本發(fā)明涉及一種生活設(shè)備，具體涉及一種色平衡的防藍光鏡片、眼鏡、裝備及其制造方法，可應用于顯示、生命醫(yī)學等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：目前市場上的顯示屏或者照明系統(tǒng)往往采用白光LED實現(xiàn)，因為LED光源具有低壓電源、耗能少、適用性強、穩(wěn)定性高、響應時間短、對環(huán)境無污染、多色發(fā)光等的優(yōu)點。而目前制備白光LED最常用的方式是用氮化鎵藍光LED加YAG熒光粉的方式實現(xiàn)的。氮化鎵藍光LED的輻射光譜強度主要集中于400-500nm范圍，峰值輻射強度局限在415-455nm附近。這種白光LED的輻射光譜強度在藍光，尤其是在低能藍光波段具有很強的輻射強度。根據(jù)愛因斯坦理論可知，波長越短，能量則越強；因而短波長藍光的能量比綠黃紅光強得多，因此其對人眼的傷害也就大得多。人眼如果一直處在高能藍光的照射下，將會視覺疲勞、視網(wǎng)膜黃斑變性病變、甚至導致視力下降等征狀。所以，近年來防藍光的概念呼之欲出，防藍光的鏡片也大量涌向市場。一般的防藍光鏡片，是通過在短波長的藍光區(qū)域去除部分能量的高能藍光，從而減少其對人眼的傷害。然而，由于防藍光鏡片濾除掉部分短波波段，因而透過防藍光鏡片所呈的影像往往偏黃，部分防藍光眼鏡的透過視覺效果則大大變黃，這對于圖像本身視覺效果有著巨大的影響。例如，白色圖案透過防藍光鏡片則會變成淡黃色或者黃色；藍綠色圖案透過防藍光鏡片則會變成綠色等等。因而目前的防藍光鏡片或眼鏡色彩會失真，并不能做到色平衡。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種色平衡的防藍光鏡片，以及帶有該鏡片的眼鏡和設(shè)備，利用該鏡片可以極大地保護人眼以防止LED光源的設(shè)備所出射的高能藍光的傷害，而且同時保證了透射顏色的不失真效果，保證了色平衡。本發(fā)明還提供了一種色平衡的防藍光鏡片的制備方法，該方法只需使用到真空沉積技術(shù)，避免了電子束曝光、激光直寫或者納米壓印等復雜技術(shù)，整個方法步驟簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。一種色平衡的防藍光鏡片，包括鏡片本體，所述鏡片本體正面沉積有具有兩個選擇透射衰減帶特性(即具有高能藍光濾除帶和匹配黃光濾除帶)的全介質(zhì)多層膜堆，所述鏡片本體材料為普通空白玻璃或樹脂，在鏡片背面沉積可見光波段的寬波段減反射多層膜堆。所述色平衡的防藍光鏡片滿足：在420nm～450nm波段透過率小于等于65％；在565nm～595nm波段透過率小于等于70％；在460nm～555nm波段透過率大于等于85％；在605nm～700nm波段透過率大于等于85％；在300nm～380nm波段透過率小于等于1％；整體透射光譜的色坐標接近中心白點(0.333,0.333)，即位于(0.333±0.005,0.333±0.005)范圍內(nèi)。作為優(yōu)選，所述色平衡的防藍光鏡片滿足：在420nm～450nm波段透過率為55％～65％；在565nm～595nm波段透過率為60％～70％；在460nm～555nm波段透過率為85％～100％；在605nm～700nm波段透過率為85％～100％；在300nm～380nm波段透過率小于等于1％；整體透射光譜的色坐標接近中心白點(0.333,0.333)，即位于(0.333±0.005,0.333±0.005)范圍內(nèi)。本發(fā)明中，兩塊鏡片上的特殊膜系實現(xiàn)的光學特性與一般的無該膜系的防藍光鏡片有明顯不同。一般的防藍光鏡片，只需要在短波藍光波段(410nm～455nm)濾除部分能量的短波高能藍光。而本發(fā)明一種色平衡的防藍光眼鏡裝置中的鏡片在可見光波段400nm～700nm范圍內(nèi)有著特殊的光譜調(diào)制特性和色平衡要求。(1)在特定波段420nm～450nm波段透過率小于等于65％。該波段是白光LED光源高能藍光輻射強度最高的波段，這個波段對人眼所造成的損害也就越大。如果我們把這個波段的能量有效地衰減，就可以讓含有大量高能藍光的白光LED光源對人眼的損害大大降低。然而，為了保證足夠的藍光透過率，我們也不能將該波段的透過率設(shè)定過低。因此，我們將該波段透過率設(shè)置為小于等于65％的范圍，保證一定透過的同時盡可能減少高能藍光對人眼的損害。(2)在特定波段565nm～595nm波段透過率小于等于70％。該波段是前述(1)設(shè)定的高能藍光特定波段的補色黃色波段，在濾除(1)設(shè)定的特殊波段后，為保證整體透過顏色不發(fā)生失真，必須要在565nm～595nm波段進行一定的衰減匹配。因此，我們將該波段透過率設(shè)置為小于等于70％的范圍，以補償濾除高能藍光引起的色偏問題，呈現(xiàn)保真色平衡的可視世界。(3)在460nm～555nm波段透過率大于等于85％。此波段的光譜特性設(shè)置是為了實現(xiàn)剩余藍光波段和綠光波段能量透過鏡片，從而不影響人眼對藍色和綠色的色覺感知。(4)在605nm～780nm波段透過率大于等于85％。此波段的光譜特性設(shè)置是為了實現(xiàn)紅光波段能量透過鏡片，從而不影響人眼的紅色色覺感知。(5)在300nm～380nm波段透過率小于等于1％。此波段的光譜特性設(shè)置是為了實現(xiàn)紫外波段能量的全截止，從而防止紫外光對人眼的損害，保護人眼。(6)整體可見光波段400nm～700nm透射光譜的色坐標接近中心白點(0.333,0.333)，即位于(0.333±0.005,0.333±0.005)范圍內(nèi)。此色坐標要求的設(shè)定，是為了更好的匹配色平衡，達到色彩保真的效果。本發(fā)明一種色平衡的防藍光眼鏡裝置的選擇性透射的光學特性是通過在鏡片表面沉積高低折射率介質(zhì)膜堆(HL)s來實現(xiàn)。此時的多層膜堆可以使得420nm～450nm波段、565nm～595nm波段能量有效衰減，從而減少高能藍光對人眼的傷害而又補償藍光區(qū)域衰減所造成的色偏差，保證了色平衡的透過效果，同時剩余波段的光幾乎可以高效通過，保證了其余波段的顏色和信息。鏡片背面的寬波段減反膜系可以使得透過鏡片的光線更多地進入人眼同時使得側(cè)面大角度入射到鏡片背面的能量不會進入人眼，從而避免了眩光等人眼不適情況，提高整體鏡片的使用體驗。本發(fā)明中，所述全介質(zhì)多層膜堆由交替設(shè)置的高折射率材料膜層和低折射率材料膜層組成，作為進一步優(yōu)選，所述的全介質(zhì)多層膜堆中靠近鏡片本體的第一層和最外層均為高折射率材料膜層；所述寬波段減反射多層膜堆由交替設(shè)置的高折射率材料膜層和低折射率材料膜層組成，最外層為低折射率材料膜層。一般的，(HL)s膜系中，高折射率材料可以選擇二氧化鈦、二氧化鉿，五氧化二鉭、氮化硅、硫化鋅；進一步優(yōu)選為二氧化鈦。低折射率材料可以選擇二氧化硅、三氧化二鋁、氟化鎂或其他氟化物；進一步優(yōu)選為二氧化硅。鏡片材料可以選擇白玻璃、K9玻璃、BK7玻璃、環(huán)氧樹脂、ZF6玻璃、紫外熔融石英、ZF52、有機玻璃(亞克力、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(聚苯乙烯)。根據(jù)所選的高低折射率材料和鏡片材料，可以根據(jù)所需要的透射光譜特性，優(yōu)化設(shè)計出所需要的結(jié)構(gòu)尺寸。一般的，寬波段減反膜系由高低折射率介質(zhì)膜堆(HL)s組成，高折射率材料可以選擇二氧化鈦、二氧化鉿，五氧化二鉭、氮化硅、硫化鋅；進一步優(yōu)選為二氧化鈦。低折射率材料可以選擇二氧化硅、三氧化二鋁、氟化鎂或其他氟化物；進一步優(yōu)選為二氧化硅。作為優(yōu)選，多層介質(zhì)膜系中，高折射率材料選自二氧化鈦、二氧化鉿、五氧化二鉭、氮化硅、硫化鋅；也即所述高折射率材料膜層選自二氧化鈦膜層、二氧化鉿膜層、五氧化二鉭膜層、氮化硅膜層、硫化鋅膜層。所述低折射率材料選自二氧化硅、三氧化二鋁、氟化鎂，也即所述低折射率材料膜層選自二氧化硅膜層、三氧化二鋁膜層、氟化鎂膜層。作為優(yōu)選，所述低折射率材料為二氧化硅；所述高折射率材料為二氧化鈦；即所述的高折射率材料膜層選自二氧化鈦膜層，所述低折射率材料膜層選自二氧化硅膜層。本發(fā)明提供了色平衡的防藍光眼鏡裝備，包括上述任一技術(shù)方案所述的色平衡的防藍光鏡片。本發(fā)明還提供了一種色平衡的防藍光眼鏡的制備方法，包括如下步驟：(1)對于選定的高低折射率材料，鏡片材料，根據(jù)確定的選擇性透射衰減帶的中心波長和帶寬、其余波段的透射率要求以及色平衡要求，優(yōu)化設(shè)計出具有選擇透射衰減光譜特性的多層膜系以及可見光波段的寬波段減反射多層膜系；(2)根據(jù)需要，將兩塊鏡片用乙醇、丙酮分別進行擦拭清洗；(3)將兩塊鏡片同時置于真空鍍膜設(shè)備中，控制沉積參數(shù)，在鏡片的正面沉積由(1)設(shè)計所得的具有選擇透射衰減光譜特性的多層介質(zhì)膜系，得到全介質(zhì)多層膜堆；(4)將兩塊鏡片翻面置于真空鍍膜設(shè)備中，控制沉積參數(shù)，在鏡片的背面沉積由(1)設(shè)計所得的可見光寬波段減反射多層膜系，得到可見光波段的寬波段減反射多層膜堆。(5)得到色平衡的防藍光鏡片，將制備好的鏡片安裝在鏡架上，配上鏡腳，得到色平衡的防藍光眼鏡。作為優(yōu)選的組合：所述高折射率材料為二氧化鈦，所述低折射率材料為二氧化硅，所述鏡片材料為白玻璃，所述全介質(zhì)多層膜堆的層數(shù)為5～30層，高折射率材料層的單層層厚為1～140nm，低折射率材料層的單層層厚為10～250nm。作為更進一步優(yōu)選，鏡片正面沉積的全介質(zhì)多層膜堆的沉積(厚度)參數(shù)為：且整體透射光譜的色坐標為(0.332,0.337)。當選用寬波段減反射多層膜系的設(shè)計方案時，作為優(yōu)選的組合：所述高折射率材料為二氧化鈦，所述低折射率材料為二氧化硅，所述鏡片材料為白玻璃，所述的寬波段減反射多層膜堆的層數(shù)為3～15層，每層高折射率材料的層厚為5～80nm，每層低折射率材料的層厚為5～120nm。作為進一步優(yōu)選，鏡片背面沉積的寬波段減反射多層膜堆的沉積(厚度)參數(shù)為：膜層材料厚度/nm1TiO27.292SiO247.413TiO224.184SiO221.085TiO272.886SiO210.387TiO2298SiO290.47本發(fā)明的色平衡的防藍光鏡片采用了雙淺負濾光片的方法對特定的藍光輻射峰值波段進行匹配過濾從而得到平衡的低能藍光，同時濾除部分黃光光譜實現(xiàn)對濾除短波長藍光光譜的有效補償從而確保色彩不失真。本發(fā)明一種色平衡的防藍光鏡片保留了不失真的色彩效果，具有廣闊的市場前景。本發(fā)明的鏡片以及裝備結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、環(huán)境友好，適合在LED光源環(huán)境或LED光源設(shè)備使用時使用，因而本發(fā)明可以為電子設(shè)備高使用群體提供一種色彩平衡色彩保真的護眼方案，極大避免了該群體因長時間高能藍光引起的人眼損害。綜上所述，本發(fā)明的色平衡的防藍光眼鏡裝備，它巧妙濾除了對人眼有較大傷害的高能藍光波段，同時采用濾除特定補色波段以補償高能藍光波段濾除對透過色彩的失真，從而實現(xiàn)了色平衡不失真的防藍光保護。該設(shè)備大大提高了防藍光眼鏡設(shè)備的色彩呈現(xiàn)效果，確保了幾乎全部的色彩信息，對長時間使用電子設(shè)備群體有著巨大的應用前景。而且，本發(fā)明的色平衡的防藍光眼鏡裝備整體結(jié)構(gòu)緊湊、制造過程簡單，成本低，便于大規(guī)模、批量化生產(chǎn)。因此該發(fā)明有望在顯示、生命醫(yī)學等領(lǐng)域廣泛應用。附圖說明圖1為本發(fā)明色平衡的防藍光眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)為色平衡的防藍光眼鏡的立體圖，(b)為色平衡的防藍光眼鏡的剖視圖，(c)為色平衡的防藍光眼鏡的拆解圖；圖2為本發(fā)明色平衡的防藍光眼鏡的制造流程圖；圖3為本發(fā)明色平衡的防藍光鏡片優(yōu)化過程中目標光譜；圖4為本發(fā)明采用二氧化鈦、二氧化硅作為高、低折射率材料，以白玻璃為鏡片材料設(shè)計的色平衡的防藍光眼鏡正面背面均鍍膜后的透射光譜。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步地詳細說明。如圖1中(a)～(c)所示，一種色平衡的防藍光眼鏡，由鏡架1、固定在鏡架1上的兩塊鏡片2、兩個鏡腳3、多層膜堆4和多層膜堆5組成，其中多層膜堆4沉積在兩塊鏡片2的正面(我們定義遠離人眼睛的一側(cè)為正面)，多層膜堆5沉積在兩塊鏡片2的背面，兩塊鏡片可以是平光鏡片、近視鏡片或者遠視鏡片。本發(fā)明中，兩塊鏡片上的特殊膜系實現(xiàn)的光學特性與一般的無該膜系的防藍光鏡片有明顯不同。一般的防藍光鏡片，只需要在短波藍光波段(410nm—455nm)濾除部分能量的短波高能藍光。而本發(fā)明一種色平衡的防藍光眼鏡裝置中的鏡片在可見光波段400nm—700nm范圍內(nèi)有著特殊的光譜調(diào)制特性和色平衡要求。本發(fā)明的色平衡的防藍光眼鏡裝備，它巧妙濾除了對人眼有較大傷害的高能藍光波段，同時采用濾除特定補色波段以補償高能藍光波段濾除對透過色彩的失真，從而實現(xiàn)了色平衡不失真的防藍光保護。該設(shè)備大大提高現(xiàn)有防藍光眼鏡設(shè)備的色彩呈現(xiàn)效果，確保了幾乎全部的色彩信息，對長時間使用電子設(shè)備群體有著巨大的應用前景。而且，本發(fā)明的色平衡的防藍光眼鏡裝備整體結(jié)構(gòu)緊湊、制造過程簡單，成本低，便于大規(guī)模、批量化生產(chǎn)。因此該發(fā)明有望在顯示、生命醫(yī)學等領(lǐng)域廣泛應用。本發(fā)明的色平衡的防藍光鏡片結(jié)構(gòu)，也可用于其他設(shè)備中，比如帶有鏡片的頭盔結(jié)構(gòu)等。如圖2所示，一種色平衡的防藍光眼鏡裝備的制造方法，包括以下步驟：1)選擇高、低折射率材料、鏡片材料，根據(jù)確定的選擇性透射衰減帶的中心波長和帶寬、其余波段的透射率要求以及色平衡要求(可以根據(jù)需求者的定制參數(shù)確定，也可根據(jù)大量實驗確定，本發(fā)明選用的參數(shù)均是通過大量的試樣確定)，優(yōu)化設(shè)計出具有選擇透射衰減光譜特性的多層膜系以及可見光寬波段減反膜系，從而采用現(xiàn)有的仿真軟件得到多層膜系高、低折射率材料、鍍膜順序、鍍膜厚度和鍍膜層數(shù)等沉淀參數(shù)；優(yōu)化設(shè)計過程中的目標透射光譜如圖3所示。目標光譜設(shè)置為420nm—450nm范圍內(nèi)≤65％透射、565nm—595nm范圍內(nèi)≤70％透射、460nm—555nm范圍內(nèi)≥85％透射、605nm—700nm范圍內(nèi)≥85％透射、300nm—380nm范圍內(nèi)≤1％透射、整體透射光譜的色坐標位于(0.333±0.005,0.333±0.005)范圍內(nèi)。作為進一步優(yōu)選的參數(shù)為：目標光譜設(shè)置為420nm～450nm范圍內(nèi)的透射率為55～65％、565nm～595nm范圍內(nèi)的透射率為60～70％、460nm～555nm范圍內(nèi)的透射率為85～100％、605nm～700nm范圍內(nèi)的透射率為85～100％、300nm～380nm范圍內(nèi)≤1％透射、整體透射光譜的色坐標位于(0.333±0.005,0.333±0.005)范圍內(nèi)，整體透射光譜的色坐標位于(0.333±0.005,0.333±0.005)范圍內(nèi)。本實施例中，高折射率材料為二氧化鈦，低折射率材料為二氧化硅，鏡片材料為白玻璃，由仿真方法得到的鏡片正面沉積的具有選擇衰減功能的多層介質(zhì)膜系的沉積參數(shù)為：在鏡片背面，高折射率材料為二氧化鈦，低折射率材料為二氧化硅，鏡片背面沉積的可見波段寬波段減反膜系的沉積參數(shù)為：膜層材料厚度/nm1TiO27.292SiO247.413TiO224.184SiO221.085TiO272.886SiO210.387TiO2298SiO290.47上述膜層參數(shù)中，第一層為靠近鏡片的那層。2)將兩塊鏡片用乙醇、丙酮分別進行擦拭清洗；3)將兩塊鏡片同時置于真空鍍膜設(shè)備中，控制沉積參數(shù)，在鏡片的正面依次沉積由1)設(shè)計所得的具有選擇衰減功能的多層介質(zhì)膜系；4)將兩塊鏡片翻面置于真空鍍膜設(shè)備中，控制沉積參數(shù)，在鏡片的背面依次沉積由1)設(shè)計所得的可見光波段寬波段減反膜系。5)將制備好的鏡片安裝在鏡架上，配上鏡腳，從而得到本發(fā)明一種色平衡的防藍光眼鏡裝備。最后得到的色平衡的防藍光鏡片正面背面鍍膜后的透射光譜如圖4所示。可以看到，各透射截止帶的光譜與目標光譜較為吻合，表現(xiàn)出良好的旁帶過濾特性；高透波段的平均透射率大于85％，說明足夠的光線能夠進入鏡片，而色坐標為(0.332,0.337)幾乎與中心白點(0.333,0.333)重合，因而色平衡的防藍光鏡片具有良好的色彩不失真效果。當前第1頁1 2 3