具有吸收壁的像素化的透明光学构件、其制造方法和其在制造透明光学元件中的用途技术

技术编号:2701936 阅读:176 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种透明光学构件(10)包括至少一个平行于所述构件的一个表面并置的透明单元(15)组,每个单元由平行于所述构件表面的吸收壁(18)隔开,以及每个单元被密封并含有至少一种具有光学特性的物质。所述光学构件可沿预定轮廓切割并可选地被钻孔。本发明专利技术还涉及一种用于制造这种光学构件的方法及其用于生产光学元件的用途。特别地所述光学元件可为眼镜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及带有光学功能的透明元件的生产,。特别是应用于具有多 种光学特性的眼科镜片的生产中。
技术介绍
通常,屈光异常矫正镜片是通过使折射率高于空气的透明材料成形来 制得。镜片的形状被选择为使得材料和空气之间界面处的折射在佩戴者的 视网膜上产生合适的聚焦。镜片通常被切割以适于镜框,并处于相对于被 矫正眼睛的瞳孔的合适位置。在各种类型的镜片中或其他不必限定在眼科光学件的镜片中,都期望 能够提供一种结构,该结构用于以柔性且模块化的方式提供一种或多种光 学功能,同时保持切割光学元件的可能性以将其结合到所加的框架或在别 处选择的框架中,或结合到任何其它用于固定所述光学元件的装置中。
技术实现思路
本专利技术的目的解决了这种需求。另 一 目的是该光学元件应当在令人满 意的条件下可工业应用。本专利技术因而提供一种用于透明光学元件的生产方法,包括透明光学构件的生产,该光学构件具有至少一组(set)并列设置的平行于该构件的一 个表面的单元(cell),每个单元都被密封且包含具有光学特性的物质, 所述单元由吸收壁隔开。具体地,这些壁在其侧壁上是吸收的,且基本垂 直于构件的表面定向。本专利技术还提供一种上述透明光学元件的生产方法,其还包括沿所述表 面上的勾画的轮廓切割光学构件的步骤,该轮廓对应于光学元件的预定形 状。这些单元可被填充有为其光学特性而选择的各种物质,例如与其折射 率、光吸收或偏振能力、对电或光激励的响应等有关的光学特性。因而,该结构使其具有许多应用,特别是那些利用先进光学功能的应 用。这意味着由光学元件表面区域的像素离散化提供了在设计以及元件应用方面的极大灵活性。因而,该结构包括由壁界定的单元网络(network), 所述壁吸收可见光谱。因此,在整个或部分可见光谱的范围内,当光的传 播方向中具有平行于光学构件表面的成分时,这些壁不允许光的传播。通过离散化来生产像素化的结构是可能的,该结构由平面内的一连串 相邻单元组成。这些单元由壁隔开。这些壁导致光学构件的透明度缺陷,通过光学构件观察的图像没有显著对比度损失地被感知时,所述光学构件 是透明的,也就是说,当通过所述光学构件形成图像时没有损害到图像的 质量。在本专利技术中,术语透明的定义可应用于本说明书中如此限定的所有 物体。将光学构件的单元隔开的壁与光线相互作用并将其衍射。衍射被定义 光的散射,这在光波被物质地限定时观察得到(J-P. Perez-Optique, Fondements et applications 7th edition-Dunod-October 2004, P. 262 )。因jt匕, 由于所述壁引起的这种光的散射使包括这种壁的光学构件传播质量降低 的图像。微观衍射通过散射宏观地显现。这种宏观散射或非相干散射显现 为光学构件的像素化结构的漫射暈以及因此而产生的通过所述结构观察 的图像的对比度损失。这种对比度损失可被认为是上述透明度的损失。这 种宏观散射效应对于包含本专利技术所述的像素化光学构件的光学元件的制 造是不可接受的。在光学元件是眼科镜片时尤其如此,从上述限定的意义 上来说眼科镜片 一 方面必须是透明的,另 一方面,其必须不含有外观缺陷, 这种缺陷易于扰乱这种光学元件佩戴者的视力。用于减少这种宏观散射的方法包括通过防止光线传播到将单元隔开 的壁中以减少发生在壁处的衍射。这是因为一些被吸收或反射的光线不被 衍射。因此,与光线的相互作用受限的壁所发生的衍射小于使光线传播的 壁。如果考虑到一组壁,每个壁的衍射的减少导致宏观水平下的整个组件 在漫射方面的减少。因此,本专利技术的一个方面是生产一种透明光学构件,其包括一组并列设置的平行于衬底(substrate)表面的单元,其中这些单元由吸收壁彼此 隔开。具体地,这些壁在其侧壁上是吸收的且基本垂直于构件的表面。在 这种光学构件中,这些壁吸收到达壁的光线中的全部或部分,因而减少了 物体的宏观散射,由此使其可以生产包含所述光学构件的透明光学元件。本专利技术因此涉及一种获得透明光学元件的方法,该光学元件包括一组 并列设置的平行于所述构件表面的单元,每个单元由壁彼此隔开,这些壁 吸收整个或部分可见光谱,所述壁包括选自于吸收性可交联材料或吸收性 可聚合材料的一种或多种材料。其它材料也可用来生产吸收壁,例如混合 材料,如溶胶-凝胶树脂,或组合物,如陶资/金属或硅/金属混合物。如 果这些壁由金属组成或涂覆有金属,它们也可以是吸收性的,这些金属尤 其选自于银、铬、钛、柏、镍、铜、铁、锌、锡、钯或金。在这种情况下, 这些壁即吸收也反射。在本专利技术中,吸收材料是指吸收至少部分可见光谱 的材料,也就是说,具有至少一个在400nm (纳米)至700nm之间的波 长吸收带。有利地,根据本专利技术,在整个可见光谱区具有吸收带的材料是 优选的。用于制造壁的材料可选地包括在近红外线的光谱吸收带,即超过 700nm,和/或在近紫外线的光谱吸收带,即4氐于400nm。在本专利技术的该实施方式中,壁的组成材料可以具有固有的吸收性或通 过掺杂、扩散或吸收具有吸收性的粒子而使其具有吸收性。在吸收性的粒下材料制成,即染料、墨水、颜料、胶体、纳米碳管、炭黑和金属或金属 合金粒子。这些粒子可使用本领域技术人员已知的方法容易地结合到溶胶 -凝胶、聚氨基曱酸乙酯、丙烯酸酯或环氧类型的聚合物中。因此获得的 聚合物具有至少一个在400nm至700nm之间的吸收带,且优选在400nm 至700nm之间的整个可见光谱区吸收。在金属粒子中,可特别由例如银、 铬、钛、柏、镍、铜、铁、锌、锡、钯或金等材料制成。优选地,吸收材 料选自于银、铝、钛、铬或金。单元网络以及壁网络的构建可通过使用本领域技术人员已知的源自 于微电子的制造方法来获得。作为非限定的示例,这些方法例如是热印、 热才莫压印、微成型、光刻(硬、软、正、负)和微沉积,例如微接触印刷、丝网印刷或喷墨印刷。所有吸收壁(以及光学构件的单元组)都可直接形成在刚性透明支撑 件上,或形成于柔性透明薄膜上,该透明薄膜随后被转移到刚性透明支撑 件上。所述刚性透明支撑件在容纳单元的一侧上可以是凸起的、凹入的或 平坦的。单元网络的几何形状由尺寸参数来描述特征,这些尺寸参数通常可减 少到平行于光学构件表面的单元的尺寸(D),对应于将其隔开的吸收壁的高度(h)的单元的高度,以及这些壁的厚度(e)(平行于构件表面测 量)。平行于构件表面的这些单元优选由壁厚(e)在0.10pm至5pm之 间以及高度(h)小于100pm并优选在lpm至50pm之间(包括lpm和 50pm)的壁隔开。采用上述壁的尺寸,使得并列置于光学构件表面的一组单元具有高于 90。/。的填充因数i;是可能的。在本专利技术中,填充因数被定义为每单元面积 的光学构件内填充有物质的单元所占据的面积。换句话说,至少在设有单 元组的光学构件的区域内,所有单元占据了构件面积的至少90%。有利 地,该填充因数在90%至99.5%之间,并包括卯%和99.5%。在本专利技术方法的一个实施方式中,包含在至少一些单元中的具有光学 特性的物质是液体形式或凝胶形式。所述物质可特别具有选自于着色、光 致变色、偏振和折射率的至少一种光学特性。本专利技术的一个方面是生产上述透明光学构件的方法,其包括在衬底 上成形吸收壁网络,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产透明光学元件的方法,包括生产光学构件的步骤,该光学构件具有至少一个并列设置的平行于所述构件的一个表面的单元组,每个单元被密封并含有具有光学特性的物质,这些单元由吸收壁隔开,所述壁在基本垂直于所述构件表面定向的侧壁上是吸收的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:热罗姆巴莱克里斯蒂安博韦让保罗卡诺
申请(专利权)人:埃西勒国际通用光学公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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