一种色觉矫正镜片、色觉矫正装备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种色觉矫正镜片、色觉矫正装备，色觉矫正镜片包括镜片本体，镜片本体正面沉积有具有选择透射截止光谱特性的全介质多层膜堆，镜片背面沉积有可见光波段的宽波段减反射多层膜堆，满足：在545nm‑555nm波段透过率小于等于1％；在435nm‑450nm波段透过率为15～25％；在640nm‑655nm波段透过率为25～35％。本实用新型专利技术选择合适的高低折射率膜层设计，使得在特定波段截止透射，而其余可见光波段无碍透过，得到全部的环境具象信息、亮暗信息和更为丰富的色彩信息，大大减弱目标群体的色觉异常问题，提高该群体学习、工作、生活的质量和满意度。本实用新型专利技术结构紧凑、制造过程简单，成本低，便于大规模生产。

Color vision correcting lens and color vision correcting equipment

The utility model discloses a color correction correction equipment lens, color vision, color vision correction lens comprises a lens body, a dielectric multilayer film has a transmission spectral characteristics of the pile body by lens positive deposition, deposition of a lens on wide visible band anti reflection multilayer thin film stack, meet in 545nm 555nm band is equal to the transmittance of less than 1%; in the 435nm 450nm band transmittance is 15 ~ 25%; in 640nm 655nm transmittance is 25 ~ 35%. The utility model has high and low refractive index to select the appropriate rate of film design, makes the cutoff in the specific transmission band, while the rest of the visible band unobstructed through, get all the information, the bright and dark environment concrete information and more abundant color information, greatly reduced the problem of abnormal color vision of the target group and improve the group learning, work and life quality and satisfaction. The utility model has the advantages of compact structure, simple manufacturing process and low cost, and is convenient for mass production.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种生活设备，具体涉及一种色觉镜片、色觉矫正装备及其制造方法，可应用于显示、生命医学等领域。
技术介绍
人眼具有分辨黑白和色彩的能力，是因为人眼视网膜上存在着视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞可以察觉外部环境的亮度信息，而视锥细胞则主要用来分辨各种颜色，其中视锥细胞细胞又可以分为L、M、S三种类型的视锥细胞。每种视锥细胞对入射光谱有不同的光谱响应程度，L类视锥细胞主要对可见光谱的长波区域响应，S类视锥细胞对可见光谱的短波区域响应，M类视锥细胞则对可见光谱的中间波段响应。正常的人眼，L类视锥细胞和M类视锥细胞光谱响应曲线有40纳米左右的偏移。当M类视锥细胞和L类视锥细胞光谱响应曲线接近甚至重合时，人眼色觉就会发生异常，这是常见的红绿色觉异常。当M类视锥细胞光谱响应曲线向L类视锥细胞光谱响应曲线靠近时，这时的色觉异常就是绿色觉异常；当L类视锥细胞光谱响应曲线向M类视锥细胞光谱响应曲线靠近时，这时的色觉异常就是红色觉异常。这种红绿色觉异常是一种隐形基因控制的先天性异常，在男性群体中出现几率为5％-7％，在女性群体中出现几率小于1％。目前并没有药物或其他医学方法对该种色觉异常进行治疗或者矫正。
技术实现思路
本技术提出的一种色觉矫正镜片以及带有该镜片的眼镜设备，利用该镜片可以极大地提高色弱人群对真实色彩的感知能力，而且性能稳定，环境友好，可以为红绿色觉异常的群体提供一种切实有效的色觉异常减弱手段，极大提高了该群体学习、工作、生活的质量和满意度，从而推进人类社会进步。本技术还提供了一种色觉矫正镜片的制备方法，该方法只需使用到真空沉积技术，避免了电子束曝光、激光直写或者纳米压印等复杂技术，整个方法步骤简单，适于工业化生产。一种色觉矫正镜片，包括镜片本体，所述镜片本体正面沉积有具有选择透射截止光谱特性的全介质多层膜堆，镜片背面沉积有可见光波段的宽波段减反射多层膜堆，所述全介质多层膜堆满足：在545nm-555nm波段透过率小于等于1％；在435nm-450nm波段透过率为15～25％；在640nm-655nm波段透过率为25～35％。380nm—780nm其余波段透射率大于90％；进一步讲，在设计阶段，目标光谱设置为380nm—430nm范围内100％透射；455nm—540nm范围内100％透射；560nm—635nm范围内100％透射；660nm—780nm范围内100％透射。镜片背面沉积可见光波段的宽波段减反射多层膜堆后，镜片380nm—780nm其余波段透射率大于95％。作为优选，所述全介质多层膜堆满足：在545nm-555nm波段透过率小于等于1％；在435nm-450nm波段透过率为20％；在640nm-655nm波段透过率为30％。本技术中，两块镜片上的特殊膜系实现的光学特性与一般的无该膜系的镜片有明显不同。一般的普通镜片，只需要在可见光波段380nm-780nm范围内实现高透射(92％以上)。而本技术一种色觉矫正装置中的镜片在可见光波段380nm-780nm范围内有着特殊的光谱调制特性。1)在特定波段545nm-555nm波段透过率小于等于1％。导致大部分色觉异常的生理学机制是，色觉异常人群的L类视锥细胞和M类视锥细胞光谱响应曲线异常，相比于正常人群，他们的L类视锥细胞光谱响应波峰和M类视锥细胞光谱响应波峰之间的距离小于正常值，导致对颜色的区分能力大大降低。这种选择性的截止透射可以将L类视锥细胞和M类视锥细胞光谱响应曲线的异常区域摒弃，使L类视锥细胞和M类视锥细胞通过其他波段的光谱信息来实现颜色分辨。545nm-555nm波段位于L类视锥细胞和M类视锥细胞光谱响应曲线的两个波峰之间，在此处设置一个透射截止带，能够滤除视锥细胞光谱响应异常波段的光谱，使L类视锥细胞和M类视锥细胞通过其他波段的光谱信息来实现颜色分辨，能够排除光谱响应异常波段的干扰，提高颜色分辨能力。2)在特定波段435nm-450nm波段设置为20％透过率。此波段覆盖S类视锥细胞的光谱响应峰值波段。通过在此波段设置20％的光谱透过率，能够平衡S、M、L三种视锥细胞的光谱刺激值。由于545nm-555nm波段被滤除，M和L类型视锥细胞的在光谱上积分的得到总刺激值被削减，而S类视锥细胞在光谱上积分得到的总刺激值几乎没有变化，会引起S、M、L三个通道刺激值的比例失衡。通过在435nm-450nm波段设置20％透过率，能够降低S通道的刺激值，使得三通道各自的刺激值比例(比如S:M,S:L)回归到正常范围内。3)在特定波段640nm-655nm波段设置为30％透过率。此波段的光谱特性设置是为了实现白平衡，补偿上述两个截止滤波带引起的偏色问题。在CIE1931标准色度学系统中，通过对光谱功率进行积分，计算出太阳能光谱光源标准D65光源透过上述光谱调制后，颜色仍为白色，能够很好地实现白平衡。这意味着本技术外观上看起来就如同常规的眼镜，避免了出现绿色或者红色等明显的颜色，能够有效保护色觉异常人群的隐私。本技术一种色觉矫正装置的选择性透射的光学特性是通过在镜片表面沉积高低折射率介质膜堆(HL)s来实现。此时的多层膜堆可以使得380nm-430nm波段、455nm-540nm波段、560nm-635nm波段、660nm-780nm波段的外界可见光几乎都透射进入人眼，形成各种外界信息，同时将545nm-555nm波段的外界可见光排除在人眼之外，充分放大L类视锥细胞和M类视锥细胞的有效光谱响应程度。镜片背面的减反射膜系可以使得大角度入射到镜片背面的光线不会进入人眼，提高人眼的视觉感知。作为优选，所述全介质多层膜堆或宽波段减反射多层膜堆均由交替设置的高折射率材料膜层和低折射率材料膜层组成；其中全介质多层膜堆顶面和底面均为低折射率材料膜层；所述宽波段减反射多层膜堆中靠近镜片本体的第一层为高折射率材料膜层，最顶层为低折射率材料膜层。一般的，(HL)s膜系中，高折射率材料可以选择二氧化钛、二氧化铪，五氧化二钽、氮化硅、硫化锌；进一步优选为二氧化钛。低折射率材料可以选择二氧化硅、三氧化二铝、氟化镁或其他氟化物；进一步优选为二氧化硅。镜片材料可以选择白玻璃、K9玻璃、BK7玻璃、环氧树脂、ZF6玻璃、紫外熔融石英、ZF52、有机玻璃(亚克力、PMMA、聚甲基丙烯酸甲酯等)、CR-39(聚丙烯基二甘醇碳酸酯)、PC(聚乙碳酸酯)、PS(苯乙烯)。根据所选的高低折射率材料和镜片材料，可以根据所需要的透射光谱特性，优化设计出所需要的结构尺寸。高低折射率材料的折射率差值会影响选择性透射截止的带宽，折射率差值越大，透射截止的带宽越宽。作为优选，高折射率材料选自二氧化钛、二氧化铪、五氧化二钽、氮化硅、硫化锌；低折射率材料选自二氧化硅、三氧化二铝、氟化镁。作为优选，所述低折射率材料为二氧化硅；作为优选，所述全介质多层膜堆的总层数为55～65层，其中高折射率材料膜层厚度为5～210nm，低折射率材料膜层厚度为7～245nm；作为优选，所述宽波段减反射多层膜堆的总层数为6～10层，其中高折射率材料膜层厚度为7～75nm，低折射率材料膜层厚度为8～95nm。作为优选，所述镜片材料为K9玻璃。本技术提供了一种色觉矫正装备，包括上述任一技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色觉矫正镜片，包括镜片本体，其特征在于，所述镜片本体正面沉积有具有选择透射截止光谱特性的全介质多层膜堆，镜片背面沉积有可见光波段的宽波段减反射多层膜堆，所述全介质多层膜堆或宽波段减反射多层膜堆均由交替设置的高折射率材料膜层和低折射率材料膜层组成；其中全介质多层膜堆顶面和底面均为低折射率材料膜层；所述宽波段减反射多层膜堆中靠近镜片本体的第一层为高折射率材料膜层，最顶层为低折射率材料膜层；高折射率材料选自二氧化钛、二氧化铪、五氧化二钽、氮化硅、硫化锌；低折射率材料选自二氧化硅、三氧化二铝、氟化镁。

【技术特征摘要】
1.一种色觉矫正镜片，包括镜片本体，其特征在于，所述镜片本体正面沉积有具有选择透射截止光谱特性的全介质多层膜堆，镜片背面沉积有可见光波段的宽波段减反射多层膜堆，所述全介质多层膜堆或宽波段减反射多层膜堆均由交替设置的高折射率材料膜层和低折射率材料膜层组成；其中全介质多层膜堆顶面和底面均为低折射率材料膜层；所述宽波段减反射多层膜堆中靠近镜片本体的第一层为高折射率材料膜层，最顶层为低折射率材料膜层；高折射率材料选自二氧化钛、二氧化铪、五氧化二钽、氮化硅、硫化锌；低折射率材料选自二氧化硅、三氧化二铝、氟化镁。2.根据权利要求1所述的色觉矫正镜片，其特征在于，所述高折射率材料为二氧化钛，所述低折射率材料为二氧化硅；所述全介质多层膜堆的总层数为55～65层，其中高折射率材料膜层厚度为5～210n...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈伟东，杨陈楹，史斌，
申请(专利权)人：杭州灯之塔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33