具有嵌入标签的接触镜片的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种包括能够清晰识别的、高度可见的嵌入标签的眼科镜片，所述嵌入标签在设置在眼睛上时对于所述佩戴者或其他人不可见，所述嵌入标签允许个体容易地区分所述镜片的正常态和所述镜片的倒置态以及用于任何数量的功能，所述功能包括用作品牌标签、处方标签、或美容增强件。所述嵌入标签包括仅在透射光中显示的全息记录。
【专利说明】具有敗入标签的接触I竞片
【背景技术】1.
【技术领域】
[0001]本发明涉及眼科镜片，并且更具体地涉及包括一个或多个嵌入结构的接触镜片，所述一个或多个嵌入结构对入射光的方向敏感并且可用于多个目的，所述目的包括用作倒置标记、处方标签、品牌标签和/或美容增强件。这些结构在整个角度范围上散射光，使得可在整个相同的角度范围上看到该结构，从而无论在任何视角下均有效地提供优异的可视性。
[0002]2.相关领域的讨论
[0003]近视或近视眼为眼睛的光学缺陷或屈光缺陷，其中来自图像的光线在到达视网膜之前聚焦成点。近视产生的原因通常为眼球或球状体过长或角膜过陡。可利用负数或负光焦度球面镜片来矫正近视。远视或远视眼为眼睛的光学缺陷或屈光缺陷，其中来自图像的光线在其到达视网膜之后或在视网膜的后面聚焦成点。远视产生的原因通常为眼球或球状体过短或角膜过平。可利用正数或正光焦度球面镜片来矫正远视。散光为光学缺陷或屈光缺陷，其中个体的视力因眼睛不能将点目标在视网膜上聚焦成聚焦图像而变得模糊。散光由角膜的异常曲率引起。完好的角膜为球面的，而在患有散光的个体中，角膜并非球面的。换句话讲，角膜实际上在一个方向上比另一个方向上更弯曲或更陡，从而使得图像被拉伸而不是聚焦成点。可利用柱面透镜而不是球面透镜来消除散光。
[0004]接触镜片可用于矫正近视、远视、散光以及其它视敏度缺陷。接触镜片还可用于增强佩戴者的眼睛的自然外观。接触镜片或触体仅为放置在眼睛上的透镜。接触镜片被视为医疗装置并且可被佩戴以矫正视力和/或用于美容或其它治疗原因。自20世纪50年代起，接触镜片就已被商业化利用以改善视力。早期的接触镜片由硬质材料制造或加工而成，且相对昂贵而易碎。此外，这些早期的接触镜片由如下材料加工而成，所述材料不允许足够的氧气穿过接触镜片传输到结膜和角膜，由此可潜在地引起许多不良临床效应。尽管仍在使用这些接触镜片，但它们因其不佳的初始舒适度而并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触镜片，所述软性接触镜片在当今极其流行且被广泛应用。具体地，当今可用的有机硅水凝胶接触镜片将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能相结合。事实上，与由早期的硬质材料制成的接触镜片相比，这些基于有机硅水凝胶的接触镜片具有较高的透氧度并且通常具有较高的佩戴舒适度。
[0005]接触镜片需要薄且有柔性以保证佩戴者舒适度。此柔性可导致接触镜片在处理时倒置。基本上，当由于以某种方式处理而使接触镜片的角膜侧或后曲面侧倒置并变成镜片的前曲面侧时，会发生接触镜片倒置。因此，如果接触镜片以倒置态放置于眼睛上，则不能实现所需的视力矫正和舒适度。从而需要标记接触镜片，使得其正常态可以容易地与倒置态区分开。为了不影响接触镜片的美观和光学性质，目前使用的倒置标记优选地以定位在接触镜片周边的小数字序列的形式制作。这使得标记几乎不可见，因此需要特别费力和/或充分照明来定位和识别它。因此，需要下述倒置标记，其可包括多个符号和/或字符，这些符号和/或字符在接触镜片从眼睛取出时高度可见且容易识别，但在放置在眼睛上时却消失或视觉不可见。
[0006]接触镜片也可能难以识别。例如，在不存在包装的情况下，难以识别某些镜片的制造商。此外，在不存在包装的情况下，将难以确定处方强度，这对于一只眼的处方不同于另一只眼的个体而言为尤其成问题的。换句话讲，左眼接触镜片应放置在左眼中，并且右眼接触镜片应放置在右眼中。因此，可为尤其有利的是具有含嵌入标记的接触镜片。嵌入标记可用作如上所述的倒置标记、处方标签、品牌标签、美容增强件和/或任何其他合适的功能。品牌标签不仅用于品牌识别，而且可用于阻止和防止伪造。优选地，嵌入标记在离开眼睛时为高度可见的，但当在佩戴者的眼睛上时对于佩戴者和其他人而言均为不可见的，且不影响镜片的光学性质或其美观性。
【发明内容】
[0007]根据本发明的具有嵌入标签的接触镜片克服了与以上简述的现有技术相关的缺点。
[0008]根据一个方面，本发明涉及一种具有嵌入标签的眼科镜片。眼科镜片包括接触镜片和一个或多个嵌入结构，所述一个或多个嵌入结构对入射光的方向敏感并结合到接触镜片中。
[0009]根据另一方面，本发明涉及具有一种嵌入标签的眼科镜片。眼科镜片包括接触镜片和一个或多个嵌入结构，所述一个或多个嵌入结构影响入射在接触镜片上的光的传播。
[0010]根据另一个方面，本发明涉及一种制造用于嵌入第二物体中的标签的方法。所述方法包括以下步骤:将光定向剥离材料沉积到基底上，利用线偏振光对光定向剥离材料进行定向以在基底上产生均一化背景，将掩模布置在基底前面的预定位置上，使基底上的均一化背景通过掩模暴露于正交偏振态的干涉光束，利用反应型液晶膜来涂布基底，使反应型液晶膜聚合，从基底剥离所述聚合的液晶聚合物膜，以及将剥离膜的至少一部分转移到第二物体。
[0011]根据另一个方面，本发明涉及一种制造用于嵌入第二物体中的标签的方法。所述方法包括以下步骤:将光定向剥离材料沉积到基底上，利用线偏振光对光定向剥离材料进行定向以在基底上产生均一化背景，将具有掩模的衍射波片的衍射波片布置在基底上的均一化背景的前面，使基底上的均一化背景通过具有掩模的衍射波片暴露于单个光束，利用反应型液晶膜来涂布基底上的均一化背景，使反应型液晶膜聚合，从基底剥离所述聚合的液晶膜，以及将剥离膜的至少一部分转移到第二物体。
[0012]根据另一个方面，本发明涉及一种制造用于嵌入第二物体中的标签的方法。所述方法包括以下步骤:将光定向剥离材料沉积到基底上，通过使光定向剥离材料经受预定的摆线偏振图案来在光定向剥离材料上产生衍射波片光定向条件，根据预定的摆线偏振图案来将反应型液晶膜沉积在光定向层上，使反应型液晶膜聚合，从基底剥离所述聚合的液晶膜，以及将剥离膜的至少一部分转移到第二物体。
[0013]根据另一个方面，本发明涉及一种利用摆线衍射波片薄片来制造用于嵌入第二物体中的标签的方法。所述方法包括以下步骤:将光定向剥离材料沉积到基底上，通过使光定向剥离材料经受预定的摆线偏振图案来在光定向剥离材料上产生衍射波片光定向条件，根据预定的摆线偏振图案将反应型液晶膜沉积在光定向层上，使反应型液晶膜聚合，从基底剥离所述聚合的液晶膜，用聚合的液晶膜产生薄片，以及将薄片的至少一部分转移到第二物体。
[0014]本发明涉及具有嵌入标签的接触镜片以及用于标记接触镜片以使标签仅在镜片离开眼时可见的方法。根据本发明的一个或多个接触镜片包括嵌入在光学区域之外的光学膜。光学膜可包括衍射光栅，所述衍射光栅衍射透过其传播的光，但衍射在从光栅反射的光中不可见，由此使得当镜片在眼睛上时其对于佩戴者和其他人均不可见。利用由衍射波片构成的嵌入标签通过具有连续结构的薄膜来提供高效率宽带衍射的优点。
[0015]根据本发明，可通过使用衍射波片和其他透射型全息膜来实现上述功能。衍射波片标签提供了多个优点，所述优点包括以下事实:可使用极薄的材料层来获得高对比度、衍射为在光谱上和角度上均为宽带的、可获得宽泛的衍射结构，并且这些部件允许相对廉价的制造成本。
[0016]重要的是应当指出，可通过任何数量的合适方式来实现根据本发明的嵌入标签。然而，无论如何实现嵌入标签，嵌入标签均包括对光的方向敏感的结构，如本文详细解释的那样。更广义地讲，嵌入标签包括影响入射光的传播的结构。嵌入标签为清晰地识别接触镜片提供了一种低成本的、易于制备的选择。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下文是附图所示的本发明优选实施例的更为具体的说明，通过这些说明，本发明的上述及其他特征和优点将显而易见。
[0018]图1A为根据本发明的接触镜片的可见标签的图解示意图。
[0019]图1B为根据本发明的定位在眼睛上的图1A的接触镜片的图解示意图。
[0020]图2为根据本发明的从接触镜片之外可读的标签的图解示意图。
[0021]图3为透射型光学元件的图解示意图，所述透射型光学元件在视觉上改变穿过其传播的光但不改变从其反射的光。
[0022]图4A为利用两个干涉光束来携带信息的全息图的记录的图解示意图。
[0023]图4B为利用穿过其透射的入射光从记录在图4A的全息图中的信息中获得的读数的图解不意图。
[0024]图5为摆线衍射波片的结构的图解示意图。
[0025]图6A为定位在文本上的摆线衍射波片的图解示意图。
[0026]图6B为定位在图6A的文本上的摆线衍射波片的图解示意图。
[0027]图7A为光束在摆线衍射波片上沿竖直取向的衍射的图解示意图。
[0028]图7B为光束在摆线衍射波片上沿水平取向的衍射的图解示意图。
[0029]图8A为均一化取向的材料背景上的竖直调制的摆线衍射图案的图解示意图。
[0030]图SB为均一化取向的材料背景上的水平调制的摆线衍射图案的图解示意图。
[0031]图8C为二维调制的摆线衍射图案的图解示意图。
[0032]图8D为具有均一化取向图案的水平调制的摆线衍射背景的图解示意图。
[0033]图9为根据本发明的利用干涉光束透过掩模来记录摆线衍射波片的图解示意图。
[0034]图10为根据本发明的透过掩模和充当偏振转化器的母版摆线衍射波片来印刷摆线衍射波片标签的图解示意图。
[0035]图1lA为位于交叉偏振器之间的基底上的摆线衍射波片标签的图解示意图。
[0036]图1lB为位于交叉偏振器之间的承载与玻璃分离的标签的聚合物膜的图解示意图。
[0037]图1lC为不具有偏振器的聚合物膜的图解示意图。
[0038]图12为根据本发明的通过在摆线光定向基底上图案化反应型液晶、随后进行聚合和剥离的接触镜片标签的制造工艺的图解示意图。
[0039]图13为根据本发明的接触镜片标签的可供选择的制造工艺的图解示意图。
[0040]图14A和图14B为根据本发明的从基底移除包括一系列印刷标签的聚合物膜的工艺的图解示意图。
【具体实施方式】
[0041]接触镜片或触体仅为放置在眼睛上的透镜。接触镜片被视为医疗装置并且可被佩戴以矫正视力和/或用于美容或其它治疗原因。自20世纪50年代起，接触镜片就已被商业化利用以改善视力。早期的接触镜片由硬质材料制备或制造而成，且相对昂贵而易碎。此夕卜，这些早期的接触镜片由如下材料制造，所述材料不允许足够的氧气穿过接触镜片传输到结膜和角膜，由此可潜在地引起许多不良临床效应。尽管仍在使用这些接触镜片，但它们因其不佳的初始舒适度而并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触镜片，所述软性接触镜片在当今极其流行且被广泛应用。具体地，当今可用的有机硅水凝胶接触镜片将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能相结合。事实上，与由早期的硬质材料制成的接触镜片相比，这些基于有机硅水凝胶的接触镜片具有较高的透氧度并且通常具有较高的佩戴舒适度。
[0042]当前可获得的接触镜片一直是用于视力矫正的高性价比装置。薄塑料透镜贴合在眼睛的角膜之上，以矫正视力缺陷，包括近视或近视眼、远视或远视眼、散光(即角膜中的非球面性)、以及老花眼(即晶状体失去调节的能力)。接触镜片可以多种形式获得并且由多种材料制成，以提供不同的功能性。日戴型软性接触镜片通常由软性聚合物材料制成，其混合有水以用于透氧度。日戴型软性接触镜片可为日抛型的或长戴型的。日抛型接触镜片通常佩戴一天然后被丢弃，而长戴型接触镜片通常被佩戴至多三十天的时间。彩色软性接触镜片使用不同的材料以提供不同的功能性。例如，可视性色调的接触镜片利用浅色调来帮助佩戴者定位掉落的接触镜片，增强色调的接触镜片具有半透明色调，这意在增强个体的自然的眼睛颜色，彩色色调的接触镜片包括较暗的不透明色调，这意在改变个体的眼睛颜色，并且滤光色调的接触镜片用来增强某些颜色而减弱其它颜色。刚性可透气体的硬性接触镜片由含硅氧烷的聚合物制成，但是比软性接触镜片更具刚性，从而保持它们的形状并且更加耐用。双焦点接触镜片专为远视患者设计，并且能够以软性和刚性种类获得。复曲面接触镜片专为散光患者设计，并且也能够以软性和刚性种类获得。结合上述不同方面的组合透镜也是可获得的，例如混合型接触镜片。
[0043]接触镜片需要薄且有柔性以保证舒适度。此柔性可导致接触镜片在处理时倒置。因此，需要用一些形式的标记来标记接触镜片，使得可容易地将其正常或非倒置态与倒置态区分开。为了不影响接触镜片的美观和光学性能，倒置标记目前以每个接触镜片周边的小数字序列的形式制作。这使得标记几乎不可见，因此需要特别费力和/或充分照明来定位和识别标记。根据本发明的嵌入标签或标记是极其可取的，其在接触镜片取出或离开眼睛时为高度可见且容易识别的但在眼睛上时却为不可见的。嵌入标记可用作倒置标记、处方标签、品牌标签、美容增强件、并且/或者可用于任何其他合适的装置或功能。
[0044]本发明涉及包括对光的方向敏感的一个或多个嵌入结构的接触镜片。所述一个或多个嵌入结构影响入射在接触镜片上的光的传播。更具体地，所述一个或多个嵌入结构对光的方向敏感，并且因此可用于操纵光以实现所需的传播效果。这些结构不需要形成图像，而是需要在整个角度范围上散射光，以使得可在整个角度范围上显示所述结构，从而无论视角如何均有效地提供优异的可见性。
[0045]现在参见图1A和图1B，示出了包括由衍射区域104形成的嵌入标签102的接触镜片100。在此示例性实施例中，衍射区域104被图案化成数字序列ABC的形式并且定位在接触镜片100的光学区域之外。穿过衍射区域104传播的环境光线的衍射使得图案高度可识另O，然而当接触镜片100定位在眼睛106上时，嵌入标签102为不可见的，这是因为不存在穿过其传播的光，如图1B所示。如图所示，当接触镜片100在眼睛106上时，嵌入标签102为不可见的。嵌入标签102可包括任何合适的标记，例如，示出的数字、字母、符号、图案、标志和/或它们的任何组合。此外，嵌入标签102可插入在相对于接触镜片100的不同取向处。在图2中，例如，当在接触镜片200的外表面观察时，嵌入标签202为可读的，相比之下，在图1A的接触镜片100中，当在接触镜片100的内表面观察时，嵌入标签102为可读的。
[0046]本发明内在的一般概念:即，可例如利用单镜片来解释光透射穿过标签时的可视性和没有光透射穿过标签时的不可视性。图3示出了此类镜片300。当穿过镜片300传播时，入射光线302因镜片300的聚焦能力而显著偏离初始传播方向，如由透射光线304所证实的那样。另一方面，镜片300的表面处的反射光306不足够强，从而不能显示出透镜效应。此外，如果物体与具有焦距f的镜片之间的距离a减小为使得a << f (例如果将镜片之间放置在文本上)，则根据透镜公式，所形成的图像的距离b变为几乎等于a，这意味着图像与物体重合。这种情况因此类似于透过简单玻璃窗来观察文本。简单玻璃窗基本上为具有无限大焦距的透镜。
[0047]因此，可使用微透镜以及像素元件来产生根据本发明的概念的嵌入标签。然而，通常不希望产生额外的表面轮廓，尤其是对于接触镜片而言。此外，此类轮廓可甚至为不可见的，因为折射率与结合接触镜片使用的储存溶液相匹配。因此，在优选的示例性实施例中，可将记录在适当介质上的全息图用作嵌入标签。全息术为可产生三维图像的方法。本质上，全息术为能够记录散射离开物体的光并且随后在不再存在初始光场时进行重建的技术。存在多种不同类型的全息图，例如，透射全息图和偏振全息图。此外，存在多种产生全息图的方式，如下文所述。
[0048]在优选的示例性实施例中，如图4A所示，取代如上文参照图3所述的镜片，通过干涉物体光束402和参考光束404来记录透射全息图400。该示例性实施例中的物体406为字母序列ABC。透射全息图为其中物体和参考光束从相同侧入射在记录介质上的全息图，如图4A中所示。图4B示出了介质408上的示例性透射全息图400。记录的透射全息图400通常为膜，所述膜具有恒定的厚度并且在介质408的体积内具有调制的折射率。在参考光束410的存在下复原全息记录的图案，由此产生全息图像412。
[0049]全息记录介质不得不将初始干涉图案转换到光学元件内，所述光学元件改变与初始光场的强度成比例的入射光的振幅或相位。全息记录介质优选地能够完全地解析创建因物体光束和参考光束之间的干涉所产生的所有条纹。如果介质相对于如由条纹间距确定的空间频率的响应较低，则全息图的衍射效率就较低并且在读取全息图时就获得模糊的图像。如果介质的响应较高，则全息图的衍射效率就较高并且获得明亮的图像。示例性的记录材料包括感光乳剂、重铬酸盐明胶、光致抗蚀剂、光热塑性塑料、光聚合物、光折射液晶和液晶聚合物。
[0050]液晶为具有介于常规液体的特性和固态晶体的特性之间的特性的材料。存在多种可通过不同的光学特性来区分液晶相。液晶(LC)和液晶聚合物(LCP)因多个原因而为用于全息记录的尤其重要类型的材料。首先，LC中的有效折射率的调制可高达0.1，这比大多数其他材料高至少一百(100)倍。第二，低分子量液晶材料以及高分子量液晶材料允许形成全息光栅期间的多样性，以满足不同组的功能需求。第三，LC为廉价的并且为可易于定制的。全息聚合物分散型液晶(H-PDLC)为全息介质的例子，其中折射率调制归因于分散在聚合物基质中的LC的分布。可从折射率匹配需求出发利用得自多种液晶与聚合物的组分对来制备这些分散体。例如，可将向列型LC 4-氰基-4'-戊基联苯(5CB)与Norland粘合剂NOA 65以大约1:1的比率进行配对，并且在室温下利用干涉紫外(UV)光束进行聚八口 ο
[0051]通常，透射全息图的特征在于低衍射效率并且为具有光谱选择性的。LC材料的一个关键性优点为可以通过正交偏振态的干涉光束来记录偏振全息图。此类图案中的强度保持恒定，并且重叠的结果在于光束的重叠区域中的光偏振调制。在尤其重要的右圆形偏振光束和左圆形偏振光束的情况下，重叠区域中的有效偏振为线的，其在空间中按照如图5所示的图案旋转并且更详细地论述于下文中。此偏振图案可在所谓的光致各向异性材料中产生因此调制的光轴。此类光致各向异性介质的例子包括例如重铬酸明胶中的绿青染料，并且对于优选实施例较重要的是掺杂偶氮苯的聚合物(例如，掺杂甲基红的PVA)。多种光致各向异性材料为目前已知的，所述光致各向异性材料基于偶氮苯聚合物、聚酯、具有介晶4-(4-甲氧基肉桂酰氧基)联苯侧基的光致可交联的聚合物液晶等。此类材料的特殊类型被称为光定向材料，因为它们用于薄膜涂层中以产生用于对液晶和液晶聚合物定向的各向异性边界条件。此类材料的例子包括磺基双偶氮染料SDl和其他偶氮苯染料(具体地，得自 BEAM Engineering for Advanced Measurements C0.(BEAMCO)的 PAAD 系列材料)、聚(乙烯基肉桂酸酯)、以及其他材料。
[0052]偏振全息图的特殊类型(即，摆线衍射波片(CDW))基本上提供了百分之百(100%)的衍射效率并且可为光谱宽带的。示意性地示于图5中的摆线衍射波片的结构包括各向异性材料膜500，其中光轴取向在膜500的平面内连续旋转。对于可见光波长而言，在通常在大约一微米(0.0Olmm)厚的液晶聚合物(LCP)膜中满足的半波相位延迟条件下几乎实现百分之百的效率。
[0053]可通过考虑沿z轴垂直入射在X、y平面中的双折射膜上的波长为λ的线偏振光束来理解其中薄型光栅显示具有高效率的光学器件中的此类独特情况。如果膜的厚度L和膜的光学各向异性Δη被选择为使得LAn= λ/2,并且膜的光轴相对于输入光束的偏振方向取向成四十五(45)度(角α )，则输入光束的偏振被旋转九十(90)度(角β)。这就是半波波片起作用的方式。此类波片的输出处的偏振旋转角(β = 2α)取决于光轴的取向d = (dx, dy) = (cos α，sin α ) 0低分子量液晶材料以及聚合物型液晶材料均允许d在波片平面内以高空间频率a =qx进行连续旋转，其中空间调制周期可与可见光的波长具有可比性。此类波片的输出处的光的偏振因此在空间中得到调制(β = 2qx),并且此类波片的输出处的旋转偏振图案中的电场进行平均(<E> = O)，并且不存在沿入射光束的方向透射的光。由此获得的偏振图案对应于在角土λ/□下传播的两个圆形偏振光束的叠加。在圆形偏振输入光束的情况下(第+1或第-1)仅存在衍射级中的一个，这取决于光束为右旋还是左旋光束。
[0054]LC衍射波片和LC聚合物衍射波片的制造为多步工艺。用于从母版波片印刷摆线衍射波片的技术最适用于高质量和大面积的大规模生产，从而避免全息装置的全部复杂性问题、成本问题和稳定性问题。印刷技术采用得自线或圆形偏振输入光束的在母版摆线衍射波片的输出处获得的旋转偏振图案。当使用线偏振输入光束时，印刷波片的周期为加倍的。相比于光致各向异性材料中的直接记录，基于光定向的液晶聚合物技术具有可从例如Merck公司商购获得的LCP的优点。将典型的LCP(Merck公司命名中的反应型介晶，例如RMS-OO 1C)旋涂(通常三千(3000) rpm并持续六十(60)秒)到光定向层上，并且进行UV聚合大约十(10)分钟。涂布不止一层以用于宽带衍射或用于调节峰值衍射波长。
[0055]涂布在玻璃基底600上的液晶聚合物摆线衍射波片膜示于图6A中并且定位在文本覆盖制品602的上面。图6A证明液晶聚合物摆线衍射波片膜不影响设置在或定位在其下的文本图像。然而，在此实例中，当透过高衍射效率的液晶聚合物摆线衍射波片膜观察衍射全息记录或标签时，衍射将文本的图像侧向地分成具有第+/-1级604和606以及低强度透射中心部分608，如图6B所示。
[0056]在普通照明条件下，摆线衍射波片的不同取向(例如，竖直取向、水平取向、或两者间的任何其他取向)可用于最大化标签或标记的可视性。参见图7A，示出了竖直取向的摆线衍射波片700。竖直定向的摆线衍射波片700通过将入射光衍射到射向眼睛的光束704上来最大化天空光或顶蓬光702的可视性。图7B示出了水平取向的摆线衍射波片706。水平定向的摆线衍射波片706通过将入射光衍射到射向眼睛的光束710上来最大化来自窗708、计算机屏幕等的光的可视性。
[0057]图8A和图8B示出了用于样品标签800的竖直定向和水平定向的摆线衍射波片。图8A示出了得自样品标签800的竖直定向的CDW图案802。摆线衍射波片图案804的背景优选地包括具有均一化取向的光轴的非衍射透明区域或各向同性的区域。需要这种类型的背景以用于制造高品质无雾度标签。图8B示出了得自样品标签800的水平定向的摆线衍射波片图案806。摆线衍射波片图案804的背景与上文所述相同。可使用如图SC所示的摆线衍射波片808A中的光轴取向的二维调制来提供二维衍射图案，以使其响应于位于多个位置中的光源或响应来自不同方向的光。图8D与图8A-图8C的不同之处在于，在该图示的示例性实施例中，背景812为衍射的而标签或字母810具有均一化取向的光轴或其为光学各向同性的。换句话讲，图8D的示例性实施例与图8A和图8B的示例性实施例相反。因此，当透过接触镜片观看光源时，标签本身将看起来具有明亮的字母。
[0058]可通过多种方式来产生或获得图8A和SB所示的标签800。在一个示例性实施例中，可通过利用偏振全息技术结合掩模来生成或产生标签，例如，图8A和图SB所示的标签。整个工艺包括多个步骤。在第一步骤中，将光定向剥离材料沉积到基底上。在下一步骤中，利用线偏振光对光定向剥离材料进行预定向。在下一步骤中，将其中形成有特定图案的掩模布置在光源之间，以用于在基底处产生全息图像。掩模限定用于所记录的图像的物体。在下一步骤中，将基底上的光定向剥离材料通过掩模暴露于正交偏振态的干涉光束。在下一步骤中，利用活性液晶膜来涂布基底上的光定向剥离层。在下一步骤中，使液晶膜进行聚合。在下一步骤中，将聚合的液晶膜从基底剥离并且可将其用于任何合适的应用。
[0059]参照图9来给出更具体的描述。如图所示，掩模900定位在产生光束902和光束904的光源(未示出)与基底906之间。记录光束902和记录光束904可具有正交偏振，具体地，圆形偏振。通过使用掩模900，承载定向层908的基底906因此仅在对应于标签的区域中暴露于偏振调制图案。然而，在该步骤之前，应利用偏振光对光定向层的整个区域进行预定向。在优选的示例性实施例中，将PAAD系列材料用于光定向。PAAD系列材料可得自BEAM C0.(Winter Park,Florida)并基于偶氮苯。由于PAAD系列材料的可逆属性，PAAD系列材料可在暴露于偏振调制图案之前首先进行均一化地定向。由于对可见波长具有高感光性，可利用例如四百二十(420)nm波长的可见光源以及短照射时间来执行PAAD系列材料的光定向。此外，PAAD系列材料也可充当最终产品(即，标记膜)的剥离层。可通过利用可聚合液晶涂布光定向基底并且使其在非偏振光中聚合来获得标记膜。得自Merck&C0.的反应型介晶可用于获得液晶聚合物层。BEAM Co的可聚合液晶材料提供了具有优点的替代形式，其利用单个涂层来提供可见光衍射并且因提供高衍射效率而产生高质量无纹理膜。为了制备完全透明的无雾度标签，光定向层需要首先通过暴露于线偏振光来沿给定方向进行均一化地光定向。然后将摆线图案印刷在层上，这是因为基于偶氮苯的光定向材料具有可逆性。用于均一化定向和摆线定向的照射条件可有所变化。例如，可利用线偏振UV光来执行均一化的光定向，然而可通过可见光束来印刷摆线图案。照射剂量将取决于用于此工艺中的具体材料。通常，对于PAAD系列材料而言，例如，在十(10)mW/cm2能量密度水平下可利用甚至短至I到10分钟的照射来实现可见光束的光定向。对于较高能量密度光束而言，此时间可进一步缩短。
[0060]在可供选择的示例性实施例中，可利用单个光束和偏振调制器来产生或获得标签。同样，整个工艺包括多个步骤。在第一步骤中，将光定向剥离材料沉积到基底上。在下一步骤中，利用线偏振光对光定向剥离材料进行预定向。在下一步骤中，将具有掩模的衍射波片布置在光源和基底之间。在下一步骤中，透过具有掩模的衍射波片来使基底上的光定向剥离材料暴露于来自单个光源的光。在下一步骤中，利用反应型液晶膜来涂布其上具有光定向剥离材料的基底。在下一步骤中，使反应型液晶膜进行聚合。在下一步骤中，将聚合的液晶聚合物膜从基底剥离并且可将其用于任何合适的应用。
[0061]参照图10来给出更具体的描述。图10示出了根据该可供选择的示例性实施例的构造。如图10所示，单个光束1000入射在掩模1002上，所述掩模1002定位在偏振调制器1004的上方。偏振调制器1004(例如，摆线衍射波片)提供了在由基底1008支承的光定向层1006处获得的图案的衍射属性。基底1008可包括任何合适的材料，例如，聚合物膜。重要的是应当指出，可将衍射波片成型到掩模内。在制造工艺中，利用类似于可如何使用接触式平版印刷或者投影系统的方式来优选地使掩模1002、偏振调制器1004和基底1008彼此相互紧邻。图10中的构造具有夸大的尺寸，以便于说明。
[0062]图11A、图1lB和图1lC示出了首先在玻璃上获得并且随后转移到薄支承聚合物膜的一系列摆线衍射波片标签的各种视图。图1lA和图1lB示出了如在交叉偏振器之间观察的标签，因此具有黑色背景。因为摆线衍射波片调制穿过其传播的光的偏振态，因此标签1100在交叉偏振器之间看起来为明亮的。然而，在不存在偏振器的情况下，标签1100因视野之外的光的衍射而看起来暗于背景，如图1ic所示。本质上，可易于制造黑底白字标签和/或白底黑字标签。这为设计者提供产生以下标签的选择，所述标签对于给定的背景而言更易读取和/或更美观。图14A和图14B为根据本发明的从基底移除包括一系列印刷标签的聚合物膜的工艺的图解示意图。在图14A中，包括一系列印刷标签1402的聚合物膜被示为安装在基底1404上。基底1404在制造工艺期间支承聚合物膜1402。图14B示出了从基底1404分离以用于转移到另一个物体(例如，支承膜或接触镜片)上的聚合物膜1402。
[0063]根据制造嵌入标签的方法的又一个可供选择的示例性实施例，直接在光定向层上产生衍射波片光定向条件。同样，此工艺涉及多个步骤。在第一步骤中，将光定向剥离材料沉积到基底上。在下一步骤中，通过使衍射波片经受摆线偏振图案来在光定向层上产生衍射波片光定向条件。在下一步骤中，将根据所需图案的反应型液晶沉积在光定向层上。在下一步骤中，使反应型液晶聚合。在下一步骤中，通过利用溶剂(例如水)溶解光定向剥离膜来剥离标签。所得的标签可用于任何数量的合适应用中。图12较详细地示出了此工艺。在涂布到基底1202的整个区域上对光定向层1200进行摆线形图案化，随后根据构成如图12所示的标签的图案来印刷液晶单体1204。单体的聚合允许实现剥离图案，以用于转移到如图2所示的接触镜片上。将标签1206以单独的字母、数字、符号和/或标志的形式转移到接触镜片上提供了以下优点:减小了接触镜片结构上的应力并且减小了标签对镜片的机械性能的影响，这些影响原本可导致形状改变和波状变形(尤其对于较大尺寸的标签而言)。
[0064]重要的是应当指出，在上述示例性工艺的任何一个中，尽管使用了单个基底，但各个标记可易于分离并且应用到任何合适的结构，例如，接触镜片。一旦在支承基底上形成包括图案化全息图的一组标签，就可将标签在模塑工艺中转移到接触镜片的内表面的非光学区域上。然后，简单地水合和封装镜片。
[0065]根据用于制造嵌入标签的另一个示例性实施例，将液晶单体1300涂布到位于基底1304上的摆线光定向膜1302的整个区域上，并且根据如图13所示的标签图案利用穿过掩模1308的光1306来进行聚合。随后通过溶剂清洗掉图案的未聚合部分，从而剥离标签。此方法的优点在于无需印刷单体，从而简化了沉积工艺。
[0066]除了整体或部分地转移标签之外，可利用小摆线衍射波片薄片和/或颜料来将标签直接印刷到接触镜片上。可例如在类似于参照图12所示和所述的印刷工艺的工艺中获得薄片和/或颜料。可通过同时改变印刷条件或聚合条件来控制摆线衍射波片薄片和/或颜料的尺寸和形状以配合已用于制备中的印模。通过产生这些薄片和/或颜料，可最小化不同材料之间的应力差别。当使用较大膜并且将其结合到另一个结构(例如由不同材料形成的接触镜片)内时，可产生应力。然而，当例如通过产生薄片和/或颜料来减小膜的尺寸时，应力可降低。
[0067]嵌入标签可包括本文所述的薄膜并且还包括一个或多个保护层。所述一个或多个保护层自身可为薄膜。嵌入标签还可包括功能性材料，所述功能性材料包括光致变色材料和治疗剂。
[0068]一旦通过在支承基底上产生图案化的全息图来制成标签，就可将其结合到接触镜片中。一般来讲，在标准的镜片制造技术中，仅将标签转移并且定位在镜片模具的所需位置中。优选地，将标签定位在镜片的周边部分或区域中，而非光学区域中。
[0069]重要的是应当指出，用于本文所示的标签的制造工艺可与任何数量的结构结合使用。例如，标签可嵌入在高端表中或者葡萄酒瓶或酒瓶中。另外，可按照类似的方式来使用摆线衍射波片薄片和/或颜料。
[0070]尽管所示出并描述的据信是最为实用和优选的实施例，但显然，对所述和所示的具体设计和方法的变更对本领域中的技术人员来说不言自明，并且可使用这些变更形式而不脱离本发明的实质和范围。本发明并非局限于所述和所示的具体构造，而是应该理解为与落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。
【权利要求】
1.一种具有嵌入标签的眼科镜片，所述眼科镜片包括: 接触镜片；和 一个或多个嵌入结构，所述一个或多个嵌入结构对入射光的方向敏感并结合到所述接触镜片中。
2.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述一个或多个嵌入结构包括全息记录。
3.根据权利要求2所述的眼科镜片，其中仅在透射光中显示所述全息记录。
4.根据权利要求2所述的眼科镜片，其中所述全息记录包括偏振全息图。
5.根据权利要求2所述的眼科镜片，其中所述全息记录被配置用于在竖直面、水平面、或它们的组合中的至少一者中衍射。
6.根据权利要求4所述的眼科镜片，其中所述偏振全息图包括衍射波片。
7.根据权利要求6所述的眼科镜片，其中所述衍射波片为光谱宽带的。
8.根据权利要求6所述的眼科镜片，其中所述衍射波片包括摆线衍射波片。
9.一种具有嵌入标签的眼科镜片，所述眼科镜片包括: 接触镜片；和 一个或多个嵌入结构，所述一个或多个嵌入结构影响入射在所述接触镜片上的光的传播。
10.一种制造用于嵌入第二物体中的标签的方法，所述方法包括以下步骤: 将光定向剥离材料沉积到基底上； 利用线偏振光对所述光定向剥离材料进行定向以在所述基底上产生均一化背景； 将掩模布置在所述基底前面的预定位置上； 使所述基底上的均一化背景通过所述掩模暴露于正交偏振态的干涉光束； 利用反应型液晶膜来涂布所述基底； 使所述反应型液晶膜聚合； 从所述基底剥离所述聚合的液晶聚合物膜；以及 将所述剥离膜的至少一部分转移到所述第二物体。
11.一种制造用于第二物体的标签的方法，所述方法包括以下步骤: 将光定向剥离材料沉积到基底上； 利用线偏振光对所述光定向剥离材料进行定向以在所述基底上产生均一化背景； 将具有掩模的衍射波片布置在所述基底上的均一化背景的前面； 使所述基底上的均一化背景通过所述具有掩模的衍射波片暴露于单个光束； 利用反应型液晶膜来涂布所述基底上的均一化背景； 使所述反应型液晶膜聚合； 从所述基底剥离所述聚合的液晶膜；以及 将所述剥离膜的至少一部分转移到所述第二物体。
12.一种制造用于嵌入第二物体中的标签的方法，所述方法包括以下步骤: 将光定向剥离材料沉积到基底上； 通过使所述光定向剥离材料经受预定的摆线偏振图案来在所述光定向剥离材料上产生衍射波片光定向条件； 根据所述预定的摆线偏振图案将反应型液晶膜沉积在所述光定向层上； 使所述反应型液晶膜聚合；以及 从所述基底剥离所述聚合的液晶膜；以及 将所述剥离膜的至少一部分转移到所述第二物体。
13.—种由摆线衍射波片薄片来制造用于嵌入第二物体中的标签的方法，所述方法包括以下步骤: 将光定向剥离材料沉积到基底上； 通过使所述光定向剥离材料经受预定的摆线偏振图案来在所述光定向剥离材料上产生衍射波片光定向条件； 根据所述预定的摆线偏振图案将反应型液晶膜沉积在所述光定向层上； 使所述反应型液晶膜聚合； 从所述基底剥离所述聚合的液晶膜； 用所述聚合的液晶膜产生薄片；以及 将所述薄片的至少一部分转移到所述第二物体。
【文档编号】G02C7/04GK104345475SQ201410360024
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】N.V.塔比里安, R.V.托洛扎, R.T.斯波丁 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司