具有改进的可视度的睡眠辅助眼镜
1.相关申请本技术要求2019年11月11日提交的美国临时专利申请号62/933,521和2020年10月23日提交的美国临时专利申请号63/104,906的优先权权益,它们中每一个以其整体通过引用并入本文。
2.背景光对人的昼夜节律和睡眠能力的影响有史以来已经显而易见。简言之,由于人类是昼行性的,通常在没有光线的情况下更容易入睡。近年来,整个夜间增加的人造光源已表明对人的睡眠能力具有负面影响。1980年alfred lewy等人(science, 1980, 第210卷, 第1267-1269页)首次量化展示了这种效应,他们证明了明亮的人造光显著抑制人体内褪黑激素的产生,这是身体产生的促进睡眠的激素。lewy及其同事使用来自男性和女性试验对象的血液样本以表明与其它哺乳动物类似,在人类试验对象中广泛发现这种效应。
3.自从首次证明人造光对人体褪黑激素的抑制以来,已广泛研究了对昼夜节律和褪黑激素生成具有定量影响的光的类型。1984年,george brainard等人(brain research, 1984, 第294卷, 第333-339页)表明在仓鼠中人造光的褪黑激素抑制作用强烈依赖于波长。具体而言,蓝光和绿光(来自约435-550 nm)比紫外-可见光谱中的其它波长更强地抑制褪黑激素生成。一年后,同一团队证明了褪黑激素生成抑制的这种波长依赖性也存在于人类中(ann. new york acad. sci., 1985, 第453卷, 第376-378页)。
4.从那以后,研究人员一直在研究通过根据一天中的时间和在需要睡眠时控制到达眼睛的光的波长来更好地控制睡眠和昼夜节律的方法。有几种设备尝试实现这种预期效果。这些设备都涉及如眼镜、护目镜或其它眼镜(eyewear)之类的设备,其在使用者想要入睡的时间附近阻断抑制褪黑激素生成的特定波长的光。尽管如此,由于这些涂层的低光学质量和阻止跨过几个波长的宽带光透射,这些设备不利地影响使用者在使用这些设备时查看和执行任务的能力。因此,需要提供一种设备,其以非侵入性方式选择性地阻断对人类昼夜节律和褪黑激素的生成具有最大负面影响的光的波长,同时尽可能多地透射不影响睡眠的无扰光,使得使用者在佩戴该设备时仍然可以阅读和执行其它任务。
5.概述本公开在某些方面提供用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约560 nm的光,并透射至少50%的波长高于约570 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射至少80%的波长低于约560 nm的光,并透射至少80%的波长高于约570 nm的光。在其它实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约560 nm的光,并透射基本所有波长高于约570 nm的光。
6.本公开的其它方面提供一种用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约495 nm的光,并透射至少50%的波长高于约505 nm的光。在一些实施方案中,所述滤光片反射至少80%的波长低于约495 nm的光,并透射至少80%的波长高于约505 nm的光。在其它实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约495 nm的光,并透射基本所有波长高于约505 nm的光。
7.本公开的其它方面提供一种用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约480 nm的光,并透射至少50%的波长高于约505 nm的光。在其它实施方案中,所述滤光片反射至少80%的波长低于约480 nm的光,并透射至少80%的波长高于约505 nm的光。在另一实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约480 nm的光,并透射基本所有波长高于约505 nm的光。
8.在某些实施方案中,所述滤光片包括布拉格光栅。在一些实施方案中,所述滤光片包括布拉格光栅。在某些实施方案中,所述布拉格光栅包含具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料的交替层,其中所述第一折射率高于所述第二折射率。
9.在某些实施方案中,第一材料选自tio2、ti3o5、tio
x
、al2o3、alo
x
、c(金刚石)、sic、srtio3、ta2o5、zro2、zns、zno及其任何组合。在一些实施方案中,第一材料是tio2。在某些实施方案中,第二材料选自sio2、sio、mgf2、in2o3、ito(sn掺杂in2o3)、聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、及其任何组合。在一些实施方案中,第二材料是sio2。
10.在某些实施方案中,第一材料和/或第二材料掺杂有一种或多种光致变色元素。在某些实施方案中,所述光致变色元素选自ag、cl、br、cu、mo、w、v、nb、ti、ln、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu及其任何组合。
11.在某些实施方案中,所述布拉格光栅包括至少20个层。在某些实施方案中,所述布拉格光栅包括至少30个层。
12.在其它方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的镜片,所述镜片包含:a) 基板,所述基板具有外表面和内表面;b) 本公开的光学滤光片,所述滤光片具有外表面和内表面;和c) 涂层,所述涂层具有外表面和内表面。
13.在某些实施方案中,所述基板的尺寸足够提供对眼睛的覆盖范围使得其不会让大量的光照射到眼睛上。在某些实施方案中,所述涂层选自抗反射涂层或色调(tint)。在某些实施方案中,所述涂层包括抗反射涂层和色调。在某些实施方案中,所述涂层降低滤光片的反射比。
14.在某些实施方案中,所述基板选自聚碳酸酯、聚氨酯及其共聚物、烯丙基二甘醇二碳酸酯(cr-39)、富含氮或硫的聚氨酯(trivex)、玻璃及其任何组合。在优选实施方案中,所述基板包含聚碳酸酯。
15.在某些实施方案中,所述滤光片的内表面沿所述基板的外表面布置,并且所述涂层沿所述滤光片的外表面布置。在某些这样的实施方案中,所述涂层是疏水涂层。在某些实施方案中,所述涂层沿所基板的外表面布置,并且所述滤光片的内表面沿所述涂层的外表面布置。在某些这样的实施方案中,所述涂层是硬涂层。在某些实施方案中,所述硬涂层包含sio
2-聚环氧乙烷或sio
2-聚环氧乙烷-聚甲基丙烯酸甲酯。
16.在特定方面中,本文提供了设备,其包括:框架;布置在框架内的至少一个本公开的镜片;在第一末端铰接地耦合到框架上的第一臂;和在第二末端铰接地耦合到框架上的第二臂。
17.在进一步方面中,本文提供了制造本公开的滤光片的方法,其包括以下步骤:(a) 使第一材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第一材料的粒子蒸发;(b) 使第二材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第二材料的粒子蒸发;和(c) 将第一材料的粒子和第二材料的粒子沉积到基板上,由此形成光学滤光片;其中步骤(a)和(b)相继进行。
18.在某些方面中,本文提供了制造本公开的镜片的方法,其包括以下步骤:(a) 使第一材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第一材料的粒子蒸发;(b) 使第二材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第二材料的粒子蒸发;和(c) 将第一材料的粒子和第二材料的粒子沉积到所述涂层的外表面上,由此形成镜片;其中步骤(a)和(b)相继进行。
19.在额外的方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的变色光学滤光片(transition optical filters),其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约560 nm的光、透射至少50%的波长高于约570 nm的光,并通过波长在约466至约470 nm之间的低波长光激发。在一些实施方案中,所述变色光学滤光片反射至少80%的波长低于约560 nm的光,并透射至少80%的波长高于约570 nm的光。在其它实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约560 nm的光,并透射基本所有波长高于约570 nm的光。
20.本公开的另一个方面提供一种用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的变色光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约560 nm的光、透射至少50%的波长高于约570 nm的光,并通过波长在约466至约470 nm之间的低波长光激发。在一些实施方案中,所述滤光片反射至少80%的波长低于约560 nm的光,并透射至少80%的波长高于约570 nm的光。在其它实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约560 nm的光,并透射基本所有波长高于约570 nm的光。
21.本公开的另一个方面提供一种用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的变色光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约495 nm的光,并透射至少50%的波长高于约505 nm的光,并通过波长在约466至约470 nm之间的低波长光激发。在一些实施方案中,所述滤光片反射至少80%的波长低于约495 nm的光,并透射至少80%的波长高于约505 nm的光。在其它实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约495 nm的光,并透射基本所有波长高于约505 nm的光。
22.本公开的另一个方面提供一种用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的变色光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约480 nm的光,并透射至少50%的波长高于约505 nm的光,并通过波长在约466至约470 nm之间的低波长光激发。在一些实施方案中,所述滤光片反射至少80%的波长低于约480 nm的光,并透射至少80%的波长高于约505 nm的光。在其它实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约480 nm的光,并透射基本所有波长高于约505 nm的光。
23.在一些实施方案中,所述滤光片包括布拉格光栅。在某些实施方案中,所述滤光片是布拉格光栅。在某些实施方案中,所述布拉格光栅包括具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料的交替层,其中第一折射率高于第二折射率。
24.在某些实施方案中,第一材料选自tio2、ti3o5、tio
x
、al2o3、alo
x
、c(金刚石)、sic、srtio3、ta2o5、zro2、zns、zno及其任何组合。在优选实施方案中,第一材料是tio2。在某些实施方案中,第二材料选自sio2、sio、mgf2、in2o3、ito(sn掺杂in2o3)、聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、及其任何组合。在优选实施方案中,第二材料是sio2。
25.在某些实施方案中,所述布拉格光栅包括至少20个层。在某些实施方案中,所述布拉格光栅包括至少30个层。
26.在其它方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的镜片,所述镜片包括:a) 基板,所述基板具有外表面和内表面;b) 本公开的变色光学滤光片,所述变色光学滤光片具有外表面和内表面;和c) 涂层,所述涂层具有外表面和内表面。
27.在某些实施方案中,所述基板的尺寸足够提供对眼睛的覆盖范围使得其不会让大量的光照射到眼睛上。在某些实施方案中,所述涂层选自抗反射涂层或色调。在某些实施方案中,所述涂层包括抗反射涂层和色调。在某些实施方案中,所述涂层降低滤光片的反射比。
28.在某些实施方案中,所述基板选自聚碳酸酯、聚氨酯及其共聚物、烯丙基二甘醇二碳酸酯(cr-39)、富含氮或硫的聚氨酯(trivex)、玻璃及其任何组合。在一些实施方案中,所述基板包含聚碳酸。
29.在某些实施方案中,所述滤光片的内表面沿所述基板的外表面布置,并且所述涂层沿所述滤光片的外表面布置。在某些这样的实施方案中,所述涂层是疏水涂层。在某些实施方案中,所述涂层沿所述基板的外表面布置,并且所述滤光片的内表面沿所述涂层的外表面布置。在某些这样的实施方案中,所述涂层是硬涂层。在某些实施方案中,所述硬涂层包含sio
2-聚环氧乙烷或sio
2-聚环氧乙烷-聚甲基丙烯酸甲酯。
30.在特定方面中,本文提供了设备,其包括:框架;布置在框架内的至少一个包含本公开的变色光学滤光片的镜片;在第一末端铰接地耦合到框架上的第一臂;和在第二末端铰接地耦合到框架上的第二臂。
31.在本公开的进一步方面中,本文提供了制造本公开的滤光片的方法,其包括以下步骤:(a) 使第一材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第一材料的粒子蒸发;(b) 使第二材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第二材料的粒子蒸发;和(c) 将第一材料的粒子和第二材料的粒子沉积到基板上,由此形成光学滤光片;其中步骤(a)和(b)相继进行。
32.在本公开的某些方面中,本文提供了制造本公开的镜片的方法,其包括以下步骤:(a) 使第一材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第一材料的粒子蒸发;(b) 使第二材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第二材料的粒子蒸发;和(c) 将第一材料的粒子和第二材料的粒子沉积到所述涂层的外表面上,由此形成镜片;其中步骤(a)和(b)相继进行。
33.在进一步方面中,本公开提供一种电子显示器,其包括如本技术中描述的光学滤光片。
34.在再进一步方面中,本公开提供一种功能性透光材料,其包括如本技术中描述的光学滤光片。
35.附图简述本专利或申请文件含有至少一个以彩色绘制的附图。专利局将根据请求和在支付必要费用的情况下提供一个或多个带有彩色附图的本专利或专利申请公开的复印件。
36.图1显示根据本公开的实施方案用作镜片涂层以防止透过褪黑激素抑制光的示例性薄膜堆叠体(stack)的图。
37.图2是紫外-可见光谱,其显示根据本公开的实施方案使用菲涅耳方程模拟的在空气中各自在cr-39镜片上的约100 nm厚度的交替sio2和tio2薄膜的20层堆叠体的透射比。
38.图3是紫外-可见光谱,其显示根据本公开的实施方案在垂直于镜片平面(0度)直视时图2中的堆叠体的反射比。
39.图4是紫外-可见光谱,其显示根据本公开的实施方案使用菲涅耳方程模拟的在空气中各自在cr-39镜片上的约100 nm厚度的交替sio2和tio2薄膜的30层堆叠体的透射比。
40.图5是紫外-可见光谱,其显示根据本公开的实施方案在垂直于镜片平面(0度)直视时图4中的堆叠体的反射比。
41.图6是紫外-可见光谱,其显示根据本公开的实施方案在trivex镜片上的30层堆叠体的透射比。图6也描绘了用于比较的褪黑激素作用光谱。
42.图7是紫外-可见光谱,其显示根据本公开的实施方案以黄色色调镜片作为基板以进一步阻断短波长光的30层堆叠体的透射比。图7也描绘了用于比较的褪黑激素作用光谱。
43.图8是根据本公开的实施方案垂直于镜片平面(0度)拍摄的具有20层堆叠涂层的trivex镜片的照片。
44.图9是根据本公开的实施方案在相对于镜片平面成约20度角下拍摄的具有20层堆叠涂层的trivex镜片的照片,其显示从橙光到蓝光的反射比变化。
45.图10是根据本公开的实施方案在相对于镜片平面成约45度角下拍摄的具有20层堆叠涂层的trivex镜片的照片,其显示完全到蓝光的反射比变化。
46.图11是佩戴根据本公开的实施方案的睡眠辅助眼镜的个体的照片。
47.图12a图示根据本公开的实施方案的眼镜的侧视图,其在个体视野上具有足够的覆盖范围以在使到达视网膜的褪黑激素抑制光的量最小化的同时保持视觉。
48.图12b图示根据本公开的实施方案的眼镜的正视图,其在个体视野上具有足够的
覆盖范围以在使到达视网膜的褪黑激素抑制光的量最小化的同时保持视觉。
49.详述在一些实施方案中,本公开涉及可穿戴设备(如眼镜、护目镜和任何其它眼镜)、电子显示器(如计算机显示器、笔记本电脑屏幕、智能手机、电视、数字手表和虚拟现实头戴设备)和功能性透光材料(如窗户、灯泡、风挡、蓝宝石、晶体和电子显示器的保护器),其过滤或阻断抑制睡眠的光的波长,同时保持功能,如可穿戴设备的穿戴者的可视度。这些波长的光可能通过若干机制抑制睡眠,包括但不限于改变昼夜节律、抑制大脑中的褪黑激素生成、刺激疼痛受体或其它方法。可穿戴设备、电子显示器和功能材料使用高质量光学滤光片来实现选择性阻断对使用者的睡眠具有负面影响的光波长。
50.本文所述的光学滤光片有利地截止或减少抑制睡眠的光的波长,同时允许更长和更短的波长通过,使得穿戴者可以充分看到眼镜外面以舒适地执行任务,如阅读。本公开既包括光学滤光片——其可以是在由美国食品药品管理局批准的材料如聚碳酸酯、trivex或cr-39制成的镜片上的涂层,也包括镜片本身。在一些实施方案中,镜片本身充当如本文所述的光学滤光片。在一些情况下,镜片具有在光学滤光片涂层和镜片材料之间的包含uv固化聚合物树脂的硬涂层。在一些情况下,镜片包含疏水涂层作为镜片的最外涂层,从而保护光学滤光片涂层免受环境磨损。
51.滤光片在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述光学滤光片反射至少50%的波长低于约560 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片透射至少50%的波长高于约570 nm的光。在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约560 nm的光,并透射至少50%的波长高于约570 nm的光。
52.在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约495 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片透射至少50%的波长高于约505 nm的光。在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约495 nm的光,并透射至少50%的波长高于约505 nm的光。
53.在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约480 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片透射至少50%的波长高于约505 nm的光。在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约480 nm的光,并透射至少50%的波长高于约505 nm的光。
54.在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约480 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片透射至少50%的波长高于约490 nm的光。在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约480 nm的光,并透射至少50%的波长高于约490 nm的光。
55.在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射约80%的波长低于约560 nm的光。在某些实施方案中,所
述滤光片透射约80%的波长高于约570 nm的光。在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射约80%的波长低于约560 nm的光,并透射约80%的波长高于约570 nm的光。
56.在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射约80%的波长低于约495 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片透射约80%的波长高于约505 nm的光。在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射约80%的波长低于约495 nm的光,并透射约80%的波长高于约505 nm的光。
57.在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射约80%的波长低于约480 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片透射约80%的波长高于约505 nm的光。在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射约80%的波长低于约480 nm的光,并透射约80%的波长高于约505 nm的光。
58.在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射约80%的波长低于约480 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片透射约80%的波长高于约490 nm的光。在某些方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的光学滤光片,其中所述滤光片反射约80%的波长低于约480 nm的光,并透射约80%的波长高于约490 nm的光。
59.在某些实施方案中,所述滤光片反射约55%的波长低于约560 nm的光,并透射约55%的波长高于约570 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约60%的波长低于约560 nm的光,并透射约60%的波长高于约570 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约65%的波长低于约560 nm的光,并透射约65%的波长高于约570 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约70%的波长低于约560 nm的光,并透射约70%的波长高于约570 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约75%的波长低于约560 nm的光,并透射约75%的波长高于约570 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约85%的波长低于约560 nm的光,并透射约85%的波长高于约570 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约90%的波长低于约560 nm的光,并透射约90%的波长高于约570 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约95%的波长低于约560 nm的光,并透射约95%的波长高于约570 nm的光。在优选实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约560 nm的光,并透射基本所有波长高于约570 nm的光。
60.如本文所用的术语“透射基本所有”指定波长的光是指多于95%,如96%、97%、98%、99%或100%。类似地,如本文所用的术语“反射基本所有”指定波长的光是指多于95%,如96%、97%、98%、99%或100%。
61.在某些实施方案中,所述滤光片反射约55%的波长低于约495 nm的光,并透射约55%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约60%的波长低于约495 nm的光,并透射约60%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约65%的波长低于约495 nm的光,并透射约65%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约70%的波长低于约495 nm的光,并透射约70%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约75%的波长低于约495 nm的光,并透射约75%的波长高
于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约85%的波长低于约495 nm的光,并透射约85%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约90%的波长低于约495 nm的光,并透射约90%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约95%的波长低于约495 nm的光,并透射约95%的波长高于约505 nm的光。在优选实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约495 nm的光,并透射基本所有波长高于约505 nm的光。
62.在某些实施方案中,所述滤光片反射约55%的波长低于约480 nm的光,并透射约55%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约60%的波长低于约480 nm的光,并透射约60%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约65%的波长低于约480 nm的光,并透射约65%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约70%的波长低于约480 nm的光,并透射约70%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约75%的波长低于约480 nm的光,并透射约75%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约85%的波长低于约480 nm的光,并透射约85%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约90%的波长低于约480 nm的光,并透射约90%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约95%的波长低于约480 nm的光,并透射约95%的波长高于约505 nm的光。在优选实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约480 nm的光,并透射基本所有波长高于约505 nm的光。
63.在某些实施方案中,所述滤光片反射约55%的波长低于约480 nm的光,并透射约55%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约60%的波长低于约480 nm的光,并透射约60%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约65%的波长低于约480 nm的光,并透射约65%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约70%的波长低于约480 nm的光,并透射约70%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约75%的波长低于约480 nm的光,并透射约75%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约85%的波长低于约480 nm的光,并透射约85%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约90%的波长低于约480 nm的光,并透射约90%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述滤光片反射约95%的波长低于约480 nm的光,并透射约95%的波长高于约490 nm的光。在优选实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约480 nm的光,并透射基本所有波长高于约490 nm的光。
64.在特别优选的实施方案中,所述滤光片包括布拉格光栅。在某些实施方案中,布拉格光栅包括具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料的交替层,其中第一折射率高于第二折射率。由于聚合物如trivex和cr-39的低熔点,布拉格光栅应该优选地由可沉积在镜片基板上而不过度加热基板的材料制成。
65.在某些实施方案中,第一材料选自tio2、ti3o5、tio
x
、al2o3、alo
x
、c(金刚石)、sic、srtio3、ta2o5、zro2、zns、zno及其任何组合。在另一实施方案中,第一材料选自tio2、ta2o5和zns。在另一实施方案中,第一材料包括tio2。
66.在某些实施方案中,第二材料选自sio2、sio、mgf2、in2o3、ito(sn掺杂in2o3)、聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)及其任何组合。在其它实施方案中,第二材料选自sio2和
mgf2。在另一实施方案中,第二材料包括sio2。
67.在某些实施方案中,第一材料和/或第二材料掺杂有一种或多种光致变色元素。在某些实施方案中,光致变色掺杂剂选自ag、cl、br、cu、mo、w、v、nb、ti、ln、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu及其任何组合。
68.在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少10个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少15个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少20个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少25个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少30个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少35个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少40个层。
69.在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于10个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于15个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于20个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于25个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于30个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于35个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于40个层。
70.在一些实施方案中,布拉格光栅包括约10至约50个层、约10至约40个层、或约10至约30个层。在其它实施方案中,布拉格光栅包括约20至约50个层、约20至约40个层、约20至约25个层、约20至约30个层、或约20至约25个层。在其它实施方案中,布拉格光栅包括约25至约50个层、约25至约45个层、约25至约35个层、或约25至约30个层。在再其它实施方案中,布拉格光栅包括约30至约50个层、约30至约45个层、约30至约40个层、或约30至约35个层。
71.在某些实施方案中,布拉格光栅包括10个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括15个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括20个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括25个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括30个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括35个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括40个层。在一些实施方案中,布拉格光栅包括20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40个层。
72.在额外的方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的变色光学滤光片,其中所述滤光片反射至少50%的波长低于约560 nm的光、透射至少50%的波长高于约570 nm的光,并通过波长在约466至约470 nm之间的低波长光激发。在一些实施方案中,所述变色光学滤光片反射至少80%的波长低于约560 nm的光,并透射至少80%的波长高于约570 nm的光。在其它实施方案中,所述滤光片反射基本所有波长低于约560 nm的光,并透射基本所有波长高于约570 nm的光。
73.在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约55%的波长低于约495 nm的光,并透射约55%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约60%的波长低于约495 nm的光,并透射约60%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约65%的波长低于约495 nm的光,并透射约65%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约70%的波长低于约495 nm的光,并透射约70%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约75%的波长低于约495 nm的光,并透射约75%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约85%的波长低于约495 nm的光,并透射约85%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约90%的波长低于约495 nm的光,并透射约90%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约95%的波长低于约495 nm的光,并透射约95%的波长高于约505 nm的光。在优选实施方案中,所述变
色光学滤光片反射基本所有波长低于约495 nm的光,并透射基本所有波长高于约505 nm的光。
74.在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约55%的波长低于约480 nm的光,并透射约55%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约60%的波长低于约480 nm的光,并透射约60%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约65%的波长低于约480 nm的光,并透射约65%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约70%的波长低于约480 nm的光,并透射约70%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约75%的波长低于约480 nm的光,并透射约75%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约85%的波长低于约480 nm的光,并透射约85%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约90%的波长低于约480 nm的光,并透射约90%的波长高于约505 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约95%的波长低于约480 nm的光,并透射约95%的波长高于约505 nm的光。在优选实施方案中,所述变色光学滤光片反射基本所有波长低于约480 nm的光,并透射基本所有波长高于约505 nm的光。
75.在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约55%的波长低于约480 nm的光,并透射约55%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约60%的波长低于约480 nm的光,并透射约60%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约65%的波长低于约480 nm的光,并透射约65%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约70%的波长低于约480 nm的光,并透射约70%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约75%的波长低于约480 nm的光,并透射约75%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约85%的波长低于约480 nm的光,并透射约85%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约90%的波长低于约480 nm的光,并透射约90%的波长高于约490 nm的光。在某些实施方案中,所述变色光学滤光片反射约95%的波长低于约480 nm的光,并透射约95%的波长高于约490 nm的光。在优选实施方案中,所述变色光学滤光片反射基本所有波长低于约480 nm的光,并透射基本所有波长高于约490 nm的光。
76.在特别优选的实施方案中,所述变色光学滤光片包括布拉格光栅。在某些实施方案中,布拉格光栅包括具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料的交替层,其中第一折射率高于第二折射率。由于聚合物如trivex和cr-39的低熔点,布拉格光栅应该优选地由可沉积在镜片基板上而不过度加热基板的材料制成。
77.在某些实施方案中,第一材料选自tio2、ti3o5、tio
x
、al2o3、alo
x
、c(金刚石)、sic、srtio3、ta2o5、zro2、zns、zno及其任何组合。在另一实施方案中,第一材料选自tio2、ta2o5和zns。在另一实施方案中,第一材料包括tio2。
78.在某些实施方案中,第二材料选自sio2、sio、mgf2、in2o3、ito(sn掺杂in2o3)、聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)及其任何组合。在其它实施方案中,第二材料选自sio2和mgf2。在另一实施方案中,第二材料包括sio2。
79.在某些实施方案中,第一材料和/或第二材料掺杂有一种或多种光致变色元素。在
某些实施方案中,光致变色掺杂剂选自ag、cl、br、cu、mo、w、v、nb、ti、ln、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu及其任何组合。
80.在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少10个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少15个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少20个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少25个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少30个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少35个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括至少40个层。
81.在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于10个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于15个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于20个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于25个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于30个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于35个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括多于40个层。
82.在一些实施方案中,布拉格光栅包括约10至约50个层、约10至约40个层、或约10至约30个层。在其它实施方案中,布拉格光栅包括约20至约50个层、约20至约40个层、约20至约25个层、约20至约30个层、或约20至约25个层。在其它实施方案中,布拉格光栅包括约25至约50个层、约25至约45个层、约25至约35个层、或约25至约30个层。在再其它实施方案中,布拉格光栅包括约30至约50个层、约30至约45个层、约30至约40个层、或约30至约35个层。
83.在某些实施方案中,布拉格光栅包括10个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括15个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括20个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括25个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括30个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括35个层。在某些实施方案中,布拉格光栅包括40个层。在一些实施方案中,布拉格光栅包括20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40个层。
84.镜片本公开的一个方面是使用布拉格光栅制成的具有改进的可视度的睡眠辅助眼镜。为了制造其,可获得使用标准镜片材料,如聚碳酸酯、cr-39或trivex的镜片。在镜片上沉积涂层之前,使用菲涅耳方程计算涂层的尺寸和各层的厚度,以确定镜片涂层的适合性。图1至图4显示用于本文所述的本公开的实施方案的这些计算的输出。
85.在本公开的一些实施方案中,光学滤光片涂层与抗反射涂层和/或色调镜片结合使用,以既实现所需光学效果,又防止由于穿戴者背后的光反射而使过多的光到达视网膜。
86.在其它方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的镜片,所述镜片包括:a) 基板,所述基板具有外表面和内表面;b) 权利要求1-10中任一项所述的光学滤光片,所述滤光片具有外表面和内表面;和c) 涂层,所述涂层具有外表面和内表面。
87.在某些实施方案中,所述基板的尺寸足够提供对眼睛的覆盖范围使得其不会让大量的光照射到眼睛上。在某些实施方案中,所述涂层选自抗反射涂层或色调。在某些实施方案中,所述涂层包括抗反射涂层和色调。在某些实施方案中,所述涂层降低滤光片的反射比。
88.在各种实施方案中,所述基板可以是允许光透射的任何合适的聚合物。在某些实施方案中,所述基板选自聚碳酸酯、聚氨酯及其共聚物、烯丙基二甘醇二碳酸酯(cr-39)、富
含氮或硫的聚氨酯(trivex),和玻璃。在优选实施方案中,所述基板包含聚碳酸酯。
89.在某些实施方案中,所述滤光片的内表面沿所述基板的外表面布置,并且所述涂层沿所述滤光片的外表面布置。在某些实施方案中,所述涂层沿所基板的外表面布置,并且所述滤光片的内表面沿所述涂层的外表面布置。
90.本公开的另一个方面是一种睡眠辅助眼镜,其可从透明变色成吸收褪黑激素消除光(melatonin shifting light)(例如在约380和约560 nm之间的光)。这可有利地使用布拉格光栅和非线性光学材料、通过使用光致变色有机染料和通过几种其它方法实现。在这些变色镜片(transition lenses)的一些实施方案中,布拉格光栅中的具有较高折射率的材料是光致变色材料。在一些实施方案中,光致变色材料是掺杂有另一元素的氧化物。在一些实施方案中,光致变色材料是杂化有机-无机材料。在额外的方面中,本文提供了用于减少透射到受试者眼睛的褪黑激素抑制光的量的变色光学滤光片,其中所述滤光片反射高达约80%的波长在约560 nm之前的光、透射约80%的波长高于570 nm的光,并通过波长在约466至约470 nm之间的低波长光激发。
91.图1显示用作镜片涂层以防止褪黑激素抑制光的透射的薄膜堆叠体100的图。在各种实施方案中,堆叠体100包括施敷于基板104上的至少两个膜(例如第一膜102a、第二膜102b)。在各种实施方案中,第一膜102a和第二膜102b可以以交替排列的方式施敷于基板上。例如,可首先沉积第一膜102a并使其凝固/固化,然后沉积第二膜102b并使其凝固/固化。在各种实施方案中,堆叠体100可包括两个或更多个重复子单元103,所述子单元103由至少两个膜组成。例如,第一膜102a和第二膜102b可形成子单元103,其重复两次或更多次。例如,子单元103可重复高达30次。在各种实施方案中,层102a、102b可包括氧化金属。在各种实施方案中,该氧化金属可以是二氧化钛。在各种实施方案中,该氧化金属可以是二氧化硅。在各种实施方案中,层102a、102b可以为高达200nm厚。在各种实施方案中,层102a、102b各自可具有基本相同的厚度。例如,各层可为约100nm厚。在各种实施方案中,这些层的厚度可不同。例如,第一层102a可为100nm厚,而第二层102b为200nm厚,或反之亦然。在一些实施方案中,这些层为约50 nm至约300 nm、约50至约250 nm、约50 nm至约200 nm、约75 nm至约200 nm、约75 nm至约150 nm、约75 nm至约100 nm、约100 nm至约200 nm、或约100 nm至约150 nm厚。这些层可具有基本类似的厚度,或这些层可具有不同厚度。
92.图2是紫外-可见光谱,其显示根据菲涅耳方程模拟的在空气中各自在cr-39镜片上的约100 nm厚度的交替sio2和tio2薄膜的20层堆叠体的透射比。
93.图3是紫外-可见光谱,其显示在垂直于镜片平面(0度)直视时图2中的堆叠体的反射比。
94.图4是紫外-可见光谱,其显示根据菲涅耳方程模拟的在空气中各自在cr-39镜片上的约100 nm厚度的交替sio2和tio2薄膜的30层堆叠体的透射比。
95.图5是紫外-可见光谱,其显示在垂直于镜片平面(0度)直视时图4中的堆叠体的反射比。
96.图6是紫外-可见光谱,其显示根据本公开的实施方案在trivex镜片上的30层堆叠体的透射比。图6也描绘了用于比较的褪黑激素作用光谱。
97.图7是紫外-可见光谱,其显示根据本公开的实施方案以黄色色调镜片作为基板以进一步阻断短波长光的30层堆叠体的透射比。图7也描绘了用于比较的褪黑激素作用光谱。
98.图8是垂直于镜片平面(0度)拍摄的具有20层堆叠涂层的trivex镜片的照片。
99.图9是在相对于镜片平面成约20度角下拍摄的具有20层堆叠涂层的trivex镜片的照片,其显示从橙光到蓝光的反射比变化。
100.图10是在相对于镜片平面成约45度角下拍摄的具有20层堆叠涂层的trivex镜片的照片,其显示完全到蓝光的反射比变化。
101.设备在特定方面中,本文提供了设备,其包括:框架;布置在框架内的至少一个本文所述的镜片;在第一末端铰接地耦合到框架上的第一臂;和在第二末端铰接地耦合到框架上的第二臂。
102.本公开的各种实施方案涉及眼镜片眼科眼镜(spectacle lens ophthalmic eyewear),其包括眼科镜片(ophthalmic lens)和隐形镜片(contact lenses)。眼科镜片可以是眼镜片或安装在适合穿戴者使用的眼科眼镜中的镜片。眼科眼镜可包括右镜片(right lens)和左镜片(left lens)。该眼镜可被设计为位于眼镜平面或如以护目镜或其它头戴形式位于另一平面中。
103.隐形镜片可包括被配置为与穿戴者的眼睛直接接触放置的任何镜片。隐形镜片可以是软质镜片、硬质镜片、混合镜片、角膜内镜片、角膜覆盖物或眼内镜片,由任何合适的材料或材料组合,例如氟硅丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅水凝胶或其它生物相容材料和/或适当透明材料等中的一种或多种制成,其可以是软质、硬质或软质和硬质的组合,并且其适合于机械加工、铸造或用于制造镜片的其它加工。
104.图11是佩戴根据本公开的一个实施方案的睡眠辅助眼镜的个体的照片。
105.图12a和12b图示眼镜200的图,其在个体视野上具有足够的覆盖范围以在使到达视网膜的褪黑激素抑制光的量最小化的同时保持视觉。在各种实施方案中,如图12a-12b中所示,眼镜200包括具有一个或多个镜片203的框架202。在各种实施方案中,框架202可包括单个梁和鼻梁件205(nose piece)。在各种实施方案中,该框架可包括两个分立的被配置为保持单个镜片的部分。在各种实施方案中,镜片203可以是横跨双眼宽度的单个一体镜片。在各种实施方案中,镜片203可包括两个分立的镜片,每个眼睛一个镜片。
106.如图12b中所示,框架202铰接(经由铰链208)地耦合到具有折叠构形和非折叠构形的臂204a、204b上。在各种实施方案中,臂被配置为在非折叠构形下大致垂直地从框架延伸,使得各末端206a、206b延伸超过(例如接触)穿戴者的耳朵。在各种实施方案中,每个臂204a、204b可向内朝另一臂204a、204b折叠以呈现折叠构形。
107.制造方法在进一步方面中,本文提供了制造本公开的滤光片的方法。在某些实施方案中,所述方法包括:(a) 使第一材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第一材料的粒子蒸发;(b) 使第二材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第二材料的粒子蒸发;和
(c) 将第一材料的粒子和第二材料的粒子沉积到基板上,由此形成光学滤光片;其中步骤(a)和(b)相继进行。
108.在某些实施方案中,将硬涂布镜片与第一材料的丸粒和第二材料的丸粒一起加载到真空涂布机中。一旦在真空下,第一材料和第二材料单独并相继地与电子束接触以将氧化物材料蒸发到硬涂布镜片上以在该镜片上形成各材料的薄膜。
109.在一些实施方案中,真空涂布机使用化学气相沉积(cvd)。在一些实施方案中,真空涂布机使用等离子体增强化学气相沉积(pe-cvd)。在一些实施方案中,真空涂布机使用物理气相沉积(pvd)。在一些实施方案中,真空涂布机使用溅射。在一些实施方案中,真空涂布机使用电子束蒸发。
110.在某些方面中,本文提供了制造本公开的镜片的方法。在某些实施方案中,所述方法包括:(a) 使第一材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第一材料的粒子蒸发;(b) 使第二材料的一个或多个丸粒在真空下与电子束接触以使第二材料的粒子蒸发;和(c) 将第一材料的粒子和第二材料的粒子沉积到所述涂层的外表面上,由此形成镜片;其中步骤(a)和(b)相继进行。
111.在某些实施方案中,将镜片研磨到2至6之间的基弧,然后施敷厚度在1微米至10微米之间的硬涂层。这样的硬涂层可通过旋涂或浸涂施敷,然后在紫外线下固化。所得硬涂层可以是包含sio
2-聚环氧乙烷或sio
2-聚环氧乙烷-聚甲基丙烯酸甲酯的有机-无机涂层。
112.在某些实施方案中,该镜片包括在基板和光学滤光片之间的硬涂层。硬涂层的优选特性(identity)根据基板的组成而不同。例如,当基板包含cr-39时,硬涂层通常是sio
2-聚环氧乙烷(sic-peo)的约2微米涂层。当基板包含聚碳酸酯或trivex时,硬涂层通常是sio
2-聚环氧乙烷-聚甲基丙烯酸甲酯(sio
2-peo-pmma)的约5微米涂层。
113.在进一步实施方案中,该镜片包括在光学滤光片的外表面上的疏水涂层。可以例如通过将基板浸在5%二氯二甲基硅烷的正己烷溶液中60秒,然后在空气中在80℃下固化30分钟以产生50 nm厚的疏水膜而制造疏水涂层。在这样的实施方案中,疏水涂层可以是部分氯化的硅氧烷聚合物薄膜。
114.在一些实施方案中,通过将前体材料,如氧化硅和二氧化钛电子束蒸发到镜片上来合成布拉格光栅。
115.使用物理气相沉积、电子束蒸发器或本领域技术人员已知的几种其它涂布方法中的一种,可在镜片上制备tio2和sio2的交替层。这些交替层各自约100 nm。一旦这些沉积在镜片上,镜片将呈现以约500 nm为中心的布拉格光栅所伴随的着色,当垂直于镜片平面透视镜片时具有橙色色相,随着入射角改变而逐渐褪色为蓝色色相,然后透明。
116.一旦这些镜片完成,可添加色调和抗反射涂层以进一步调节镜片的性质,以确保对穿戴者而言理想的可视度。然后将镜片切割并安装到覆盖穿戴者的基本所有视野的合适的框架中,使得杂散光不会到达视网膜。
实施例
117.实施例1: 布拉格光栅镜片的实验室规模制备将金属-有机前体异丙醇钛(tipt,ti[och(ch3)2]4)和原硅酸四乙酯(teos,si[oc2h5]4)加载到与管式炉相连的加热罐中以进行大气压化学气相沉积(apcvd)。在1”直径的熔融石英载玻片上实现布拉格光栅镜片的实验室规模制备。熔融石英首先用水和乙醇洗涤,然后在丙酮浴中进行声处理5分钟以除去任何表面杂质。将熔融石英置于带有3”直径石英管的管式炉中,并以12℃/min的斜升温速率加热到600℃。
[0118]
一旦达到目标温度,使用球阀手动引入气态金属-有机前体。首先,将teos引入3”直径的石英管约35秒,然后保持1分钟以吹扫石英管。其次,将tipt引入3”直径的石英管约20秒,然后保持1分钟以吹扫石英管。这一过程重复15次,以产生交替的sio2和tio2层的30层膜。
[0119]
在膜沉积完成后,管式炉以2℃/min的速率冷却过夜以防止膜开裂。该涂布膜用乙醇洗涤并使用紫外-可见光(uv-vis)光谱法测量以评估成功的膜沉积和布拉格光栅的形成。
[0120]
实施例2: 布拉格光栅镜片的生产规模制备将具有2.0 mm中心厚度和4.0基弧的将橙色色调到约80%透射比的硬涂布聚碳酸酯镜片加载到satisloh 1200-dlx-2高通量真空箱式涂布机中以进行物理气相沉积(pvd)。将二氧化硅和二氧化钛的1-3 mm颗粒单独地加载到两个蒸发物室中。该系统被编程为通过用电子束照射蒸发物颗粒而相继蒸发二氧化硅和二氧化钛,以在镜片的凸面上产生30层膜,然后通过热蒸发在聚碳酸酯的凹面上沉积抗反射涂层。在pvd运行完成后,通过uv-vis光谱学分析镜片以评估成功的膜沉积和布拉格光栅的形成。
[0121]
实施例3: 错误色调造成过多的内部反射将具有2.0 mm中心厚度和4.0基弧的无色调的硬涂布聚碳酸酯镜片加载到satisloh 1200-dlx-2高通量真空箱式涂布机中以进行物理气相沉积(pvd)。将二氧化硅和二氧化钛的1-3 mm颗粒单独地加载到两个蒸发物室中。该系统被编程为通过用电子束照射蒸发物颗粒而相继蒸发二氧化硅和二氧化钛,以在镜片的凸面上产生30层膜,然后通过热蒸发在聚碳酸酯镜片的凹面上沉积抗反射涂层。在并入框架中时,由于该30层膜的高反射比超过内部抗反射涂层,来自镜片内部的蓝光和绿光的反射抑制了穿戴者的可视度,表明对硬涂布聚碳酸酯镜片的吸收性色调是优选的。
[0122]
实施例4: 布拉格光栅层太厚将金属-有机前体异丙醇钛(tipt,ti[och(ch3)2]4)和原硅酸四乙酯(teos,si[oc2h5]4)加载到与管式炉相连的加热罐中以进行大气压化学气相沉积(apcvd)。在1”直径的熔融石英载玻片上实现布拉格光栅镜片的实验室规模制备。熔融石英首先用水和乙醇洗涤,然后在丙酮浴中进行声处理5分钟以除去任何表面杂质。将熔融石英置于带有3”直径石英管的管式炉中,并以12℃/min的斜升温速率加热到600℃。
[0123]
一旦达到目标温度,使用球阀手动引入气态金属-有机前体。首先,将teos引入3”直径的石英管约1分30秒,然后保持1分钟以吹扫石英管。其次,将tipt引入3”直径的石英管约20秒,然后保持1分钟以吹扫石英管。这一过程重复15次,以产生交替的sio2和tio2层的30层膜。
[0124]
在膜沉积完成后,管式炉以2℃/min的速率冷却过夜。由于金属-有机前体的暴露时间增加,所得膜在从炉中取出时具有过度开裂并且不适合使用。
[0125]
实施例5: 布拉格光栅的错误层数将金属-有机前体异丙醇钛(tipt,ti[och(ch3)2]4)和原硅酸四乙酯(teos,si[oc2h5]4)加载到与管式炉相连的加热罐中以进行大气压化学气相沉积(apcvd)。在1”直径的熔融石英载玻片上实现布拉格光栅镜片的实验室规模制备。熔融石英首先用水和乙醇洗涤,然后在丙酮浴中进行声处理5分钟以除去任何表面杂质。将熔融石英置于带有3”直径石英管的管式炉中,并以12℃/min的斜升温速率加热到600℃。
[0126]
一旦达到目标温度,使用球阀手动引入气态金属-有机前体。首先,将teos引入3”直径的石英管约35秒,然后保持1分钟以吹扫石英管。其次,将tipt引入3”直径的石英管约20秒,然后保持1分钟以吹扫石英管。这一过程重复10次,以产生交替的sio2和tio2层的20层膜。
[0127]
在膜沉积完成后,管式炉以2℃/min的速率冷却过夜以防止膜开裂。如通过uv-vis测得,所得膜由于布拉格光栅中的错误层数而具有在350-450 nm范围内的过度透射比,这也使它们呈现不合意的粉色。
[0128]
实施例6: 塑料上的布拉格光栅的错误沉积温度将mgf2和zns的前体加载到与管式炉相连的加热罐中以进行大气压化学气相沉积(apcvd)。具有2.0 mm中心厚度和4.0基弧的硬涂布聚碳酸酯镜片首先用水和乙醇洗涤,然后在乙醇浴中进行声处理5分钟以除去任何表面杂质。将聚碳酸酯置于带有3”直径石英管的管式炉中,并以12℃/min的斜升温速率加热到300℃。由于局部高温和聚碳酸酯的相对低的熔点,聚碳酸酯镜片在沉积过程中变形或熔融,以致其无法使用。
[0129]
通过引用并入本文提到的所有出版物和专利以其整体通过引用并入本文,就像各个单独的出版物或专利明确且单独地被指明通过引用并入。如果有冲突,将以本技术,包括本文中的任何定义为准。
[0130]
等同物尽管已经论述了本公开的具体实施方案,但上述说明书是说明性而非限制性的。本领域技术人员在审查本说明书和所附权利要求时,本公开的许多变型对其将变得显而易见。应该通过参考权利要求确定本公开的完整范围以及它们的等同物和说明书以及这样的变型的完整范围。