专利名称：用于模塑复曲面接触透镜的方法
技术领域：
本发明一般地涉及接触透镜的制造，而更具体地是涉及模塑复曲面接触透镜的方法，该透镜在一表面例如后部表面上具有复曲面光学区，并最好在一表面例如前部表面上具有球面矫正。
背景技术：
具有复曲面光学区的接触透镜(通常称为“复曲面接触透镜”)一般用于矫正眼睛散光方面的屈光异常。散光涉及其它的屈光异常，例如近视(近视眼)及远视(远视眼)、老视等，而因此复曲面接触透镜可进行一种或多种球面矫正。后复曲面透镜(具有构成于后部透镜表面上的复曲面表面)及前复曲面透镜(具有构成于前部透镜表面上的复曲面表面)两者目前都是有效的。
散光用的复曲面透镜以及为了矫正近视、远视、老视和/或一种或多种其它屈光异常用的复曲面透镜，不仅具有球面矫正的而且还具有复曲面矫正及复曲面轴线矫正的规定变型。具有0°至180°之间的复曲面定向(又称为圆柱轴线)的复曲面接触透镜的规定一般是有效的，并且通常有不小于5°或10°的增量。鉴于球面接触透镜可在眼睛上自由地转动，复曲面接触透镜一般含有镇重部分，例如加厚的透镜部分，以阻止透镜在眼睛上的转动，使得复曲面区的圆柱轴线与散光轴线通常保持对准。因此，在接触透镜制造过程中复曲面区或区域与镇重部分区域的相对定位必须加以控制。
在Apollonio等人的美国专利No.5,611,970中描述了制造复曲面接触透镜的方法，该专利全部被结合于本文作参考。在所参考的专利中，应用含有两个模具半型的模具组件来制造复曲面接触透镜。一个模具半型限定对应于透镜的镇重部分的轮廓，而另一个模具半型限定对应于透镜复曲面部分的轮廓。两个模具半型构成一空腔，在该空腔中沉积了有矫治作用的可聚合单体的混合物，该混合物将成为模塑透镜的材料。根据Apollonio等人的专利，模具半型被放置在一起并转动特定角度，这将构成透镜中复曲面部分的特别规定的“偏移”。为了制造具有规定的复曲面矫正轴线的接触透镜，前部及后部模具半型可方便地彼此相对在多个转动位置上进行调整，以便在与所选择的转动角度对应的转动位置上对准模具半型。例如，在其它的变型中，前半部模具限定透镜的镇重部分，而后半部模具限定复曲面矫正的程度。
因此，在模具组装中，两半模具以所需的转角彼此相对转动，以生产具有所需复曲面定向的透镜。
在传统的模塑技术中，每个模具半型利用注模技术来制成。提供了一种例如金属、陶瓷等制成的模具插入工具，并且该插入工具被固定或紧固在注模机内。然后制成具有插入工具轮廓的模具半型。因此，模具半型可包含要从模具中产生的接触透镜的复曲面区的反面印痕或与该复曲面区相对应的轮廓。相似地，如果要生产任何接触透镜，利用另一个插入工具来生产相对的模具半型，该模具半型可含有镇重部分的反面印痕或与该镇重部分相对应的轮廓并最好具有球面矫正。插入工具可在模塑机中重复使用，以生产出许多相同的模具半型或半模具部分。
如上述Apollonio等人的专利所公开的，为了生产接触透镜，前部模具半型及后部模具半型在被相互转动了偏移所需的程度后被组装在一起，该偏移是复曲面区与镇重部分之间的偏移。在被置入已组装的模具半型构成的空腔中的单体或原始材料发生聚合反应之后，可用热和/或光和/或其它能量启动该聚合作用，从模具中取出未完工的接触透镜产品，同时破坏了模具。应用本领域已知的技术把该接触透镜产品精加工成最终的接触透镜。与此种方法有关的一种方法相对较容易，应用这种方法时在模具半型彼此相对转动方面会产生误差。这种误差导致生产出的透镜不是所需的或正确的透镜。此外，如果发生这种误差，很可能只是在透镜产品已制成而模具半型已毁坏之后被发现。因此，整套方法必须被重复，增大了生产复曲面接触透镜的成本。
提供一种生产复曲面接触透镜的方法是有利的，该方法并不依靠半部模具或模具半型的相对转动来使复曲面区与镇重部分合适地定向。
发明内容
本文公开了模塑复曲面接触透镜的新方法及对模塑接触透镜有用的模具半型组。本发明提供了容易的制造方法，不需要组装前对准模具半型的复杂机器或为所需的每个轴线定向而制造专用的工具。本发明提供了以合适的转动定位容易地组装的模具半型。为提供具有合适的或所需的复曲面区/镇重部分定向的接触透镜，不需要模具半型的相对转动。
在本发明的主要方面，模塑接触透镜的方法包含以下步骤提供第一接触透模具半型，例如最好是含有接触透镜镇定部段或部分的反面印痕或与接触透镜镇定部段或部分相对应的轮廓；提供模塑设备及将要固定在模塑设备内的插入工具，该插入工具将要固定在相对于模塑设备的多个不同转动方位上；在相对于模塑设备的多个不同转动方位中的一个方位上将插入工具固定于模塑设备中，并在模塑设备中用固定入其内的插入工具制成第二模具半型。这个第二模具半型含有接触透镜的复曲面光学区的反面印痕或与接触透镜的复曲面光学区相对应的轮廓。第一及第二模具半型被组装起来。
可聚合的接触透镜材料或接触透镜原始材料，例如惯常用于生产接触透镜的聚合物原始组合物，被置入第一模具半型与第二或复曲面模具半型之间。接触透镜原始材料例如单体材料，例如利用热和/或光或其它合适的装置或能量在模具半型之间进行聚合反应以生产出接触透镜产品。接触透镜产品从第一及第二模具半型中取出。在这个取出步骤中第一及第二模具半型常常被损坏。接触透镜产品常常是未完工的接触透镜，该透镜进行一个或多个精加工步骤，例如传统的精加工步骤，以生产出最终的复曲面接触透镜。
最好的是第一模具半型与第二或复曲面模具半型适于仅以单个转动方位来组装，这样基本上消除了组装模具半型中的误差。在这个实施例中，组装步骤提供了在单个转动方位的第一及第二模具半型，在该单个转动方位中可对准模具半型。
在本发明的另一个主要方面，模具半型组在模塑接触透镜中是有用的。该组包括第一接触透镜模具半型，它最好含有对应于接触透镜的镇重部分的轮廓和/或对应于接触透镜的所需球面视力矫正区的轮廓；和第二或复曲面接触透镜模具半型，它含有对应于接触透镜的复曲面光学区的轮廓。第一模具半型及第二模具半型适于仅以单个转动方位组装起来。在一个非常有用的实施例中，模具半型组包括多个第一接触透镜模具半型和多个第二接触透镜模具半型。在这个实施例中，每个第二模具半型是不相同的。尤其是，在已组装的第一模具半型/第二模具半型的组合中，对应于每个第二模具半型的接触透镜的复曲面光学区的轮廓的转动方位是不同的。
最好的是，第一及第二模具半型含有相对应的形状，例如相配合的形状，对应的平面部分等，它们适于至少使在单个转动方位中组装和/或锁定第一及第二模具半型变得容易。
本方法可用于生产本模具半型组。
本文中描述的每个和各个特点以及两个或多个这种特点的每个和各个结合都包含在本发明的范围内，如果包含在这种结合中的各特点是互相不矛盾的话。
本发明的这些及其它特点、方面及优点在下文中将变得明显，特别是当联系下列权利要求书、详细说明及附图来考虑时是如此，在附图中相同的部分用相同的标号表示。
图1a及1b分别表示前部插入工具及后部插入工具的前视图，其中后部插入工具在模塑机中转动地位于一位置，该位置是为制造具有90°的圆柱轴线矫正的复曲面接触透镜而选择的；图2a及2b分别表示前部插入工具及后部插入工具的前视图，其中后部插入工具在模塑机中转动地位于一位置，该位置是为制造具有135°的圆柱轴线矫正的复曲面接触透镜而选择的；图3a及3b分别表示前部插入工具及后部插入工具的前视图，其中后部插入工具在模塑机中转动地位于一位置，该位置是为制造具有180°的圆柱轴线矫正的复曲面接触透镜而选择的；图4a及4b分别表示插入工具的前视图及剖面图，该插入工具以所需的转动位置固定在模塑机中；图5a及5b分别表示前部模具半型及后部模具半型的前视图或内侧视图，其中后部模具半型被构造用于制造具有90°的圆柱轴线矫正的复曲面接触透镜；图6a及6b分别表示前部模具半型及后部模具半型的前视图或内侧视图，其中后部模具半型被构造用于制造具有45°的圆柱轴线矫正的复曲面接触透镜；图7a及7b分别表示前部模具半型及后部模具半型的前视图或内侧视图，其中后部模具半型被构造用于制造具有180°的圆柱轴线矫正的复曲面接触透镜。
具体实施例方式
根据本发明提供了模塑复曲面接触透镜的新方法及对模塑接触透镜有用的模具半型组。
模塑接触透镜的本方法在本文的另一处进行总体上的描述。
第一及第二模具半型可通过传统的模塑技术进行生产。第一模具半型，例如前部模具半型，最好含有对应于接触透镜的镇重部段或部分的轮廓，并可含有对应于接触透镜的所需球面矫正的轮廓。生产含有接触透镜的复曲面区轮廓的第二模具半型例如后部模具半型的方法包括步骤提供限定接触透镜的所需复曲面轮廓的插入工具，在模塑设备中使插入工具例如相对于模塑设备中的参考形状或点转动地定位于特别预定的转动角度；把插入工具固定或紧固在模塑设备中；在模塑设备中注射入可模塑材料。第二或复曲面模具半型被从模塑设备中取出。
还应理解单个插入工具可用于构造具有不同的转动轴线的多个不同的第二或复曲面模具半型，例如从0°至180°时具有约5°或约10°的增量。
用于注射模塑第一及第二模具半型的插入工具一般由金属制成，例如黄铜、不锈钢或镍，或它们的结合物。应用了机械加工以在插入工具上形成复曲面表面。该工具的这种机械加工及最终的复曲面表面的抛光可应用传统的及已知的技术来完成。
插入工具可应用例如传统的技术固定或紧固在模塑设备上。
在提供第一及第二模具半型之后，模具半型就被组装起来。
当模具半型被组装好时，在对应于所需形状的两个限定表面之间就形成了模具腔，并且重要的是将产生最终接触透镜的轴向定位。由于制成第二模具半型的步骤为模塑设备内的插入工具提供了转动，因此由第二模具半型提供了特定的复曲面轴线定位。根据本发明的方法，有利的是不需要调整第一及第二模具半型的转动对准来与选择的偏移相对应，该偏移是圆柱轴线与镇重部分之间的偏移。在本发明的更具体的方面，第一及第二模具半型只能在一个位置上配合地相互接合或组装在一起。换句话说，模具半型只能在一个转动位置或方位上被组装和/或锁定在一起。
通常用于生产接触透镜的接触透镜的原始材料，例如，聚合物原始组合物，例如单体成分的混合物，被置入两个模具半型之间构成的空腔中。该材料起聚合反应和/或固化，生产出接触透镜产品，常常是未完工的接触透镜。该接触透镜产品从模具半型中取出并应用本领域已知的技术加工成最终的接触透镜。
虽然不是本发明的研究部分，但接触透镜产品的精加工包括处理步骤例如最终的透镜机械加工、透镜检验、在水凝胶接触透镜的情况中的水合作用以及透镜包装等。
本文指出了前部模具半型可限定透镜的复曲面部分，而后部模具半型可限定透镜的镇重部段或部分。透镜的镇重部分在透镜上或透镜中可以是任何结构或结构组合，以便当透镜被置于眼睛中时基本有效地保持复曲面部分的转动方位。镇重部分可以是加厚的部分，虽然根据本发明可以应用其它的形式，其中许多是传统的及本领域已知的。还有，如果希望任何一个或多个球面矫正包含在要生产的透镜中，可利用后部模具和/或前部模具来限定。例如，要生产的透镜可具有无球面矫正、一个球面矫正、两个球面矫正(双焦点的)或两个以上球面矫正(多焦点的)。
为简单起见，在下列的专门说明中，前部模具半型将被定义为含有对应于透镜的镇重部分及透镜的单个球面矫正的轮廓，而后部模具半型将被定义为含有对应于透镜的复曲面区或部分的轮廓。
第二后部接触透镜模具半型最好以这种方式制成保证它仅能以相对第一前部模具半型的一个角度或转动定位来与第一前部模具半型对准。更准确地说，在图1a及1b中，如图所示当模具半型被制成具有从眼睛上的透镜的顶部至底部的长而平的经线时，产生的复曲面定位轴线将是90°的轴线。由于模具的形状，模具半型的非透镜部分可制成非转动对称平面部分或其它形状，使得第一及第二模具半型仅能以一个角度或转动定位来组装。
根据本发明的方法的一特定实施例可以如下文描述的来实施。首先，提供了后部插入工具及前部插入工具，其中后部插入工具限定所需的复曲面区；而前部插入工具含有提供镇重区的轮廓，并最好是含有球面光学矫正，该镇重区例如是加厚的镇重区。前部插入工具被置入传统的注射模塑设备，使得生成的前部模具半型具有位于镇重部段底部中央的浇口，如图1a、2a及3a中所示。三个前部模具半型110示于图5a、6a及7a中。这些前部模具半型110的每一个基本是相同地构造成的。
后部插入工具被固定在模塑机中，这样复曲面轴线就被定位在模塑机中的特定的预定角度上，例如，分别相对于固定的参考点例如浇口成90°角、45°角或180°角，如图1b、2b及3b所示。于是，通过在模塑机中转动后部插入工具并然后把插入工具以所需角度固定在机器中，就生产出具有三个不同的复曲面定位角度的三个不同后部模具半型。这三个不同的后部模具半型130示于图5b、6b及7b中。本发明优先提供前部及后部模具半型的产生，它们只能在彼此相对的特别预定角度上对准。
因此，与传统技术不同，本发明消除了为在最终的透镜中生成规定的复曲面定位而使两个模具半型彼此相对转动的任何需要。换句话说，为生产具有所需复曲面定位的透镜，本发明不是在不同的转动定位处对准模具半型，而是以相对于固定形状(例如浇口，模塑的材料流过该浇口)的特定的预定角度来提供对准后部插入工具(或前部插入工具)的预模塑步骤，而因此生产了具有已知的转动轴线的模具半型。具有特定的复曲面定位的接触透镜的生产因此不涉及半部模具或模具半型彼此相对的任何转动。最好的是，半部模具只能够对准或锁定成仅有一个特定的预定角度的彼此互相对准，以生产出具有预定的所需复曲面定位的接触透镜。模具半型的非透镜部分上可以提供结构上的特点或形状，例如平面部分等，以保证模具半型只能在单个转动方位上被对准。
应该理解的是本发明的方法可以这样实现不需要把模具对设计成具有这样的结构特点或形状，使得模具对将只在一个方位上闭合。例如，单个的正确对准能利用机器人的或其它自动的放置技术来保证。因此，根据本发明的模具对含有无“定位”的特点或形状，能自动地闭合于正确方位，以提供所需的复曲面接触透镜。然而，最好是模具对生产成含有这种结构特点或形状，使得模具对只能在单个的转动方位被组装。
应用相同的前部模具半型可以生产具有不同复曲面轴线的接触透镜。不同的后部模具可被生产成具有不同的复曲面轴线。
如图1a、2a及3a中所示的特定例子，显示了前部插入工具10被固定在具有注射模塑组件14的模塑设备12内，模塑组件14含有模塑材料进入模塑腔的浇口18。注射模塑设备12可以是传统的结构。浇口18在模塑设备中的位置是固定的，并因此可用于为在模塑设备内正确地对准插入工具而提供参考点。
当模塑前部模具半型110时，前部插入工具10被置入模塑设备中，使得镇重部分22如图所示相对于浇口18处于中心位置。示于图5a、6a及7a的三个前部模具半型110可认为是“一组”前部模具。
另一方面，为制成后部模具半型130，含有复曲面区32的轮廓的后部插入工具30被转动至并对准和固定在设备12中的特定的预定转动角度上。例如，如图1b、2b及3b所示，后部插入工具30已分别被固定在模塑设备中特定的90°角、45°角及180°角处。于是，由单个的后部插入工具30制成的三个不同后部模具130就生产出来了，它们组成“一组”后部模具，每一个在预定位置上可对准前部模具110。根据所选的后部模具130，通过前部模具110与后部模具130在单个的转动方位的对准，就可生产出在镇定轴线与复曲面轴线之间具有所需“偏移”的接触透镜。
平面部分140或其它的相配构造或形状，例如锥形的边缘、槽、钮及锯齿等都可制在模具半型110及130上以把模具半型锁定在特别预定的或单个的转动方位上。例如，在前部模具半型110上的平面部分140从模具半型的表面向外伸出，而后部模具半型130上的平面部分140从模具半型的表面向内凹陷。当前部模具半型110和后部模具半型130装配在一起时，前部模具半型110的向外伸出平面部分140被容纳于后部模具半型130的凹陷平面部分140内，因此固定住已组装模具半型的转动方位。
平面部分140的产生和插入工具在模塑设备中于正确方位的定位可通过调整形成模具的非透镜部分的工具来实现。前部插入工具10及后部插入工具30的构造40包含对应于模具半型110及130的平面部分140的轮廓。
图4a及4b示意地显示了插入工具是怎样在模塑设备中转动的。
在部件50的前部48上具有制造后部模具半型130上的平面部分140的形状或构造40。整个组件利用保持螺纹孔52保持在传统的模塑设备或机器内。由于上述提到的构造40及保持螺纹孔52当部件50被置入模塑设备中时都在部件50的相同部分48中，平面部分140相对于被制造的后部模具半型130的浇口将永远处于相同的方位。在此情况下，对于接触透镜的后部表面，插入工具54被固定在部件50的背部56中。然后前部及背部48及56分别可以彼此相对转动以给出所需的轴线定位。然后利用平头螺钉58把这两部分48及56锁定在其位置上。
利用以上结构，轴线方位的改变需要从模塑设备中取去部件50，松开平头螺钉58和转动前部及背部48及56以给出新的所需轴线定位。通过重新拧紧平头螺钉58，把部件50重新插入模塑设备内并且通过保持螺钉(未图示)穿入模塑设备的保持螺纹孔内52中而锁回机器内，就完成了操作。
应该认识到类似的结构可应用于前部或后部表面工具中或应用于两者中，以生产出所需的圆柱轴线。
还应该认为到模塑设备能加以改变，以生产出非旋转对称的模具和在其内转动的工具。
因此，一般情况下，根据本发明的方法，通过在模具制造设备中转动后部插入工具，可生产出限定复曲面定位的多种预定角度的后部模具半型130。另一方面，为制造前部模具半型110，前部插工具10被固定入模具制造设备内，使得指示形状(index form)(例如浇口)永远垂直于镇重部分22。在模具半型110及130的组件上，保证两个指示形状即平面部分140是对准的，并因此所生产的接触透镜将具有正确的预定复曲面轴线。
虽然相对于各种特定例子及实施例描述了本发明，但应该理解的是本发明不局限于此，它可以在下面的权利要求书的范围内进行各种实施。
权利要求
1.一种模塑接触透镜的方法，该方法包括以下步骤提供第一接触透镜模具半型；提供模塑设备及插入工具，该插入工具适于在相对于模塑设备的多个不同转动方位固定于模塑设备上；在相对于模塑设备的多个不同转动方位中的一个方位将插入工具固定于模塑设备中，并用固定在模塑设备上的插入工具在模塑设备中生产第二模具半型，其中第二模具半型包含对应于接触透镜的复曲面光学区的轮廓；组装第一及第二模具半型；在第一模具半型与第二模具半型之间提供接触透镜原始材料；使第一及第二模具半型之间的接触透镜原始材料聚合，以生产接触透镜产品；和从第一及第二模具半型中取出接触透镜产品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于第一模具半型与第二模具半型适于仅在单个转动方位组装，并且该组装步骤提供了处于单个转动方位的第一及第二模具半型。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于用插入工具重复实施该方法，该插入工具固定在相对于模塑设备的多个不同转动方位中的不相同的一个方位。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于用插入工具多次重复实施该方法，每次实施该方法时，该插入工具固定在相对于模塑设备的多个不同转动方位中的不相同的一个方位。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于其还包括以下步骤，在第一及第二模具半型上提供相对应的形状，该相对应的形状适于在组装步骤期间于单个转动方位上锁定第一及第二模具半型。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于相对应的形状包括相配合的形状。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于相对应的形状包括相对应的平面部分。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于第一接触透镜模具半型包含对应于接触透镜的镇重部分的轮廓。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于第一接触透镜模具半型包含对应于接触透镜的所需球面视力矫正区的轮廓。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于用插入工具重复实施该方法，该插入工具固定在相对于模塑设备的多个不同转动方位中的不相同的一个方位。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于用插入工具多次重复实施该方法，每次实施该方法时，该插入工具固定在相对于模塑设备的多个不同转动方位中的不相同的一个方位。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于第一及第二模具半型被构造成这样，使得组装步骤之后在第一及第二模具半型之间限定空腔，并将接触透镜原始材料提供在空腔中。
13.一种生产用于模塑复曲面接触透镜的接触透镜模具半型的方法，该方法包括以下步骤提供模塑设备及插入工具，该插入工具适于在相对于模塑设备的多个不同转动方位固定于模塑设备上；在相对于模塑设备的多个不同转动方位中的一个方位将插入工具固定于模塑设备中，并用固定在模塑设备上的插入工具在模塑设备中生产复曲面模具半型，其中复曲面模具半型包含对应于接触透镜的复曲面光学区的轮廓；和在相对于模塑设备的多个不同转动方位中的不相同的一个方位用插入工具重复固定步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于其还包括通过以下步骤生产具有所需的复曲面方位的接触透镜产品把一个复曲面模具半型与第一接触透镜模具半型组装起来；在第一模具半型与一个复曲面模具半型之间提供接触透镜原始材料；使第一模具半型与一个复曲面模具半型之间的接触透镜原始材料聚合，以生产接触透镜产品；和从第一模具半型与一个复曲面模具半型中取出接触透镜产品。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于第一模具半型与一个复曲面模具半型适于仅在单个转动方位组装，并且该组装步骤提供了处于单个转动方位的第一模具半型与复曲面模具半型。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于第一接触透镜模具半型包含对应于接触透镜的镇重部分的轮廓。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于以组装步骤多次重复实施该方法，每次重复实施该方法时，使用不同的一个复曲面模具半型来实施该组装步骤。
18.一组用于模塑接触透镜的模具半型，该组包括第一接触透镜模具半型；和包含对应于接触透镜的复曲面光学区的轮廓的第二接触透镜模具半型，第一模具半型和第二模具半型适于仅在单个转动方位组装。
19.如权利要求18所述的组，其特征在于第一接触透镜模具半型包含对应于接触透镜的镇重部分的轮廓。
20.如权利要求18所述的组，其特征在于如果已组装的第一模具半型/第二模具半型组合中的每个第二模具半型的轮廓的转动方位是不相同的，该轮廓对应于接触透镜的复曲面光学区，则该组包括多个第一接触透镜模具半型和多个第二接触透镜模具半型。
21.如权利要求18所述的组，其特征在于第一及第二模具半型包含适于使第一及第二模具半型锁定在单个转动方位变得容易的相对应形状。
全文摘要
所提供的模塑复曲面接触透镜的方法包含步骤提供第一接触透镜模具半型(10)和提供模塑设备(12)和插入工具(30)，该插入工具(30)适于固定在模塑设备(12)中的相对于模塑设备(12)的多个不同转动方位上。插入工具(30)固定在相对于模塑设备(12)的多个不同的转动方位中的一个方位上，而含有对应于接触透镜的复曲面光学区的轮廓的第二模具半型(130)与第一模具半型(10)组装在一起。复曲面接触透镜产品在模具半型(10，30)之间被模塑制成。
文档编号B29C33/30GK1433354SQ00818892
公开日2003年7月30日 申请日期2000年12月6日 优先权日1999年12月9日
发明者G·A·迪恩 申请人:眼科科学公司