FR2888947A1 - Composant optique a cellules - Google Patents

Abstract

Un composant optique (10) comprend un ensemble transparent de cellules (15 ; 25) juxtaposées parallèlement à une surface du composant. Chaque cellule est hermétiquement fermée et contient une substance à propriété optique. L'ensemble de cellules comprend des cellules de plusieurs tailles. Il est possible de varier la taille des cellules entre différents endroits de la surface du composant (10), pour permettre la découpe du composant sans altérer ses caractéristiques optiques. En outre, la variation de la taille des cellules permet d'éviter que des phénomènes de diffraction ou de diffusion soient visibles dans certaines zones du composant.

Description

COMPOSANT OPTIQUE A CELLULES

La présente invention concerne un composant optique qui peut être utilisé, notamment, pour la fabrication d'un élément optique transparent tel qu'une lentille ophtalmique.

Il est connu de fabriquer un verre ophtalmique à partir d'un composant optique comprenant un ensemble de cellules juxtaposées parallèlement à une surface du composant. Chaque cellule est hermétiquement fermée et contient une substance à propriété optique. Un choix adéquat de la substance contenue dans chaque cellule procure une fonction optique recherchée pour le verre ophtalmique. Des verres ayant des fonctions optiques différentes peuvent alors être obtenus simplement en changeant la substance à propriété optique qui est placée à l'intérieur des cellules. Un grand nombre de modèles de verres peut ainsi être obtenu de façon économique à partir d'un même modèle de composant optique.

En outre, l'utilisation de cellules hermétiquement fermées permet d'éviter que les substances qui sont contenues dans des cellules voisines ne se mélangent. Une fonction optique du verre qui est initialement réalisée en plaçant des substances différentes dans certaines cellules est alors conservée indéfiniment, et aucune limitation n'en résulte sur la durée d'utilisation du verre.

Un autre avantage qui résulte de l'utilisation de cellules hermétiquement fermées est la possibilité d'utiliser des substances à propriétés optiques qui sont sous forme de liquide ou de gel. En effet, pour certaines fonctions optiques, les substances liquides ou gélifiées présentent de meilleures caractéristiques que des substances solides. Par exemple, les liquides et les gels photochromiques présentent une plus grande rapidité de réaction aux variations de luminosité que des solides photochromiques.

Enfin, un verre ophtalmique est couramment obtenu par découpage d'un composant optique selon un contour qui correspond à une monture sélectionnée pour un porteur. L'utilisation de cellules hermétiques pour contenir la ou les substances à propriété optique du composant permet d'empêcher qu'une partie principale de ces substances ne s'écoule en dehors du composant. En effet, seules les substances à propriété optique qui sont contenues dans les cellules situées sur le contour de découpe du composant sont perdues. En utilisant des cellules de petites tailles dans la zone du composant optique à l'intérieur de laquelle se trouve le contour de découpe, la fonction optique du composant est conservée pour le verre. L'utilisation de cellules permet donc de combiner l'utilisation d'une substance à propriété optique qui est sous forme de liquide ou de gel, avec un procédé de fabrication de verres ophtalmiques par découpe d'un composant initial.

Mais l'utilisation de cellules présente des inconvénients esthétiques et/ou optiques pour des verres ophtalmiques. En effet, des cellules de grande taille, c'est-à-dire qui ont une dimension supérieure à 0,5 mm (millimètre), peuvent éventuellement engendrer une gêne visuelle pour le porteur. En outre, elles peuvent être visibles et sont alors inesthétiques. Des cellules suffisamment petites pour ne pas être visibles individuellement engendrent des irisations et/ou un voile laiteux. Ces inconvénients des cellules de petite taille résultent des phénomènes connus de diffraction et/ou de diffusion de la lumière par l'ensemble des cellules, et notamment par des parois de séparation disposées entre des cellules voisines.

Un but de la présente invention est donc de réduire les inconvénients optiques et/ou esthétiques de l'utilisation de cellules au sein d'un composant optique.

Pour cela, l'invention propose un composant optique qui comprend au moins un ensemble transparent de cellules juxtaposées parallèlement à une surface du composant, chaque cellule étant hermétiquement fermée et contenant une substance à propriété optique, dans lequel l'ensemble de cellules comprend des cellules de plusieurs tailles, mesurées parallèlement à la surface du composant.

L'utilisation de plusieurs tailles de cellules, selon l'invention, permet 30 d'optimiser la répartition des cellules en fonction de leurs tailles, à la surface du composant optique. Ainsi, en dimensionnant les cellules de façon judicieuse, la visibilité des cellules et les phénomènes de diffraction et de diffusion peuvent être évités ou réduits, dans les zones du composant optique où une gêne sensible en résulterait. Un tel dimensionnement permet ainsi d'optimiser la transparence d'un élément optique comprenant un composant optique ainsi obtenu. Au sens de l'invention on entend qu'un composant optique est transparent lorsque l'observation d'une image au travers dudit composant optique est perçue sans perte significative de contraste, c'est-à-dire lorsque la formation d'une image au travers dudit composant optique est obtenue sans nuisance de la qualité de l'image.

En outre, des cellules de tailles différentes peuvent être réalisées lors d'une étape unique de fabrication du composant optique, de sorte que la durée de fabrication du composant optique n'est pas augmentée par l'utilisation de plusieurs tailles de cellules.

En particulier, au moins une cellule peut présenter une dimension supérieure à 0,5 mm voire jusqu'à 5 mm, mesurée parallèlement à la surface du composant. Une telle cellule ne provoque pas de diffraction ni de diffusion sensible de la lumière transmise par le composant optique, au moins dans un plan qui contient la dimension de la cellule qui est supérieure à cette taille. Dans ce plan, la cellule présente alors un aspect visuel continu et hautement transparent, sans irisation ni voile. Le composant optique, et un élément qui est obtenu à partir d'un tel composant, sont alors esthétiques. Ceci est particulièrement avantageux pour les applications ophtalmiques, pour lesquelles l'exigence d'esthétisme est importante.

Certaines des cellules du composant optique peuvent avoir une dimension inférieure à 200 pm, et préférentiellement inférieure à 100 pm mesurée parallèlement à la surface du composant. De telles cellules ne sont pas visibles individuellement à l'oeil nu, de sorte qu'elles ne dégradent pas sensiblement l'esthétisme du composant, ou d'un élément d'optique qui est obtenu à partir de celui-ci.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'ensemble de cellules comprend au moins une grande cellule dans une zone centrale de la surface du composant, et des petites cellules situées dans la surface du composant entre la zone centrale et un bord de la surface. Ainsi, la grande cellule procure un esthétisme et une transmission optique parfaite dans la zone centrale du composant optique. Simultanément, les petites cellules permettent d'adapter et/ou de varier la fonction optique dans la zone périphérique du composant optique, en changeant la substance optique entre des cellules voisines. En outre, le composant peut être découpé selon un contour situé dans la zone périphérique, sans altérer la substance optique qui est contenue dans la grande cellule de la zone centrale. Par exemple, la grande cellule de la zone centrale peut posséder une dimension supérieure à 0,5 mm, et certaines des petites cellules de la zone périphérique peuvent avoir une dimension inférieure à 200 pm.

Eventuellement, la taille des cellules peut varier selon un gradient de taille continue entre la zone centrale de la surface du composant optique et le bord de cette surface. Une transition progressive entre les dimensions des cellules dans les zones centrale et périphérique du composant optique est ainsi obtenue, qui peut contribuer à l'esthétisme du composant ou d'un élément d'optique obtenu à partir de celui-ci. Ce gradient de taille continue des cellules peut éventuellement être différent selon les zones périphériques du composant optique.

La taille des cellules, dans un autre mode de réalisation de l'invention, peut également varier selon un gradient de taille discontinue entre la zone centrale du composant optique et le bord de cette surface. Cette discontinuité entre les dimensions des cellules peut contribuer à l'optimisation de la fonction optique du composant ou d'un élément optique obtenu à partir de celui-ci.

Naturellement dans le cadre de l'invention, toutes les combinaisons de taille de cellules sont possibles. Ainsi au sein d'un même composant optique il est possible d'avoir au moins une zone dont la taille des cellules varie selon un gradient continue entre la zone centrale et un bord de cette surface, et au moins une seconde zone dont la taille des cellules varie selon un gradient discontinue entre la zone centrale et le bord de cette surface.

Grâce à la fermeture hermétique de chaque cellule, la substance à propriété optique qui est contenue dans certaines au moins des cellules peut être sous forme de liquide ou de gel. Une telle forme de la substance permet d'obtenir des propriétés optiques supérieures, telles que la rapidité d'une réponse photochromique. Elle permet aussi d'obtenir facilement certaines propriétés optiques, telles qu'une valeur particulière d'un paramètre optique. En effet, une valeur désirée d'un paramètre peut être obtenue en mélangeant plusieurs substances initiales liquides ou en gels, qui ont des valeurs respectives distinctes pour ce paramètre.

La propriété optique de la substance contenue dans chaque cellule peut être une propriété de coloration, de photochromisme, de polarisation, ou d'indice de réfraction. Notamment, certaines des cellules de l'ensemble peuvent contenir des substances ayant des indices respectifs de réfraction optique qui diffèrent entre ces cellules. Dans ce cas, des cellules qui contiennent des substances d'indice de réfraction différents peuvent présenter des dimensions variables. En particulier, ces dimensions peuvent être adaptées en fonction de l'amétropie estimée d'un oeil à corriger.

Un composant optique conforme à l'invention peut être utilisé pour la fabrication d'un élément optique transparent choisi parmi les lentilles ophtalmiques, les lentilles pour instruments d'optique, les filtres, les lentilles de visée optique, les visières oculaires, et les optiques destinées à des dispositifs d'éclairage.

L'invention propose aussi un verre de lunettes réalisé en découpant un composant optique tel que décrit précédemment. En outre, au moins un perçage peut être réalisé à travers le composant pour la fixation du verre sur une monture. Ce perçage est de préférence réalisé dans une partie du verre où les cellules ont une petite taille.

Dans un tel verre de lunettes, la propriété optique des substances contenues dans certaines des cellules et les dimensions de ces cellules peuvent être adaptées pour varier le long de la surface du verre en fonction de l'amétropie estimée d'un oeil à corriger. En particulier, un verre qui est ainsi réalisé peut être un verre progressif.

Par ailleurs, la substance contenue dans les cellules du verre peut être une substance photochromique, de préférence sous forme de liquide ou de gel.

D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un composant optique selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue de face d'un élément optique obtenu à partir du composant optique de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en coupe du composant optique de la figure 1; -les figures 4 et 5 sont des schémas montrant deux types de maillage utilisables pour agencer les cellules d'un composant optique selon l'invention; - la figure 6 est une vue de face d'un composant optique selon un second mode de réalisation de l'invention; - les figures 7 et 8 sont des vues schématiques en coupe montrant le composant optique de la figure 6 à deux étapes de sa fabrication; et - la figure 9 est une vue schématique en coupe illustrant un autre mode de fabrication du composant optique de la figure 6.

Le composant optique 10 représenté sur la figure 1 est une ébauche pour verre de lunettes. Un verre de lunettes comprend une lentille ophtalmique. Par lentille ophtalmique, on entend une lentille qui s'adapte notamment à une monture de lunettes pour protéger l'oeil et/ou corriger la vue, cette lentille étant choisie parmi les lentilles afocales, unifocales, bifocales, trifocales et progressives.

Si l'optique ophtalmique est un domaine d'application préféré de l'invention, on comprendra que cette invention est applicable à des éléments optiques transparents d'autres natures, comme par exemple des lentilles pour instruments d'optiques, des filtres, des lentilles de visée optique, des visières oculaires, des optiques de dispositifs d'éclairage, etc. Dans le cadre de l'invention, on inclut dans l'optique ophtalmique non seulement les lentilles ophtalmiques, mais aussi les lentilles de contact et les implants oculaires.

La figure 2 montre un verre de lunettes 11 obtenu en découpant l'ébauche 10 suivant un contour C, représenté en trait interrompu sur la figure 1. Ce contour est a priori arbitraire, dès lors qu'il s'inscrit dans l'étendue de l'ébauche 10. Des ébauches fabriquées en série sont ainsi utilisables pour obtenir des verres adaptables à une grande variété de montures de lunettes.

Le bord du verre découpé peut sans problème être détouré, de façon usuelle, pour lui conférer une forme adaptée à la monture et au mode de fixation du verre sur cette monture, et/ou pour des raisons esthétiques. Il est également possible d'y percer des trous 14, par exemple pour recevoir des vis servant à la fixation du verre sur la monture.

La forme générale de l'ébauche 10 peut être conforme aux standards de l'industrie, avec par exemple un bord périphérique circulaire B de diamètre 60 mm, une face avant convexe 12 et une face arrière concave 13 (figure 3). Les outils traditionnels de découpe, de détourage et de perçage peuvent ainsi être utilisés pour obtenir le verre 11 à partir de l'ébauche 10.

Sur les figures 1 et 2, un arrachement partiel des couches superficielles fait apparaître la structure pixellisée de l'ébauche 10 et du verre 11. Cette structure consiste en un ensemble de cellules ou microcuves 15 formées dans une couche 17 de l'ébauche 10 (figure 3). Sur ces figures, les dimensions de la couche 17 et des cellules 15 ont été exagérées par rapport à celles de l'ébauche 10 et de son substrat 16, afin de faciliter la lecture du dessin.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la surface de l'ébauche 10 est divisée en plusieurs zones, par exemple quatre zones concentriques référencées Z1, Z2, Z3 et Z4. Les cellules 15 ont des dimensions D, mesurées parallèlement à la surface de l'ébauche 10, qui varient d'une zone à l'autre.

Les cellules 15 peuvent avoir des dimensions D inférieures à 20 pm dans la zone extérieure Z1. Ces dimensions peuvent être de l'ordre de 5 à 10 pm par exemple. De telles dimensions des cellules permettent de découper l'ébauche 10 sans perdre une quantité significative de substance à propriété optique contenue dans les cellules 15, lorsque le contour C est dans la zone Z1. Les caractéristiques optiques de l'ébauche 10 ne sont alors altérées par la découpe que dans une bande périphérique d'au plus 30 pm de large, environ, à l'intérieur du contour C. Une bande aussi étroite est invisible. En outre, les cellules 15 de la zone Z1 sont invisibles.

Dans la zone centrale Z4, les cellules 15 ont préférablement des dimensions D supérieures à 5 mm. Ainsi, elles ne génèrent ni diffraction ni diffusion perceptible, si bien qu'elles ne provoquent aucune gêne visuelle pour le porteur et n'ont aucun impact sur l'esthétisme de la paire de lunettes. Par exemple, les cellules 15 peuvent avoir des dimensions comprises en 8 mm et 10 mm dans la zone Z4.

Dans les zones intermédiaires Z2 et Z3, les cellules 15 ont préférablement des dimensions D comprises entre celles des cellules des zones Z1 et Z4. Par exemple, les dimensions D des cellules sont de l'ordre de 50 pm dans la zone Z2 et 100 pm dans la zone Z3.

Les cellules 15 sont séparées par des parois 18. Les parois 18 assurent l'étanchéité des cellules. Elles ont une épaisseur d comprise entre 0,10 pm et 5 pm, par exemple, mesurée parallèlement à la surface de l'ébauche 10. La hauteur des parois 18 peut être comprise entre 1 pm et 100 pm, et préférablement entre 1 pm et 10 pm, perpendiculairement à la surface de l'ébauche 10.

Les cellules 15 peuvent être agencées selon un maillage carré (figure 4) ou hexagonal (figure 5), avec des parois 18 d'épaisseur d = 2 pm, par exemple. La dimension D des cellules est alors la longueur des côtés des carrés ou des hexagones. Le maillage de type hexagonal, ou en nid d'abeilles, est préféré car il peut permettre d'optimiser la tenue mécanique de l'ensemble de cellules. Néanmoins, dans le cadre de l'invention toutes les possibilités de maillage respectant une géométrie cristalline sont envisageables. Ainsi des maillages rectangulaires, triangulaires, ou octogonaux sont réalisables. Il est également possible d'avoir une combinaison de différents types de maillages pour former l'ensemble de cellules, tout en respectant les dimensions des cellules définies précédemment. Le type de maillage peut éventuellement varier d'une zone de l'ébauche 10 à l'autre.

Le substrat transparent 16 peut être en verre ou en différents matériaux polymères couramment utilisés en optique ophtalmique. Parmi les matériaux polymères utilisables, on peut citer à titre indicatif et non limitatif, les matériaux polycarbonates; polyamides; polyimides; polysulfones; copolymères de polyéthylènetérephtalate et polycarbonate; polyoléfines, notamment polynorbornènes; polymères et copolymères de diéthylène glycol bis(allylcarbonate); polymères et copolymères (méth)acryliques notamment polymères et copolymères (méth)acryliques dérivés de bisphenol-A; polymères et copolymères thio(méth)acryliques; polymères et copolymères uréthane et thiouréthane; polymères et copolymères époxy; et polymères et copolymères épisulfide.

La couche 17 qui incorpore l'ensemble de cellules est de préférence située sur sa face avant convexe 12, la face arrière concave 13 restant libre pour être éventuellement remise en forme par usinage et polissage si cela est nécessaire. Cependant, la couche 17 peut également être située sur la face concave d'une lentille. Bien évidemment, la couche 17 peut aussi être formée sur un élément optique plan.

La couche 17 qui incorpore l'ensemble de cellules 15 peut être recouverte par un certain nombre de couches additionnelles 19, 20 (figure 3), comme il est usuel en optique ophtalmique. Ces couches ont par exemple des fonctions de résistance aux chocs, de résistance à la rayure, de coloration, d'anti-reflet, d'anti-salissure, etc. Dans l'exemple représenté, la couche 17 est placée immédiatement au-dessus du substrat transparent 16, mais on comprendra qu'une ou plusieurs couches intermédiaires peuvent se trouver entre eux.

D'autre part, il est possible que plusieurs ensembles de cellules soient 10- superposés dans l'empilement de couches formé sur le substrat 16. Il est ainsi possible, par exemple, que l'empilement des couches comporte notamment une couche de cellules contenant une substance permettant de conférer à l'élément optique des fonctions photochromiques, et une autre couche permettant de conférer à l'élément optique des fonctions de variations d'indice de réfraction. Ces couches de cellules peuvent aussi être alternées avec des couches additionnelles telles que décrites précédemment.

Second un second mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 6, la surface de l'ébauche 10 est divisée en deux zones seulement: une zone extérieure Z1 dans laquelle les cellules 15 sont de petite taille, et une zone centrale Z4 comportant une cellule unique de la taille de la zone Z4.

Les figures 7 et 8 illustrent une première manière de réaliser l'ensemble de cellules 15 de la figure 6 sur le substrat 16. La technique est ici similaire à celles utilisées pour fabriquer des dispositifs d'affichage électrophorétiques. De telles techniques sont décrites par exemple dans les documents WO 00/77570, WO 02/01281, US 2002/0176963, US 6 327 072 ou US 6 597 340. L'ensemble de cellules 15 est également réalisable en utilisant des procédés de fabrication issus de la microélectronique, bien connus par l'Homme du métier. On peut citer, à titre illustratif et non limitatif, les procédés tels que l'impression à chaud, l'embossage à chaud, le micromoulage, la photolitographie (hard, soft, positive, négative), la microdéposition telle que l'impression par micro-contact, la sérigraphie, ou encore l'impression par jet de matière.

Dans l'exemple considéré, on dépose d'abord sur le substrat 16 un film d'une solution de monomères polymérisable sous l'action d'un rayonnement, par exemple ultraviolet. Ce film est soumis à un rayonnement ultraviolet à travers un masque qui occulte des carrés ou des hexagones répartis en réseau et correspondant aux positions des cellules 15. La polymérisation sélective laisse en place des supports dressés au-dessus d'une couche de base 21. Sur les figures 7 et 8, les supports correspondent aux parois 18 dans la zone Z1, ou sont des espaceurs isolés 28 dans la zone Z4. La solution de monomères est alors évacuée et le composant 10 est dans l'état représenté sur la figure 7.

Pour obtenir une structure analogue, une autre possibilité est de recourir à une technique de photolithographie. On commence par déposer sur le substrat 16 une couche de matériau, par exemple polymère, sur une épaisseur de l'ordre de la hauteur visée pour les parois 18. On dépose ensuite sur cette couche un film de photorésist qu'on expose à travers un masque selon un motif en grille. Les zones non exposées sont éliminées au développement du photorésist pour laisser un masque aligné sur les positions des parois, à travers lequel la couche de matériau est soumise à une gravure anisotrope. Cette gravure, qui forme les cellules 15, est poursuivie jusqu'à la profondeur désirée, après quoi le masque est éliminé par attaque chimique.

A partir de l'état représenté sur la figure 7, les cellules 15 sont remplies avec la substance à propriété optique, à l'état de liquide ou de gel. Un traitement préalable de la face avant du composant 10 peut éventuellement être appliqué pour faciliter le mouillage en surface du matériau des parois 18 et du fond des cellules 15. La solution ou suspension formant la substance à propriété optique peut être la même pour toutes les cellules, auquel cas elle peut être introduite simplement par immersion du composant 10 dans un bain approprié, par un procédé de type sérigraphique, par un procédé de revêtement par centrifugation (spin process), par un procédé d'étalement de la substance à l'aide d'un rouleau ou d'une raclette, ou encore par un procédé de spray. Il est également possible de l'injecter localement et individuellement dans chaque cellule à l'aide d'une tête de projection de matière. Cette dernière méthode sera typiquement retenue lorsque la substance à propriété optique est différenciée d'une cellule à une autre, plusieurs têtes de projection étant déplacées le long de la surface du composant 10 pour remplir successivement les cellules.

Dans le cas où les cellules sont formées par gravure sélective, une autre possibilité est de creuser d'abord un groupe de cellules, de les remplir collectivement avec une première substance puis de les obturer, le reste de la surface du composant restant masqué pendant ces opérations. On réitère ensuite la gravure sélective à travers un masque de résist recouvrant au moins les zones des cellules déjà remplies en plus des zones de parois, et on procède à un remplissage des nouvelles cellules avec une substance différente puis à leur obturation. Ce processus peut être répété autant de fois que l'on souhaite distribuer des substances différenciées le long de la surface du composant.

Pour fermer hermétiquement un ensemble de cellules remplies, on applique par exemple un film plastique 22 collé, soudé thermiquement ou laminé à chaud sur le sommet des parois 18 et des espaceurs 28. On peut aussi déposer sur la zone à obturer un matériau polymérisable en solution, non miscible avec la substance à propriété optique contenue dans les cellules, puis faire polymériser ce matériau, par exemple à chaud ou sous irradiation.

Une fois que l'ensemble de cellules 15 a été complété (figure 8), le composant 10 peut recevoir les couches ou revêtements supplémentaires 19, pour terminer sa fabrication. Des composants de ce type sont fabriqués en série puis stockés pour être repris plus tard et découpés individuellement conformément aux besoins d'un client.

Si la substance à propriété optique n'est pas destinée à rester à l'état de liquide ou de gel, on peut lui appliquer un traitement de solidification, par exemple une séquence de chauffage et/ou d'irradiation, à un stade approprié à partir du moment où la substance a été déposée.

Ainsi, les cellules 15 sont disposées entre deux éléments transparents de rétention des substances à propriété optique. Ces éléments sont constitués respectivement par la couche de base 21 et par le film 22. Ces éléments de rétention sont parallèles à la surface du composant optique 10, et les cellules 15 sont séparées les unes des autres par les parois 18 qui relient les deux éléments de rétention. Les cellules de la zone Z4 peuvent être pourvues chacune d'au moins une entretoise 28 qui est en contact avec les deux éléments de rétention 21 et 22.

Dans ce mode de réalisation de l'invention, les éléments de rétention 21 et 22 sont communs à plusieurs cellules 15, sans que cela soit indispensable pour mettre en oeuvre l'invention.

Les entretoises 28 sont distinctes des parois 18 des cellules correspondantes et sont préférablement situées à distance de celles-ci. Elles peuvent présenter une épaisseur inférieure à 5 pm, mesurée parallèlement à la surface du composant. De cette façon, les entretoises 28 ne modifient pas sensiblement les caractéristiques optiques du composant 10, par rapport aux caractéristiques qui résultent des substances contenues dans les cellules 15. Les entretoises ont une hauteur comprise entre 1 pm et 100 pm, et préférablement entre 1 pm et 10 pm, perpendiculairement à la surface de l'ébauche 10. Avantageusement les entretoises 28 ont une hauteur identique aux parois 18 constitutives de l'ensemble de cellules.

Eventuellement, les entretoises 28 et/ou les parois 18 peuvent être réalisées en un matériau absorbant. Au sens de l'invention on entend par matériau absorbant un matériau absorbant au moins une partie du spectre visible, c'est-à-dire présentant au moins un bande d'absorption de longueur d'onde comprise entre 400 nm et 700 nm. D'une façon avantageuse selon l'invention, on choisira de préférence des matériaux présentant une bande d'absorption sur l'ensemble du spectre visible. Les matériaux utilisés pour la réalisation des parois pourront éventuellement comprendre une bande d'absorption spectrale dans le proche infrarouge, soit supérieure à 700 nm, et/ou dans le proche ultraviolet, soit inférieure à 400 nm.

Les entretoises 28 et les parois 18 peuvent comprendre des portions respectives d'un même matériau. Alternativement, les entretoises 28 peuvent être des éléments rapportés disposés dans les cellules 15 de la zone Z4. Dans une variante représentée sur la figure 9, le composant optique 10 25

qui comprend un ensemble de cellules 25 est construit sous la forme d'un film transparent souple 27. Un tel film 27 est réalisable par des techniques analogues à celles décrites précédemment. Dans ce cas le film 27 est réalisable sur un support plan.

Le film 27 comprend des cellules 25 situées dans son épaisseur, et 30 remplies de substances à propriété optique. Les cellules 25 sont situées entre une partie inférieure 21 et une partie supérieure 22 de l'épaisseur du film. Les - 14 - parties 21 et 22 sont reliées par des parois 18 qui séparent des cellules voisines, et par des espaceurs 28 disposés dans les cellules les plus grandes. Les parois 18 et les espaceurs 28 sont intégrés dans le film 27.

Le film 27 est par exemple fabriqué industriellement sur une étendue relativement grande, pour faire des économies sur l'exécution groupée des étapes du procédé, puis découpé aux dimensions appropriées pour être reporté sur le substrat 16 d'une ébauche. Ce report peut être effectué par collage du film souple, par thermoformage du film, voire par un phénomène physique d'adhérence sous vide. Le film 27 peut ensuite recevoir divers revêtements, comme dans le cas précédent, ou bien être reporté sur le substrat 16 lui-même revêtu d'une ou plusieurs couches additionnelles telles que décrites précédemment.

Dans un domaine d'application de l'invention, la propriété optique de la substance qui est introduite dans les cellules 15 se rapporte à son indice de réfraction. On module l'indice de réfraction de la substance le long de la surface du composant 10 pour obtenir une lentille correctrice. Dans une première variante de l'invention, la modulation peut être réalisée en introduisant des substances d'indices différents lors de la fabrication de l'ensemble de cellules 15. Par exemple, la substance contenue dans les cellules 15 peut être composée de liquides mélangés dans des proportions différentes d'une cellule à l'autre. En particulier, le verre 11 ainsi obtenu peut être un verre progressif, lorsque les substances contenues dans les cellules sont choisies de sorte qu'une puissance optique du verre 11 varie selon une ligne méridienne de celui- ci.

A partir d'une répartition recherchée de puissance optique et d'astigmatisme dans la surface de l'ébauche 10, il est possible, de façon connue, d'en déduire une répartition de l'indice de réfraction des substances à enfermer dans les cellules 15. Pour obtenir avec précision la répartition désirée de puissance optique et d'astigmatisme, il peut être avantageux de varier la 3o taille des cellules 15 en fonction des variations déterminées de l'indice de réfraction. Par exemple, les cellules 15 peuvent être plus petites, parallèlement à la surface du substrat 16, à des endroits de l'ébauche 10 où l'indice de réfraction doit présenter un gradient plus important, et elles peuvent être plus grandes à des endroits de l'ébauche 10 où le gradient d'indice est plus faible. Un compromis peut être ainsi atteint, notamment, entre la précision de réalisation de la correction d'amétropie d'une part, et une facilité de remplissage des cellules 15 avec des substances adéquates aux endroits où les cellules sont plus grandes d'autre part.

Dans une autre variante de l'invention, la modulation peut être réalisée en introduisant dans les cellules 15 une substance dont l'indice de réfraction peut être réglé ultérieurement sous irradiation. L'inscription de la fonction optique correctrice est alors effectuée en exposant l'ébauche 10 ou le verre 11 à de la lumière dont l'énergie varie le long de la surface, pour obtenir le profil d'indice de réfraction souhaité afin de corriger la vision d'un porteur. Cette lumière est typiquement celle produite par un laser, l'équipement d'écriture étant semblable à celui utilisé pour graver des CDROM ou autres supports optiques de mémoire. L'exposition plus ou moins grande de la substance photosensible peut résulter d'une modulation de la puissance du laser et/ou de la durée d'exposition.

Parmi les substances utilisables dans cette application, on peut citer les matériaux mésoporeux, les cristaux liquides et des composants discotiques.

Par exemple, les cristaux liquides peuvent être figés par une réaction de polymérisation, par exemple induite par irradiation. On peut ainsi les figer dans un état choisi pour introduire un retard optique déterminé dans les ondes lumineuses qui les traversent. Dans le cas d'un matériau mésoporeux, le contrôle de l'indice de réfraction du matériau se fait au travers de la variation de sa porosité. Une autre possibilité est d'utiliser des photopolymères dont une propriété bien connue est de changer d'indice de réfraction au cours de la réaction de polymérisation induite par irradiation. Ces changements d'indice sont dus à une modification de la densité du matériau et à un changement de sa structure chimique. On utilisera de préférence des photopolymères qui ne subissent qu'une très faible variation de volume lors de la réaction de polymérisation.

Dans une autre application de l'invention, la substance introduite sous forme de liquide ou de gel dans les cellules a une propriété photochromique. Parmi les substances utilisées dans cette application, on peut citer à titre d'exemples les composés photochromiques qui contiennent un motif central tel qu'un noyau spirooxazine, spiroindoline[2,3']benzoxazine, chromène, spiroxazine homoazaadamantane, spirofluorène-(2H)-benzopyrane, naphto[2,1-b]pyrane tels que décrit notamment dans les demandes de brevets et brevets FR 2763070, EP 0676401, EP 0489655, EP 0653428, EP 0407237, FR 2718447, US 6,281,366 ou EP 1204714.

La substance à propriété optique peut aussi être un colorant, ou un pigment apte à apporter une modification du taux de transmission lumineuse. Dans le cas d'une propriété d'absorption lumineuse, il peut être intéressant de varier cette absorption parallèlement à la surface du verre, et/ou de rendre cette absorption dépendante de la polarisation de la lumière.

Pour la réalisation de lentilles optiques présentant une propriété optique de polarisation, les cellules du composant optique peuvent contenir des cristaux liquides associés à des colorants.

Parmi les autres types de verres ophtalmiques auxquels l'invention peut s'appliquer, on peut encore citer les systèmes actifs, dans lesquels une variation d'une propriété optique résulte d'un stimulus électrique. C'est le cas des verres électrochromes, ou encore des verres à propriétés réfractives modulables (voir par exemple US-A-5 359 444 ou WO 03/077012). Ces techniques font généralement appel à des cristaux liquides ou à des systèmes électrochimiques.

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Composant optique (10), comprenant au moins un ensemble transparent de cellules (15; 25) juxtaposées parallèlement à une surface du composant, chaque cellule étant hermétiquement fermée et contenant une substance à propriété optique, caractérisé en ce que l'ensemble de cellules comprend des cellules de plusieurs tailles, mesurées parallèlement à la surface du composant.

2. Composant optique selon la revendication 1, dans lequel au moins une cellule (15; 25) présente une dimension supérieure à 0,5 mm, mesurée parallèlement à la surface du composant.

3. Composant optique selon la revendication 1, dans lequel au moins une cellule (15; 25) présente une dimension comprise entre 0,5 mm et 5 mm, mesurée parallèlement à la surface du composant.

4. Composant optique selon l'une des revendications précédentes dans lequel certaines des cellules (15; 25) ont une dimension (D) inférieure à 200 pm, mesurée parallèlement à la surface du composant.

5. Composant optique selon l'une des revendications précédentes dans lequel certaines des cellules (15; 25) ont une dimension (D) inférieure à 100 pm, mesurée parallèlement à la surface du composant.

6. Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble de cellules (15; 25) comprend au moins une grande cellule dans une zone centrale de la surface du composant (Z4), et des petites cellules situées dans la surface du composant entre ladite zone centrale et un bord de ladite surface (B).

7. Composant optique selon la revendication 6, dans lequel la grande cellule possède une dimension supérieure à 0,5 mm, et certaines des petites cellules ont une dimension (D) inférieure à 200 pm.

8. Composant optique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la taille des cellules varie selon un gradient de taille continue entre la zone centrale (Z4) de la surface du composant optique et le bord de ladite surface (B).

9. Composant optique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la taille des cellules varie selon un gradient de taille discontinue entre la zone centrale (Z4) de la surface du composant optique et le bord de ladite surface (B).

10. Composant optique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la taille des cellules varie selon une combinaison de gradient de taille continue et discontinue entre la zone centrale (Z4) de la surface du composant optique et le bord de ladite surface (B).

11. Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la substance à propriété optique contenue dans certaines au moins des cellules (15; 25) est sous forme de liquide ou de gel.

12. Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la propriété optique est choisie parmi une propriété de coloration, de photochromisme, de polarisation, et d'indice de réfraction.

13. Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel certaines au moins des cellules (15; 25) contiennent des substances ayant des indices respectifs de réfraction optique qui diffèrent entre lesdites cellules.

14. Composant optique selon la revendication 13, dans lequel certaines des cellules contenant des substances d'indices de réfraction différents présentent des dimensions (D) variables.

15. Composant optique selon la revendication 14, dans lequel les dimensions (D) des cellules contenant des substances d'indices de réfraction différents sont adaptées en fonction de l'amétropie estimée d'un oeil à corriger.

16. Composant optique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins une cellule de l'ensemble (15; 25) est disposée entre deux éléments (21, 22) transparents de rétention de la substance à propriété optique dans ladite cellule, lesdits éléments de rétention étant parallèles à la surface du composant optique (10), la cellule étant séparée d'autres cellules de l'ensemble par des parois (18) reliant les deux éléments de rétention, et dans lequel la cellule est pourvue d'au moins une entretoise (28) en contact avec les deux éléments de rétention, ladite entretoise (28) étant distincte des parois (18) de séparation de la cellule par rapport à d'autres cellules de l'ensemble.

17. Composant optique selon la revendication 16, dans lequel les éléments de rétention (21, 22) sont communs à plusieurs cellules de l'ensemble.

18. Composant optique selon la revendication 16 ou 17, dans lequel l'entretoise (28) est située à distance des parois (18) de séparation de la cellule par rapport aux autres cellules de l'ensemble.

19. Composant optique selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel l'entretoise (28) présente une épaisseur inférieure à 5 pm, mesurée parallèlement à la surface du composant.

20. Composant optique selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, dans lequel l'entretoise (28) et/ou les parois (18) comprenne(nt) un matériau absorbant.

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21. Composant optique selon l'une quelconque des revendications 16 à 20, dans lequel l'entretoise (28) et les parois (18) de séparation de la cellule comprennent des portions respectives d'un même matériau.

22. Composant optique selon l'une quelconque des revendications 16 à 21, dans lequel l'entretoise (28) est un élément rapporté disposé dans la cellule (15; 25).

23. Utilisation d'un composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes dans la fabrication d'un élément optique transparent choisi parmi les lentilles ophtalmiques, les lentilles de contact, les implants oculaires, les lentilles pour instruments d'optique, les filtres, les lentilles de visée optique, les visières oculaires, et les optiques de dispositifs d'éclairage.

24. Verre de lunettes (11) réalisé en découpant un composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 23.

25. Verre de lunettes selon la revendication 24, dans lequel au moins un perçage est réalisé à travers le composant (10) pour la fixation du verre (11) sur une monture.

26. Verre de lunettes selon la revendication 24 ou 25, dans lequel la propriété optique des substances contenues dans certaines des cellules (15; 25) et les dimensions desdites cellules sont adaptées pour varier le long de la surface du verre en fonction de l'amétropie estimée d'un oeil à corriger.

27. Verre de lunettes selon la revendication 26, du type verre progressif.

28. Verre de lunettes selon la revendication 24 ou 25, dans lequel la substance contenue dans les cellules (15; 25) est une substance photochromique.