ES2222111B1

ES2222111B1 - Distribuidor de gases para el recubrimiento de una lente, y procedimiento, lente y dispositivo de recubrimiento correspondientes.

Info

Publication number: ES2222111B1
Application number: ES200401600A
Authority: ES
Inventors: Alfonso Egio Artal; Antoni Vilajuana Mas; Eva Gutierrez Berasategui; Juan Carlos Dursteler Lopez; Ricardo Fernandez Serrano
Original assignee: Indo Internacional SA
Current assignee: Indo Internacional SA
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2005-12-16
Anticipated expiration: 2024-06-18
Also published as: ES2222111A1; US20070178230A1; EP1757713A1; WO2006000599A1; WO2006000599A8

Abstract

Distribuidor de gases para el recubrimiento de una lente, y procedimiento, lente y dispositivo de recubrimiento correspondientes. El distribuidor comprende una placa de salida plana con una pluralidad de orificios de salida que presentan una distribución sobre la placa obtenible de la siguiente manera: [a] definición de una superficie auxiliar, [b] posicionado de unos primeros puntos sobre una primera superficie plana, con una densidad superficial de primeros puntos constante, donde la primera superficie se apoya sobre el borde inferior de la superficie auxiliar, y [c] trazado de unas rectas de proyección desde un origen de proyección, y que pasen por cada uno de los primeros puntos, hasta que corten la superficie auxiliar, definiendo unos puntos proyectados sobre la superficie auxiliar, y abatido de los puntos proyectados hasta que corten la placa de salida plana, definiendo la posición de los orificios de salida.

Description

Distribuidor de gases para el recubrimiento de una lente, y procedimiento, lente y dispositivo de recubrimiento correspondientes.

Campo de la invención

La invención tiene por objeto un distribuidor de gases para el recubrimiento de una lente, donde la lente define una superficie a recubrir y un eje óptico. La invención tiene asimismo por objeto un procedimiento para la fabricación de una lente y una lente fabricada con dicho procedimiento. La invención tiene también por objeto una lente con un recubrimiento, preferentemente un recubrimiento antireflejante (o interferencial) y/o un recubrimiento de una capa endurecedora. Otro objeto de la invención es un dispositivo de recubrimiento de lentes, dicho dispositivo siendo de tipo CVD (Chemical Vapour Deposition).

Estado de la técnica

Es conocido el recubrimiento de lentes, en particular de lentes oftálmicas, con capas interferenciales que permitan reducir la reflexión de la luz incidente en la lente. Para ello se depositan una pluralidad de capas (preferentemente entre 5 y 6) de espesores preferentemente entre 10 y 120 nanómetros. Ello se hace habitualmente mediante técnicas PVD (Physical Vapour Deposition), si bien es posible emplear otras técnicas como la CVD (Chemical Vapour Deposition), la PE-CVD (Plasma Enhanced - Chemical Vapour Deposition), etc.

Asimismo es conocido el tratar las lentes añadiéndoles un recubrimiento de una capa endurecedora. Esto es particularmente el caso cuando las lentes son de naturaleza polimérica u orgánica, como es frecuente en las lentes oftálmicas, ya que estas lentes tienen una resistencia al rallado considerablemente inferior que las lentes minerales (usualmente denominadas lentes de vidrio). Este recubrimiento se hace usualmente por inmersión en un baño siloxánico, y se obtienen unas capas con unos espesores de unas 2 ó 3 micras.

Ambos recubrimientos pueden (y suelen) coexistir para una misma lente, si bien los procedimientos para su formación son diferentes, por lo que han de ser etapas independientes de fabricación de la lente. Ello provoca que el procedimiento completo sea largo (de varias horas) y costoso.

Un requisito muy importante en estas capas es que sean de un espesor muy homogéneo. Todos los procedimientos actualmente conocidos tienen fuertes limitaciones en este sentido, y requieren soluciones tecnológicamente complejas para conseguir unas dispersiones de espesor que permitan obtener una calidad de visión aceptable.

En la presente descripción y reivindicaciones se debe entender por lente todo sistema óptico compuesto de al menos una superficie y que presenta propiedades dióptricas y/o catóptricas. Es decir, todo sistema óptico basado en fenómenos de refracción (sistemas dióptricos), como por ejemplo las lentes oftálmicas, como en fenómenos de reflexión (sistemas catóptricos), como por ejemplo espejos ópticos. Asimismo se deben considerar lentes aquellos sistemas ópticos que combinen ambos efectos, como por ejemplo sistemas ópticos con una primera superficie refractante y una segunda superficie reflectante, sistemas ópticos con superficies semitransparentes, etc.

Sumario de la invención

La invención tiene por objeto superar estos inconvenientes. Esta finalidad se consigue mediante un distribuidor de gases del tipo indicado al principio caracterizado porque comprende una placa de salida plana con una pluralidad de orificios de salida, donde la placa de salida plana tiene definido un centro de placa y donde los orificios de salida presentan una distribución sobre la placa obtenible de la siguiente manera:

[a] definición de una superficie auxiliar, y posicionado de la superficie auxiliar respecto de la placa de salida plana, donde la superficie auxiliar define un perímetro exterior,

[b] posicionado de unos primeros puntos sobre una primera superficie plana de manera que presenten una distribución con una densidad superficial de primeros puntos constante,

[c] posicionado de la primera superficie plana de manera que esté en contacto con el perímetro y sea paralela a la placa de salida plana,

[d] para cada uno de los primeros puntos:

[d.1]: trazado de una recta de proyección desde un origen de proyección, dispuesto sobre dicho eje óptico, y que pase por el primer punto,

[d.2]: prolongación de la recta de proyección hasta que corte la superficie auxiliar, definiendo un punto proyectado sobre la superficie auxiliar,

\newpage

[d.3]: trazado de una recta de abatimiento perpendicular a la placa de salida plana, desde el punto proyectado hasta que corte la placa de salida plana, definiendo un segundo punto

[e] perforación de un orificio de salida en cada uno de los segundos puntos.

Efectivamente uno de los graves problemas de las lentes es que no son superficies planas, mientras que los distribuidores de gases suelen tener una placa de salida que es plana. Debido a ello los distribuidores de gases convencionales suelen formar unas densidades de gases y, en general, unos flujos de gases que son aproximadamente uniformes en planos paralelos a la placa de salida. AI entrar en contacto los gases con la superficie curva de la lente, cada punto de la lente entra en contacto con un flujo de gas diferente, y ello provoca espesores de capa irregulares. Es posible diseñar unos distribuidores de gases que tengan una placa de salida que no sea plana sino que sea similar a la superficie a recubrir de la lente. Sin embargo estos distribuidores son caros y complejos de fabricar. En el estado de la técnica son conocidos algunos distribuidores de gases con una placa de salida plana y con una pluralidad de orificios distribuidos de una forma irregular para intentar reducir la dispersión de espesores de las capas a depositar. Sin embargo se ha observado que el distribuidor de gases según la invención presenta unos resultados claramente mejores a los obtenidos por los distribuidores de gases de acuerdo con el estado de la técnica. El distribuidor de gases de acuerdo con la invención tiene en cuenta el flujo de gases como una magnitud vectorial, y tiene en cuenta la geometría tridimensional de la superficie. De esta manera se tiene en cuenta que no solamente es importante la densidad del flujo de gas en cada punto del espacio sino también el ángulo de incidencia del flujo de gas sobre la superficie.

Para la fabricación del distribuidor de gases es necesario definir una superficie auxiliar a recubrir. Efectivamente el caso ideal sería aquél, en el que el distribuidor de gases ha sido calculado y fabricado para la lente real que se desea recubrir. Sin embargo lentes reales hay muchísimas, ya que debe tenerse en cuenta que, por ejemplo en el caso de lentes oftálmicas que tengan alguna prescripción, pueden combinarse superficies esféricas, tóricas, progresivas, etc. y todas ellas con diversas potencias. Por lo tanto, por motivos prácticos, el distribuidor de gases deberá ser fabricado pensando en que debe ser adecuado para recubrir una pluralidad de superficies diferentes. En este sentido se deberá definir una superficie auxiliar (que será una superficie "promedio" del rango de superficies que deberá ser capaz de recubrir el distribuidor en cuestión). Lógicamente, como ya se ha dicho antes, esta superficie auxiliar será preferentemente similar a la superficie a recubrir, ya que cuanto más se parezca a la superficie real a recubrir mejor será el resultado obtenido. Por otro lado, desde un punto de vista de simplicidad de cálculo, es ventajoso que la superficie auxiliar sea apta para ser descrita mediante una expresión analítica, ya que las expresiones analíticas permiten un tratamiento matemático simplificado. Además debe tenerse en cuenta que las lentes oftálmicas, si bien pueden ser una combinación de una pluralidad de superficies, son sustancialmente una superficie esférica. Por ello es ventajoso que la superficie auxiliar sea una superficie esférica, ya que en primera aproximación, es una superficie que se asemeja a la mayoría de las superficies de las lentes oftálmicas reales. Si bien ello no descarta la posibilidad de que la superficie auxiliar sea cualquier otro tipo de superficie analítica (superficies esféricas, tóricas, elipsoidales, etc.) o incluso cualquier otro tipo de superficie no necesariamente analítica (como por ejemplo superficies progresivas expresadas numéricamente o mediante otras técnicas de representación de superficies complejas).

El posicionado del origen de proyección es una variable de gran importancia, ya que es un parámetro que define cómo será la proyección de los primeros puntos de la primera superficie plana sobre la superficie auxiliar y, por lo tanto, determina la distribución de los segundos puntos.

El posicionado de la superficie a recubrir respecto de la placa de salida plana es asimismo de gran importancia y, de hecho, es una variable de diseño que permite optimizar la calidad de los recubrimientos obtenidos.

Debe tenerse en cuenta que en la presente invención se hace referencia a dos procedimientos que no deben ser mezclados ni confundidos: por un lado está el procedimiento de determinación de las posiciones de los orificios de salida (o sea de los segundos puntos). Para ello se define una superficie auxiliar con un perímetro exterior, una primera superficie y unos primeros puntos que nos servirán para realizar la proyección descrita anteriormente. Sin embargo, todos estos elementos son virtuales, es decir, no tienen existencia física y sirven únicamente para obtener una distribución de segundos puntos. Por otro lado, en el procedimiento de recubrimiento se trata de recubrir una superficie a recubrir real, dispuesta físicamente en un dispositivo de recubrimiento y a una distancia real del distribuidor. En el procedimiento de recubrimiento, la superficie auxiliar y los restantes elementos empleados durante el procedimiento de determinación de las posiciones de los orificios de salida no tiene un significado físico, y únicamente están relacionados con el procedimiento de recubrimiento en tanto en cuanto han influido en la configuración de la placa de salida del distribuidor. Sin embargo, el hecho que la superficie auxiliar se parezca (o incluso sea igual) a la superficie a recubrir permite mejorar los resultados obtenidos, como ya se ha comentado anteriormente y como se demostrará más adelante.

El distribuidor de gases de acuerdo con la invención presenta una placa de salida plana, que es de fácil construcción y con una distribución de los orificios de salida que es obtenible mediante el procedimiento anteriormente indicado. Al indicar que la distribución de orificios es obtenible mediante el procedimiento indicado debe quedar claro que ello incluye los casos en los que la distribución de orificios de salida se ha obtenido mediante cualquier otro procedimiento, siempre y cuando se hubiese podido obtener mediante el procedimiento indicado anteriormente.

Como ya se ha comentado anteriormente los primeros puntos están posicionados sobre la primera superficie plana de manera que presentan una distribución con una densidad superficial de primeros puntos que sea constante. De hecho, conceptualmente, el procedimiento de redistribución de los primeros puntos para convertirlos en los segundos puntos, pretende que los segundos puntos presenten una distribución que permita un flujo proyectado homogéneo sobre la superficie, teniendo en cuenta la forma y distancia de la superficie a recubrir.

Preferentemente la distribución de los primeros puntos sobre la primera superficie plana está definida por los nudos de una malla cuadrada, o por los nudos de una malla de triángulos equiláteros.

En el proceso de deposición (por el que se forman las capas de recubrimiento) deben tenerse particularmente en cuenta dos fenómenos que afectan a la homogeneidad del espesor de la capa depositada. Por un lado la distancia entre la superficie a recubrir y la placa de salida: cuanto mayor es la distancia más lenta es la velocidad de deposición. Por otro lado el ángulo entre la superficie a recubrir y la velocidad del chorro de gas emergente de los orificios de salida: cuanto menor es este ángulo menor es la velocidad de deposición. En el caso del recubrimiento de una superficie que es cóncava en el sentido de la placa de salida, entonces ambos efectos se compensan parcialmente. Sin embargo en el caso en que la superficie a recubrir es una superficie convexa hacia la placa de salida plana, entonces ambos efectos se acumulan. En este sentido el distribuidor de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para recubrir superficies convexas hacia la placa de salida del distribuidor, ya que el distribuidor si ha sido calculado empleando una superficie auxiliar que también sea convexa, y de una forma similar a la superficie a recubrir, entonces la distribución de los segundos puntos es tal que compensa los efectos negativos debidos a la forma convexa de la superficie a recubrir.

Ventajosamente la distancia entre la superficie a recubrir y la placa de salida es variable, de manera que pueda ser ajustada a diferentes valores en función de determinados criterios, como por ejemplo en función del radio de curvatura de la superficie a recubrir. Efectivamente esta distancia tiene un efecto importante sobre la calidad de recubrimiento realizado. Es posible que pueda ser conveniente ajustar esta distancia en función de la lente real que se desee recubrir en cada momento. La distancia puede ser definida de diversas maneras, como por ejemplo en la distancia existente entre el centro óptico de la superficie de la lente y el centro de placa, o cualquier otra definición que permita comparar distancias.

Ventajosamente los orificios de salida tienen un diámetro superior a 0'5 mm. Se ha observado que con orificios inferiores existe el riesgo de que se obturen debido a la presencia de contaminantes. Por otro lado es ventajoso que entre los orificios de salida haya una separación comprendida entre 1 y 10 mm. Separaciones más pequeñas provocarían que los orificios se superpongan entre sí, mientras que separaciones más grandes provocan que el flujo de salida del gas presente irregularidades demasiado elevadas.

Ventajosamente la placa de salida tiene un diámetro de comprendido entre los 50 y los 100 mm, y preferentemente está fabricado con un material del grupo formado por plata, cobre y aluminio. Estos materiales presentan una buena conductividad eléctrica a la frecuencia a la que es empleado el equipo, que usualmente será radiofrecuencia, preferentemente 13,56 MHz. Por otro lado interesa que los materiales tengan unas buenas propiedades mecánicas y sean fáciles de mecanizar. En este sentido el aluminio es particularmente preferente. Por otro lado, otro material preferente es el titanio, que adicionalmente presenta la ventaja de que presenta un sputtering (reducción catódica) reducido. Preferentemente la placa de salida plana tiene un espesor comprendido entre 1 y 2 mm.

La invención tiene también por objeto un procedimiento para la fabricación de una lente, preferentemente una lente oftálmica, caracterizado porque que comprende una etapa de recubrimiento en la que se emplea un distribuidor de acuerdo con la invención. Ventajosamente se realiza simultáneamente el recubrimiento de ambas caras de la lente, para lo cual se emplea simultáneamente un distribuidor de acuerdo con la invención para cada cara de la lente.

La invención tiene asimismo por objeto una lente, preferentemente una lente oftálmica, fabricada según un procedimiento de acuerdo con la invención.

La invención permite la obtención de lentes que tienen un radio de curvatura menor de 350 mm en por lo menos uno de los puntos de su cara convexa y un recubrimiento en su cara convexa con una diferencia de espesor máxima entre \pm 2'5%. Esta uniformidad en el espesor no es obtenible por otras técnicas de recubrimiento de lentes descritas en el estado de la técnica, por lo que la invención tiene asimismo por objeto lentes que tienen un radio de curvatura menor de 350 mm en por lo menos uno de los puntos de su cara convexa y un recubrimiento en su cara convexa con una diferencia de espesor máxima entre \pm 2'5%. Preferentemente las lentes tiene un diámetro (del perímetro de su base) mayor o igual a 50 mm, ya que es realmente en las lentes de mayor diámetro en las que es más difícil conseguir espesores homogéneos, y es en estos casos en los que la invención representa una mejora claramente notoria.

Otro objeto de la invención es un dispositivo de recubrimiento de lentes de tipo CVD, caracterizado porque comprende por lo menos un distribuidor de acuerdo con la invención. Estos dispositivos permiten la obtención de recubrimientos con espesores comprendidos entre los 5 y los 3000 nanómetros, y con unas características físicas (en particular con una uniformidad en el espesor de las capas depositadas) adecuadas para las lentes, en particular para las lentes oftálmicas.

Preferentemente el dispositivo de recubrimiento es del tipo PE-CVD, ya que este tipo de tecnología permite trabajar a temperaturas más bajas (lo que facilita su aplicación para el recubrimiento de lentes orgánicas), y permite obtener capas de mayor densidad e índice de refracción (el cual, además, es más fácilmente ajustable), con una mejor adherencia al substrato y una mayor resistencia a la abrasión. Por otro lado, la tecnología de recubrimiento por PE-CVD requiere trabajar en condiciones de vacío menos exigentes que otras tecnologías, lo que permite evitar posibles dispersiones en las características de los recubrimientos debidas a dispersiones en las condiciones de vacío del proceso. Asimismo, en este caso el dispositivo de acuerdo con la invención permite realizar simultáneamente el recubrimiento de ambas caras, y se puede realizar la deposición de la capa endurecedora y de las capas interferenciales en una misma etapa de vacío. Gracias al empleo de distribuidores de acuerdo con la invención es posible conseguir todos estos resultados y, simultáneamente, obtener unas bajas dispersiones en el espesor de cada una de las capas, que preferentemente están por debajo de \pm 2'5%.

Ventajosamente el dispositivo comprende por lo menos un generador de radiofrecuencia, es decir, emplea radiofrecuencia para la excitación de los gases a depositar. Frente a la alternativa de emplear microondas como fuente de excitación, la radiofrecuencia permite obtener unas capas más uniformes, y requiere unas condiciones de vacío menos exigentes.

Breve descripción de los dibujos

Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relatan unos modos preferentes de realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran:

Fig. 1, una vista esquemática del procedimiento de obtención de la posición de los orificios de salida de la placa de salida plana.

Fig. 2, una vista en planta de una distribución de primeros puntos con una densidad superficial constante.

Fig. 3, una vista en planta de una distribución de orificios de salida de acuerdo con la invención.

Fig. 4, un gráfico de la diferencia máxima de espesores de la zona recubierta de la lente, expresada en %, en función del radio de curvatura de la superficie a recubrir, expresado en mm, que es esférica.

Fig. 5, un gráfico del valor de la posición del origen de proyección, expresado en mm, en función del radio de la superficie auxiliar, expresado en mm, que es esférica.

Fig. 6, un gráfico del valor de la distancia óptima entre el distribuidor y el perímetro exterior de la superficie a recubrir, expresado en mm, en función del radio de la superficie a recubrir, expresado en mm, que es esférica.

Figs. 7 a 9, unos gráficos del valor de la diferencia máxima de espesores de la zona recubierta de la lente, expresada en %, en función del radio de superficie a recubrir, y en función del empleo de diferentes distribuidores.

Fig. 10, una vista esquemática de un primer dispositivo de recubrimiento de lentes de acuerdo con la invención.

Fig. 11, una vista esquemática de un segundo dispositivo de recubrimiento de lentes de acuerdo con la invención.

Fig. 12, una vista esquemática de un distribuidor de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de unas formas de realización de la invención

La Fig. 1 muestra esquemáticamente un ejemplo del procedimiento que se sigue para la determinación de las posiciones de los orificios de salida en la placa de salida plana del distribuidor de gases de acuerdo con la invención. En este caso concreto se ha tomado como superficie auxiliar SA una superficie esférica de radio r_{a}. La superficie auxiliar define un eje óptico, vertical en la Fig. 1, que pasa por el origen O de la esfera. Por debajo del origen O, y a una distancia \rho, se posiciona el origen de proyección OP. Se posiciona la placa de salida plana de manera que pasa por el origen de proyección OP (en general esto no es necesario que sea así, es decir la placa de salida plana puede estar posicionada de manera que no coincida con el origen de proyección). Sobre la base del casquete esférico (que define un perímetro que es una circunferencia) se posiciona la primera superficie plana con los primeros puntos PI distribuidos de tal manera que presentan una densidad superficial constante (como por ejemplo los mostrados en la Fig. 2). A partir de ahí se traza una recta de proyección desde el origen de proyección OP hasta cada uno de los primeros puntos P1 y se extiende hasta que corte la superficie auxiliar SA, donde se obtiene un punto proyectado. El punto proyectado es nuevamente proyectado (o abatido) perpendicularmente a la placa de salida plana, hasta que la corta, definiendo un segundo punto P2.

Un ejemplo de una distribución de segundos puntos P2 puede verse en la Fig. 3. Esta distribución ha sido obtenida partiendo de una distribución de primeros puntos P1 como la de la Fig. 2 (que es una distribución en forma de malla cuadrada y con los puntos separados 3 mm entre sí), definiendo la superficie auxiliar SA como un casquete esférico convexo de radio de curvatura r_{a} = 65,38 mm, diámetro del perímetro = 70 mm y tomando \rho = -30 mm. Estos segundos puntos P2 son los que definen las posiciones de los orificios de salida en la placa de salida.

Como puede verse, el ejemplo ha consistido en una superficie auxiliar SA que es esférica, en una placa de salida plana dispuesta paralela a la base del casquete esférico, de manera que el perímetro exterior del casquete esférico es una circunferencia paralela a la placa de salida plana, y la placa de salida plana ha sido dispuesta de manera que contenga el origen de proyección. Sin embargo todo esto son casos particulares y es posible emplear otras geometrías diferentes a las del ejemplo de la Fig. 1.

Asimismo, el origen de proyección OP no tiene por qué estar siempre más alejado de la superficie auxiliar que el origen O sino que también puede estar entre la superficie auxiliar y el origen O. Es decir, el valor de p puede ser positivo o negativo.

Para simplificar la obtención de datos experimentales, se han realizado diversas simulaciones numéricas que han predicho el comportamiento que tendrá un distribuidor de acuerdo con la invención. En las siguientes figuras se muestran los resultados obtenidos.

Figura 4

En la Fig. 4 se muestran los resultados de las siguientes modelizaciones:

- la curva 1 muestra el empleo de un distribuidor convencional, con una placa de salida plana con unos orificios de salida distribuidos de manera que tienen una densidad superficial constante, cuando se recubre la superficie cóncava de una lente oftálmica.

- la curva 2 muestra el empleo del distribuidor de la curva 1 cuando se recubre la superficie convexa de una lente oftálmica.

- la curva 3 muestra el empleo de un distribuidor de acuerdo con la invención, cuando se recubre la superficie convexa de una lente oftálmica. Estos datos han sido obtenidos considerando que la superficie auxiliar es un casquete esférico, que la superficie a recubrir es asimismo un casquete esférico, y con los valores de r_{a}, \rho y de la distancia entre la placa de salida plana y la base de la superficie a recubrir mostradas en la siguiente tabla 1:

TABLA 1

r (mm)	r_{a} (mm)	\rho (mm)	d (mm)
58,11	58,11	-20	25
65,38	65,38	-30	20
74,71	74,71	-30	20
87,17	87,17	-20	20
104,6	104,6	-10	20
130,75	130,75	20	20
174,33	174,33	40	15
261,5	261,5	110,0	15
523,0	523,0	380	15

En todos los casos, el diámetro de la circunferencia que conforma el perímetro del casquete esférico ha sido de 70 mm.

Estos valores son los que minimizan la dispersión de espesores para cada uno de los radios de esfera de la lente a recubrir.

Debe observarse que en cada caso, el radio r_{a} de la superficie auxiliar es coincidente con el radio r de la superficie a recubrir. Sin embargo, tal como ya se ha comentado anteriormente, no se deben confundir ambas superficies. Esta coincidencia entre ambos radios quiere decir que se ha tomado el caso extremo de similitud entre la superficie auxiliar y la superficie a recubrir: ambas son idénticas.

Figura 5

Se muestra gráficamente los valores del parámetro \rho que optimizan la diferencia de espesores, indicados en la Tabla 1, en función de los radios de esfera de la superficie auxiliar (o, si se prefiere, de los radios de la lente a recubrir, ya que son del mismo valor.)

Figura 6

En la Figura 6 se muestra para cada radio de esfera de la superficie a recubrir cuál es la distancia entre la placa de salida plana y la base del casquete esférico que minimiza la dispersión de espesores. Como puede verse pueden considerarse grupos de radios de esfera que tienen todos ellos una misma distancia como óptima. En este sentido puede ser de interés prever que el dispositivo de recubrimiento de lentes oftálmicas tenga un mecanismo que permita variar la distancia entre la placa de salida plana y las lentes a recubrir en función del radio de curvatura de las mismas (o de un parámetro equivalente). Las curvas 1, 2 y 3 se corresponden con las curvas de la Fig. 4.

Figura 7

La superficie auxiliar es la superficie que es necesario definir para poder realizar el procedimiento de posicionado de los orificios de salida. Óptimamente esta superficie auxiliar coincide con la superficie real de la lente oftálmica a recubrir, pero esto es muy complejo y caro en la práctica. Por ello es conveniente escoger una superficie auxiliar que, siendo similar a la lente oftálmica real a recubrir, permita simplificar todo el procedimiento. Preferentemente esta superficie auxiliar es similar a una pluralidad de lentes oftálmicas reales de manera que sirva para recubrir a una pluralidad de lentes oftálmicas reales dentro de unos parámetros de calidad requeridos. Como puede verse el concepto similar no es un concepto exacto, ya que cuanto menos similar sea la superficie auxiliar con la lente oftálmica real, peores serán los resultados obtenidos pero no se puede definir una frontera exacta ya que será básicamente una decisión de tipo económico. A modo de ejemplo se muestra en la Fig. 7 la siguiente comparativa:

La curva 1 muestra la diferencia máxima de espesores, en función del radio de esfera de la superficie a recubrir, en el caso de emplear una placa de salida plana con una distribución de puntos de densidad constante para recubrir la superficie convexa de una lente oftálmica. De hecho esta curva 1 corresponde a la curva 2 de la Figura 4.

La curva 2 muestra la curva 3 de la Fig. 4, es decir, el caso que cada lente de un radio determinado ha sido recubierta empleando el distribuidor óptimo.

La curva 3 muestra los resultados obtenidos en el caso de emplear un único distribuidor para todas las superficies a recubrir, tomando concretamente el que optimiza el recubrimiento de una esfera de 104,6 mm de radio, lo cual requiere que el valor de r_{a} sea asimismo de 104,6 mm, que \rho sea de -10 mm. El diámetro del perímetro de la esfera auxiliar ha sido de 70 mm. Una vez escogido este distribuidor, se ha tomado la distancia d (entre la placa de salida y la lente a recubrir) que minimiza la dispersión de espesores, es decir, para cada radio de esfera de la superficie a recubrir se ha tomado la distancia indicada en la curva 3 de la Fig. 6.

Figura 8

La Figura 8 muestra un gráfico similar al de la Figura 7 pero en el que se han tomado dos distribuidores. Las curvas 1 y 2 son las mismas que las de la Figura 7 y la curva 3 muestra los resultados obtenidos en el caso de emplear dos distribuidores para todas las superficies, tomados de la siguiente manera: el primer distribuidor es el que optimiza los espesores para el caso de radio de esfera igual a 74,71 mm (obtenido con un valor de r_{a} igual a 74,71 mm, \rho igual a -30 mm y diámetro de circunferencia igual a 70 mm) y se ha empleado para recubrir superficies de radio de esfera menor o igual a 104,6 mm, el segundo distribuidor es el que optimiza los espesores para el caso de radio de esfera igual a 261,5 mm (obtenido con un valor de r_{a} igual a 261,5, \rho igual a 110 mm y de diámetro de circunferencia igual a 70 mm) y se ha empleado para recubrir superficies de radio de esfera mayor o igual a 130,75 mm. AI igual que en el caso anterior, una vez escogido el distribuidor para cada rango de radios de esfera, se ha tomado la distancia d (entre la placa de salida y la lente a recubrir) que minimiza la dispersión de espesores, es decir, para cada radio de esfera de la superficie a recubrir se ha tomado la distancia indicada en la curva 3 de la Fig. 6.

Figura 9

La Figura 9 muestra otro gráfico similar al de la Figura 7 pero en el que se han empleado tres distribuidores. Las curvas 1 y 2 vuelven a ser las mismas que las de la Figura 7, y la curva 3 muestra los resultados obtenidos en el caso de emplear tres distribuidores para todas las superficies, tomados de la siguiente manera: el primer distribuidor es el que optimiza los espesores para el caso de radio de esfera igual a 65,38 mm y se ha empleado para recubrir las superficies de radio de esfera de 58,11 mm, 65,38 mm, y 74,71 mm; el segundo distribuidor optimiza los espesores para el caso de radio de esfera igual a 104,6 mm y se ha empleado para recubrir las superficies de radio de esfera de 87,17 mm, 104,6 mm y 130,75 mm; y el tercer distribuidor optimiza los espesores para el caso de radio de esfera igual a 262,5 mm y se ha empleado para recubrir las superficies de radio de esfera de 174,33 mm, 262,5 mm y 523 mm. Al igual que en los casos anteriores, para obtener los distribuidores "óptimos" se han empleado tos datos correspondientes de la tabla 1. También en este caso, para cada radio de esfera se ha tomado la distancia d (entre la placa de salida y la lente a recubrir) que minimiza la dispersión de espesores, es decir, para cada radio de esfera se ha tomado la distancia indicada en la curva 3 de la Fig. 6.

Como puede verse, se puede mejorar la dispersión de espesores obtenida a base de tomar más distribuidores. La elección definitiva de la cantidad de distribuidores a construir vendrá determinada principalmente por condicionantes logísticos y de coste.

Figuras 10 a 12

En la Figura 10 se muestra un esquema de un dispositivo de recubrimiento de lentes. El dispositivo es del tipo PE-CVD, apto para aplicar tanto las multicapas antireflejantes como el recubrimiento endurecedor. Para ello puede depositar capas de espesores entre 5 y 3000 nanómetros con velocidades de crecimiento de hasta 7 nanómetros por segundo. La deposición se realiza simultáneamente sobre las dos superficies de la lente oftálmica, y se realiza por plasma-polimerización de precursores organometálicos, que son introducidos en una cámara de vacío en fase vapor mezclados con gases reactivos, como el oxígeno y/o el nitrógeno, y/o inertes, como el argón. De esta manera se obtienen unas capas de óxidos metálicos que permiten obtener las propiedades ópticas y mecánicas deseadas. El dispositivo comprende una cámara cilíndrica CC de unos 120 l desde donde se realiza el vacío hasta presiones inferiores a los 10^{-3} milibares. El dispositivo consta además de dos generadores de radiofrecuencia RF, de 13,56 MHz, y de hasta 600 W de potencia, y de los medios para transmitir eficazmente la señal de radiofrecuencia a unos electrodos.

Preferentemente el dispositivo comprende dos electrodos E y un plato portalentes PP dispuesto entre ambos electrodos E, donde por lo menos uno de dichos electrodos E incorpora por lo menos uno de dichos distribuidores. Concretamente, en el ejemplo de las Figs. se observa que en el interior de la cámara CC se han dispuesto dos electrodos E circulares, substancialmente planos y paralelos entre sí, y separados entre sí una distancia d_{1}. Los electrodos E están separados una distancia de d_{2} de las paredes de la cámara CC y una distancia d_{3} de la base (o el techo) de la cámara CC, de tal manera que d_{1} es menor que d_{2} y d_{2} es menor que d_{3}. Entre ambos electrodos E se ha dispuesto un plato portalentes PP con capacidad para alojar seis lentes de 70 mm de diámetro cada una. Esta configuración permite obtener un buen confinamiento del plasma entre los electrodos E.

Cada electrodo E presenta seis placas de salida PS plana correspondientes a seis distribuidores de gases enfrentadas cada una de ellas a una de las lentes dispuestas en el plato portalentes PP. En la Figura 12 se muestra un detalle de uno de los distribuidores. Tiene una cámara de homogeneización CH a la que llegan dos tubos T por su parte inferior por los que circulan los precursores. La cámara de homogeneización CH está cerrada por una placa PL que está conectada a la fuente de radiofrecuencia. En la zona de la placa PL coincidente con la cámara de homogeneización CH están dispuestos los orificios de salida de modo que esta zona conforme la placa de salida PS plana.

Es posible escoger entre diversas alternativas por lo que respecta a la conexión de la fuente de radiofrecuencia RF. Es posible que estén conectados ambos electrodos E a la fuente de radiofrecuencia RF (ver Fig. 10), pudiendo existir un desfase no entre ambas señales. Es posible que esté conectado sólo uno de ambos electrodos E a la fuente de radiofrecuencia RF. Por su parte el plato portalentes PP puede estar conectado a la fuente de radiofrecuencia RF (tal como es el caso en ejemplo de la Figura 11), puede estar a potencial flotante o puede estar conectada una polarización variable. En el caso de que el plato portalentes PP esté conectado a la fuente de radiofrecuencia RF, entonces los dos electrodos E se conecte a masa. Esta solución es particularmente interesante ya que permite una velocidad de crecimiento de la capa de recubrimiento más elevada.

Ventajosamente los electrodos E están acoplados capacitivamente.

Claims

1. Distribuidor de gases para el recubrimiento de una lente que define una superficie a recubrir y un eje óptico, caracterizado porque comprende una placa de salida (PS) plana con una pluralidad de orificios de salida, donde dicha placa de salida (PS) plana tiene definido un centro de placa y donde dichos orificios de salida presentan una distribución sobre dicha placa obtenible de la siguiente manera:

[a] definición de una superficie auxiliar (SA), y posicionado de dicha superficie auxiliar respecto de dicha placa de salida (PS) plana, donde dicha superficie auxiliar (SA) define un perímetro exterior,

[b] posicionado de unos primeros puntos (P1) sobre una primera superficie plana de manera que presenten una distribución con una densidad superficial de primeros puntos (P1) constante,

[c] posicionado de dicha primera superficie plana de manera que esté en contacto con dicho perímetro y sea paralela a dicha placa de salida (PS) plana,

[d] para cada uno de dichos primeros puntos (P1):

[d.1]: trazado de una recta de proyección desde un origen de proyección (OP), dispuesto sobre dicho eje óptico, y que pase por dicho primer punto (P1),

[d.2]: prolongación de dicha recta de proyección hasta que corte dicha superficie auxiliar (SA), definiendo un punto proyectado sobre dicha superficie auxiliar,

[d.3]: trazado de una recta de abatimiento perpendicular a dicho placa de salida (PS) plana, desde dicho punto proyectado hasta que corte dicha placa de salida plana, definiendo un segundo punto (P2),

[e] perforación de un orificio de salida en cada uno de dichos segundos puntos (P2).

2. Distribuidor según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha superficie auxiliar (SA) es apta para ser descrita mediante una expresión analítica.

3. Distribuidor según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha superficie auxiliar (SA) es una superficie esférica.

4. Distribuidor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha superficie auxiliar (SA) es una superficie convexa hacia dicha placa de salida (PS) plana.

5. Distribuidor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la distancia entre la superficie a recubrir y la placa de salida (PS) plana es variable.

6. Distribuidor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dichos orificios de salida tienen un diámetro superior a 0'5 mm.

7. Distribuidor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque entre dichos orificios de salida hay una separación comprendida entre 1 y 10 mm.

8. Distribuidor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicha placa de salida (PS) plana es de un material del grupo formado por plata, cobre y aluminio.

9. Distribuidor según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha placa de salida (PS) plana es de aluminio.

10. Distribuidor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicha placa de salida (PS) plana es de titanio.

11. Procedimiento para la fabricación de una lente caracterizado porque que comprende una etapa de recubrimiento en la que se emplea un distribuidor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque en dicha etapa de recubrimiento se emplea simultáneamente uno de dichos distribuidores para cada cara de dicha lente.

13. Lente fabricada según un procedimiento según una de las reivindicaciones 11 ó 12.

14. Lente que tiene un radio de curvatura menor de 350 mm en por lo menos uno de los puntos de su cara convexa y un recubrimiento en su cara convexa con una diferencia de espesor máxima entre \pm 2'5%.

\newpage

15. Dispositivo de recubrimiento de lentes de tipo CVD, caracterizado porque comprende por lo menos un distribuidor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque es del tipo PE-CVD.

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 ó 16, caracterizado porque comprende por lo menos un generador de radiofrecuencia (RF).

18. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque comprende dos electrodos (E) y un plato portalentes (PP) dispuesto entre ambos electrodos (E), donde por lo menos uno de dichos electrodos (E) incorpora por lo menos uno de dichos distribuidores.

19. Dispositivo según la reivindicación 18, caracterizado porque dichos electrodos (E) están acoplados capacitivamente.

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones 18 ó 19, caracterizado porque uno de dichos electrodos (E) está conectado a dicho generador de radiofrecuencia (RF).

21. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque ambos electrodos (E) están conectados a dicho generador de radiofrecuencia (RF).

22. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, caracterizado porque dicho plato portalentes (PP) está conectado a dicho generador de radiofrecuencia (RF), está conectado a una polarización variable o está a potencial flotante.