本发明涉及一种光学镜片，所述光学镜片旨在被放置在配戴者的眼睛前面并且具有前表面和后表面，所述后表面是当光学镜片被放置在配戴者的眼睛前面时旨在最靠近配戴者的眼睛的表面，并且涉及一种光学设备，所述光学设备包括安装在眼镜架中的一副这种光学镜片。
背景技术：
当制造眼睛配戴物时，材料的选择很重要，因为它影响镜片的重量和厚度以及其抗震性。光学镜片中所使用的材料主要有两种类型：有机材料(比如聚碳酸酯)和矿物玻璃(比如bk7)。
聚碳酸酯光学镜片具有出色的抗冲击性。然而，并非所有类型的光学镜片都可以由聚碳酸酯制成。例如，一些镜片制造方法可能需要达到会改变聚碳酸酯或其他有机材料的这种温度。光学镜片的寿命可能会更低。因此，矿物玻璃有时是唯一可用的选项。
然而，如果用足够的力意外冲击，矿物玻璃可能破碎。结果，矿物玻璃的碎片可能脱落并损伤配戴者的眼睛。
因此，需要一种包括矿物玻璃的光学镜片，所述光学镜片在意外冲击的情况下不会因破碎而损伤配戴者眼睛。
本发明的一个目的是提供这种光学镜片。
技术实现要素：
为此，本发明提出了一种光学镜片，所述光学镜片旨在被放置在配戴者的眼睛前面并具有前表面和后表面，所述后表面是当所述光学镜片被放置在配戴者的眼睛前面时旨在最靠近所述配戴者的眼睛的表面，所述光学镜片在所述前表面上具有矿物玻璃元件，并且进一步包括护眼件，所述护眼件被配置为当所述矿物玻璃元件破裂时防止所述元件的任何碎片到达所述配戴者的眼睛，所述护眼件包括布置在所述后表面上的聚合物晶片。
有利地，根据本发明的光学镜片能够防止玻璃碎片脱落，因此由于所述聚合物晶片而保护了配戴者的眼睛不被破裂的玻璃碎片碰到。
根据可以单独或组合考虑的进一步实施例：
-所述聚合物晶片是平光晶片；和/或
-所述聚合物晶片的平均厚度大于或等于10μm、优选大于或等于50μm、更优选大于或等于75μm；甚至更优选大于或等于300μm、最优选大于或等于700μm，和/或
-所述聚合物晶片的平均厚度小于或等于2mm、优选小于或等于1.5mm、更优选小于或等于1mm；和/或
-所述聚合物晶片具有前表面和后表面，所述后表面对应于所述光学镜片的后表面，和/或所述聚合物晶片的前表面被胶合到所述矿物玻璃元件上；和/或
-所述聚合物晶片由透明材料制成，例如适于眼科镜片的透明材料，比如热塑性或热固性材料；和/或
-所述聚合物晶片具有防划伤功能、防静电功能、防污功能、和/或防雾功能；和/或
-所述聚合物晶片具有反射功能，例如抗反射特性；和/或
-所述聚合物晶片具有光吸收功能，例如蓝光截止和/或uv防护，和/或所述聚合物晶片具有特定颜色；和/或
-所述聚合物晶片具有偏振功能；和/或
-所述聚合物晶片具有光致变色特性；和/或
-所述聚合物晶片在所述光学镜片的边缘上延伸，以保护所述光学镜片的边缘；和/或
-所述聚合物晶片边缘包括适于允许将所述光学镜片安装在眼镜架中的斜面；和/或
-所述光学镜片包括至少被布置在所述光学镜片的前表面上的第二聚合物晶片；和/或
-所述矿物玻璃元件至少包括电有源元件，比如电致变色单元和/或液晶单元和/或波导和/或全息反射镜；和/或
-所述矿物玻璃元件被配置为使得当对所述镜片进行落球测试时其至少部分破裂；和/或
-所述矿物玻璃元件具有屈光功能，例如适于配戴者的处方。
本发明还涉及一种光学设备，所述光学设备包括一副安装在眼镜架中的根据本发明的光学镜片。
附图说明
从权利要求和从以下通过示例的方式但不限于参考以下附图给出的一些实施例的描述中，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚：
-图1至图4是根据本发明实施例的光学镜片的截面视图，以及
-图5图示了根据本发明实施例的光学设备。
图中的元件仅为了简洁和清晰而图示并且不一定按比例绘制。例如，在这些图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。除非另有说明，否则在图上表示为凹面的元件的每个表面也可以是凸面的，反之亦然。
具体实施方式
本发明涉及一种光学镜片2，所述光学镜片旨在被放置在配戴者的眼睛前面并且具有前表面4和后表面6，后表面6是当光学镜片被放置在配戴者眼睛前面时旨在最靠近配戴者的眼睛的表面。
在本发明的框架中，术语“光学镜片”被理解为是指旨在被放置在配戴者的眼睛前面的任何类型的已知光学镜片。光学镜片可以指非矫正光学镜片或矫正光学镜片，又称为眼科镜片，比如渐进式多焦点镜片、单焦点镜片或多焦点镜片。
眼科镜片具有屈光功能，其可以适于配戴者的处方数据。
术语“处方”被理解为是指由眼科医生或验光师确定的一组光焦度、散光、棱镜偏差以及下加光(在相关情况下)的光学特性，以便矫正配戴者的视力缺陷，例如借助位于他眼睛前方的镜片。
例如，针对渐进式多焦点镜片的处方包括在某距离视点处的光焦度值和散光值、以及下加光值(在适当情况下)。处方数据可以包括针对正视眼的数据。
如图1至图4所示，光学镜片2包括在前表面4上的矿物玻璃元件8，比如硅酸盐基玻璃元件。在图上，矿物玻璃元件被表示为有点的表面。
矿物玻璃元件8具有前表面10和后表面12。光学镜片2的前表面4包括矿物玻璃元件8的前表面10的至少一部分。
矿物玻璃元件8可以包括无源波导。耦合到波导中的光将通过全内反射沿波导传播。波导包括两个相对的透明壁，具有中空的或填充有基材的间隙。确定两个相对壁之间的间隙的长度，使得具有选择的波长的光可以通过在两个相对壁上重复反射而传播通过波导。
矿物玻璃元件8可以包括无源全息反射镜。全息反射镜被定义为使用全息照相过程记录。所述反射镜用于反射从图像源产生的光束，以便使配戴者看得见图像。所述全息反射镜不用于对所记录的全息图像进行重建(如传统全息图观看的情况)。由于记录，所述反射镜被赋予光学功能，所述光学功能在适用时能够在反射到所述反射镜上时改变源自图像源的光束的波前。这允许矫正配戴者的虚拟视觉，因为结合了全息反射镜的光学镜片可以改变在配戴者的眼睛中生成图像的光束。
如图2所示，矿物玻璃元件8可以包括一个或多个电有源元件14。电有源元件14是在施加电能的情况下具有至少一种可变光学特性的元件。
电有源元件14可以被嵌入矿物玻璃元件8内，或者由矿物玻璃元件8形成。电有源元件14可以适于矿物玻璃元件8的边缘，或者适于其前表面10或后表面12。
电有源元件14可以是在两个透明支撑件之间的电致变色单元，这些透明支撑件例如由基材制成。所述电致变色单元包括至少一种具有氧化电势并且在使用至少两个透明电极在透明支撑件之间施加电场时发生一种光学特性变化的电致变色染料化合物。例如，染料在氧化态下可能是无色的，而在另一种氧化态下是黄色、绿色、蓝色或紫色。染料的氧化态可以通过在电极之间和向电致变色染料化合物施加电场(换言之为电压)来进行控制。
电有源元件14可以是液晶单元。液晶单元包括在两个透明支撑件之间的至少一种液晶物质，这些透明支撑件例如由基材制成。透明支撑件中的至少一个(例如两个透明支撑件)包括至少一个透明电极。在存在或不存在施加在电极之间和施加到液晶物质上的电场(换言之电压)的情况下，液晶单元基于液晶物质的光学特性来改变光。
电有源元件14可以是电有源波导。波导包括两个相对的透明壁，具有中空的或填充有基材的间隙。确定两个相对壁之间的间隙的长度，使得具有选择的波长的光可以通过在两个相对壁上重复反射而传播通过波导。电有源波导可以包括一个或多个光学特性可调的区域，光学特性是比如折射率值、相位、反射率(值、角度、波长或光谱曲线)、透射率等。例如，这些壁可以各自包括透明电极，所述间隙填充有基材，并且有源光波导在存在或不存在施加在电极之间和施加到基材上的电场(换言之电压)的情况下基于基材的折射率来改变光的传播。间隙的长度也可以被命令。
电有源元件14可以是电有源全息反射镜。全息反射镜可以包括一个或多个光学特性可调的区域，光学特性是比如折射率值、相位、反射率(值、角度、波长或光谱曲线)、透射率等。矿物玻璃元件8可以具有屈光功能，其可以适于配戴者的处方数据。
如图1至图4所示，光学镜片进一步包括护眼件16，所述护眼件被配置为当矿物玻璃元件8破裂时防止任何矿物玻璃元件8的碎片到达配戴者眼睛。护眼件16包括布置在光学镜片2的后表面6上的聚合物晶片18。在图上，聚合物晶片18被表示为竖直带条纹的表面。
聚合物晶片18具有前表面20和后表面22。光学镜片2的后表面6包括聚合物晶片的后表面22的至少一部分。
如果矿物玻璃元件8在光学镜片受到冲击时至少部分地破裂，则聚合物晶片18防止矿物玻璃元件8的碎片脱离。
可以执行冲击测试。冲击测试可以是所谓的“落球测试”。根据落球测试，将一个重约0.56盎司(15.87573g)的5/8英寸(1.5875cm)钢球从50英寸(127cm)的高度掉落到镜片的凸上表面上。球会在撞击在位于镜片几何中心处的直径5/8英寸(1.5875cm)直径的圆内。
通过使球落入延伸到距镜片约4英寸(10.16cm)以内的管中，可以引导但不限制球的下落。为了通过落球测试，光学镜片不得断裂。
当光学镜片在其包括层状层(如果有的话)的整个厚度上并在整个直径上裂开为两个或更多个单独的碎片时、或者当肉眼可见的任何镜片材料从镜片的当镜片定位于眼睛前方时旨在面向眼睛的表面上脱离时，光学镜片被认为是断裂的。
有利地，由于护眼件16包括聚合物晶片18，即使矿物玻璃元件8破裂，根据本发明的光学镜片2也通过了落球测试。
根据本发明的实施例，聚合物晶片18的平均厚度可以大于或等于10μm、优选地大于或等于50μm、更优选地大于或等于75μm、甚至更优选地大于或等于300μm、最优选地大于或等于700μm，且小于或等于2mm、优选地小于或等于1.5mm、更优选地小于或等于1mm。发明人观察到，平均厚度等于或大于300μm的聚碳酸酯聚合物晶片18大大改善了光学镜片2的抗冲击性。
另外，平均厚度约为800μm的聚合物晶片18进一步改善了光学镜片2的光学性能。确实，当使用300μm晶片时，由于在制造期间、特别是在涂覆过程期间晶片变形，所以可能出现一些光学畸变。
在优选的实施例中，聚合物晶片18的后表面22对应于光学镜片的后表面6。
聚合物晶片18的前表面20可以胶合到矿物玻璃元件8上，例如胶合到矿物玻璃元件8的后表面12上。例如，胶可以被散布在矿物玻璃元件8的后表面12上，然后聚合物晶片18可以落在散布的胶上。为了避免由矿物玻璃元件8的重量引起的聚合物晶片18的变形，可以在胶合过程期间将聚合物晶片18放在矿物玻璃元件18上。
可以通过液体粘合剂或压敏粘合剂(psa)将聚合物晶片18胶合到矿物玻璃元件8上。可以基于要与矿物玻璃元件结合的聚合物晶片18的材料来选择胶成分。在从膜获得晶片的情况下，优选使用psa。
可以在聚合物晶片18的整个表面上或仅在聚合物晶片18的周边上进行胶合。在这第二种情况下，可以将间隔物引入液体胶中，以确保在聚合物晶片18的整个周边上胶的厚度统一。
可以将等离子或电晕处理类型的表面处理施加到矿物玻璃元件8。有利地，确保了粘合剂在矿物玻璃元件8和在聚合物晶片18上的散布以及矿物玻璃元件8与聚合物晶片18之间的粘合。
在胶合过程期间可以使用粘合底漆，以便促进粘合。
聚合物晶片18在胶合到矿物玻璃元件8上之前被修边或切割。如果聚合物晶片18是从膜获得的，则可以使用激光器来执行聚合物晶片18的切割。胶合是特别有利的，因为聚合物晶片18和矿物玻璃元件8在很长的时间内保持为一体，并且因为与其他固定手段相比之下，胶是透明的，因此不限制配戴者的视野。优选地，胶可以采取在聚合物晶片18的前表面20上具有统一厚度的层的形状。
替代地，聚合物晶片18可以以本领域技术人员已知的任何另一种方式被结合到矿物玻璃元件8上。
聚合物晶片18至少包括底晶片。聚合物晶片还可以包括由底晶片支撑的一个或多个功能层。
底晶片可以通过铸造或通过注塑或通过表面处理来获得，以较厚的毛坯开始。底晶片也可以从膜获得。这种膜本身可以通过各种技术获得，例如通过挤出，然后单轴或双轴拉伸。然后对这种膜进行热成型，以便使晶片的曲率半径与其上结合有晶片的矿物玻璃的曲率半径相适应。
底晶片也可以通过本领域技术人员已知的常规沉积技术通过沉积层来获得，比如通过浸涂、旋涂、喷涂、喷墨涂布等，随后如果需要的话通过干燥和/或在uv照射或可见光照射下的聚合步骤或通过热处理。
最后，底晶片可以通过增材制造技术直接实现在矿物玻璃上。
聚合物晶片18可以被层压在矿物玻璃元件8上。层压方法可以包括层压步骤，在所述步骤期间，使用矿物玻璃元件8的特定保持系统，所述保持系统被配置为避免在层压步骤期间损坏矿物玻璃元件8的周边。
通过非限制性指示，底晶片的材料可以选自用于光学器件、特别是用于眼科光学器件的材料。所述材料可以选自热塑性或热固性材料，比如聚碳酸酯；聚酰胺；聚酰亚胺；聚砜；聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯的共聚物；聚烯烃，特别是聚降冰片烯；二乙二醇双(烯丙基碳酸酯)的聚合物和共聚物；(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，特别是衍生自双酚a的聚合物和(甲基)丙烯酸共聚物；硫代(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物；氨基甲酸乙酯与硫代氨基甲酸乙酯的聚合物和共聚物；环氧聚合物和共聚物；环硫化物聚合物和共聚物、纤维素聚合物和共聚物(特别是三乙酸纤维素)、乙烯基聚合物和共聚物(特别是聚氯乙烯)、氨基甲酸酯聚合物和共聚物(特别是热塑性聚氨酯)、以及硅氧烷聚合物和共聚物。
根据一个实施例，如果底晶片是从膜获得的，则这种膜的材料可以通过非限制性指示选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚芳酯、聚乙烯醇、多环烯烃、聚酰胺、聚氨酯或聚酰亚胺。所述膜也可以是包括多个重叠层的结构、或是多层膜、或是复合膜。所述膜可以包括一种或多种功能处理，比如防划伤涂层、抗反射涂层、防污涂层、防uv或蓝光截止涂层。所述膜可以是多层防碎膜。所述膜可以在其表面上包括微结构，比如结构化的减反射、菲涅耳镜片、微镜片、超颖表面或全息反射镜，比如模压全息图。
聚合物晶片18可以是平光晶片，也称为非矫正晶片。替代地，聚合物晶片18可以具有特定的光学特性，其可以包括屈光功能，其可以包括球镜度、柱镜度、柱镜轴位、下加光、双焦点或三焦点或渐进表面和/或棱镜。
聚合物晶片18的光学特性可以包括反射功能，例如抗反射特性。有利地，具有抗反射特性的聚合物晶片18反射少量的光，因此，大部分的光而是透射通过聚合物晶片18和光学镜片2。聚合物晶片18的前表面20和后表面22的反射功能可以不同。优选的是，特别是如果旨在将光学镜片2安装在太阳镜上，则聚合物晶片18的前表面20具有高反射比，以便减少通过光学镜片2朝向配戴者的眼睛透射的光的分数。还优选的是，聚合物晶片18的后表面22具有低反射比，以便避免将环境光朝向配戴者的眼睛反射。
聚合物晶片18的光学特性可以包括光吸收功能，例如蓝光截止和/或uv防护。已知蓝光会引起眩光和眼睛疲劳。光吸收功能可以吸收大部分的蓝光和uv光，以便保护配戴者的眼睛。
聚合物晶片18的光学特性可以包括特定的颜色。聚合物晶片18可以被着色。可以基于配戴者的偏好来选择颜色。
聚合物晶片18的光学特性可以包括偏振功能。聚合物晶片18可以仅透射具有特定偏振方向的光。
聚合物晶片18的光学特性可以包括光致变色特性。聚合物晶片18可以在暴露于足够强度的特定类型的光(比如蓝光或uv光)时变暗。
聚合物晶片18可以具有其他特性，所述特性可以包括防划伤功能、防静电功能、防污功能、防雾功能和/或光学镜片边缘保护功能。光学镜片边缘保护功能可以包括保护光学镜片2防止震动、冲击或擦伤。光学镜片边缘保护功能可以包括相对于外部环境(比如湿气、溶剂、氧气等)密封光学镜片2的边缘。这种保护特别在电有源元件14延伸到光学镜片2的边缘的实施例中是有用的。
如图3所示，聚合物晶片18可以在光学镜片2的边缘上延伸，以便保护光学镜片2的边缘。特别地，聚合物晶片18可以在矿物玻璃元件8的边缘上延伸，从而形成矿物玻璃元件8与眼镜架的眼镜架元件之间的可压缩缓冲区域。可以在光学镜片2的边缘与聚合物晶片18的在所述边缘上延伸的部分之间插入特定的中间密封件。
聚合物晶片18的上述光学特性或其他特性可以是底晶片的特性，或者可以是功能层(如果有的话)的特性，或者可以是底晶片与功能层的组合的特性。
如图4所示，聚合物晶片边缘可以包括斜面24，所述斜面适于允许将光学镜片安装在眼镜架中。斜面可以包括向外的凸起和/或向内的空腔。
在一个实施例中，光学镜片2可以包括至少布置在光学镜片2的前表面上的第二聚合物晶片26。第二聚合物晶片26可以具有针对至少布置在后表面12上的聚合物晶片18描述的任何特征。第二聚合物晶片26可以具有与至少布置在后表面12上的聚合物晶片18不同的功能层。
构成矿物玻璃元件8、胶、聚合物晶片18和第二聚合物晶片26的材料的折射率应优选彼此尽可能接近，以便避免在界面处反射光损失。替代地，如果材料具有非常不同的折射率，则必须精确地确定界面的几何形状。特别地，有必要控制矿物玻璃元件8、胶、聚合物晶片18和第二聚合物晶片26的宽度，以便避免产生未补偿的屈光度。而且，重要的是避免表面不规则性，表面不规则性可能产生难以补偿的光学变形。
本发明还涉及如图5所示的光学设备28，所述光学设备包括安装在眼镜架中的根据本发明的一副光学镜片2。
以上已经借助于实施例描述了本发明，而并不限制总体发明构思。
对于参考了前述说明性实施例的本领域技术人员来说，还可提出很多进一步的改进和变化，这些实施例仅以举例方式给出而并不旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求决定。
在权利要求中，词语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一(a)或(an)”并不排除复数。在相互不同从属权利要求中叙述不同特征这个单纯的事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制本发明的范围。
1.一种光学镜片，所述光学镜片旨在被放置在配戴者的眼睛前面并具有前表面和后表面，所述后表面是当所述光学镜片被放置在配戴者的眼睛前面时旨在最靠近所述配戴者的眼睛的表面，所述光学镜片在所述前表面上具有矿物玻璃元件，并且进一步包括护眼件，所述护眼件被配置为当所述矿物玻璃元件破裂时防止所述元件的任何碎片到达所述配戴者的眼睛，所述护眼件包括至少布置在所述后表面上的聚合物晶片。
2.根据权利要求1所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片是平光晶片。
3.根据权利要求1或2所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片的平均厚度大于或等于10μm且小于或等于2mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片具有前表面和后表面，所述后表面对应于所述光学镜片的后表面，并且所述前表面被胶合到所述矿物玻璃元件上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片由透明材料制成，例如适于眼科镜片的透明材料，比如热塑性或热固性材料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片具有反射功能，例如抗反射特性和/或光吸收功能，例如蓝光截止和/或uv防护，和/或所述聚合物晶片具有特定颜色。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，进一步包括第二聚合物晶片，所述第二聚合物晶片至少被布置在所述光学镜片的前表面上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片具有偏振功能。
9.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片具有光致变色特性。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片在所述光学镜片的边缘上延伸，以保护所述光学镜片的边缘。
11.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述聚合物晶片边缘包括适于允许将所述光学镜片安装在眼镜架中的斜面。
12.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述矿物玻璃元件至少包括电有源元件，比如电致变色单元和/或液晶单元和/或波导和/或全息反射镜。
13.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述矿物玻璃元件被配置为使得当对所述镜片进行落球测试时其至少部分破裂。
14.根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片，其中，所述矿物玻璃元件具有屈光功能，例如适于配戴者的处方。
15.一种光学设备，所述光学设备包括一副安装在眼镜架中的根据前述权利要求中任一项所述的光学镜片。
技术总结