KR20220021910A - 저-복굴절 베이스 렌즈 상에 홀로그래픽 미러를 갖는 안구 렌즈 - Google Patents
저-복굴절 베이스 렌즈 상에 홀로그래픽 미러를 갖는 안구 렌즈 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시물은 안구 렌즈에 관한 것으로서, 안구 렌즈는, - 적어도 하나의 저-복굴절 재료 층(11), 및 저-복굴절 재료 층의 표면 상에 기록된 적어도 하나의 홀로그래픽 구성 요소(20)를 포함하는 베이스 렌즈(10); 및 - 베이스 렌즈(10)에 조립된 보조 렌즈(30)를 포함한다. 또한, 본 개시물은 이러한 안구 렌즈를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 적어도 하나의 홀로그래픽 구성 요소(holographic component)가 기록된(recorded) 저-복굴절(low-birefringence) 재료 층을 포함하는 베이스 렌즈(base lens)를 포함하는 안구 렌즈(ophthalmic lens)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 안구 렌즈의 제조 공정에 관한 것이다.
디스플레이 기능을 갖는 머리 착용식(head-mounted) 장치는 이미 잘 알려져 있다. 이러한 장치에 따라, 착용자는 증강현실을 위한 영상 또는 텍스트를 시각화할 수 있다.
이를 위해, WO2016/156614 문헌에서, 안경테(frame) 상에 끼워 맞춰져서 착용자에 의해 착용되도록 의도된 안구 렌즈를 제공하기 위한 방법이 알려져 있으며, 렌즈는, 안경테에 통합된 영상 소스(image source)에 의해 발생된 광을 반사하도록 구성된 홀로그래픽 미러(holographic mirror)를 포함한다.
미러는 홀로그래피 프로세스를 사용하여 기록된다는 점에서 홀로그래픽이다. 보다 구체적으로는, 홀로그래픽 미러는, 기록되지 않은 매체의 필름을 안구 렌즈 상에 제공하는 단계, 및 홀로그래픽 매체에서 적어도 하나의 참조 빔(reference beam)과 조명/시험체 빔(illumination/object beam) 간의 간섭을 발생시킴으로써 홀로그래픽 미러를 기록하는 단계에 의해 획득된다.
기록하는 단계 동안 빔의 구성에 따라, 미러 상에서의 반사 시에, 영상 소스로부터 비롯되는 광 빔의 파면을 변형시킬 수 있는 광학 기능이 미러에 부여될 수 있다. 따라서, 기록하는 단계는, 렌즈 및 안경테의 구성에 따라, 그리고 선택적으로 착용자의 일부 특징에 따라 수행될 수 있다.
홀로그램의 품질, 및 특히, 홀로그래픽 미러에 의해 수행되는 광학 기능의 정확도는, 광학 기능을 기록하기 위해 생성된 간섭 무늬(interference fringe)의 품질에 따라 좌우된다. 이러한 품질은, 참조 빔과 조명/시험체 빔의 편광 사이의 각도(ø)와 직접 연관된 간섭 무늬의 가시도(visibility)(V)와 관련된다:
여기서, Vmax는 이상적으로 1인 최대 가시도이다.
기재 매체가 균일하고, 특히 저-복굴절을 갖는 경우, 각도는 기록 셋업(recording setup)에만 연관되며, 용이하게 최적화될 수 있다. 그러나, 기재 매체가 복굴절인 경우, 각도는 재료 자체로 인해 국부적으로 가변될 수 있으며, 이로 인해, 무늬의 국부적으로 감소된 가시도, 그리고 이에 따라 홀로그래픽 미러의 불량한 품질 및 균일성을 초래한다.
렌즈 상의 홀로그래픽 미러의 기록의 다른 문제는, 대규모로 이러한 렌즈를 제조하는 복잡성이다. 실제로, 홀로그래픽 기록은, 렌즈 특성(예를 들어, 렌즈 굴절력(power), 렌즈가 통합된 머리 착용식 장치의 유형 등)에 따라 좌우될 수 있으며, 이는 각각의 홀로그래픽 구성 요소의 구성 및 이에 따른 각각의 기록 광학 셋업의 구성을 렌즈 특성에 맞춰야 함을 의미한다. 이는 제조 공정의 복잡성 및 고비용을 유발한다.
본 개시물의 목적은 종래기술의 단점에 대한 솔루션을 제공하는 것이다.
특히, 본 개시물의 하나의 목적은, 예를 들어, 굴절률, 투과율, 복굴절, 흡수 필터링, 굴절력(누진 광 굴절력을 포함함) 등의 측면에서, 렌즈의 광학 특성과 관계없이, 더 저렴하고 더 신속한 방식으로, 홀로그래픽 구성 요소를 포함하는 렌즈를 제조하기 위한 방식을 제공하는 것이다.
전술한 목적은 독립 청구항에 기재된 특성의 조합에 의해 달성되며, 종속 청구항은 본 발명의 구체적인 바람직한 실시예를 규정한다.
안구 렌즈 및 이를 제조하기 위한 방법이 개시된다.
본 개시물의 일 실시형태에 따른 안구 렌즈는, 홀로그래픽 구성 요소가 기록된 저-복굴절 재료 층을 포함하는 베이스 렌즈, 및 베이스 렌즈에 조립된 보조 렌즈를 포함한다. 저-복굴절 재료 층으로 인해, 고품질의 효율적인 홀로그래픽 구성 요소를 획득하는 것이 가능하다. 그 다음, 보조 렌즈는, 보조 렌즈를 베이스 렌즈에 단순히 조립함으로써, 기계적이든 및/또는 광학적이든 관계없이, 임의의 원하는 기능을 제공할 수 있다. 특히, 보조 렌즈는, 홀로그래픽 미러의 제조 비용 또는 복잡성에 악영향을 주지 않으면서, 고-복굴절 재료(high-birefringence)로 제조될 수 있다.
예를 들어, 베이스 렌즈는 평면 렌즈(plano lens)일 수 있으며(즉, 임의의 굴절력이 없음), 보조 렌즈는 최종 렌즈의 굴절력에 해당하는 광 굴절력을 가질 수 있다. 실시형태에서, 베이스 렌즈 및/또는 보조 렌즈는, 광학 기능을 포함할 수 있다. 특히, 극성(polar)/광변색(photochromic)/착색 기능을 베이스 렌즈의 전방 표면에 포함하는 반면에, 홀로그래픽 구성 요소는 이의 후방 표면에 있으므로, 주변 환경으로부터의 광은 감소되는 반면에, 디스플레이로부터 나와서 미러에 의해 반사되는 광은 감소되지 않기 때문에, 가상 영상 명암비(contrast)를 증가시킬 수 있으며, 이는 증강현실 적용예를 위해 특히 적합하다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본원에 제공된 설명 및 그 이점의 보다 완전한 이해를 위해, 이제 첨부된 도면 및 상세한 설명과 관련하여 고려되는 이하의 간단한 설명이 참조되며, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은 안구 렌즈의 제1 실시예를 도시한다.
도 2는 안구 렌즈의 제2 실시예를 도시한다.
도 3은 안구 렌즈의 제3 실시예를 도시한다.
도 4는 안구 렌즈가 삽입되는 광학 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 5a 내지 도 5d는 홀로그래픽 미러를 기록하기 위한 다양한 광학 장치를 개략적으로 도시한다.
도 6은 안구 렌즈를 제조하는 방법의 예시적인 실시형태의 주요 단계를 개략적으로 도시한다.
도 1은 안구 렌즈의 제1 실시예를 도시한다.
도 2는 안구 렌즈의 제2 실시예를 도시한다.
도 3은 안구 렌즈의 제3 실시예를 도시한다.
도 4는 안구 렌즈가 삽입되는 광학 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 5a 내지 도 5d는 홀로그래픽 미러를 기록하기 위한 다양한 광학 장치를 개략적으로 도시한다.
도 6은 안구 렌즈를 제조하는 방법의 예시적인 실시형태의 주요 단계를 개략적으로 도시한다.
정의
이하의 정의는 본 개시물을 설명하기 위해 제공된다.
"홀로그래픽 미러"(HM)는 당업계에 알려져 있다. 미러는, 홀로그래피 프로세스를 사용하여 기록된 경우 홀로그래픽 미러인 것으로 정의된다. 이러한 미러는, 착용자에 의한 영상의 시각화를 유발하도록 착용자의 눈을 향하는, 예를 들어, 디스플레이 화면, 피코 프로젝터(picoprojector) 등일 수 있는 영상 소스에 의해 발생된 광 빔을 반사하기 위해 사용된다. 홀로그래픽 미러는, 통상적인 홀로그램 시청 시에 그런 것처럼 기록된 홀로그래픽 영상을 재구성하기 위해 사용되지 않는다.
기록 구성에 따라, 홀로그래픽 미러를 지지하는 층의 기하학적 구조와 무관한 광학 기능이 미러에 부여될 수 있다. 예를 들어, 홀로그래픽 미러는, 초점 거리를 갖거나 갖지 않을 수 있거나, 상이한 파장을 반사하거나 상이한 기능의 하나 또는 다수의 구역을 포함할 수 있거나, 결정된 굴절력을 가질 수 있는 등이다.
"홀로그래픽 필터"는, 홀로그래피 프로세스를 통해 지지물 상에 기록된 광학 필터이다. 이러한 필터는, 특정 방향으로, 하나의 파장 또는 파장 범위를 통과시킬 수 있다.
"홀로그래픽 렌즈"는, 홀로그래피 프로세스에 의해 지지물 상에 기록된 렌즈이다. 이는 주어진 방향으로 또는 주어진 위치에 광을 집속시키기 위해, 주어진 파장에 대해 또는 파장 범위로 작용할 수 있다. 동일한 지지물 상에서, 홀로그래픽 렌즈는, 스펙트럼 및/또는 각도 선택성을 나타내도록 구성될 수 있으며, 상이한 초점 거리 및 상이한 스펙트럼 또는 각도 선택성의 상이한 구역을 갖도록 구성될 수 있다.
"홀로그래픽 편향기"는, 인입 광이 따르는 방향과 상이한 방향을 향해 인입 광을 지향시키는 홀로그래픽 구성 요소이다.
"푸리에 홀로그램(Fourier hologram)"은, 투과율 또는 반사율로, 외부 소스에 의해 판독될 수 있는 영상을 포함하는 홀로그램이며, 이에 따라 증강현실, 시력 검사 또는 시각 교정의 적용예를 위한 소형 디스플레이를 제조할 수 있게 한다.
"에지-라이트(edge-lite) 홀로그램"은, 예를 들어 적절한 센서, 디스플레이 또는 필터 통합을 위해, 얇은 층 내에서 광의 안내를 가능하게 하는 홀로그램이다.
이하의 모든 부분에서, 홀로그래픽 구성 요소는, 홀로그래픽 미러, 홀로그래픽 필터, 홀로그래픽 렌즈, 홀로그래픽 편향기, 푸리에 홀로그램, 또는 에지-라이트 홀로그램 중 어느 하나를 지칭할 수 있다.
지지물 상의 홀로그래픽 구성 요소의 기록은, 광 빔을 방출하는 광원(예를 들어, 레이저)을 포함하는 광학 장치를 통해 수행된다. 일반적으로, 편광 빔 스플리터는, 빔을 2개의 빔(즉, 하나의 참조 빔 및 하나의 조명 빔)으로 분할할 수 있게 하며, 두 빔은 홀로그래픽 구성 요소의 유형에 따라 동일한 면 또는 대향 면들 상의 홀로그래픽 매체를 조명한다. 홀로그래픽 기록 매체 상에서 참조 빔 및 조명 빔으로 인해 유발되는 간섭은, 홀로그래픽 구성 요소를 기록할 수 있게 한다. 참조 빔 및 조명 빔의 구성은, 홀로그래픽 구성 요소의 기능 및 구성을 조정할 수 있게 한다. 예를 들어, 홀로그래픽 미러의 경우, 광학 장치가 세팅되면(예를 들어, 기하학적 구조, 빔 크기 등), 홀로그래픽 미러의 특징은, 하나 이상의 파라미터를 가변시킴으로써 변경될 수 있으며, 하나 이상의 파라미터는, (무늬 명암비 및 회절 효율에 영향을 주는) 2개의 빔 간의 굴절력 비율, (회절 및 확산 효율에 영향을 주는) 노광 시간, 그리고 (섬유에서 방출될 때 빔의 편광에 영향을 주는) 참조 빔 및 조명 빔을 투과시키는 편광 유지 섬유가 위치된 회전 가능한 지지물의 가능한 사용을 포함한다. 홀로그래픽 구성 요소를 기록하기 위해, 복수의 참조 빔 및/또는 조명 빔이 사용될 수도 있음을 유의할 수 있다. 당업자는 원하는 홀로그래픽 구성 요소 구성을 달성하기 위해 사용되는 기록 셋업에 관한 보다 상세한 내용에 대해 WO 2016/156614 문헌을 참조할 수 있다.
"머리 착용식 디스플레이 장치"(HMD)는 당업계에 알려져 있다. 이러한 장치는, 헬멧 착용식 디스플레이, 광학적 머리 착용식 디스플레이, 헤드-워드(head-word) 디스플레이 등을 포함하여, 착용자의 머리 상에 또는 착용자의 머리를 중심으로 착용되어야 한다. 이들은 착용자에 의한 시각화를 위해 영상을 디스플레이하기 위한 광학 수단을 포함한다. HMD는 컴퓨터 생성 영상 및 "실제" 시야(vision field)의 중첩된 시각화를 가능하게 할 수 있다. HMD는 단안(외눈) 또는 쌍안(양안)일 수 있다. 본 개시물에 따른 렌즈를 포함하는 HMD는, 안경, 마스크(예를 들어, 스키 또는 다이빙 마스크), 고글 등을 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다. HMD는 하나 이상의 안구 렌즈를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, HMD는, 태양광 렌즈(solar lens)일 수 있는 안구 렌즈를 구비한 하나의 안경이다.
"영상 소스"(IS)는 당업계에 알려져 있다. 영상 소스는, 착용자에 의한 시각화를 위해 영상을 디스플레이하기에 적합한 광 빔을 방출할 수 있는 임의의 광원이다. 시각화는, 영상 소스로부터 비롯되는 조명 빔이 홀로그래픽 미러 상에서 반사된 후에 이루어진다. 본 개시물의 실시형태에서, IS는, 안경의 안경다리 구성 요소와 같은, 예를 들어 HMD의 안경다리 구성 요소 상에서, 착용자의 관자놀이 옆에 위치될 수 있다는 점에서, 전형적으로 오프 액시스(off-axis)이다. 본 개시물의 실시형태에서, IS는, 가상 영상(컴퓨터 생성 영상)의 디스플레이를 위해 구성된 임의의 영상 소스일 수 있다. 이는 화면(예를 들어, OLED, LCD, LCOS 등), 이의 광원(예를 들어, 레이저, 레이저 다이오드 등)과 조합하여 이루어진 위상 및/또는 진폭 SLM(공간 광 변조기), 피코 프로젝터와 같은 프로젝터(LED, 다이오드, 레이저 등을 사용할 수 있는 MEMS 또는 DLP), 또는 임의의 다른 소스일 수 있다. 또한, IS는, 임의의 다른 영상 소스(컴퓨터 생성 영상 소스) 및/또는 제어 전자 장치 및/또는 전원 공급기 및/또는 선택적인 광학 요소 등을 포함할 수 있다.
안구 렌즈
이제 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 개시물의 실시형태에 따른 안구 렌즈(1)가 설명될 것이다.
안구 렌즈(1)는, 홀로그래픽 구성 요소(20)가 기록된 층(11)을 포함하는 베이스 렌즈(10), 및 베이스 렌즈(10)에 조립된 보조 렌즈(30)를 포함한다.
도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 일 실시형태에 따라, 이러한 안구 렌즈(1)는, 내장형 영상 소스(51)가 위치된 안경테(50)를 포함하는 머리 착용식 디스플레이 장치(HMD)(5) 내에 끼워 맞춰지도록 적응된다. 이러한 실시형태에서, 홀로그래픽 구성 요소(20)는 홀로그래픽 미러를 포함할 수 있다. 이 경우, 영상 소스(51)는 상기 홀로그래픽 미러를 조명하도록 구성되며, 상기 홀로그래픽 미러(20) 상에서 반사 시에, 착용자의 주변 환경의 실제 시야(vision)에 중첩되는, 착용자에 의한 가상 영상의 시각화를 유발하도록 구성된다. 굴절이상 착용자의 경우, 안구 렌즈(1)는, 착용자의 가상 시야(영상 소스에 의해 생성된 영상의 시야) 및 실제 시야(착용자의 주변 환경의 시야)를 모두 보정하도록 적응된다.
구체적인 적용예는, 눈 동공과 영상 소스 간에 광학 접합(optical conjugation)이 구현되는 증강현실 장비이다. 이러한 구성예에서, HMD(5)는, 영상 소스와 렌즈 사이에 개재된 이동식 마이크로 미러를 포함할 수 있으며, 이동식 마이크로 미러는, 눈 동공의 움직임을 따르도록 눈 동공의 위치에 따라 이동한다. 또한, 이러한 구성예에서, 렌즈에 기록된 홀로그래픽 미러는, 영상 소스와 동공 간의 광학 접합을 구현하도록 구성된다. 홀로그래픽 미러와 동공 사이의 매우 짧은 거리를 고려할 때, 이는 미러가 예를 들어, +40D 내지 +60D 범위의 큰 굴절력을 갖는다는 것을 의미한다.
다른 가능한 적용예는, 눈 동공과의 접합은 없지만, 그 대신에, 영상 소스가 홀로그래픽 미러의 초점 근처에 위치되고, 홀로그래픽 미러가 가상 영상을 무한대로 보내도록 구성되는, 이미징 시스템이다.
안구 렌즈(1)의 베이스 렌즈(10)는 적어도 부분적으로 투명하다. 이는 평면형, 곡선형, 구형, 원통형, 또는 완전히 자유 형태일 수 있다. 베이스 렌즈의 외측 형상은 자유 형태, 원형, 사각형 등일 수 있다. 보조 렌즈는, 평면형, 곡선형, 구형, 원통형, 또는 완전히 자유 형태일 수 있다. 보조 렌즈의 외측 형상은, 자유 형태, 원형, 사각형 등일 수 있다.
베이스 렌즈(10)의 층(11)은, 고품질 홀로그래픽 구성 요소(20)의 기록을 가능하게 하기 위해, 저-복굴절 재료로 제조된다. 전술한 바와 같이, 광학 기능을 기록하기 위해 생성된 간섭 무늬의 가시도(V)는, 참조 빔과 조명 빔의 편광 사이의 각도(Ψ)에 따라 좌우된다. 복굴절 재료는, 기록된 층의 표면을 따라 간섭 무늬의 가시도를 감소시키는 편광의 고유한 변화를 포함한다.
여기서, 저-복굴절을 갖는 재료는, 재료 층의 표면에 걸친 무늬의 가시도가 최대 가시도(Vmax)의 적어도 80%인 재료인 것으로 간주되며, 이는 약 0 내지 38°의 각도(Ψ)의 변화량에 해당하고, 이는 결과적으로 하나의 무늬의 폭 미만에 해당하며, 밝은 무늬는 평행 편광 상태에 해당하고, 어두운 무늬는 수직 편광 상태에 해당한다.
이하의 재료는 저-복굴절을 가지며, 홀로그래픽 구성 요소가 기록된 베이스 렌즈의 층(11)을 형성하기에 적합하다:
- MR-7TM 및 MR-8TM의 상품명으로 Mitsui Toatsu Chemicals Company에 의해 판매되는 열경화성 폴리티오우레탄 수지;
- Orma®라는 상품명으로 Essilor에 의해 판매되거나, CR-39로도 알려져 있는 알릴 디글리콜 카보네이트;
- 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC);
- 1.74 굴절률 재료;
- 무기물 유리.
반면에, 보조 렌즈(30)는, 홀로그래픽 미러를 그 위에 기록할 필요가 없기 때문에, 적어도 하나의 고-복굴절 재료 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조 렌즈는, 폴리카보네이트로 형성될 수 있다. 그러나, 보조 렌즈(30)가 저-복굴절 재료로 형성될 수도 있거나, 다양한 층으로 형성될 수도 있으며, 그 중 일부는 고-복굴절이고, 다른 것들은 저-복굴절이다.
일 실시형태에 따라, 저-복굴절 재료 층(11)은 광 굴절력을 갖지 않으므로, 착용자에 대한 보정을 제공하지 않는다. 안구 렌즈(1)는 결정된 굴절력을 가질 수 있다. 이 경우, 굴절력은 보조 렌즈(30)에 의해 제공될 수 있다. 또한, 안구 렌즈(1)는 광 굴절력을 제공하지 않을 수 있다. 이 경우, 보조 렌즈(30)는 평면 렌즈일 수 있으며, 즉, 광 굴절력이 없지만, 베이스 렌즈(10)(후자가 매우 얇은 경우, 예를 들어 1 mm 두께 미만인 경우)의 기계적 특성을 증가시키기 위해, 및/또는 안구 렌즈에 적어도 하나의 광학 기능을 제공하기 위해 사용되는 렌즈일 수 있다.
그러나, 층(11), 그리고 가능하게는 전체 베이스 렌즈(10), 그리고 가능하게는 보조 렌즈(30)가 광 굴절력을 갖지 않더라도, 이들은 좋은 심미감을 제공하기 위해 곡면을 가질 수 있다. 제한적이지 않은 실시예에 따라, 저-복굴절 재료 층(11)은, 전방 표면(12) 및 후방 표면(13)을 포함하며, 두 표면은 모두 구형일 수 있으므로, 광 굴절력을 갖지 않는다.
다른 실시형태에 따라, 저-복굴절 재료 층(11)은 광 굴절력을 포함할 수 있다. 보조 렌즈(30)는, 렌즈(1)의 원하는 굴절력을 달성하기 위해, 저-복굴절 재료 층(11)의 굴절력과 상보적인 굴절력을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 베이스 렌즈(10)는, 저-복굴절 재료 층(11), 및 후자 상에 기록된 홀로그래픽 구성 요소(20)만을 포함한다. 베이스 렌즈(10)가 상기 층(11)만을 포함하는 경우, 베이스 렌즈(10)의 전방 표면 또는 후방 표면을 각각 형성하는, 층(11)의 전방 표면(12) 또는 후방 표면(13) 상에 홀로그래픽 구성 요소(20)가 기록될 수 있다. 보조 렌즈(30)는 베이스 렌즈(10)에 조립될 수 있다(전방 표면 상에, 또는 보다 바람직하게는, 후자의 후방 표면 상에 조립될 수 있다).
그 중 일부 실시예가 도 2 및 도 3에 도시되는 실시형태에서, 베이스 렌즈(10) 및/또는 보조 렌즈(30)는, 적어도 하나의 광학 기능(예를 들어, 진폭 필터링 기능, 스펙트럼 필터링 기능(예를 들어, 단파장 통과(shortpass) 또는 장파장 통과(longpass)와 같은 에지 통과(edgepass), 또는 대역 통과 필터링, 또는 예를 들어, 착색하거나, 광변색 또는 전기변색(electrochromic) 기능을 포함함으로써, 특정 색상의 필터링), 또는 편광 기능)을 제공하도록 적응된다.
상기 광학 기능을 제공하기 위해, 베이스 렌즈(10) 및/또는 보조 렌즈(30)는, 하나보다 많은 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스 렌즈가 광학 기능을 제공하는 경우, 광학 기능은, 저-복굴절 재료 층(11)에 의해 구현될 수 있거나(예를 들어, 층(11)은 태양광/UV-방지 보호를 제공하기 위해 착색될 수 있음), 후자에 조립된 적어도 하나의 추가적인 층(14)에 의해 구현될 수 있거나, 층(11) 및 추가적인 층(14)의 조합으로 구현될 수 있다.
이 경우, 베이스 렌즈(10)의 추가적인 층(14) 및 홀로그래픽 구성 요소(20)의 상대 위치, 그리고 보조 렌즈(30)(즉, 베이스 렌즈(10)의 전방 또는 후방 표면에 조립됨)의 위치는, 추가적인 층 및/또는 보조 렌즈(30)에 의해 제공되는 광학 기능에 따라 결정될 수 있다.
제한적이지 않은 실시예에 따라, 광학 기능이 편광 기능, 광변색 기능, 또는 착색 층에 의해 달성되는 필터링 중 하나인 경우, 홀로그래픽 구성 요소(20)는 바람직하게는 층(11)의 후방 표면(13) 상에 기록될 수 있으며, 광학 기능은, 층(11) 자체에 의해, 또는 이의 전방 표면(12) 상의 저-복굴절 재료 층(11)에 조립된 추가적인 층(14)에 의해, 홀로그래픽 구성 요소(20)의 전면 상에 구현된다. 이에 따라, 안구 렌즈(1)가 영상 소스를 갖는 안경테에 통합되는 경우, 추가적인 층 또는 층(11) 자체에 의해 구현되는 광학 기능은, "실제" 시야로부터 인입되는 광에만 적용될 수 있으며, 영상 소스로부터 비롯되는 광, 및 그 다음 미러 상에서 반사되는 광에는 적용되지 않을 수 있다. 따라서, 광학 기능의 영향을 고려하기 위해 홀로그래픽 미러의 구성을 조정할 필요가 없다. 또한, 이 경우, 극성/광변색/착색 기능이 있으므로, 주변 환경으로부터 비롯되는 광은 감소되는 반면에, 가상 소스로부터 비롯되는 광은 감소되지 않기 때문에, 가상 영상의 명암비를 향상시킨다.
이 경우에도, 보조 렌즈(30)는, (추가적인 층(14)이 층(11)의 전방 표면에 조립된 경우, 층(11)의 후방 표면인) 베이스 렌즈(10)의 후방 표면 상에 조립될 수 있다.
베이스 렌즈(10) 또는 보조 렌즈(30)에 의해 제공될 수 있는 광학 기능의 제1 실시예는, 적어도 부분적으로 착색된다는 점이다. 베이스 렌즈(10)의 층(11) 또는 추가적인 층(14), 또는 보조 렌즈(30)의 층은, WO2018/054984 문헌에 개시된 바와 같은, 착색 재료(예를 들어, 청색 차단 기능을 포함하는 재료)로 형성될 수 있다. 또한, 층(11), 또는 추가적인 층(14), 또는 보조 렌즈(30)의 층은, UV 흡수 염료(예를 들어, TINUVIN® 477 또는 479의 상품명으로 BASF에 의해 판매되는 염료)를 포함할 수 있다. 홀로그래픽 구성 요소(20)가 저-복굴절 재료 층(11)의 후방 표면 상에 기록된 경우, UV 흡수 염료를 제공함으로써, 홀로그래픽 구성 요소에 도달하는 UV의 양을 감소시켜서, 그러한 구성 요소가 가질 수 있는 누르스름한 양태를 감소시킨다.
도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따라, 베이스 렌즈(10)는, 광변색 폴리우레탄 층(14)과 같은, 추가적인 광변색 층(14)을 포함한다. 다른 실시형태에서, 보조 렌즈(30)가 이러한 광변색 층을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 다른 실시예에 따라, 베이스 렌즈(10)는 편광 셀(15)을 포함할 수 있다. 전형적으로, 편광 셀(15)은 2개의 저-복굴절 재료 층을 포함하며, 그 사이에 편광 필름이 위치된다. 이 경우, 홀로그래픽 구성 요소(20)가 기록된 저-복굴절 재료 층(11)은, 셀의 2개의 저-복굴절 재료 층 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 편광 셀은, 3개의 TAC-PVA-TAC 층(PVA는 폴리비닐 알코올을 의미함)의 적층물로 형성될 수 있으며, 이 경우, TAC 층 중 하나는, 홀로그래픽 구성 요소(20)가 기록된 저-복굴절 재료 층(11)을 형성할 수도 있다. 또한, 편광 셀(15)은, 3개의 PC-PVA-PC 층(PC는 폴리카보네이트를 의미함)의 적층물로 형성될 수 있다. PC가 고-복굴절 재료이기 때문에, 이 경우, 베이스 렌즈(10)는, 셀(15) 상에 조립되고 후자의 일부를 형성하지 않는, 저-복굴절 재료 층(11)을 포함한다. 도시되지 않은 다른 실시예에 따라, 보조 렌즈(30)가 이러한 편광 셀(15)을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 베이스 렌즈(10) 또는 보조 렌즈(30)는, 전기변색 셀(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
마지막으로, 베이스 렌즈(10) 및 보조 렌즈(30) 중 적어도 하나는, 이의 외측 표면 상에 코팅(16)(예를 들어, 내마모성 코팅(경질 다층 코팅으로도 알려짐) 및/또는 반사 방지 코팅)을 포함할 수 있다. 홀로그래픽 구성 요소(20)가 저-복굴절 재료 층(11)의 후방 표면 상에 기록된 경우, 상기 표면은 바람직하게는 베이스 렌즈(10)의 후방 표면(22)을 형성하며, 코팅(16)은 바람직하게는 베이스 렌즈의 전방 표면(21) 상에 증착된다. 또한, 홀로그래픽 구성 요소(20) 위의 베이스 렌즈(10)의 후방 표면(22) 상에 추가적인 코팅(16)이 제공될 수 있다. 홀로그래픽 구성 요소와 코팅(16) 사이에 추가적인 중간 층이 제공될 수 있다.
코팅이 반사 방지 코팅인 경우, 기록의 품질을 향상시키고 홀로그래픽 구성 요소를 보호하기 위해, 홀로그래픽 구성 요소(20)의 기록 전에, 코팅이 증착될 수 있다.
다른 실시형태에 따라, 홀로그래픽 구성 요소(20)는, 저-복굴절 재료 층(11)의 전방 표면 상에 기록될 수 있으며, 상기 홀로그래픽 구성 요소(20)는, 베이스 렌즈(10)의 전방 표면을 형성하거나 추가적인 층에 의해 커버되고, 베이스 렌즈(10)는, 이의 전방 표면에, 그리고 가능하게는 이의 후방 표면에도, 코팅을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시예와 같은 실시형태에서, 베이스 렌즈(10)는, 원하는 기능 또는 하나보다 많은 기능을 제공하기 위해, 하나보다 많은 추가적인 층(14)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 추가적인 층은, 예를 들어, 광변색 층(14) 또는 편광 셀(15)일 수 있으며, 적어도 하나의 다른 층(16)은, 하나 이상의 코팅(내마모성, 반사 방지 코팅 등)을 포함할 수 있다. 또한, 보조 렌즈(30)는, 다수의 원하는 광학 기능을 달성하기 위해, 하나 또는 복수의 층을 포함할 수 있다.
저-복굴절 재료 층(11)의 표면 상에 기록된 홀로그래픽 구성 요소(20)는, 미러 기능, 필터링 기능 등과 같은, 적어도 하나의 광학 기능을 제공하도록 구성된다. 일 실시예에 따라, 홀로그래픽 구성 요소(20)는 홀로그래픽 필터일 수 있다. 다른 실시예에 따라, 홀로그래픽 구성 요소(20)는, 필터링 기능을 더 포함하는 홀로그래픽 미러일 수 있다. 예를 들어, 홀로그래픽 미러(20)는, 청색광, 적색광 또는 녹색광과 같은, 특정 파장 범위의 광만을 반사하도록 구성될 수 있다. 홀로그래픽 구성 요소가 미러인 경우, 이는 HMD의 영상 소스로부터 방출된 특정 파장 범위를 반사하도록 오프 액시스 및 곡선형일 수 있다. 이 경우, 반사된 파장의 유형은, 영상 소스에 따라 좌우될 수 있다. 또한, 미러는, 착용자의 실제 시야로부터 파장을 반사하도록 구성된 평면 미러일 수 있다. 또한, 홀로그래픽 미러(20)는, 홀로그래픽 미러가 HMD의 영상 소스와 착용자의 동공 사이의 광학 접합을 제공하는, 위에 주어진 실시예에서와 같이, 원하는 굴절력을 제공할 수 있다.
또한, 홀로그래픽 구성 요소(20)는, 광도파관의 기능 등을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 홀로그래픽 구성 요소(20)는, 홀로그래픽 기록 재료 필름 상에서 적어도 하나의 참조 빔과 조명 빔 간의 간섭을 형성함으로써 기록된다. 실시형태에서, 최종 렌즈가 무엇이든 관계없이, 주어진 베이스 렌즈 기하학적 구조에 대해 홀로그래픽 구성 요소를 기록하기 위해, 동일한 셋업을 유지하는 것이 가능하다. 이는 예를 들어, 홀로그래픽 구성 요소가 홀로그래픽 필터인 경우에 그러하다. 이 경우, 보조 렌즈가 베이스 렌즈에 조립되기 전에 또는 후에, 기록이 수행될 수 있다.
다른 실시형태에서, 최종 렌즈(1)의 구성에 따라, 홀로그래픽 구성 요소(20)를 기록하기 위한 셋업을 조정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 홀로그래픽 구성 요소가 미러인 증강현실 적용예의 경우, 홀로그래픽 미러를 기록하기 위한 셋업은, 최종 렌즈 굴절력에 따라 조정될 수 있다. 이 경우, 보조 렌즈(30)는, 그것이 광 굴절력을 제공하고 저-복굴절 재료로 제조되는 경우, 바람직하게는 홀로그래픽 미러의 기록 동안 베이스 렌즈(10)에 조립된다. 대조적으로, 보조 렌즈(30)가 고-복굴절 재료로 제조되는 경우, 보조 렌즈는, 저-복굴절 재료로 제조된 동등한 렌즈로 대체될 수 있다. 또한, 셋업은, 최종 렌즈 내의 홀로그래픽 구성 요소의 위치에 따라 좌우될 수 있다(즉, 홀로그래픽 구성 요소가 베이스 렌즈의 후방 또는 전방 표면 상에 조립된 경우, 그리고 보조 렌즈(30)가 베이스 렌즈의 후방 또는 전방 표면에 조립된 경우).
실시형태에서, 층(11)은, 그 위에 기록된 복수의 홀로그래픽 구성 요소(20)를 포함할 수 있다. 제1 실시예로서, 상이한 파장 범위를 필터링하거나 반사하도록 적응된 상이한 필터 또는 미러가 저-복굴절 재료 층(11) 상에 제공될 수 있다. 이 경우, 구성 요소(20)는, 바람직하게는 층(11)의 동일한 면 상에 기록된다. 다른 실시예에서, 저-복굴절 재료 층(11)은, 디스플레이 또는 영상 소스에 의해 방출된 파장 범위의 광을 반사하도록 구성된 제1 오프 액시스 홀로그래픽 미러를 이의 제1 면(후방 표면) 상에 포함하며, 층(11)은, 예를 들어, 제1 미러에 의해 반사되지 않은 광을 착용자의 대화 상대가 볼 수 있는 것을 방지하기 위해, 평면 미러와 같은 제2 홀로그래픽 미러를 제2 면(전방 표면) 상에 더 포함할 수 있다.
안구 렌즈의 제조 방법
이제 도 6을 참조하여, 위의 설명에 따른 안구 렌즈(1)의 제조 방법(100)의 주요 단계가 설명될 것이다.
이러한 방법은, 저-복굴절 재료 층(11)의 주표면 상에 홀로그래픽 재료 필름(F)을 증착하는 하위 단계(111)를 포함하는, 저-복굴절 재료 층(11) 상에 홀로그래픽 구성 요소(20)를 형성하는 단계(110)를 포함한다. 저-복굴절 재료 층(11)은, 원하는 곡률을 제공하기 위한 열성형 단계를 미리 수행했을 수 있다.
홀로그래픽 재료는 당업계에 알려져 있다. 이러한 재료는, 중크롬산 젤라틴 및 포토폴리머를 포함한다. 적합한 포토폴리머의 제한적이지 않은 실시예는, SM-TRTM의 상품명으로 Polygrama에 의해 판매된다. 홀로그래픽 재료는, 폴리머 분사, 스프레이 코팅, 딥 코팅에 의해, 또는 스핀 코팅에 의해 증착될 수 있다. 이는 예를 들어 패드 프린팅에 의해, 특정 영역에만 또는 전체 표면에 걸쳐서, 저-복굴절 재료 층(11)의 전방 표면 또는 후방 표면 상에 증착될 수 있다. 딥 코팅의 경우, 홀로그래픽 재료가 층(11)의 양쪽 주표면 상에 증착되며, 필름 중 하나는 이후에 제거될 수 있다.
그 다음, 단계(110)는, 홀로그래픽 구성 요소를 효과적으로 기록하기 위해, 홀로그래픽 셋업에 이를 노출시키면서, 홀로그래픽 재료 필름을 노광(insolating)하는 단계(112)를 포함한다. 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 홀로그래픽 재료 필름(F) 상에서, 참조 빔(RB)과 조명 빔(IB) 간의 간섭을 발생시킴으로써, 홀로그래픽 구성 요소의 기록이 수행된다. 빔 간의 간섭을 가능하게 하기 위해, 2개의 빔은 동일한 소스(S)로부터 비롯된다. 개구, 빔의 방향, 빔 간의 거리, 소스의 파장, 및 빔의 수(적어도 2개이지만, 더 많을 수 있음)는, 기록된 광학 기능의 한정을 가능하게 한다. 특히, 참조 빔의 공간 구성은, 렌즈가 안경테 내에 끼워 맞춰지면, 홀로그래픽 구성 요소를 조명하도록 구현된 공간 구성을 반영한다(방향, 거리, 폭, 즉, 렌즈 상에 투영된 구역의 형상 및 크기 등).
기록 셋업은, 참조 빔(RB) 및 조명 빔(IB) 중 적어도 하나가 홀로그래픽 재료 필름에 도달하기 전에 저-복굴절 재료 층을 통하여 전파되도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 홀로그래픽 구성 요소의 지지물로서 저-복굴절 층을 사용함으로써, 무늬의 가시도가 증가된다는 점에서, 복굴절 재료 층을 사용하는 것에 비하여, 기록된 홀로그래픽 구성 요소의 더 우수한 품질을 제공한다.
그러나, 홀로그래픽 재료를 지지하는 재료 층과 홀로그래픽 재료 사이의 계면 상에서 빔 중 하나의 반사로 인해, 기생 홀로그램을 생성하는 일부 기생 반사가 발생할 수 있다. 이는 또한 참조 빔(RB) 및 조명 빔(IB)이 홀로그래픽 재료 필름에 도달하기 전에 저-복굴절 재료 층을 통하여 전파되지 않도록, 기록 셋업이 구성되는 경우에 그러하다.
저-복굴절 층을 사용함으로써, 특정 편광을 위해 설계될 수 있는 반사 방지 코팅을 사용할 수 있으며, 이는 홀로그래픽 재료를 지지하는 재료 층이 복굴절인 경우에 그런 것처럼, 2개의 수직 편광을 위해 설계된 반사 방지 코팅보다 설계하는 것이 더 효율적이고 더 용이할 수 있다.
추가적으로, 참조 및 조명 빔 중 적어도 하나가 적절한 편광을 통해 브류스터각(Brewster angle)에 가까운 각도로 홀로그래픽 재료 상에 인입되는 구성을 선택함으로써, 기생 반사가 더 용이하게 감소될 수도 있다. 광원(S)(전형적으로, 레이저)에 의해 방출된 광은, 예를 들어 광섬유에 의해, 저-복굴절 재료 층(11)으로 안내되며, 광섬유는, 단일-모드 섬유, 및 바람직하게는 편광 유지(PM) 단일-모드 섬유, 대형 코어 영역 섬유, 및 바람직하게는 PM 대형 코어 영역 섬유를 포함할 수 있다. 빔 스플리터는, 빔을 참조 빔 및 조명 빔으로 분할하기 위해 사용된다.
예를 들어, 기록될 홀로그래픽 구성 요소의 구성에 따라, 조명 빔 및 참조 빔을 성형하기 위해, 단초점 렌즈, 이중초점 렌즈와 같은 다초점 렌즈, 및 누진 가산(progressive addition) 렌즈로부터 선택된 하나 이상의 렌즈 뿐만 아니라, 선택적으로 평면 미러가 사용될 수 있다. 조명 빔 및/또는 참조 빔을 성형하기 위한 다른 수단(예를 들어, 가변 초점 거리를 갖는 렌즈, 공간 광 변조기, 및 적응형 미러)이 사용될 수 있다. 이러한 구성은 바람직하게는 다음을 고려한다:
- 렌즈 및 홀로그래픽 구성 요소를 착용자에게 맞추기 위한, 착용자의 데이터. 이들은 예를 들어, 동공간 거리, 눈 회전 중심 위치, 처방, 기능적 선호 등을 포함한다. 이러한 목록은 총망라한 것이 아니다.
- 안경테의 기하학적 구조(렌즈에 대한 영상 소스를 보유한 지점의 위치, 렌즈의 크기), 그 안에 내장된 가능한 부속품(예를 들어, 시선 추적기) 등을 포함하는, 안경테 데이터. 이러한 목록은 총망라한 것이 아니다.
- 렌즈의 굴절력 및 이의 광학 특성(굴절률, 투과율, 확산 등) 등을 포함하는, 보조 렌즈 데이터. 이러한 목록은 총망라한 것이 아니다.
- 베이스 렌즈의 구성(그 안에 내장된 기능) 및 이의 광학 특성 등을 포함하는, 베이스 렌즈 데이터. 이러한 목록은 총망라한 것이 아니다.
- 디스플레이 데이터: 디스플레이의 유형(OLED, LCD, LCOS와 같은 화면, 코히어런트(coherent) 여부와 관계없이, 광원, 예를 들어, LED, 레이저, 다이오드 레이저, OLED, 소스 및 화면의 조합), 원하는 사양을 갖는 영상을 투영하기 위한 능동 또는 수동 광학계의 존재(시준기, 초점, 편향기 등), 디스플레이의 기하학적 치수, 디스플레이의 물리적 특징(예를 들어, 대역폭) 등. 이러한 목록은 총망라한 것이 아니다.
홀로그래픽 구성 요소(20)가 HMD의 영상 소스에 의해 생성된 가상 영상을 반사하도록 구성된 미러인 일부 실시형태에서, 기록을 위한 광학 장치는 다음과 같도록 구성된다:
- 참조 빔(RB)은, 안경테를 착용한 경우 가상 영상의 디스플레이가 착용자에 의해 시각화되게 하도록, 상기 홀로그래픽 구성 요소를 조명하기 위해 사용될 영상 소스의 빔을 시뮬레이션하며,
- 조명 빔(IB)은,
○ 안경테를 착용한 경우 착용자에 의한 디스플레이된 가상 영상의 시각화의 거리; 및/또는
○ 안경테를 착용한 경우 착용자에 의한 상기 디스플레이된 영상의 시각화의 방향; 및/또는
○ 안경테를 착용한 경우 착용자에 의한 상기 디스플레이된 가상 영상의 시각화를 위한 홀로그래픽 미러의 다수의 영역을 한정하도록 구성된다.
HMD에서 사용되도록 의도된 홀로그래픽 미러의 기록을 위한 예시적인 실시형태가 도 5a 내지 도 5e에 도시된다. 도 5a는 평면 미러를 기록하기 위해 사용되는 셋업을 나타낸다. 이 경우, 참조 빔(RB)은, 층(11) 이후에 배치된 평면 미러(M)에 의해 반사되는 조명 투과 빔이다.
도 5b는 오프 액시스 평면 미러를 기록하기 위해 사용되는 셋업을 나타낸다. 이 경우, 조명 빔(IB)은 시준 빔이며, 참조 빔(RB)은, 홀로그래픽 미러에 대한 영상 소스(IS)의 이후의 위치에 해당하는 오프 액시스 위치로부터 도달하는 다른 시준 빔이다. 이러한 구현예는 SLM(공간 광 변조기) 또는 명시야 디스플레이(light field display: LFD)인 광원을 위해 적합하다.
도 5c는 오프 액시스 곡선형 미러를 기록하기 위한 셋업을 나타낸다. 이 경우, 조명 빔(IB)은 시준 빔이며, 참조 빔(RB)은, 예를 들어 디스플레이 또는 영상 소스의 특성을 갖고, 원하는 위치, 초점, 및 각도로 필름(F) 상에 도달한다. 이러한 구현예는, 영상 소스로서 화면을 포함하거나/포함하고 동공과 영상 소스 간의 광학 접합을 필요로 하는, HMD를 위해 적합하다.
도 5d는 디스플레이 또는 영상 소스의 시각화를 위한 오프 액시스 미러 뿐만 아니라, 외부 뷰어를 위한 기밀 필터(confidentiality filter)를 기록하기 위한 셋업을 나타낸다. 이 경우, 조명 빔(IB)은 시준 빔이며, 제1 참조 빔(RB1)은 디스플레이 및 영상 소스의 특성을 갖고, 원하는 위치, 초점, 및 각도로 층(11) 상에 도달하며, 제2 참조 빔(RB2)은, 층(11) 이후에 배치된 평면 미러(M)에 의해 반사되는 조명 시준 빔이다.
다른 유형의 광학 기능을 위해 다른 셋업이 형성될 수 있다.
일 실시형태에 따라, 베이스 렌즈(10)는, 홀로그래픽 구성 요소가 기록된 층(11)으로만 형성된다. 다른 실시형태에 따라, 베이스 렌즈(10)는, 적어도 하나의 추가적인 층(14) 및/또는 추가적인 코팅(16)을 더 포함한다.
따라서, 렌즈(1)의 제조(100)는 선택적으로, 예를 들어, 베이스 렌즈(10)가 위에 열거된 것과 같은 다른 광학 기능(예를 들어, 착색, 광변색, 전기변색, 극성 기능 등)을 포함하기 위해, 저-복굴절 재료 층(11)을 임의의 추가적인 층(14)에 조립하는 단계(113)를 더 포함한다. 이러한 단계는, 추가적인 층에 포함되는 기능의 유형에 따라 상이하게 수행될 수 있다(예를 들어, 코팅은 디핑(dipping), 스핀 코팅 등에 의해 수행될 수 있다).
단계(110 및 113)의 구현 순서는, 베이스 렌즈에 구현되는 기능에 따라 달라질 수 있다.
제1 실시형태에 따라, 저-복굴절 재료 층(11)을 추가적인 층(14)(광변색 또는 전기변색 셀(15) 또는 이의 층을 포함할 수 있음)에 조립하는 단계(113)는, 홀로그래픽 구성 요소를 기록하는 단계(110) 전에 구현될 수 있다. 이는 예를 들어, 증강현실 적용예에서, 추가적인 층이 편광, 광변색, 전기변색, 또는 필터링 기능을 제공하는 층인 경우에 그럴 수 있다. 이 경우, 착용자의 주변 환경으로부터 비롯되는 영상과 HMD의 영상 소스로부터 비롯되는 가상 영상 간의 명암비를 향상시키기 위해, 바람직하게는, 홀로그래픽 미러의 기록 전에, 추가적인 층이 층(11)의 전방 표면 상에 제공된다.
다른 실시형태에 따라, 단계(113)는, 홀로그래픽 구성 요소의 기록(110) 후에 수행될 수 있다.
또한, 방법은, 저-복굴절 재료 층(11)을 보조 렌즈(30)에 조립하는 단계(120)를 포함한다. 이러한 조립하는 단계(120)는, 접착, 캐스팅(casting), 클리핑(clipping)에 의해, 적층 가공에 의해, 예를 들어, 보조 렌즈(30)를 형성하는 재료의 복셀(voxel)을 베이스 렌즈 상에 직접 증착함으로써 수행될 수 있다.
다른 실시형태에서, 단계(120)는 후방 분사(back injection) 공정을 사용하여 수행될 수 있으며, 베이스 웨이퍼(10)가 주형에 배치되고, 보조 렌즈가 형성되어야 하는 표면(예를 들어, 후방 표면) 상에 분사 재료가 제공된다.
일 실시형태에서, 조립하는 단계(120)는, 저-복굴절 재료 층(11)을 추가적인 층(14)에 조립하는 단계(112) 후에 수행될 수 있다.
단계(120)는, 저-복굴절 재료 층(11) 상에 홀로그래픽 구성 요소를 기록하는 단계(110) 후에 또는 전에 수행될 수 있으며, 예를 들어, 보조 렌즈(30)가 저-복굴절이고 광 굴절력을 제공하는 경우, 홀로그래픽 구성 요소의 그러한 구성은 상기 광 굴절력을 고려해야 한다. 이 경우, 보조 렌즈(30)는, 홀로그래픽 구성 요소의 기록 셋업의 일부이다.
또한, 방법은, 예를 들어 반사 방지 코팅 또는 경질 다층 코팅과 같은, 적어도 하나의 코팅(16)을 증착하는 단계(130)를 포함한다. 코팅은, 저-복굴절 재료 층(11) 상에서, 또는 추가적인 층(14)(있는 경우) 상에서, 베이스 렌즈(10)의 주표면(즉, 전방 또는 후방 표면) 상에 증착될 수 있다. 이 경우, 단계(130)는, 홀로그래픽 구성 요소(20)를 기록하는 단계 전에, 또는 이러한 단계 후에 수행될 수 있다.
또한, 단계(130)는, 베이스 렌즈(10)를 보조 렌즈(30)에 조립하는 단계 후에 수행될 수 있으며, 이 경우, 이는 획득된 렌즈(1)의 전방 또는 후방 표면 상에 코팅(16)을 증착하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따라, 베이스 렌즈(10)는, 임의의 고스트 반사를 제거함으로써 기록을 개선하기 위해, 홀로그래픽 구성 요소(20)의 기록 전에 증착된 반사 방지 코팅(16)을 포함할 수 있다. 홀로그래픽 재료를 기록하는 단계(111)가 바람직하게는 80℃로 수행되기 때문에, 바람직하게는 이러한 온도를 견딜 수 있는 반사 방지 코팅이 선택된다. 다른 실시예에 따라, HMC의 증착 공정은 약 100 내지 120℃로 가열하는 단계를 필요로 하고, 홀로그래픽 구성 요소가 이러한 온도를 견디기 때문에, 홀로그래픽 구성 요소의 기록 후에, 경질 다층 코팅이 제공될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 베이스 렌즈(10)를 보조 렌즈(30)에 조립한 후에 획득된 렌즈의 전방 표면 또는 후방 표면 상에 경질 다층 코팅 및/또는 반사 방지 코팅이 증착될 수 있다.
도 6에서, 저-복굴절 재료 층(11) 상에 홀로그래픽 구성 요소(20)를 형성하는 단계(110); 광학 기능을 포함하는 추가적인 층(14)에 상기 층을 조립하는 단계(112); 그 다음, 이와 같이 획득된 베이스 렌즈를 보조 렌즈에 조립하는 단계(120); 및 이와 같이 획득된 안구 렌즈 상에 적어도 하나의 코팅(16)을 최종적으로 증착하는 단계(130)를 포함하는, 방법의 제한적이지 않은 예시적인 구현예가 도시된다.
그것이 저-복굴절 재료 층(11) 상에 기록되었기 때문에 고품질의 홀로그래픽 구성 요소(20)를 포함하고, 베이스 렌즈 또는 보조 렌즈에 의해 제공될 수 있는 임의의 적합한 광학 기능을 포함하는, 최종 렌즈가 획득된다.
Claims (14)
- 안구 렌즈(1)로서,
- 적어도 하나의 저-복굴절 재료 층(11), 및 상기 저-복굴절 재료 층의 표면 상에 기록된 적어도 하나의 홀로그래픽 구성 요소(20)를 포함하는 베이스 렌즈(10); 및
- 상기 베이스 렌즈(10)에 조립된 보조 렌즈(30)를 포함하는,
안구 렌즈(1). - 제1항에 있어서,
상기 보조 렌즈(30)는 고-복굴절 재료로 제조되는, 안구 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 안구 렌즈(1)는 광 굴절력을 가지며,
상기 저-복굴절 재료 층(11)은 광 굴절력을 갖지 않고,
상기 안구 렌즈 광 굴절력의 적어도 일부는 상기 보조 렌즈(30)에 의해 제공되는, 안구 렌즈. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 렌즈(10) 및/또는 상기 보조 렌즈(30)는, 진폭 필터링 기능, 스펙트럼 필터링 기능, 편광 기능의 그룹 중에서 선택된 광학 기능을 제공하도록 설계되는, 안구 렌즈. - 제4항에 있어서,
상기 베이스 렌즈(10)는, 편광 기능, 광변색 또는 전기변색 셀, 또는 착색 층 중 하나를 포함하며,
상기 홀로그래픽 구성 요소(20)는, 상기 베이스 렌즈의 후방 표면(22) 상에 위치되는, 안구 렌즈. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 렌즈(10)는, 편광 필름이 그 사이에 개재된 2개의 저-복굴절 재료 층으로 형성된 편광 셀(15)을 포함하며,
상기 홀로그래픽 구성 요소(20)가 기록된 상기 저-복굴절 재료 층(11)은, 상기 편광 셀(15)의 상기 2개의 저-복굴절 층 중 하나인, 안구 렌즈. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 렌즈(10)는 전방(21) 및 후방 표면(22)을 가지며,
상기 후방 표면은 상기 저-복굴절 재료 층(11)의 후방 표면(13)으로 형성되고,
상기 베이스 렌즈의 상기 전방 표면(21)은 경질 다층 코팅(16)으로 커버되는, 안구 렌즈. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀로그래픽 구성 요소(20)는,
- 홀로그래픽 미러;
- 홀로그래픽 필터;
- 홀로그래픽 렌즈;
- 홀로그래픽 편향기;
- 푸리에 홀로그램;
- 에지-라이트 홀로그램으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는, 안구 렌즈. - 안구 렌즈를 제조하는 방법으로서,
- 기록되지 않은 홀로그래픽 매체 필름을 저-복굴절 재료 층(11)의 표면 상에 증착하는 단계(111);
- 상기 저-복굴절 재료 층(10) 상에 홀로그래픽 구성 요소를 형성하기 위해, 참조 빔과 조명 빔 간의 간섭을 발생시킴으로써, 상기 홀로그래픽 매체의 홀로그래픽 기록을 수행하는 단계(112); 및
- 상기 저-복굴절 재료 층(11)을 보조 렌즈(30)에 조립하는 단계(120)를 포함하며,
상기 조립하는 단계는, 상기 홀로그래픽 기록을 수행하는 단계 후에 또는 전에 수행되는,
안구 렌즈를 제조하는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 홀로그래픽 기록(112) 동안, 상기 참조 빔 및 상기 조명 빔 중 적어도 하나는, 상기 홀로그래픽 매체에 도달하기 전에 상기 저-복굴절 재료 층을 통하여 전파되는, 방법. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 홀로그래픽 기록을 수행하는 단계 전에, 상기 저-복굴절 재료 층의 열성형 단계를 더 포함하며,
상기 열성형 단계는 원하는 곡률을 달성하도록 구현되는, 방법. - 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조립하는 단계(120)는, 적층 가공, 접착, 캐스팅, 클리핑, 또는 분사에 의해 수행되는, 방법. - 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀로그래픽 기록 단계 전에 또는 후에, 상기 저-복굴절 재료 층(11)에 적어도 하나의 추가적인 층(14)을 조립하는 단계(113)를 더 포함하며,
상기 추가적인 층(14)은 광학 기능을 제공하는, 방법. - 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저-복굴절 재료 층(11)을 상기 보조 렌즈(30)에 조립함으로써 획득된 상기 렌즈의 상기 전방 및/또는 후방 표면 상에, 또는 상기 보조 렌즈(30)와의 이의 조립 전에 상기 저-복굴절 재료 층(11)을 포함하는 베이스 렌즈(10) 상에, 경질 다층 코팅 및/또는 마모 방지 코팅을 포함하는 적어도 하나의 코팅을 증착하는 단계(130)를 더 포함하는, 방법.
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