JP2012512423A - セルアセンブリを含む透明な光学素子 - Google Patents
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Abstract
Description
- 基準面S1を有する基板10と、
- 面S1に平行に並置され、分離したセル1の集合体を形成しており、この面によって支えられている壁2のネットワークであって、その壁2が、基準面S1から測定された一定の高さh0のところに位置するそれぞれの頂部T2を有する、壁2のネットワークと、
- 基準面S1に平行な、壁2の頂部T2上に配置されており、セル1を密封するための膜3とを含む。
P=-2・h0・Δn/R2 (1)
ここで、Rは基板10の円形の輪郭Cの半径であり、Δnは、素子の中心Oと輪郭Cの間の、セル1に含まれる媒体の光屈折率の差である。すなわち、Δn=n(R)-n(O)である。Δnの符号によって、光学素子に相当するレンズは、収束するか(nの値が中心Oでより高い)、または発散する(nの値が輪郭Cに近いとより高い)。したがって、このように光学素子に生じ得る屈折力は、セル1に含まれる透明媒体の光屈折率の変化の大きさによって制限される。これらの透明媒体を構成するために使用に適した材料は、要求される屈折力が高い場合には特に、その屈折力を得るのに不十分な範囲に変化する屈折率の値を有する場合がある。
L=p・n4+h・n1=[n4+(n1-n4)・h/h0]・h0
であり、ここでn1はセル1の1つに含まれる透明媒体に対する光屈折率の値であり、n4は追加部分4の透明材料に対する光屈折率の値である。長さLは、光ビームが通過するセル1の関数として変化する。すなわち、同じ光路長をもたらし、h0に等しい一定のセルの深さを有する、図1に示されている光学素子のセルに含まれる均一材料の屈折率neqは、
neq= n4+(n1-n4)・h/h0 (2)
となる。この屈折率は、そのセル1に対する等価屈折率、または見掛け屈折率と呼ばれる。
n1=nA・xA+nB・(1-xA)=nB+ΔnAB・xA
となり、ここでxAは、そのセル1に含まれる混合物の成分Aの比率を示し、ΔnABは、混合物の2つの成分AおよびBの屈折率間の差(ΔnAB=nA-nB)を示す。そのため、このセルに対して、関係(2)によって与えられる見掛け屈折率は、
neq=n4+ΔnB4・h/h0+ΔnAB・xA・h/h0 (3)
となり、ここでΔnB4=nB-n4である。それぞれが関係(3)によって与えられる、2つの異なるセル1および1'の見掛け屈折率間の差は、
Δneq=ΔnB4・Δh/h0+ΔnAB・(xA・h-xA'・h')/h0
=[ΔnB4+ΔnAB・xA]・Δh/h0+ΔnAB・(h'/h0)・ΔxA (4)
となり、ここでh'はセル1'の深さであり、Δhはセル1および1'間の深さの変化(Δh=h-h')であり、ΔxAはセル1および1'間の成分Aの比率の変化である(ΔxA=xA-xA'、xA'はセル1'に対する成分Aの比率である)。
Δneq(r)-Δneq(O)=[Δneq(R)-Δneq(O)]・(r/R)2 (5)
の関係に従うことが好ましい。ここでrは、中心Oから、または中心Oまで測定されたセル1の半径方向の距離である(図2b)。
1 セル集合体
2 壁
3 密封膜
4 残留部分
4 追加部分
4 樹脂部分
10 ベース膜
10 基板
100 光学素子
200 ベース光学部品
200 ベース眼鏡
B1 セル底部
h 深さ
N 方向
S1 基準面
S200 面
T2 頂部
C 輪郭
D 距離、セルの寸法
h0 厚さ
L 長さ
p 厚さ
P 屈折力
R 直径
neq 屈折率
A 成分
B 成分
O 中心
r 半径方向の距離
ρmoy 方形面粗さ
Claims (14)
- 物体または景色の鮮明な視界を前記光学素子を介して可能にする透明な光学素子(100)であって、
基準面(S1)を有する基板(10)と、
前記基準面に平行に並置され、分離したセル(1)の集合体を形成しており、前記基準面によって支えられている壁(2)のネットワークであって、前記壁が、前記基準面から測定される一定の高さ(h0)のところに位置するそれぞれの頂部(T2)を有する、壁(2)のネットワークと、
前記基準面に平行な、前記壁の前記頂部上に配置されており、前記セルを密封するための膜(3)とを含み、
各セル(1)が、横方向に前記壁の面によって制限され、前記基準面(S1)に垂直な方向(N)に沿って前記密封膜(3)とセル底部(B1)との間に制限され、前記壁の前記頂部(T2)と前記セルの前記底部との間を前記垂直方向に測定される前記セルの内部の深さ(h)を有し、透明媒体を含み、
前記光学素子が、前記セル(1)の少なくともいくつかが異なる深さ(h)を有し、透明な固体材料の追加部分(4)が前記セルのそれぞれの前記底部(B1)と前記基準面(S1)との間に配置されていることを特徴とし、
前記追加部分(4)の前記材料、および前記セル(1)の少なくとも1つに含まれる前記媒体が、それぞれの異なる光屈折率の値を有する、透明な光学素子。 - 前記壁(2)が、前記追加部分(4)の前記材料と同じ材料によって、少なくとも部分的に構成されている、請求項1に記載の透明な光学素子。
- 前記追加部分(4)の前記材料がリソグラフィーの樹脂である、請求項1または2に記載の透明な光学素子。
- それぞれの異なる深さ(h)を有するいくつかのセル(1)が、それぞれ同一の媒体を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の透明な光学素子。
- 前記同一の媒体が、空気、不活性ガス、または真空である、請求項4に記載の透明な光学素子。
- それぞれの異なる深さ(h)を有するいくつかのセル(1)に含まれる前記媒体が、前記セルの少なくともいくつかの間で変化し得る比率を有する、前記セルを充填するための少なくとも2つの成分の混合物をそれぞれ含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の透明な光学素子。
- 前記セル(1)を充填するための前記成分が、それぞれの異なる光屈折率の値を有する、請求項6に記載の透明な光学素子。
- 前記セルの前記深さ(h)が、5μmから30μmの間、好ましくは15μmから25μmの間で異なる、請求項1から7のいずれか一項に記載の透明な光学素子。
- 前記基準面(S1)に平行な隣接するセル(1)の中心が、10μmから200μmの間、好ましくは40μmから75μmの間からなる距離(D)で分離されている、請求項1から8のいずれか一項に記載の透明な光学素子。
- 前記セル(1)の前記深さ(h)、および前記セルに含まれる前記媒体が、光学レンズ効果と同様の屈折力を前記素子に与えるのに適した変化の幅を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の透明な光学素子。
- 前記基板(10)がベース膜を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の透明な光学素子。
- ベース光学部品(200)と、前記ベース部品の面(S200)に固定されている請求項11に記載の透明な光学素子(100)とを含む、透明な光学部品。
- 矯正用眼鏡の着用者に対して視力の矯正をもたらすことができる前記眼鏡を形成する、請求項12に記載の透明な光学部品。
- 前記ベース光学部品(200)が、それ自体、矯正用眼鏡である、請求項13に記載の透明な光学部品。
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