Lente óptica con capa antirreflectante resistente al rayado.

Lente óptica (10) con un elemento de lente (12) fabricado de plástico,

particularmente transparente en un intervaloespectral visible, y con un revestimiento (14) que presenta varias capas (15), en la que las varias capas (15)presentan al menos una capa de alta refracción (18), caracterizada por que de manera contigua al elemento delento (12) está configurada una capa de laca dura (20), por que una capa superhidrófoba (16) termina elrevestimiento (14), por que el revestimiento (14) presenta en total un espesor superior a aproximadamente 380 nm,y por que en el caso de exactamente una capa de alta refracción (18), la exactamente una capa de alta refracción(18) presenta un espesor inferior a 40 nm, y en el caso de más de una capa de alta refracción (18), las capas de altarefracción (18) presentan juntas un espesor inferior a 40 nm.

Lente óptica con capa antirreflectante resistente al rayado La presente invención se refiere a una lente óptica con un elemento de lente fabricado de plástico, particularmente transparente en un intervalo espectral visible, y con un revestimiento que presenta varias capas, en la que las varias capas presentan al menos una capa de alta refracción.

Una lente óptica de este tipo se conoce por ejemplo por el documento EP 0 698 798 A2.

En lentes ópticas, particularmente en cristales de gafas, hoy día como material se usa, en lugar de un cristal de silicato, cada vez con más frecuencia un plástico transparente en el intervalo espectral visible. A diferencia del cristal de silicato, el plástico ofrece las ventajas de un peso más bajo, una resistencia a la rotura más alta, una colorabilidad y la posibilidad de colocar una montura sin borde. Una desventaja conocida de lentes ópticas de plástico es, sin embargo, la susceptibilidad muy superior de la superficie frente a cargas mecánicas, particularmente de un deterioro por rayado.

Para minimizar esta susceptibilidad frente a cargas mecánicas en lentes ópticas de plástico, se aplica sobre el plástico un revestimiento que debe proteger la lente óptica frente a acciones mecánicas. Por regla general, una laca dura asume esta función protectora. La laca dura debe ser transparente igualmente en el intervalo visible y debe presentar un índice de refracción afín a la lente óptica, para garantizar una buena permeabilidad óptica y evitar interferencias de color indeseadas. Los materiales típicos para laca dura son por ejemplo siloxanos o un compuesto cerámico orgánicamente modificado, en el que en una matriz de polisiloxano está incorporado un átomo metálico, por ejemplo titanio, en lugar de un átomo de oxígeno.

Además se conoce dotar las lentes ópticas de las denominadas capas antirreflectantes, para evitar reflejos molestos. En este caso se trata por regla general de una secuencia de capas, en la que están aplicadas capas alternas con un primer índice de refracción y capas con un segundo índice de refracción más alto en comparación con el primer índice de refracción. En el documento EP 0 698 798 A2 mencionado anteriormente se propuso ya integrar estas capas antirreflectantes, que están compuestas, por ejemplo, de materiales inorgánicos, oxídicos y ópticamente transparentes, en el concepto del revestimiento para la protección frente a carga mecánica.

En el documento EP 0 698 798 A2 se propone un revestimiento que presenta cristal de borosilicato que se deposita por evaporación sobre los cristales por medio de un procedimiento PVD (Physical Vapour Deposition) . El

revestimiento debe presentar un espesor de hasta 3 µm como protección frente al rayado. Una capa de este tipo si bien protege la lente formada de plástico frente a las influencias mecánicas tales como el rayado, sin embargo no impide que por su parte puedan rayarse las capas por debajo o por encima de esta capa para la facilitación de una protección frente al rayado, o sea particularmente las capas antirreflectantes, y así puedan conducir a capas opacas y que dispersan la luz.

Por tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar una lente óptica, particularmente un cristal de gafas, con un revestimiento que, además de buenas propiedades antirreflectantes, no sea susceptible frente a cargas mecánicas.

Por tanto, según la invención se propone perfeccionar la lente óptica mencionada anteriormente en el sentido de que una capa superhidrófoba termine el revestimiento, particularmente de manera opuesta al elemento de lente, que al menos una capa de alta refracción presente, particularmente en total, un espesor inferior a 40 nm, particularmente inferior a 36 nm, y que el revestimiento presente en total un espesor superior a aproximadamente 380 nm.

Por consiguiente se prevé que un espesor de capa total de las capas de alta refracción ascienda a menos de 40 nm, particularmente a menos de 36 nm. En el caso de exactamente una capa de alta refracción, la exactamente una capa de alta refracción presenta, por consiguiente, un espesor inferior a 40 nm, y en el caso de más de una capa de alta refracción (o al menos dos capas de refracción) , las capas de alta refracción presentan juntas (o en total) un espesor inferior a 40 nm.

Por consiguiente se proporciona por un lado una lente óptica con un elemento de lente fabricado de plástico, particularmente transparente en un intervalo espectral visible, y con un revestimiento que presenta varias capas, en la que las varias capas presentan exactamente una capa de alta refracción, en la que de manera contigua al elemento de lente está configurada una capa de laca dura, en la que una capa superhidrófoba termina el revestimiento, en la que la exactamente una capa de alta refracción presenta un espesor inferior a 40 nm, y en la que el revestimiento presenta en total un espesor superior a aproximadamente 380 nm.

Por consiguiente se proporciona por otro lado una lente óptica con un elemento de lente fabricado de plástico, particularmente transparente en un intervalo espectral visible, y con un revestimiento que presenta varias capas, en 65 la que las varias capas presentan al menos dos capas de alta refracción, en la que de manera contigua al elemento de lente está configurada una capa de laca dura, en la que una capa superhidrófoba termina el revestimiento, en la que las al menos dos capas de alta refracción presentan en total un espesor inferior a 40 nm, y en la que el revestimiento presenta en total un espesor superior a aproximadamente 380 nm.

La susceptibilidad de superficies ópticas frente a un rayado se mide en la fabricación de cristales de gafas con la denominada prueba de Bayer de Colts Laboratories, en la que se conduce una determinada cantidad de partículas angulosas sobre la superficie del cristal de gafas y a continuación se evalúa ópticamente el cristal de gafas. En esta prueba de Bayer de Colts Laboratories se conduce un material abrasivo sobre los cristales de prueba y referencia, que son cristales de gafas Standard-CR39 no revestidos con 0 dioptrías de intensidad óptica, fijados en la base de una cuba pequeña mediante movimiento lateral de la cuba. A continuación se evalúan los cristales de prueba, es decir se mide la cantidad de luz dispersa generada mediante el rayado. El resultado de la prueba es un número que indica cómo de resistente es la lente sometida a prueba en comparación con la lente de referencia de CR39 no revestido. En caso de CR39 se trata de poli (carbonato de alildiglicol) .

La invención presentada en el presente documento soluciona el problema de la capacidad de carga mecánica de la lente óptica formada de un plástico con una capa antirreflectante especial, ópticamente de banda ancha, de manera que en la aplicación de la prueba de Bayer se genera sólo una luz dispersa mínimamente elevada, lo que se expresa en valores de Bayer de > 17.

La lente óptica con el correspondiente revestimiento puede fabricarse por medio de un procedimiento PVD en sí conocido. Como alternativa son concebibles también otros procedimientos conocidos para la obtención de tales sistemas de capa delgada, por ejemplo procedimientos CVD (Chemical Vapour Deposition) pero también variantes de los procedimientos mencionados anteriormente fomentadas por iones o plasma.

Por “de alta refracción” se entiende en cuestión un material, particularmente una capa de un material, con un índice de refracción de n > 1, 65, particularmente a una longitud de onda de 550 nm. Hasta este índice de refracción, también en cuanto al sustrato usado con un índice de refracción por ejemplo de 1, 6 ó 1, 67, las capas actúan sólo poco o no actúan nada como medio de dispersión para la luz. Particularmente, las capas de los siguientes materiales son capas de alta refracción y pueden formar las capas de alta refracción: CeO2, Cr2O3, HfO2, ITO, mezcla de La2O3-Nb2O5, mezcla de La2O3-TiO2, Nb2O5, mezcla de Al2O3-Pr6O11, mezcla de Al2O3-Pr6O11, Sc2O3, SiO, Ta2O5, TiO2, mezcla de TiO2-Al2O3, óxidos de Ti-Pr, Y2O3, ZrO, ZrO2, mezcla de ZrO2-TaO2, mezcla de ZrO2-TiO2, ZnS, mezcla de ZrO2-Y2O3, SiOxNy, SiNx, Si3N4, así como capas de mezclas de estos materiales y/o variaciones supra o subestequiométricas de estos materiales.

Si se prevén más de una capa de alta refracción, básicamente todas las capas de alta refracción de la lente óptica pueden estar formadas por el mismo material. Sin embargo también puede preverse que las capas de alta refracción estén formadas de materiales distintos de los materiales mencionados anteriormente.

Por “de refracción media” puede entenderse en cuestión una capa de un material con... [Seguir leyendo]

1. Lente óptica (10) con un elemento de lente (12) fabricado de plástico, particularmente transparente en un intervalo espectral visible, y con un revestimiento (14) que presenta varias capas (15) , en la que las varias capas (15)

presentan al menos una capa de alta refracción (18) , caracterizada por que de manera contigua al elemento de lento (12) está configurada una capa de laca dura (20) , por que una capa superhidrófoba (16) termina el revestimiento (14) , por que el revestimiento (14) presenta en total un espesor superior a aproximadamente 380 nm, y por que en el caso de exactamente una capa de alta refracción (18) , la exactamente una capa de alta refracción

(18) presenta un espesor inferior a 40 nm, y en el caso de más de una capa de alta refracción (18) , las capas de alta 10 refracción (18) presentan juntas un espesor inferior a 40 nm.

2. Lente óptica (10) según la reivindicación 1, caracterizada por que la capa superhidrófoba (16) está formada de un material en el que el agua adopta un ángulo de contacto superior a 90º.

3. Lente óptica (10) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por que el revestimiento presenta exactamente una capa de alta refracción (18) .

4. Lente óptica (10) según la reivindicación 3, caracterizada por que la capa de alta refracción (18) presenta un espesor inferior a 15 nm. 20

5. Lente óptica (10) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por que el revestimiento (14) presenta dos capas de alta refracción (18) .

6. Lente óptica (10) según la reivindicación 5, caracterizada por que una de las dos capas de alta refracción (18) 25 presenta un espesor inferior o igual a aproximadamente 10 nm.

7. Lente óptica (10) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la al menos una capa de alta refracción (18) está formada de ZrO2, TiO2 o Ta2O5.

8. Lente óptica (10) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que el revestimiento (14) presenta al menos una capa de baja refracción (24) y/o al menos una capa de refracción media (26) .

9. Lente óptica (10) según la reivindicación 8, caracterizada por que la al menos una capa de baja refracción (24)

está formada de SiO2 o MgF2. 35

10. Lente óptica (10) según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada por que la al menos una capa de alta refracción (18) está incrustada entre dos capas de baja refracción (24) o entre dos capas de refracción media (26) o entre una capa de baja refracción (24) y una capa de refracción media (26) .

11. Lente óptica (10) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que una dureza de las varias capas (15) aumenta desde la capa de laca dura (20) hacia la capa superhidrófoba (16) .

12. Lente óptica (10) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que entre la capa más baja de la al menos una capa de alta refracción (18) y la capa de laca dura (20) están dispuestas de manera alterna al menos 45 dos capas de baja refracción (24) y al menos dos capas de refracción media (26) .

13. Lente óptica según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por que la al menos una capa de alta refracción (18) presenta un índice de refracción n > 1, 65.

14. Lente óptica según una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizada por que la al menos una capa de refracción media (26) presenta un índice de refracción 1, 5 < n <= 1, 65, y por que la al menos una capa de baja refracción (26) presenta un índice de refracción n <= 1, 5.

15. Lente óptica (10) según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada por que el revestimiento (14) 55 excluyendo la capa de laca dura (20) presenta en total un espesor superior a aproximadamente 380 nm.