CN112219157A - 颜色增强镜片 - Google Patents

Abstract

本披露的实施例涉及染料的使用，这些染料在特定波长范围内赋予透射率降低的局部区域。将衰减透射率的染料包含在镜片中，通过调节透射过镜片的可见光的光谱，提供了增强的颜色对比度。

Description

颜色增强镜片

技术领域

本发明涉及具有多种光衰减染料的眼科镜片。通过选择性过滤特定的光波长范围，包含多种光衰减染料提供了增强的颜色对比度。

背景技术

电子显示器传统上包括对比度调节控件，用于调节图片以适应观看者的偏好。在对现实世界的视觉感知中，对比度的调制是相对较新的技术。

对比度是将一个物体与另一个物体区分开的颜色差异。对比度通过在同一视野内的不同物体之间的颜色和亮度差异来确定。为了调节现实世界的颜色感知的对比度，镜片必须能够调节透射过镜片的可见光的特定频率范围。例如，衰减绿光和红光的透射率会引起对蓝光和黄光的感知增强。

尽管对比度增强基于镜片配戴者的个人偏好是主观的，但可以组合某些对比度增强特征来增强对原色的感知。例如，降低在与原色重叠的波长区域中的光透射会增强原色。

对比度增强特征也可以与偏振滤光片组合使用，以提高对比度增强。在室外条件下观察到的眩光(通常是镜面反射的阳光)通常是部分偏振的白光，并且会混合有色表面上的反射光。眩光通常会饱和自然表面颜色的色相。阻挡色相饱和眩光是增强颜色对比度的另一种方法。

如今，由于对视觉物理学的更深入的了解，因此可以生产出通过选择性过滤行进穿过镜片的光来保护用户的眼睛以防UV光、IR光和眩光的镜片。然而，工业上需要改进原色的感知并且增强颜色对比度。

发明内容

本发明涉及权利要求1所述的眼科镜片。在权利要求2至15中描述了这种眼科镜片的其他有利和非限制性特征。本文披露了将降低颜色的染料的特定组合掺入镜片中以改善颜色对比度的方法。衰减透射率的染料提供特定波长区域内光透射降低的局部区域，即局部透射率最小值。通过掺入在特定波长区域上降低透光率的染料，未降低的波长区域显现为具有相对较高透射率的区域，即局部透射率最大值。通过调节局部最小值和最大值以实现所需的透射光谱，将特定染料包含在镜片中增强了颜色对比度。

可以选择衰减透射率的染料以降低在所需波长范围内的透射率。可以选择染料浓度以调整透射率的降低程度。可以调整染料的总数量以定制透射光谱。通过组合多种染料，可以为特定应用量身定制各种透射率曲线。

在一些方面，提供了一种用于制造眼科镜片的方法，该眼科镜片包括包含至少一种聚合物的聚合镜片；以及被配置为在多个波长区域上赋予降低透光率的镜片部件。被配置为在多个波长区域内赋予降低透光率的镜片部件可以包含至少两种染料，每种染料都赋予透光率降低的区域。在一些实施例中，镜片聚合物是聚碳酸酯(PC)树脂。

在一个实施例中，第一降低透光率的染料可以被选择成赋予透光率降低的第一区域，所述第一区域的中心位于大约485纳米至510纳米之间。在一些方面，第二降低透光率的染料可以被选择成赋予透光率降低的第二区域，所述第二区域的中心位于降低的透光率的大约570纳米至600纳米之间。在一些方面，第二降低透光率的染料可以被选择成赋予透光率降低的第二区域，所述第二区域的中心位于大约685纳米至715纳米之间。在一些方面，作为第三可选的降低透光率的染料，使用被选择成赋予透光率降低的区域的降低透光率的染料，该区域的中心位于大约570纳米至600纳米之间。在一些实施例中，在一些方面，作为第三可选的降低透光率的染料，使用被选择成赋予透光率降低的区域的降低透光率的染料，该区域的中心位于大约685纳米至715纳米之间。在一些实施例中，降低的透光率被限定为与透光率降低的区域之外并且在400纳米至680纳米之间的区域相比，透射率％降低至少50％。

在一些方面，被配置成赋予降低的透光率的镜片部件是聚合镜片。聚合镜片可以包含至少一种聚合物和降低透光率的染料的共混物。镜片可以可选地装配有一个或多个偏振层，以产生具有量身定制的透射率降低的区域的太阳镜应用。具有局部透射率衰减的区域的处方镜片和平光镜片都可以生产。可以针对特定的镜片环境量身定制和生产各种镜片实施例，包括一般的颜色增强、驾驶眼镜、用于有雾状况的镜片、用于雪地/滑雪、钓鱼、飞行、狩猎和其他环境的镜片，其中可以利用特定颜色区域内的透射率的降低来增强颜色感知和颜色区分。

当将降低透光率的染料掺入偏振薄片结构中时，薄片结构将降低的透光率特性赋予镜片。偏振薄片结构可以包括至少一个包含所述降低透光率的染料的层。在一些实施例中，包含所述降低透光率的染料的所述至少一个层可以是包含聚合物和所述染料的共混物的注射成型层。在一些实施例中，包含所述降低透光率的染料的所述至少一层是粘合到所述偏振薄片结构上的膜层。

在一些实施例中，被配置为赋予降低的透光率的所述镜片部件是涂层基体。在一些实施例中，可以提供高折射率涂层基体以增加折射率。可以提供耐久性增强涂层基体，以赋予镜片耐热水性、耐候性、耐光性、耐划伤性、耐磨性和/或耐冲击性。可以将涂层基体提供给镜片凹表面或镜片凸表面。涂层基体的非限制性示例包括基于聚氨酯和环氧树脂的涂层基体。

在一些实施例中，被配置为赋予降低的透光率的镜片部件是多层干涉膜堆叠体。可以将多种衰减透射率的染料掺入到干涉堆叠体中，该干涉堆叠体干扰或改变透射过干涉堆叠体的光的性质。干涉堆叠体的一个示例包括多个干涉薄层。高折射率的介质材料和低折射率的介质材料的交替层可以提供至镜片基材以减小其光反射并因此增加其光透射。在一些方面，干涉堆叠体包括金属有机框架。在一些方面，所述多层干涉膜堆叠体是搁置在所述眼科镜片的表面上的膜层压体。眼科镜片的表面可以是凹表面或凸表面。在一些实施例中，多层干涉膜堆叠体搁置在所述偏振薄片结构上或所述偏振薄片结构内。

在一些实施例中，可以将多种降低透光率的染料掺入粘合剂中。然后可以将粘合剂掺入镜片中以将两个层彼此粘合。在一些实施例中，包含多种降低透光率的染料的粘合剂是偏振薄片结构内的粘合剂层。在一些实施例中，包含多种降低透光率的染料的粘合剂搁置在偏振薄片结构与聚合镜片之间。在一些实施例中，可以向着色层提供多种降低透光率的染料。然后可以通过本领域技术人员已知的常规着色方法将降低透光率的染料掺入到镜片中或镜片上。

在一些实施例中，所述偏振薄片结构包括搁置在两个外层之间的内部聚乙烯醇偏振层，其中，每个外层独立地由聚碳酸酯、三乙酸纤维素、聚酰胺、热塑性聚氨酯或聚(甲基丙烯酸甲酯)制成。在一些实施例中，可以为聚合镜片基础材料提供用于降低UV和/或短波长蓝光的透射率的附加部件。

在一些实施例中，降低透光率的染料以1ppm至100ppm范围内的量被独立提供。如果需要，该范围可以调整为包括此范围之外的值。例如，降低透光率的染料微溶于的组合物可以不到小于1ppm的染料。相反，降低透光率的染料极易溶于的组合物可以包括大于100ppm的染料。这些染料可以选自偶氮染料、聚亚甲基染料、芳基亚甲基染料、多烯染料、蒽二酮(anthracinedione)染料、吡唑啉酮染料、蒽醌染料、异吲哚啉酮染料、氨基普啉酮(auinophtalone)染料、萘二胺染料、以及羰基染料。

染料由染料与有机颜料制造商生态学与毒物学协会(Ecological andToxicological Association of染料and Organic Pigment Manufacturers)定义为有色或荧光有机分子，这些分子通过选择性吸收光赋予基质颜色。染料是可溶的和/或经受应用过程，该应用过程至少暂时地通过吸收、溶解和机械保留、或通过离子或共价化学键破坏任何晶体结构。

短语“透射率降低”、“透射率衰减”、“颜色吸收”在本文中可互换使用。根据本披露，“眼科镜片”被定义为即被适配为用于安装在眼镜中的镜片，其功能是保护眼睛和/或矫正视力。该镜片可以是无焦点、单焦点、双焦点、三焦点或渐变镜片。该眼科镜片可以是矫正型的或非矫正型的。其中将安装眼科镜片的眼镜可以是包括两个不同眼科镜片(一个用于右眼且一个用于左眼)的传统框架，或像面罩、遮目镜、头盔瞄准具或护目镜，其中一个眼科镜片同时面向右眼和左眼。眼科镜片可以生产为具有呈圆形的传统几何形状或者可以生产为配合于预期框架。眼科镜片可以设置有至少一个偏振部件以提供偏振眼科镜片，例如太阳镜。

“包含至少一种聚合物的聚合镜片”可以包含可热聚合的组合物、可光聚合的组合物或其混合物。可热聚合的组合物是在暴露于升高的温度时发生聚合的组合物。可光聚合的组合物是在暴露于光化辐射时发生聚合的组合物，该光化辐射包括但不限于UV、可见光、IR、微波等。如本文所用，聚合(polymerizing)或聚合(polymerization)是指导致一种或多种单体或低聚物彼此键合形成聚合物的化学反应。

任何所披露的组合物和/或方法的任何实施例可以由任何所描述的要素和/或特征和/或步骤组成或基本上由其组成-而不是包含/包括/含有/具有任何所描述的要素和/或特征和/或步骤。因此，在任何权利要求中，术语“由…组成”或“基本上由…组成”可以代替以上所述的任何开放式连系动词，以便从否则使用开放式连系动词将是的范围改变给定权利要求的范围。

术语“实质上”及其变型被定义为在很大程度上但不一定完全是如本领域普通技术人员所理解的指定的内容，并且在一个非限制性实施例中实质上是指在10％以内、在5％以内、在1％以内、或在0.5％以内的范围。

术语“约”或“近似”或“实质上不变”被定义为接近于本领域普通技术人员所理解的，并且在一个非限制性实施例中，这些术语被定义为在10％以内、优选在5％以内、更优选在1％以内、并且最优选在0.5％以内。当与权利要求和/或说明书中的术语“包含”结合使用时，使用词语“一个/种(a或an)”可以意指“一个/种(one)”，但也符合“一个或多个”、“至少一个”以及“一个或多于一个”的含义。如本说明书和一个或多个权利要求中所用，词语“包含(comprising)”(以及包含的任何形式，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(以及具有的任何形式，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(以及包括的任何形式，如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有(包含ing)”(以及含有的任何形式，如“含有(包含s)”和“含有(包含)”)是包含性的或开放式的并且不排除额外的、未被叙述的要素或方法步骤。

用于其用途的组合物和方法可以“包含贯穿说明书披露的任何成分或步骤”、“基本上由其组成”或“由其组成”。关于过渡短语“基本上由...组成”，在一个非限制性方面，在本说明书中披露的组合物和方法的基础且新颖的特征包括组合物降低在多个波长区域上的透光率的能力。

本发明的其他目的、特征和优点将从下面的详细描述中变得清楚。然而，应当理解，详细描述和实例，虽然指明本发明的具体实施例，但仍仅通过说明的方式给出。另外，预期本发明的精神和范围内的变化和修改对于本领域技术人员而言将从此详细描述中变得清楚。

附图说明

图1A至图1B是描绘具有多个的各种镜片的曲线图，是描绘了基镜片和具有多种衰减透射率的染料的各种镜片实施例的透射光谱的曲线图。

图2是描绘了将衰减透射率的染料掺入镜片树脂材料中的示意图。

图3A至图3B是描绘了通过注射成型将衰减透射率的染料掺入偏振薄片结构中(图3A)以及随后将偏振薄片构造包覆成型到注射成型镜片上的示意图(图3B)。

图4是描绘了将包含衰减透射率的染料的膜掺入偏振薄片结构中的示意图。

具体实施方式

参考附图中所示并在下面的描述中详述的非限制性实施例，更全面地解释了各个特征和有利的细节。然而，应当理解，详细描述和具体实例，虽然指明实施例，但仍仅通过说明的方式而不是限制的方式给出。根据本披露，各种替代、修改、添加和/或重排对于本领域普通技术人员将是明显的。

在下面的描述中，提供了许多具体细节以提供对所披露的实施例的透彻理解。然而，相关领域的普通技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者用其他方法、组分、材料等实践本发明。在其他情况下，并未示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作，以避免模糊本发明的各方面。

可以通过各种制造方法将本文披露的颜色增强特征提供至镜片。在一些实施例中，通过将一种或多种透射率降低染料掺入至少一个镜片部件中来提供颜色增强特征。尽管通过这些方法提供了一种或多种染料，并且镜片内的一种或多种染料的位置可能不同，但仍可实现相当的性能。

示例

方法1：将染料预共混到基镜片树脂中

方法1用于使用包含宽带UV吸收染料的聚碳酸酯(PC)树脂制造示例A至D。在一些示例中，包括额外的光衰减染料以进一步降低％Tv并且提供额外的颜色增强。如本文所使用的，第2类薄片具有在19％至45％范围内的％Tv，而第3类薄片具有在8％至18％的范围内的％Tv。采用不同类别的薄片来提供具有不同％Tv的镜片。

参考图2所描绘的实施例，将不具有颜色增强染料的偏振PC薄片包覆成型到预共混的PC树脂上，以提供半成品(SF)镜片。预共混PC树脂包含两种或三种配制的染料的混合物，以分别提供两个或三个衰减的透射光谱范围。

示例A和B包括三种染料，以提供以大约495nm、585nm和700nm为中心的透射率最小值。示例C和D包括两种染料，以提供以大约495nm和585nm为中心的透射率最小值。然后将SF镜片表面修整为中心厚度为2mm的平光镜(无视力矫正)。所有镜片都被设计成符合用于驾驶的ISO标准(Q信号和％Tmin)。

表1光谱区域衰减透射率的染料

染料号	衰减区域中心
		染料1	495nm
染料2	585nm
		染料3	700nm

在以下示例中确认的染料浓度是标称浓度。由于在滚动、混合或其他生产过程中可能发生的损失，实际浓度可能与标称浓度略有不同。

示例A：预共混PC树脂+第2类灰色薄片(％Tv～34％，偏振效率>97％)。

表2：示例A预共混PC树脂染料

染料号	浓度
		染料1	22.8ppm
染料2	33.8ppm
		染料3	22.4ppm

示例B：预共混PC树脂+第3类灰色薄片(％Tv～17％，偏振效率>99％)。

表3示例B预共混PC树脂染料

染料号	浓度
		染料1	23.8ppm
染料2	32.1ppm
		染料3	8.9ppm

示例C：预共混PC树脂+第2类灰色薄片(％Tv～34％，偏振效率>97％)。

表4：示例C预共混PC树脂染料

染料号	浓度
		染料1	22.3ppm
染料2	33.8ppm

示例D：预共混PC树脂+第3类灰色薄片(％Tv～17％，偏振效率>99％)。

表5：示例D预共混PC树脂染料

染料号	浓度
		染料1	22.3ppm
染料2	32.1ppm

示例E：预共混PC树脂+第2类薄片(％Tv～35％，偏振效率>99％)。

表6：示例E预共混PC树脂染料

染料号	浓度
		染料1	22.6ppm
染料2	33.9ppm
		宇宙片颜色蓝G11	9.1％

示例F：预共混PC树脂+第2类薄片(％Tv～35％，偏振效率>99％)。

表7：示例F预共混PC树脂染料

染料号	浓度
		染料1	23.1ppm
染料2	33.9ppm
		染料3	25.0ppm
宇宙片颜色蓝G11	6.9％

在图1A中描绘了镜片示例A至D的透射光谱、以及标准第3类灰色偏振镜片(没有颜色增强)的透射光谱。由于在预共混PC树脂中包含三种染料，因此示例A包括三个局部衰减透射率的区域。与示例A相比，在示例B中，显着减少了具有以大约700nm为中心的透射率衰减区域的染料3的量。示例B的透射光谱在大约700nm处显示衰减透射率的区域，其中透射率大于示例A中的对应区域。这两个示例证明了可以改变染料浓度以选择性地调节期望区域的透射率。

在与示例C和D相对应的镜片中，在相应的预共混PC树脂中包含两种衰减透射率的染料。图1A中的示例C和D透射光谱描绘了由于在预共混PC树脂中包含两种染料而产生的两个局部衰减透射率的区域。

在与示例E和F相对应的镜片中，将镜片PC树脂与染料的组合(宇宙片颜色蓝G11)预混，这些染料在大多数波长区域均匀吸收并且降低总的总体透射率。将两种附加的衰减透射率的染料添加到示例E的PC树脂中。将三种附加的衰减透射率的染料添加到示例F的PC树脂中。由于在预共混PC树脂中包含了对应数量的染料，图1B中的示例E和F透射光谱分别展现出两个和三个局部透射率衰减区域。

方法2：将染料掺入偏振薄片中

衰减透射率的染料可以掺入各种镜片部件中。在方法2所述的实施例中，染料被整合到偏振薄片结构的一层或多层中。下面的选项A和B描述了将衰减透射率的染料掺入偏振薄片结构中的两种不同方法。

选项A：可以使用注射成型过程将偏振薄片结构包覆成型到具有多种染料的薄树脂层上。参照图3A，将偏振薄片结构***模具中，并且使模具闭合，具有足够的空间用于薄层的注射。然后将树脂注入模具中，并且熔融结合至偏振薄片结构。薄注射层包括多种衰减透射率的染料，并且由于其颜色增强特征而被标记为“CE1”。

在图3A描绘的实施例中，偏振薄片结构是PC/PVA/PC偏振薄片结构，并且注射的树脂是具有多种衰减透射率的染料的热塑性树脂。随后，根据图3B所描述的过程，使用常规的透明树脂将通过该方法生产的示例性PC/PVA/PC/CE1偏振薄片包覆成型到半成品镜片上。

选项B：可以将具有多种衰减透射率的染料的光学品质膜(CE2)层压到偏振层压体上，例如PC/PVA偏振层压体上，以提供PC/PVA/CE2偏振薄片结构。如图4所描绘的，可以将颜色增强的偏振薄片结构包覆成型到热塑性树脂上。所得镜片在CE2层中包含染料，该层搁置在偏振PVA层与注射成型基镜片之间。由于预先制造的膜可能比注射成型层薄，因此与选项A(注塑成型)相比，选项B(膜掺入)更优选。光学品质膜(CE2)可以是或由选自各种光学级热塑性塑料的光学树脂制成，包括但不限于PC、尼龙和热塑性聚氨酯(TPU)。

方法3：将染料掺入涂层基体中

可以将衰减透射率的染料整成到涂层基体中，然后可以将涂层基体沉积在镜片上。可以提供高折射率涂层基体以增加折射率。可以提供耐久性增强涂层基体，以赋予镜片耐热水性、耐候性、耐光性、耐划伤性、耐磨性和/或耐冲击性。可以将涂层基体提供给镜片凹表面或镜片凸表面，或镜片最外层表面之间的任何位置。

方法4：通过着色过程掺入染料

衰减透射率的染料可以通过着色过程将其掺入眼科元件中或眼科元件上。可以通过选择专门设计以粘合到基镜片材料或待着色的基材材料上的衰减透射率的染料，或者通过首先用薄的树脂片涂覆基镜片或其他基材，薄的树脂片不仅粘合到镜片或基材上，而且对染料具有高亲和力，将衰减透射率的染料掺入到镜片中或镜片上。可以将染料混合并且作为染料的组合提供给镜片，或者可以分别提供每种染料。可以采用本领域技术人员已知的标准着色过程，包括但不限于浸渍着色和热转移着色(升华)。

方法5：使用干涉堆叠体进行光谱调节

可以通过使用干涉堆叠体来引入透射率衰减以选择性地反射特定波长的光，该干涉堆叠体会干扰或改变透射过干涉堆叠体的光的性质。干涉堆叠体可以包括多个干涉薄层。高折射率的介质材料和低折射率的介质材料的交替层可以提供至镜片基材以降低其在特定波长区域中的光透射。另外，可以将多种染料引入干涉堆叠体中以进一步衰减干涉堆叠体的光透射。

方法6：将染料掺入粘合剂中

可以将多种衰减透射率的染料掺入镜片粘合剂中。随后可以将补充有染料的粘合剂掺入镜片层之间以粘合这些层。在非限制性实施例中，可以将一种或多种衰减透射率的染料掺入粘合剂中，然后将其用于粘合偏振PC/PVA/PC层压体的层。然后可以按照上述方法1中所述将偏振层压体包覆成型到SF上。

权利要求不应被解释为包括装置加功能的或步骤加功能的限定，除非这样的限定在给定权利要求中分别使用一个或多个短语“用于…的装置”或“用于…的步骤”明确地被叙述。

Claims (15)

1.一种眼科镜片，所述眼科镜片包括：

聚合镜片，所述聚合镜片包含至少一种聚合物；以及

镜片部件，所述镜片部件被配置为使得在多个波长范围上的透光率降低，所述镜片部件包含：

第一降低透光率的染料，所述第一降低透光率的染料被配置为赋予透光率降低的第一区域，所述第一区域的中心位于大约485纳米至510纳米之间；

第二降低透光率的染料，所述第二降低透光率的染料被配置为赋予透光率降低的第二区域，所述第二区域的中心位于大约570纳米至600纳米之间；

可选的第三降低透光率的染料，所述第三降低透光率的染料被配置为赋予透光率降低的第三区域，所述第三区域的中心位于大约685纳米至715纳米之间；

其中，与透光率降低的区域之外并且在400纳米至680纳米之间的区域相比，降低的透光率是透射率％降低了至少50％；以及

其中，所述眼科镜片可选地包括偏振薄片结构。

2.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，被配置为赋予降低的透光率的所述镜片部件是聚合镜片，其中，所述聚合镜片包含至少一种聚合物和所述降低透光率的染料的共混物。

3.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，其中，被配置为赋予降低的透光率的所述镜片部件是偏振薄片结构。

4.如权利要求3所述的眼科镜片，其中，所述偏振薄片结构包括至少一个包含所述降低透光率的染料的层。

5.如权利要求4所述的眼科镜片，其中，包含所述降低透光率的染料的所述至少一个层是包含聚合物和所述降低透光率的染料的共混物的注射成型层。

6.如权利要求4所述的眼科镜片，其中，包含所述降低透光率的染料的所述至少一个层是粘合到所述偏振薄片结构上的降低透光率的膜层。

7.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，被配置为赋予降低的透光率的所述镜片部件是涂层基体。

8.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，被配置成赋予降低的透光率的所述镜片部件是多层干涉膜堆叠体。

9.如权利要求8所述的眼科镜片，其中，所述多层干涉膜堆叠体是搁置在所述眼科镜片的凸面上的膜层压体。

10.如权利要求8所述的眼科镜片，其中，所述多层干涉膜堆叠体搁置在所述偏振薄片结构上或所述偏振薄片结构内。

11.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，被配置为赋予降低的透光率的所述镜片部件是粘合剂层。

12.如权利要求11所述的眼科镜片，其中，所述粘合剂层是所述偏振薄片结构内的粘合剂层。

13.如权利要求11所述的眼科镜片，其中，所述粘合剂层搁置在所述偏振薄片结构与所述聚合镜片之间。

14.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，被配置为赋予降低的透光率的所述镜片部件是着色层。

15.如权利要求1所述的眼科镜片，其中，所述偏振薄片结构包括搁置在两个外层之间的内部聚乙烯醇偏振层，其中，每个外层独立地由聚碳酸酯、三乙酸纤维素、聚酰胺、热塑性聚氨酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。

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