透镜包覆层的制作方法

发明领域本发明涉及一种用于具有确定的折射率的透镜的包覆层(coatinglayer)，当用具有比透镜的折射率低的折射率的涂层处理用于其最终用途时，所述包覆层改善了透镜的质量，同时减少了虹彩现象(iridescencephenomenon)。现有技术透镜是具有使光线聚集或发散的性质的光传输装置。透镜是以确定的折射率为特征的载体(support)。透镜通过两个相对的表面来表征，该两个相对的表面理想地由具有r1和r2的曲率半径的球形表面或非球形表面的部分构成。透镜由不同的材料制成。透镜通常由玻璃或塑料材料例如聚碳酸酯制成。因此，制造透镜中的第一步是选择材料，该材料可以是玻璃、矿物晶体诸如石英或铍或塑料材料。取决于制造材料，透镜可以具有不同的折射率，并且通常它们具有在从1.5至1.90的范围内的折射率。为了显著地减小透镜的厚度，特别是在存在高屈光度或其他眼科病理学的情况下，人们认为需要使用具有高折射率的透镜。然而，具有上述特性的透镜非常昂贵，并且因此用保护漆(protectivelacquer)覆盖它们是合适的。因此，在透镜上并且优选地在透镜的两个表面上，提供了通常具有几微米的厚度的抗划伤漆层(anti-scratchlacquerlayer)。抗划伤漆也表现出折射率。迄今为止，具有1.50、1.58、1.60和1.67的折射率的抗划伤漆是已知的。因此，在包覆有抗划伤漆层的透镜中，基础透镜(baselens)和抗划伤漆之间的折射率的差异导致虹彩现象。虹彩是一些表面的光学性质，所述表面当被照射时，根据观察的角度和所涉及的层的厚度，呈现一系列不同的色调(shade)。在虹彩现象中，照射表面的光根据观察角度以不同的色调被反射。这是由于在被光穿过的主体的非常薄且半透明的表面层上的后续光反射之间的干涉。层上的入射光根据折射率被部分地反射。在存在具有不同折射率的两个层的情况下，由这两个层产生的反射光束具有不同的相位并且发生干涉，增强或衰减一些颜色。增强的颜色根据观察角度是不同的，这确定观察的主体的类似于彩虹的外观。还已知的是虹彩包括牛顿环的形成。牛顿环的形成是一种现象，其中通过具有不同折射率的两个表面之间的光的反射产生干涉图案。牛顿环表现为一系列同心环，明暗交替。因此已知的是，牛顿环的形成可以表现为具有相同的折射率但在其间具有空气的两个材料层之间的几何物理效应(geometricalphysicaleffect)；或者表现为具有完美粘附但具有不同折射率的两个层之间的光学效应。还已知的是，具有通常等于1.74的折射率、具有大于3μm或4μm的折射率为1.50的抗划伤漆的透镜具有约5％的虹彩，具有非常明显的牛顿环。如果使用具有相同透镜折射率的漆层，虹彩的问题当然将是可忽略的。然而，由于透镜折射率总是高于通常使用的漆的折射率，因此虹彩现象是不可避免的。因此，这种虹彩现象对于包覆有抗划伤漆层的透镜来说是负面的。此外，这种情况可能由于另外的抗反射层的存在而恶化，所述另外的抗反射层是在施加抗划伤漆之后完成的，以便增加透镜的透射率。事实上，另外的层增加了虹彩现象，还损害了附加层的抗反射性质，在正面光的存在下恶化了美学效果。已知的是，为了消除虹彩并且特别是牛顿环的问题，将有必要使抗划伤漆层具有接近透镜的折射率的折射率，即约1.70，或优选地1.74。然而，目前还没有具有如此高折射率的抗划伤漆，因为以牺牲效率和层本身的稳定性为代价来生产它们将是极其昂贵的。事实上，具有较高折射率的漆具有的持续时间(duration)通常比具有低折射率的漆低3倍。明显的是，较短的持续时间导致较多待处置的未使用的产品。此外，提供具有适合于每种类型透镜的折射率的漆显然涉及漆本身的不同制备方法以及还有不同的透镜包覆方法，这决定了最终包覆的透镜制造(finalcoatedlensmanufacture)的过高成本。事实上，高折射率漆除了耐久性较低之外，还具有比具有低折射率的漆高8倍或10倍的成本。因此，本发明的目的是提供包覆有抗划伤漆并且任选地包覆有抗反射层的透镜，该透镜具有低的虹彩或牛顿环或者几乎没有虹彩或牛顿环，同时优化透镜的透射性能，并且不仅提高其美学效果，而且还防止由过多的正面光引起的可能的医学眼睛病变。另外的目的是提供一种用于减少包覆有抗划伤漆的透镜的虹彩的方法。发明概述本发明的发明人已经惊奇地发现，如果他们使用一些材料，并且在具有确定的折射率η1的透镜的两个表面中的一个上以具有确定厚度的层施加这些材料，则当所述透镜包覆有具有比透镜的折射率低的折射率η2的抗划伤漆层时，这些材料可以消除虹彩现象和牛顿环。因此，本发明涉及一种具有确定的折射率η1的透镜，该透镜在其表面中的至少一个上至少部分地包覆有抗划伤漆层，该抗划伤漆层具有低于η1的折射率η2，其中在所述透镜和所述抗划伤漆之间存在包覆层，该包覆层包括选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的至少一种化合物的至少3个子层，并且其中所述至少3个子层中的每一个具有低于或等于100nm的厚度。具体地，发明人已经发现，如果他们通过允许获得具有低于或等于100nm、优选地在从2nm至80nm范围内的厚度的子层的施加技术在透镜和抗划伤漆之间插入由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物中的一种或更多种化合物的至少3个子层构成的层，则它们可以显著地减少或完全消除虹彩。因此，在另一方面，本发明涉及一种用于减少或消除透镜的虹彩现象的方法，所述透镜具有确定的折射率η1，所述透镜在其至少一个表面上至少部分地包覆有抗划伤漆层，所述抗划伤漆层具有低于透镜本身的折射率的折射率η2，所述方法包括以下步骤：a)提供具有确定的折射率η1的透镜；b)通过以下技术在透镜的两个表面中的至少一个上至少部分地施加包覆层，所述包覆层包括选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的至少一种化合物的至少3个子层，所述技术确保所述至少3个子层中的每一个的厚度低于或等于100nm；c)在步骤b)中获得的所述包覆层上施加抗划伤漆层，所述抗划伤漆层具有低于η1的折射率η2。在本发明中，当指示：-“具有确定的折射率η1的透镜”时，其意图是任何光学透镜，其特征在于具有曲率半径r1和r2的两个相对的球形或非球形表面，优选地是目镜，其当至少部分地包覆有具有比光学透镜本身的折射率低的折射率η2的抗划伤漆层时经历虹彩现象；-“透镜的表面”或“其表面”时，其意图是透镜的表面中的一个；-在透镜的“至少一个表面上至少部分地”施加时,其意图是施加覆盖透镜的至少一个表面的至少80％的层，优选地高于透镜的两个表面中的一个的95％，更优选地100％；-“抗划伤漆”时，其意图是具有比透镜的折射率低的折射率η2并且通常被用于透镜本身的保护目的的材料。在抗划伤漆中，还可以包括光致变色漆(photochromiclacquer)和有色漆(colouredlacquer)。在本发明的有利的实施方案中，确保至少一种所述化合物的所述子层的厚度低于或等于100nm的施加/沉积技术是具有至少0.5nm厚度的沉积精度的技术，例如pvd(物理气相沉积)。在本发明的优选和有利的实施方案中，所述包覆层包括选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的至少一种化合物的从3个至11个子层，优选地7个子层。因为形成子层的化合物具有不同的折射率，所以包括至少3个子层的层对应于具有不同折射率的子层的组合。在所述包覆层的优选的实施方案中，化合物的所述至少3个子层作为具有比透镜折射率高的折射率的化合物的子层和具有比透镜折射率低的折射率的子层的交替的重复的组合而存在。当在本发明中提到具有较高或较低的折射率的化合物时，其意指将透镜作为参考。在本发明的另外的实施方案中，根据本发明包覆有一种或更多种化合物的层和抗划伤漆的透镜可以在抗划伤漆层上另外包覆有具有不同于透镜和抗划伤漆的折射率的另外的层，诸如例如抗反射包覆层或具有防水/防油性质的顶涂层。由于本发明的包覆层的存在而产生的性质允许改善由于这些另外的层的存在而产生的反射光和透射光的特性。附图描述图1示出了实施例1的末级透镜(finallens)的示意图，所述透镜包覆有抗划伤漆，所述抗划伤漆具有比透镜的折射率低的折射率；图2示出了实施例1的本发明的高折射率透镜的干涉光谱，所述透镜包覆有抗划伤漆，所述抗划伤漆具有比透镜的折射率低的折射率；图3示出了实施例1的末级透镜的示意图，所述透镜包覆有抗划伤漆以及抗反射剂和顶涂层，所述抗划伤漆具有比前述透镜的折射率低的折射率；图4示出了实施例1的透镜的干涉光谱，所述透镜包覆有抗划伤漆，所述抗划伤漆具有比透镜的折射率低的折射率，所述透镜还包覆有抗反射剂和顶涂层。发明详述因此，本发明涉及一种具有确定的折射率η1的透镜，该透镜在其至少一个表面上至少部分地包覆有抗划伤漆层，该抗划伤漆层具有低于η1的折射率η2，其中在所述透镜和所述抗划伤漆层之间存在包覆层，所述包覆层包括选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的至少一种化合物的至少3个子层，并且其中所述至少3个子层中的每一个具有低于或等于100nm的厚度。优选地，透镜具有在从1.50至1.90的范围内，优选地从1.70至1.90，更优选地为约1.74的折射率η1。优选地，所述抗划伤漆层还可以是具有比透镜的折射率低的折射率的光致变色漆或有色漆。包含在包覆层中的化合物是锆氧化物、钛氧化物、硅氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物。优选地，至少3个子层由锆氧化物、硅氧化物和钛氧化物制成。这三种优选的氧化物具有不同的折射率。锆氧化物(zro2)具有在2.05至1.95的范围内的折射率。硅氧化物(sio2)具有在1.47至1.46的范围内的折射率。钛氧化物(tio2)可以呈金红石或锐钛矿的形式。如果它呈金红石的形式，它具有2.72的折射率，而呈锐钛矿的形式时，它具有在2.25至2.5的范围内的折射率。在本发明的优选的和有利的实施方案中，所述包覆层包括从3个至11个子层，优选地从7个至9个子层，更优选地7个子层，每个子层由单一化合物制成，所述单一化合物选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组。通过施加/沉积3个层，可以显著地减少包覆有抗划伤漆的透镜的虹彩现象。通过添加另外的子层以获得从4个至11个、优选地从7个至9个、更优选地7个子层，这种现象被完全消除。事实上，本发明人认为，通过添加多于9个子层，厚度以及因此透镜上的应力被过度地增加，相应地恶化了透镜本身的最终特性。由于形成子层的化合物具有不同的折射率，如果子层由不同的化合物制成，则包括至少3个子层的层可以对应于具有不同折射率的子层的组合。优选地，所述至少3个子层是不同的，并且被组合以形成本发明的包覆层。在所述包覆层的优选的实施方案中，所述至少3个子层作为具有比透镜折射率高的折射率的化合物的子层和具有比透镜折射率低的折射率的化合物的子层的交替的重复的组合而存在。更优选地，所述包覆层包括化合物的子层的交替，甚至更优选地，所述层包括从3个至11个子层，更优选地7个子层。所述包覆层具有至少3个子层，所述子层具有低于或等于100nm，更优选地从2nm至80nm，甚至更优选地从5nm至50nm的厚度。厚度测量由在末级透镜本身的制造中使用的施加/沉积技术来确定。例如，pvd(物理气相沉积)技术。不受任何理论的束缚，本发明人认为，以下包覆层的存在允许显著地减少虹彩以及因此减少用于光学效应的牛顿环的形成：所述包覆层由至少3个子层制成，更优选地由锆氧化物、钛氧化物或硅氧化物制成，并且具有低于或等于100nm的厚度。在有利的实施方案中，至少3个子层由不同的化合物制成。在所述包覆层的优选的实施方案中，所述至少3个子层作为具有比透镜折射率高的折射率的化合物的子层和具有比透镜折射率低的折射率的化合物的子层的交替的重复的组合而存在。更优选地，所述层呈现锆和硅的子层的交替，所述子层分别具有相对于透镜的折射率更高和更低的折射率。因此，本发明的包覆层存在于透镜和具有低于η1的折射率η2的抗划伤漆层之间，使得包覆的透镜具有减少的虹彩和牛顿环或没有虹彩和牛顿环。因此，根据本发明，包覆的透镜可以至少部分地，优选地完全地，包覆有抗划伤漆。继而，包覆有抗划伤漆的透镜可以包覆有抗反射剂的层，和/或包覆有具有防水/防油性质的另外的包覆层。具体地，本发明人因此通过以下施加技术将至少部分地在透镜的两个表面中的至少一个上的包覆层插入到具有折射率η1的透镜和具有低于η1的折射率η2的抗划伤漆之间，所述包覆层包括选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的一种或更多种化合物的至少3个子层，所述施加技术允许获得具有低于或等于100nm、优选地在从2nm至80nm范围内的厚度的子层。以这种方式，发明人能够显著地减少或完全消除由折射率的差异产生的虹彩，所述折射率的差异由用于制备包覆有抗划伤漆的透镜的材料来确定。因此，在另一方面，本发明涉及一种用于减少或消除透镜的虹彩现象的方法，所述透镜具有确定的折射率η1，所述透镜在其至少一个表面上至少部分地包覆有抗划伤漆层，所述抗划伤漆层具有低于透镜本身的折射率的折射率η2，所述方法包括以下步骤：a)提供具有确定的折射率η1的透镜；b)通过以下技术在透镜的两个表面中的至少一个上至少部分地施加包覆层，所述包覆层包括选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的至少一种化合物的至少3个子层，所述技术确保所述至少3个子层中的每一个的厚度低于或等于100nm；c)在步骤b)中获得的所述包覆层上施加抗划伤漆层，所述抗划伤漆层具有低于η1的折射率η2。在步骤a)中，提供了具有折射率η1的透镜。透镜，优选地普通的眼睛光学透镜(ocularopticallenses)，通常由具有在从1.5至1.9范围内的折射率、优选地1.7-1.9、更优选地具有约1.74的折射率的材料制成。如上文所指示的，为了显著地减小透镜的厚度，特别是在高屈光度或其他眼科病理学的情况下，人们认为需要使用具有高折射率的透镜。因此，眼睛光学透镜通常具有在1.7和1.9之间的折射率。在步骤b)中，包覆层被至少部分地施加在透镜的至少一个表面上。更优选地，所述包覆层被施加在透镜的整个表面上，即其至少一个表面的100％。包覆层施加/沉积的步骤b)提供了选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的至少一种化合物的至少3个子层的施加/沉积。在本发明的有利的实施方案中，确保所述至少3个子层中的每一个的厚度低于或等于100nm的施加/沉积技术是具有至少0.5nm厚度的沉积精度的技术，诸如例如pvd(物理气相沉积)。然而，可以预期其他施加/沉积技术，例如ald(原子层沉积)、cvd(化学气相沉积)、pecvd(等离子体增强化学气相沉积)。在本发明的优选和有利的实施方案中，选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的至少一种化合物的所述子层是从3个至11个，优选地7-9个，更优选地7个。每个子层包含至少一种选自由锆氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钽氧化物、铱氧化物、银氧化物和镁氟化物组成的组的单一化合物。由于锆氧化物、硅氧化物和钛氧化物表现出不同的折射率，因此步骤b)可以提供作为作为具有不同折射率的子层的组合的至少3个子层的施加/沉积相的层的施加/沉积。在本发明的方法的优选的实施方案中，化合物的子层作为具有比透镜折射率高的折射率的化合物的子层和具有比透镜折射率低的折射率的化合物的子层的交替的重复的组合被施加。在用于具有比普通透镜的折射率高的折射率的层的化合物中，可以提及锆氧化物、钛氧化物和钽氧化物。在用于具有比普通透镜的折射率低的折射率的层的化合物中，可以提及硅氧化物和镁氟化物。因此，在步骤a)中提供的透镜的表面上，可以存在化合物的子层，所述子层中的每一个具有低于或等于100nm的厚度，所述子层在步骤b)中通过具有0.5nm的沉积精度的施加/沉积技术、优选地pvd来施加。例如，在光学透镜上，可以施加包括具有比透镜折射率高的折射率的锆氧化物子层的层，随后是具有比透镜折射率低的折射率的硅氧化物子层，以及再次是具有比透镜的折射率高的折射率的锆层。因此，子层的这种组合可以有利地被重复2次至3次，优选地2次。在步骤c)中，具有比透镜折射率低的折射率的抗划伤漆层然后可以被施加在包覆层上，从而获得具有减少的虹彩或零虹彩的包覆的透镜。在本发明的方法中，在步骤c)中，抗划伤漆优选地以微米厚度、更优选地从1微米至4微米被施加。漆的厚度也由漆本身的施加技术来确定，例如采用浸漆设备(immersionlacqueringplant)。在本发明的另外的优选的实施方案中，当根据本发明包覆有一种或更多种化合物的层和包覆有具有比透镜的折射率低的折射率的抗划伤漆的、具有折射率η1的透镜在抗划伤漆层上被另外包覆有具有不同于透镜和抗划伤漆的折射率的另外的层，诸如抗反射上涂层(uppercoating)和/或具有防水/防油性质的顶涂层时，本发明提供了所述另外的涂层的施加/沉积的步骤d)。现在将参考本发明的包覆的透镜和本发明的方法的两个实施方案来描述本发明，用于其说明性和非限制性的目的。实验部分实施例1提供了具有1.74的折射率的mr-174透镜。通过pvd技术，在1.0×10-5毫巴的真空条件下使用pvdsatis900dl仪器，在两个透镜表面中的一个上依次沉积以下氧化物子层，以便形成最终包覆层：折射率厚度(nm)透镜1.74包覆层二氧化锆(zro2)1.95-2.0510.0二氧化硅(sio2)1.46-1.4725.0二氧化锆(zro2)1.95-2.0521.2二氧化硅(sio2)1.46-1.4739.3二氧化锆(zro2)1.95-2.0515.5二氧化硅(sio2)1.46-1.4749.8二氧化锆(zro2)1.95-2.055.0然后将具有1.51的折射率的来自sdc的抗划伤漆结晶涂层mp1154d施加在包覆层上，直到通过来自scl的浸渍浸漆设备(dippingimmersionlacqueringplant)的4000.0nm的漆层的最终厚度。图1示出了具有包覆层和抗划伤漆的制备的透镜的示意图。具体地，用1指示的层是透镜，包覆层的四个锆氧化物子层(优选地具有2.05的折射率)用数字2指示，包覆层的三个硅氧化物子层(优选地具有1.46的折射率)用数字3指示，抗划伤漆层用数字4指示。使用shimadzuuv-2401pc分光光度计评估由此还包覆有抗划伤漆的透镜的虹彩现象。同时，进行比较，即根据现有技术用相同的抗划伤漆包覆的相同的透镜，也就是，不具有本发明的包覆层。图2示出了两个包覆的透镜的干涉的评估结果，即根据本发明包覆的透镜的评估结果(实线)和现有技术的透镜的评估结果(虚线)。如从图2中可以看出，在根据现有技术包覆的透镜中出现了显著的干涉，而在本发明的透镜中实际上没有干涉。由于在施加漆层之后，通常施加具有抗反射性质的材料层，以便在正面照明的情况下改善透镜的透射率和其透镜的美学效果，所以由钛氧化物(ti3o5)和硅氧化物(sio2)的4个交替层组成的抗反射处理已经被施加到现有技术的透镜和本发明的透镜两者上。在两种透镜上均施加防水/防油的顶涂层。图3示出了根据本发明包覆的并且还包覆有抗反射层和顶涂层的透镜的示意图。因此，图3示出了制备的具有包覆层、抗划伤漆、抗反射层和顶涂层的透镜的示意图。具体地，用1指示的层是透镜，包覆层的四个锆氧化物子层(优选地具有2.05的折射率)用数字2指示，包覆层的三个硅氧化物基层(优选地具有1.46的折射率)用数字3指示，抗划伤漆层用数字4指示，抗反射层用数字5指示，并且顶层用数字6指示。具体地，具有本发明的包覆层的末级透镜结构为：比较透镜是相同的透镜，但是没有本发明的包覆层。图4示出了两种透镜的干涉评估，即具有包覆层的本发明的透镜(实线)和作为比较的现有技术的透镜(虚线)。因此，减少虹彩的处理的益处从图4中是明显的，其中在现有技术的透镜(虚线)的情况下，由于连续的另外的包覆层，干涉增加。在另一方面，根据本发明的透镜有利地没有干涉。本发明人注意到，由抗划伤漆引起的虹彩的消除允许不仅改善透镜的最终美学性质，而且还改善其在正面光存在下的透射性质。当前第1页12