通过多层增材技术的眼镜镜片生产的制作方法

无

联邦政府赞助的研究或开发

不适用

共同研究协议

不适用

序列表

不适用

技术领域

本发明的领域一般涉及生产眼镜镜片的方法，特别地，涉及使用增材(additive)技术而不是除去过量材料生产眼镜片和镜片坯料的方法。

背景技术：

处方眼镜镜片通常被用于矫正由遗传、年龄、疾病或其它因数引起的人类视力误差、像差和聚焦缺陷。除了矫正生理视力问题之外，眼镜镜片可以被用作时尚饰品，或者用于保护眼睛免受危险或不适。

处方眼镜镜片必须经制备满足每个个人的具体的视力要求。多年以来，已经开发出了各种技术，以实现该目标。一种常用技术涉及储备或获得形成具有离散表面曲率的一系列开始块的半成品镜片坯料，使得仅需要坯料的一侧被进一步成形以实现给定的处方。然后，经表面处理的镜片需要被抛光至光学光洁度，并且经切边成个人选择的眼镜框架形状。这能够是耗时的过程。另一种技术涉及储备或获得成品镜片，成品镜片仅将被切边成个人的选择的眼镜框架。然而，成品镜片通常仅接近于以球体和柱状矫正的0.25D增量的处方，并且因而对于矫正可能不太准确。此外，需要更多的储备单元，以覆盖专业眼部护理人员将遇到的范围广泛的处方。最近，使用计算机控制的机器加工的数字表面处理镜片的另一种技术已经占据主导地位。数字表面处理常常要求仅有限数量的半成品镜片坯料或其它开始镜片构型，但是计算机控制的表面处理仪器允许制备更复杂的(例如，多焦点的)或个人处方。该方法能够涉及仪器的不菲费用和专业受训人员。

这些技术中的每个可以被描述为消减生产方法，其去除过量的镜片材料，以创建期望的处方或镜片特性。在这样的过程中，常常存在必须进行安全处置、储存和消除的大量废料。

然后，期望想到一种受控增材过程可以用于眼镜镜片制备。

虽然在薄膜沉积领域中，用于光谱滤波的增材型过程是已知的，但是这些技术不被用于创建最终镜片的光焦度(optical power)改变。相反，它们专注于维持原始光学零件的任何镜片特性，同时改变特定的光谱性质。

虽然在现有技术中已经描述了增材型技术的一些其它初步发展，但是仍然要求使用至少一个额外的模具表面。例如，美国专利No.4873029、美国专利No.5178800和美国专利No.7002744B2均描述了通过相对于模具表面使已有的镜片或模壳(form)定位以创建镜片形成腔、将液体镜片形成材料放置在腔中以及使镜片形成材料凝固到已有镜片或模壳上，使得当去除模具表面时，其组合以形成新的光学零件，来生产各种光学零件的方法。然而，这些技术仍然要求用于制造的至少一个精密模具表面，并且必须要制备、正确地储存和维持该模具表面，以实现一致的和可接受的光学质量生产。

同样感兴趣的是基于立体平版印刷法、熔融沉积、喷墨或3-D打印进步的其它增材技术。其中的很多要求在其上构建期望的3维零件的支撑物。这些支撑物常常是平台，该平台本质上不适合于处方眼镜镜片。此外，从最终打印对象小心地去除或分离大多数支撑物，仅充当在其上构建期望的对象的基座。已经出现使用这些类型的技术用于柔韧的接触镜片的生产的一些发展。例如，美国专利No.7905594B2、美国专利No.820849B2和美国专利No.8318055 B2以及EP 2265430B1描述了使用精密模具或形成光学元件作为在其上构建接触镜片的可移除的平台。引起反应液的聚合作用的照射能量被引导通过精密模具或形成光学元件，以抵靠在该表面构建零件。然后，从模具或形成光学元件去除眼科零件或接触镜片，以通过复制向所创建的零件的接触侧提供光学表面光洁度和期望的镜片曲率。美国专利No.7235195B2描述了具体地在没有使用任何模具或支撑物的情况下，通过在液池的顶部处的立体平版印刷法生产的接触镜片。通过经由优选地来自不同角度的两束的辐射曝光，空间控制液池的表面的聚合作用，创建期望的镜片的全部特征。

然而，增材生产的一些缺点妨碍用于眼镜镜片的这些技术的实施。层的精密放置和控制成本高且耗时。与接触镜片或眼内植入物相比，眼镜镜片要求更多的材料，并且因而使这些缺点加剧。适合于塑料零件的增材生产的材料或甚至适合于小的、薄的、柔韧的接触镜片的材料可以不被安装在眼镜架中的眼镜镜片所要求的必要的光学特性和结构特性组合起来。然而，朝向增材生产技术的领域中的改进和新发明的努力被证实给出这些方法的潜在的优点。

技术实现要素：

发明人确定有效的和创新的手段以使用增材生产技术创建眼镜镜片。现有的光学镜片基底被用作开始结构，在该开始结构上，使用增材生产技术构建具体的眼科特征。与用于增材制造的其它手段相比较，镜片基底变成最终眼镜镜片的整体部分，并且本发明的增材生产过程被用于改变其光学和物理性质，以创建按具体佩戴者的需要定制的眼镜镜片。

优选地，从成品镜片坯料、半成品镜片坯料、平镜片坯料、平切边的镜片和成品切边的镜片中选择镜片基底。镜片基底包括至少第一表面和第二表面，当佩戴时，至少第一表面和第二表面中的一个将被定位为最接近眼睛，并且一个将被定位为远离眼睛。在优选的实施例中，镜片基底的表面可以包括处理物或涂层，以增强后续层的粘合。在优选的实施例中，当用肉眼观察时，镜片基底将具有与定制眼镜镜片的光焦度特性相比可辨别的不同的光焦度特性。

过程包括计算将镜片基底的光焦度特性转换成定制眼镜镜片所期望的特性所需的修改，并且然后生成增材层设计以实现这些修改。在本发明的另一个实施例中，除了修改光焦度特性之外，计算且生成增材层设计，以修改用于定制眼镜镜片的镜片基底的其它特性，诸如偏振、光致变色率、紫外线(UV)透射比、可见光透射比、光反射系数、疏水性、耐化学性、耐磨性、抗冲击性和导电性。

为了创建增材层设计的层，第一辐射可聚合材料作为液体层被施用到基底的表面中的一个的至少一部分上，并且然后用波长范围、能量和空间分布受控的辐射照射液体层的所选择的区域，以由仅在照射的所选择的区域中的聚合作用形成增材层。根据增材层设计，选择性地照射和聚合液体层，以形成增材层。此外，增材层整体结合到镜片基底。

在优选的实施例中，辐射可聚合液体材料仅被施用到基底的一个表面。在另一个优选的实施例中，辐射可聚合液体材料或同时地或顺序地被施用到基底的第一表面和第二表面两者。在优选的实施例中，由方法诸如旋涂、浸涂、喷涂、辊涂、刮涂和淋涂施用辐射可聚合材料。

在优选的实施例中，当施用液体层时，能够控制镜片基底相对于辐射可聚合材料的角度和位置。在优选的实施例中，当施用材料时，镜片基底相对于辐射可聚合材料移动。在进一步的优选的实施例中，当施用辐射可聚合材料时，镜片基底在从Y平移、Z平移和角度α旋转中所选择的至少一个方向上移动。在另一个优选的实施例中，镜片基底相对于正被施用的辐射可聚合材料以非垂直的角度移动。在另一个优选的实施例中，当施用辐射可聚合材料时，镜片基底的运动的角度、速度和/或方向变化。

在进一步的优选的实施例中，在液体层的照射期间，镜片基底相对于辐射可聚合材料以非垂直的角度移动。在优选的实施例中，当照射辐射可聚合材料时，镜片基底在从Y平移、Z平移和角度α旋转中所选择的至少一个方向上移动。在另一个优选的实施例中，当照射所施用的液体层的辐射可聚合材料时，镜片基底的运动的角度、速度和/或方向变化。

在优选的实施例中，从由热能量、微波能量、射频能量、紫外线能量、可见光能量和红外线能量中选择用于照射液体层的辐射。

可以施用辐射可聚合材料的额外的液体层，以继续构建定制眼镜镜片的特征。在优选的实施例中，第二液体层被施用到选自下列项的施用区：第一增材层的至少一部分、镜片基底的表面中的一个的至少一部分或镜片基底表面的一部分和第一增材层的一部分两者的组合。在优选的实施例中，对多个额外的液体层重复该过程，多个额外的液体层可以被施用到从镜片基底的表面中的一个的至少一部分和/或先前施用的增材层的部分中所选择的施用区。

在优选的实施例中，当施用(一个或更多个)额外的液体层时，镜片基底移动，并且该运动可以不与当施用第一液体层时基底的运动相同。在优选的实施例中，当施用(一个或更多个)额外的液体层的辐射可聚合材料时，镜片基底的运动的角度、速度和/或方向变化。

为了形成额外的增材层，用波长范围、能量和空间分布受控的辐射照射额外的液体层的每个的所选择的区域。该选择性的照射通过仅在被照射的每个液体层的所选择的区域中的聚合作用，形成每个增材层。根据增材层设计照射额外的液体层，并且额外的增材层整体结合到它们的施用区。

在进一步的优选的实施例中，当照射(一个或更多个)额外的液体层时，镜片基底移动，并且该运动可以不与当照射第一液体层时基底的运动相同。在另一个优选的实施例中，当照射(一个或更多个)额外的液体层的辐射可聚合材料时，镜片基底的运动的角度、速度和/或方向变化。

在优选的实施例中，增材层设计包括两个或更多个增材层。在另一个优选的实施例中，增材层设计包括至少50个增材层。在另一个优选的实施例中，增材层设计包括至少200个增材层。

在另一个优选的实施例中，方法还包括用于增材层设计的具有误差限制的至少一个控制点。在控制点处，在一个或更多个测量位置处测量镜片基底和/或一个或更多个增材层的局域光学和/或物理特性，计算期望的定制眼镜镜片的增材层设计的所测量的特性与预期的结果之间的误差，将误差与控制点的误差限制相比较，并且如果误差大于误差限制，则基于所测量的结果和设计之间的差值修正增材层设计。在优选的实施例中，在控制点的(一个或更多个)测量位置处测量局域特性，并且该特性选自：存在于测量位置处的(一个或更多个)增材层的斜率、光焦度、位置和/或厚度(高度)以及存在于测量位置处的镜片和增材层的组合的光通过焦度(optical through-power)。

用于局域特性的测量的一些优选的技术包括反射光偏折术、透射光偏折术、莫尔图案比较和三角测量术。

在优选的实施例中，由(一个或更多种)辐射可聚合材料形成的一个或更多个增材层具有可测量地与镜片衬底不同的光学或物理特性。在一个优选的实施例中，增材层的可测量地不同的特性选自折射率、阿贝数、耐磨性、抗冲击性、对有机溶剂的抗性、对碱的抗性、Tg、可见光透射比、UV透射比、偏振和光致变色特性。

在本发明的优选的实施例中，辐射可聚合材料还包括用于修整眼镜镜片的光学特性、机械特性、化学特性或物理特性的组成部分。在优选的实施例中，从光引发剂、紫外线吸收剂、紫外线反射剂、红外反射剂、红外吸收剂、可见光着色剂、染料、颜料、光致变色剂、电致变色剂、热致变色剂、热稳定剂、导电材料、液晶材料和包括活性偏振材料的偏光片中选择该组成部分。在另一个优选的实施例中，组成部分可以包括具有增强或修改辐射可聚合材料的物理或光学特性的特性的装饰物、颗粒，诸如吸光颗粒或光反射颗粒、嵌入式传感器、发射器或显示器。

在优选的实施例中，(一个或更多个)额外的增材层的辐射可聚合材料可以与用于第一增材层的辐射可聚合材料相同或不同。在优选的实施例中，(一个或更多个)额外的增材层的辐射可聚合材料包括与用于第一增材层的辐射可聚合材料不同的组成部分。在另一个优选的实施例中，(一个或更多个)额外的增材层具有可测量地与第一辐射可聚合材料不同的光学特性或物理特性。

在另一个优选的实施例中，至少一个液体层的所选择的区域的照射在位置中形成最终的增材层，使得其消除(smooth over消除/缓和)诸如镜片基底的表面上的不连续、缺陷或不规则或者一个或更多个先前施用的增材层的边缘的特征。在另一个优选的实施例中，包括光引发剂的层被施用，作为用于生产定制眼镜镜片的方法的部分。

附图说明

图1A和图1B示出除了用于供选择的实施例的可选的步骤之外本发明的一个实施例的步骤的示例性流程图。

图2例示用于施用辐射可聚合材料以及用于测量所施用的(一个或更多个)层和/或镜片基底的光学特性的本发明的方法的一个示例。

具体实施方式

本发明体现为增材方法，以通过选择性地将辐射可聚合层添加到现有的镜片基底，生产眼镜镜片。以该方式，通过建立于标准镜片基底，本发明使得单独地定制眼镜镜片能够被创建具有所期望的光学特性和物理特性。本发明不需要额外的和昂贵的精密模具或复制品形成光学元件。

眼镜镜片是被佩戴在眼睛的前面的眼镜镜片。它们可以是平镜片、处方镜片或非处方镜片。根据个人的需要和期望，它们可以用作一个或更多个目的，包括矫正视力、为眼睛提供保护或改进的舒适性，或是时尚饰品。眼镜镜片通常安装在经设计保持镜片在用户的眼睛的前面的结构中。这样的结构包括护目镜(眼镜)架、防护眼镜、面罩、护罩、眼罩、镜片支座和其它安装设备。

本发明解决了为特定的人定制镜片的需要。这能够提供个人的视力矫正处方和/或包括人已经请求的其它眼镜镜片属性。人可能想要的其它属性的一些示例包括时尚或功能色调、对于日光的光致变色响应或增加的耐磨性或抗冲击性。此外，可以为个人的特定的框架构造、用户将执行的特定任务或个人移动他们的眼睛或头以达到期望的任务的方式选择或优化定制镜片的光学设计。例如，如果已经选择非常窄的框架，但是个人同时具有距离和近视矫正要求，则定制眼镜镜片必需同时适应非常有限的空间内的视力需要。作为另一个示例，如果定制眼镜镜片旨在主要当观察手持设备时使用，则镜片的透射比和它的近距对远距处方区域的比例可以与航行时为视距定制的镜片相当不同。本发明通过将已知的眼镜镜片制造与定制3-D增材生产技术组合，提供了定制这些和其它镜片的有效和实用的方法。

本发明的增材过程包括至少将镜片基底的光焦度特性改变到定制眼镜镜片所期望的光焦度特性。增材过程还可以包括在镜片基底和定制眼镜镜片之间的其它光学改变、化学改变或物理改变。

为了促进理解，图1A和图1B提供了包括若干可选步骤的本发明的步骤的示例性流程图。由虚线在流程图中指示可选的步骤和任何相关联的后继动作。下面将进一步解释流程图的步骤的细节。

在步骤100，获得镜片基底用于在本发明中使用。从眼镜镜片制造商的自由市场可商购获得很多镜片基底。本领域中的技术人员将理解，还能够通过各种方法自身或通过合约制造生产基底，获得镜片基底。能够通过很多不同的方法制造镜片基底，很多不同的方法包括热固性过程、热塑注塑成型或注射压缩成型、反应注射成型、成形或抛光初始零件的受控材料除去技术、构建基底的增材技术和其它方法。

镜片基底经设计以具有眼镜镜片所要求的基本特性中的至少一些，但是可以不被完全构造具有个人所需要的全部属性，或者可以不是安装所期望的最终镜片轮廓。镜片基底可以是平坦的、球面弯曲的或者具有简单的或复杂的非球面曲率。它们的表面可以包含不连续，诸如阶梯式多焦点部分或改变的曲率，诸如渐进的或镜片状的特征。

典型的镜片基底的示例包括由适合于眼镜镜片的材料和设计制成的镜片坯料，但不是处于用于佩戴者使用的最终形式。需要进一步成形或修改镜片坯料，以产生处方或非处方光焦度，或者装配在眼镜框架内。很多眼镜镜片坯料具有一个表面，该一个表面是弯曲的或被形成适合于安装在眼镜框架中，并且供应一些眼科属性，但是另一个相对的表面需要被研磨和抛光，以完成由个人佩戴者要求的全处方焦度。在本领域中这样的眼镜镜片坯料被称为“半成品”镜片坯料。“成品”镜片坯料的两个表面被制备用于提供特定的球面和柱面视力矫正光焦度，但是这些坯料具有大于大多数眼镜框架的直径，使得它们可以被向下定制切边为装配在个人的选择的框架中需要的最终形状和大小。适合于本发明的其它镜片基底包括平镜片坯料，平镜片坯料不具有视力矫正焦度，但可以包括其它眼镜属性，诸如色调、偏振、光致变色响应、抗冲击性或个人期望的其它特征。适合于本发明的其它镜片基底包括切边的镜片或镜片坯料，已经使切边的镜片或镜片坯料成形以装配最终选择的眼镜框架。这样的切边镜片可以具有矫正视力光焦度，或者不具有焦度(平的)。

优选地，获得的镜片基底将具有由个人对它们的定制眼镜镜片期望的至少一些属性。这些可以基本是将不会在框架中不可接受地变形或者将不会在使用中太快退化的塑料或玻璃材料。镜片基底还可以提供所期望的视力矫正的部分(例如，距离矫正，而不是近距增加焦度)。作为其它示例，半成品镜片坯料可以提供用于制备视力矫正的(一个或更多个)开始曲率，或适合于框架构造的镜片曲率。镜片基底还可以包括额外的期望的特征，诸如，例如，偏振、色调、梯度色调、光致变色特性、紫外(UV)光或红外光、吸光颗粒的阻挡或电致变色特性。镜片基底还可以包括有源显示元件、传感器、发射器、装饰物、微光学元件或其它特征件。镜片基底可以提供所期望的一些物理特性，诸如基本抗冲击性、耐磨性、热稳定性、所期望的折射率或其它属性。镜片基底还可以包括其它元件，诸如膜、晶片、插入件或其它对象。

然而，在所有的情况下，镜片基底不会体现定制眼镜镜片所期望的全部的属性。本发明的增材生产技术被用于向镜片提供额外的定制属性。该方法是期望的和有用的，因为这意味着能够储备基底的更加有限的存量。此外，该较小的存量可以包括更简单和不那么昂贵的镜片基底，并且本发明将被用于提供基于个人所期望的更复杂的、独特的或昂贵的属性。

本发明的优选的镜片基底包括成品镜片坯料、半成品镜片坯料、平镜片坯料、平切边的镜片和成品切边的镜片。

镜片基底包括至少第一表面和第二表面，当以眼镜框架被佩戴时，至少第一表面和第二表面中的一个将被定位为最接近眼睛，并且一个将被定位为远离眼睛。

镜片基底可以包括在它的表面上的涂层或处理物。例如，它的表面中的一个或两个可以被供应用于改进的耐磨性和/或耐化学性的硬涂层。其它可能的涂层包括例如导电的、偏振的、光致变色的、电致变色的、电活性的、疏水的、抗反射的、UV或可见光过滤器或色调。已经对基底执行处理，以提供、增强或改变表面特性，诸如，例如，除尘度、对后续层的粘合、抗裂性、耐化学性、热稳定性或其它属性。能够通过很多已知的技术施用这样的处理，很多已知的技术包括等离子体、电晕、溶液、溶剂、蒸汽和表面活化等等。在优选的实施例中，镜片基底的表面可以包括处理物或涂层，以增强后续层的粘合，包括对增材生产层的粘合。

步骤200综述初始计算和设计活动以将镜片基底的特性转换为定制眼镜镜片所期望的那些特性。首先，计算实现定制眼镜镜片的所期望的特性所需的镜片基底的修改。然后，这些修改被转换成将被添加到镜片基底的层的设计。在该描述中，所计算的设计将被称为增材层设计。此外，为增材层设计识别一个或更多个控制点，以允许实现定制眼镜镜片所需要的确认或修正。

具体地，对于本发明，预期镜片基底将不具有定制眼镜镜片所期望的光焦度特性。在一个实施例中，镜片基底将具有与定制眼镜镜片相比可辨别的不同的光焦度特性。作为一个非限制性示例，镜片基底可以是具有-2屈光度的光焦度的单个视力球面成品镜片，而定制镜片要求-2屈光度的球面远距光焦度和在具有+1.5屈光度的光焦度的光学中心下面10mm的增加焦度读取区域。在本发明的优选的实施例中，镜片基底和定制眼镜镜片的光焦度差异对于肉眼将是可辨别的。例如，在上面给出的非限制性示例中，当通过这些样本中的每个观察打印页时，将看到标记的差异。

在本发明的优选的实施例中，生成增材层设计以将镜片基底的光焦度特性转换成与定制眼镜镜片所期望的可辨别的不同的光焦度特性。在进一步的优选的实施例中，光焦度中的该可辨别的改变可以将镜片基底的光焦度转换成定制眼镜镜片的最终处方所要求的总的光焦度。在另一个优选的实施例中，增材层设计可以将镜片基底的光焦度特性转换成不是所要求的最终处方而是朝向那些值的中间的定制镜片的可辨别的不同的光焦度特性，并且因而进一步简化定制眼镜镜片的镜片加工。当镜片基底是半成品镜片坯料时，到中间光焦度特性的该改变可以是特别优选的。如果可以预料将执行定制镜片的其它特殊的涂层或处理，则由增材层设计到中间值的光焦度特性的转换还可以是定制眼镜镜片所期望的。如此，可以预料本发明的增材层设计将提供镜片基底的光焦度中的可辨别的改变，而且可以提供用于最终定制眼镜镜片的总的处方焦度的全部或者一部分。

在进一步的优选的实施例中，增材层设计不仅将镜片基底的光焦度转换成定制眼镜镜片所期望的不同的光焦度，而且还将提供定制镜片的其它定制特性。为了提供额外的定制，可以计算和生成增材层设计，以包括镜片基底和定制眼镜镜片之间的光学特性、化学特性和物理特性的修改。作为非限制性示例，增材层设计可以修改用于最终定制眼镜镜片的特性，诸如偏振、光致变色率、紫外线透射比、可见光透射比、光反射系数、疏水性、耐化学性、耐磨性、抗冲击性和导电性。

由增材层设计供应的定制眼镜镜片的属性加上步骤100的镜片基底的性质是步骤200处的设计计算的输入。将测量(例如，通过光学或物理度量法)或知道镜片基底的表面，并且能够由一个或更多个等式表达或者由独特的一组xyz坐标描述镜片基底的表面。然后，这些(一个或更多个)等式或坐标值与光焦度中期望的改变和增材层设计旨在解决的任何其它特征一起进入到计算例程中，以优化且定义从(一个或更多个)镜片基底表面转换到定制眼镜镜片所需要的总的改变。能够通过很多已知的技术完成这些计算，很多已知的技术包括光线追踪、波前传播分析、曲率计算、这些技术的组合和本领域中的技术人员已知的其它技术。

作为一个示例，镜片基底表面(或更多个表面)能够在数学上被建模为根据Wyant-Creath方案排序的多个正交泽尔尼克(Zernike)多项式之和；该表面表示的系数变成所描述的镜片计算的输入。然后，经由精准的光线追踪执行计算，以将该镜片基底信息与定制眼镜镜片参数合并，并且确定添加的层设计的需要的性质，以满足定制镜片的期望的光焦度要求。作为另一个示例，还可以由多个泽尔尼克(Zernike)多项式的单独展开表示将为定制眼镜镜片创建的新的表面(通过由增材层设计添加到镜片基底的材料)。为了实现定制镜片的期望的光焦度要求，通过将在计算的任何阶段处的实际焦度图与理论焦度图比较的优值函数的最小化，找到该第二泽尔尼克(Zernike)多项式展开的设计系数。能够使用BFGS(变尺度法(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno))优化算法进行优化。本领域中的技术人员将认识到其它计算和优化手段。

一旦计算出必须对镜片基底做出的以达到定制镜片的期望的属性的改变的总数量，其就被转换成将由增材过程施用到(一个或更多个)镜片基底表面的一系列层，以实现改变。将计算和生成增材层设计以选择性地仅将材料添加到其需要的这些区域中。该增材过程表示非常不同的技术以创建定制眼镜镜片。先前的手段将通过简单的球面和环状表面处理技术接近处方设计所需的光焦度，但通常被硬质模具限制于焦度改变之间的离散的和相当大的增量。更尖端的技术可能采用各种计算和优化步骤，而且然后将该信息馈送到计算机控制的表面处理仪器中，计算机控制的表面处理仪器再次从镜片基底或镜片坯料去除过量的材料，在除去过程中引起浪费。相比之下，本发明的技术不同地探讨了该问题，并且创新地选择性地添加材料以实现定制镜片，而不是从现有的镜片坯料或材料块去除材料。

为了生成增材层设计，为现实的生产应用计算和优化每个增材层的厚度，以及其在镜片基底表面上(或在先前增材层上)的位置和其相对于镜片基底或(一个或更多个)先前增材层的斜率。例如，在生产中具有必须被控制为0.1纳米准确度的0.1毫米的层厚度可能是不合理的；相反，可以设计多个较薄的层以实现相同的结果。供选择地，可以重新计算增材层设计，使得0.1毫米厚的所施用的层被控制为1微米(0.001毫米)精度。

增材层设计的计算和生成能够包括因数诸如：层的总数量；层是否将被添加到基底的一个或两个表面；相同的或不同的材料是否将被用于每个层；以及每个层的位置、厚度(高度)和斜率，以及用于这三个层参数中的每个的可接受的最大/最小限制。可以在跨越(一个或更多个)镜片基底的表面的多个位置处确定和优化这些因数，以提供更加精确定制的镜片。在进一步的优选的实施例中，对增材层设计的决定可以考虑实际因数，诸如在预定生产环境内保持将使用的层的数量和辐射可聚合材料的数量是可控和有效的，并且规划对层的可能的误差或控制限制，使得堆叠的误差不会危害最终设计性能。本领域中的技术人员将认识到能够被合并的其它设计因数。

在增材层设计计算中的该点处，用于定制眼镜镜片的最终期望的表面z_F(x，y)和基底的初始表面z_S(x，y)两者是已知的。因而，在每个设计位置(x，y)处，我们需要在z_S(x，y)和z_F(x，y)之间构建材料，以实现定制镜片。在每个设计位置处将被构建的材料的总高度是Δz(x，y)＝z_F(x，y)-z_S(x，y)。

作为本发明过程的一个示例，可以考虑以下选择：使用具有相同的最大局部厚度h_L的层构建该材料的总高度。然后，有必要计算将被添加到(一个或更多个)镜片基底表面上的各种(x，y)位置处的每个层中的材料的局部厚度，使得不同层的添加产生定制眼镜镜片的期望的最终表面。每个层的该局部厚度能够被计算为t_L(x，y)＝max(0，min(z_F(x，y)-z_L-l(x，y)，h_L))，其中z_L(x，y)＝t_L(x，y)+z_L-l(x，y)是正被添加的第L层辐射聚合材料的表面弧矢高度。能够从由镜片基底形成的并且被用于增材层设计中的t_L(x，y)的初始计算的实际表面的直接测量值推导或获得镜片基底的值z₀(x，y)。能够基于当计算增材层设计时添加的层的数量，估计在t_L(x，y)的计算中使用的z_L-l(x，y)层的值。

在本发明的优选的实施例中，增材层设计包括一个增材层。在另一个优选的实施例中，增材层设计包括两个增材层。在其它优选的实施例，增材层设计包括两个或更多增材层、三个或更多增材层、十个或更多增材层、五十个或更多增材层，或两百个或更多增材层。对于一些定制眼镜镜片，五百个或更多增材层可以被用于创建期望的镜片特性。

步骤200的设计活动还含有与增材层设计相关联的一个或更多个控制点。在控制点处，发明人询问所施用的增材层中的一个或更多个的局域特性，以便确定增材层是否在预期容限内，或是否需要对增材层设计进行调节或修正。这些控制点可以包括例如管控增材处理步骤的计算机指令的部分，或者可以是被采取用于协助增材处理的单独的动作。可以在镜片基底上的一个或更多个位置处、在最后施用的增材层上的一个或更多个位置处，或在不同的增材层上的一个或更多个位置处开展(一个或更多个)控制点处的测量。作为控制点的一个选项，可以在不同的测量位置处测量相同的或不同的局域特性。

在(一个或更多个)控制点处测量的结果将与在该点处的增材层设计的预期结果和针对(一个或更多个)控制点定义的误差限制进行比较。如下面所描述的，比较被用于确定是否需要增材层设计的修正或其施用方法，以实现期望的定制镜片。如果比较指示需要矫正，则所测量的结果和误差比较被用于生成用于继续处理的修正的增材层设计，以实现从镜片基底到定制眼镜镜片的转换结果。

一旦生成增材层设计和它的(一个或更多个)控制点，能够在步骤300处开始增材处理。可选地，在施用第一增材层之前，可以测量或感测镜片基底，以确认它的表面特性、取向、安装或其它性质，并且确保镜片基底在增材处理的正确的开始位置中。

基于增材层设计，包括辐射可聚合材料的液体层被施用到镜片基底的一个表面的至少一部分。如下面将更详细描述的，液体层是到增材层的前体。根据辐射可聚合材料和所选择的其它组成部分，可以使用具有广泛的粘度的液体层。通过根据增材层设计选择性照射液体层，由辐射聚合材料组成的增材层形成于镜片基底上和/或先前的增材层上。根据增材层设计沉积的增材层与镜片基底的组合创建定制眼镜镜片。

液体层包括辐射可聚合材料，意味着当材料遭受具有包括波长和能量密度的特定范围的特性的辐射时，材料将形成固体聚合物系统。例如，材料可以经设计和按配方制造以响应由紫外线辐射而不是红外辐射的聚合作用。在另一个示例中，辐射可聚合材料可以选择性地响应当以较短的紫外线辐射而不是较长的紫外线波长(例如，320nm而不是365nm)照射时的聚合作用。这允许对反应过程有更多的控制，并且在处置中有较少的困难。通过控制辐射的波长范围、能量密度和空间分布，能够实现将仅在所照射的区域中的材料聚合的期望的效果；通过设计，在所照射的区域的外面，有不充足的能量引起材料反应。能量密度还能够控制反应的深度(厚度)和材料的聚合作用所需要的时间。

在增材处理的领域中，若干不同的辐射可聚合材料是已知的。很多基于有机化学，但是也可以包括无机以及金属有机物质。本发明的过程的一个显著的优点是镜片基底可以具有用于用增材处理材料不能简单实现的眼科眼镜镜片的某些必要的物理特性和化学特性。例如，镜片基底可以提供维持眼镜框架中的镜片完整性所需的全部或大多数的结构稳定性，而增材层添加其它特征，但是足够薄，使得不会降级该结构完整性。作为另一个示例，增材层可以具有轻微残余的颜色，或者可以缺乏UV阻挡，UV阻挡将使得它们不可接受的作为整体镜片材料，但是不会危害添加到镜片基底的薄层中的性能。如此，增材层可以不具有对光学特性或物理特性与镜片基底相同的约束，但是可以与基底组合以形成可行的眼镜镜片。

在本发明的一个实施例中，辐射可聚合材料可以创建与镜片基底具有相同特性的层。在这种情况下，增材层能够被用于改善镜片基底的光学性能或物理性能。例如，可以添加增材层以创建更大厚度或较高的曲率的某些选择区域，其对应于最终眼镜镜片的那些区域中的额外的光焦度。在另一个示例中，(一个或更多个)增材层能够被定位且经设计以消除包括镜片基底上的不连续、缺陷或不规则的特征。

在另一个优选的实施例中，辐射可聚合材料具有可测量地与镜片基底不同的光学特性或物理特性，或者根据聚合作用形成具有与镜片基底可测量地不同的特性的增材层。例如，考虑先前所提到个人具有距离矫正和近视矫正要求二者但选择非常窄的框架的的应用。本发明可以使用满足距离处方和明显较高的折射率的增材层的镜片基底，使得增材层以与仅以一种折射率制成的镜片相比较薄的构型提供近距增加焦度。此外，增材层能够特别地定位，以将在小的框架中需要的镜片的区域中提供增加焦度。作为另一个示例，对于先前所提到的当航行时被定制用于视距的镜片，增材层可以提供偏振，以阻挡来自水的炫光，如此确保更好的舒适性和视力清晰。

在一个优选的实施例中，从折射率、阿贝数、耐磨性、抗冲击性、对有机溶剂的抗性、对碱的抗性、Tg、可见光透射比、紫外线透射比、偏振和光致变色特性中选择由辐射可聚合材料形成的增材层的可测量地不同的特性。

除了具有与镜片基底不同的特性的辐射可聚合材料本身之外，辐射可聚合材料可以包括修整眼镜镜片的光学特性或物理特性的组成部分。例如，组成部分可以包括光引发剂、紫外线吸收剂、紫外线反射剂、红外反射剂、红外吸收剂、可见光着色剂、染料、颜料、光致变色剂、热致变色剂、电致变色剂、偏光片、热稳定剂、导电材料、液晶材料、活性偏振材料、吸光颗粒、光反射颗粒以及增加辐射可聚合材料的抗冲击性或耐磨性的颗粒或材料。此外，组成部分(诸如装饰物、传感器、发射器、显示器和其它小的设备)可以被添加到辐射可聚合材料。这些组成部分中的一个或更多个可以被组合在辐射可聚合材料中，或者与辐射可聚合材料组合。

液体层被施用到镜片基底的区域和/或至少与它的得到的增材层经设计成用于覆盖的区域一样广阔的先前的增材层的(一个或更多个)区域。液体层可以被施用到镜片基底的表面中的一个或两个。液体层可以被施用在整个表面上方的连续的层中，或者仅在表面的一部分上。例如，如在个人具有距离矫正和近视矫正要求二者但选择非常窄的框架的说明中所提到的，液体层可以仅被施用在用于近视观察的镜片表面的区域中，并且得到的增材层将仅在该区域中提供另外的增加焦度。层还可以被图案化或不连续的。例如，如果在定制眼镜镜片上创建有源显示或装饰设计，则这些可能是有用的。

可以由在涂层行业中已知的、为了便于应用、生产实用、用途广泛、成本、可用性和其它制造考虑选择的不同方法施用液体层。例如，当辐射可聚合材料仅被施用到镜片基底的一个表面时，可以使用单个表面涂层方法诸如旋涂、喷涂、辊涂、刮涂和淋涂。若需要，可以用保护性材料覆盖或保护镜片基底的其它表面，以保持辐射可聚合材料不会无意间接触其它表面。例如，保护性塑料的薄片可以被施用、保持为静态或机械地保持抵靠其它表面以保护其它表面。作为保护性材料的另一个示例，镜片基底的一个表面包括保护性涂层或层，在施用增材层设计的一个或更多个层之后，可以去除保护性涂层或层。

在很多情况下，镜片基底可以具有一种构造，使得一个表面是凹的，并且另一个表面是凸的。理论上，液体层可以被施用到任一表面。对使用哪个表面的实用决定能够基于很多因数，且被提供作为输入值，或者在设计程序期间进一步被优化。考虑的因数中的一些的示例包括涂层仪器能力和限制、液体辐射可聚合材料的粘度和均匀性、期望的层厚度、总的层厚度以及最终定制眼镜镜片的修饰、光学和结构要求。

在另一个优选的实施例中，辐射可聚合液体材料被施用到镜片基底的第一表面和第二表面两者。层能够被同时施用到两个表面，或者顺序地施用到每个表面。

用于同时地将液体层施用到两个表面的一个优选的实施例是浸涂。浸涂仪器还可以被用于将辐射可聚合材料仅施用到镜片基底的一个表面。在这种情形下，覆盖或保护另一个表面，使得仅针对基底的无保护的表面进行增材处理。例如，可以由所施用的塑料片、可移除的涂层或膜、或涂层领域中已知的其它保护性材料覆盖或保护另一个表面或其一部分。

在优选的实施例中，当施用液体层时，控制镜片基底相对于辐射可聚合材料的角度和位置。这样的取向控制将协助控制特别是在弯曲的镜片衬底表面上得到的增材层的位置和厚度。

在液体辐射可聚合材料的施用期间，镜片基底可以是静止的。然而，特别地，如果使用浸涂方法，则优选地，当施用辐射可聚合材料时，镜片基底相对于辐射可聚合材料移动。这样的运动能够被限制到一个轴线，或者能够允许在多个轴线上变化。此外，运动可以包括相对于一个或更多个轴线的镜片基底的平移和旋转两者。

图2中例示了镜片基底运动的优选的方法的一个示例。在该示例性说明中，示出与浸涂系统组合的镜片运动的构造。浸渍零件的典型的方法是使它垂直于液面进入。相比之下，优选地，使镜片基底11进入液体辐射可聚合材料池21，并且以较浅的角度移动，用于镜片表面和液体弯液面之间的更多的控制和更多的接触区域。如所指示的，在该优选的实施例中，基底11能够随着以下方向控制移动：环绕X轴的镜片的旋转(环绕垂直于图的平面(即，朝向观察者出来)的x轴线的角向转动，为了方便指定为角度α)、Y方向上的运动(图2中的水平方向)、Z方向上的运动(图2中的垂直方向)，以及这些因数的任何组合的同时改变。此外，在优选的实施例中，在施用层的时间期间，在任何轴线或轴线的组合上的运动的速率(包括与液体接触的角度)能够改变或倒转。当施用辐射可聚合材料时镜片基底的运动的角度、速度和/或方向的这些控制以及使这些参数变化的能力，提供了新增优点，以改变所施用的增材层的厚度，矫正误差，或适应表面上先前的特征。该方法的额外的益处是此类受控的镜片基底运动能够被用于平滑先前的增材层的缺陷或边缘或将被施用和照射的液体层的缺陷或边缘。

图2中未例示出镜片基底的支撑机制，但是对于本领域中的技术人员来说若干技术是已知的。例如，可以由连续保持器、由离散边缘夹具或由一个或更多个点支撑件在其边缘处保持或支撑镜片基底。供选择地，如果仅对一个表面(或一次仅对一个表面)施用辐射可聚合材料，则可以由真空、胶粘剂或其它物理安装技术在它的另一个表面上支撑镜片基底。如先前所提到的，还可以用保护性材料覆盖另一个表面，以维持它的原始表面性质。

虽然图2中针对浸涂系统例示了镜片基底的平移和旋转运动，但是旋转和/或平移运动控制还适用于本发明的其它方法。例如，相同类型的镜片基底运动可以适合于喷涂或淋涂系统。此外，(一个或更多个)旋转/平移运动的其它组合可以适合于施用将变成增材层的液体辐射可聚合材料的各种方法。

供选择地，或除了镜片基底运动之外，当其被施用时，辐射可聚合材料可以处于运动。例如，当使用液体池时，可以机械搅拌液体，或者液体可以遭受超声能量或气体流动，以引起在大部分液体材料中或液体表面上的运动。当施用液体且液体被聚合时，这样的运动可以是优选的以减少尖锐或阶梯式边缘。

在优选的实施例中，在液体层施用期间，控制镜片基底和液体辐射可聚合材料周围的环境。在一个优选的实施例中，在涂层仪器的附近使用贫氧气体或惰性气体(例如，氩或氮)。作为示例，可以控制槽(诸如浸渍处理槽)或在涂层施用期间所使用的液体的暴露体积上的大气。在另一个优选的实施例中，控制气体的相对湿度，以减少不需要的水凝结、辐射可聚合材料的副反应或混浊。在另一个优选的实施例中，调整涂层仪器的附近的温度和/或液体辐射可聚合材料的温度，以防止或减少粘度中的改变或控制反应速率。在另一个优选的实施例中，控制或过滤气体以降低颗粒或污染物。

在另一个优选的实施例中，在液体层施用之前和在液体层施用期间，辐射可聚合材料可以被保持在保持槽或储存器中。可以过滤液体辐射可聚合材料，以降低不需要的颗粒形成。在另一个优选的实施例中，循环或搅拌液体辐射聚合材料，以帮助维持稠度，尤其是当固体添加剂或颗粒存在于材料中的时候。在另一个优选的实施例中，监测和控制液体辐射可聚合材料的化学成分的浓度、固态含量、粘度、颜色或其它物理特性。在其它优选的实施例中，可以控制液体辐射聚合材料和/或它的容器的温度、湿度以及到大气或其它气体的暴露。

图1A的步骤320、步骤330和步骤340描述了可以在本发明中使用的可选的动作。这些步骤充当辅助控制点。由发明人识别这些步骤，因为它们可以是实用地用于增材层特性的进一步改善或优化控制中。当将施用大量的液体层时，或当采用如图2中所描述的浸涂手段时，这些可选步骤可以是特别优选的。

在可选步骤320，获得测量值以确定液体层相对镜片表面的位置、厚度和/或斜率。这能够有助于确定是否正确施用了用于增材层设计的材料，以及液体层是否如预期的那样表现。例如，可以预期液体在镜片基底上创建少量的弯液面。这些可选的测量能够检查是否如预期的那样出现弯液面，或液体与表面的相互作用是否创建了不同的外形。

若干不同的技术能够被用于获得该信息。优选地，使用非接触分析技术，以便保存任何先前的(一个或更多个)增材层、基底的和液体层的以及还尚未聚合的其辐射可聚合材料的质量。优选地，由于这些技术常常产生能够直接与最终眼镜镜片所预期的光学特性相关的结果，所以测量包括非接触光学分析。

在各种测量技术之中，优选的技术包括反射光偏折术和透射光偏折术、莫尔图案比较和三角测量术。

优选的非接触测量技术能够供应关于以下层参数中的一个或更多个的信息或直接数据：基底上的层的位置、局部斜率和层的局部高度(厚度)。能够将这些值与步骤200的增材层设计相比较，或者这些值能够被用作输入以计算光焦度或用先前所施用的(一个或更多个)增材层实现的或给定所施用的液体层所预期的其它光学改变(例如，透射比、偏振)。此外，一些技术能够提供关于通过层实现的光焦度、或通过层与镜片基底(以及如果适用的话的一个或更多个先前的增材层)的组合实现的光焦度的直接数据。优选地，在若干离散的点处开展测量。供选择地，能够沿着在层上测量的一条线或多条线获得数据。

反射光偏折术特别适合于镜面。在很多情况下，镜片基底和液体层两者将适当地呈现镜面。对于该技术，受控光，并且更优选地，准直光束或激光束对准该表面，并且分析反射束的位置和失真，用于表面中的误差检测。另一个可能的技术是扫描光束偏折术，其跨越表面区域扫描或移动(step)受控光束，用于在更多的位置处进行分析。还能够使用Shack-Hartmann波前传感器技术，其测量图像阵列的传感器平面中的光点位移。局域斜率能够根据位移被计算，并且被用于推导关于层和其预期的光焦度的信息。能够被用于这些测量的偏折术的另一个形式是反射像屏测试，其中针对指示位置和斜率误差的失真分析离散点的反射图像。可以通过主动的装置(例如，LED)或被动的光屏诸如向后照亮的屏生成像屏(image screen)。扩展结构偏折术是使用有源装置(例如，计算机屏幕图像)或无源装置(例如，投影亮/暗图案)创建用于反射和误差分析的图像的另一个示例性测量技术。

如果将测量漫反射面，则三角测量术是能够在步骤320中使用的测量技术的一个示例。对于漫反射面，结构化图案被投影到液体层和/或相邻的镜片基底表面上，并且移位的检测器被用于对层的位置和高度(厚度)作三角测量。被定位为彼此紧密接近或彼此具有已知的偏移的一个或更多个相机能够被用作用于三角测量术的检测器。

对于透明基底，能够用反射光或透射光测量技术进行测量。除了先前所描述的反射光技术之外，透射光偏折术还能够被用于光通过焦度测量。以该方式，能够分析与镜片基底组合的增材层或任何先前的层如何改变镜片基底的光焦度。扩展、结构化源被引导通过液体层和镜片基底，并且测量通过图像的失真(through-image distortion)，并将其与位置、厚度和斜率误差关联。还能够使用莫尔图案比较技术，其中在经过镜片之后，控制的网格图案在重构网格上成像，并且观测误差图案。另一个示例性的莫尔技术使用通过镜片的透射束，使一个网格在另一个网格上成像，其中失真与镜片中的误差相关。

另一个示例性透射光测量技术是光路三角测量术。在该方法的一个示例性构造中，结构化光源被引导通过液体层和镜片基底，并且注意与透射光线束的预期的表现的差异。在另一个示例性构造中，校准的相机被用于测量通过镜片反射或透射的光。用这样的光路三角测量术技术，反射和/或透射光的测量被用于计算与所观测的输入和输出光线束一致的表面和材料的集合，并且确定最佳适配。

将用于光路和图案的所测量的结果与图1A的步骤200中定义的设计和将被施用的特定的层将期望的所计算的结果相比较。必须小心考虑到液体层与聚合增材层的特性中的差异；例如，这些可以具有不同的指数、厚度和斜率。矫正或调节能够被包括在液体层和聚合层之间预期的差异的计算中。尽管如此，这些技术，特别地三角测量术和偏折术，可以有助于至少确定液体层是否被施用在镜片基底的表面上(和/或先前的增材层上)的预期的位置处，并且是否施用足够厚度的液体层。

步骤330描述在其处将在步骤320处测量的误差(若有的话)与由该发明的用户建立的误差限制相比较的决策点。如果测量在误差范围内，则继续进行步骤400。如果误差大于可接受的值，则前进到步骤340。

如果使用该可选步骤序列，并且测量出大于预期的误差，则步骤340提供矫正措施的计算和施用。这样的矫正措施能够包括对增材层设计的修改，或对其施用方法的修改。这能够涉及例如镜片基底的表面上的先前所施用的区域的一些或全部上的液体层的重新施用或除去。供选择地，如果对液体层的改变将不太令人满意、有问题的或引入杂质或其它新的误差，则能够采用矫正误差的其它方式。例如，能够进行计算，以调节将后续被施用到液体辐射可聚合材料的照射条件。例如，如果所测量的液体层要厚于期望的，则可以需要更多能量或更多曝光时间，以使材料的整个厚度聚合。在另一个实施例中，一个或更多个后续施用层的位置、高度和/或斜率条件可以在步骤340处进行重新计算和调节，并且被储存作为对增材层设计的修正，以矫正在步骤320处测量的误差。

在步骤400，照射液体层以使材料聚合到镜片基底的表面上。任何增材层材料的重要的考虑是其必须良好附着到镜片基底，且附着到其它层(如果使用它们)，并且不会降级镜片的光学性能。这对于维持眼镜镜片的使用性而不缩短其寿命很重要。眼科镜片中的涂层或层的脱层、剥离和破裂常常是历史问题，尤其是当引入新技术的时候。眼镜镜片所受到的应力和大幅变化的热、物理和化学暴露(在初始组成部分处理、眼镜组装期间和在由佩戴者使用中)能够对分层镜片结构的粘合和完整性提出未预期的和严格的要求。因而，聚合层必须整体结合到镜片表面(和/或先前所施用的增材层)。整体结合意味着聚合层化学结合或牢固地物理结合到先前的表面和/或先前的增材层，使得在正常的镜片处理期间和在其作为眼镜镜片的正常使用中，组合的结构依然完好，并且对肉眼不具有可辨别的损害。选择和掌管照射条件，以确保本发明过程将实现这样的整体结合。

具体参考在液体层中使用的具体辐射可聚合材料，并且参考将被聚合的液体层的位置、斜率和厚度，选择在步骤400的照射条件。例如，可以控制或选择能量束的辐射波长或波长范围、辐射能量密度以及空间分布，以适合所施用的具体辐射可聚合材料和液体层的物理特性和化学特性。如果液体层被施用到镜片基底的两个表面而不是仅一个表面，则可以使用能量束的不同的能量密度或空间分布，并且预期在步骤400处的照射选择性地使材料同时聚合在两个表面上。在另一个示例中，可以具体地选择较少的能量或不同的照射条件，以选择性地使材料仅聚合在镜片基底的一个表面上。考虑到镜片基底的吸收或反射，还可以修整照射条件；可以有利地使用这些基底特性以增强所施用的液体层的选择性聚合，或者要求照射条件的进一步的调节，以矫正基底(或通过基底)的损耗。

此外，将针对层选择性地控制液体层如何受到照射。这可以包括暴露时间的长度以及采用单个照射期还是多个照射期。

对于本发明来说重要的是，控制照射条件以照射液体层的所选择的区域。虽然这可以包含液体层的全部区域，但是本发明具体地仅设想被照射的液体层的离散的区域且由该照射选择性地聚合这些区域。如此，作为示例，虽然可以通过淋涂到整个镜片基底表面以施用均匀的液体层，但是具有足以形成聚合增材层的波长范围和能量密度的照射可以仅被施用到在镜片上包括以5mm为间距的2mm点的所选择的区域，以形成点状对齐图案。作为另一个非限制性示例，虽然可以由具有足以形成聚合增材层的波长范围和能量密度的光照射上面所描述的均匀的液体层，但是仅在所选择的区域中，在镜片基底表面的下半部分上创建10mm宽且20mm长的长方形部分，用于用作定制眼镜镜片上的读取区。发明人旨在辐射源对准液体层，充分控制位置和照射条件，使得聚合过程被限制于直接照射的所选择的区域。这与通过能量转移在所照射的区域外面的整个液体层或辐射可聚合材料的质量的普遍聚合的先前方法不同。这就是选择性地照射以产生选择性形成的聚合增材层。

照射能量可以被集中为窄光束、准直的或更加漫反射呈现的。根据所选择的源和聚合作用要求，可以选择不同类型的辐射源，包括单色源、激光、主动或被动波长滤波源、LED、黑体源、原子发射灯、荧光灯和本领域中已知的其它源。照射能量的频率可以是在紫外线、可见光或红外范围中，或在包括微波、射频、伽马和X射线辐射的其它能量范围中。如果正确地控制选择性的照射，则甚至能够使用热能。

在优选的实施例中，从微波、射频、紫外线或可见光能量中选择用于照射液体层的辐射。在另一个优选的实施例中，紫外线或可见光能谱内的更加有限的波长范围被用于照射液体层。在一个优选的实施例中，可见光光谱的蓝色波长范围中的能量被用于照射。在另一个优选的实施例中，在350nm-380nm的范围中的紫外线能量被用于照射液体层。

在另一个优选的实施例中，照射包括使用(R、G、B)(红色-绿色-蓝色)投影仪的蓝色通道(B)能量作为受控辐射以形成聚合层。

还可以使用其它投光器。这些可以包括具有紫外线和可见光两者的投影仪、或使用若干可见光波长范围或不同的颜色的通道的投影仪。投影仪的光源可以包括激光二极管、在不同的波长范围内的离散的多个源、单个源上的滤光轮或本领域中已知的其它技术。通常，在大多数投影仪中，三个或更多波长范围是可用的，并且可以在本发明中使用这些波长范围中的一个或更多个。

在另一个优选的实施例中，使用紫外线光源的数字光处理(DLP)投影仪可以被用于适合的液体辐射可聚合材料的照射。在另一个优选的实施例中，可以由使用UV激光源和使用压电致动器取向的镜子的扫描激光束替换UV DLP投影仪。

在本发明的优选的实施例中，照射源和/或镜片基底可以相对于彼此移动。此外，在照射步骤400期间，可以一次或更多次将照射源引导到相同的照射区域。作为一个示例，可以照射液体层的所选择的区域，以在该区域中形成聚合增材层。然后，可以再次照射与液体层的一些周边区域组合的该区域的边缘，以使聚合层的边缘处的阶梯特征平滑，或减小聚合层的边缘处的阶梯特征。作为另一个示例，可以使用多次曝光，以给辐射聚合反应推进的时间，从而确保吸收足够的能量来完成反应，或者加强聚合增材层到镜片基底和/或到先前所施用的增材层的整体结合。

在照射期间以及在液体层的施用期间，可以使用由发明人提出的和先前所讨论的镜片基底的旋转/平移运动。在照射期间，镜片基底的这样的受控运动能够被用于使将被施用和照射的层的缺陷或边缘平滑，或确保照射出现在为增材层所选择的这些区域中。

可以由源以连续的方式直接照射液体层，或者能量在到达层之前，可以被过滤、脉冲调制、短切、按时间排序或反射或透射通过其它受控光学元件。

除了根据增材层设计形成用于光焦度修改的增材层之外，步骤400的选择性的照射能够提供或改进定制眼镜镜片的其它镜片特性。作为非限制性示例，选择性照射可以减小黄度、增强层粘合、通过增加的交联或稠化改进层耐久性，或通过蒸发或烧蚀从具体位置去除材料。此外，选择性的照射可以用来使定制眼镜镜片上带有可见或半可见标记。

在可选的步骤500，可以从聚合层和/或镜片基底去除未反应的液体辐射可聚合材料。本领域中的技术人员将认识到，如果该可选的步骤有助于生产操作、聚合层的检查、液体辐射可聚合材料的保藏和其它工程考虑，则能够包括该可选的步骤。能够通过移动镜片基底而使镜片基底脱离与液体接触或移动液体材料远离镜片基底，去除未反应的材料。例如，在图2中，液体辐射可聚合材料21被示出在镜片基底11的水平面的下面。在该可选的步骤的另一个示例性实施例中，可以通过化学方法诸如溶剂漂洗、溶液浸泡、蒸汽清洗、等离子体处理或本领域中已知的其它技术，从表面去除未反应的材料。在该可选的步骤的另一个示例性实施例中，可以通过物理方法诸如刻蚀、水洗、柔和磨料、刮片接触、芯吸作用或本领域中已知的其它技术，去除未反应的材料。

步骤600识别如针对步骤200处生成的设计识别的控制点的可能的位置。至少一个控制点将被包括在本发明的方法的每个实施例中。控制点可以被放置在每层之后，以确定沉积到该点的聚合增材层的特性和设计的性能。供选择地，可以与在每层之后相比更不频繁地放置控制点，并且控制点可以出现在例如施用临界层之后，或者在多个聚合增材层的确定的组合厚度之后。如果设计控制点已经被放置在该点处(在步骤300中施用且在步骤400照射层之后)，则过程继续进行步骤700。如果在步骤400处的照射之后设计不包含控制点，则过程继续进行步骤900。

当步骤600识别控制点时，继续进行步骤700、步骤800和步骤820(如果需要)。在步骤700，可以测量聚合的增材层(或增材层的组合)，以确定(一个或更多个)层相对于镜片基底的表面的局域位置、厚度(高度)、斜率和/或光焦度。作为另一个优选的实施例，可以在步骤700处测量光学通过焦度或其它透射光特性(例如，光透射比、偏振、光致变色率、紫外线吸收等)，以确定镜片基底与给定测量位置处的(一个或更多个)聚合增材层的组合如何改变镜片基底的光学特性。在一个优选的实施例中，(一个或更多个)镜片基底表面的(一个或更多个)测量值与增材层的测量值连用以用于参考和局域比较。

如先前对液体层测量所概述的，若干不同的技术能够被用于获得该类型的信息或数据。在步骤320处描述的技术是优选的一些示例性技术，并且还可以被选择在步骤700处使用。相同的测量技术可以被用于液体层和(一个或更多个)聚合的增材层两者，或者可以为每个步骤选择不同的测量技术。在另一个优选的实施例中，多个技术可以被用于聚合的增材层的测量。相同的或不同的测量技术的集合可以被用于不同的增材层，或者(一个或更多个)增材层和镜片基底的不同的组合。作为一个非限制性的示例，表面反射技术可以被用于测量并计算前几个层的误差，而透射比测量技术可以在接近关键设计步骤或增材层设计完成时使用以检查镜片的光通过焦度(也就是说，当光被引导通过镜片基底和施用到镜片基底的增材层中的一个或更多个时产生的组合的光焦度改变)。相同的或不同的测量技术可以被用于不同的控制点处。此外，相同的或不同的测量技术可以被用于给定控制点的一个或更多个测量位置处。

非接触测量技术是优选的，以避免对聚合的增材层造成损害。在一个优选的实施例中，反射光偏折术被用于测量。在另一个优选的实施例中，采用透射光偏折术。在另一个优选的实施例中，三角测量术被用于反射模式中或者透射模式中。可以在最近沉积的增材层上的一个或更多个位置处进行控制点的测量，并且还可以在先前的层上或在镜片基底上的一个或更多个位置处进行控制点的测量，用于比较计算。

用反射光测量，获取主要关于聚合的增材层的信息。该信息与镜片基底(和任何先前的增材层)相关的数据组合，以确定实际结果如何与预期结果进行比较。用透射光测量，可以直接或通过计算获得关于增材层如何与镜片基底(和任何先前的增材层)组合以更改镜片基底的特性的信息。

在一个优选的实施例中，相机被安装在距照射光源不同的、已知位置处，并且被用于在步骤700处的测量。图2针对照射束31和相机41例示了此示例。在另一个优选的实施例中，使用了(R、G、B)投影仪，其中投影仪的蓝色光操作作为照射源，并且辐射可聚合材料不受投影仪的红色光或绿色光的影响。相反，相机使用投影仪的红色通道和绿色通道作为其光源，以测量所施用的层的光学特性和该层相对于镜片表面或先前的层的三维形状。

在一个优选的实施例中，镜片基底和它的一个或更多个聚合的增材层不被移动到用于这些控制点测量的新的位置。能够期望原地测量以避免重新定位误差。在这样的测量系统中，若需要，在步骤700处的测量之前，非聚合液体可以被排出、旋转脱离或以其它方式从聚合层和镜片基底表面去除。在另一个实施例中，在控制点处的测量期间，不去除非聚合材料。相反，测量技术经设计用于辨别液体层和(一个或更多个)增材层。例如，测量技术可以检测何时被探测的全部液体材料被转换成聚合材料；例如，当液体材料具有与聚合材料相比不同的折射率、反射率、透射比率特性时，这是可能的。

在本发明的另一个实施例中，具有其聚合层的镜片基底将被移动到不同的、优选地固定的位置，用于步骤700的测量。这对于适应一些类型的测量设备(尤其是具有不可适用于或便于环绕液体施用仪器定位的光通过焦度测量的测量设备)可以是优选的。

准确和重复使用的任何测量系统识别层的位置和基底的位置的准确性和重复性将是很重要的。这对于确定是否将根据增材层设计且根据设计的参数施用增材层且将增材层聚合在正确的区域中很重要。如果针对控制点测量的样本定位存在太多不准确，则不能确定误差是由增材层的错误定位引起，还是简单地因为在定制眼镜镜片上的错误区域中进行测量引起。

这些测量值将用于将由聚合层引起的实际改变与增材层设计和所施用的聚合增材层的期望结果进行比较。然后执行实际结果与设计之间的误差或差异的计算。

施用增材层的本发明的方法的优点是其不像层的局域斜率和厚度一样依赖于每个施用的层的整体尺寸准确性。在后续的液体层施用期间，可以消除增材层上的小的点中的轻微的不规则，或者经由控制点测量和审查矫正(如果必要的话)。这与用于光谱滤波的先前的薄膜增材处理具有显著差异，先前的薄膜增材处理要求和预期整个表面上的均匀改变，而不是针对给定区域中的特定光焦度改变进行局域位置控制。特别是当若干增材层将被用于创建定制镜片时，本发明将在制造过程中允许稍宽的容限；在(一个或更多个)控制点处的测量和重新计算被用于针对任何先前的不能接受的误差调节后续增材层。有利地，这些控制点和重新计算允许使用本发明方法的人们补偿各个层中的误差，并且防止当构建定制眼镜镜片时误差累积。

在图1B的步骤800，将在步骤700处测量的误差(若有的话)与由本发明的用户建立的误差限制进行比较。这些误差限制可以被包括用于参考，并且用于在步骤200处的增材层设计计算内的优化中、在步骤700的计算中使用，或者可以人工将误差限制与来自单独的测量的预期结果比较。如果测量在可接受的误差范围内，则继续进行步骤900。如果误差大于可接受的值，则前进到步骤820。

在步骤820，如果需要，为增材层设计确定矫正措施。这可以涉及基于一个或更多个聚合层的实际特性的优化计算的另一个迭代，并且可以产生修正的增材层设计。能够从实际镜片基底表面和/或在(一个或更多个)控制点测量位置处的一个或更多个先前的增材层的直接测量中推导或获得修正的增材层设计的修正的t_L(x，y)的计算中使用的z_L-1(x，y)的值。此外，基于根据增材层设计已经添加的层的数量，或自先前的控制点以来添加的层的数量，计算可以使用估计。

然后，规划和选择用于增材层设计的矫正措施，用于在修正的增材层设计中实施。例如，如果误差示出聚合材料在层中沉积得太厚，则可以施用较薄的另一个层以适应先前的误差。在另一个示例中，如果聚合材料存在于原始并不旨在用于该增材层的镜片基底的区域上(例如，如果一些液滴飞溅到另一个区域上)，则通过施用具有不同的折射率或具有改良光学特性的后续层进行矫正以掩盖该误差是可能的。将由本领域中的技术人员从这些示例认识到由本发明包含的其它矫正。可以从早前提到的这些中选择用于修正规划和优化的计算方法，可以采用诸如光线追踪、波前传播分析、曲率计算和Zernike多维多项式拟合或本领域中已知的其它方法。

在步骤820，针对将被施用的下一个聚合层或更多聚合层确定调节。在一个优选的实施例中，这些调节可以体现为设计的一个或更多个额外的增材层的改变。可期望是否需要较大的改变，或者是否由多个辐射可聚合材料或多个增材层施用更容易适应较大的改变。

在步骤820的调节能够包括对下一个或更多聚合层的位置、厚度和/或斜率的改变。在另一个实施例中，可以调节增材层的总数量。在另一个优选的实施例中，调节可以包括对辐射可聚合材料和/或一个或更多个后续增材层的组成部分的改变。在另一个优选的实施例中，可以修改用于下一个或后续的增材层的选择性照射，以使在步骤820执行修正；能够单独或者与所施用的层改变组合采用照射中的改变。

一旦在步骤820已经确定下一个或更多增材层所期望的调节，则前进到图1B的步骤1000。

如上面所描述的，如果在步骤800处测量和计算的误差太大，则遵循步骤820的路线。如果针对步骤800处沉积的聚合增材层测量的误差(若有的话)在可接受的限制内，或者如果在所施用的层的照射之后没有控制点(步骤600)，则遵循供选择的路线到步骤900。在这些情况下，前进到步骤900用于额外的所施用的液体层的决策点。一个层可以足够创建定制眼镜镜片所期望的新的特性。尽管如此，发明人选择测量甚至具有一层设计的结果(步骤700)，并且确认定制镜片的实际性能与来自设计的预期结果一致。因而，对于根据本发明的一层设计，将遵循500、600、700和800的步骤，并且如果必要的话，如果需要，则将执行经由步骤820和步骤1000的调节。另一方面，步骤200的增材层设计可以要求一个或更多个额外的增材层，以实现定制眼镜镜片。步骤900描述了该设计的查询，以检查下一个步骤遵循哪个系列。

如果增材层设计不需要额外的聚合层来产生定制镜片的所期望的特性，则朝着过程的结束前进。可选的步骤920认识到，在完成增材层设计之后，其它涂层可以被添加到定制镜片。一些其它涂层的示例包括：硬涂层或耐磨涂层、平滑涂层、光致变色物质、改进除尘度的涂层、偏振涂层和导电涂层或用于显示应用的活性涂层。可以由包括液相沉积或气相沉积的各种已知的技术施用这些。特别适合于气相沉积技术(诸如汽相沉积、大气沉积、电晕沉积、等离子体沉积以及物理或化学真空沉积)的示例性的额外的涂层包括抗反射涂层、滤波器涂层和导电涂层。可以单独或组合施用这些和其它涂层，以提供可选的额外的镜片特征。

此外，在步骤920处的可选的涂层可以包括添加到涂层中的镜片、具有涂层的镜片、涂层上的镜片或涂层内的镜片的其它特征。这些特征中的一些的示例包括装饰刻印；贴花；首饰；嵌入芯片；显示器或传感器；微光学元件以及用于镜片识别的半可见标记。

如果期望后固化镜片，则能够使用可选的步骤940。后固化可以用于退火、稳定化、释放材料应力、使其致密化或增强所施用的增材层和定制镜片的最终特性。在优选的实施例中，暴露于热和光的后固化能够降低一些聚合材料的黄度。在另一个优选的实施例中，后固化能够加强(一个或更多个)增材层到镜片基底和/或到彼此的整体结合。后固化步骤可以涉及镜片到广谱热能、红外能或其它形式的能量的总体暴露或控制的暴露于具体波长或能量范围。这有时被用作眼镜镜片生产中的精加工步骤。

在这一点上，当根据增材层设计(原始设计或者作为基于控制点测量修正的)已经施用和照射最后的增材层并且已经执行了任何可选的步骤，则完成根据本发明的定制镜片生产。

在本发明的另一个实施例中，如果额外的聚合层是增材层设计的部分(如在步骤900处查询的)，则前进到步骤1000。在步骤1000施用的辐射可聚合材料可以与在步骤300处所施用的是相同的。供选择地，在另一个优选的实施例中，步骤1000处施用的辐射可聚合材料可以包括与在步骤300处施用的不同的辐射可聚合材料。在另一个优选的实施例中，一个或更多个额外的层的辐射可聚合材料包括与第一施用的层不同的组成部分。在另一个优选的实施例中，(一个或更多个)额外的层的辐射可聚合材料具有可测量地与第一辐射可聚合材料不同的光学特性或物理特性。后续层可以均包括与先前的层不同的辐射可聚合材料和/或组成部分，或者可以与一个或更多个先前的层相同。这样的变化在本发明的保护范围内，并且被本领域中的技术人员所理解。

可以将液体辐射可聚合材料的额外的层施用到先前的辐射聚合增材层、到增材层先前未被施用到的原始的镜片基底的表面的一部分或到层先前未被施用到的原始的基底的表面。在另一个优选的实施例中，在步骤1000施用的层可以跨接原始镜片基底和一个或更多个先前施用的增材层两者的组合。为了更容易参考，描述额外的液体层如何存在于镜片基底上和/或任何或全部先前增材层的部分上的这些选项和其它变化被称为施用区。施用区识别在选择性照射之前额外的液体层被施用到或者蔓延到的地方。例如，在已经施用和照射第一液体层以形成第一增材层之后，第二液体层可以被施用到包括第一镜片基底表面的至少一部分、第二镜片基底表面的至少一部分、第一增材层的至少一部分或镜片基底的表面中的一个的至少一部分和第一增材层的一部分的组合的施用区。以类似的方式，可以例如在包括镜片基底的表面中的一个或更多个的一部分、一个或更多个先前施用的增材层的一部分、镜片基底表面的一部分和先前施用的增材层的一部分两者的组合或两个或更多先前施用的增材层的一部分和镜片基底表面的一部分的组合的施用区中施用额外的液体层。相同的施用区可以被用于多个后续液体层，或者可以采用不同的施用区。

由液体层产生的增材层的最终区域将在大多数情况下占据与施用区相比相等或更小的区域。增材层的最终区域将取决于施用区和增材层的前体液体层的选择性照射两者；选择性地且仅在受控照射的选择区域中形成本发明的额外的增材层。此外，液体层的受控照射将受控照射的选择区域中得到的增材层整体结合到(一个或更多个)先前的层和/或构成该区域中的施用区的镜片基底表面。

图2中例示了因多个液体层的施用区产生的增材层的各种定位的一些示例。增材层51被示出处于其在镜片基底11的表面的一部分上的整体结合位置。示例性增材层52已经被聚合(如由水平影线标记所指示的)到增材层51的一部分和镜片基底11的表面的一部分上。这是跨接先前的结构的层的示例。示例性层53被示出根据本发明的一个实施例正被处理，包括区域53a、区域53b和区域53c。在该示例中，在照射期间，在至少正y轴线方向上移动镜片基底(在附图中向右侧移动)；其还可以经历z方向上的运动和x方向上的旋转或平移运动。到照射束(53a)的左侧的层53的一部分仍然是液体层，如由短划线标记所指示的，就像21处的镜片基底下面所示的液体辐射可聚合材料的短划线标记。直接在照射束31之下的层53的区域(区域53b，以交叉影线所示)通过选择性辐射聚合。区域53c到图2中的右侧(其中，用水平影线标记示出层53)指示通过暴露于照射束31已经被转换成聚合增材层的所施用的液体层的区域。在该示例中，层53已经被施用到先前的增材层52的一部分上，先前的增材层52可以包括与层51或者层53相比相同的或不同的辐射聚合材料(或组成部分)。

根据增材层设计所施用的辐射聚合型材料的额外的层能够用作多个目的。例如，增材层可以被定位和经设计用于消除先前的增材层上的边缘效应，以及对定制眼镜镜片的光焦度做出贡献。在本发明的该实施例中，还充当平滑层的增材层可以例如较薄，或具有与先前的层相比较低的粘度或较低的表面张力，使得其铺开在一个或更多个先前的增材层的边缘上，并且使分层的轮廓线平滑。这还可以通过将平滑增材层施用在与先前的层相比在镜片上稍微不同的位置中来实现。在一个优选的实施例中，(一个或更多个)平滑增材层的折射率与一个或更多个先前的增材层匹配，以降低光干涉效应。其还可以有助于创建增材层设计作为用较厚层点缀的较薄层的组合，以降低增材层的边缘处的阶梯高度。

额外的增材层还可以经设计用于在具有与由基底或由先前的增材层供应的这些相比具有不同特性的定制镜片表面上提供新的区域。这个的一个示例是当第一施用的增材层具有一个折射率，并且通过其添加到镜片基底创建一个光焦度时，而在步骤1000处施用的层包括将在其已经施用的区域中创建不同的折射率和不同的光焦度的辐射可聚合材料和/或组成部分。

在图1B的步骤1000处施用下一个液体层之后，前进到可选的测量和在步骤320、步骤330和步骤340处概述的后续可选的动作，或前进到步骤400。如果遵循可选的步骤320、步骤330和步骤340，则测量可以相对于镜片基底和/或相对于先前所施用的(一个或更多个)增材层，评定在步骤1000处施用的液体层的特性和位置。

在步骤400，辐射可以与用于第一层的辐射相比具有相同的或不同的频率，并且可以控制波长范围、能量和空间分布的相同的或不同的值，以形成(一个或更多个)额外的聚合增材层。由将被用于层的辐射可聚合材料，以及各个层的位置、厚度和/或斜率确定这些受控参数。例如，如果在步骤1000施用的层被施用在是反射的先前的增材层上而不是对于该波长范围是透明的材料上，则不同的辐射能量可以是必要的；反射层可以有效地允许在照射的区域中液体层的二次曝光，并且因而在这样的区域中可以需要较少的能量。此外，将控制照射以由仅在所选择的区域中的液体层形成增材层，以根据增材层设计形成增材层，并且将增材层整体结合到其施用区。被照射的任何给定的液体层的所选择的区域将针对该层，但是根据增材层设计的要求，可以由在与先前的增材层相同的或者不同的位置中的其前体液体层形成增材层。

如所指示的，针对两个以上的液体层可以继续步骤序列，并且这些步骤序列将取决于在步骤200中生成的具有例如在步骤340或步骤820处出现的任何修正的设计。重复序列，直到在步骤900处不再指示另外的层，在该点，前进通过可选的步骤920和940，以完成本发明的过程。

在另一个优选的实施例中，在步骤300之前或者在步骤300之后立即，或者在步骤1000之前或者在步骤1000之后立即施用包括光引发剂的层。(该动作不被包括在图1A和图1B的流程图中。)包括光引发剂的层可以包括与将被用于该过程的(一种或更多种)辐射可聚合材料相容，并且能够整体结合到它们的材料。在一个实施例中，包括光引发剂的层可以是非常薄的，使得其不会影响增材层设计的总的光焦度。光引发剂的这些可选的层是发明人的一个优选的添加，以控制和增强相邻的辐射可聚合层的固化深度和程度。

在本发明的另一个实施例中，在施用将形成增材层的液体辐射可聚合液体层中的一个或更多个之前，可以施用底涂(primer)层。这样的底涂层可以增强镜片基底和后续增材层之间或堆叠的增材层之间的粘合，或减轻镜片基底和后续增材层之间或在堆叠的增材层之间的应力或热膨胀失配。

当完成定制眼镜镜片时，其可以被放置在单独选择的眼镜框架中。可有必要将定制眼镜镜片切片(edge)为它的最终大小，以完成该步骤。供选择地，在本发明的一个优选的实施例中，在执行增材层处理之前将镜片基底切边以装配框架，这简化最终眼镜的组装。在另一个优选的实施例中，在本发明的过程之前，镜片基底和眼镜框架装配在一起，并且整套眼镜经过增材层施用。在该实施例中，若需要，为了新的或增强的特征，增材层能够被施用到眼镜框架以及镜片基底。在另一个优选的实施例中，增材层过程能够创建将与定制镜片一起使用的眼镜框架。

在本发明的另一个实施例中，如果生成增材层设计，以将镜片基底的光焦虑转换成包括中间光焦度值的定制眼镜镜片所期望的一组光焦度，则在插入眼镜框架之前，可以有必要完成精抛光或使定制眼镜镜片平滑。例如，当定制眼镜镜片必须被运送到最终目的地且在运输中可能被刮擦时，本发明的该实施例可以是实用的；与复杂的包装和处置相比，在生产定制镜片之后的最终的精加工可以更有效并降低成本。

在另一个实施例中，增材层设计可以将镜片基底的光焦度特性转换成定制眼镜镜片的一组期望的光学特性，并且将镜片基底的其它特性转换成定制镜片的额外的中间特性。作为示例，除了光焦度改变之外，增材层设计可以包括将光致变色、偏振或耐刮擦性能添加到定制镜片的辐射可聚合材料或组成部分。在步骤920，定制眼镜镜片诸如该示例可以可选地被进一步涂有平滑层、抗反射涂层或其它涂层，以完成定制眼镜镜片的功能或保护性属性。

这些变化和构造不能综合全部可能的实施例，而是提供由本领域中的技术人员将认识到在本发明的保护范围中的示例。

现在将参考以下非限制性示例以更多具体细节描述本发明。

示例1

加焦度的(plus powered)成品镜片基底被保持在固定架中，使得凹面被暴露。(镜片基底的凹面是当佩戴定制镜片时将最接近眼镜的表面。)在该示例中，利用约10微米厚度的连续增材层生成增材层设计，其中每个增财层由使用喷涂机制沉积在镜片基底的凹面上的一种辐射可聚合材料组成。在该示例中，增材层设计的目的是形成+2.00屈光度增加的光焦度区域，其位于当定制眼镜镜片安装在其框架中时位于定制眼镜镜片的下半部分的那部分上。在该示例中，如果使用具有n＝1.5的折射率的镜片基底，并且增材层包括具有1.5的折射率的辐射聚合材料，则将需要施用每层大约10微米厚度的200个增材层，以创建具有+2.00屈光度光焦度的区域。在该示例中，通过喷涂施用的液体层将需要稍微厚于10微米，以允许在照射时蒸发和稠化，来形成增材层的聚合的整体结合的材料。

利用使用UV激光源和数字光处理投影仪制作的投影图案照射每个液体层，以创建辐射聚合材料增材层。选择辐射可聚合材料，使得其与镜片基底以及与连续的聚合增材层形成整体结合。Shack-Hartmann传感器被用于测量在沉积的和聚合的层上的局部曲率，并且与每个增材层的预期结果进行比较。

在该示例中，第一层被施用到成品镜片基底的凹面的区域的大约一半。(该镜片基底的一半将对应于安装在最终眼镜框架中的最终定制眼镜镜片的下半部分。)UV辐射的投影图案创建整体结合到镜片基底上的聚合材料的图案。对于该示例，投影的图案被选择为照射束，该照射束在形状上是圆形，并且对准选择的区域中的液体层，以创建辐射聚合材料的圆形的区域，该圆形区域直径至少是8mm，并且在其凹面上的镜片基底的中心下面至少8mm处为中心。对于该示例，所照射的所选择的区域(其创建聚合材料的增材层)小于液体层所施用到的总区域。将基底的非聚合材料洗掉。

在该实施例的控制点处，在施用被指定为N-1的最后的增材层之后，用Shack-Hartmann(哈特曼)类型传感器测量具有增材层的凹面，以计算当前凹面的曲率。将所测量的结果与在层N-1处所计算的增材层设计相比较，并且补偿后续层的几何形状，使得要求的层N(将施用的下一个层)的曲率被调节为：(层N的设计曲率)-(层N-1的误差曲率)。

使用由测量找到的误差调节，通过喷涂将辐射可聚合材料的下一个层施用到与先前的液体层相同的区域上。在该示例中，下一个液体层区域将延伸超过先前聚合增材层的边缘。用与第一层相同的辐射图案照射该下一个液体层，以在辐射聚合材料的先前的增材层的顶部上创建另一个增材层。使用Shack-Hartmann传感器的测量被用于确认结果或生成用于将被施用的下一个增材层的调节。针对多个层重复该过程，直到该定制眼镜镜片的增材层的区域中实现期望的+2.00屈光度额外的焦度。

在该示例中，为了边缘平滑目的，用延伸超过圆形照射束的区域的另一个投影的光图案照射每十层，以创建稍微更大的增材层。

示例2

具有成品和抛光凸面的成品平镜片基底附接到支撑机制，使得凹面暴露用于诸如在图2中所例示的构造中的增材层过程。将被构建在初始基底的顶部上的层的体积被计算作为具有不同厚度的一系列连续层，使得每个单独的层在任何点处不会厚于100微米。

来自(R、G、B)投影仪的蓝色光被用于照射和选择性聚合增材层设计的液体辐射可聚合材料。特别地选择红色通道和绿色通道，以在能够引起材料的反射或聚合作用的范围外具有波长分布。

在附接到支撑机制之前，镜片的凸面被覆盖有对于用于聚合的蓝色光是不透明的塑料膜(图2中未示出)。这防止镜片基底的凸面在增材层过程期间被更改。支撑机制被设计成用于允许镜片基底11在Y和Z方向上以1微米的精度运动。支撑机制还能够使镜片基底绕X轴线以具有1毫弧度(mrad)的精度的角度α旋转。支撑机制将镜片引入到保持液体辐射可聚合材料21的槽中。对于任何时间t，镜片基底(Y、Z，α)的位置是已知的，并且遵循已经针对将被施用到镜片的凹面上的每个层计算的轨迹。对于任何时刻t，轨迹估计液体表面与镜片凹面的接触点。轨迹还估计凹面与液体的接触角度。

(R、G、B)投影仪被安装在保持液体辐射可聚合材料21的槽上方的垂直位置中(图2中被示出为束31)。

相机(图2中的41)被安装在保持液体辐射可聚合材料21的槽上方的倾斜位置处。投影仪的红色和绿色通道以及相机被用作三角测量系统，该三角测量系统使用结构化光图案，以测量环绕照射束31和液体层(53)之间的所估计的接触区域的液体表面的三维形状，或者束31与相机41的观察区域的交叉区域中的增材层的三维形状。投影仪和相机系统分别合并投影和聚焦光学元件，以确保测量的范围沿着Y方向大约是5mm，并且沿着X方向大约是20mm。能够以测量范围的1/1000的精度实现液体层的(X、Y、Z)坐标的测量(如在图1A的步骤320中的)，或(一个或更多个)增材层的(X、Y、Z)坐标的测量(如在图1B的步骤700中的)。

由于对于每个点(X、Y、Z)，相对于所施用的液体表面的不同照射分布，通过在照射过程期间的镜片的恒定转动以及通过将以不同的取向(角度α)构建的不同的增材层的组合实现构建的层中的每个的平滑度。还能够通过后续增材层相对于镜片基底表面或先前的增材层上的位置的不同位置实现平滑度。

在该布置中，使用相同的投影仪相机3D配准机制在不接触的情况下测量液体层的表面(如在图1A的步骤320中的)和(一个或更多个)聚合增材层的表面(如在图1B的步骤700中的)两者。在聚合增材层的测量的情况下，如图2中所示的，液体辐射可聚合材料21能够被降低到聚合增材层的区域下面。

在每一层之后或在每N层之后进行测量。在表面中检测到的误差将被用于计算将被施用的下一层的调节，以构建所期望的总的设计。

示例3

在另一个实施例中，示例2的支撑机制和浸渍方法与不同的光源和测量系统一起使用。对于示例3，扩展的、结构化光源(如同LCD屏)被用于照射。相机和扩展的光源通过三角测量术测量靠近镜片基底的凹面的液体的表面。此外，相机和扩展的光源被用于针对任何误差测量聚合增材层的形状，并且基于所计算的误差调节增材层设计的下一个层的位置、厚度或斜率。

虽然参考优选的实施例和这些实施例的多个变型或衍生物已经详细公开了本发明，但是本领域中的技术人员将理解，在不偏离本发明的概念和保护范围的情况下，额外的取代、组合和修改是可能的。对于本领域中的技术人员来说，在检查本文中的说明书和附图之后，这些和类似的变型将变得清楚。因此，从所附权利要求书确定本发明。