传统上通过使折射率高于空气的透明材料成形来生产屈光异常的矫 正镜片。镜片的形状选择为使得该材料和空气界面的折射在佩带者视网膜 上产生光线的适当聚焦。一般将该镜片进行切割以固定到一种框架上，并 按照被矫正的眼睛的瞳孔安置。
在各种类型的镜片中，或其他不必限制于眼科光学件的镜片中，需要 提供一种以灵活的和模块化的方式应用一个或多个光学功能的结构，同时 可以切割出光学元件来结合到所用的或在别处选择的框架中，或者结合到 固定所述光学元件的其他任何装置中。

本发明的目的是满足该需求。还有一个目的是确保光学元件适合在令 人满意的条件下进行工业生产。
为此，本发明提出一种生产透明光学元件的方法，包括生产透明光学 部件，该部件至少具有：
-一组(set)平行于该部件表面并列设置的单元(cell)，每个单元 被密封以及包含具有光学性能的物质，这些单元由壁分隔开；
-以及至少一个吸收涂层，设置在该壁上平行于所述部件表面延伸的 一侧上。
本发明还提供一种生产如上所述的透明光学元件的方法，该方法还包 括沿着所述表面上相应于预定的光学元件形状限定的轮廓切割光学部件 的步骤。
这些单元可以填充有因其光学性能而被选择的各种物质，例如，与其 折射率、光吸收、或偏振性、其对电或光激励的响应等相关联的光学性能。
因此该结构有助于许多应用，特别是那些利用发展的光学功能的应 用。这意味着该光学元件表面的像素离散化在设计以及元件的生产过程中 提供很大的灵活性。每个像素包括由壁界定的单元。因此该结构包括由壁 界定的单元网络(cell network)和至少一个吸收涂层，所述涂层被像素化 为与该单元网络相同。该吸收涂层平行于该光学部件的表面沉积并与该单 元网络的几何图形匹配，并具有防止光通过所述网络的每个部件壁传输的 主要功能。在其他实施方式中，该吸收涂层的宽度还可以不同于该壁的弥 补该单元网络的严格宽度。容易理解的是，所述吸收涂层是不连续的涂层， 并且该吸收材料只在被该单元网络的部件壁占据的表面水平上以与所述 壁宽度相同或不同的宽度存在。
可以由离散来生产像素化的结构，该结构由平面中的由壁分隔的一系 列相邻单元构成。这些壁是该光学部件产生透明缺陷的原因，而且因此导 致包括这种光学部件的光学元件的透明缺陷。
本发明中，应了解当没有明显对比度损失地通过所述光学部件感知观 察的图象时光学部件是透明的，也就是在得到通过所述光学部件形成的图 象时没有降低图象质量。在本发明中术语透明的定义可以用于本说明书中 定性为透明的所有物体。
将光学部件的单元分隔的该壁通过衍射与光相互作用。当光波被物质 地限定时将衍射定义为被观察的光的散射(J-P.Perez-Optique，Fondements et applications 7th edition-Dunod-October 2004，p.262)。因此包括这类壁的 光学部件由于所述壁引起的衍射传输质量降低的图象。微观衍射宏观上以 散射显现。该宏观的或非相干散射导致该光学部件的像素化结构的扩散晕 轮，而且因此导致通过所述结构观察的图象的对比度损失。该对比度损失 可以认为是如上所述的透明度损失。这种宏观散射作用对于如本发明所述 的包括像素化光学部件的光学元件的生产是不可接受的。当所述光学元件 是眼科镜片时尤其如此，眼科镜片必须一方面是透明的，而且另一方面不 含有可能阻碍这类光学元件的佩带者视力的外观缺陷。
削弱这种宏观散射的方法包括通过防止光在分隔单元的所述壁中传 播减少由该壁引起的衍射。这是由于被吸收或反射的光的部分不被衍射。 因此与光的相互作用被限制的该壁将比允许光传播的壁较少发生衍射。如 果考虑一组壁，由每个壁引起的衍射的降低导致宏观水平上总散射比的降 低。
因此本发明的一个目的是生产透明光学部件，包括平行于基板 (substrate)表面并列设置的一组单元，其中单元由壁彼此分隔，以及至 少一个吸收涂层，所述吸收涂层平行于所述壁的表面而被沉积，并根据网 络的几何图形由壁限界。在这类光学部件中，所述吸收涂层吸收所有或部 分到达该壁的光，由此避免通过该壁网络产生的宏观散射，并因此能够生 产包括如所述的光学部件的透明光学元件。
本发明中吸收涂层指包括一种或多种全部或部分吸收可见光谱的材 料，也就是，该材料具有400nm～700nm的至少一个波长吸收带。根据本 发明，有利地，优先选择在整个可见光谱区具有吸收带的涂层。制备该涂 层的材料可以选择性地包括近红外区，也就是在700nm以上和/或近紫外 区，也就是在400nm以下的光谱吸收带。
该吸收涂层选自单层或多层涂层。在单层涂层的情况，可以由一种吸 收材料或由至少两种材料的组合构成，每种材料在可见光谱区域具有相同 或不同的吸收带。例如该涂层可以使用两种具有互补吸收带的材料以获得 吸收如上所述的整个可见光谱区域的涂层。在多层涂层的情况，每一层可 以由化学性质和特定的吸收带都相同或都不同的材料构成。每一层还可以 由多种吸收材料的混合物构成。
在本发明的第一个具体实施方式中，该光学部件包括至少一个平行于 该壁表面的底部沉积的吸收涂层。在第二个实施方式中，该光学部件包括 至少一个平行于该壁表面的顶部沉积的吸收涂层。
在本发明的第三个实施方式中，该光学部件包括至少一个平行于该壁 表面的底部和顶部沉积的吸收涂层。
在如前所述的这三个实施方式中，吸收涂层具有与该壁相同的厚度或 比该壁大的厚度，在该壁上和/或在该壁下沉积涂层。
根据本发明，有利地，该吸收涂层通过金属化工艺沉积。该工艺可以 在形成所述壁之前进行，或者在形成所述壁之后进行。当金属化在形成所 述壁之前进行时，所述金属化工艺可以是直接在刚性的透明支撑件上进行 或在柔性的透明膜中进行，该柔性透明膜随后转移到刚性透明支撑件上。 在这种金属化工艺中，该吸收涂层由金属构成。特别地，在本发明中可用 的金属是铝、银、铬、钛、铂、镍、铜、铁、锌、锡、钯及金。优选地， 吸收材料选自银、铝、钛、铬和金。
其他材料可以用于生产吸收涂层。例如，混合材料如溶胶-凝胶树脂， 或复合物如陶瓷/金属或硅/金属混合物。在本发明中还可以使用固有吸收 性的聚合物或通过掺杂、扩散或吸收粒子的吸收使其具有吸收性的聚合 物。包含碳黑粒子的聚合物就是具有这种作用的例子。还可以沉积包含一 层或多层碳的涂层。因而适合于制备本发明所用吸收聚合物的吸收性粒子 特别地可以是染料、墨、颜料、胶体、金属粒子、合金、碳黑、碳纳米管。 这些粒子可以通过本领域技术人员熟知的方法容易地结合到溶胶-凝胶、聚 亚安酯、丙烯酸酯或环氧类聚合物中。由此获得的这些聚合物具有至少一 个400nm和700nm的吸收带，而且优选地，在400nm～700nm之间的整个 可见光谱区域吸收。可优选地在近紫外或近红外区域中有吸收带。
本发明包括生产光学部件的方法，该光学部件包括平行于该部件的表 面并列设置的至少一组透明单元，这些单元由壁分隔，该方法包括如下步 骤：
-在刚性支撑件或柔性透明膜的整个表面沉积均匀的吸收涂层；
-沉积一层构成壁的透明材料，以及在所述透明材料层中形成单元网 络，以获得平行于所述表面并列设置的所述单元组；
-在每个单元中进行吸收涂层的化学或物理化学刻蚀。
在可选的方法中，可以：
-通过掩模沉积吸收涂层，所述掩模具有要得到的网络中的单元分布 图案；
-对准所述透明材料层和吸收涂层的图案，并通过正(positive)光刻 工艺沉积一层构成壁的透明材料。
这种方法的应用能够直接在刚性透明支撑件或柔性透明膜上沉积吸 收涂层；换句话说，该方法适合获得一种光学部件，该部件具有至少一组 透明的平行于该部件表面并列设置的单元，其中所述单元由壁分隔，该壁 包括与该刚性透明支撑件或该柔性膜接触的吸收涂层和一层所述壁的部 件透明材料。在该类方法中，通过在该壁底部具有吸收涂层使该壁具有吸 收性。
该单元网络可以通过本领域技术人员熟知的由微电子产生的生产方 法获得。作为示例和不受限的方式，这类方法可以是如热印刷、热压花、 微成型、光刻(硬、软、正、负)、微沉积如微接触印刷、丝网印刷、或 喷墨印刷。
在该实施方式中，当吸收涂层由一层或多层金属层构成时，该金属层 例如由RIE(反应离子刻蚀)工艺类型来刻蚀。RIE是物理化学工艺，其 由垂直离子束轰击金属层构成。在该工艺中可以用几种气体，例如CF4， SF6，O2，CHF3和氩。这种干性刻蚀是非等向性的。还可以通过酸性或碱 性溶液对金属进行湿刻蚀。
在另外的实施方式中，本发明包括生产光学部件的方法，该部件具有 至少一组平行于该部件表面并列设置的透明单元，该单元由壁分隔，该方 法包括如下步骤：
-在刚性透明支撑件或柔性透明膜的整个表面上沉积构成壁的透明材 料均匀层；
-在部件材料的所述均匀层上沉积吸收涂层；
-经由掩模通过对所述吸收涂层以及所述透明材料层的刻蚀工艺形成 该单元，以获得平行于所述表面并列设置的所述单元组。
在这样的方法中，通过在该壁的顶部存在吸收涂层使该壁具有吸收 性；换句话说，该方法用于获得一光学部件，该光学部件具有平行于该部 件表面并列设置的至少一组透明单元，其中所述单元由壁分隔，该壁包括 与刚性透明支撑件或柔性膜接触的透明材料层，以及吸收涂层。
该吸收涂层的高度在几纳米到5μm之间。有利地该涂层的厚度为2nm (纳米)到2μm(微米)之间。
在本发明的另一个方式中，壁的部件材料本身可以是吸收性的。在这 种情况，该材料选自固有地可吸收聚合物或通过掺杂、扩散或吸收吸收性 粒子而使其可吸收的聚合物。
所有壁(以及因此该光学部件的所有单元)可以直接形成于刚性透明 支撑件上，或柔性透明膜中，然后转移到刚性透明支撑件上。所述刚性透 明支撑件可以在容置该单元组的那侧上是凸起的、凹入的或平坦的。
该单元网络的几何形状的特征是空间参数，其通常可以减少到单元平 行于该光学部件表面的尺寸(D)，相应于分隔单元的壁的高度(h)，以 及这些壁的厚度(e)(平行于部件表面测量的)。平行于部件表面，这 些单元优选地被厚度(e)为0-10μm～5μm且高度(h)小于100μm的壁分 隔，并且厚度优选为1μm～50μm，包括1μm和50μm。
利用如先前定义尺寸的壁，可以生产在具有填充比例τ大于90％的光 学部件的表面上并列设置的一组单元。在本发明中，填充比例限定为光学 部件的每单位面积内被物质填充的单元所占据的面积。换句话说，至少在 设有所有单元的部件区域内，所有单元占据至少90％的光学部件表面。有 利地，该填充比例为90％～99-5％，包括90％和99.5％。
在本方法的一个实施方式中，包含在至少一些单元中的具有光学性能 的物质是液体或凝胶形式。特别地，所述物质可以具有至少一种选自着色、 光致变色、偏振和折射率的光学性能。
该光学部件的该单元组可以包括含有不同物质的几个单元组。同样， 每个单元可以用一种具有一个或多个如前所述光学性能的物质填充。还可 以在该部件的厚度上叠置几组单元。在该实施方式中，该单元组在每一层 可以具有相同或不同的性能，或者在每个单元组中的这些单元也可以具有 不同的光学性能。由此可以考虑一层中所有单元包含一种用于获得不同折 射率的物质，而另一层中所有单元包含具有光致变色性能的物质。
本发明的另一个目的是生产如前所述的透明光学部件的方法，其包括 在基板上形成壁网络以界定平行于所述部件表面的单元，形成至少一个平 行于所述壁表面的吸收涂层，用具有光学性能的液体或凝胶形式的物质集 中或个别地填充这些单元，以及在单元相对于该基板的侧面上密封这些单 元。
本发明的另一方面涉及用于上述方法的光学部件。该光学部件包括至 少一组平行于该光学部件表面并列设置的透明单元，以及至少一个包含至 少一种吸收材料的吸收涂层，其平行所述壁的表面设置，每个单元由壁分 隔。每个单元被密封并包含至少一种具有光学性能的物质。
本发明还涉及一种透明光学元件，特别是通过切割这种光学部件得到 的眼镜。眼镜包括眼科镜片。眼科镜片指适合于眼镜框来保护眼睛和/或矫 正视力的镜片，这些镜片选自焦点镜片、单焦镜片、双焦镜片、三焦镜片 和渐进镜片。眼科光学件是本发明应用的优选领域，可以了解本发明可应 用于其他类型的透明光学元件，如光学仪器镜片、特别是用于摄影或天文 的滤光器，光学取景镜片、遮光眼罩、用于照明装置的光学件等等。本发 明范围中的眼科光学件包括眼科镜片，还包括隐形眼镜和眼部植入物。
附图说明
以下通过参照附图对非限定性的具体实施方式的详细说明，使本发明 的其他特征和优点清楚，其中：
-图1是本发明的一种光学部件的主视图；
-图2是由该光学部件得到的一种光学元件的主视图；
-图3a是本发明的第一实施方式的光学部件的示意性横截面图；
-图3b是本发明的第二实施方式的光学部件的示意性横截面图；
-图3c是本发明的第三实施方式的光学部件的示意性横截面图。

图1中所示的光学部件10是用于制造眼镜的毛坯。眼镜包括如上所 述的眼科镜片。自然，虽然眼科光学件是本发明的优选应用领域，应了解 本发明还可以应用于其他类型的透明光学元件。
图2示出通过沿着预定的轮廓切割该毛坯10得到的眼镜片11，该预 定的轮廓如图1中虚线所示。该轮廓基本上是任意的，只要包含在该毛坯 区域内。大量生产的毛坯因此可用于得到适合于各种眼镜框的镜片。被切 割镜片的边缘可以没有任何问题地进行常规修整，以赋予一种适合于该镜 框以及适合于将镜片固定到该镜框和/或适合于美学方法的形状。可以在镜 片中钻孔14，例如以便接收用于将镜片固定到该镜框的螺丝钉。
毛坯10的总体形状可以符合工业标准，例如具有直径为70mm(毫米) 的圆形轮廓，前凸起侧面12，和后凹入侧面13(图3a)。传统的切割、 修整、钻孔工具可以用于从该毛坯10得到镜片11。
在图1和2中，该表面层的部分被切割以显示出该毛坯10和镜片11 的像素化的结构。该结构由形成于透明部件的一层17中的单元或微单元 (microcell)15的网络以及一吸收涂层30(图3a)构成。在这些图中， 为了看图方便，已经将层17、涂层30、和单元15的尺寸相对于毛坯10 和其基板16的尺寸进行放大。
单元15的横向尺寸(D)(平行于毛坯10的表面)大于1微米，并 可高达几毫米。因此该单元网络可以采用微电子或微机械器件领域中完全 成熟的技术生产。构成壁18的层17的高度(h1)优选为1μm～50μm。壁 18的厚度(d)为0.1μm～5.0μm，特别用于获得高填充比例。吸收材料层 30的高度(h2)为几纳米到5μm之间。可以特别构建高度为1μm的铝层。
图3a为本发明的第一具体实施方式，其中吸收涂层平行于基板表面 以及壁的底部(18a)沉积。在本发明中，壁的底部在此是指平行于基板 表面并位于距离所述基板最短处的该壁的侧面。在该具体实施方式中，存 在于构成单元网络的每个壁的该底部处的吸收材料层30的厚度等于或大 于所述壁18的厚度。这通过在吸收涂层的刻蚀工艺过程中采用掩模容易 地得到。
图3b是本发明的第二个具体实施方式，其中吸收涂层平行于基板表 面及壁的顶部(18b)沉积。在本发明中，壁的顶部在此是指平行于基板 表面并位于距离所述基板最长处的该壁的侧面，即在基板的相对侧上。
图3c是本发明的第三个具体实施方式，其中吸收涂层(18)在壁的 底部(18a)和顶部(18b)处平行于基板表面沉积。
如在眼科光学件中普遍采用的，结合到单元网络15的层17可以用许 多附加的层19、20(图3)覆盖。这些层例如具有冲击强度、抗刮性、着 色性、防眩光、防污等功能。在所示的实施例中，结合到单元网络的层17 直接置于透明基板16上，但可以了解在它们之间可以提供一个或多个中 间层，如具有冲击强度、抗刮性或着色功能的层。
透明基板16可以由通常用于眼科光学件的玻璃或各种聚合物制成。 在这些可用的聚合物中，非限定性的且作为参考的可以是聚碳酸酯、聚酰 胺、聚酰亚胺、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯的共聚物、聚烯 烃特别是聚降冰片烯、二甘醇双(烯丙基碳酸酯)的聚合物和共聚物、(甲 基)丙烯酸的聚合物和共聚物特别是衍生于双酚A的(甲基)丙烯酸的聚 合物和共聚物、硫代(甲基)丙烯酸的聚合物和共聚物、氨基甲酸酯和硫 代氨基甲酸酯的聚合物和共聚物、环氧聚合物和共聚物、以及环硫化物 (episulphide)的聚合物和共聚物。
结合到单元网络的层17优选位于前凸起侧面12上，保持空闲的后凹 入侧面13如果需要可选择性地通过机加工和抛光进行成型。光学部件还 可以位于镜片的凹入侧面。显然光学部件还可以集成于平坦的光学元件 上。
微单元15用具有光学性能的液体或凝胶形式的物质进行填充。该部 件前侧面的前期处理可以选择性地进行以便于使微单元的底部和壁材料 的表面润湿。形成具有光学性能的物质的溶液或悬浮液对于网络的所有微 单元可以是相同的，其中该溶液或悬浮液可以通过以下方式简单引入，即： 通过在适当的溶池中沉浸该部件，通过丝网印刷工艺，通过旋涂工艺，通 过辊或刮刀涂布物质，或通过喷涂工艺。还可以用材料喷射工具局部注入 到个别微单元中。
为了密封一组填充好的微单元，粘性的塑性膜用于例如在壁18的顶 部，或者在壁的顶部存在吸收涂层时在吸收涂层上进行热封或热辊压。一 种可聚合材料溶液还可以沉积在要被密封的区域，该材料与微单元中的具 有光学性能的物质不混溶，并且该材料可以例如通过加热或照射而固化。
一旦完成微单元网络15，部件可以接收附加层或涂层19、20以完成 其生产。这类部件批量生产和储存并在以后取回以根据客户的要求个别地 进行切割。
如果具有光学性能的物质不期望保持在液体或凝胶状态，则可对其进 行固化处理，例如在该物质被沉积后的适当阶段进行后续的加热和/或照 射。
另一方面，由微单元网络构成的光学部件以柔性透明膜的形式构建。 通过与前面所述相类似的技术可得到这类膜。在这种情况，该膜可以在平 坦的且非凸起的或非凹入的支撑件上形成。
例如，该膜可以相对大规模地工业化生产，然后切割成适当尺寸以被 转移到毛坯的基板16上。该转移可以通过粘接柔性膜，通过热成形膜， 或通过真空粘结的物理工艺来完成。接着该膜如前面的情况接收各种涂 层，或被转移到基板16上，基板本身涂有一层或多层如前所述的附加层。
在本发明的一个应用领域中，引入微单元15的物质的光学性能涉及 其折射率。沿着该部件的表面调整该物质的折射率以得到矫正的镜片。在 本发明的第一种可选择的方式中，该调整可以通过在生产微单元网络15 过程中引入不同折射率的物质实现。
在本发明的另一个可选择的方式中，该调整可以通过将具有可由照射 随后调整折射率的物质引入微单元15中而实现。然后矫正光学功能的写 入(inscription)是通过将毛坯10或镜片11暴光于光线中而实现，利用沿 着该表面光能发生的变化来获得期望的折射率分布以矫正患者的视力。典 型地该光线由激光器产生，写入装置与用于刻写CD ROMs或其他光学存 储件的装置相类似。感光性物质的曝光的变化可以通过调整激光器功率和 /或选择曝光时间来达到。
在可用于该应用的物质中，例如可以是介孔(mesoporous)材料或液 晶。这些液晶可以通过例如由照射引起的聚合反应而固定。因此它们可以 固定于一种选择的状态，以在所通过的光波中引入预定的光延迟。在介孔 材料的情况中，材料的折射率通过其孔隙率的变化而被控制。另一种可能 是用光聚合物，用其已知的性质在由照射引起的聚合反应过程中改变折射 率。这些折射率的变化是由于该材料密度的改变和其化学结构的变化。所 用的光聚合物优选那些在聚合反应中体积变化非常小的光聚合物。
溶液或悬浮液的选择性聚合是在相对于部件表面存有空间差异 (spatially differentiated)照射的情况下进行的，用以获得期望的折射率调 节。根据待矫正的患者眼睛评估的屈光异常预先确定该调节。
在本发明的进一步应用中，以凝胶或液体形式引入到微单元中的物质 具有偏振性能。在该应用中所用的物质中，特别地可以是液晶。
在本发明的另一个应用中，以凝胶或液体形式引入到微单元中的物质 具有光致变色性能。在该应用中所用的物质中，例如可以是光致变色的化 合物，其包含例如为螺噁嗪(spirooxazine)、螺吲哚啉[2，3′]苯并噁嗪、 苯并吡喃、螺噁嗪均相金刚烷(homoazaadamantane spiroxazine)、螺芴杂 环-(2H)-苯并吡喃(spirofluorene-(2H)-benzopyrane)或萘并[2，1-b]吡 喃环的中心核(central core)。
在本发明中，具有光学性能的物质可以是染料、或适合改变传输率的 颜料。