技术的主题为提供上述类型的充有液体的可调透镜组件，其中，薄膜能够在至少12个月的时段内保持不变的表面张力，所述表面张力足以将由液体内的液静压力梯度以及由于惯性作用导致的液体在封装内的任何位移所导致的在透镜上的光学倍率的任何变化减轻至光学不可测的水平。优选地，即便透镜组件经历50℃的温度波动，薄膜也能够保持该表面张力。根据本专利技术的第一个方面，提供一种组装充有液体的可调透镜组件的方法，其包括：将弹性体薄膜双轴张紧至大于180N/m的表面张力；对张紧的薄膜进行热处理以加速薄膜的松弛；将薄膜安装至外周支撑结构而同时保持薄膜中的张力；将经安装的薄膜与一个或更多个其它部件进行组装以形成封装，其中该薄膜形成封装的一个壁；并且随后以液体填充封装。可以将薄膜双轴张紧至至少450N/m或至少500N/m的初始表面张力。在一些实施方案中，薄膜可以双轴张紧至至少1000N/m的初始表面张力。例如，薄膜可以双轴张紧至大约1200N/m的初始表面张力。在一些实施方案中，可以在至少70℃或至少80℃的温度下处理薄膜。可以处理薄膜至少30分钟，或至少60分钟。适宜地，在将薄膜安装至支撑结构之前实施热处理步骤。薄膜的热处理可以起到加速薄膜的松弛的作用。取决于薄膜的初始表面张力，薄膜材料的性质以及热处理步骤的具体条件，在热处理后，薄膜的残余表面张力可以在大约180-550N/m的范围内。可以在至少一个表面上以阻隔材料涂覆薄膜，以形成可以用于防止或延缓液体通过的阻隔层。在一些实施方案中，可以在薄膜的内部面上涂覆阻隔材料，所述内部面在完成的组件中接触液体。在这种设置下，阻隔层可以起到防止或延缓液体渗入薄膜的作用。可替选地，阻隔材料可以涂覆在薄膜的外部面上作为保护层，所述外部面在完成的组件中设置在封装外侧，不直接接触封装中的液体。在一些实施方案中，薄膜的外部面可以暴露至空气。薄膜可以在其内部面上不涂覆阻隔材料，从而使得液体能够渗入薄膜材料中。通过在薄膜的外部面上设置保护层，防止了从封装渗入薄膜中的任何液体通过薄膜的外部面从薄膜漏出；所述漏出是不期望的，因为其可能损害透镜的光学品质，例如通过在外表面上形成液滴。如上文所公开的，可以在热处理步骤之后将阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组装充有液体的可调透镜组件的方法，其包括：将弹性体薄膜双轴张紧至大于180N/m的表面张力；对张紧的薄膜进行热处理，以加速薄膜的松弛；将薄膜安装至外周支撑结构，同时保持薄膜中的张力；将经安装的薄膜与一个或更多个其它部件进行组装以形成封装，其中，所述薄膜形成封装的一个壁；并且随后以液体填充封装。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.28 GB 1517160.61.一种组装充有液体的可调透镜组件的方法，其包括：将弹性体薄膜双轴张紧至大于180N/m的表面张力；对张紧的薄膜进行热处理，以加速薄膜的松弛；将薄膜安装至外周支撑结构，同时保持薄膜中的张力；将经安装的薄膜与一个或更多个其它部件进行组装以形成封装，其中，所述薄膜形成封装的一个壁；并且随后以液体填充封装。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将薄膜双轴张紧至至少450N/m的初始表面张力，优选为至少1000N/m的初始表面张力。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在至少70℃，优选为80℃的温度下，处理薄膜至少30分钟，优选为至少60分钟。4.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，在至少一个面上利用阻隔材料对薄膜进行涂覆以形成阻隔层，所述阻隔层用于防止或延缓液体的通过。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在外部面上对薄膜进行涂覆，所述外部面在完成的组件中设置在封装外侧，而不与封装中的液体直接接触。6.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，在至少40℃的温度下培育充有液体的封装持续至少12小时，以加速薄膜对液体的吸收。7.根据权利要求4所述的方法，其中，在内部面上对薄膜进行涂覆，所述内部面在完成的组件中接触液体。8.根据权利要求4至7中的任意一项所述的方法，其中，阻隔材料包括疏水性聚合物。9.根据权利要求4至8中的任意一项所述的方法，其中，阻隔层的厚度为大约20nm或更小。10.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，薄膜包括热塑性聚氨酯，优选为包括芳香族聚氨酯。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述芳香族聚氨酯由二苯基甲烷2,2'-,2,4'-和/或4,4'-二异氰酸酯(MDI)，分子质量为500至12000g/mol的聚醚二醇，以及在亚烷基中具有2至10个碳原子的烷二醇制成；其中聚醚醇与烷二醇的比例在10:1至1:10的范围内。12.根据权利要求11所述的方法，其中，聚醚二醇的熔点小于大约150℃且分子质量为501至8000g/mol，而烷二醇的分子质量为62g/mol至500g/mol；其中，烷二醇与聚醚二醇的摩尔比小于0.2。13.根据权利要求12所述的方法，其中，芳香族聚氨酯由二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(MDI)、聚丁二醇和1,4-丁二醇形成，并且具有大约为85的肖氏A硬度。14.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，液体的折射率为至少1.45，优选为至少1.5。15.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述液体选自硅油、硅氧烷和苯基化硅氧烷。16.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述液体为五苯基三甲基三硅氧烷。17.一种充有液体的可调透镜组件，其包括封装，所述封装的一个壁由安装至外周支撑结构的张紧的弹性体薄膜形成，并且所述封装填充有液体；其中，所述薄膜由所述液体浸透，在薄膜的外部面涂覆有对于所述液体的阻隔层，并且所述薄膜保持至少180N/m的大致不变的表面张力。18.根据权利要求17所述的充有液体的可调透镜组件，其中，所述薄膜吸收多达薄膜的重量的大约20％的液体。19.一种充有液体的可调透镜组件，其包括封装，所述封装的一个壁由安装至外周支撑结构的张紧的弹性体薄膜形成，并且所述封装填充有液体；其中，所述薄膜在其内部面涂覆有对于所述液体的阻隔层，并且所述薄膜保持至少180N/m的大致不变的表面张力。20.根据权利要求19所述的充有液体的可调透镜组件，其中，所述薄膜中没有所述液体。21.根据权利要求17至20中的任意一项所述的充有液体的可调透镜组件，其中，所述薄膜在至少12个月的时段内保持至少180N/m的大致不变的表面张力。22.根据权利要求17至21中的任意一项所述的充有液体的可调透镜组件，其中，所述薄膜是非圆形的。23.根据权利要求17至22中的任意一项所述的充有液体的可调透镜组件，其中，所述封装能够被压缩。24.根据权利要求23所述的充有液体的可调透镜组件，其中，用于所述薄膜的外周支撑结构包括一个或更多个能够弯曲的环，所述环设置为沿薄膜的边缘保持所述薄膜。25.一副眼镜，其包括至少一个根据权利要求17至24中的任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·E·史蒂文斯，T·雅各比，D·P·F·贝恩，W·格斯特，J·尼斯佩尔，T·沃斯利，A·库马尔，R·W·J·范伦斯堡，P·L·克罗斯利，R·斯特拉，
申请(专利权)人：ADLENS有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB