PROCEDIMIENTO DE REALIZACIÓN DE UN ELEMENTO ÓPTICO TRANSPARENTE, COMPONENTE ÓPTICO QUE INTERVIENE EN ESTE PROCEDIMIENTO Y ELEMENTO ÓTICO ASÍ OBTENIDO.

Procedimiento de realización de un elemento (11) óptico transparente,

que comprende las etapas siguientes:

- producir un componente (10) óptico que tiene al menos un conjunto transparente de células (15; 25) yuxtapuestas en paralelo a una superficie del componente, estando cada célula herméticamente cerrada y conteniendo una sustancia con propiedad óptica; y

- recortar el componente óptico a lo largo de un contorno definido sobre dicha superficie, correspondiendo a una forma determinada para el elemento óptico, caracterizado porque el conjunto de células (15; 25) incluye varios grupos de células que contienen sustancias diferentes.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2005/001610.

Solicitante: ESSILOR INTERNATIONAL COMPAGNIE GENERALE D'OPTIQUE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 147, RUE DE PARIS 94220 CHARENTON-LE-PONT FRANCIA.

Inventor/es: CANO, JEAN-PAUL, BOVET, CHRISTIAN.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 24 de Junio de 2005.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G02C7/08 SECCION G — FISICA.G02 OPTICA.G02C ESPECTACULOS; GAFAS; GAFAS DE SOL O GAFAS PROTECTORAS EN LA MEDIDA EN QUE SUS CARACTERISTICAS SON LAS MISMAS QUE LAS DE LAS GAFAS; LENTES DE CONTACTO.G02C 7/00 Piezas ópticas (caracterizadas por el material de que están hechas G02B 1/00). › Cristales auxiliares; Disposiciones para hacer variar la distancia focal.
  • G02C7/10A

Clasificación PCT:

  • G02C7/08 G02C 7/00 […] › Cristales auxiliares; Disposiciones para hacer variar la distancia focal.
  • G02C7/10 G02C 7/00 […] › Filtros, p. ej. para facilitar la adaptación de los ojos a la oscuridad; Gafas de sol.
  • G02F1/1333 G02 […] › G02F DISPOSITIVOS O SISTEMAS CUYO FUNCIONAMIENTO OPTICO SE MODIFICA POR EL CAMBIO DE LAS PROPIEDADES OPTICAS DEL MEDIO QUE CONSTITUYE A ESTOS DISPOSITIVOS O SISTEMAS Y DESTINADOS AL CONTROL DE LA INTENSIDAD, COLOR, FASE, POLARIZACION O DE LA DIRECCION DE LA LUZ, p. ej. CONMUTACION, APERTURA DE PUERTA, MODULACION O DEMODULACION; TECNICAS NECESARIAS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE ESTOS DISPOSITIVOS O SISTEMAS; CAMBIO DE FRECUENCIA; OPTICA NO LINEAL; ELEMENTOS OPTICOS LOGICOS; CONVERTIDORES OPTICOS ANALOGICO/DIGITALES. › G02F 1/00 Dispositivos o sistemas para el control de la intensidad, color, fase, polarización o de la dirección de la luz que llega de una fuente de luz independiente, p. ej. conmutación, apertura de puerta o modulación; Optica no lineal. › Disposiciones relativas a la estructura (G02F 1/135, G02F 1/136 tienen prioridad).

Clasificación antigua:

  • G02C7/08 G02C 7/00 […] › Cristales auxiliares; Disposiciones para hacer variar la distancia focal.
  • G02C7/10 G02C 7/00 […] › Filtros, p. ej. para facilitar la adaptación de los ojos a la oscuridad; Gafas de sol.
  • G02F11/333

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania.

PDF original: ES-2371536_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento de realización de un elemento óptico transparente, componente óptico que interviene en este procedimiento y elemento óptico así obtenido Sector de la técnica La presente invención se refiere a la realización de elementos transparentes que incorporan funciones ópticas. Se aplica concretamente en la realización de cristales oftálmicos que tienen diversas propiedades ópticas. Estado de la técnica Los cristales correctores de ametropía se fabrican tradicionalmente dando forma a un material transparente de índice de refracción más alto que el del aire. La forma de los cristales se elige de manera que la refracción en las superficies de contacto entre el material y el aire provoca una focalización adecuada sobre la retina del usuario. El cristal se recorta generalmente para adaptarse a una montura, con un posicionamiento adecuado con respecto a la pupila del ojo corregido. Se conoce el hecho de variar el índice de refracción en el interior del material de una lente oftálmica, lo que puede limitar las restricciones geométricas (véase por ejemplo el documento EP-A-O 728 572). Este método se ha propuesto sobre todo para lentes de contacto. El gradiente de índice se obtiene por ejemplo por difusión, irradiación selectiva o calentamiento selectivo durante la fabricación del objeto sólido que constituye la lente. Si se prevé una fabricación para cada caso de ametropía tratable, el método no sirve para una industrialización a gran escala. En cambio, pueden fabricarse industrialmente series de objetos con gradiente de índice, seleccionar el que esté más próximo a lo que le conviene a un ojo que va a corregirse y darle forma mediante mecanizado y pulido para adaptarlo a ese ojo. En este caso, la necesidad de dar forma a los cristales hace que el método pierda mucho atractivo con respecto a métodos tradicionales. En la solicitud de patente US 2004/0008319, se propone realizar una modulación de índice de refracción en paralelo a la superficie de una lente, tal como un cristal de gafas, con ayuda de cabezales de proyección de tinta del tipo empleado en las impresoras. Estos cabezales se controlan para depositar gotas de disoluciones de polímeros de índices diferentes sobre la superficie del objeto de manera que se obtiene una variación deseada del índice a lo largo de la superficie. Los polímeros se solidifican a continuación por irradiación o eliminación de disolvente. El control de los fenómenos físicos de interacción entre las gotas y el sustrato durante el depósito y la solidificación hace que este método sea muy difícil de poner en práctica. Además, su puesta en práctica a gran escala es problemática porque, en este caso también, la modulación de índice se obtiene durante la fabricación del objeto sólido que constituye la lente y la personalización posterior supone tener que dar forma al cristal. Otro campo de aplicación de la invención es el de los cristales fotocrómicos. La estructura de un cristal de este tipo incorpora una capa cuyo espectro de absorción luminosa depende de la luz recibida. El colorante fotocrómico de esta capa es habitualmente sólido, aunque se sabe que los líquidos o los geles presentan propiedades superiores, particularmente en cuanto a rapidez de reacción a las variaciones de luminosidad. Se conocen igualmente cristales en los que el colorante fotosensible es un líquido o un gel, previéndose separadores en el espesor de la capa para definir el volumen ocupado por el colorante entre las capas transparentes adyacentes, con una barrera estanca sobre la periferia de este volumen. Un cristal de este tipo se fabrica para una montura de gafas específica. No es posible recortarlo para adaptarlo a otra montura. También es difícil adaptarlo a la ametropía de un ojo que va a corregirse. También puede ser interesante variar la absorción luminosa en paralelo a la superficie del cristal, y/o hacer que esta absorción dependa de la polarización de la luz. Entre los otros tipos de cristales oftálmicos a los que puede aplicarse la invención, pueden citarse los sistemas activos, en los que una variación de una propiedad óptica es resultado de un estímulo eléctrico. Éste es el caso de los cristales electrocrómicos, o incluso de los cristales con propiedades refractivas modulables (véase por ejemplo el documento US A-5 359 444 o WO 03/077012). Estas técnicas recurren generalmente a cristales líquidos o a sistemas electroquímicos. Entre estos diferentes tipos de cristales, u otros no necesariamente limitados a la óptica oftálmica, sería deseable poder proponer una estructura que permita poner en práctica una o varias funciones ópticas de manera flexible y modular, al tiempo que se conserva la posibilidad de recortar el elemento óptico obtenido con el fin de integrarlo en una montura impuesta o elegida por otro lado, o en cualquier otro medio de mantenimiento de dicho elemento óptico. Una finalidad de la presente invención es responder a esta necesidad. Otra finalidad es que el elemento óptico pueda industrializarse en buenas condiciones. 2   Objeto de la invención La invención propone así un procedimiento de realización de un elemento óptico transparente según la reivindicación 1 y un elemento óptico según la reivindicación 31. Las células pueden rellenarse con sustancias diversas elegidas por sus propiedades ópticas, por ejemplo asociadas a su índice de refracción, a su capacidad de absorción luminosa o de polarización, a su respuesta a estímulos eléctricos o luminosos, etc. La estructura sirve por tanto para numerosas aplicaciones, en particular las que recurren a funciones evolucionadas. Implica una discretización por píxeles de la superficie del elemento óptico, lo que ofrece una gran flexibilidad en la concepción pero también en la puesta en práctica del elemento. En particular, es notable que el componente óptico pueda recortarse según formas esféricas deseadas, que permitan su integración y su adaptación a diversos soportes de mantenimiento tales como, por ejemplo, una montura o un casco. El procedimiento también puede comprender, sin afectar a la integridad de la estructura, una etapa de perforación a través del componente óptico, para la fijación del elemento óptico sobre su soporte de mantenimiento. La capa constituida por el conjunto de células tendrá ventajosamente una altura inferior a 100 µm. Según diferentes modos de realización de la invención, esta altura está comprendida preferiblemente entre 10 µm y 50 µm, o comprendida entre 1 µm y 10 µm. En particular, puede ser igual a 5 µm aproximadamente. En el marco de la invención, el conjunto de células yuxtapuestas está configurado preferiblemente de manera que el factor de rellenado , definido como la superficie ocupada por las células rellenadas por la sustancia, por unidad de superficie del componente, sea superior al 90%. En otras palabras, las células del conjunto ocupan al menos el 90% de la superficie del componente, al menos en una región del componente dotada del conjunto de células. De una manera ventajosa, el factor de rellenado está comprendido entre el 90% y el 99,5% inclusive, y aún más preferiblemente el factor de rellenado está comprendido entre el 96% y el 98,5% inclusive. Para que la estructura de píxeles no provoque fenómenos no deseables de difracción, es posible dimensionar las células de manera adaptada con respecto a las longitudes de onda del espectro de la luz considerada. La geometría de la red de células se caracteriza por parámetros dimensionales que pueden mantenerse generalmente en las dimensiones de las células en paralelo a la superficie del componente óptico, a su altura correspondiente a la altura h de las paredes que las separan, y al espesor d de estas paredes, medida en paralelo a la superficie del componente. Las dimensiones de las células en paralelo a la superficie definen el área de una célula. En el caso simple en el que las células son cuadradas con lados de longitud D (figura 4), esta área viene dada por = D2, y el factor de rellenado es del orden de . Las expresiones de y se obtienen fácilmente para cualquier otra organización espacial de las células. La principal fuente de defectos presente en una red de células puede estar constituida por la red de paredes. Estas paredes están en el origen de un defecto de transparencia del componente óptico. En el sentido de la invención, se entiende que un componente óptico es transparente cuando la observación de una imagen a través de este componente óptico se percibe sin pérdida significativa de contraste, es decir cuando la formación de una imagen a través del componente óptico se obtiene sin perjudicar la calidad de la imagen. Así, las paredes que separan las células del componente óptico interaccionan con la luz, difractándola. En el sentido de la invención, la difracción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de realización de un elemento (11) óptico transparente, que comprende las etapas siguientes: - producir un componente (10) óptico que tiene al menos un conjunto transparente de células (15; 25) yuxtapuestas en paralelo a una superficie del componente, estando cada célula herméticamente cerrada y conteniendo una sustancia con propiedad óptica; y - recortar el componente óptico a lo largo de un contorno definido sobre dicha superficie, correspondiendo a una forma determinada para el elemento óptico, caracterizado porque el conjunto de células (15; 25) incluye varios grupos de células que contienen sustancias diferentes. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de células constituye una capa que tiene, en perpendicular a dicha superficie, una altura inferior a 100 µm. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa constituida por el conjunto de las células tiene una altura comprendida entre 10 µm y 50 µm. 4. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa constituida por el conjunto de células tiene una altura comprendida entre 1 µm y 10 µm. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la capa constituida por el conjunto de células tiene una altura de aproximadamente 5 µ. 6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además una etapa de perforación a través del componente (10) óptico, para la fijación del elemento (11) óptico sobre un soporte de mantenimiento. 7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la producción del componente (10) óptico comprende la formación del conjunto de células (15) sobre un soporte (16) transparente rígido. 8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la producción del componente (10) óptico comprende la formación del conjunto de células (25) en el interior de una película (27) transparente flexible y después la transferencia de dicha película sobre un soporte (16) transparente rígido. 9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el soporte (16) transparente rígido es convexo, cóncavo o plano en el lado que recibe el conjunto de células (15; 25). 10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sustancia con propiedad óptica contenida en al menos algunas de las células (15; 25) está en forma de líquido o de gel. 11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la producción del componente (10) óptico comprende la formación sobre un sustrato de una red de paredes (18) para delimitar las células (15) en paralelo a dicha superficie del componente, un rellenado colectivo o individual de las células con la sustancia con propiedad óptica en forma de líquido o de gel, y el cierre de las células en el lado opuesto al sustrato. 12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la propiedad óptica se elige de entre una propiedad de coloración, de fotocromismo, de polarización, y de índice de refracción. 13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque células (15; 25) diferentes contienen sustancias de índice de refracción diferente. 14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque las sustancias de índice de refracción diferente comprenden fotopolímeros, cristales líquidos, o materiales mesoporosos. 15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque la producción del componente (10) óptico comprende la formación sobre un sustrato (16) de una red de paredes (18) para delimitar las células (15) en paralelo a dicha superficie del componente, un rellenado colectivo de las células con una solución o una suspensión de monómeros o de cristales líquidos, el cierre de las células en el lado opuesto al sustrato, y la polimerización selectiva de dicha solución o suspensión en presencia de una radiación electromagnética diferenciada en paralelo a dicha superficie del componente. 16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque se adapta el índice de 9   refracción de las sustancias contenidas en las células para hacer variar dicho índice a lo largo de la superficie del componente en función de la ametropía estimada de un ojo que va a corregirse. 17. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la producción del componente (10) óptico comprende la formación sobre un sustrato (16) de una red de paredes (18) para delimitar las células (18) en paralelo a dicha superficie del componente, un rellenado diferenciado de las células con las sustancias con propiedad óptica, con ayuda de cabezales de proyección de tintas, y el cierre de las células en el lado opuesto al sustrato. 18. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque varios conjuntos de células se apilan sobre el espesor del componente. 19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque cada conjunto de células presenta propiedades ópticas idénticas, o cada conjunto de células presenta propiedades ópticas diferentes, o las células dentro de cada conjunto de células presentan propiedades ópticas diferentes. 20. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el factor de rellenado es superior al 90%, en paralelo a la superficie del componente. 21. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado porque el factor de rellenado está comprendido entre el 90% y el 99,5% inclusive. 22. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado porque el factor de rellenado está comprendido entre el 96% y el 98,5%. 23. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las células (15; 25) del conjunto se disponen según una malla de tipo hexagonal. 24. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las células (15; 25) tienen dimensiones superiores a 1 µm en paralelo a la superficie del componente. 25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque las células (15; 25) tienen una dimensión comprendida entre 5 µm y 100 µm, en paralelo a la superficie del componente. 26. Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado porque las células (15; 25) tienen una dimensión comprendida entre 10 µm y 40 µ, en paralelo a la superficie del componente. 27. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las células (15; 25) están separadas por paredes (18) de dimensiones comprendidas entre 0,10 µm y 5 µm, en paralelo a la superficie del componente. 28. Procedimiento según la reivindicación 27, caracterizado porque las paredes (18) son de dimensiones inferiores a 0,35 µm. 29. Procedimiento según la reivindicación 27, caracterizado porque las células (15; 25) están separadas por paredes (18) de material que no refleja la luz y son de dimensiones comprendidas entre 0,40 µm y 3,00 µm.. 30. Procedimiento según la reivindicación 29, caracterizado porque las paredes son de dimensiones comprendidas entre 0,40 µm y 1,00 µm. 31. Componente óptico, que comprende al menos un conjunto transparente de células (15; 25) yuxtapuestas en paralelo a una superficie del componente, estando cada célula herméticamente cerrada y conteniendo una sustancia con propiedad óptica, caracterizado porque el conjunto de células (15; 25) incluye varios grupos de células que contienen sustancias diferentes. 32. Componente óptico según la reivindicación 31, caracterizado porque el conjunto de células constituye una capa que tiene, en perpendicular a dicha superficie, una altura inferior a 100 µm. 33. Componente óptico según la reivindicación 32, caracterizado porque la capa constituida por el conjunto de células tiene una altura comprendida entre 10 µm y 50 µm.. 34. Componente óptico según la reivindicación 32, caracterizado porque la capa constituida por el conjunto de células tiene una altura comprendida entre 1 µm y 10 µm.   35. Componente óptico según la reivindicación 34, caracterizado porque la capa constituida por el conjunto de células tiene una altura de aproximadamente 5 µm. 36. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 35, caracterizado porque comprende un soporte (16) transparente rígido sobre el que se forma el conjunto de células (15). 37. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 35, caracterizado porque comprende un soporte (16) transparente rígido sobre el que se transfiere una película (27) transparente que incorpora el conjunto de células (25). 38. Componente óptico según la reivindicación 36 ó 37, caracterizado porque el soporte (16) transparente rígido es convexo, cóncavo o plano en el lado que presenta el conjunto de células. 39. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 38, caracterizado porque la sustancia con propiedad óptica contenida en al menos algunas de las células (15; 25) es en forma de líquido o de gel. 40. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 39, caracterizado porque la propiedad óptica se elige de entre una propiedad de coloración, de fotocromismo, de polarización, y de índice de refracción. 41. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 40, caracterizado porque células (15; 25) diferentes contienen sustancias de índice de refracción diferente. 42. Componente óptico según la reivindicación 41, caracterizado porque las sustancias de índice de refracción diferente son fotopolímeros, cristales líquidos, o materiales mesoporosos. 43. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 42, caracterizado porque varios conjuntos de células se apilan sobre el espesor de dicho componente. 44. Componente óptico según la reivindicación 43, caracterizado porque cada conjunto de células presenta propiedades ópticas idénticas, o cada conjunto de células presenta propiedades ópticas diferentes, o las células dentro de cada conjunto de células presentan propiedades ópticas diferentes. 45. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 44, caracterizado porque el conjunto de células presenta un factor de rellenado superior al 90%, en paralelo a la superficie del componente. 46. Componente óptico según la reivindicación 45, caracterizado porque el factor de rellenado está comprendido entre el 90% y el 99,5% inclusive. 47. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 46, caracterizado porque las células (15; 25) del conjunto se dispone según una malla de tipo hexagonal. 48. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 47, caracterizado porque las células (15; 25) tienen dimensiones superiores a 1 µm, en paralelo a la superficie del componente. 49. Componente óptico según la reivindicación 48, caracterizado porque las células (15, 25) tienen una dimensión comprendida entre 5 µm y 100 µm, en paralelo a la superficie del componente. 50. Componente óptico la reivindicación 49, caracterizado porque las células (15; 25) tienen una dimensión comprendida entre 10 µm y 40 µm, en paralelo a la superficie del componente. 51. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 50, caracterizado porque las células (15; 25) están separadas por paredes (18) de dimensiones comprendidas entre 0,10 µm y 5 µm, en paralelo a la superficie del componente. 52. Componente óptico según la reivindicación 51, caracterizado porque las células (15; 25) están separadas por paredes (18) de dimensiones comprendidas entre 0,10 µm y 0,40 µm, en paralelo a la superficie del componente. 53. Componente óptico según la reivindicación 52, caracterizado porque las paredes (18) son de dimensiones inferiores a 0,35 µm. 54. Componente óptico según la reivindicación 51, caracterizado porque las células (15; 25) están separadas por paredes (18) de material que no refleja la luz y son de dimensiones comprendidas entre 0,40 µm y 3,00 µm. 55. Componente óptico según la reivindicación 54, caracterizado porque las paredes son de dimensiones 11   comprendidas entre 0,40 µm y 1,00 µm.. 56. Componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 55, caracterizado porque es útil para la fabricación de un elemento óptico transparente elegido de entre lentes oftálmicas, lentes para instrumento de óptica, filtros, lentes de puntería óptica, visores oculares, y ópticas destinadas a dispositivos de iluminación. 57. Uso de un componente óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 56, en la fabricación de un elemento óptico transparente elegido de entre lentes oftálmicas, lentes de contacto, implantes oculares, lentes para instrumentos de óptica, filtros, lentes de puntería óptica, visores oculares, y ópticas de dispositivos de iluminación. 58. Cristal de gafas, realizado recortando un componente (10) óptico según una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 55. 59. Cristal de gafas según la reivindicación 58, caracterizado porque se realiza al menos una perforación a través del componente (10) para la fijación del cristal (11) en una montura. 60. Cristal de gafas según la reivindicación 58 ó 59, caracterizado porque la propiedad óptica de la sustancia contenida en las células (15; 25) varía a lo largo de la superficie del cristal en función de la ametropía estimada de un ojo que va a corregirse. 61. Cristal de gafas según la reivindicación 58 ó 59, caracterizado porque la sustancia contenida en las células (15; 25) es una sustancia fotocrómica. 12   13

 

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