一种能够提高颜色对比度及饱和度的镜片及其制备方法与流程

本发明属于功能镜片技术领域，具体涉及一种能够提高颜色对比度及饱和度的镜片及其制备方法。

背景技术：

色弱是对颜色感知的缺陷，色弱表现为对正常人体能够辨别的某些颜色的察觉能力下降。色弱存在多种类型，包括红色色弱、绿色色弱、蓝色色弱、黄色色弱等。与正常个体相比，红色色弱表现为对红光不敏感，会受到光谱的红端变暗的影响。绿色色弱视个体具有突变形式的绿色色素，其向光谱的红端移动，导致对光谱绿色区域的敏感性降低。与红色色弱相似，绿色色弱在辨别光谱的红、橙、黄、绿区域的色调的微小差异时表现不良。红绿色弱是最常见形式，其导致这些色调中的许多种向有色光谱的红端移动。其他色弱个体是蓝色和黄色弱视，表现为对蓝色和黄色不敏感。

目前，眼科行业还不能很好地解决色弱问题，通常仅能通过佩戴可以增加不敏感颜色饱和度的色弱镜片以矫正视觉颜色缺陷。现有的色弱镜片通常是通过往镜片膜层中添加着色剂/发光材料以更好地区分不敏感颜色。

此外，目前的色弱眼镜通常只能对一种不敏感颜色进行视觉矫正，解决单一色弱问题，无法满足同时患有几种颜色色弱的患者使用需求。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种无需添加着色剂/发光材料，仅通过膜层设计就能够提高颜色对比度及饱和度的镜片及其制备方法。

具体地，本发明提供了一种能够提高颜色对比度及饱和度的镜片，其中，所述镜片包括基片以及依次设置在基片外表面上的打底层和若干膜层，所述若干膜层由低折射率层和高折射率层交替堆叠而成且若干膜层在蓝色、绿色、红色和黄色光谱区域的高低透过率差值均为50％以上。

进一步的，所述若干膜层在蓝色、绿色、红色和黄色光谱区域的高低透过率差值各自独立地为50％-99％。

进一步的，所述基片选自亚克力基片、聚碳酸酯基片、尼龙基片、cr-39基片和玻璃基片中的任意一种。

进一步的，所述基片的厚度为0.1-5mm。

进一步的，所述打底层由氧化硅和氧化铝混合组成。

进一步的，所述打底层中氧化硅的含量为55-45wt％且氧化铝的含量为45-55wt％。当将打底层中氧化硅和氧化铝的含量控制在以上优选范围内时，能够过度衔接基片应力与膜层应力，保护薄膜不会脱落及膜裂，并提高薄膜层的硬度和附着度。

进一步的，所述打底层的厚度为700-900埃。

进一步的，所述低折射率层可以为由氧化硅、硅铝混合物和氟化镁中的至少一种形成的膜层，特别优选为氧化硅层。

进一步的，所述高折射率层可以为由氧化钛层、氧化锆和氧化钽中的至少一种形成的膜层，特别优选为氧化钛、氧化锆和氧化钽的混合物层。在一种特别优选的实施方式中，所述氧化钛、氧化锆和氧化钽的混合物层中氧化钛的含量为30-50wt％，氧化锆的含量为20-40wt％，氧化钽的含量为50-10wt％，此时不仅能够增强蓝色、绿色、黄色、红色光谱的视觉效果，同时还能够使得薄膜层应力与基片应力实现良好匹配，使薄膜层不会膜裂、脱落等。

进一步的，所述若干膜层由内向外包括18层薄膜，第1层、第3层、第5层、第7层、第9层、第11层、第13层、第15层和第17层的厚度分别为500-1100埃、1100-1700埃、1200-1800埃、200-800埃、300-900埃、300-900埃、300-900埃、1100-1700埃和900-1500埃，第2层、第4层、第6层、第8层、第10层、第12层、第14层、第16层和第18层的厚度分别为700-1300埃、300-900埃、300-950埃、300-800埃、900-1500埃、200-800埃、100-400埃、1000-1600埃和350-1050埃。

进一步的，所述镜片还包括设置于若干膜层外表面上的防水保护层。

进一步的，所述防水保护层的厚度为50-300埃。

本发明还提供了所述能够提高颜色对比度的镜片的制备方法，包括：

s1、将基片清洗干净后烘干，得到洁净基片；

s2、将洁净基片摆放在治具上，送入真空镀膜腔室中并抽真空，当真空腔室内真空度达到5*10^-5torr以下时，开启离子源，对基片进行表面清洗，当真空腔室内真空度达到2*10^-5torr以下时，将真空腔室内的温度控制在40-60℃且蒸镀速率控制在采用电子枪依次轰击打底层以及若干膜层材料，以在基片外表面上依次形成打底层和若干膜层。

进一步的，本发明提供的能够提高颜色对比度的镜片的制备方法还包括在若干膜层的外表面镀防水保护层，具体地，将真空腔室内真空度保持在2*10^-5torr以下，将真空腔室内的温度控制在40-60℃且将蒸镀速率控制在采用钨舟加热防水材料，防水材料蒸发以后以埃级分子形式沉积于若干膜层的外表面以形成防水保护层。

本发明提供的镜片中功能性膜层采用低折射率层和高折射率层交替设置，通过层数以及膜层厚度设计实现在蓝、绿、黄、红四种颜色区域的高低透过率差值同时在50％以上，从而同时提升蓝色、绿色、红色和黄色四种颜色的辨认度和清晰度，从而能够全方位地提升视觉立体感，采用同一镜片即可同时满足运动员在滑雪、自行车、速度滑冰等不同运动场景的需求，更具有普适性，最终达到保护运动员眼睛及身体的目的，同时还有利于提升竞技体育成绩。

附图说明

图1为实施例1所得镜片的光透过率结果图。

具体实施方式

下面给出本发明中所使用的部分术语的定义，其他未述及的术语具有本领域所公知的定义和含义：

基片：可以为平面镜片，也可以为具有一定弧度的镜片。

外表面：指镜片在使用状态下，直接接受光源的一面。

埃/秒，用于表征粒子沉积形成薄膜生长的速度。

若干膜层中：第1层均为靠近打底层的薄膜层。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

s1、将厚度为1mm的亚克力基片清洗干净后烘干，得到洁净亚克力基片；

s2、将洁净亚克力基片摆放在治具上，送入真空镀膜腔室中并抽真空，当真空腔室内真空度达到5*10^-5torr以下时，开启离子源，对亚克力基片进行表面清洗，当真空腔室内真空度达到2*10^-5torr以下时，将真空腔室内的温度控制在40-60℃且蒸镀速率控制在采用电子枪依次轰击打底层以及若干膜层材料，以在基片外表面上依次形成打底层和若干膜层；

s3、将真空腔室内真空度保持在2*10^-5torr以下，将真空腔室内的温度控制在40-60℃且将蒸镀速率控制在采用钨舟加热防水材料，防水材料蒸发以后以埃级分子形式沉积于若干膜层的外表面以形成防水保护层。

所得镜片包括亚克力基片以及依次设置在亚克力基片外表面上的打底层、若干膜层和防水保护层。其中，所述打底层为氧化硅和氧化铝按照54wt％和46wt％的复合层且厚度为800埃。所述若干膜层由内向外包括18层薄膜，第1层、第3层、第5层、第7层、第9层、第11层、第13层、第15层和第17层为氧化硅层且厚度分别为800埃、1400埃、1500埃、500埃、600埃、600埃、600埃、1350埃和1200埃，第2层、第4层、第6层、第8层、第10层、第12层、第14层、第16层和第18层为氧化钛、氧化锆和氧化钽的混合物层且厚度分别为1000埃、600埃、600埃、550埃、1200埃、500埃、250埃、1350埃和700埃；第2层、第4层、第6层、第8层、第10层、第12层、第14层、第16层和第18层中氧化钛的含量均为40wt％、氧化锆的含量均为30wt％且氧化钽的含量均为30wt％。所述防水保护层的厚度为50埃。

所得镜片的光透过率结果见表1和图1。从表1和图1可以看出，该镜片在蓝色光谱区域(380nm-480nm)的最高透过率为95.5911％(位于430nm)，最低透过率为8.6298％(位于380nm)，在绿色光谱区域(480nm-580nm)的最高透过率为96.0751％(位于531nm)，最低透过率为24.4431％(位于576nm)，在红色光谱区域(680nm-780nm)的最高透过率为98.9388％(位于701nm)，最低透过率为11.1575％(位于774nm)，在黄色光谱区域(580nm-680nm)的最高透过率为99.9437％(位于617nm)，最低透过率为29.9373％(位于658nm)，即，在蓝色、绿色、红色和黄色光谱区域的高低透过率差值分别为86.9613％、71.6320％、87.7813％和70.0064％，可以同时提升蓝色、绿色、红色和黄色四种颜色的辨认度和清晰度。

表1

实施例2

s1、将厚度为1mm的亚克力基片清洗干净后烘干，得到洁净亚克力基片；

s2、将洁净亚克力基片摆放在治具上，送入真空镀膜腔室中并抽真空，当真空腔室内真空度达到5*10^-5torr以下时，开启离子源，对亚克力基片进行表面清洗，当真空腔室内真空度达到2*10^-5torr以下时，将真空腔室内的温度控制在40-60℃且蒸镀速率控制在采用电子枪依次轰击打底层以及若干膜层材料，以在基片外表面上依次形成打底层和若干膜层；

s3、将真空腔室内真空度保持在2*10^-5torr以下，将真空腔室内的温度控制在40-60℃且将蒸镀速率控制在采用钨舟加热防水材料，防水材料蒸发以后以埃级分子形式沉积于若干膜层的外表面以形成防水保护层。

所得镜片包括亚克力基片以及依次设置在亚克力基片外表面上的打底层、若干膜层和防水保护层。其中，所述打底层为氧化硅和氧化铝按照53wt％和47wt％的复合层且厚度为700埃。所述若干膜层由内向外包括18层薄膜，第1层、第3层、第5层、第7层、第9层、第11层、第13层、第15层和第17层为氧化硅层且厚度分别为700埃、1100埃、1200埃、200埃、300埃、300埃、300埃、1100埃和900埃，第2层、第4层、第6层、第8层、第10层、第12层、第14层、第16层和第18层为氧化钛、氧化锆和氧化钽的混合物层且厚度分别为1300埃、900埃、950埃、800埃、1500埃、800埃、400埃、1600埃和700埃；第2层、第4层、第6层、第8层、第10层、第12层、第14层、第16层和第18层中氧化钛的含量均为30wt％、氧化锆的含量均为20wt％且氧化钽的含量均为50wt％。所述防水保护层的厚度为50埃。

所得镜片的光透过率结果显示，该镜片在蓝色光谱区域(380nm-480nm)的最高透过率为90.80％(位于440nm)，最低透过率为10.30％(位于390nm)，在绿色光谱区域(480nm-580nm)的最高透过率为93.08％(位于540nm)，最低透过率为30.49％(位于575nm)，在红色光谱区域(680nm-780nm)的最高透过率为92.66％(位于710nm)，最低透过率为21.34％(位于768nm)，在黄色光谱区域(580nm-680nm)的最高透过率为93.77％(位于620nm)，最低透过率为33.22％(位于660nm)，即，在蓝色、绿色、红色和黄色光谱区域的高低透过率差值分别为80.50％、62.59％、71.32％和60.55％，可以同时提升蓝色、绿色、红色和黄色四种颜色的辨认度和清晰度。

实施例3

s1、将厚度为1mm的亚克力基片清洗干净后烘干，得到洁净亚克力基片；

s2、将洁净亚克力基片摆放在治具上，送入真空镀膜腔室中并抽真空，当真空腔室内真空度达到5*10^-5torr以下时，开启离子源，对亚克力基片进行表面清洗，当真空腔室内真空度达到2*10^-5torr以下时，将真空腔室内的温度控制在40-60℃且蒸镀速率控制在采用电子枪依次轰击打底层以及若干膜层材料，以在基片外表面上依次形成打底层和若干膜层；

s3、将真空腔室内真空度保持在2*10^-5torr以下，将真空腔室内的温度控制在40-60℃且将蒸镀速率控制在采用钨舟加热防水材料，防水材料蒸发以后以埃级分子形式沉积于若干膜层的外表面以形成防水保护层。

所得镜片包括亚克力基片以及依次设置在亚克力基片外表面上的打底层、若干膜层和防水保护层。其中，所述打底层为氧化硅和氧化铝按照52wt％和48wt％的复合层且厚度为900埃。所述若干膜层由内向外包括18层薄膜，第1层、第3层、第5层、第7层、第9层、第11层、第13层、第15层和第17层为氧化硅层且厚度分别为900埃、1700埃、1800埃、800埃、900埃、900埃、900埃、1700埃和1500埃，第2层、第4层、第6层、第8层、第10层、第12层、第14层、第16层和第18层为氧化钛、氧化锆和氧化钽的混合物层且厚度分别为700埃、300埃、300埃、300埃、900埃、200埃、100埃、1000埃和350埃；第2层、第4层、第6层、第8层、第10层、第12层、第14层、第16层和第18层中氧化钛的含量均为50wt％、氧化锆的含量均为20wt％且氧化钽的含量均为30wt％。所述防水保护层的厚度为50埃。

所得镜片的光透过率结果显示，该镜片在蓝色光谱区域(380nm-480nm)的最高透过率为88.49％(位于435nm)，最低透过率为20.67％(位于385nm)，在绿色光谱区域(480nm-580nm)的最高透过率为90.17％(位于525nm)，最低透过率为36.78％(位于572nm)，在红色光谱区域(680nm-780nm)的最高透过率为90.38％(位于715nm)，最低透过率为30.67％(位于770nm)，在黄色光谱区域(580nm-680nm)的最高透过率为91.64％(位于605nm)，最低透过率为32.48％(位于670nm)，即，在蓝色、绿色、红色和黄色光谱区域的高低透过率差值分别为67.82％、55.39％、59.71％和59.16％，可以同时提升蓝色、绿色、红色和黄色四种颜色的辨认度和清晰度。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。