[发明专利]制造光学装置的方法以及所产生的光学装置

说明书

一种光学装置(1)，包括：‑第一光学透明热塑性层(2)；‑第二光学透明热塑性层(3)，以及；在两个热塑性层(2、3)之间的；·与第一热塑性层(2)相邻的衍射光学元件(4)，·在衍射光学元件(4)与第二热塑性层(3)之间的间隔物(5)，以及；·边界(6)，其封闭衍射光学元件(4)从而形成密封腔(7)；其中，边界(6)与腔(7)相邻的至少上部由粘合剂(15)形成。

技术领域

本公开内容涉及弯曲光学装置，特别地涉及包括液体的弯曲光学装置。

背景技术

远视眼是眼睛失去其聚焦在近距离处的能力的公知疾病，其困扰着全世界超过20亿患者。传统解决方案包括被动镜片如阅读眼镜、渐进镜片或多焦接触镜片。然而，这些被动镜片通常受困于有限的视场、降低的对比度或长的适应时间。

因而，可以改变镜片的一部分的焦距的可重聚焦镜片在该领域中引起了很多关注，因为它们将消除许多已知问题。尽管存在一些光机械解决方案，但是由于电-光解决方案更容易重新配置，具有更快的响应时间并且在机械上更稳健，因此优选电-光解决方案。大多数电光解决方案需要填充有一种或更多种液体的腔，并且通常使用基于液晶的实现方式。虽然液晶显示技术非常成熟，但是找到将可重聚焦的液晶镜片集成在眼科镜片中的方法已被证明是困难的，这主要是因为眼科镜片通常具有的弯月形状。

例如，在US 7,728,949中描述了现有的可重聚焦液晶镜片。该专利公开了由两个塑料镜片半体构成的镜片：具有衍射/折射光学结构的第一弯曲镜片半体和第二镜片半体。在两个镜片半体上沉积透明电极。除了光学结构的区域之外，镜片半体在整个表面上用UV可固化粘合剂粘合在一起。在光学结构的位置处，液晶材料填充两个镜片半体之间的间隙。在关断状态下，液晶具有与镜片半体的塑料基板相同的折射率。然后其隐藏了衍射/折射结构，并且不存在镜片作用。通过在镜片半体之间施加电场，液晶材料的折射率被调制并且其变得与基础的衍射/折射光学结构不同，从而产生镜片作用。

在两个相对厚(1mm)的镜片半体上直接制造液晶镜片的上述方法具有一系列缺点。其由于难以实现电极层在衍射/折射光学结构的弯曲表面上的保形沉积并且可能导致生产可靠性问题而非常难以大批量制造。使用现有技术的单滴填充工艺获得具有成本效益且美观的清洁密封在超薄镜片中难以实现，因此阻碍了该方法的高批量生产。衍射/折射光学结构可以具有平面表面，但是这限制了典型薄镜片设计中的最大直径，在所述典型薄镜片设计中平面镜片需要以某种方式被集成在弯曲的后表面和前表面之间。衍射/折射光学结构可以被弯曲，但是然后液晶可能在该工艺期间溢出，导致表面污染和胶的不良粘合。粘合后填充腔是另一选项，但可能使镜片被填充的通道可见并损害镜片的美观性。必须分别制造每个镜片毛坯，限制了产量。由于通常需要偏振无关的焦距变化，所以需要使用具有向列型液晶的多层镜片结构，例如具有针对两种偏振的正交配向的两层，或者使用与胆甾型液晶结合的单层。该方法使得确实难以制造多层镜片结构，迫使使用胆甾型液晶来构建仅具有一层的偏振无关镜片。然而，本领域技术人员知道，由于向错线和胆甾醇层的大的内部能量，非常难以控制胆甾醇层，特别是较厚的层的混浊。为了避免胆甾型液晶的混浊，必须减小液晶层的厚度，但是这限制了闪光高度，迫使在光学衍射/折射结构中使用较短的闪光间距，从而增加了色像差。如上所述，使用向列型液晶的多层镜片可以产生具有较少雾度的偏振无关镜片，但是所提出的方法将产生具有大的厚度的镜片以及许多处理问题。

解决上述挑战的另一方法可以是首先在平面表面上形成薄膜液晶层，然后将该平面表面嵌入到被动镜片中。目前为止，在EP 1,428,063B1中公开了一种对其的尝试，其描述了一种用于构建基于液晶的电致变色镜片插入物的方法。所描述的方法是首先在平面基板上制造液晶装置。该装置由两个相对面向的基板构成，在所述基板上沉积透明导体，所述透明导体被使用传统的球间隔物或球形聚合物颗粒相互间隔开。间隔被填充有液晶层并随后被密封。然后将平面装置热成形以集成在镜片毛坯中。所描述的装置不具有任何镜片作用，即其可以用于改变镜片的透明度，而不是光学功率。