包括至少一个全息漫射元件的光学元件制造技术

本公开涉及一种旨在配戴在配戴者眼睛前方的光学元件。该光学元件有两个主表面并且包括至少一个全息漫射元件，该至少一个全息漫射元件具有由所述全息漫射元件的折射率的空间变化而产生的漫射特性。该折射率的空间变化在小于30μm的距离上在至少一个给定波长处大于0.001。本公开还包括一种包括这种光学元件的光学设备以及用于将全息介质记录到光学镜片上的方法。上的方法。上的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括至少一个全息漫射元件的光学元件


[0001]本专利技术属于光学器件领域，特别是眼科领域。
[0002]本专利技术涉及一种包括至少一个全息漫射元件的光学元件、以及一种用于制造这种光学元件的方法。

技术介绍

[0003]针对旨在配戴在配戴者眼睛前方的光学镜片，非常重要的标准是美学标准，比如好看的镜片。然而，挑战在于如何在此美学标准下保持高水平的舒适度、矫正和治疗效果。
[0004]例如，最近开发的一些光学镜片包括在其主表面之一上的漫射元件，这些漫射元件是在光学镜片的表面上的突出部。这种漫射元件是通过光刻或通过沉积包括突出部的材料的离散部分并且通过固化沉积的材料来获得的。
[0005]这种光学镜片允许在反射和透射两者中都漫射部分的入射可见光。因此，当配戴这种已知的光学镜片时，入射可见光的至少部分不聚焦在配戴者的视网膜上，这允许减缓眼睛的屈光异常的发展。
[0006]这种类型的漫射元件的缺点之一是镜片的粗糙度，该粗糙度显然降低了美学标准的水平。
[0007]漫射元件可以创建非聚焦光束，该非聚焦光束的宽度在配戴者的视网膜前方的指定平面上是最小的。因此，模糊的图像被投射在指定平面上。
[0008]以上两种方法都已被成功用作通过光学作用控制近视的解决方案。
[0009]最近的对照临床试验已提供了证据，证明了周边视野中机械形成的漫射元件阵列对减缓近视发展有益处。此漫射元件阵列的目的是通过轻微的漫射来在视网膜前方提供光学模糊的图像，从而触发对眼睛生长的停止信号。这些镜片的中心区域没有漫射元件，以实现良好的视觉。此解决方案的基本原则是减少周边视野中眼睛拉长信号的对比度。
[0010]因此，所有基于光学周边技术的现有版本的近视控制产品都必须在改善近视控制效率与降低在非中心视角条件下配戴者的视觉性能之间进行权衡。
[0011]更一般地说，在具有漫射元件的所有已知光学镜片中，这种漫射元件具有的缺点包括：
[0012]‑
寄生漫射或杂散光，
[0013]‑
对比度损失，以及
[0014]‑
表面粗糙度，这可能不利于光学镜片的机械抗性。
[0015]针对美学标准非常重要的另一个示例，光学器件领域的关注点是提供其中由配戴者看到的透射颜色将与外部观察者看到的颜色不同的太阳镜或浅色镜片。这将允许提供时尚的特定外观，或者相反，隐藏颜色或滤波器，以便保持高水平的美学标准，一些配戴者想要拥有具有可以被位于配戴者前方的任何人观察到的特定反射颜色的镜片。
[0016]因此，通常需要的是，光学元件漫射入射光，而没有已知漫射元件所具有的缺点。
[0017]进一步的特定需要是，光学元件有效地减缓近视发展，而没有已知漫射元件所具
有的缺点。

技术实现思路

[0018]本专利技术由所附独立权利要求定义。本文公开的构思的附加特征和优点在以下描述中阐述。
[0019]本公开旨在改善这种情况。特别地，本专利技术的一个目的是克服上述的缺点。
[0020]为此，本公开描述了一种旨在配戴在配戴者眼睛前方的光学元件，
[0021]该光学元件包括至少一个全息漫射元件，该至少一个全息漫射元件具有由所述全息漫射元件的折射率的空间变化而产生的漫射特性，所述折射率的空间变化在小于30μm的距离上在至少一个给定波长处大于0.001。
[0022]全息漫射元件是众所周知的，如例如以下文章中定义的：Stephen Wadle、Daniel Wuest、John Cantalupo、以及Roderic S.Lakes，“Holographic diffusers[全息漫射器]”，Optical Engineering[光学工程]，33(1)，(1994年1月1日)。
[0023]取决于散射元件与所考虑的波长有关的特征尺寸，通常有三种散射机制：
[0024]‑
镜面机制—散射元件与辐射的波长相比很大。适于此比例的物理学是几何光学。根据斯涅尔
‑
笛卡尔定律，措辞“镜面”是指反射光的方向，
[0025]‑
汤姆逊或瑞利散射机制—散射元件与波长相比很小，
[0026]‑
中间机制—散射元件的尺寸与波长同数量级。
[0027]在衍射网络中，尺寸符合中间机制的散射元件根据规则的格子来周期性布置。所产生的波前叠加形成了共振散射。
[0028]在整个本文件所考虑的全息漫射元件中，根据不规则的或非周期性的格子，散射元件的重新分配是随机的。换言之，全息漫射元件缺乏长程结构顺序。在材料相对于相关波长的光学特性方面，全息漫射材料缺乏结晶固体的长程顺序特征。结果，尽管可能出现有限的布拉格效果，因为结构元件的任何随机重新分配都可以被看作是不同间隔和取向的布拉格平面的集合，但整个本文件所考虑的全息漫射元件并不具有严格的共振散射，而是相反，主要具有漫散射。
[0029]由于专门配置的全息漫射元件、并且更具体地由于全息漫射元件折射率的空间变化，该光学元件允许当配戴该光学元件时选择地将入射光学光朝向预定方向(比如该配戴者眼睛的部分)散射。
[0030]该折射率的空间变化在小于30μm、优选小于20μm的距离上在至少一个给定波长处大于0.001。该折射率的空间变化可以在大约等于1.5的平均值附近在小于30μm的距离上达到例如0.05或更小。这些空间变化可以例如根据众所周知的干涉测量来明确地测量，针对如本说明中公开的全息漫射元件，使用干涉测量可以测量小于30μm、优选地小于20μm的干涉条纹的尺寸。
[0031]该至少一个全息元件的厚度可以小于100μm、优选地在10μm到50μm之间。
[0032]该至少一个给定波长可以在红外范围内，例如在2μm到5μm之间，或在UV范围内，或在可见光范围内，优选地在可见光范围内，例如在350nm到750nm之间。
[0033]为了以比如2度、5度或类似的角度等小漫射角来散射光，折射率的空间变化可以限制在0.01或0.02。为了以比如25度、30度或类似的角度等较大漫射角来散射光，可以允许
更大的折射率的空间变化。
[0034]在本公开中，术语“漫射”等同于“散射”。
[0035]在本公开中，该光学元件的主表面是眼球侧表面(也被称为后表面)和物体侧表面(也被称为前表面)。当该光学元件被配戴在配戴者眼睛前方时，该眼球侧表面被定位在该光学元件的最接近该配戴者眼睛的一侧上并且该前表面被定位在该光学元件的相反侧上。
[0036]而且，与现有技术中描述的多个突出部(这些突出部本质上导致了高表面粗糙度)不同，所要求保护的光学元件的主表面的粗糙度不受该全息漫射元件存在的影响。
[0037]因此，本公开中所述的光学元件的每个主表面可以具有均匀地小于0.5μm的粗糙度参数。
[0038]可选地，该至少一个全息漫射元件具有在预定范围内的至少一个给定波长处在5％到50％之间的漫射效率，例如在5％到40本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旨在配戴在配戴者眼睛前方的光学元件，所述光学元件具有两个主表面，其中，所述光学元件包括至少一个全息漫射元件，所述至少一个全息漫射元件具有由所述全息漫射元件的折射率的空间变化而产生的漫射特性，所述折射率的空间变化在小于30μm的距离上在至少一个给定波长处大于0.001。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述两个主表面被配置为使得提供基于所述配戴者眼睛的处方的屈光力。3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其中，所述两个主表面是眼球侧主表面和与所述眼球侧主表面相反的物体侧主表面，并且所述至少一个全息漫射元件被配置在所述两个主表面之一上。4.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述至少一个全息漫射元件在所述两个主表面之一的仅一部分上延伸或在所述两个主表面之一的全部上延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述至少一个全息漫射元件是至少两个全息漫射元件，所述至少两个全息漫射元件被设置在所述两个主表面中的至少一个上的相同或不同区域处。6.根据权利要求5所述的光学元件，其中，所述至少两个全息漫射元件分别在相同主表面的非重叠区域上延伸。7.根据权利要求6所述的光学元件，其中，所述至少两个全息漫射元件根据随机或规则的图案来布置。8.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述至少一个全息漫射元件被形成于在所述主表面之一的至少部分上延伸的光学材料层中。9.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述至少一个全息漫射元件是全息梯度漫射元件，所述全息梯度漫射元件的漫射效率从所述全息漫射元件的中心到所述全息漫射元件的周边增加。10.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述至少一个全息漫射元件具有在预定范围内的至少一个给定波长处在5％到50％之间的漫射效率。11.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，所述折射率的空间变化被配置为使得：
‑
针对至少一个入射角方向，当所述光学元件暴露于源自所述入射角方向的源光束时，所述源光束被至少一个全息漫射元件散射，从而形成至少一个散射光束，
●
每个所述散射光束都以相应的中心角方向为中心，所述中心角方向被定义为具有最大亮度值的角方向，以及
●
每个所述散射光束都具有相应的漫射角，所述漫射角被定义为亮度的半最大值全宽，所述漫射角根据至少一个方向具有包括在2
°
到40
°
之间的希望值。12.根据权利要求11所述的光学元件，其中，所述至少一个入射角方向对应于所述配戴者的视近。13.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述折射率的空间变化被配置为使得所述至少一个全息漫射元件具有散射光的光学功能，以照亮所述眼睛的视网膜，以便减缓所述眼睛的屈光异常的发展。14.根据权利要求1至9中任一项所述的光学元件，其中，所述至少一个全息漫射元件是
全息漫射镜。15.根据权利要求14所述的光学元件，其中，所述至少一个全息漫射元件具有在预定范围内的至少一个给定波长处在1％到5％之间的漫射效率。16.根据权利要求14或15所述的光学元件，其中，所述全息漫射镜被配置为当所述光学元件被配戴者面向场景配戴时使得由所述全息漫射镜散射的大部分光被反射朝向所述场景。17.一种旨在...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP，
申请(专利权)人：依视路国际公司，
类型：发明
国别省市：