KR20140060457A - 비구면 ｇｒｉｎ 렌즈 - Google Patents

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Abstract

제 1 굴절률을 갖는 제 1 중합체 재료 및 제 1 굴절률과는 상이한 제 2 굴절률을 갖는 제 2 중합체 재료를 공압출시켜서 다층 중합체 복합 필름들을 형성시키고, 다층 중합체 복합 필름들을 다층 복합 GRIN 시이트로 어셈블링시키고, 다층 복합 GRIN 시이트를 비구면 렌즈로 형상화시키는 것을 포함하는 비구면 굴절률 분포형 렌즈를 제작하는 방법.

Description

비구면 ＧＲＩＮ 렌즈{ASPHERICAL GRIN LENS}
관련출원
본 출원은 그 전체가 본원에 참조문헌으로 혼입된, 2010년 10월 18일에 출원된 미국 가출원 번호 61/394,059 및 2010년 11월 18일에 출원된 61/415,125로부터의 우선권을 주장한다.
정부의 재정 지원
본 발명은 국립과학재단 (National Science Foundation)에 의해 수여된 승인번호 dmr-0423914 및 국방 첨단과학기술 연구소 (Defense Advanced Research Projects Agency; DARPA)에 의해 수여된 PO10023237 하에 정부 지원으로 이루어졌다. 미국 정부는 본 발명에 대한 특정 권리를 가질 수 있다.
발명의 분야
본 발명은 굴절률 분포형 (gradient refractive index; GRIN) 렌즈들에 관한 것이며, 특히 디자이너 GRIN 분포를 갖는 비구면 GRIN 렌즈에 관한 것이다.
통상적인 렌즈에서, 유입 광선은 공기로부터 균질 렌즈 재료로의 굴절률의 급격한 변화 때문에 이 광선이 형상화된 렌즈 표면에 들어갈 때에 굴절된다. 렌즈의 표면 형상은 렌즈의 초점화 및 영상화 특성을 결정한다. GRIN 렌즈에서는, 렌즈 재료 내에서의 굴절률의 연속 변동이 있다. 단순 GRIN 렌즈에서는, 평평한 광학적 표면들이 사용될 수 있다. 광선은 렌즈 내에서 연속적으로 굴곡된다. 초점화 특성들은 렌즈 재료 내에서의 굴절률의 변동에 의해 결정된다.
미국 특허 번호 5,262,896에는 제어된 확산 공정에 의한 축방향 구배 렌즈들의 제작이 기술되어 있다. 이러한 구배 렌즈들의 제작을 위한 시료들은 SOL-GEL, 주입, 및 확산에 의해 제작될 수 있으며, 유리, 플라스틱 또는 다른 적합한 광학적 재료일 수 있다.
미국 특허 번호 4,956,000에는 방사상으로 비균일하지만 축방향으로 대칭인 분포의 렌즈 재료를 갖는 렌즈를 제작하기 위한 방법 및 장치가 기술되어 있으며, 여기에서 렌즈 크기 및 형상은 기판 상으로의 증발된 렌즈 재료의 선택적 방향 및 응축에 의해 결정된다.
미국 특허 번호 5,236,486에는 열성형 (슬럼핑)에 의해 축방향 구배 렌즈 재료로부터의 원통면 또는 구면 렌즈 재료의 형성 방법이 기술되어 있다. 상기 방법은 연속 굴절 지수 프로파일을 갖는 모노리식(monolithic) 렌즈를 생성시킨다.
미국 특허 번호 7,002,754에는 굴절률 분포형 (GRIN) 렌즈들 용 계층적 다층 중합체 복합체 및 이를 제작하기 위한 방법이 기술되어 있다.
본 출원은 디자이너 GRIN 분포를 갖는 비구면 GRIN 렌즈 및 비구면 GRIN 렌즈를 제작하는 방법에 관한 것이다. 비구면 GRIN 렌즈는 계층적으로 다층화된 중합체 복합체를 포함할 수 있으며, 다단계 공정으로 형성될 수 있다. 본 출원의 하나의 측면에서, 각각 상이한 굴절률을 갖는, 한 세트의 다층 중합체 복합 필름들이 제작된다. 이들 다층 중합체 복합 필름들의 순서 집합은 바람직한 구배지수(index gradient)를 갖는 다층 복합 GRIN 시이트로 조립된다. 다층 복합 GRIN 시이트는 특정 GRIN 분포를 갖는 비구면 렌즈로 형상화될 수 있다.
본원에 기술된 비구면 GRIN 렌즈는 광범위한 분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 비구면 GRIN 렌즈는 카메라 폰들, 감시 카메라들, 의료용 영상화 툴 (예를 들어, 내시경들) 및 군용 영상화 (예를 들어, 스코프들, 스페이스 카메라들)을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 소형 카메라 분야들과 같은 영상 분야, 및 에너지 수집 디바이스들, 태양 전지들, 태양 에너지 수집기들, 태양열 집광판들, 빔 쉐이핑 디바이스들 및 매우 짧거나 매우 긴 (무한) 초점거리들을 갖는 렌즈를 필요로 하는 다른 디바이스들과 같은 비-영상 생성 시스템들에 사용될 수 있다. 더 나아가, 비구면 GRIN 렌즈는 사람 렌즈들의 합성 복제물들과 같은 생물학적 임플란트들에 사용되어 사람 또는 동물 시력을 위한 삽입성 디바이스들을 생성시킬 수 있다. 더욱 상세하게는, 비구면 GRIN 렌즈는 손상되거나 악화되는 사람 시력을 개선시키기 위해 광학 재료들로서 삽입될 수 있는 디바이스들을 생성시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 목적들 및 장점들 및 더 충분한 이해는 바람직한 구현예들의 하기의 상세한 설명 및 첨부한 도면들로부터 이루어질 것이다.
도 1은 내부 포물선-형 구배지수 분포를 갖는 다층 복합 양면 볼록 GRIN 렌즈의 개략도이고,
도 2는 EO 부피 조성에 근거한 변형성 다층 복합 에틸렌 산화물/테트라플루오로에틸렌 헥사플루오로프로필렌 비닐리덴 (EO/THV) 중합체 필름들의 조성 의존 굴절률의 플롯이다.
상세한 설명
본 출원은 굴절률 분포형 (GRIN) 렌즈들, 특히, 디자이너 GRIN 분포를 갖는 비구면 GRIN 렌즈에 관한 것이다. 비구면 GRIN 렌즈는 비구면 렌즈 형상들 및 GRIN 분포들을 제공하도록 쉽게 맞춰질 수 있는 계층적 복합 구조를 포함할 수 있다. 비구면 렌즈 형상들 및 GRIN 분포들은 렌즈 수차의 더 큰 교정 및 구면 표면들로는 달성할 수 없는 성능을 갖는 특유의 광학의 생성을 가능하게 한다.
본 출원의 하나의 구현예에서, 비구면 GRIN 렌즈는 다단계 공정으로 제작될 수 있다. 상기 다단계 공정에서, 한 세트의 다층 중합체 복합 필름들이 제작될 수 있다. 각각의 중합체 복합 필름은 상이한 굴절률을 가질 수 있다. 이들 다층 중합체 복합 필름들의 순서 집합은 바람직한 구배지수를 갖는 계층적 다층 복합 GRIN 시이트로 조립될 수 있다. 상기 조립된 복합 GRIN 시이트는 구면 또는 비구면 GRIN 분포를 갖는 비구면 렌즈로 형상화될 수 있다.
GRIN 렌즈의 계층 구조를 형성시키기 위해 사용되는 상기 다층 중합체 복합 필름들은 적어도 2가지 타입들 (A) 및 (B) 사이에서 교호하는 500,000개 이하의 층들을 포함할 수 있다. 타입 (A)의 층들은 성분 (a)를 포함하고, 타입 (B)의 층들은 성분 (b)를 포함한다. 다층 중합체 복합 필름의 (A) 및 (B) 층들은 각각 약 5 nm 내지 약 1,000 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
광범위한 열가소성 중합체 재료들이 (A) 및 (B) 층들을 형성시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 재료들은, 유리질 중합체들, 결정질 중합체들, 액체 결정질 중합체들 및 엘라스토머들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 본원에 사용되는 "중합체" 또는 "중합체 재료"라는 용어는 적어도 5,000의 중량 평균 분자량 (MW)을 갖는 재료를 나타낸다. 중합체는 예를 들어 유기 중합체 재료일 수 있다. 본원에 사용되는 "올리고머" 또는 "올리고머 재료"라는 용어는 1,000 내지 5,000 미만의 중량 평균 MW을 갖는 재료를 나타낸다. 이러한 올리고머 재료들은 예를 들어 유리질, 결정질 또는 엘라스토머 중합체 재료들일 수 있다.
A 및 B 층들을 형성시키기 위해 사용될 수 있는 중합체 재료들의 예는 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 2,6-, 1,4-, 1,5-, 2,7- 및 2,3-폴리에틸렌 나프탈레이트와 같은 이의 이성질체들; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리-l,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리알킬렌 테레프탈레이트들; 폴리아크릴 이미드들과 같은 폴리이미드들; 폴리에테르이미드들; 혼성배열, 동일배열 및 규칙성 교호배열 폴리스티렌, α-메틸-폴리스티렌, 파라-메틸-폴리스티렌스티렌 중합체들과 같은 스티렌 중합체들; 비스페놀-A-폴리카보네이트 (PC)와 같은 폴리카보네이트들; 유리질 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(이소부틸 메타크릴레이트), 폴리(프로필 메타크릴레이트), 폴리(에틸 메타크릴레이트), 폴리(부틸 아크릴레이트) 및 폴리(메틸 아크릴레이트)와 같은 폴리(메트)아크릴레이트들 (용어 "(메트)아크릴레이트"는 본원에서 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타내기 위해 사용된다); 에틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 및 셀룰로오스 니트레이트와 같은 셀룰로오스 유도체들; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리이소부틸렌 및 폴리(4-메틸)펜텐과 같은 폴리알킬렌 중합체들; 퍼플루오로알콕시 수지류, 폴리테트라플루오로에틸렌, 플루오르화 에틸렌-프로필렌 공중합체들, 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌과 같은 플루오르화된 중합체들 및 이들의 공중합체들; 폴리디클로로스티렌, 폴리비닐리덴 클로라이드 및 폴리비닐클로라이드와 같은 염소화된 중합체들; 폴리술폰들; 폴리에테르술폰들; 폴리 아크릴로니트릴; 폴리아미드들; 폴리비닐아세테이트; 폴리에테르-아미드들을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지는 않는다.
A 및 B 층들을 형성시키기 위해 사용될 수 있는 중합체 재료들은 예를 들어 10 내지 50 중량, 또는 20 내지 40 중량 아크릴로니트릴을 함유하는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (SAN), SAN-17, 스티렌-에틸렌 공중합체 및 폴리(에틸렌-l,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트) (PETG)와 같은 공중합체들이다. 추가적인 중합체 재료들은 아크릴 고무; 폴리옥시에틸렌 (EO) 또는 폴리옥시프로필렌 (PO)와 같은 전기 광학 중합체들; 테트라플루오로에틸렌 헥사플루오로프로필렌 비닐리덴 (THV); 이소프렌 (IR); 이소부틸렌-이소프렌 (IIR); 부타디엔 고무 (BR); 부타디엔-스티렌-비닐 피리딘 (PSBR); 부틸 고무; 폴리에틸렌; 클로로프렌 (CR); 에피클로로히드린 고무; 에틸렌-프로필렌 (EPM); 에틸렌-프로필렌-디엔 (EPDM); 니트릴-부타디엔 (NBR); 폴리이소프렌; 실리콘 고무; 스티렌-부타디엔 (SBR); 및 우레탄 고무를 포함한다. 또 다른 추가적인 중합체 재료들은 액체 결정질 중합체들, 공중합체들, 및 블록 또는 그래프트 공중합체들을 포함한다.
또한, 각각의 개별적 (A) 및 (B) 층은 상기 기술된 중합체들 또는 공중합체들 중 2가지 이상의 배합물들을 포함할 수 있다. 이러한 배합물의 성분들 (a) 및 (b)는 실질적으로 혼화성일 수 있으며, 따라서, 배합물의 투명도에 영향을 주지 않는다. 대체적으로, 배합물의 성분들 (a) 및 (b) 중 하나 이상은 비혼화성 또는 부분 혼화성일 수 있다.
복합 GRIN 시이트에 대한 재료들을 선택하는 데에 있어서의 하나의 고려 사항은 (A) 및 (B) 층들의 중합체 성분들 (a) 및 (b) 사이의 굴절률의 차이이다. 특히, 다층 중합체 복합체 및, 따라서 상기 GRIN 시이트의 최대 구배지수는 중합체 성분들 (a) 및 (b)의 지수들 사이의 차에 의해 표현된다. GRIN 렌즈의 초점거리, 두께 및 형상은 또한 달성될 수 있는 구배지수에 의존한다. 따라서, 상기 복합 필름의 성분들 (a) 및 (b) 중 하나 이상은 성분의 굴절률을 증가시키거나 감소시키도록 의도된 유기 또는 무기 재료들을 포함할 수 있다. 상기 유기 또는 무기 재료들은 예를 들어, 나노입자 재료들, 염료들 및/또는 다른 첨가제들을 포함할 수 있다.
상기 다층 중합체 복합 필름들은 예정된 범위의 굴절률들 및 이들 사이의 임의적으로 작은 지수차를 갖도록 제작될 수 있다. 이는, 예를 들어, (A) 및 (B) 층들의 상대 두께를 교호시킴으로써 수행될 수 있다. 성분 중합체들 (a) 및 (b)의 탄성계수가 상이한 경우에, 상기 복합체의 굴절률은 압력, 장력, 압축 및 전단 응력들 또는 이들 응력의 조합을 통해 기계적으로 변할 수 있다. 기재된 바와 같이, 복합체는 성분 중합체들 (a) 및 (b) 중 하나 또는 둘 모두가 엘라스토머이도록 제작될 수 있다. 성분 중합체들 (a) 및 (b)의 탄성계수가 상이한 경우, 유효 매체 복합 층들 (A) 및 (B) 중 하나 이상의 굴절률은 서로에 대해 압력, 장력, 압축 또는 전단 응력들 또는 이들 응력의 조합을 통해 기계적으로 변할 수 있다. 따라서, 상기 계층적 GRIN 시이트의 구배지수는 장력, 압축 또는 전단력들을 통해 변할 수 있다. 굴절률 및 굴절률 구배 변동들은 또한 임의의 유형의 기계적 또는 전기적 자극에 의해, 또는 다층 중합체 복합 구조에 부착되는 자석들에 의해 달성될 수 있다. 상기 변동들은 정전기 효과들에 의해 또는 전기활성 또는 전기 광학 성분 중합체들을 사용함으로써 유도될 수 있다. 이는 재료들에 큰 전기 광학적 반응을 제공한다.
다층 중합체 복합 필름들은 다층 공압출에 의해 제작될 수 있다. 예를 들어, 제작된 다층 중합체 복합 필름들은 2가지 이상의 중합체들을 층형성시킨 후에 수회 증대되는 강제 조립 공압출에 의해 또는 층형성이 단일 다층 피드 블록으로 동시에 달성되는 전통적 다층 공압출 공정에 의해 생성될 수 있다. 이들 공정들은 10 nm 만큼 얇은 개별적 층 두께들을 갖는 수천개의 층들로 이루어지는 큰 면적 필름들 (예를 들어, 피트 폭 x 야드 폭)을 생성시킬 수 있다. 층 두께가 빛의 파장보다 훨씬 더 얇은 경우, 상기 필름들은 유효 매체로서 작용하며, 따라서, 구성 성분들과 비교하여 특유의 특성들을 갖는다. 상기 공압출된 GRIN 필름들은 약 10 nm 내지 약 10 ㎝, 특히 약 12 ㎛ 내지 약 3 ㎝의 전체 두께를 가질 수 있으며, 이는 이들 범위에서 임의의 증가를 포함한다.
(A) 및 (B) 층을 포함하는 다층 중합체 복합 필름들은 쌓여서 계층적 다층 복합 GRIN 시이트를 형성할 수 있다. 상기 GRIN 시이트는, 예를 들어 본원에 그 전체가 참조문헌으로 혼입된, 2003년 6월 24일에 Baer 등에게 허여된 미국 특허 번호 6,582,807 및 2006년 2월 21에 Baer 등에게 허여된 미국 특허 번호 7,002,754에 기술되고 개시된 바와 같은 계층 구조의 다층 중합체 복합 필름들을 층형성시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 다층 중합체 복합 필름들을 층형성시킴으로써, 상기 계층적 GRIN 시이트는 굴절률 구배가 주어진다. 상기 층형성은 생성되는 계층적 GRIN시트가 축방향, 방사상 또는 구면 방향과 같은 임의의 방향으로 구배지수를 갖도록 이루어질 수 있다. 상기 구배지수는 연속, 불연속 또는 단계적일 수 있다. 많은 구배들은 다층 중합체 복합 필름들에서 (A) 및 (B) 층들의 성분 중합체들 (a) 및 (b)의 지수에 의해 제공되는 범위 내에서 달성될 수 있다.
어떤 경우든, 인접 다층 중합체 복합 필름들은 점진적으로 상이한 굴절률들을 나타내도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 5 내지 100,000개의 다층 중합체 복합 필름들을 쌓는 것은 계층적 GRIN 시이트를 형성시킬 것이며, 이로부터 GRIN 렌즈들이 하기 기술된 바와 같이 제작될 수 있다. 상기 계층적 GRIN 시이트의 구배지수는 다층 중합체 복합 필름들이 쌓여지는 디자인에 의해 결정된다. 상기 공정의 특별한 장점은 임의의 예정된 구배지수가 다층 중합체 복합 필름들을 사용하여 쉽게 달성될 수 있다는 점이다. 상기 구배지수는 단지 다층 중합체 복합 필름들에서 이용할 수 있는 굴절률 범위에 의해서만 제한된다. 상기 GRIN 시이트의 상기 언급된 구성으로 인해, 상기 시이트는 나노미터 스케일, 마이크로미터 스케일 및 센티미터 스케일로 계층 구조를 갖는다.
본 출원의 일부 구현예에서, 상기 다층 중합체 복합 필름은 각각 성분으로서 언급되는 성분 중합체들 (a) 및 (b)로 형성되는 2개의 교호층들 (A) 및 (B) (예를 들어, ABABA . . . )로부터 제조될 수 있다. 상기 성분 중합체들 (a) 및 (b)는 상이한 굴절률들을 나타낼 수 있고, 식 (AB)x에 의해 표현되는 다층 중합체 복합 필름을 형성시킬 수 있으며, 여기에서 x=(2)n이고, n은 승수 요소들의 수이며, 4 내지 18의 범위에 해당한다. 다른 구현예들에서, 교호층들 A 및 B는 식 (ABA)x　또는 (BAB)x에 의해 표현되는 다층 중합체 복합 필름에 제공될 수 있으며, 여기에서 x=(2)n　+ 1이고, n은 승수 요소들의 수이며, 2 내지 18이다.
일부 구현예들에서, 중합체 성분들 (a) 및 (b)는 독립적으로 유리질 중합체 재료, 결정질 중합체 재료, 엘라스토머 중합체 재료 또는 이들의 배합물들일 수 있다. 비구속적인 예로서, 성분 (a)가 유리질 재료인 경우, 성분 (b)는 엘라스토머 재료, 유리질 재료, 결정질 재료 또는 이들의 배합물일 수 있다. 대체적으로, 성분 (a)가 엘라스토머 재료인 경우, 성분 (b)는 엘라스토머 재료, 유리질 재료, 결정질 재료 또는 이들의 배합물일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 성분 (a)는 성분 (b)과 상이한 굴절률을 나타내어야 하며; 마찬가지로, 층 (A)는 층 (B)과 상이한 굴절률을 나타내어야 한다.
상기 다층 중합체 복합 필름은 다수의 교호층들 (A) 및 (B)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 상기 다층 중합체 복합 필름은 적어도 10개의 교호층들 (A) 및 (B), 바람직하게는 약 50 내지 약 500,000 교호층들을 포함할 수 있으며, 이들 범위에서 임의의 증가를 포함한다. 층들 (A) 및 (B)는 각각 마이크로층들 또는 나노층들일 수 있다. 유사하게, 추가의 다층 중합체 복합 필름들은 층들 (Ai) 및 (Bi)를 포함하여 형성될 수 있으며, 이 층들은 각각 성분들 (ai) 및 (bi)로 이루어진다. 성분들 (a) 및 (ai)는 동일하거나 상이한 중합체 재료들일 수 있다. 마찬가지로, (b) 및 (bi)는 동일하거나 상이한 중합체 재료들일 수 있다. 더 나아가, 성분들 (a) 및 (b)는 이들이 중합체 구조들 사이의 배좌 차들, 배향과 같은 상이한 공정 조건으로부터 발생하는 차들 또는 MW 차들과 같은 2차 물리적 차들에 의한 상이한 굴절률들을 나타내는 특유의 층들을 형성할 수 있는 한은 화학적으로 동일한 재료들일 수 있다.
계층적 GRIN 시이트는 대체적으로 2가지보다 많은 상이한 성분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각 성분들 (a), (b) 및 (c)의 교호층들 (A), (B) 및 (C)의 삼성분 구조 (예를 들어, ABCABCABC...)는 (ABC)x에 의해 표현되며, 여기에서 x는 상기 규정된 바와 같다. (CACBCACBC...)와 같은 임의의 구성 및 조합에서 임의의 수의 상이한 성분 층들을 포함하는 구조는 본 발명의 범위 내에 포함된다.
계층적 GRIN 시이트는 임의의 예정된 구면 또는 비구면적으로 대칭인 축방향 또는 방사형 GRIN 분포를 갖는 비구면 렌즈로 형성될 수 있다. 계층적 GRIN 시이트는, GRIN 시이트 내의 중합체들 중 임의의 것의 최저 융점 미만의 온도로 GRIN 시이트를 가열함으로써 비구면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 가열된 GRIN 시이트는 다이 또는 몰드에서 열성형되어 GRIN 시이트를 가열된 GRIN 시이트가 냉각될 때에 유지되는 비구면 표면 형상으로 성형시킬 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 상기 계층적 GRIN 시이트는 에칭, 패터닝, 다이아몬드 가공, 야금 연마, 유리 비드 호우닝 등과 같은 적합한 공정에 의해, 또는 다이아몬드 가공 후의 야금 연마 또는 유리 비드 호우닝 등의 조합과 같은 공정에 의해 기계적으로 또는 화학적으로 생성되어 GRIN 시이트를 비구면 형상 구성으로 성형될 수 있다. 일례에서, 상기 계층적 GRIN 시이트는 다이아몬드 선삭, 플라이커팅, 및 진동 보조 가공 (VAM)과 같은 다이아몬드 가공 공정에 의해 비구면 형상으로 성형될 수 있다.
비구면 GRIN 렌즈의 특정 중합체 구성에 의존하여, 렌즈는 비-변형성, 가역적 변형성 또는 비가역적 변형성일 수 있다. 따라서, 다층 중합체 기술을 사용함으로써, 상기 렌즈는 구배가 동적으로 그리고 가역적으로 변할 정도로 제작될 수 있다. 이는 예를 들어 개별적 층들로서 동적으로 변할 수 있는 다층 중합체 재료들을 사용함으로써 달성된다. 특히, 상기 중합체 재료들은 교호 중합체 층들의 탄성율 및 굴절지수가 상이할 정도로 제작될 수 있다. 이들 재료들에서, 압력, 장력, 압축 또는 전단 응력들 또는 이들 응력의 조합과 같은 적용된 응력은 상대 층 두께를 변동시키고, 따라서 렌즈에서 구배를 변동시킨다.
굴절률 및 굴절률 구배 변동들은 기계적 또는 전기적 자극의 임의의 유형에 의해, 또는 다층 중합체 복합 구조에 부가된 자석들에 의해 달성될 수 있다. 상기 변동들은 정전기 효과들에 의해 또는 전기활성 또는 전기 광학 성분 중합체들을 사용함으로써 유도될 수 있다. 이는 상기 재료들에 큰 전기 광학적 반응을 제공한다. 응력에 대한 지수의 민감성은 성분 중합체들 (a) 및 (b) 및 이들의 상대 초기 두께의 선택에 의해 변할 수 있다. 따라서, 초기 구배 및 응력에 의한 구배의 가변성 둘 모두가 예정될 수 있는 가변성 구배 렌즈가 제작될 수 있다.
선택적으로, 비구면 GRIN 렌즈의 구배는, 제작 동안 및/또는 후에 계층적 GRIN 시이트 및/또는 다층 중합체 복합 필름을 축방향 배향 (예를 들어, 스트레칭)시킴으로써 가역적으로 또는 비가역적으로 변할 수 있다. 상기 지적된 바와 같이, 복합 필름 및 따라서 계층적 GRIN 시이트는 성분 중합체들 중 하나 또는 둘 모두가 엘라스토머이도록 제작될 수 있다. 적어도 하나의 평행한 방향의 다층 중합체 복합 필름 및/또는 계층적 GRIN 시이트의 축방향 배향은 필름 또는 시이트의 구배 분포를 변동시킬 수 있다. 일례에서, 다층 중합체 복합 필름은 필름의 표면과 실질적으로 평행한 평면으로 상기 필름을 스트레칭시킴으로써 이축으로 배향될 수 있다. 상기 필름이 적어도 2개의 방향들로 필름을 스트레칭시킴으로써 이축으로 배향될 수 있을지라도, 상기 필름은 또한 단일 방향 (예를 들어, 단축으로 배향됨)으로 스트레칭되거나, 또는 다중 방향들 (예를 들어, 이축 또는 삼축으로 배향됨)로 스트레칭될 수 있음이 인지될 것이다.
GRIN 렌즈들을 제작하는 데에 있어서, 구배지수를 0.01 미만으로부터 가능한 한 크게 명시할 수 있는 것이 또한 바람직하다. 본원에 기술된 다층화 기술의 경우에, 광범위한 구배지수들이 가능하다. 더 큰 구배가 제조할 수 있는 광범위한 GRIN 렌즈들을 제공하므로, 큰 구배를 만들 수 있는 것이 바람직하다. 이는 더 얇은 GRIN 렌즈에서 더 짧은 초점거리 및 더 많은 수차 교정을 가능하게 한다. 다층 GRIN 렌즈들의 경우에, 상기 구배지수는 최소 0.001 내지 층들을 구성하는 중합체들 사이의 굴절률의 차의 최대 까지 특정될 수 있다. 보통, 가장 큰 가능한 범위가 바람직하다. 바람직하게는, 상기 다층 중합체 구조의 렌즈는 0.01 이상, 바람직하게는 0.02 내지 1.0, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.5의 구배지수를 나타낼 수 있으며, 이들 범위 내에서의 모든 증가를 포함한다.
하나의 중요한 포인트는 본원에 기술된 다층화 기술이 혼화성, 비혼화성 또는 부분 혼화성 중합체들의 사용으로 큰 지수 차를 달성시킬 수 있다는 점이다. 다른 GRIN 렌즈 제작 기술은 구배지수를 달성하기 위해 확산 기술을 사용한다. 따라서, 종래 기술에서의 예들은 0.01 내지 0.03의 작은 구배지수들로 제한된다.
제 2의 중요한 포인트는 다층 렌즈들이 약 40 nm 내지 1 m의 넓은 파장 범위에 걸쳐 광학 요소들로서 사용되도록 디자인될 수 있다는 점이다. 특정 파장 범위는 중합체 성분들에 이해 결정된다. 본 출원의 하나의 구현예에서, 다층 중합체 구조는 20% 초과, 바람직하게는 50% 초과의 내부 전달율을 나타낸다. 투명한 다층 중합체 복합 구조는 성분들의 적절한 층형성에 의해 일정 범위의 굴절률을 갖도록 제작될 수 있다. 각각의 층의 층 두께가 충분히 얇은 경우, 복합체는 유효 매체로서 작용한다. 굴절률은 성분 층들의 상대 두께를 선택함으로써 성분 중합체들의 지수들 사이의 임의의 값을 나타내도록 디자인될 수 있다. 이러한 복합체는 성분 중합체들과 비교할 수 있는 투명도를 갖도록 제조될 수 있다.
본원에 기술된 비구면 GRIN 렌즈는 광범위한 분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 비구면 GRIN 렌즈는 카메라 폰들, 감시 카메라들, 의료용 영상화 툴 (예를 들어, 내시경들) 및 군용 영상화 (예를 들어, 스코프들, 스페이스 카메라들)를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 소형 카메라와 같은 영상 분야, 및 에너지 수집 디바이스들, 태양 전지들, 태양 에너지 수집기들, 태양열 집광판들, 빔 쉐이핑 디바이스들 및 매우 짧거나 매우 긴 (무한) 초점거리들을 갖는 렌즈를 필요로 하는 다른 디바이스들과 같은 비-영상 생성 시스템들에 사용될 수 있다. 더 나아가, 비구면 GRIN 렌즈는 사람 렌즈들의 합성 복제물들과 같은 생물학적 임플란트들에 사용되어 사람 또는 동물 시력을 위한 삽입성 디바이스들을 생성시킬 수 있다. 더욱 상세하게는, 비구면 GRIN 렌즈는 손상되거나 악화되는 사람 시력을 개선시키기 위해 광학 재료들로서 삽입될 수 있는 디바이스들을 생성시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 인트라옵티칼 렌즈 임플란트들은 더 넓은 시야, 개선된 낮은 광해상도, 높은 해상도 영상화, 및 단일 임플란트에서의 조절을 추가시킨다.
본 출원의 하나의 구현예에서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트는 도 1에 도시된 바와 같은 포물선 구배지수를 갖는 비구면 양면 볼록형 렌즈를 제작하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 상기 렌즈는 제 1 반-포물선 GRIN 분포를 갖는 편평 타원체 및 렌즈 두께 방향들을 통해 제 2 반-포물선 GRIN 분포를 갖는 장축 타원을 규정한다. 도 1에 도시된 렌즈에서, 상기 굴절률은 렌즈의 주변을 향한 방향으로 감소한다. 그러나, 굴절률은 또한 본 발명에 따라 렌즈의 주변을 향한 방향으로 증가할 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 렌즈의 내부 GRIN 분포가 바람직한 렌즈 성능에 의존하여 방사형 및 비구면으로 디자인될 수 있음이 이해될 것이다.
비구면 GRIN 렌즈는, 비구면 형상이 GRIN 분포의 정확한 파워를 증가시켜서 구면에 대한 파면들 및 다른 더 높은 순서 수차를 교정시키기 때문에 다른 GRIN 시이트 구성들보다 장점이 있다. 더 나아가, 비구면 표면 곡률은 광학적 파면들을 변경시키고 상업용 유리 및 플라스틱 모노리식 렌즈 재료들에 대해 고유한 구면 또는 더 높은 순서 수차를 교정하는 능력을 갖는다. 비구면 표면들을 갖는 나노층 GRIN 렌즈들을 형성시킴으로써, 본 발명은 렌즈들에 대한 디자인 자유도를 증가시켜서 렌즈가 사용되는 광학 시스템의 전체 크기 및 중량을 감소시킨다.
실시예
도 2는 본 발명의 비구면 GRIN 렌즈를 구성하기 위해 사용되는 변형성 중합체 재료들로 이루어진 GRIN 시이트에 대한 하나의 대표적 구성을 도해하는 그래프이다. 본 실시예에서는, 일련의 나노층 엘라스토머 THV/EO 중합체 필름들이 생성되고 쌓여서 유리질 PMMA/SAN-17 시스템들과 유사한 GRIN 분포들을 형성시켰다. 특히, THV/EO 스택 중합체 GRIN 시이트는 약 1.37 내지 약 1.48의 굴절률을 생성시켰다. 굴절률의 변동은 각각의 필름 내에서 EO의 부피%로 변하였다.
명백하게, 상기 설명의 관점에서 본 발명의 많은 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 내에서, 본 발명이 본원에 상세하게 설명된 것과 다르게 실시될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 상세하게 예시되고 기술되어 있다. 그러나, 본 발명은 기술된 특정한 구성으로 제한되는 것으로 고려되지 않아야 한다. 본 발명의 다양한 적응들, 변형들 및 용도들이 본 발명이 관련되는 당업자들에게 이루어질 수 있고, 첨부한 청구항들의 사상 또는 범위 내에 속하는 모든 이러한 적응들, 변형들 및 용도들을 포함하는 의도이다.

Claims (61)

  1. 제 1 굴절률을 갖는 제 1 중합체 재료 및 제 1 굴절률과는 상이한 제 2 굴절률을 갖는 제 2 중합체 재료를 공압출시켜서 다층 중합체 복합 필름들을 생성시키는 단계;
    다층 중합체 복합 필름들을 다층 복합 GRIN 시이트로 조립시키는 단계; 및
    다층 복합 GRIN 시이트를 비구면 렌즈로 형상화시키는(shaping) 단계를 포함하는, 비구면 굴절률 분포형 (GRIN) 렌즈를 제작하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 GRIN 렌즈가 축방향, 방사형, 구면 또는 비구면 GRIN 분포를 갖는, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 GRIN 시이트가 비구면 GRIN 렌즈로 열성형, 성형 및/또는 가공되는, 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 다층 중합체 복합 필름들 각각이 식 (AB)x에 의해 표현되는 복수의 적어도 2개의 교호층(alternating layer)들 (A) 및 (B)를 포함하며, 여기에서 x=2n이고 n은 4 내지 18이며;
    층 (A)는 성분 (a)를 포함하고, 층 (B)는 성분 (b)를 포함하며;
    상기 성분들 (a) 및 (b)는 상이한 굴절률들을 갖는, 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 성분들 (a) 및 (b)가 중합체 재료, 복합 중합체 및 중합체 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 중합체 재료가 유리질 재료, 결정질 재료, 액정 재료 및 엘라스토머 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 층들이 5 nm 내지 1,000 ㎛의 두께를 갖는, 방법.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름들이 순서 층들로 쌓여서 계층적 다층 복합 GRIN 시이트를 생성시키고; 인접 다층 복합 중합체 필름들이 점진적으로 상이한 굴절률들을 나타내도록 선택되는, 방법.
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름이 적어도 10개의 교호층들을 포함하는, 방법.
  10. 청구항 4에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름이 50 내지 500,000개의 교호층들을 포함하는, 방법.
  11. 청구항 4에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 5 내지 100,000개의 다층 중합체 복합 필름들로 이루어지는, 방법.
  12. 청구항 4에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 20 내지 10,000개의 다층 중합체 복합 필름들로 이루어지는, 방법.
  13. 청구항 4에 있어서, 성분들 (a) 및 (b)가 화학적으로 동일한 재료들인, 방법.
  14. 청구항 5에 있어서, 상기 중합체 재료가 폴리에틸렌 나프탈레이트, 이의 이성질체, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 스티렌 중합체, 폴리카보네이트, 폴리(메트)아크릴레이트, 셀룰로오스 유도체, 폴리알킬렌 중합체, 플루오르화 중합체, 염소화 중합체, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리비닐아세테이트, 폴리에테르-아미드, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-에틸렌 공중합체, 폴리(에틸렌-l,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트), 아크릴 고무, 이소프렌, 이소부틸렌-이소프렌, 부타디엔 고무, 부타디엔-스티렌- 비닐 피리딘, 부틸 고무, 폴리에틸렌, 클로로프렌, 에피클로로히드린 고무, 에틸렌-프로필렌, 에틸렌- 프로필렌-디엔, 니트릴-부타디엔, 폴리이소프렌, 실리콘 고무, 스티렌-부타디엔, 우레탄 고무, 및 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌, 및 테트라플루오로에틸렌 헥사플루오로프로필렌 비닐리덴 (THV)으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  15. 청구항 5에 있어서, 상기 중합체 재료가 블록 및 그래프트 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  16. 청구항 4에 있어서, 상기 층들이 상기 굴절률에 영향을 주도록 디자인된 유기 또는 무기 재료를 더 포함하는, 방법.
  17. 청구항 4에 있어서, 0.01 이상의 구배지수를 나타내는, 방법.
  18. 청구항 4에 있어서, 0.02 내지 1.0의 구배지수를 나타내는, 방법.
  19. 청구항 4에 있어서, 0.05 내지 0.5의 구배지수를 나타내는, 방법.
  20. 청구항 4에 있어서, 상기 성분들 (a) 및 (b)가 혼화성, 비혼화성 또는 부분 혼화성 중합체 재료들인, 방법.
  21. 비구면 형상을 갖는 공압출된 다층 복합 GRIN 시이트를 포함하는 굴절률 분포형 렌즈로서,
    상기 다층 복합 시이트가 복수의 쌓여진 공압출된 다층 중합체 복합 필름들을 포함하고;
    상기 다층 중합체 복합 필름들 각각이 식 (AB)x에 의해 표현되는 복수의 적어도 2개의 교호층들 (A) 및 (B)를 포함하며, 여기에서 x=2n이고 n은 4 내지 18이며;
    층 (A)는 성분 (a)를 포함하고, 층 (B)는 성분 (b)를 포함하며;
    상기 성분들 (a) 및 (b)는 상이한 굴절률들을 갖는, 굴절률 분포형 렌즈.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 성분들 (a) 및 (b)가 중합체 재료, 복합 중합체 및 중합체 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 굴절률 분포형 렌즈.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 중합체 재료가 유리질 재료, 결정질 재료, 액정 재료 및 엘라스토머 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는, 굴절률 분포형 렌즈.
  24. 청구항 21에 있어서, 상기 층들이 5 nm 내지 1,000 ㎛의 두께를 갖는, 굴절률 분포형 렌즈.
  25. 청구항 21에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름들이 순서 층들로 쌓여서 계층적 다층 복합 GRIN 시이트를 생성시키고; 인접 다층 복합 중합체 필름들이 점진적으로 상이한 굴절률들을 나타내도록 선택되는, 굴절률 분포형 렌즈.
  26. 청구항 21에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름이 적어도 10개의 교호층들을 포함하는, 굴절률 분포형 렌즈.
  27. 청구항 21에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름이 50 내지 500,000개의 교호층들을 포함하는, 굴절률 분포형 렌즈.
  28. 청구항 21에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 5 내지 100,000개의 다층 중합체 복합 필름들로 이루어지는, 굴절률 분포형 렌즈.
  29. 청구항 21에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 20 내지 10,000개의 다층 중합체 복합 필름들로 이루어지는, 굴절률 분포형 렌즈.
  30. 청구항 21에 있어서, 성분들 (a) 및 (b)가 화학적으로 동일한 재료들인, 굴절률 분포형 렌즈.
  31. 청구항 22에 있어서, 상기 중합체 재료가 폴리에틸렌 나프탈레이트, 이의 이성질체, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 스티렌 중합체, 폴리카보네이트, 폴리(메트)아크릴레이트, 셀룰로오스 유도체, 폴리알킬렌 중합체, 플루오르화 중합체, 염소화 중합체, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리비닐아세테이트, 폴리에테르-아미드, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-에틸렌 공중합체, 폴리(에틸렌-l,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트), 아크릴 고무, 이소프렌, 이소부틸렌-이소프렌, 부타디엔 고무, 부타디엔-스티렌- 비닐 피리딘, 부틸 고무, 폴리에틸렌, 클로로프렌, 에피클로로히드린 고무, 에틸렌-프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔, 니트릴-부타디엔, 폴리이소프렌, 실리콘 고무, 스티렌-부타디엔, 우레탄 고무, 및 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌, 및 테트라플루오로에틸렌 헥사플루오로프로필렌 비닐리덴 (THV)으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 굴절률 분포형 렌즈.
  32. 청구항 22에 있어서, 상기 중합체 재료가 블록 및 그래프트 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 굴절률 분포형 렌즈.
  33. 청구항 21에 있어서, 상기 층들이 상기 굴절률에 영향을 주도록 디자인된 유기 또는 무기 재료를 더 포함하는, 굴절률 분포형 렌즈.
  34. 청구항 21에 있어서, 0.01 이상의 구배지수를 나타내는, 굴절률 분포형 렌즈.
  35. 청구항 21에 있어서, 0.02 내지 1.0의 구배지수를 나타내는, 굴절률 분포형 렌즈.
  36. 청구항 21에 있어서, 0.05 내지 0.5의 구배지수를 나타내는, 굴절률 분포형 렌즈.
  37. 청구항 21에 있어서, 상기 성분들 (a) 및 (b)가 혼화성, 비혼화성 또는 부분 혼화성 중합체 재료들인, 굴절률 분포형 렌즈.
  38. 청구항 21의 렌즈를 제작하는 방법으로서, 교호층들 (A) 및 (B)로 이루어진 한 세트의 다층 중합체 복합 필름들을 생성시킴으로써 상기 다층 복합 GRIN 시이트를 제작하는 단계; 상기 필름들을 다층 복합 GRIN 시이트로 조립하는 단계; 및 상기 다층 복합 GRIN 시이트들을 절단시키고 비구면 형상을 형상화시킴으로써 상기 굴절률 분포형 렌즈를 생성시키는 단계를 포함하는, 방법.
  39. 청구항 38에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 20% 초과의 내부 전달율을 나타내는, 방법.
  40. 청구항 38에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트의 상기 굴절률이 압력, 장력, 압축, 전단(shear) 또는 이들 응력의 조합에 의해 기계적으로 변동하는, 방법.
  41. 청구항 38에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 5 내지 100,000개의 다층 중합체 복합 필름들을 포함하는, 방법.
  42. 청구항 38에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 20 내지 10,000개의 다층 중합체 복합 필름들을 포함하는, 방법.
  43. 청구항 38에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 10 nm 내지 10 cm의 전체 두께를 갖는, 방법.
  44. 청구항 38에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 25 ㎜ 내지 3 cm의 전체 두께를 갖는, 방법.
  45. 청구항 38에 있어서, 상기 다층 중합체 복합 필름들이 상이한 굴절률들을 나타내는, 방법.
  46. 청구항 45에 있어서, 굴절률들의 상기 차가 층들 (A) 및 (B)의 상대 두께를 교호시킴으로써 달성되는, 방법.
  47. 청구항 38에 있어서, 상기 다층 중합체 복합 필름 또는 다층 복합 GRIN 시이트가 단축으로(uniaxially) 또는 이축으로(biaxially) 배향되는, 방법.
  48. 복수의 쌓여진 공압출된 다층 중합체 복합 필름들을 포함하는 공압출된 다층 복합 GRIN 시이트을 포함하는 비구면 굴절률 분포형 렌즈로서,
    상기 다층 중합체 복합 필름들 각각이 식 (AB)x에 의해 표현되는 복수의 적어도 2개의 교호층들 (A) 및 (B)를 포함하며, 여기에서 x=2n이고 n은 4 내지 18이며;
    층 (A)는 성분 (a)를 포함하고, 층 (B)는 성분 (b)를 포함하며;
    상기 성분들 (a) 및 (b)는 상이한 굴절률들을 가지며;
    상기 시이트는 상기 렌즈 두께를 통해 제 1 반-포물선 GRIN 분포를 갖는 편평 타원 및 제 2 반-포물선 GRIN 분포를 갖는 장축 타원을 규정하는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  49. 청구항 48에 있어서, 상기 굴절률이 상기 렌즈의 주변을 향한 방향으로 감소하는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  50. 청구항 48에 있어서, 상기 성분들 (a) 및 (b)가 중합체 재료, 복합 중합체 및 중합체 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  51. 청구항 48에 있어서, 상기 중합체 재료가 유리질 재료, 결정질 재료, 액정 재료 및 엘라스토머 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  52. 청구항 48에 있어서, 상기 층들이 5 nm 내지 1,000 ㎛의 두께를 갖는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  53. 청구항 48에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름들이 순서 층들로 쌓여서 계층적 다층 복합 GRIN 시이트를 형성하고; 인접 다층 복합 중합체 필름들이 점진적으로 상이한 굴절률들을 나타내도록 선택되는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  54. 청구항 48에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름이 적어도 10개의 교호층들을 포함하는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  55. 청구항 48에 있어서, 상기 다층 복합 중합체 필름이 50 내지 500,000개의 교호층들을 포함하는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  56. 청구항 48에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 5 내지 100,000개의 다층 중합체 복합 필름들로 이루어지는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  57. 청구항 48에 있어서, 상기 다층 복합 GRIN 시이트가 20 내지 10,000개의 다층 중합체 복합 필름들로 이루어지는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  58. 청구항 48에 있어서, 성분들 (a) 및 (b)가 화학적으로 동일한 재료들인, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  59. 청구항 50에 있어서, 상기 중합체 재료가 폴리에틸렌 나프탈레이트, 이의 이성질체, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 스티렌 중합체, 폴리카보네이트, 폴리(메트)아크릴레이트, 셀룰로오스 유도체, 폴리알킬렌 중합체, 플루오르화 중합체, 염소화 중합체, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리비닐아세테이트, 폴리에테르-아미드, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-에틸렌 공중합체, 폴리(에틸렌-l,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트), 아크릴 고무, 이소프렌, 이소부틸렌-이소프렌, 부타디엔 고무, 부타디엔-스티렌-비닐 피리딘, 부틸 고무, 폴리에틸렌, 클로로프렌, 에피클로로히드린 고무, 에틸렌-프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔, 니트릴-부타디엔, 폴리이소프렌, 실리콘 고무, 스티렌-부타디엔, 우레탄 고무, 및 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌, 및 테트라플루오로에틸렌헥사플루오로프로필렌 비닐리덴 (THV)으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  60. 청구항 50에 있어서, 상기 중합체 재료가 블록 및 그래프트 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
  61. 청구항 48에 있어서, 상기 층들이 상기 굴절률에 영향을 주도록 디자인된 유기 또는 무기 재료를 더 포함하는, 비구면 굴절률 분포형 렌즈.
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