專利名稱：分色眼鏡片及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種分色眼鏡片及其制備方法。
背景技術：
光學薄膜如增透膜、高反膜、分光膜、濾光膜、偏振或者消偏振膜等是以光的干涉
為基礎設計出的光學器件。光學薄膜已被廣泛用于光學儀器、通信、建筑、醫療、空間技術等
領域，而新工藝、新材料、新技術的不斷發展使其有著十分廣闊的應用前景。 光學薄膜按應用分為反射膜、增透膜、濾光膜、光學保護膜、偏振膜、分光膜和位相
膜。常用的是前4種。光學反射膜用以增加鏡面反射率，常用來制造反光、折光和共振腔器
件。光學增透膜沉積在光學元件表面，用以減少表面反射，增加光學系統透射，又稱減反射
膜。光學分色膜用來進行光譜或其他光性分割，其種類多，結構復雜。光學保護膜沉積在金
屬或其他軟性易侵蝕材料或薄膜表面，用以增加其強度或穩定性，改進光學性質。 —般常見的鏡片分為基片(不加膜鏡片，用于染色用途，非常不耐磨)、加硬膜(硅
化物膜，透明無色，難分辨)、綠膜(氟化物，增加透光性)、紫膜(金屬離子膜，兼顧透光和
屏蔽中高頻輻射，膜層本身具有導電性和屏蔽功能)。只要是加彩膜的鏡片，透光性都可以
達到97%以上。加硬膜主要用于工作環境比較惡劣，自身愛護比較差的顧客使用，鏡片不易
有劃痕，壽命比較長，但是，透光性只有88% ，鏡片在光線差異比較大的環境里比較容易反
光(體現為使用者可以從鏡片內側看到后面的物體，照相的時候表面會反光)。 如今的眼鏡鍍膜技術是利用光學薄膜及真空的新技術，在透鏡表面鍍一層物質，
以改善鏡片反射光線的能力，起到增強或減少光線透過的作用。有兩種鍍膜鏡片(l)反射
式分色鏡片在鏡片表面鍍金，銀，硫化鋅等，鍍膜能反射可見光、紅外線及Y射線，對眼起
保護作用；(2)抗反射增透鏡片，鏡片鍍氟化鎂、二氧化硅、氟化鋁等，可減少鏡面反射，提
高鏡片的透過濾，外觀美，有助于攝影拍照，抗紫外線并抑低耀光、鬼影，不同顏色的鍍膜，
也使得成像色彩平衡的不同，此外，鍍膜尚可延遲鏡片老化、變色的時間。 如今的眼鏡鍍膜技術和加工形成的眼鏡由于沒有客觀的理論根據，因此對于反射
和透射光的光譜范圍和透光率沒有確定的目標，只是根據美觀、美容等要求進行盲目的加
工，對光線的選擇是通過鍍膜材料本身的物理特性進行光線選擇。
發明內容
本發明的目的是提供一種分色光眼鏡片及其制備方法。
本發明提供的分色光眼鏡片的制備方法，包括如下步驟 利用常規的物理或者化學方法將光學薄膜材料鍍在眼鏡片的表面，制成具有光學 薄膜的眼鏡片，即分色光眼鏡片；所述光學薄膜為增透光學薄膜或增反光學薄膜；
其中增透光學薄膜的要求如下膜層的光學厚度nh = (2k-l) X A /4，并且1 < n <nl ;其中，n為光學薄膜的折射率，h為光學薄膜的厚度，k為任意正整數，A為目標光的 波長，nl為眼鏡片的折射率；膜層數為單層；
其中增反光學薄膜的要求如下膜層的光學厚度nh二 (2k-l) X A/4，并且n〉 1， 并且n〉nl ;其中，n為光學薄膜的折射率，h為光學薄膜的厚度，k為任意正整數，A為目 標光的波長，nl為眼鏡片的折射率；膜層數為任意層數。 具有增透光學薄膜的眼鏡片為透光眼鏡片。具有增反光學薄膜的眼鏡片為濾光眼 鏡片。 目標光的波長決定光學薄膜的厚度。所述的目標光是指七種可見光，即紅光、橙 光、黃光、綠光、青光、藍光、紫光。七種可見光的波長范圍分別如下紫光A = 397-424nm， 藍光A = 424-455nm，青光A = 455_492nm，綠光A = 492-575nm，黃光A = 575_585nm， 橙光A = 585-647nm，紅光A = 647_723nm。目標光的選擇是由患者對光的要求決定的。 例如，藍光與年齡相關性黃斑變性有關，對于年齡相關性黃斑變性患者，可以選擇藍光增反 膜眼鏡片濾掉藍光。綠光與視覺感受器細胞的損傷有關，對于視覺感受器細胞疾病的患者， 可以選擇綠光增反膜眼鏡片濾掉綠光。如果低視力患者對綠光敏感，可以選擇綠光增透膜 眼鏡片，對紅光敏感，則可以選擇紅光增透膜眼鏡片。 本發明的分色眼鏡片，可以完全濾掉對視網膜RPE細胞有損害作用的藍光，對于 年齡相關性黃斑變性的病人有一定的幫助。同時，通過控制膜的厚度和層數，能夠實現控制 通過分色眼鏡片的光線，使得通過的光線具有一定的波長， 一定的強度，這是目前臨床中所 有分色眼鏡片不能做到的。 所述的光學薄膜材料要求具有較好的透明性、光學特性、穩定性，與眼鏡片材料表 面有一定的結合力。目前多種無機物和有機物材料均具有上述特點可以作為光學薄膜材料之一。 本發明采用常規的物理或者化學方法將光學薄膜材料鍍在眼鏡片的表面，可參照 文獻(唐偉忠.薄膜材料制備原理、技術及應用.冶金工業出版社，2003年1月第二版；鄭 偉濤等.薄膜材料與薄膜技術.化學工業出版社，2004年1月1日)所述的鍍膜方法，也可 參照如下所述的物理或化學方法進行鍍膜 —、物理方法技術成熟，對沉積材料和基片材料沒有限制，但設備較復雜，價格相 對化學反應較高。 1、真空蒸發只需要產生一個真空環境，在真空環境下，給待蒸發物提供足夠的熱
量以獲得足夠的熱量以獲得蒸發所必需的蒸氣壓，是目前最為廣泛使用的技術，簡單便利、
操作容易、成膜速度快、效率高，但形成膜與基片結合較差，工藝重復性不好。
2、濺射在某一溫度下，如果固體或液體受到適當的高能粒子(通常為離子)的轟
擊，則固體或液體中的原子通過碰撞有可能獲得足夠的能量從表面逃逸，這種將原子從表
面發射出去的方式稱為濺射。發展較晚，但在近現代得到了廣泛的應用。優點能做成靶材
的任何待鍍材料都可以實現濺射；濺射所獲得的薄膜與基片結合較好；濺射所獲得的薄膜
純度高，致密性好；工藝可重復性好，膜厚可以控制，同時可以大面積基片上獲得厚度均勻
的薄膜。但沉積速率低，基片由于受到等離子體的輻照等作用產生溫升。 3、離子束和離子助膜材料被離化，具有高能量的膜材料離子被引入到真空區，到
達基片之前被減速以實現低能直接沉積。結合了真空蒸發和濺射的優點并克服了兩者的缺
點，蒸發沉積速度快，蒸發得到的膜與基片結合好，厚度均勻。 4、外延膜沉積技術外延是指沉積膜與基片之間存在結晶學關系時，在基片上取向或單晶生長同一物質的方法。可以較好的控制膜的純度、膜的完整性以及摻雜級別。
二、化學方法技術成熟，薄膜材料是由反應氣體通過化學反應而實現的，化學反 應可以由熱效應引起或者由離子的電致分離引起。但對于反應物和生成物的選擇有一定的 局限性，沉積過程控制較為復雜，較為困難；同時化學反應要求反應溫度較高，基片所處的 環境溫度一般較高，這樣就限制了基片材料的選擇。 1、熱生長充氣條件下，大量的氧化物、氮化物和碳化物薄膜可以通過加熱基片的
方式獲得，不是常用技術，但在熱生長金屬和半導體氧化物的研究較為廣泛。 2、化學氣相沉積制備各種薄膜材料的一種重要和普遍使用的方法，可以在各種
基片上制備元素及化合物薄膜。優點是可以準確控制薄膜組分及摻雜水平使其組分具有理
想化學配比；可在復雜形狀的基片上沉積鍍膜；不需要昂貴的真空設備；高沉積溫度會大
幅度改善晶體結晶完整性；可以大面積或多基片進行。缺點是需要高溫；反應氣體會與基
片或設備反應；設備可能比較復雜，控制變量較多。 3、電鍍電流通過導電液(電解液)中的流動而產生化學反應，最終在陰極上(電 解)沉積某一物質的過程。關注的是陰極反應，只適用于在導電的基片上沉積金屬和合金。
4、化學鍍不加任何電場、直接通過化學反應而實現薄膜沉積的方法，使用活性劑 的催化反應也可視為化學鍍。不需要高溫，經濟實惠。 5、陽極反應沉積法與電鍍相反，氧化物生長在陽極表面，可以獲得非晶連續膜。
6、 LB技術利用分子活性在氣液界面上形成凝結膜，將該膜逐次疊積在基片上形 成膜的過程，多用于電子和太陽能轉換系統上。可采用的鍍膜材料(純度99. 9% -99. 9999% )列舉如下
1、高純氧化物 —氧化硅(Si0) 、二氧化鉿(Hf02) 、二硼化鉿、氯氧化鉿、二氧化鋯(Zr02) 、二氧化 鈦(Ti0》、一氧化鈦(TiO)、二氧化硅(S叫)、三氧化二鈦(TiA)、五氧化三鈦(TiA)、五 氧化二鉭0^205)、五氧化二鈮(NbA)、三氧化二鋁(A1^)、三氧化二鈧(Sc^)、三氧化二 銦(111203)、二鈦酸鐠(Pr(Ti03)2)、二氧化鈰(CeO》、氧化鎂(MgO)、三氧化鴇(WO》、氧化釤 (SmA)、氧化釹(配203)、氧化鉍(BiA)、氧化鐠(PreOn)、氧化銻(SbA)、氧化釩(V205)、氧 化鎳(NiO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe^)、氧化鉻(Cr203)、氧化銅(CuO)等。
2、高純氟化物 氟化鎂(MgF2)、氟化鐿(YbF3)、氟化釔(LaF3)、氟化鏑(DyF3)、氟化釹(NdF3)、氟化 鉺(ErF3)、氟化鉀(KF)、氟化鍶(SrF3)、氟化釤(SmF3)、氟化鈉(NaF)、氟化鋇(BaF2)、氟化鈰 (CeF》、氟化鉛等。
3、混合料 氧化鋯氧化鈦混合料、氧化鋯氧化鉭混合料、氧化鈦氧化鉭混合料、氧化鋯氧化釔 混合料、氧化鈦氧化鈮混合料、氧化鋯氧化鋁混合料、氧化鎂氧化鋁混合料、氧化銦氧化錫 混合料、氧化錫氧化銦混合料、氟化鈰氟化鈣混合料等混合料。
4、高純金屬類 高純鋁，高純鋁絲，高純鋁粒，高純鋁片，高純鋁柱，高純鉻粒，高純鉻粉，鉻條，高 純金絲，高純金片，高純金，高純金粒，高純銀絲，高純銀粒，高純銀，高純銀片，高純鉑絲，高 純鉿粉，高純鉿絲，高純鉿粒，高純鎢粒，高純鉬粒，高純單晶硅，高純多晶硅，高純鍺粒，，高
5純錳粒，高純鈷，高純鈷粒，高純鉬，高純鉬片，高純鈮，高純錫粒，高純錫絲，高純鴇粒，高純 鋅粒，高純釩粒，高純鐵粒，高純鐵粉，海面鈦，高純鋯絲，高純鋯，海綿鋯，碘化鋯，高純鋯 粒，高純鋯塊，高純碲粒，高純鍺粒，高純鈦片，高純鈦粒，高純鎳，高純鎳絲，高純鎳片，高純 鎳柱，高純鉭片，高純鉭，高純鉭絲，高純鉭粒，高純鎳鉻絲，高純鎳鉻粒，高純鑭，高純鐠，高 純釓，高純鈰，高純鋱，高純鈥，高純釔，高純鐿，高純銩，高純錸，高純銠，高純鈀，高純銥等。
5、有機材料類 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，poly (methyl methacrylate))、硅凝膠、水凝膠、丙烯酸
酯_丙烯酸酯多聚物、聚碳酸酯、其他材料如記憶材料等。
6、其他化合物 鈦酸鋇(BaTi03)，鈦酸鐠(PrTi03)，鈦酸鍶(SrTi03)，鈦酸鑭(LaTi03)，硫化鋅 (ZnS)，冰晶石(Na^lFe)，硒化鋅(ZnSe)，硫化鎘等。
7、輔料 鉬片，鉬舟、鉭片、鎢片、鎢舟、鎢絞絲。可采用的濺射靶材(純度99. 9% -99. 999% )列舉如下 1、金屬耙材 鎳耙(Ni)、鈦耙(Ti)、鋅耙(Zn)、鉻耙(Cr)、鎂耙(Mg)、鈮耙(Nb)、錫耙(Sn)、鋁 耙(Al)、銦耙(In)、鐵耙(Fe)、鋯鋁耙(ZrAl)、鈦鋁耙(TiAl)、鋯耙(Zr)、鋁硅耙(AlSi)、硅 靶(Si)、銅靶(Cu)、鉭靶(Ta)、鍺靶(Ge)、銀靶(Ag)、鈷靶(Co)、金靶(Au)、禮耙(Gd)、鑭靶 (La)、紀耙(Y)、鈰耙(Ce)、不銹鋼耙、鎳鉻耙(NiCr)、鉿耙(Hf)、鉬耙(Mo)、鐵鎳耙(FeNi)、 鴇耙(W)等。
2、陶瓷耙材 ITO靶、氧化鎂靶、氧化鐵靶、氮化硅靶、碳化硅靶、氮化鈦靶、氧化鉻靶、氧化鋅靶、
硫化鋅耙、二氧化硅耙、一氧化硅耙、氧化鈰耙、二氧化鋯耙、五氧化二鈮耙、二氧化鈦耙、二
氧化鋯耙，、二氧化鉿耙，二硼化鈦耙，二硼化鋯耙，三氧化鴇耙，三氧化二鋁耙五氧化二鉭，
五氧化二鈮耙、氟化鎂耙、氟化釔耙、硒化鋅耙、氮化鋁耙，氮化硅耙，氮化硼耙，氮化鈦耙，
碳化硅耙，鈮酸鋰耙、鈦酸鐠耙、鈦酸鋇耙、鈦酸鑭耙、氧化鎳耙、濺射耙材等。 本發明提供的方法能夠實現控制通過分色眼鏡片的光線，使得通過的光線具有一
定的波長， 一定的強度，從而達到保護人眼的真正目的，這也是目前臨床和生活中所有濾光
眼鏡片不能做到的。
具體實施例方式以下的實施例便于更好地理解本發明，但并不限定本發明。下述實施例中的實驗 方法，如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自 常規生化試劑商店購買得到的。
實施例1、濾光眼鏡片的制備 眼鏡片苯乙烯-丙烯基二甘醇碳酸酯共聚物的樹脂鏡片(購自北京眼鏡城，奧美 品牌)，其折射率1. 562。鍍膜材料折射率為1. 60左右的聚碳酸酯作為高膜，選擇nh = (2k-l) X 110nm作為高膜的光學厚度；折射率1. 491的PMMA作為低折射率材料。
高膜和低膜間隔鍍膜以形成多個增反面，分別鍍上10層和20層光學膜；經檢測，鍍膜10層的增反膜眼鏡片使藍光的透過率降低35%，鍍膜20層的增反膜眼鏡片使藍光的 透過率降低90%。 實施例2、透光眼鏡片的制備 眼鏡片JD樹脂的樹脂鏡片(購自北京眼鏡城，奧美品牌)，折射率1.60。鍍 膜材料選用折射率為1.544左右的二氧化硅為鍍膜材料，薄膜的光學厚度nh = (2k-l)X170nm。 用濺射法在鏡片上鍍上低于鏡片體折射率的單層膜；經檢測，所制備的增透膜眼 鏡片使紅光的透過率超過95%。
權利要求
一種制備分色眼鏡片的方法，包括如下步驟將光學薄膜材料鍍在眼鏡片的表面，制成具有光學薄膜的眼鏡片，即分色光眼鏡片；所述光學薄膜為增透光學薄膜或增反光學薄膜；其中增透光學薄膜的要求如下膜層的光學厚度nh＝(2k-1)×λ/4，并且1＜n＜n1；其中，n為光學薄膜的折射率，h為光學薄膜的厚度，k為任意正整數，λ為目標光的波長，n1為眼鏡片的折射率；膜層數為單層；其中增反光學薄膜的要求如下膜層的光學厚度nh＝(2k-1)×λ/4，并且n＞1，并且n＞n1；其中，n為光學薄膜的折射率，h為光學薄膜的厚度，k為任意正整數，λ為目標光的波長，n1為眼鏡片的折射率；膜層數為任意層數。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述光學薄膜材料為有機物。
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于所述有機物為聚甲基丙烯酸甲酯、硅凝膠、 水凝膠、丙烯酸酯、聚碳酸酯或記憶體。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述光學薄膜材料為無機物.
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于所述無機物為類金剛石或二氧化硅。
6. 根據權利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于所述待濾掉的目標光為紅光、 橙光、黃光、綠光、青光、藍光或紫光。
7. 權利要求1至6中任一所述方法制備得到的分色眼鏡片。
全文摘要
本發明公開了一種分色眼鏡片及其制備方法。本發明的方法包括如下步驟將光學薄膜材料鍍在鏡片表面，制成具光學薄膜的分色光鏡片；光學薄膜為增透光學薄膜或增反光學薄膜；增透光學薄膜要求如下膜層的光學厚度nh＝(2k-1)×λ/4，且1＜n＜n1，膜層數為單層；增反光學薄膜要求如下膜層的光學厚度nh＝(2k-1)×λ/4，且n＞1，且n＞n1，膜層數任意；n為光學薄膜的折射率，h為光學薄膜的厚度，k為任意正整數，λ為目標光的波長，n1為眼鏡片的折射率。本發明的方法能實現控制通過分色眼鏡片的光線，使通過的光線具有一定波長、一定強度、達到保護人眼的目的，這是目前臨床和生活中所有濾光眼鏡片不能做到的。
文檔編號G02B1/10GK101776776SQ20101003421
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月14日 優先權日2010年1月14日
發明者王薇, 陳曉勇 申請人:北京大學第三醫院