CN116964512A - 眼镜镜片内的薄膜封装 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种眼镜镜片，其包括：第一镜片部分，所述第一镜片部分贴附到第二镜片部分，所述第一镜片部分与所述第二镜片部分之间具有圆柱形界面；以及薄膜，所述薄膜在所述圆柱形界面处插置在所述第一镜片部分与所述第二镜片部分之间。本公开还涉及制造眼镜镜片的方法，所述方法包括：在第一镜片部分与第二镜片部分之间的圆柱形界面处在所述第一部分与所述第二部分之间插置薄膜。

Description

眼镜镜片内的薄膜封装

技术领域

本公开涉及具有封装薄膜的眼镜镜片以及用于生产具有封装薄膜的眼镜镜片的镜片制造和/或薄膜封装技术。

背景技术

眼镜镜片通常通过镜片研磨或注塑技术制造。眼镜镜片的注塑工艺由在高压下将熔融材料注入模具中组成。所述模具的形状是毛坯形状(产生镜片‘毛坯’，目的是进一步使内表面成形以产生最终镜片)，或者是期望眼镜镜片的精确轮廓，包含内曲率轮廓和外曲率轮廓。短暂冷却后，镜片完成。由于此工艺的简易性和速度，注塑是大批量和库存镜片如太阳镜的首选技术。对于更多定制应用，镜片研磨技术受到青睐。镜片研磨工艺从镜片‘毛坯’开始，所述镜片毛坯具有凸外(面对世界)表面以及平面或凹面的面对眼睛的表面。这些毛坯的一个或多个弯曲表面的轮廓通常是球形或球圆柱形。然后使用专业机械将内表面研磨到期望的曲率轮廓并且抛光。然后眼镜镜片被磨边成期望的边缘轮廓以装配在框架中，并且完成眼镜。随着3D打印(或增材制造)技术的出现，还可以3D打印具有完全定制曲率和边缘轮廓的眼镜镜片。

将薄膜层压在眼镜镜片上或将所述薄膜封装在眼镜镜片内，对于许多目的都是期望的。例如，增强现实(AR)行业(包含眼跟踪应用)期望可以在薄聚合物膜上生产的全息光学元件(HOE)然后贴附到或封装在眼镜镜片内。

存在将薄膜封装在眼镜内或将薄膜层压在眼镜上的现有方法。例如，US-2015/0131047A1详述了将乙酸纤维素层压膜直接层压到不同轮廓的眼镜上以用于安全玻璃的工艺。US-2017/0068095A1描述了许多技术。在这些技术中的第一种技术中，镜片是注塑的，由此制作具有空腔的模具以在铸造之前放置HOE光聚合物膜。然后将眼镜材料注入模具中，将HOE封装在其中。第二种技术将HOE封装在两个半镜片之间，包括眼镜镜片的后部分和眼镜镜片的前部分。所述HOE夹在两个眼镜镜片部件的界面处。在第三种方法中，将光聚合物膜直接层压到眼镜镜片的凹内表面。

已知的方法涉及复杂的制造技术或薄膜变形和/或分层的风险。因此，期望一种不太复杂的制造技术来将薄膜与眼镜镜片集成而没有如此显著的困难。

发明内容

针对此背景，提供了根据权利要求1的眼镜镜片以及根据权利要求8的制造眼镜镜片的方法。提供了一种产生具有封装薄膜的眼镜镜片的技术以及具有封装薄膜的所得眼镜镜片，由此使应力和变形最小化。这是通过在介于眼镜镜片的两个部分之间的圆柱形界面上提供薄膜来实现的。

已经发现，当将薄膜封装在镜片中时，许多应力和变形是通过在弯曲表面以及特别是跨两个轴线弯曲的表面上层压引起的，与通常的眼镜镜片一样。将薄膜直接层压在具有球形曲率的表面(或跨两个轴线的其它曲率轮廓，其通常选择最小厚度)上会在所述膜中产生弹性应力，导致变形和分层。

相比之下，已经发现，当将薄膜层压在圆柱形表面上时，会避免此类应力。为了完整性，应当注意，圆柱形表面意指所述表面具有沿着其伸长轴线的圆柱体的一部分的形状。换言之，所述表面沿着一个维度是弯曲的(例如圆形或椭圆形)，但沿着垂直维度是直的(或平坦的)。圆柱形界面高度非常规，特别是因为它不符合眼镜镜片的形状，因此被视为不紧凑的。然而，所述圆柱形界面仍然可以提供低厚度，在层压时没有困难。

因此，眼镜镜片可以使用两个部件部分来生产，其中薄膜封装在所述两个部件部分之间。因此，可以使用两个部件来产生镜片：后部(面对眼睛)部分；和前(面对世界)部分。两个部件之间的界面具有上文讨论的圆柱形形状。换言之，沿着一个平面(优选地平行于长轴(通常是水平的)的平面)截取横截面将界面示出为弯曲的(例如，圆形或椭圆形段)。沿着通常平行于短轴(通常是竖直的)的垂直平面的横截面优选地是平坦的或直的。限制短轴上的曲率(优选地为零)允许最薄的堆叠，并且对内曲率和外曲率的选择施加最少的限制。

在简单的情况下，球形或球柱形外轮廓的镜片(通常用于正常处方眼镜镜片)可以被分割或形成为两个部件部分，其中两个部件之间的界面具有圆柱形轮廓。将薄层层压在圆柱形表面上引起低变形和分层风险。由于此表面仅在一个轴线上具有曲率，因此与球形表面上的层压相比，它不会在薄膜上产生相同的应力。

所述两个部分可以通过任何技术来制造，例如：如通常用于批量生产的注塑技术；通常用于更多定制要求的研磨和抛光技术；或3D打印。任选地，例如通过在铸造之前将薄膜放置在模具内，薄膜可以与镜片部分之一集成(以便位于形成的界面处)。在将两个镜片部分与插置在所述两个镜片部分之间的薄膜结合之后(无论任何镜片部分是否与薄膜一体地形成)，所得眼镜镜片可以被认为是毛坯。然后可以碾磨毛坯的面对眼睛的表面以形成眼镜镜片。

通常的眼镜是弯月形镜片，这意指面对眼睛的表面是凹面的，并且面对世界的表面是凸面的。通常的眼镜还将表现出一定的纵横比(从而限定长轴和短轴)，由此镜片的水平范围(长轴)大于竖直范围(短轴)。此纵横比有利地允许将眼镜镜片平分成两个部件，用于封装薄膜的目的。

所述薄膜优选地是非各向同性的。通常，所述薄膜包括全息光学元件(HOE)，所述HOE可以充当反射或透射元件。在一些实施例中，在没有光学倍率的情况下，HOE可以充当平面镜或平面透射全息图。可替代地，HOE可以添加光学倍率，使得所述HOE的总光学倍率是全息图的光学倍率与由于所述圆柱形界面的曲率而产生的光学倍率之和。

薄膜最初可以是感光材料并且可以通过在感光材料上记录全息图来形成HOE。在一些实施例中，当感光材料位于平面基底上，然后层压到圆柱形界面时，可以记录全息图。在所述情况下，有利地记录全息图以补偿圆柱形界面。在其它实施例中，当将感光材料施加在圆柱形界面上时，可以记录全息图。在所述情况下，不需要对圆柱形界面进行另外的补偿。

还可以考虑各方面或来自各方面的特征的组合，其中此类组合是可行的。

附图说明

本公开可以通过多种方式实施并且现将仅借助于实例且参考附图来描述优选实施例，在附图中：

图1示出了现有眼镜镜片的透视图；

图2A描绘了根据本公开的眼镜镜片的透视图；

图2B展示了穿过图2A的眼镜镜片的横截面视图；

图3A描绘了图2A的眼镜镜片的部件部分；

图3B示意性地展示了图3A的部件部分的组装形式；

图4A示出了示例替代眼镜镜片的透视图；

图4B展示了穿过图4A的眼镜镜片的横截面视图；

图5A描绘了图4A的眼镜镜片的部件部分；

图5B示意性地展示了图5A的部件部分的组装形式；

图6A描绘了示例圆形镜片毛坯；

图6B展示了根据平面界面二等分的图6A的镜片毛坯的分解图；

图6C展示了根据圆柱形界面二等分的图6A的镜片毛坯的分解图；并且

图7示意性地示出了一定大小的面对世界的镜片部件上的曲率半径与中心厚度之间的关系。

附图本质上都是示意性的，并且除非明确示出或描述，否则不应推断出确切的尺寸和结构。

具体实施方式

首先参考图1，示出了现有眼镜镜片101的透视图，所述现有眼镜镜片具有面对眼睛的表面102和面对世界的表面103。这是简单的零倍率球形镜片(与附图中所示出的其它眼镜镜片一样)并且仅用于说明目的。应认识到，实施例可以应用于其它眼镜镜片，包含处方眼镜镜片和具有不同曲线轮廓的眼镜镜片。

通常的眼镜是弯月形镜片，这意指面对眼睛的表面102是凹面的，并且面对世界的表面103是凸面的。如上所述，所示出的眼镜镜片101在内表面和外表面两者上具有球形曲率半径。简单的球形镜片通常用于零倍率库存镜片，用于包含太阳镜和滑雪镜的应用。在此应用中，前表面和后表面两者具有球形曲率，其中两个曲率轮廓是同心的。对于处方镜片，通常将柱面倍率添加到后镜片表面102以校正散光。然而，所述表面通常是球柱面的(如“眼科镜片原理(Principles of Ophthalmic Lenses)”,M Jalie,英国配镜师协会教育学院(Association of British Dispensing Opticians College of Education)所描述的)。示出眼镜镜片的通常尺寸仅供说明。

图1中还示出了轴线，所述轴线将在本公开的其它附图中一致地使用。眼镜镜片101通常具有水平(x)方向上的长轴和垂直(y)方向上的短轴。与其它尺寸的大小相比，眼镜镜片101的深度(z)尺寸通常可以忽略不计(或者至少显著更小，通常是至少10倍)。

眼镜镜片的外(面对世界)表面通常具有球形曲率，其通常称为“基础曲率”。此基础曲率具有提供镜片最佳光学性能的功能目的，同时还用于提高镜片的美观并减轻镜片的重量。6屈光度曲线前表面(相当于约83mm曲率半径)被认为是提供最佳周边视力的‘最佳形式’(基于经验数据)。出于美观原因，老花镜和时尚镜片通常具有稍微较平坦的表面，其中4屈光度的基弧很常见。

对于另外的信息(但同样，不是具体限制)，应当注意，所示出的眼镜镜片101具有55mm的镜片水平范围(沿着x轴)和32mm的镜片竖直范围(沿着y轴)。镜片具有2mm的均匀厚度，其中内(面对眼睛)曲率半径为150mm(大约3.3屈光度)，外(面对世界)曲率半径为152mm。这是典型的零倍率库存镜片，但如上所述，6屈光度或4屈光度镜片可能更常见。处方镜片将具有不同的厚度轮廓。

现在参考图2A，其中描绘了根据本公开的眼镜镜片201的透视图。根据本公开，通过将眼镜镜片形成为两个部件，将薄膜封装在眼镜镜片中，其中两个部分之间的界面是圆柱形轮廓。薄膜的参数通常是很好理解的，但是在此上下文中，薄膜的厚度可以为大约100微米或更小。所述薄膜通常是一种低吸收、光学透明(或透明)低雾度膜，适合并入镜片内而不会显著影响透视。在xz平面中突出显示眼镜镜片中心的参考平面202。还参考图2B，其中展示了在参考平面202处穿过图2A的眼镜镜片的横截面。在此，所述两个部件部分之间的圆柱形界面轮廓203以虚线示出。

所述两个部件部分通常是单独制造的，但也可以任选地由分开的眼镜镜片形成。镜片或镜片部件上的圆柱形表面并不常见。介于所述两个镜片部件之间的圆柱形表面可以通过研磨或定制模具(注塑)制成。任选地，3D打印可以用于制造镜片部件。制造具有圆柱形界面的镜片部件并不是标准技术。然而，可以使用注塑(例如塑料)、研磨或3D打印。标准镜片研磨和模具制造可以使用金刚石车削，这通常意味着球形表面，但是可以使用此技术和其它技术来实现圆柱形表面。

接下来参考图3A，描绘了图2A的眼镜镜片的部件部分。这些部件部分包括：第一部件部分(并入面对眼睛的表面)301；和第二部件部分(并入面对世界的表面)302。第一部件部分301与第二部件部分302之间的界面具有圆柱形形状(如图2B所示出的)，所述界面在xz平面中是弯曲的(在这种情况下是圆弧段)并且在yz平面中是平坦的(并且在xy平面中也是平坦的)。

在此实例中，圆柱形形状在x轴上是弯曲的，特别是在曲率半径为151mm的情况下，并且轮廓在y轴上是平坦的。因此可以看出，使用介于两个部分之间的纯圆柱形界面允许形成两个部件，每个部件具有尺寸为55mm(x)×32mm(y)的部件(即，眼镜镜片的长轴和短轴尺寸相同)，所述部件组合以制成最终的眼镜镜片。每个部件的中心厚度为大约1.3mm。

与眼镜的大小(x方向上为55mm，y方向上为32mm)和轮廓相同的薄膜(图3A中未示出)层压在第一部件部分301与第二部件部分302之间的圆柱形界面上。然后当第一部件部分301和第二部件部分302彼此附接时，薄膜被完全封装在眼镜镜片内。圆柱形表面上的层压避免了与球形表面上层压相关联的变形。所述界面优选地是纯圆柱体，但也可以是部分球圆柱体或复曲面，只要与纯圆柱体形状的任何偏差都可忽略不计。界面越接近完美的圆柱体，薄膜中的应力就越小。薄膜优选地为全息光学元件(HOE)或适于在其中记录HOE的感光材料。

如上所述，介于第一部件部分301与第二部件部分302之间的圆柱形界面在一个轴线上是平坦的。因此，所述圆柱形界面在此轴线上表现出与使用平坦薄膜相同的几何限制。然而，由于眼镜镜片通常具有显著的纵横比，因此如果此限制仅适用于眼镜镜片的较短(短)轴，则所述限制变得不那么重要，如现在将在下文进一步讨论的。

可以以多种方式实现将薄膜附接到镜片部件之一的圆柱形表面。薄膜的层压可以不需要将薄膜粘附到圆柱形界面的一个或两个表面(第一部件部分301和第二部件部分302可以与所述第一部件部分和所述第二部件部分之间的薄膜简单地彼此附接)，但是可以提供另外的粘附。HOE可以是光聚合物，例如Bayfol(RTM)HX(由科思创股份公司(CovestroAG)销售)，其通常具有约60微米厚的基底和约20微米厚的聚合物层。然后，光聚合物的一侧通常是粘性膜，一旦使用滚筒(或类似物)层压到表面上，所述粘性膜将会粘附到玻璃或塑料上。可替代地或另外地，可以使用胶水、双面胶带、真空处理、热处理或压力处理来将HOE粘附到基底上。HOE可以替代地是卤化银膜，并且上述技术也可以用于将薄膜粘附到基底表面上。镜片材料的选择有助于提高粘附力，例如聚碳酸酯可以提供更好的粘附力。薄膜通常不会完全延伸到圆柱形界面的边缘。如果周围有良好的胶水密封，则这可以实现较好的封装(无湿气进入)。

参考图3B，示意性地展示了图3A的部件部分的组装眼镜镜片303。还示出了封装在第一部件部分301与第二部件部分302之间的薄膜304。因此，完成的眼镜镜片303由通过圆柱形界面配合在一起的两个部件部分形成，其中薄膜304介于所述部件之间。

面对眼睛的部件(第一部件部分301)可以以眼镜镜片所期望的形状模制。更通常地，所述面对眼睛的部件被模制为镜片毛坯，其中所述部件将在前表面上具有圆柱形轮廓(将被结合到面对世界的部件302)，但后表面可以是平面或具有某个任意的表面曲率。然后将第一部件部分301、第二部件部分302和薄膜304结合以形成作为具有嵌入的HOE的镜片‘毛坯’的眼镜镜片303。

一旦以这种方式形成组装的眼镜镜片303，则其将呈现为圆形轮廓镜片毛坯，并且可以将后表面碾磨为标准镜片毛坯以产生最终镜片。为了适合眼镜，通常对前曲率和后曲率进行磨边(围绕边缘研磨)以适合眼镜框架。此处理可以在薄膜封装和组装之前或组装之后对第一部件部分301和第二部件部分302进行。当前表面和/或后表面被研磨成一定曲率时，研磨过程是比磨边更剧烈的过程，并且如果需要，优选的是，在封装薄膜和组合件之前对第一部件部分301和/或第二部件部分302执行此过程。

因此，面对世界的部件通常形成为包括通常为具有期望的基础曲率的球形的前表面和具有圆柱形轮廓的后表面。面对眼睛的部件可以形成为包括具有圆柱形轮廓的前表面和后表面。此后表面可以形成为具有最终处方所期望的曲率。可替代地，后表面可以保持平面(或具有任意曲率)以产生镜片毛坯，由此对此表面的进一步碾磨将用于设置处方。

现在参考图4A，示出了示例替代眼镜镜片401的透视图。此替代眼镜镜片401在两个镜片部件之间不具有圆柱形界面，而是平面界面。这出于比较目的示出。在xz平面中突出显示眼镜镜片中心的参考平面402。还参考图4B，其中展示了在参考平面402处穿过图4A的眼镜镜片的横截面。在此，所述两个部件部分之间的平面(平坦)界面轮廓403以虚线示出。

现在参考图5A，描绘了图4A的眼镜镜片的部件部分。这些部件部分包括：第一部件部分(并入面对眼睛的表面)501；和第二部件部分(并入面对世界的表面)502。第一部件部分501与第二部件部分502之间的界面具有平坦、平面形状(如图4B所示出的)，所述形状在所有xz、yz和xy平面上都是平坦的。薄膜(未示出)可以封装在第一部件部分501与第二部件部分502之间。第一部件部分501与第二部件部分502之间的平面界面上的层压是简单的。

最后，参考图5B，其中示意性地展示了由图5A的部件部分形成的组装眼镜镜片503。这示出了第一部件部分501和第二部件部分502如何组合以制造最终的眼镜镜片503。可以看出，第一部件部分501与第二部件部分502之间的接合朝向镜片503的中心远离眼镜镜片503的边缘。

因此，通过平坦相交而不是圆柱形界面的方式平分相同的眼镜镜片意指外(面对世界)部分的水平范围是有限的，如眼镜镜片503所示出的。这限制了可以封装在眼镜内的薄膜的可能大小。尽管可以在此表面上层压小面积的薄膜并将其封装，但封装在眼镜内的任何薄膜优选地延伸到靠近眼镜镜片的边缘。这可以防止可见边缘并且有助于层压过程。如果选择平面交叉(如图4和图5所示出的)，但需要薄膜的大小与眼镜的大小相匹配，这可以通过使整个眼镜更厚或通过减小曲率轮廓来实现。因此，可以看出，两个部件部分之间的圆柱形(弯曲)界面允许使用更薄的堆叠，同时还在曲率轮廓的选择方面提供了最大的灵活性。因此，最终的封装眼镜镜片比使用不同方法制造的封装眼镜镜片更薄、更轻、更便宜并且对消费者更友好。

这些益处将参考关于图6A的实例来进一步讨论，所述图描绘了示例性圆形镜片毛坯。这示出了直径为70mm的镜片毛坯，其中内曲率半径为250mm，厚度为2.6mm，并且外曲率半径为252.6mm(因此是完全同心的表面)。

接下来参考图6B，展示了根据平面界面二等分的图6A的镜片毛坯的分解图。将镜片毛坯平分成具有平面界面的两个部件部分(例如，如参考图4和图5所讨论的)，引起每个部件部分的中心厚度为1.3mm。如上文所讨论的，平面相交未达到此实例中使用的70mm镜片毛坯的全部范围。在所得部件中，面对外部世界的部分的直径小于70mm。因此，如果要将薄膜层压在两个部分之间的界面上，则膜的大小限于面对世界的部件的大小。

现在参考图6C，展示了根据圆柱形界面二等分的图6A的镜片毛坯的分解图。还参考上文的图2和3讨论了使用圆柱形而不是平面界面的平分。由于所述界面在一个轴线(竖直)上是平坦的，因此面对世界的部件在一个轴线上的限制程度与平面界面的限制程度相同。然而，所述面对世界的部件不再限于另一个(水平)轴线。这是有益的，因为大多数眼镜部件具有纵横比，由此水平轴比竖直轴更长，如参考图2和3示出的。

现在参考图7，示意性地示出了一定大小的面对世界的镜片部件上的曲率半径与中心厚度之间的关系。假设一个球面弯曲的面对世界的部件，曲率半径为R，中心厚度为T，面对世界的部件的半径x由以下表达式给出：

因此，可以看出，面对世界的部件的大小受到两个因素的限制：(1)镜片上的厚度；以及(2)外表面的曲率半径。因此，在面对眼睛与面对世界的部件之间的平面界面中装配较大的薄膜意指使镜片较厚或减小曲率半径。出于实用和/或美观的原因，这两种情况对于眼镜框架来说可能都是不期望的。

一般而言并且在第一方面，可以考虑一种眼镜镜片，其包括：第一镜片部分，所述第一镜片部分贴附到第二镜片部分，所述第一镜片部分与所述第二镜片部分之间具有圆柱形界面；以及薄膜，所述薄膜在所述圆柱形界面处插置在所述第一镜片部分与所述第二镜片部分之间。还可以考虑一种光学装置，例如光学玻璃、可视耳机或类似物，其包括根据此方面的一种或多于一种眼镜镜片。

在可以与第一方面组合的第二方面中，可以考虑一种制造眼镜镜片的方法。所述方法包括在第一镜片部分与第二镜片部分之间的圆柱形界面处在所述第一镜片部分与所述第二镜片部分之间插置薄膜。因此，所得眼镜镜片(其可以涉及与插置在其间的薄膜结合的第一镜片部分和第二镜片部分)可以根据第一方面(如上文所讨论的)的眼镜镜片或中间产品，如眼镜镜片毛坯，由所述眼镜镜片毛坯可以形成最终的眼镜镜片。

根据任一(或两个)方面，可以考虑许多任选的和/或优选的特征。例如，眼镜镜片通常可以是细长的和/或可以具有(较长)长轴(通常是水平的)和(较短)短轴(竖直的)。例如，眼镜镜片大致可以是梯形(或矩形)、椭圆形或介于这两种选项之间的形状。在任何情况下，圆柱形界面优选地具有跨眼镜镜片的长轴的弯曲轮廓。然后，圆柱形界面有利地具有跨短轴的笔直(或平坦)轮廓。在某些实施例中，眼镜镜片具有球形或球柱形的外轮廓。

有利地，第一镜片部分具有第一圆柱形表面，并且第二镜片部分具有第二圆柱形表面。然后，第二圆柱形表面有利地被布置成与第一圆柱形表面配合，以提供圆柱形界面。

下文将讨论进一步概括的方面。首先，将考虑根据实施例的更具体的细节。

如上所述，薄膜通常是全息光学元件(HOE)，所述HOE是一种使用衍射原理产生全息图像的光学部件，并且可以理解为一种类型的全息图。HOE通常记录在平坦或平面表面上。在这种情况下，如果薄膜要被层压或封装到眼镜镜片中，由此所得HOE具有弯曲轮廓，则对此曲率和/或后(面对眼睛)镜片部件部分(其可能会在重放光(replay light)到达HOE之前使所述重放光折射)的补偿被并入记录设置中。通过补偿此曲率，HOE将以其最终弯曲状态正确重放。

例如，如果如本文所描述的眼镜镜片部件具有合适的低双折射塑料或玻璃，则当将薄膜层压在镜片部件之一上时(在封装之前或之后)，HOE优选地可以直接(在黑暗中)记录在薄膜上。记录中不包含对眼镜镜片或HOE的曲率的补偿，并且在任何情况下都保持HOE的最佳光学性能。然而，如果在记录之前HOE没有完全封装(或者随后可能改变重放位置)，则可能仍然期望对由后(面对眼睛)镜片部件引入的角度变化的补偿。此外，避免在记录与实施之间薄膜的重新层压(即，从平坦的记录表面去除薄膜并重新层压到弯曲表面上)可能是有利的。这避免了重新层压问题，如去配准(de-registration)，并且避免了薄膜上添加的应力。然而，从实际角度来看，实施是有难度的。

光学系统的对准是期望的，特别是对于增强现实(AR)应用，以便为观看者提供高质量(无像差、高分辨率)的虚拟图像。HOE的光学中心期望地在眼镜镜片内对准，其中优选地相对于投影仪或光源的光轴的精度为+/-0.1mm。因此，如果需要将HOE从平面表面(所述HOE记录在其上)移除并且重新层压在弯曲表面上以封装在眼镜内，则层压尽可能容易以允许HOE的精确对准至关重要。本文所描述的圆柱形内表面允许比球形内表面更容易层压并且因此更容易对准。HOE可以可替代地记录在卷-卷系统上并且在自动化过程中层压。同样，这个程序在圆柱形表面上比在球形表面上更简单。

HOE的光学质量和稳定性也与AR应用相关。HOE的位置或厚度的任何变化将会负面地影响虚拟图像的质量。HOE是一种光学元件，并且光学元件的准确度通常指定为1个波长或更小。这表明，如果HOE与标称位置的变化超过1个光波长，则图像将会受到影响。例如，如果球形表面上的层压在HOE中引起皱纹或应力，则可能会发生这种变化。全息图层压到其上的表面期望地具有光学质量平滑度、位置稳定性和已知曲率，并且全息图期望地在封装之后保持与表面共形以获得最佳图像质量。应当注意，一些现有的用于在眼镜内层压薄膜(例如，用于层压的安全玻璃的乙酸纤维素膜、用于太阳镜的光致变色膜)的方法在层压时无需考虑精确的位置准确度，因为所述膜主要是各向同性的(即，所有位置/朝向相同)。

返回到上文讨论的概括的方面，可以考虑进一步的细节。有利地，薄膜包括全息光学元件。优选地，薄膜主要或大部分是非各向同性的(即，所有或至少大部分或绝大多数位置/朝向不相同)。

在一些实施例中，全息光学元件被配置成充当平面镜。在这种情况下，全息光学元件本身可以不增加光学倍率。HOE的总光学倍率然后可以由HOE层压到其上的内表面的圆柱形曲率确定。眼镜镜片在现实世界中表现出光学倍率，如仅由眼镜镜片的内和外表面曲率确定的。

可替代地，所述眼镜镜片可以被配置成使得所述全息光学元件的总光学倍率由所述全息光学元件的全息图的光学倍率与由于所述圆柱形界面的曲率而产生的光学倍率之和确定。然后，HOE可以充当反射动力光学元件(如AR应用的通常情况)。

在一些实施例中，薄膜包括感光材料。然后，可以在所述感光材料上记录全息图以形成全息光学元件。在某些情况下，在所述感光材料上记录全息图可以包括：在平面基底上提供所述感光材料；以及当在所述平面基底上时，在所述感光材料上记录所述全息图，所述全息图被记录以补偿所述圆柱形界面的光学倍率。这从而可以提供全息光学元件，然后可以将其施加到圆柱形界面。在其它情况下，在所述感光材料上记录全息图可以包括：将所述感光材料施加到所述圆柱形界面上；以及当在所述圆柱形界面上时，在所述感光材料上记录所述全息图。

尽管现在已经描述了具体实施例，但是本领域技术人员将理解，各种修改和改变是可能的。当然应当理解，在不改变基本公开的情况下，设计距离、尺寸、曲率、角度和部件大小的变化是可能的。而且，可以并入另外的光学部件以根据需要重定向和/或处理光。

虽然优选的是弯曲的圆柱体形状跨长(水平)轴并且界面轮廓笔直跨短(竖直)轴，但可以通过跨短(竖直)轴的弯曲圆柱体形状和笔直跨长(水平)轴的界面轮廓来实施根据本公开的方法。而且，弯曲圆柱体形状可以与眼镜镜片部件形状的长轴和短轴成一定角度，例如45度。

在一些应用中，两个眼镜镜片部件之间的界面可以在两个轴线上弯曲。然而，在这种情况下，短轴或竖直轴上的界面曲率最小化，其中理想曲率为零。换言之，短轴上与非零曲率的任何偏差都可忽略不计。任何弯曲形状(例如，跨长轴)都是可能的。

AR系统中的通常HOE是反射全息图。然而，透射HOE可以替代使用或同时使用。透射性AR应用在实践中是众所周知的。透射HOE在一些情况下可以具有光学倍率，但可替代地可以不具有光学倍率，然后可以称为平面透射元件或全息图(相当于平面镜的透射性等效物)。

眼镜镜片的外形状(轮廓)优选地是球形或球柱形的，但在一些实施例中可以是复曲面或非球面的。此类形状不太常见并且通常制造成本较高。

上文讨论的制造过程首先形成两个镜片部件部分，然后将薄膜(HOE)封装在所述两个镜片部件部分之间。然而，这些步骤可以被集成，并且具体地，薄膜(HOE或可以形成HOE的感光材料)可以与第一镜片部分或第二镜片部分一体地形成。有利地形成镜片部分使得薄膜位于界面处。例如，如果镜片部件部分中的至少一个镜片部件部分是通过注塑形成的，则可以实现这一点。然后，在产生部件部分中的任一部件部分时，薄膜可以被并入铸造过程中。放置薄膜使得其抵靠镜片部件模具的圆柱侧(界面)。然后注入树脂，并且通过浇铸(而不是层压)将膜结合到部件上。结果，可以形成两个镜片部件，但一个镜片部件将已经在界面上融合薄膜。

例如，关于上文所讨论的一般术语，可以考虑进一步的选项。例如，在实施例中，薄膜可以与第一镜片部分或第二镜片部分一体地形成。镜片部件之一可以被认为具有面对眼睛的表面(与圆柱形界面表面相对)。这可以形成为任意形状。在将两个镜片部分与封装在所述两个镜片部分之间的薄膜结合之后，所得产品可以被认为是眼镜镜片毛坯。可以碾磨眼镜镜片毛坯的面对眼睛的表面以形成眼镜镜片。

根据本公开的眼镜镜片(或多个镜片)通常可以用于AR应用。AR以外的应用可以包含眼跟踪和针对特定波长光的反射滤光片(例如一些避免干扰或损坏的红外光或激光)。也可以(但较困难)使用根据本公开的眼镜镜片用于虚拟现实(VR)应用。

Claims (18)

1.一种眼镜镜片，其包括：

第一镜片部分，所述第一镜片部分贴附到第二镜片部分，所述第一镜片部分与所述第二镜片部分之间具有圆柱形界面；以及

薄膜，所述薄膜在所述圆柱形界面处插置在所述第一镜片部分与所述第二镜片部分之间。

2.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中所述眼镜镜片具有长轴和短轴，所述圆柱形界面具有跨所述长轴的弯曲轮廓。

3.根据权利要求2所述的眼镜镜片，其中所述圆柱形界面具有跨所述短轴的笔直轮廓。

4.根据前述权利要求中任一项所述的眼镜镜片，其中所述薄膜包括全息光学元件和/或其中所述薄膜是非各向同性的。

5.根据权利要求4所述的眼镜镜片，其中所述全息光学元件被配置成充当平面镜或平面透射全息图。

6.根据权利要求4所述的眼镜镜片，其中所述眼镜镜片被配置成使得所述全息光学元件的总光学倍率由所述全息光学元件的全息图的光学倍率与由于所述圆柱形界面的曲率而产生的光学倍率之和确定。

7.根据前述权利要求中任一项所述的眼镜镜片，其中所述眼镜镜片具有球形或球柱形的外轮廓。

8.一种制造眼镜镜片的方法，所述方法包括：

在第一镜片部分与第二镜片部分之间的圆柱形界面处在所述第一部分与所述第二部分之间插置薄膜。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一镜片部分具有第一圆柱形表面，并且所述第二镜片部分具有第二圆柱形表面，所述第二圆柱形表面被布置成与所述第一圆柱形表面配合以提供所述圆柱形界面。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其中所述眼镜镜片作为长轴和短轴，所述圆柱形界面具有跨所述长轴的弯曲轮廓。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述圆柱形界面具有跨所述短轴的笔直轮廓。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述薄膜包括全息光学元件。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述全息光学元件被配置成充当平面镜或平面透射全息图。

14.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述薄膜包括感光材料，所述方法进一步包括：

在所述感光材料上记录全息图以形成全息光学元件。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述感光材料上记录全息图的步骤包括：

将所述感光材料施加到所述圆柱形界面上；以及

当在所述圆柱形界面上时，在所述感光材料上记录所述全息图。

16.根据权利要求14所述的方法，其中在所述感光材料上记录全息图的步骤包括：

在平面基底上提供所述感光材料；以及

当在所述平面基底上时，在所述感光材料上记录所述全息图，所述全息图被记录以补偿所述圆柱形界面的光学倍率。

17.根据权利要求8至15中任一项所述的方法，其中所述薄膜与所述第一镜片部分或所述第二镜片部分一体地形成。

18.根据权利要求8至17中任一项所述的方法，其进一步包括：

将所述第一镜片部分和所述第二镜片部分与所插置的所述薄膜结合以形成眼镜镜片毛坯；

碾磨所述眼镜镜片毛坯的面对眼睛的表面。