具有雙重光偏振效應(yīng)的透明光學(xué)元件的制作方法
【專利摘要】一種具有雙重光偏振效應(yīng)的透明光學(xué)元件包括在該元件的一個第一表面部分中形成一個線性光偏振的一個第一薄膜，以及在一個第二表面部分內(nèi)形成一個減速器平板的一個第二薄膜。該第二表面部分包含在該第一表面部分中。此類元件可以形成一個鏡片，該鏡片被適配成用于通過在該第二表面部分中的光偏振選擇來提供立體視覺，同時提供對抗該第一表面部分中的過度光強(qiáng)度的保護(hù)。
【專利說明】具有雙重光偏振效應(yīng)的透明光學(xué)元件
[0001]發(fā)明背景【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種配備有雙重光偏振效應(yīng)的透明光學(xué)元件，并且還涉及一個用于制造此類透明光學(xué)元件的過程。本發(fā)明可以特別地實(shí)施于眼科應(yīng)用。
[0003]相關(guān)技術(shù)說明
[0004]配備有線性光偏振器的眼鏡鏡片是熟知的，特別是太陽眼鏡。例如，此類眼鏡鏡片被適配成用于減少或抑制由豎直地或水平地定向的多個反射表面產(chǎn)生的眩光。因此，佩戴配備有水平地定向的線性光偏振器從而抑制豎直地定向的偏振光的此類鏡片允許在城市環(huán)境中進(jìn)行汽車駕駛，而不受店面玻璃上反射的光眩目。在另一個示例中，配備有豎直地定向的線性光偏振器從而抑制水平地定向的偏振光的鏡片允許視覺穿過湖的水面，因為以布魯斯特入射值(Brewster incidence value)從水面反射的光受該偏振器抑制。后者的此類鏡片還減少如滑雪者所感知到的由雪反射的光，或在路面上反射的光。
[0005]但是存在以下情況:配備有線性光偏振器的鏡片阻礙佩戴者看到某些元件并且感知到相應(yīng)的視覺信息。例如，由液晶顯示器產(chǎn)生的光通常被偏振，并且佩戴配備有能夠抑制相同類型的偏振光的偏振器的鏡片可以使得在某些情況下閱讀顯示器不可能。這在偏振太陽眼鏡阻礙讀取顯示在汽車的一個電子儀表板上的駕駛信息時可能尤其是對駕駛員有害的。在其他情況下，如果由該顯示器發(fā)射的偏振光關(guān)于鏡片的偏振軸具有一個錯誤的定向，依賴于此類顯示器的人們可能不能夠在直視該顯示器時或甚至在將該顯示器拿在手里時看到信息。
[0006]接著，本發(fā)明的一個目標(biāo)在于提供不具有此類缺點(diǎn)同時仍然提供對抗眩目的防護(hù)的透明光學(xué)兀件。
[0007]本發(fā)明的另一個目標(biāo)在于提供被適配成用于在可變的光偏振情況下是高效的透明光學(xué)元件。更特別地，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件允許看到產(chǎn)生具有不同的偏振特征的光的物體，而不改變頭部位置。
[0008]簡要概述
[0009]為了滿足這些目標(biāo)或其他目標(biāo)中的至少一些，本發(fā)明的一個第一方面提出了一種具有雙重光偏振效應(yīng)的透明光學(xué)元件，此元件具有一個光學(xué)表面并且包括至少第一薄膜和第二薄膜，這些薄膜各自被安排成與該光學(xué)表面平行。該第一薄膜在該光學(xué)表面的一個第一部分中形成一個線性光偏振器，并且該第二薄膜在該光學(xué)表面的一個第二部分中形成一個減速器平板。在該光學(xué)表面內(nèi)，該第二部分小于該第一部分并且包含在此第一部分內(nèi)。接著，該第二薄膜的減速器效率在該第二部分中相對于在所述第二部分之外的該第一部分較聞。
[0010]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個透明光學(xué)元件的該光學(xué)表面的該第一部分被劃分成兩個子部分，這兩個子部分彼此互補(bǔ):該第二部分具有該第二薄膜的高減速器效率，并且在該第一部分的剩余部分中該減速器效率較低或為零。該第一薄膜的線性光偏振效應(yīng)存在于該第二部分以及該光學(xué)表面的該第一部分的該剩余部分兩者中。由于該光學(xué)表面的該第一部分的此類劃分，以及該第二薄膜的該減速器效率中的相應(yīng)變化，視覺條件可以被適配成用于避免產(chǎn)生線性地偏振的光的多個物體被完全地阻礙而不能在通過該第二部分看這些物體時，甚至當(dāng)在通過該第二部分之外的該第一部分看這些物體時這些物體將被抑制時被觀察。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的多個首先優(yōu)選的實(shí)施例，該第二薄膜可以在該光學(xué)表面的整個第一部分上連續(xù)地延伸，并且此第二薄膜的減速器效率在該第二部分之外的該光學(xué)表面的該第一部分中比在該第二部分自身中更低。該透明光學(xué)元件的此類結(jié)構(gòu)更簡單并且更易于制造。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個透明光學(xué)元件可以形成一個完成的或半成的眼科鏡片并且包括一個基礎(chǔ)鏡片，其中該第一薄膜和該第二薄膜層壓在該基礎(chǔ)鏡片上。接著，該第二薄膜沿著進(jìn)入該鏡片的一個佩戴者的一只眼睛中的光線處于該第一薄膜前面，至少在該光學(xué)表面的該第二部分中?？商娲兀鶕?jù)本發(fā)明的一個透明光學(xué)元件可以形成適合于層壓在一個鏡片上的一個層次結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明的一個第二方面提出了一組成對的鏡片，該組成對的鏡片由適合于裝配在一個眼鏡框架中的右鏡片和左鏡片組成，并且這些右鏡片和左鏡片中的至少一個形成根據(jù)該第一發(fā)明方面的一個透明光學(xué)元件。特別地，右鏡片和左鏡片兩者可以是根據(jù)此第一發(fā)明方面的并且可以遵守以下額外特征:
[0014]針對這些鏡片中的每一個，該第二薄膜沿著進(jìn)入該鏡片的一個佩戴者的相應(yīng)眼睛中的光線處于該第一薄膜前面，至少在該光學(xué)表面的該第二部分中。
[0015]該第二薄膜可以包括在該光學(xué)表面的該第二部分中的一薄層雙折射材料，該雙折射材料具有一個慢軸和一個快軸，這兩個軸都平行于該第二薄膜并且彼此垂直；并且
[0016]通過該第一薄膜透射的光的偏振方向與該慢軸之間的角按絕對值可以包括在35度與55度之間，或在125度與145度之間，這意味著通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向相對于該慢軸以及該快軸中的每一個有角度地偏移超過35度。
[0017]因此，每個鏡片可以具有用于通過此鏡片的該光學(xué)表面的該第二部分透射的光的圓形偏振器的一個功能，并且還具有用于通過該第二部分之外的相同的光學(xué)表面的該第一部分透射的光的線性偏振器的一個功能。
[0018]額外地，針對該右鏡片與該左鏡片之一，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該第二薄膜的該慢軸之間的角可以被選擇來形成一個右側(cè)圓形偏振濾光鏡。同時，針對該右鏡片與該左鏡片中的另一個，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該慢軸之間的該角可以被選擇來形成一個左側(cè)圓形偏振濾光鏡。此組成對的鏡片接著適合于在這些光學(xué)表面的這些第二部分中向此組成對的鏡片的一個佩戴者提供由圓形偏振選擇人工地產(chǎn)生的立體視覺。然而，此組成對的鏡片還可以用于除了人工地產(chǎn)生立體視覺之外的功能。
[0019]當(dāng)該第二薄膜在該光學(xué)表面的整個第一部分上連續(xù)地延伸時，本發(fā)明的一個第三方面提出了一種用于制造根據(jù)該第一發(fā)明方面的透明光學(xué)元件的過程，并且在該第二部分之外的該光學(xué)表面的該第一部分中的此第二薄膜的減速器效率低于在該光學(xué)表面的該第二部分中的相同第二薄膜的減速器效率。該發(fā)明過程接著包括該第二薄膜使用多個加熱參數(shù)的一個加熱步驟，這些加熱參數(shù)在值方面在該光學(xué)表面的該第二部分中與在此第二部分之外的該第一部分中不同的，這樣使得這些加熱參數(shù)在分別在該光學(xué)表面的該第二部分中和在該第二部分之外的該第一部分中的該第二薄膜的減速器效率之間形成不同。這些加熱參數(shù)是加熱持續(xù)時間與最大加熱溫度中的至少一個。在本發(fā)明的該過程的多個優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式中，該第一薄膜和該第二薄膜都可以包括在一個多層結(jié)構(gòu)中，并且該加熱步驟適用于該多層結(jié)構(gòu)。
[0020]在該發(fā)明過程的多個第一實(shí)現(xiàn)方式中，該第二薄膜可以被加熱并且在該光學(xué)表面的該第二部分中拉伸，在所述第二部分中向此第二薄膜提供相對于該第二部分之外的該光學(xué)表面的該第一部分的提高的雙折射效率。
[0021]可替代地，在該發(fā)明過程的多個第二實(shí)現(xiàn)方式中，該第二薄膜最初在該光學(xué)表面的整個第一部分中是雙折射的，并且可以在該第二部分之外的該第一部分中加熱該第二薄膜，這樣使得雙折射效率在該第二部分之外的該第一部分中相對于此第二部分變得減少。
[0022]現(xiàn)在參考附加在此的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的若干非限制性實(shí)施例。
[0023]附圖的若干視圖的簡要說明
[0024]圖1a至圖1d是根據(jù)本發(fā)明的多個透明光學(xué)元件的平面視圖；
[0025]圖2a至圖2c是各自根據(jù)圖1a的多個透明光學(xué)元件的截面視圖；
[0026]圖3是適合于本發(fā)明的一個優(yōu)選應(yīng)用的一組成對的鏡片的平面視圖；
[0027]圖4a至圖4c是對應(yīng)于本發(fā)明的三個其他實(shí)施例的透明光學(xué)元件的截面視圖；
[0028]圖5a圖示了用于制造如在圖4a或圖4c中描繪的一個透明光學(xué)元件的一個加工步驟；以及
[0029]圖5b和圖5c展示了可以用于圖5a所圖示的加工步驟中的兩個熱遮罩。
[0030]為了清晰，在這些圖中描繪的這些元件和元件部件并未關(guān)于實(shí)際尺寸或關(guān)于實(shí)際尺寸的比率而定大小。
[0031]詳細(xì)說明
[0032]盡管本說明書現(xiàn)在集中于眼科應(yīng)用，但本發(fā)明不限于這些應(yīng)用。本發(fā)明可以總體上應(yīng)用于任何透明光學(xué)元件，其中減速器功能和線性偏振功能的結(jié)合將在該元件的一個有限的部分中產(chǎn)生，并且該線性偏振功能將在沒有該減速器功能的情況下或在具有在此有限的部分之外的一個減少的減速器功能的情況下產(chǎn)生。除了眼鏡鏡片之外的應(yīng)用可以是顯示面板或儀表板的前面玻璃、場景與觀察者中間的可視玻璃(vision glazing)等等。
[0033]根據(jù)圖1a和圖2a，一種透明光學(xué)元件可以是一個完成的或半成的眼科鏡片10，該鏡片包括一個基礎(chǔ)鏡片11、一個第一薄膜I和一個第二薄膜2,該第一薄膜和該第二薄膜層壓在基礎(chǔ)鏡片11上。通常，一個半成的眼科鏡片具有一個最終的前表面，該最終的前表面是指在由一個站立的佩戴者佩戴時該鏡片的定向，而后表面留待在用于獲得一個完成的鏡片的一個稍后的制造步驟中用機(jī)器加工。通常，將根據(jù)為佩戴者擬定的一個眼科處方來用機(jī)器加工該后表面。稍后在此說明書中，結(jié)合鏡片10使用的豎直方向和水平方向、正向和反向以及上部部分和下部部分，稍后指代此鏡片的佩戴時的(as-worn)定向。
[0034]基礎(chǔ)鏡片11自身可以是一個完成的或半成的眼科鏡片。該基礎(chǔ)鏡片可以產(chǎn)生任何屈光不正校正，或該基礎(chǔ)鏡片可能缺乏校正，或還可以是一種用于提供對抗過多的日光和隨后的眩目的保護(hù)的太陽眼鏡?；A(chǔ)鏡片11可以屬于用于眼科的任何透明材料，具有有機(jī)的、礦物的或混合的成分。[0035]薄膜I和薄膜2層壓在基礎(chǔ)鏡片11的一個光學(xué)表面上，一個薄膜在另一個薄膜上，或可能地具有在薄膜I與薄膜2之間的多個中間額外薄膜或?qū)?。在第一薄膜I之前，第二薄膜2首先沿著垂直于該光學(xué)表面并且從鏡片10的前面向后面定向的一個方向出現(xiàn)。例如，當(dāng)薄膜I和薄膜2都層壓在基礎(chǔ)鏡片11的前表面S上時，薄膜2定位在薄膜I上面、在此薄膜I與基礎(chǔ)鏡片11相對的一側(cè)上。以此類配置，薄膜I比薄膜2更接近基礎(chǔ)鏡片11。
[0036]可替代地，薄膜I可以層壓在基礎(chǔ)鏡片11的后表面上，并且薄膜2可以層壓在該基礎(chǔ)鏡片的前表面S上。
[0037]可替代地，薄膜I和/或薄膜2可以合并在鏡片透鏡內(nèi)部，其條件是該第二薄膜沿著通過該鏡片進(jìn)入該鏡片的佩戴者的一只眼睛中的光線處于該第一薄膜前面，至少在該光學(xué)表面的第二部分中。因此，薄膜I可以合并在該透鏡的主體內(nèi)部，而薄膜2可以層壓在該鏡片的前表面上。
[0038]在彼情況下，人們可以通過使用已知的半成的透鏡形成根據(jù)本發(fā)明的一個光學(xué)物體，這些半成的透鏡包括鑄造或注入在該透鏡內(nèi)部的一個線性偏振濾光鏡。兩種薄膜還可以存在于該透鏡的后表面上，于是薄膜2比薄膜I更接近該透鏡的主體。
[0039]眼科鏡片10可以旨在在其外圍邊緣處進(jìn)行修剪，以便獲得一個外圍限制，該外圍限制與如安裝在一個框架上的眼鏡透鏡的最終形狀的輪廓C匹配。
[0040]在鏡片10的光學(xué)表面中界定了第一表面部分和第二表面部分，分別地Pl和P2，該光學(xué)表面對應(yīng)于在圖1a至圖3中所描繪的本發(fā)明實(shí)施例中的基礎(chǔ)鏡片11的前表面S。部分P2小于部分Pl并且包含在此后者中。優(yōu)選地，部分Pl可以包含整個修剪輪廓C，并且部分P2至少部分地包含在修剪輪廓C內(nèi)。部分Pl可以對應(yīng)于鏡片10的整個前表面。參考字母B表示部分P2的外圍邊界，該外圍邊界相對于表面部分Pl內(nèi)的一個剩余的表面部分鄰接部分P2。因此界定的表面部分Pl和P2的配置可以具有多個額外特征中的任何一者，分開地或其中的任何特征的結(jié)合:
[0041]該光學(xué)表面的第二部分P2可以定位在鏡片10的一個下部部分中。
[0042]該光學(xué)表面的第二部分P2可以包含在該光學(xué)表面中的一個水平線下面，其中此水平線的高度距鏡片10的一個下部邊緣在豎直地測量的鏡片的總高度的10%與90%之間，優(yōu)選地在此總高度的25%與75%之間；
[0043]該光學(xué)表面的第二部分P2可包含鏡片10的用于近視的一個焦點(diǎn)NV，并且可以排除鏡片10的用于遠(yuǎn)視的一個焦點(diǎn)FV ;以及
[0044]外周邊界B的形狀可以是圓形的(圖1a)、橢圓形的(圖1b)、矩形的(圖1c)或具有倒U形(圖1d)。
[0045]薄膜I至少在整個表面部分Pl上延伸(圖2a至圖2c)，而薄膜2至少在整個表面部分P2上延伸。薄膜2可以要么限于表面部分P2內(nèi)，S卩，受邊界B限制(圖2b和圖2c)，要么可以從內(nèi)部延伸得超出邊界B?？赡艿?，薄膜2還可以在整個表面部分Pl上延伸(圖2a)。
[0046]第一薄膜I在鏡片10的光學(xué)表面的第一部分Pl中形成一個線性光偏振器。為此，薄膜I可以由通常用于形成線性光偏振器的任何材料組成。特別地，該薄膜可以是聚乙烯醇基的，其中光吸收分子合并在其中并且沿著一個界定的方向定向。例如，定向的分子可以是碘。薄膜I的線性光偏振方向接著是在穿過薄膜I之后的光的線性偏振方向。該方向此后表不為LP。
[0047]第二薄膜2在鏡片10的該光學(xué)表面的第二部分P2中形成一個減速器平板。以一種已知的方式，一個減速器薄膜可以由雙折射材料制成，此雙折射材料具有與該光學(xué)表面平行并且彼此垂直的一個慢軸和一個快軸。該慢軸涉及一個高折射率值,也叫做慢折射率值，并且該快軸涉及一個低折射率值，也叫做快折射率值。這些折射率值適用于包括在可見范圍內(nèi)即在0.38um與0.75um之間的至少一個波長。特定地，薄膜2可以基于雙軸定向的丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、環(huán)烯烴共聚物、聚氯乙烯、三乙酰纖維素(TAC)
坐坐寸寸ο
[0048]通常，針對本發(fā)明，薄膜2充當(dāng)該光學(xué)表面的第二部分P2中的一個減速器平板以用于光穿過薄膜2，但是該薄膜具有在表面部分P2之外的減速器效率，該減速器效率低于在此表面部分P2內(nèi)。以一種已知的方式,針對波長可能地在0.38um與0.75um之間的一種常見光，一個減速器平板透射沿著該慢軸線性地偏振的光，該光相對于沿著該快軸線性地偏振的光具有一個傳播延遲。由兩個偏振方向之間的減速器產(chǎn)生的傳播延遲取決于沿著傳播方向測量的該減速器平板的厚度，該傳播方向即垂直于鏡片10的該光學(xué)表面的方向。如果該延遲誘發(fā)分別等于光波在空氣中的時間周期的四分之一、一半或四分之三的一個相位差，那么減速器平板稱為四分之一波平板、半波平板或四分之三波平板。
[0049]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第二部分P2之外的該光學(xué)表面的第一部分Pl可能缺乏由薄膜2產(chǎn)生的減速器效率。這可以通過將配備有減速器效率的薄膜2限制到表面部分P2的內(nèi)部而實(shí)施。另一種可能性是薄膜2在整個表面部分Pl上連續(xù)地延伸，但是僅僅在表面部分P2內(nèi)具有減速器效率，并且在表面部分P2之外具有零或大量減少的減速器效率。稍后將在下面描述一個用于產(chǎn)生具有限于表面部分P2內(nèi)的減速器效率的此類薄膜2的過程。
[0050]任選地，也包括在鏡片10中的一個透明保護(hù)層3可以安排在薄膜2的與薄膜I相對的一側(cè)上。層3可以由一張適合于提供保護(hù)功能的任何材料組成。例如，層3可以是聚碳酸酯基的、聚乙烯基的、聚酰亞胺基的、三乙酰纖維素基的等等?？商娲?，透明保護(hù)層3可以由一種清漆制成，例如用于眼科透鏡來提供一個抗劃痕或一個抗沖擊功能的那些清漆。層3僅可以在表面部分P2上延伸，但是優(yōu)選地在整個表面部分Pl上延伸。
[0051]在薄膜2限于表面部分P2內(nèi)的情況下，透明光學(xué)元件或鏡片10可以進(jìn)一步包括在第二部分P2之外的該光學(xué)表面的第一部分Pl中的一個互補(bǔ)薄膜4。有利地選擇此互補(bǔ)薄膜4，這樣使得在從第二薄膜2的一側(cè)觀察時，元件10在第二部分P2中以及在第二部分P2之外的第一部分Pl中具有相同的方面。
[0052]優(yōu)選地，鏡片10也可以進(jìn)一步包括一個透明填充物5，該透明填充物沿著外圍邊界B的至少一部分安排在第二薄膜2與互補(bǔ)薄膜4之間。此類透明填充物5可以由若干易于制造的實(shí)現(xiàn)方式中的一種清漆制成。
[0053]保護(hù)層3以及互補(bǔ)薄膜4可以獨(dú)立于彼此實(shí)施，并且互補(bǔ)薄膜4可以在具有或沒有填充物5的情況下實(shí)施。針對重要的元件結(jié)構(gòu)，以下改進(jìn)之一或若干可以分開地或結(jié)合實(shí)施:
[0054]透明保護(hù)層3可以安排在薄膜2以及互補(bǔ)薄膜4兩者上，與薄膜I相對；
[0055]透明填充物5可以由透明保護(hù)層3的延伸組成，該延伸特別是在層3由清漆制成時填充了薄膜2與互補(bǔ)薄膜4之間的一個間隙；
[0056]針對0.38um與0.75um之間的一個波長,互補(bǔ)薄膜4和可能的透明填充物5的各自折射率值可以包括在第二薄膜2的慢折射率值與快折射率值的一個平均值的0.9倍與1.1倍之間。因此，在該鏡片的前表面上的光反射并不在表面部分P2的內(nèi)部與外部之間顯著地變化。換句話說，邊界B對于位于該鏡片的前面的之前的一個觀察者并不非?？梢姡@樣使得鏡片10是有美感的；以及
[0057]針對0.38um與0.75um之間的一個波長，透明保護(hù)層3和互補(bǔ)薄膜4的各自折射率值可以包括在該慢折射率值與該快折射率值的一個平均值的0.9倍與1.1倍之間。因此，在鏡片10的前表面上的光反射并不因為層3和薄膜4而顯著地增加。
[0058]參考圖3的鏡片IOk和吼中任一個，現(xiàn)在描述具有線性光偏振功能的薄膜I以及具有減速器功能的薄膜2的更優(yōu)選的相對定向。
[0059]優(yōu)選地,當(dāng)薄膜2包括一薄層雙折射材料時,該薄膜可以被定向,這樣使得通過薄膜I透射的光的偏振方向LP相對于慢軸SA和快軸FA中的每一個有角度地偏移超過5度，或者更好地超過10度。因此，除了薄膜I之外，薄膜2似乎是高效的，這樣使得薄膜I和薄膜2兩者在第二表面部分P2中的結(jié)合充當(dāng)對一個外部施加的偏振光束當(dāng)中的橢圓地偏振的光的一個選擇器，該光束撞擊在鏡片10的該前表面上。
[0060]更優(yōu)選地，通過薄膜I透射的光的偏振方向LP與慢軸SA之間的角a s按絕對值可以包括在35度與55度之間，或在125度與145度之間。
[0061]另外，薄膜2的厚度可以是如此使得針對包括在0.38um與0.75um之間的至少一個波長，此薄膜是一個四分之一波平板。接著，針對撞擊在鏡片10的該前表面上的具有一個外部施加的偏振的光束，薄膜I與薄膜2兩者在第二表面部分P2中的結(jié)合充當(dāng)對幾乎圓形地偏振的光的一個選擇器。在該角a s按絕對值包括在40度與50度之間，或在130度與140度之間時，獲得對圓形地偏振的光的更精確的選擇。這意味著通過第一薄膜I透射的光的偏振方向LP相對于慢軸SA與快軸FA中的每一個有角度地偏移超過40度。最優(yōu)選地，該角a s可以是45度或135度。
[0062]針對將選擇撞擊在該前表面上的光的橢圓偏振的應(yīng)用，排除任何圓形偏振，該角a s按絕對值可以包括排除地在O度與45度之間，或者更優(yōu)選地，包括地在10度與35度之間，或在55度與80度之間，或在100度與125度之間，或在145度與170度之間。接著，表面部分P2內(nèi)的鏡片10被適配成用于相對于一個第二橢圓偏振選擇光的一個第一橢圓偏振，該第二橢圓偏振在偏振空間中與該第一橢圓偏振正交。
[0063]再次當(dāng)通過薄膜I透射的光的偏振方向LP相對于慢軸SA和快軸FS中的每一個有角度地偏移超過10度時，針對包括在0.38um與0.75um之間的至少一個波長，薄膜2的厚度可以是如此使得此薄膜2并非是四分之一波、半波或四分之三波減速器平板。優(yōu)選地，可以選擇薄膜2的厚度，這樣使得針對包括在0.38um與0.75um之間的任何波長，薄膜2并非是四分之一波、半波或四分之三波減速器平板。因此，這種透鏡可以使用一個45°角，特別是為了更好地折衷從而與線性地偏振的光線的大多數(shù)定向具有最大對比度，而不堵塞任何圓形地偏振的光線，特別是在人們看一個被其自身的四分之一波平板覆蓋的數(shù)字屏幕的情況下，例如一些智能手機(jī)的情況。
[0064]在所有情況下，針對撞擊在表面部分P2之外的表面部分Pl中的前表面上的光,鏡片10選擇平行于方向LP的線性偏振。因此,取決于表面部分Pl內(nèi)的光線撞擊位置，鏡片10執(zhí)行兩次不同的偏振選擇。
[0065]圖3展示了由右鏡片IO1^P左鏡片1(\組成的一組成對的鏡片，這對鏡片中的每一個是根據(jù)剛剛描述的多個本發(fā)明實(shí)施例之一的。參考號100表示該鏡片對整體。特定地，針對鏡片IOk和IOs中的每一個，通過薄膜I透射的光的偏振方向LP與慢軸SA之間的角a s按絕對值可以包括在35度與55度之間，或在125度與145度之間。接著，可以選擇右鏡片IOk的角a s來形成一個右側(cè)圓形偏振濾光鏡，并且可以選擇左鏡片1(\的角a s來形成一個左側(cè)圓形偏振濾光鏡。因此，鏡片10,和1(\都在其各自表面部分P2中選擇兩個圓形光偏振中的不同的偏振。右側(cè)/左側(cè)圓形偏振指代在光線進(jìn)入人眼中時，包含在光波中的電場的旋轉(zhuǎn)方向。此組成對的鏡片接著被適配成用于基于圓形偏振選擇的立體視覺，同時提供對抗因為由表面部分P2之外的水平表面反射的光的眩目的保護(hù)。在薄膜I被定向為使得方向LP相對于鏡片的佩戴時的位置是水平的情況下，鏡片IOk和IOs的部分P2除了允許基于圓形偏振選擇的立體視覺之外，還提供對抗因為由多個豎直表面反射的光的眩目的保護(hù)。
[0066]圖4a至圖4c展示了本發(fā)明的其他實(shí)施例，其中透明光學(xué)元件是一個被適配成用于層壓在一個鏡片上的層次結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)表示為20并且包括第一薄膜1、第二薄膜2，以及任選地保護(hù)薄膜3 (圖4a)、互補(bǔ)薄膜4以及可能地填充物5 (圖4b)。圖4a中的薄膜I和薄膜2的相對配置類似于在圖2a的鏡片10中的配置，并且圖4b中的配置類似于圖2c的配置，其中相同的參考號表示相同的部件。圖4c的層次結(jié)構(gòu)20包括薄膜I和薄膜2，以及可能類似于薄膜2的一個額外薄膜2’?？赡艿?，薄膜2’可以在表面部分P2內(nèi)具有減速器效率，類似于薄膜2。薄膜I在圖4c的層次結(jié)構(gòu)20中定位在薄膜2與薄膜2’之間。此結(jié)構(gòu)允許兩種優(yōu)點(diǎn)。首先，該結(jié)構(gòu)與一些偏振的薄膜兼容，這些薄膜已經(jīng)達(dá)到由多個TAC薄膜覆蓋在兩側(cè)上，并且這些TAC薄膜可以使用下面描述的過程改變成雙折射薄膜。接著，使兩個TAC薄膜都雙折射使得無論該薄膜放置在該眼科透鏡上的位置如何并且無論光線通過該鏡片的方向如何，該雙折射層總是在該線性偏振的層之前是可能的。
[0067]作為另一個實(shí)施例，保護(hù)層3和/或薄膜2和/或互補(bǔ)薄膜4和/或填充物5和/或一個額外的薄膜可以是著色的或光致變色的。
[0068]在一個進(jìn)一步的實(shí)施例中，與代表互補(bǔ)薄膜4、填充物5以及保護(hù)層3的那些薄膜耦合的薄膜2可以一起層壓在鏡片基底上。
[0069]此層壓可以是永久的或者可以被執(zhí)行以便是暫時的。
[0070]在薄膜2永久地層壓在該鏡片上的情況下，可以使用粘合劑，例如壓敏粘合劑(PSA)、熱熔粘合劑(HMA)等等。
[0071]在薄膜2暫時地在該鏡片上的情況下，人們可以使用允許將暫時的補(bǔ)丁粘在鏡片上的一種不牢固的膠水、壓敏粘合劑、水分、水、或任何其他已知的技術(shù)。
[0072] 現(xiàn)在描述用于制造根據(jù)本發(fā)明的一個透明光學(xué)元件的若干過程。圖4a或圖4c的層次結(jié)構(gòu)用作一個用于描述此類過程的示例。這些過程的關(guān)鍵步驟是一個加熱步驟，該加熱步驟向薄膜2提供最終的雙折射效率，該最終的雙折射效率如與表面部分P2之外的表面部分Pl相比，在表面部分P2中較高。為此，加熱持續(xù)時間、最大加熱溫度以及冷卻速率中的至少一個在部分P2內(nèi)不同于在此部分P2外部的相應(yīng)值。[0073]如圖5a中所示，層次結(jié)構(gòu)20可以曝露于一個熱源22，同時在該加熱步驟期間使用插入在熱源22與結(jié)構(gòu)20之間的一個熱遮罩21。熱遮罩21具有多個熱傳遞值，這些熱傳遞值在部分P2中與在部分P2之外的部分Pl中是不同的。
[0074]當(dāng)薄膜2最初并不是雙折射的時，雙折射效率可以在表面部分P2中通過在此部分中生成拉伸而產(chǎn)生。例如，在圖5b中描繪的熱遮罩21被設(shè)計來用于掩蔽表面部分P2之外的層次結(jié)構(gòu)20但是將表面部分P2曝露于起源于熱源22的IR輻射。因此，層次結(jié)構(gòu)20提高到如與部分P2之外相比在部分P2中更高的溫度。該層次結(jié)構(gòu)在部分P2中接著變得更柔軟，并且因此可以被拉伸，這樣使得拉伸主要位于部分P2內(nèi)，并且優(yōu)選地沿著一條軸比沿著另一條軸更重要。由于此拉伸，薄膜2在部分P2中相對于部分P2之外的部分Pl展示出提高的雙折射效率。層次結(jié)構(gòu)20可以使用本領(lǐng)域中已知的若干裝置來拉伸。例如，層次結(jié)構(gòu)20的外圍邊緣可以緊固至一個剛性框架，并且一個標(biāo)記被強(qiáng)加在層次結(jié)構(gòu)20上、在此后者的一側(cè)上。由于層次結(jié)構(gòu)20在部分P2內(nèi)的更高溫度，因此產(chǎn)生的拉伸以及所產(chǎn)生的雙折射效率主要包含在部分P2內(nèi)。
[0075]當(dāng)薄膜2最初在整個表面部分Pl中是雙折射的時，另一個過程適合，并且雙折射效率在加熱時可以松弛。圖5c展示了另一個熱遮罩21，該熱遮罩可以與圖5a的加熱裝置15結(jié)合使用，以便僅僅加熱在表面部分P2外部的表面部分Pl中的薄膜2。因此，雙折射效率在部分P2之外的部分Pl中相對于此部分P2變得減少。
[0076]實(shí)際上，剛剛描述的這些過程可以等效地適用于如圖4a中所圖示的層次結(jié)構(gòu)，不管包括保護(hù)層3還是沒有此層3，但是這些過程還可以在薄膜2與薄膜I層壓之前單獨(dú)地適用于薄膜2。這些過程還可以適用于一個多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括除了薄膜I之外的兩個第二薄膜2和2’，其中薄膜I被安排在如圖4c中所示的多層結(jié)構(gòu)20內(nèi)的兩個薄膜2和2’之間。特別地，兩個第二薄膜2和2’都可以是用聚乙烯制成的。
[0077]上文描述的不同實(shí)施例可以結(jié)合來提供進(jìn)一步的實(shí)施例。根據(jù)上述詳細(xì)說明，可以對這些實(shí)施例作出這些和其他改變?？傮w上，在以下權(quán)利要求中，所使用的術(shù)語不應(yīng)該解釋為將這些權(quán)利要求限于在說明書和權(quán)利要求書中所披露的具體實(shí)施例，而是應(yīng)該解釋為包括所有可能的實(shí)施例，連同此類權(quán)利要求所授權(quán)的等效物的完整范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有雙重光偏振效應(yīng)的透明光學(xué)兀件，該兀件具有一個光學(xué)表面并且包括: 至少第一薄膜和第二薄膜，這些薄膜各自被安排成與所述光學(xué)表面平行， 該第一薄膜在該光學(xué)表面的一個第一部分中形成一個線性光偏振器；并且 該第二薄膜在該光學(xué)表面的一個第二部分中形成一個減速器平板； 其中，在該光學(xué)表面內(nèi)，該第二部分小于該第一部分并且包含在所述第一部分內(nèi)，并且該第二薄膜的減速器效率在該第二部分中相對于所述第二部分之外的該第一部分較高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明光學(xué)元件，其中，該第二部分之外的該光學(xué)表面的該第一部分缺乏由該第二薄膜產(chǎn)生的減速器效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明光學(xué)元件，其中，該第二薄膜限于該光學(xué)表面的該第二部分內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明光學(xué)元件，進(jìn)一步包括在該第二部分之外的該光學(xué)表面的該第一部分中的一個互補(bǔ)薄膜，所述互補(bǔ)薄膜被選擇，這樣使得在從該第二薄膜的一側(cè)觀察時，該透明光學(xué)元件在該第二部分中與在該第二部分之外的該第一部分中具有一個相同的方面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透明光學(xué)元件，進(jìn)一步包括一個透明填充物，該透明填充物沿著該光學(xué)表面的該第二部分的外圍邊界的至少一部分安排在該第二薄膜與該互補(bǔ)薄膜之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透明光學(xué)元件，其中: 該第二薄膜由雙折射材料在該光學(xué)表面的該第二部分中制成，所述雙折射材料針對包括在0.38um與0.75um之間的至少一個波長具有一個慢折射率值和一個快折射率值，并且 該互補(bǔ)薄膜和該透明填充物的針對所述波長的折射率值包括在該慢折射率值與該快折射率值的一個平均值的0.9倍與1.1倍之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透明光學(xué)元件，其中，該透明填充物由一種清漆制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透明光學(xué)元件，進(jìn)一步包括一個透明保護(hù)層，該透明保護(hù)層安排在該第二薄膜和該互補(bǔ)薄膜兩者上，與該第一薄膜相對。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透明光學(xué)元件，其中: 該第二薄膜由雙折射材料在該第二部分中制成，所述雙折射材料針對包括在0.38um與0.75um之間的至少一個波長具有一個慢折射率值和一個快折射率值，并且 該透明保護(hù)層和該互補(bǔ)薄膜的針對所述波長的折射率值包括在該慢折射率值與該快折射率值的一個平均值的0.9倍與1.1倍之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透明光學(xué)元件，其中，該透明保護(hù)層由一種清漆制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明光學(xué)元件，其中，該第二薄膜在該光學(xué)表面的整個第一部分上連續(xù)地延伸，并且在該第二部分之外的該光學(xué)表面的該第一部分中的所述第二薄膜的減速器效率低于在該光學(xué)表面的所述第二部分中的所述第二薄膜的減速器效率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的透明光學(xué)元件，進(jìn)一步包括一個透明保護(hù)層，該透明保護(hù)層安排在該第二薄膜的與該第一薄膜相對的一側(cè)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明光學(xué)元件，其中，該光學(xué)表面的該第二部分的外圍邊界的形狀是圓形的、橢圓形的、矩形的或具有倒U形。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明光學(xué)元件，其中:該第二薄膜包括在該光學(xué)表面的該第二部分中的一薄層雙折射材料，該雙折射材料具有一個慢軸和一個快軸，這兩個軸都平行于該第二薄膜并且彼此垂直，并且 該第二薄膜被定向，這樣使得通過該第一薄膜透射的光的偏振方向相對于該慢軸以及該快軸中的每一個有角度地偏移超過5度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透明光學(xué)元件，其中，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向相對于該慢軸以及該快軸中的每一個有角度地偏移超過10度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的透明光學(xué)元件，其中，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該慢軸之間的角按絕對值包括在35度與55度之間，或在125度與145度之間，這意味著通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向相對于該慢軸以及該快軸中的每一個有角度地偏移超過35度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的透明光學(xué)元件，其中，該第二薄膜的厚度是如此使得該第二薄膜針對包括在0.38um與0.75um之間的至少一個波長是一個四分之一波平板。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的透明光學(xué)元件，其中，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該慢軸之間的該角按絕對值包括在40度與50度之間，或在130度與140度之間，這意味著通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向相對于該慢軸以及該快軸中的每一個有角度地偏移超過40度。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的透明光學(xué)元件，其中，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該慢軸之間的角按絕對值包括在10度與35度之間，或在55度與80度之間，或在100度與125度之間，或在145度與170度之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的透明光學(xué)元件，其中，該第二薄膜的厚度是如此使得該第二薄膜針對包括在0.38um與0.75um之間的至少一個波長并非是一個四分之一波、一個半波或一個四分之三波減速器平板。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明光學(xué)元件，形成適合于層壓在一個鏡片上的一個層次結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明光學(xué)元件，形成一個完成的或半成的眼科鏡片，并且包括一個基礎(chǔ)鏡片，并且其中，該第一薄膜與該第二薄膜中的至少一個存在于該基礎(chǔ)鏡片內(nèi)部，并且其中，該第二薄膜沿著通過該鏡片進(jìn)入該鏡片的一個佩戴者的一只眼睛中的光線處于該第一薄膜前面，至少在該光學(xué)表面的該第二部分中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的透明光學(xué)元件，其中參考所述鏡片在由一個站立的佩戴者佩戴時的定向，該光學(xué)表面的該第二部分位于該鏡片的一個下部部分中。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明光學(xué)元件，形成一個完成的或半成的眼科鏡片，并且包括一個基礎(chǔ)鏡片，并且其中，該第一薄膜和該第二薄膜層壓在該基礎(chǔ)鏡片上，并且該第二薄膜沿著通過該鏡片進(jìn)入該鏡片的一個佩戴者的一只眼睛中的光線處于該第一薄膜前面，至少在該光學(xué)表面的該第二部分中。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的透明光學(xué)元件，其中參考所述鏡片在由一個站立的佩戴者佩戴時的定向，該 光學(xué)表面的該第二部分位于該鏡片的一個下部部分中。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的透明光學(xué)元件，其中，該光學(xué)表面的該第二部分包含該鏡片的用于近視的一個焦點(diǎn)(待發(fā)明人核對的技術(shù)術(shù)語)，并且排除該鏡片的用于遠(yuǎn)視的一個焦點(diǎn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的透明光學(xué)元件，其中，該第一薄膜和該第二薄膜相對于該鏡片在由一個佩戴者佩戴時的該定向?qū)訅涸谠摶A(chǔ)鏡片的一個前表面上，并且該第一薄膜比該第二薄膜更接近該基礎(chǔ)鏡片。
28.一組成對的鏡片，包括適合于裝配在一個眼鏡框架中的右鏡片和左鏡片，該右鏡片與該左鏡片中的至少一個形成根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明光學(xué)元件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的該組成對的鏡片，其中，該右鏡片與該左鏡片中的每一個是根據(jù)權(quán)利要求16所述的，并且針對每個鏡片，該第二薄膜沿著進(jìn)入該鏡片的一個佩戴者的一只眼睛中的光線處于該第一薄膜前面，至少在該光學(xué)表面的該第二部分中。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的該組成對的鏡片，其中， 針對該右鏡片與該左鏡片之一，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該第二薄膜的該慢軸之間的角被選擇來用于形成一個右側(cè)圓形偏振濾光鏡，并且 針對該右鏡片與該左鏡片中的另一個，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該慢軸之間的該角被選擇來用于形成一個左側(cè)圓形偏振濾光鏡， 這樣使得該組成對的鏡片適合于在這些光學(xué)表面的這些第二部分中向所述組成對的鏡片的一個佩戴者提供通過圓形偏振選擇的立體視覺。
31.根據(jù)權(quán)利要求 30所述的該組成對的鏡片，其中， 針對該右鏡片，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該慢軸之間的該角被選擇來用于形成一個右側(cè)圓形偏振濾光鏡，并且 針對該左鏡片，通過該第一薄膜透射的光的該偏振方向與該慢軸之間的該角被選擇來用于形成一個左側(cè)圓形偏振濾光鏡。
32.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求11所述的透明光學(xué)元件的過程，包括該第二薄膜使用熱持續(xù)時間、最大加熱溫度以及冷卻速率中的至少一個的多個加熱參數(shù)的一個加熱步驟，這些加熱參數(shù)在值方面在該光學(xué)表面的該第二部分中與在所述第二部分之外的該第一部分中不同，這樣使得所述加熱參數(shù)在分別在該光學(xué)表面的該第二部分中和在所述第二部分之外的該第一部分中的該第二薄膜的減速器效率之間形成不同。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的過程，在該加熱步驟期間使用插入在一個熱源與該第二薄膜之間的一個熱遮罩，所述熱遮罩具有多個熱傳遞值，這些熱傳遞值在該光學(xué)表面的該第二部分中與在所述第二部分之外的該第一部分中是不同的。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的過程，其中，該第一薄膜和該第二薄膜都包括在一個多層結(jié)構(gòu)中，并且該加熱步驟適用于該多層結(jié)構(gòu)。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的過程，其中，該第二薄膜被加熱并且在該光學(xué)表面的該第二部分中主要沿著一個關(guān)于另一個軸的給定軸拉伸，以便在所述第二部分中向所述第二薄膜提供相對于所述第二部分之外的該光學(xué)表面的該第一部分的一個提高的雙折射效率。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的過程，其中，該第二薄膜最初在該光學(xué)表面的該整個第一部分中是雙折射的，并且其中，所述第二薄膜在該第二部分之外的所述第一部分中被加熱，這樣使得雙折射效率在所述第二部分之外的所述第一部分中相對于所述第二部分變得減少。
【文檔編號】G02B5/30GK103837922SQ201310616893
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】阿雷夫·賈勞利, 菲利普·米勒, 海峰·單 申請人:依視路國際集團(tuán)（光學(xué)總公司）