專利名稱：用于制作薄的漸變加成透鏡的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于由預制的透鏡生產多焦距和光學品質漸變的眼鏡用透鏡的方法，進而使得成品透鏡的光學特點與預制的透鏡的性質不同。
已經知道多種生產各種質量要求的塑料透鏡的方法。例如，本申請人的美國專利No.4,873,029公開了一種制作用于眼鏡的具有眼科用質量的塑料透鏡的方法。此外，美國專利No.3,248,460公開了一種由熱固性材料或熱塑性材料澆鑄塑料透鏡的方法。按照這種方法，把一塊塑料坯件做為基底，其曲率顯著地小于對透鏡最后所想要的質量要求的曲率，把一層附加的材料澆鑄到此基底上。美國專利No.3,248,460采用一個常規的光學墊圈，從而在塑料坯件與模具之間提供一個空間或腔室，并把樹脂材料模鑄或固定在腔室中。這層附加的材料在大部分透鏡表面上改變了所做成的透鏡的曲率，因此，把所得到的成品透鏡的性能改變成所要求的放大倍數。在美國專利No.3,946,982中公開了另一種制作塑料透鏡的方法，其中使用了常規的光學墊圈，以澆鑄出帶有一層質量要求層的整個透鏡表面。
常規的澆鑄透鏡的工業技術要求采用“常規的光學墊圈”，這些墊圈把用來澆鑄出一個半成品透鏡的部件固定在一起然后，再對此半成品進行研磨和拋光以達到所要求的質量。在大多數情況下，這些常規的光學墊圈只能使用一次，然后就必須對它們重新進行加工。因此，在庫存中必須保存大量不同的墊圈。
用來一步澆鑄出成品的多焦距透鏡的過程所要求的不同的常規光學墊圈的數目和生產各種不同多焦距質量要求的成品透鏡所必須的墊圈的庫存甚至更大。在這樣的系統中，在庫存中必須保持大約737種常規的光學墊圈，才能生產整個的質量要求范圍的透鏡。此外，必須不斷地只在使用一次之后就替換這些墊圈。除了這些墊圈之外，還必須庫存大約200種“光學中心移動器”(OCM)用來改變光學中心或使光學中心偏心。這些OCM也是不可以再次使用的，因此必須不斷地更換。
在美國專利No，4,623,496和4,190,621中公開了用以在一塊預制的透鏡上澆鑄一層樹脂來制作多焦距透鏡的方法。專利′496不需要使用墊圈，而專利′621采用邊緣夾具，以在預制的透鏡與模具之間保持一個預先確定的間隔，為了構成所要求厚度的一層樹脂需要該模具。其它的已知方法是采用層壓成型技術來制作多焦距或漸變塑料透鏡。這種技術在一個預制的塑料段連接到另一塊經加工的已經符合質量要求的透鏡上。用粘合劑把確定成品透鏡的多焦距或漸變區域的那部分預制段連接到符合質量要求的透鏡上。
在本申請人的美國專利No.5,178,800中描述了另一種由預制的透鏡制作多焦距透鏡的方法，此專利中描述了在一塊預制的透鏡上澆鑄一層樹脂的過程，這樣制作出一塊多焦距透鏡而無須改變光學中心處的透鏡校正量。本申請人的美國專利No.5,219,497描述了用來由一塊預制的透鏡制作多焦距的眼科用的透鏡的光化學澆鑄過程，在此方法中或者在光學中心處保持不變的透鏡校正量，或者以一種預先確定的方式改變該透鏡校正量，這取決于所用樹脂層的厚度。
在所有的情況下，關鍵的目換是減小塑料漸變加成透鏡的中心厚度和邊緣厚度，因為這樣一種透鏡就變得比較輕，并且在美觀上變得更吸引人。在工業上澆鑄透鏡的過程是靠在對半成品透鏡進行研磨和拋光時采用棱鏡薄化技術來實現厚度的減小。在大多數情況下，澆鑄整個的漸變加成透鏡或在一塊預制的透鏡上澆鑄一個新的漸變加成鏡片不包括后續的對透鏡鏡片的研磨，因此不能依靠棱鏡薄化技術使透鏡變薄。所以，需要一種在一塊預制的透鏡上直接澆鑄一個新的漸變加成鏡片的方法，此法可以使所做成的漸變透鏡的中心厚度和邊緣厚度最小。
按照本發明的一第一實施例，公開有一種由一個包括一個有中凹曲率的球形部分和一個附加區域的模具，一塊有與該模具的中凹曲率相關的中凸曲率的預制透鏡，以及一種可聚合的樹脂澆鑄一個漸變加成透鏡的方法。此實施例包括以下步驟把樹脂倒入模具的腔室中；把預制透鏡置于模具中，以使得樹脂層散開，并充滿透鏡與模具之間的所有中間空間；把預制透鏡的光學中心相對于模具的幾何中心向上或向鼻子方向移動；把樹脂層固化；以及把成品的漸變加成透鏡由模具上脫下。
在此實施例中，預制透鏡相對于模具的位移最好是向上大于1毫米和少于7毫米，向鼻子方向為大于0.5毫米和少于3毫米，或者兩者同時位移。該方法還可以包括用一安裝環把預制透鏡置于模具的中凹表面上被位移了的位置上的步驟，其中該安裝環的形狀最好為圓形的，并刻印有一個角度校準了的量角器或羅盤。
本發明的一第二實施例涉及一種由一個模具，它包括一個球形部分，一個附加區域，以及一個內部的外緣斜邊，該斜邊位于模具的中凹表面上，以形成一個在向上的方向朝著附加放大倍數區的內邊緣；一種可聚合的樹脂，以及一塊與模具的中凹曲率相關的中凸曲率的預制透鏡澆鑄一個成品的漸變加成透鏡的方法。此實施例包括以下步驟把樹脂倒入模具中；把預制透鏡置于樹脂上，使得預制透鏡的一邊靠在形成模具的內邊緣的斜邊上，從而所述樹脂在預制透鏡與模具之間形成一個不間斷的層，并充滿預制透鏡與模具之間的所有中間空間；把樹脂層固化；以及把成品的漸變加成透鏡由模具脫下。
在此第二實施例中，該內部的外緣斜邊最好被放置在離開模具的附加放大倍數區不少于1毫米和不大于7毫米處，并且，放置在離開模具的附加放大倍數區5毫米處就更好。
本發明涉及顯著地減小以任何已知類型的澆鑄過程制作成的漸變加成透鏡的厚度的一種方法，此法不需要使用墊圈。這種方法特別適用于包括采用預制透鏡的澆鑄方法，例如在美國專利No.4,190,621，美國專利No.4,623,496，美國專利No.5,178,800，美國專利No，5,219,497中公開的那些方法。本發明提供了在一塊預制的光學品質的單獨的眼科用塑料透鏡上澆鑄一個多焦距或漸變區域，以生產出一塊成品的多焦距或漸變透鏡的一種方法。此方法不需要在所制得的成品漸變透鏡的光學中心處改變透鏡校正量，透鏡校正量是由兩個模具之間或模具與預制透鏡之間的曲率的相對大小來控制。預制透鏡可以是一塊在前表面和后表面上具有曲率或校正量的成品透鏡，或是一塊只在一個表面上具有曲率或校正量的半成品透鏡坯件。
現通過有關附圖及具體實施例詳細描述本發明的方法、結構、特點及其他目的，其中
圖1示出一個模具組件的剖面圖，該組件包括一個模具，一層樹脂和一塊相對于模具向上移動了3毫米的預制透鏡；圖2示出用來把移開的預制透鏡或模具固定在位，并把最終的鏡片的像散軸相對于附加區域對準的一個安裝環平面圖；圖3示出圖1的模具組件的剖面圖，與圖1的差別只在于預制透鏡相對于模具向上移動了3毫米，并且向鼻子方向移動了1毫米；以及圖4示出帶有位于離開鏡片的最陡部分5毫米處的一個外緣斜邊的模具。
本發明的用來減小漸變加成透鏡或其它類型的無漸變多焦距透鏡(這些透鏡用在一塊預制透鏡的上面或下面澆鑄一層樹脂的方法制作出來)的厚度的方法包括把一個光學元件相對于另外的光學元件移動預先確定的距離。如前面討論的那樣，在一塊預制透鏡進行透鏡澆鑄的常規方法通常靠把預制透鏡的光學中心與模具的幾何中心對準，而在整體澆鑄透鏡的情況下，靠把兩個模具的幾何中心彼此對準的方法使兩個模具對準。現已發現，靠相對于下模具或下部的預制透鏡移動預制透鏡或上模具可能使具有距離放大倍數+4.00D的漸變加成透鏡的中心厚度減小高達2.0毫米(相當于+4.00D的附加放大倍數)，并且使具有放大倍數-2.00D或更低的透鏡的中心厚度減小高達1.5毫米(具有相同的附加放大倍數)。可以用幾種方法實現這種使上模具或預制透鏡相對于其它光學元件的位移。
在本發明的一個實施例中，在下光學元件上增加了一個外緣斜邊，使得突出部分支承著上模具或預制透鏡。可以在離開附加區域的邊緣的任何距離，通常為2至7毫米處把外緣斜邊的槽開到下光學元件中。該外緣斜邊的位置或者嚴格地在光學元件的最陡部分的中心處，鄰近附加區域，或者在橫向上由最陡的部分偏移一個預定的距離。該外緣斜邊越靠里，上光學元件的相對位移就越大。所做成的漸變加成透鏡的厚度減小的數量正比于兩個光學元件彼此位移的數量。
在本發明的一第二實施例中，簡單地把上光學元件(預制透鏡或上模具)相對于下光學元件移動。可以用一個安裝環或一個夾具(該環或該夾具也可以使上光學元件相對于下光學元件轉動地對準)把被移開的上光學元件固定就位。這樣，這一方法提供了把成品鏡片的像散軸相對于附加區域對準的一個簡便的方法。現在轉而參見附圖，圖1示出一個組件的剖面圖，該組件包括一對上預制透鏡3，介于中間的樹脂層2，以及一個下模具1，有位移4的預制透鏡3相對于模具1的幾何中心向上移動3毫米。在本發明的一個具體應用中，預制透鏡3的中凸曲率等于模具1的中凹曲率，此兩個曲率均為球面的。在這種曲率為球面的(二曲率可以相等，也可以不等)的模具組件中，預制透鏡3的光學中心的透鏡校正量不會由于成品透鏡的位移而改變。此外，在成品鏡片的表面上遠距離視區與閱讀區之間的距離不會改變，而二者的位置在最后的鏡片上都向下移動了3毫米。由于這一位移，結果使有效切口(或可用的光學直徑)在豎直子午線上減小了3毫米。
圖2示出安裝環20的剖面圖，該環有一個頂面5和一個底面6，可以使用此安裝環把預制透鏡置于對圖1所示的構形適用的位置上。安裝環20的內表面向下傾斜，而與預制透鏡的邊緣接合，該透鏡可以薄至1.2毫米(對于球面放大倍數+2.00D或更高的附加透鏡)。安裝環20也設有一個在其上表面5上刻印著的量角器或羅盤，以便把預制透鏡的像散軸相對于位于里面的模具的附加區域對準。
圖3示出類似于圖1的模具組件的剖面圖，其與圖1的差別只在于上光學元件7(預制透鏡)的光學中心10相對于模具8的幾何中心9向上移開3毫米，并且向鼻子方向移開1毫米。該模向的位移把成品鏡片的附加區域超過預制透鏡鏡片7的表面向鼻子方向移動同樣的距離，因此，在向鼻子的方向上使切口或可用的光學直徑增加1毫米。
圖4A示出一種模具14的剖面圖，該模具有一個碗狀部分16和一個離邊緣5毫米的外緣斜邊15，此外緣斜邊相對于鏡片最陡的部分向上伸展。圖4B示出一個模具組件，該組件包括帶有外緣斜邊13的模具12，一塊預制透鏡11和用此模具12制作出的夾在中間的樹脂層17。將用下面的例子進一步說明本發明的這些和其它實施例。
例1如下放置兩個模具組件第一組件為與一塊漸變加成鏡片，它由能夠透鏡波長為320毫微米或更長的紫外輻射的回火玻璃制成，一層可以光聚合的樹脂，以及一個單獨的預制透鏡，它由CR-39塑料制成，也能透過波長為320毫微米或更長的紫外輻射，結合起來使用的一個模具。該模具的中凹曲率為6.11D(半徑為87毫米)，而透鏡的中凸曲率為6.25D，或半徑為84毫米。樹脂的折射率等價于透鏡的折射率。透鏡的透鏡校正量為+2.00D，像散率為-1.50D。由模具提供的附加放大倍數為+2.50D。加到模具中的樹脂的體積為5.10毫升。把該透鏡中心對稱地放置，以其光學中心對準模具的幾何中心。
第二模具組件如第一組件一樣地設置，其差別只在于把預制透鏡相對于模具向上移動3毫米，并且向鼻子方向移動1毫米。在這種情況下，所需的樹脂的體積減少為只有3.35毫升，因此表明厚度減小了的樹脂層可以使透鏡與用來制作漸變加成鏡片的模具之間有最佳間隔。因此，可以預計所制成的成品漸變透鏡比由第一組件制成的成品透鏡更薄。樹脂散開充滿模具與透鏡之間的中間空間。把兩個模具組件放在模具底盤上，并在一個處理室中進行處理。把透鏡由模具脫開，并對其光學品質(距離球，距離圓柱，以及附加放大倍數)進行檢查。測量每個透鏡的中心厚度。測定出當預制透鏡相對于模具不移動時澆鑄出的漸變加成透鏡的中心厚度為5.1毫米，而用位移了的預制透鏡澆鑄的透鏡的厚度為3.8毫米。
權利要求
1.一種由一個模具，該模具包括一個有中凹曲率的球形部分和一個附加區域；一塊有與該模具的中凹曲率相關的中凸曲率的預制透鏡，以及一種可聚合的樹脂澆鑄一個漸變加成透鏡的方法，所述方法包括以下步驟把樹脂倒入模具的腔室中；把預制透鏡置于模具中，以使得樹脂層散開，并充滿透鏡與模具之間的所有中間空間；把預制透鏡的光學中心相對于模具的幾何中心向上或向鼻子方向移動；把樹脂層固化；以及把成品的漸變加成透鏡由模具脫下。
2.一種由一個模具，該模具包括一個球形部分，一個附加區域，以及一個內部的外緣斜邊，該斜邊位于模具的中凹表面上，以形成一個在向上的方向朝著附加放大倍數區的內邊緣；一種可聚合的樹脂，以及一塊與模具的中凹曲率相關的中凸曲率的預制透鏡澆鑄一個成品的漸變加成透鏡的方法，所述方法包括以下步驟把樹脂倒入模具中；把預制透鏡置于樹脂上，進而使得預制透鏡的一邊靠在所述斜邊上，形成模具的內邊緣，從而所述樹脂在預制透鏡與模具之間形成一個不間斷的層，并充滿預制透鏡與模具之間的所有中間空間；把樹脂層固化；以及把成品的漸變加成透鏡由模具脫下。
3.如權利要求1所述的方法，其中預制透鏡相對于模具的位移為向上大于1毫米和少于7毫米。
4.如權利要求1所述的方法，其中預制透鏡相對于模具的位移為向鼻子方向大于0.5毫米和少于3毫米。
5.如權利要求1所述的方法，其還包括用一個安裝環把預制透鏡放置在模具的中凹表面上被位移了的位置上的步驟。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述安裝環的形狀為圓形的，并刻印有一個角度校準了的量角器或羅盤。
7.如權利要求2所述的方法，其中內部的外緣斜邊被放置在離開模具的附加放大倍數區不少于1毫米和不大于7毫米處。
8.如權利要求2所述的方法，其中內部的外緣斜邊在向鼻子方向上被放置在離開最靠近模具的附加放大倍數區的那個邊緣不少于0.5毫米和不大于3.0毫米處。
9.一種澆鑄一個漸變加成透鏡的方法，它包括以下步驟設置一個模具，該裝置包括一個有中凹曲率的球形部分，一個附加區域，以及一個內部的外緣斜邊，該斜邊位于模具的中凹表面上，以形成一個在向上的方向朝著附加放大倍數區的內邊緣；一種可聚合的樹脂，以及一塊有與該模具的中凹曲率相關的中凸曲率的預制透鏡，這種設置使得所述預制透鏡被放置在所述模具中靠著所述內部的外緣斜邊，并用樹脂充滿預制透鏡與模具之間的空間；以及把樹脂固化。
10.如權利要求9所述的方法，其中內部的外緣斜邊被放置在離開模具的附加放大倍數區不少于1毫米和不大于7毫米處。
11.一種澆鑄一個漸變加成透鏡的方法，它包括以下步驟設置一個模具，該模具包括一個附加放大倍數區，一個有中凹曲率和一個幾何中心的球形部分；一個有一個光學中心和與模具的中凹曲率相關的中凸曲率的預制透鏡，以及一種可聚合的樹脂，這種設置使得所述可聚合的樹脂層充滿預制透鏡與模具之間的空間，并使得預制透鏡的光學中心相對于模具的幾何中心向鼻子方向或向上移動；以及把所述可聚合的樹脂固化。
12.如權利要求11所述的方法，其中預制透鏡相對于模具的位移為向上大于1毫米和少于7毫米。
13.如權利要求11所述的方法，其中預制透鏡相對于模具的位移為向鼻子方向大于0.5毫米至少于3毫米。
14.如權利要求12的方法，其中預制透鏡相對于模具的位移為向鼻子方向大于0.5毫米和少于3毫米。
全文摘要
一種澆鑄一個漸變加成透鏡的方法，其包括一個模具(8)，它包括一個球形部分和一個附加區域；把一定體積的樹脂倒入模具的腔室中，把一塊有與模具的中凹曲率相關的中凸曲率的預制透鏡(7)置于模具中，使得樹脂層散開，并充滿透鏡與模具之間的所有中間空間，以及把預制透鏡的光學中心(10)相對于模具的幾何中心(9)向上或向鼻子方向移動一個預定的距離。
文檔編號B29D11/00GK1123015SQ94192088
公開日1996年5月22日 申請日期1994年3月18日 優先權日1993年3月24日
發明者A·古塔, R·D·布盧姆 申請人:英諾特公司