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具有全息部件的一组半成品镜片的制作方法

时间:2022-02-13 阅读: 作者:专利查询

具有全息部件的一组半成品镜片的制作方法

1.本发明涉及一组集成了被记录的全息部件的半成品镜片,用于制造可以用于智能眼镜和增强现实领域的镜片。


背景技术:

2.具有显示特征的头戴式装置是众所周知的。这样的装置允许配戴者看得见图像或文本以获得增强现实。
3.为此,从文献wo 2016/156614中已知一种用于提供旨在配适到镜架上并由配戴者配戴的眼科镜片的方法,其中该镜片包括全息反射镜,该全息反射镜被配置为反射由集成在镜架中的图像源产生的光。
4.反射镜是全息的,因为它是使用全息术过程被记录的。更具体地,全息反射镜是如下获得的:在眼科镜片上提供未记录介质层、并且通过在该全息介质中在参考束与照明束之间产生干涉来对记录该全息反射镜。
5.取决于在记录步骤期间束的配置,反射镜可以被赋予一种光学功能,该光学功能能够在源自图像源的光束反射到该反射镜上时修改该光束的波前。因此,记录可以根据镜片和镜架的配置并且可选地根据配戴者的一些特征来进行。
6.特别地,针对屈光不正的配戴者,有必要确保眼镜提供合适的矫正,不仅是针对“自然视觉”(这是对配戴者周围环境的视觉),而且还针对“虚拟图像”(是由图像源生成并被反射镜反射的)的可视化。
7.鉴于此要求,文献wo 2016/156614提出将全息反射镜直接记录在被配置用于矫正配戴者视觉的镜片上。通常,配镜师对半成品镜片的表面进行机加工,以使镜片对应于配戴者的处方。然而,全息反射镜的记录无法容易地由该配镜师进行,因为它需要专业技能和昂贵的设备。进一步,全息反射镜的品质是无法保证的,并且应进行测试。而且,如果镜片由双折射材料制成,则应使用专业记录技术来补偿由双折射材料引起的偏振变化。因此,配镜师必须从专门的实验室订购,这可能会延迟包括全息反射镜的镜片的交付。
8.根据与全息反射镜的记录类似的方法可以制造除全息反射镜之外的其他类型的全息部件。可以特别提及全息滤波器,全息滤波器是使用全息术过程记录的光学滤波器并且可以在确定的方向上过滤特定的波长或范围或波长。还可以提及全息透镜,全息透镜可以将一定波长范围内的光按确定的方向或朝确定的位置处聚焦或准直。因此,当记录其他类型的全息部件时也会遇到相同的问题。


技术实现要素:

9.本披露内容的目的是提供针对现有技术中的缺陷的解决方案。
10.特别地,本披露内容的一个目的是提供一种以更便宜且更快的方式提供包括全息部件的镜片的方式。
11.通过结合独立权利要求中描述的特征实现了上述目的,并且从属权利要求提供了
本发明的特定的有利示例。
12.还披露了一种制造一组半成品眼科镜片的方法、以及一种制造眼科镜片的方法。
13.本披露内容提供了一组半成品镜片,其中属于这个组的半成品镜片全都具有从有限数量的基弧中选择的基弧、和全息反射镜,该全息反射镜的配置取决于半成品镜片的基弧。
14.这有限数量的基弧中的每个基弧将实现由半成品镜片形成的最终镜片的目标焦度范围。
15.因此,本披露内容能够从包括有限数量的半成品镜片和全息图的配置的有限集合中为配戴者创建个性化镜片。因此,半成品镜片的制造可以在批量生产工厂中执行,并且可以稍后在对半成品镜片进行精加工的步骤中进行根据配戴者的矫正需求的个性化。
附图说明
16.为了更全面地理解本文提供的描述及其优点,现在请结合附图和详细描述来参考以下简要描述,其中相似的附图标记表示相似的部分。
17.图1a描绘了根据一个示例性实施例的一组半成品镜片。
18.图1b描绘了根据另一个示例性实施例的一组半成品镜片。
19.图2描绘了根据另一个示例性实施例的一组半成品镜片。
20.图3示意性地表示了其中被插入有具有全息反射镜的眼科镜片的光学装置。
21.图4a至图4c示意性地示出了用于记录全息反射镜的光学布置的示例,
22.图5a和图5b分别示出了在记录全息部件之前和之后减反射涂层的使用和移除。
23.图6a和图6b示出了半成品镜片的精加工的第一示例。
24.图7a和图7b示出了半成品镜片的精加工的第二示例。
具体实施方式
25.定义
26.提供以下定义来描述本披露内容。
[0027]“全息反射镜”(hm)是本领域已知的。如果反射镜是使用全息术过程被记录,则被定义为全息反射镜。此反射镜被用于将由图像源(例如可以是显示屏、微型投影仪等)产生的光束朝向配戴者的眼睛反射,以使配戴者看得见图像。全息反射镜并不用于对记录的全息图像进行重建,如传统全息图查看时的情况。
[0028]
根据记录配置,反射镜可以被赋予一种与支撑全息反射镜的层的几何形状无关的光学功能。例如,全息反射镜可以具有或不具有焦距、包括一个或几个具有不同功能的或反射不同波长的区、具有确定的焦度等。
[0029]“全息滤波器”是用全息术过程被记录在支撑件上的光学滤波器。这样的滤波器可以让特定方向上的一个波长或一定范围的波长通过。
[0030]“全息透镜”是根据全息术过程被记录在支撑件上的透镜。它可以在给定的波长或波长范围内起作用,以便将光聚焦在给定的方向上或给定的位置处。在同一个支撑件上,全息透镜可以被配置为展现出光谱和/或角度选择性、具有不同焦距和不同光谱或角度选择性的不同区。
[0031]
在下文中,全息部件可以是指全息反射镜、全息滤波器和全息透镜中的任一种。
[0032]
将全息部件记录在支撑件上是用光学布置来执行的,该光学布置包括发射光束的光源,例如激光器。通常,偏振分束器允许将束分成两束:一个参考束和一个照明束,这两个束取决于全息部件的类型而在同一侧或相反两侧照射全息介质。由参考束和照明束在全息记录介质上引起的干涉允许记录全息部件。参考束和照明束的配置允许调整全息部件的功能和配置。例如,在全息反射镜的情况下,一旦设定了光学布置(例如几何形状、束大小等),就可以通过改变一个或多个参数来修改全息反射镜的特征,该一个或多个参数包括两个束之间的功率比(影响条纹对比度和衍射效率)、曝光时间(影响衍射和漫射效率)、以及可旋转支撑件(其上定位有保偏光纤,参考束和照明束通过这些保偏光纤传输)的可能使用(影响束在离开光纤时的偏振)。技术人员可以参考文献wo 2016/156614来获得关于用于实现期望的全息部件配置的记录设置的更多细节。
[0033]“头戴式显示装置”(hmd)是本领域已知的。这种装置将被配戴在配戴者的头上或围绕头来配戴,包括头盔式显示器、头戴式光学显示器、头戴式显示器等。它们包括用于显示图像以让配戴者看得见的光学装置。hmd可以提供计算机生成的图像和“现实生活”视野的叠加可视化。hmd可以是单目的(单眼)或双目的(双眼)。结合有根据本披露内容的镜片的hmd可以采用各种形式,包括眼镜、面罩(比如滑雪或潜水面罩)、护目镜等。hmd包括一个或多个眼科镜片。在优选实施例中,hmd是一副配备有眼科镜片的眼镜,这些眼科镜片可以是太阳镜片。
[0034]“图像源”(is)是本领域已知的。图像源是可以发射适合于显示图像以让配戴者看得见的光束的任何光源。在源自图像源的照明束反射到全息反射镜上之后,实现了看得见。在本披露内容的实施例中,is典型地是离轴的,因为它可以位于配戴者的颞侧附近,例如在hmd的镜腿部件上,比如眼镜的镜腿部件上。在本披露内容的实施例中,is可以是被配置为显示虚拟图像(计算机生成的图像)的任何图像源。它可以是屏幕(例如oled、lcd、lcos等)、与其光源(例如激光器、激光器二极管等)结合使用的相位和/或振幅slm(空间光调制器)、投影仪(比如微型投影仪(可以使用led、二极管、激光器等的mems或dlp))、或任何其他源。is还可以包括任何其他图像源(计算机生成图像源)和/或控制电子器件和/或电源和/或可选的光学元件等。
[0035]
一组半成品镜片
[0036]
现在将参考图1a、图1b和图2来描述根据本披露内容的实施例的一组1半成品镜片10。
[0037]
属于这组1的半成品镜片10旨在用于制造旨在被配适到镜架上并由配戴者配戴的眼科镜片。这些眼科镜片被配置为提供对配戴者的屈光不正的矫正。此外,如将在下文更详细地披露的,半成品镜片包括全息部件13,该全息部件仍然存在于由半成品镜片获得的眼科镜片中。该全息部件可以包括全息反射镜、全息滤波器和全息透镜中的至少一种。
[0038]
如图3示意性所示,根据优选实施例,全息部件13是全息反射镜,并且由半成品镜片实现的眼科镜片20将适于被配适到头戴式显示装置hmd 9中,该头戴式显示装置包括镜架91,眼科镜片20被配适在该镜架中。hmd 9进一步包括图像源92,该图像源被集成在镜架91中并被配置用于照射全息反射镜13并且在反射到所述全息反射镜上时使配戴者看得见虚拟图像,其中眼科镜片被配置为给配戴者提供针对虚拟图像(由图像源生成的图像)和真
实图像(配戴者的环境)两者的正确视觉。
[0039]
特定的应用是增强现实设备,其中在眼睛瞳孔与图像源之间实现了光学共轭。在此配置中,hmd 9可以包括可移动微反射镜,该可移动微反射镜被插入在图像源与镜片之间、并且根据眼睛瞳孔的位置移动以便跟随眼睛瞳孔的运动。此外,在此配置中,记录在镜片中的全息反射镜被配置为实现图像源与瞳孔之间的光学共轭。鉴于在全息反射镜与瞳孔之间的距离非常短,这意味着该反射镜具有重要的焦度,例如在+40d至+60d的范围内。
[0040]
另一个可能的应用是成像系统,在该成像系统中,不与眼睛瞳孔存在共轭,而是图像源位于全息反射镜的焦点附近,并且全息反射镜被配置为将虚拟图像发送到无限远。
[0041]
回到图1a和图1b,这组1的半成品镜片包括多个半成品眼科镜片10、10'。半成品眼科镜片是未经修整的镜片,这是指其周边形状尚未调整到随后将要插入其中的镜架的形状。此外,半成品镜片不提供由半成品镜片制造的镜片的最终焦度,也称为目标焦度。
[0042]
半成品镜片可能没有经过完全的表面处理。在实施例中,半成品眼科镜片10具有两个主表面,包括前表面11和后表面12,该后表面是旨在最接近配戴者的表面,仅前表面11和后表面12之一被表面处理。表面处理是一系列操作,包括对镜片的前表面或后表面中的至少一个进行机加工以提供其最终几何形状。最终矫正是通过稍后对尚未表面处理的表面进行表面处理而获得的。然后可以在任一表面上提供一个或多个涂层以获得镜片的最终光学和机械性能。
[0043]
根据第一示例,参考图1a,半成品镜片10可以提供一种焦度,该焦度不是将由半成品镜片制造的镜片的目标焦度。目标焦度可以通过稍后对半成品镜片进行表面处理来获得。在这种情况下,这组1的sf镜片10可以展现出4mm的最小厚度,以允许进一步精加工并确保sf镜片不会在稍后的表面处理过程中变形。特别是,如果稍后的表面处理过程是用自由形式的装置执行的,则此最小厚度确保在此表面处理过程中镜片不会在其封阻期间变形。
[0044]
根据另一个示例,参考图1b,半成品眼科镜片10'可以是不提供焦度的平光镜片10',并且旨在稍后被组装到提供期望焦度的辅助镜片上。由于平光镜片10'不必经历稍后的表面处理步骤,因此其厚度可以小于之前针对其他sf镜片给出的厚度。例如,平光镜片的厚度可以小于2mm。
[0045]“平光镜片”是指不具有焦度并因此不向配戴者提供矫正的镜片。在实施例中,平光镜片10'可以仅为记录在其上的全息部件提供机械支撑。替代地,除了机械支撑的功能之外,它还可以提供光学功能。
[0046]
在这两种情况下,即,如果半成品镜片10、10'是平光镜片或提供光焦度的半成品镜片,则半成品镜片可以提供至少一种光学功能。该光学功能可以是:振幅滤波功能、光谱滤波功能(比如短通或长通等边通,或带通滤波,或特定颜色的滤波,例如通过着色,或结合光致变色或电致变色功能),或偏振功能。为了提供所述功能,半成品镜片10、10'可以包含多于一个层。
[0047]
半成品镜片10、10'可以被至少部分地着色。根据一个示例,半成品镜片可以由包括蓝光截止功能的材料形成,如文献wo 2018/054984中所披露的。半成品镜片10、10'还可以包括uv吸收染料(比如basf以商品名477或479销售的染料)。如果全息反射镜13被记录在半成品镜片的后表面上,则提供uv吸收染料会降低到达全息反射镜13的uv量,这降低了这种反射镜在老化时可能具有的黄色外观。
[0048]
根据另一个示例,半成品镜片包括光致变色层,比如光致变色聚氨酯层。
[0049]
根据另一个示例,半成品镜片10、10'可以包括偏振单元或偏振膜。该偏振单元可以由tac-pva-tac(pva代表聚乙烯醇)的三层堆叠体或pc-pva-pc(pc代表聚碳酸酯)的三层堆叠体形成。根据又另一个示例,半成品单元10、10'可以包括电致变色单元。
[0050]
半成品镜片10、10'还可以包括在其至少一个主表面上的涂层,例如耐磨涂层(也称为硬质多层涂层)和/或减反射涂层。
[0051]
在实施例中,硬质多层涂层的减反射涂层被设置在半成品镜片的与记录有全息部件13的主表面相反的主表面上。例如,如果全息反射镜13被记录在半成品镜片10、10'的后表面上,则减反射或hmc涂层可以被沉积在半成品镜片的前表面上。还可以在全息部件13已经被记录之后,在全息部件上沉积附加涂层。
[0052]
在实施例中,可以在半成品镜片10、10'的主表面上提供减反射涂层,之后再在其相反的主表面上记录全息部件13,并且然后可以通过稍后对半成品镜片进行表面处理而移除减反射涂层。临时减反射涂层可以降低在全息部件的记录期间的反射,并且因此提高了全息部件的品质。
[0053]
参考图1a和图1b,组1中的所有半成品镜片10具有从有限数量n个基弧中选择的基弧bi,并且该组包括具有这n个基弧中的每个基弧的至少一个半成品镜片。例如,n优选地小于10,优选地小于7,并且例如小于或等于五个基弧。基弧是sf镜片的经精加工的表面的基弧。在实施例中,这组sf镜片的经精加工的表面是前表面。因此,基弧是sf镜片的前表面的基弧。因此,这组sf镜片包括具有这n个基弧(b1,...bn)中每个基弧bi的至少一个sf镜片,但是不包括基弧不同于这n个基弧的sf镜片。
[0054]
每个基弧对应于相应的目标焦度范围,该目标焦度范围可以展示由具有所述基弧的sf镜片获得的成品镜片。因此,优选地对这n个基弧加以选择以应对尽可能宽的目标焦度范围。
[0055]
根据非限制性示例,这组1的半成品镜片10可以包括具有如下表1中定义的数量n=6个基弧且对应于相应目标焦度范围的sf镜片:
[0056]
表1
[0057][0058][0059]
根据实施例,这组1的sf镜片10可以包括针对每个基弧的不同直径的镜片子组,以便该子组的sf镜片适应不同的镜架形状。因此,针对这数量n个基弧中的每个基弧,组1可以
包括具有数量d个不同直径中的每个直径的至少一个sf镜片。数量d可以小于10,例如小于5。
[0060]
根据非限制性示例,数量d包括如下5个直径:60、65、70、75和80mm。
[0061]
此外,组1中的每个半成品镜片10包括记录在其上的全息部件13,优选地全息反射镜(hm)。全息部件13可以在sf镜片的整个截面上延伸,该截面是前表面、后表面或sf镜片内部的界面,或者仅在其一部分上延伸。优选地,在这组半成品镜片10、10'中,全息部件13都被记录在相应半成品镜片的相同截面上,例如在前表面或后表面上。
[0062]
如上所述,全息部件的记录意味着用至少参考束和照明束来照射全息记录材料膜。
[0063]
优选地,每个半成品镜片10、10'的前表面和后表面展现出针对稍后的记录步骤而言的高光学品质,以允许在每个表面上出现的波前被照明和干涉。
[0064]
而且,这个组的sf镜片10、10'优选地由低双折射材料制成,以允许高品质全息部件的记录。事实上,全息图的品质、特别是由全息反射镜执行的光学功能的准确度取决于所创建的用于记录光学功能的干涉条纹的品质。此品质与干涉条纹的可见度v相关,该可见度与在照明束的偏振与参考束的偏振之间的角度ψ直接相关:
[0065]
v(ψ)=v
max
.cos(ψ)
[0066]
其中v
max
是最大可见度,理想情况下为1。
[0067]
如果记录的基材、即sf镜片是均质的,特别是具有低的双折射,则偏振角度仅与记录设置相关,并且可以容易地进行优化。然而,如果基材是双折射的,则由于基材本身的原因,该角度可能局部变化,这导致条纹的可见度降低,并且因此导致全息反射镜的品质较差。
[0068]
这里认为,具有低双折射的材料是使得条纹在半成品镜片10、10'的表面上的可见度为最大可见度vmax的至少80%的材料,该最大可见度对应于角度ψ从约0到38
°
的变化,这进而对应于小于一个条纹的宽度,其中亮条纹对应于平行偏振状态并且暗条纹对应于垂直偏振状态。
[0069]
以下材料具有低的双折射并且适用于形成sf镜片:
[0070]-由三井化学公司以商品名mr-6
tm
、mr-7
tm
、mr-8
tm
和mr-10
tm
销售的热固性聚硫氨酯树脂,
[0071]-烯丙基二甘醇碳酸酯(adc),也称为cr-39,或由依视路公司以商品名销售,
[0072]-来自ppg的材料,
[0073]-1.74折射率材料,
[0074]-矿物玻璃
[0075]
全息部件的配置
[0076]
被记录在每个sf镜片上的全息部件13的配置hi(即,被赋予全息部件的光学功能)取决于sf镜片的基弧,使得这组1的sf镜片包括有限数量m个全息部件配置,其中每个全息部件配置hi与在这数量n个基弧中的单一基弧bi相关联。因此,全息部件配置的数量m大于或等于数量n。
[0077]
在实施例中(如图1a和图1b所示的示例),针对这组1的sf镜片10的每个基弧bi仅存在一个全息部件配置hi,意味着这组sf镜片针对每个基弧包括的sf镜片全都具有相同的
部件配置。所述配置优选地适于为全息部件提供光焦度,该光焦度与根据配戴者的处方从sf镜片获得的最终镜片的目标焦度、以及sf镜片的基弧相适配。
[0078]
在镜片被集成在hmd中的实施例中,配戴者的部分矫正(例如散光)可以由hmd的图像源提供,以便降低每个基弧的全息部件配置数量。
[0079]
在镜片被集成在包括图像源的镜架中并且全息部件是被配置成将由图像源生成的虚拟图像朝向配戴者的眼睛反射的全息反射镜的实施例中,全息反射镜配置也是根据图像源的类型进行配置的,以便确保配戴者正确地看到来自配戴者的环境的自然图像和由图像源生成并由全息反射镜反射的虚拟图像,无论全息反射镜的位置镜如何(在镜片的前表面或后表面处)。
[0080]
当对sf镜片的基弧进行选择以实现目标焦度范围时,与基弧相对应的全息部件配置优选地被适配成提供最佳性能以使焦度处于目标范围中间。因此,将全息部件需要适应的光焦度设定为与基弧相对应的范围的中间焦度。
[0081]
每个配置还取决于全息部件在由sf镜片获得的镜片内的位置。实际上,如果全息部件位于镜片的后表面上,则必须调整其配置以便考虑镜片的光焦度。在全息反射镜的情况下,反射镜的配置必须根据其在镜片的前表面或后表面上的位置进行调整,以便考虑光路径:
[0082]-如果反射镜位于镜片的后表面上,则虚拟图像被反射镜直接朝向配戴者的眼睛反射,而自然图像被透射穿过镜片和反射镜,并且因此经历镜片的焦度,
[0083]-如果反射镜位于镜片的前表面上,则虚拟图像穿过镜片一次、被反射镜反射并且在到达配戴者的眼睛之前第二次穿过镜片,而自然图像被透射穿过反射镜并且然后穿过镜片、之后才到达配戴者的眼睛。
[0084]
在sf镜片是平光镜片10'的实施例中,全息部件13优选地被记录在平光镜片的后表面12上,如图1b所示的示例。这允许在平光镜片中结合了光学功能(例如偏振单元、或光致变色或电致变色单元)的情况下,此光学功能仅被应用于来自“真实”图像的光,而不应用于来自图像源的光以及接着在反射镜上反射的光。因此无需为考虑光学功能的影响而调整全息反射镜的配置。此外,例如,通过在镜片的户外使用期间提高对比度,此配置还可以允许更好地看到虚拟图像。
[0085]
在sf镜片是具有一个经精加工的表面和另一个需要进一步表面处理以使由sf镜片获得的最终镜片获得期望焦度的镜片的实施例中,该经精加工的表面优选地是前表面,并且全息部件被记录在前表面上或前表面附近的镜片中,以允许对后表面进行表面处理。由于表面处理意味着从后表面开始来去除sf镜片的一部分厚度,全息部件可以优选地距前表面尽可能近地被记录以允许最终镜片足够薄。然而,根据另一个实施例,全息部件可以被记录在后表面上,并且可以通过对前表面进行表面处理来将sf镜片精加工。
[0086]
在实施例中,对于sf镜片的每个基弧bi可以存在多于一个全息部件配置hi,与基弧相对应的每个配置仍然与由具有所述基弧的sf镜片制成的镜片的相应目标焦度范围相适配。
[0087]
例如,针对每个基弧,根据配戴者的不同瞳距可以存在多个全息部件配置。在全息部件是被配置为确保在hmd的图像源与配戴者的瞳孔之间的光学共轭的全息反射镜的情况下,这是特别有利的。根据之前给出的示例,针对每个基弧,对于配戴者的相应瞳距可能存
在数量p=3个不同配置。
[0088]
而且,针对每个基弧,可以根据可以被反射镜反射的光的不同波长来提供一定数量的hm配置。作为非限制性示例,第一配置的全息反射镜可以适于反射红光,而另一配置可以适于反射蓝光或绿光。这允许使hm配置与一种类型的显示器相适配。
[0089]
上文详述的以下实施例可以组合在一起:根据这些实施例,一组sf镜片可以针对给定的基弧包括若干形状的sf镜片,并且一组sf镜片可以针对给定的sf基弧bi包括若干全息部件配置hi。
[0090]
参考图2给出了示例,在该示例中示出了示例性的一组1半成品镜片。这组sf镜片包括三种不同基弧的sf镜片。针对每个基弧bi(i=1,..3),组1包括具有两个不同直径d
i,j
(j=1,2,使得d
i,1
针对所有的i值都是常数,并且d
i,2
也是如此,但是d
i,1
不同于d
i,2
)的镜片子组,以适于不同的镜架。
[0091]
此外,针对具有某个基弧的每个sf镜片,组1包括三个全息部件配置h
i,j,k
(k=1..3),其中这各个配置都适用于配戴者的不同瞳距。
[0092]
半成品镜片的制造
[0093]
制造如上所述的一组半成品镜片包括以下初步步骤:确定要通过由这些sf镜片制造的镜片提供的数量n个焦度范围,并且针对每个焦度范围确定sf镜片的、适于提供在所述焦度范围内的焦度的基弧。
[0094]
然后可以制造一定数量的具有这些不同基弧的sf镜片。如上所述,可以制造一定数量的具有相同基弧但展现出不同直径的sf镜片。
[0095]
然后确定全息部件的多个配置,并且在每个sf镜片上记录全息反射镜。
[0096]
优选地,如果sf镜片是平光镜片10',则全息反射镜被记录在其后表面上,例如如图1b所示。如果sf镜片10是具有一个经精加工的表面和另一个要被精加工以提供期望焦度的表面的镜片,则全息部件被记录在经精加工的表面上。在图1a所示的示例中,全息部件被记录在前表面上,然后可以对后表面进行精加工。
[0097]
在sf镜片上记录全息反射镜包括在必须记录有全息反射镜的表面上沉积全息材料膜f。全息材料是本领域已知的。这种材料包括重铬酸盐明胶和光聚合物。合适的光聚合物的非限制性示例由polygrama公司以商品名sm-tr
tm
销售。在实施例中,膜可以形成在两个壁之间以便被封装在这些壁之间。在这种情况下,这两个壁是sf镜片的一部分。
[0098]
全息材料膜f可以通过聚合物喷射、喷涂、浸涂或通过旋涂来沉积。它可以被沉积在sf镜片10的前表面或后表面上、整个表面上或仅特定区域上,例如通过移印。在浸涂的情况下,全息材料被沉积在sf镜片的两个主表面上,并且可以在稍后对sf镜片进行表面处理期间移除其中一个膜。
[0099]
记录全息部件接着包括在全息设置中曝光全息材料膜f的同时对其进行隔离。参考图4a至图4c,通过在全息材料膜f上、在参考束rb与照明束ib之间产生干涉来执行全息部件的记录。这两个束来自同一个源s,以允许在这些束之间发生干涉。孔径、束的取向、束之间的距离、源的波长以及束的数量(至少两个,但也可以更多)允许限定记录的光学功能。特别地,参考束的空间配置反映了一旦将镜片配适到镜架中就可实现的用于照射该反射镜的空间配置(取向、距离、宽度,即投影在镜片上的区的形状和大小等)。
[0100]
由光源s(典型地是激光器)发射的光例如被光纤引导到低双折射材料层11,这些
光纤可以包括单模光纤(优选是保偏(pm)单模光纤)、大芯面积光纤(优选是pm大芯面积光纤)。使用分束器将束分成参考束和照明束。
[0101]
可以使用选自单焦镜片、多焦镜片(比如双焦镜片和渐变多焦点镜片)中的一个或多个镜片,并且可选地使用平面反射镜,以例如根据要记录的全息部件的配置对照明束和参考束进行塑形。例如,照明束和/或参考束的形状也可以用具有不同焦距的透镜或空间光调制器(slm)来主动控制。在这种情况下,照明和/或参考束的形状可以容易地适应所考虑的sm镜片的不同基部和/或不同基部或不同直径。如上所述,此配置至少考虑了记录有全息部件的sf镜片的基弧、将由sf镜片获得的镜片的目标焦度、全息部件的位置、配戴者的处方、全息部件的功能、与图像源相关的数据(包括图像源的类型、图像源的光学和几何配置)、镜片将集成到其中的镜架的形状、镜片的特征、以及在一些情况下配戴者的瞳距等。
[0102]
图4a至图4c中示出了用于记录全息反射镜的示例性实施例。图4a呈现了用于记录平面反射镜的设置。在这种情况下,照明束ib是由平面反射镜m反射的参考透射束,该平面反射镜被放置在携带了膜f的sf镜片10之后。
[0103]
图4b呈现了用于记录离轴平面反射镜的设置。在这种情况下,参考束rb是准直束,并且照明束ib是来自离轴位置的另一个准直束,该离轴位置对应于图像源相对于全息反射镜的新近位置。此实现方式适用于为slm(空间光调制器)或光场显示器lfd形式的光源。
[0104]
图4c呈现了用于记录离轴曲面反射镜的设置。在这种情况下,参考束rb是准直束,并且照明束ib具有例如显示器或图像源的特征并且以期望的位置、焦点和角度到达膜f。此实现方式适用于包括屏幕作为图像源和/或要求瞳孔与图像源之间的光学共轭的hmd。
[0105]
在实施例中,如图5a示意性所示,在记录全息反射镜之前,减反射涂层15被沉积在sf镜片10的与全息材料f被沉积在的表面相反的表面上。减反射涂层可以是例如四分之一波长层(也称为λ/4层),其折射率等于sf镜片材料的折射率的平方根。在专利us 7,008,690中披露了四分之一波长层的详细示例。此减反射涂层降低了记录时的反射量,并且然后可以在记录之后被移除。在与hm相反的表面被进一步表面处理的实施例中,可以在对此表面进行表面处理期间进行减反射涂层的移除(图5b)。
[0106]
在另一个实施例中,还可以在sf镜片的主表面上沉积全息材料f之前,在同一表面上沉积减反射涂层。这也降低了在全息部件的记录期间不期望的反射,特别是如果形成sf镜片的材料具有高折射率。
[0107]
为了获得这组1的sf镜片10,至少一个sf镜片是由以下参数的每种可能组合来制造:
[0108]-基弧,
[0109]-每个基弧的每个全息部件配置,以及
[0110]-如果适用,sf镜片的直径。
[0111]
最终镜片的制造
[0112]
一旦获得这组1的sf镜片,就可以根据配戴者的数据由这组sf镜片之一来制造镜片20。
[0113]
第一步是根据配戴者的数据来选择这组中的sf镜片,该配戴者的数据包括处方以及与将镜架、镜片和镜配适到配戴者相关的特征,比如瞳距、脸型、眼睛旋转中心位置等。
[0114]
这种选择首先包括确定根据配戴者的处方并且因此根据最终镜片必须提供的目
标焦度而要选择的sf镜片10的基弧bi。如果针对渐变镜片给出了配戴者焦度,则基于视远屈光来选择所选的基弧。
[0115]
根据非限制性示例,组1的基弧是上表1中给出的那些。针对给定的配戴者,配戴者配戴的镜片要达到的目标焦度为0.5d。
[0116]
因此,适用于此焦度的基弧bi是+3.75d的基弧b3。因此选择具有此基弧的sf镜片。
[0117]
在实施例中,根据由配戴者选择的镜架大小,所选的sf镜片具有合适的直径。
[0118]
在针对给定的基弧bi有至少两个全息部件配置hi的实施例中,选择sf镜片的步骤进一步包括确定适合配戴者的hm配置。hm配置可以基于以下来选择:
[0119]-配戴者的瞳距,
[0120]-用于形成必须由全息反射镜反射的虚拟图像的图像源的类型、其几何形状和位置。
[0121]
该方法然后包括对sf镜片10进行精加工以达到期望的焦度。
[0122]
在sf镜片10具有经精加工的表面(例如前表面11)和未精加工的表面(例如后表面12)的实施例中,此步骤包括对未精加工的表面进行精加工以实现期望的焦度。如图6a和图6b所示,精加工可以包括从未精加工的表面去除材料,使得镜片变薄。
[0123]
在sf镜片是平光镜片的实施例中,具有hm 13的平光镜片(图7a)可以被组装到辅助镜片16,该辅助镜片被成形为提供期望的焦度(图7b)。
[0124]
将平光镜片10组装到辅助镜片16可以通过胶合、通过增材制造或通过回注工艺来进行。在最后这种类型的工艺期间,将sf镜片放置在模具中,并且在sf镜片的后表面上提供注射材料以形成辅助镜片。
[0125]
获得具有一个前表面21和一个后表面22的最终镜片20,这些表面之一是由sf镜片的初始前表面或后表面形成,并且另一个表面是在sf镜片的精加工期间获得(通过对另一个表面进行表面处理或组装该辅助镜片16)。
[0126]
该方法可以进一步包括对至少在sf镜片的精加工期间获得的表面进行涂覆的附加步骤。涂层可以是耐磨涂层(或硬质涂层)和/或减反射涂层。
[0127]
此步骤还可以包括对最终镜片20的前表面和后表面两者进行涂覆。