专利名称：模铸复曲面接触透镜的方法
技术领域：
本发明涉及模铸复曲面接触透镜的方法。
具有复曲面光学区的接触透镜(一般称为“复曲面接触透镜”)用于校正和散光有关联的眼睛折光畸形。复曲面光学区提供了补偿散光的柱面校正。由于需要视力校正的散光通常和其他的折光畸形有关联，例如近视(近视眼)或远视(远视眼)，所以一般也规定复曲面接触透镜采用球面校正，用以校正近视散光或远视散光。近来，后复曲面透镜(有在后部透镜表面上形成的复曲面)和前复曲面透镜(有在前部透镜表面上形成的复曲面)在市场上都很通用。
同时球面接触透镜在眼睛里可自由转动，复曲面接触透镜带有压块阻止透镜在眼中转动，因此复曲面区的柱面轴通常与散光的轴保持对准。例如透镜的周边的一部分比另一部分厚(或薄)，从而提供压块的作用。在复曲面光学区的柱面轴和压块方位之间进行选择(或偏离)来制造复曲面接触透镜。这种选择关系用柱面轴偏离压块轴方位的度数表示。
复曲面接触透镜和球面接触透镜一样，常常有几个不同的基本曲线、涉及透镜装配特性的透镜参数和几个不同的球面放大率。但是复曲面接触透镜不仅包括复曲面光学区和压块，为适合不同散光情况的患者提供带有一定范围的柱面轴方向的透镜，例如对于给定的基本曲线和球面放大率，柱面轴可在0至180度上增加5度或10度。复曲面接触透镜常涉及“特殊透镜”生产线，并涉及有许多独特的规定，制造这种有独特规定的单个透镜的数量，与球面接触透镜比较是非常少的。
采用各种不同的方法来制造接触透镜。生产复曲面接触透镜的方法大多数是通过车削圆块(或透镜坯料)，或半成品圆块(包括一个半成品表面)。参看美国专利us.4,680,998(Council Jr)。
一般来说另外一种已知的制造接触透镜的方法是模铸。接触透镜的模铸方法包括将可固化的聚合单基物的混合物沉积在由两部模子形成的模腔中、使单基物混合物固化，以及拆卸模具组件并把透镜取出。也可采用其他的工艺步骤，如在水凝胶中水化透镜。一部分模具形成前部透镜表面(前部模具部分)，另一部分模具形成后部透镜表面(后部模具部分)。
在模铸接触透镜之前，利用在注射模设备的型腔中注射树脂来构成每个模具部分。在注射设备中安装工具，以便于模具部分上形成光学表面。同时对铸造透镜来说模具部分一般只用一次，而注射模工具用于制造几百个模具。必须用非常高的工艺规格制造工具，因此没有粗糙现象或表面缺陷转移到由工具制造的模具部分。因为模具表面上带有任何这种缺陷都将传递到模制的接触透镜上。工具一般是由黄铜，不锈钢，镍或这些材料的组合制成。
现已知的几种模铸方法能够模制成品接触透镜。如美国专利us，5,271,875(Appleton等人)公开了这种模铸法。由于这些方法避免了费时和强劳动的操作，如车加工操作，所以已发现的方法提供减少制造球面接触透镜的生产工时和制成本。
但是，为制造复曲面透镜而采用的模铸工艺都存在着各种问题。
如果人们希望用模铸法制造复曲面接触透镜生产线，就必须设计，制造和堆积的特有工具的数量极多。例如，假设的给定的基本曲线和光学放大率，复曲面接触透镜的柱面轴偏离压块从0至180度增加10度，那么生产前部和后部模具部分的工具组数量将要比相同曲线放大率的球面接触透镜的数量大18倍。对于复曲面接触透镜来说，个别规定的要求比球面透镜减低很多，考虑到这一事实就更加复杂了。
美国专利us，5,252,056(Horner等人)公开了一种采用两个半模的接触透镜模铸方法。当这两个半模连接在一起时，一个半模上的竖直的似筋一样的固定元件和另一半模上的柱形伸出部分只通过摩擦接触彼此贴附。公开的文件中阐述，仅仅在两个半模相互特定的方向才能连接在一起，此时才可制造复曲面接触透镜。这个解决方案使两个模具部分在特定方向对准，模铸复曲面透镜生产线所需要的工具组数量仍然很大。
本发明提供模铸复曲面接触透镜的方法，透镜包含具有柱面轴的后部复曲面中央区，和形成压块的前部透镜表面，压块轴方位以选定的转动角偏离柱面轴。
该方法包括提供包括限定表面的各前部和后部模腔的前部和后部模具部分，其中限定表面的后部模腔包括复曲面中央区，限定表面的前部模腔成形构成压块，在多个转动位置模具部分可以被对准，调整前部和后部模具部分相互转动地对准，以使在转动位置的模具部分对应所述模具部分，以至在前部和后部模具部分间构成透镜形状的模腔，装配后的模具部分的透镜形的模腔中固化可聚合的形成透镜的混合物，形成复曲面接触透镜。
上述方法确保两个模具部分在特定的转动位置对准，因此模具内模制的复曲面接触透镜的柱面轴和压块在选定的转动角度偏离。另外，由于模具部分在多个转动位置上可以对准，所以可用相同类型的模具部分来模制不同轴偏离的复曲面接触透镜，于是显著地减少必须设计，制造和堆积的特有的工具数量。
图1是复曲面接触透镜的横截面示意图。
图2是模具组件的分解示意图。
图3是装配后的模具组件横截面示意图。
图1示意地表示由发明方法制造的典型复曲面接触透镜1。
后部表面3的中央区11是复曲面，即在这个区域具有提供所要求的柱面校正的复曲面。环绕中央复曲面区11周围，后部表面3可选择地包括至少一个圆周曲面12。在描述的实施例中，前部表面4的中央区21是球面，球面曲线和中央区11相匹配以提供所要求的透镜球面校正作用。在中央区21周围，前部表面4可选择地包括至少一个圆周曲面22。
透镜1设置压块，因此透镜在眼睛里保持所要求的转动方位。例如，如图1中示意表示，透镜圆周的周面部分31的厚度和相对置的周面部分32不同。如同现有技术，压块围绕轴线定向，复曲面接触透镜规定该轴线以选定的转角(通常用度数表示)偏离柱面轴线。本文使用的术语“偏离”包括0度或180度的转角，其中柱面轴线和压块轴线一致。
图2和图3表示本发明的方法所采用的典型模具组件25。模具组件包括带确定表面31(构成模制透镜后部表面)的后部模腔的后部模具30，和带确定表面41(构成模制透镜前部表面)的前部模腔的前部模具40。各模具部分在注射模设备中进行塑性树脂注射模制。
当模具部分进行装配时，在两个限定的表面之间形成模腔32，该模腔对应于在模腔内模制接触透镜的预定的形状。因此本发明的方法中，后部模腔确定表面31，具有带柱面的复曲面中央区(为形成复曲面接触透镜的复曲面后部表面)，前部模腔确定表面41，前部模腔具有给在模腔32中模制的透镜提供压块的构形。当然，表面31、41也可包括在透镜上构成所要求的圆周曲线，表面31、41的中央区可设计成对模制的复曲面透镜提供预定的球面校正作用。
由包括后部和前部模具部分组成的模具组件模铸球面接触透镜，在不考虑模具部分相对转动位置的情况下，将两模具部分装配在一起，因为两模具部分的模腔表面只是球曲面。但是如果模制复曲面接触透镜的模具部分以“随意”的方式定位或装配，那么在柱面轴和压块之间将造成“随意”偏离。对于模铸复曲面接触透镜来说这种方案是不实际的，因为它使最终模制的产品是不可预示性的。
切实可行的另一方案是对任何单独的规定设计独特的后部和前部模具部分组(以基本曲面，球面校正，柱面校正和偏离为基础)，其中任一组模具部分只在一个位置上连接(或配合)在一起。这种方案可能避免模具部分相互之间的上述随意定位，但需要设计，制造和堆积的用于复曲面透镜生产线的独特工具非常多。
本发明的对模铸复曲面接触透镜的问题提出建议。第一，可调正前部和后部模具部分的转动方向和柱面轴和压块之间选定的偏离方向一致，这样就防止模具部分随意的相对定位。第二，相同类型的前部和后部模具部分可对准多个转动位置。因此，相同类型的前部和后部模具部分可用于模制带不同轴偏离的复曲面透镜，于是显著减少所需独特工具的数量。
如图2所示的实例中，在前部模具部分40上沉积可固化的聚合单基物混合物以后，后部模具部分30可绕轴50转动，使后部模具部分的方向相对前部模具部分40在选定的转动位置上进行调节。然后将模具部分进行装配，或者将模具部分完全放在一起，以完成图3所示的构形，同时保持选定的转动位置。另外，前部模具部分40可绕轴50转动，在选定转动位置上调节方向，接着装配模具部分同时保持选定的转动位置。
确保模具部分定位于所要求的转动位置的一种方式参照图2所示的实施例介绍。前部模具部分40可包括配合模铸装置支承元件上的突台和缺口42，因此保证使前部模具部分40在已定的位置上相对支承元件对准。后部模具部分30包括一个或多个可测定的标记35，所以可测定和控制后部模具部分30绕轴50的转动情况。后部模具部分30绕轴50转动以后，在选定的转动方向调节模具部分的方向，装配模具部分同时保持选定的转动位置。
这个实施例的变化是后部模具部分可包括缺口，以及前部模具部分可包括一个或多个标记。
下面介绍确保模具部分定位于所要求的转动位置的另一种方式。前部模具部分40的支承元件可转动，其中前部模具部分40的缺口42配合其转动支承元件。用测定标记35检测后部模具部分的位置以后，前部模具部分和其支承元件绕轴50转动，直至达到选定的转动位置，于是装配模具部分，同时保持选定的转动位置。
这个实施例的变化是很明显的，例如前部模具部分和其支承元件只可在固定的增加5度或10度条件下转动。
按照上述实施例的其他改变，前部和后部模具部分都可在已知位置包括可测定的标记，或者前部和后部模具部分都可在已知位置上包括缺口。其他的使两个模具部分在多位置上调节转动方向的变型和实施例将包括在本发明的范围之内，这对本技术领域内的普通技术人员是很显然的。
模具部分装配以后，聚合单基的混合物，例如通过暴露在紫外光或辐射热下的方法进行聚合，随后拆卸模具组件并从中取出模制的透镜。依据特殊的工艺要求可包括其他的方法步骤，包括透镜的检验，水凝胶接触透镜的水合作用和透镜包装。
用现有技术的已知方法注射模制后部和前部模具部分。注射模制的工具一般由黄铜，不锈钢或镍或这些材料的组合制成。在工具上进行机加工达到所要求的表面以后，将工具抛光以获得精确的表面质量，因此没有表面缺陷被传递到注射模制的模具部分里。
注射模制后部模具部分的工具带有凹形复曲面，为在后部模具部分构成复曲面。在该工具上机加工复曲面以后，应注意避免使机加工后的凹形复曲面“重复抛光”，就是说由于这个表面不是球面，所以抛光加工造成不希望的把局部复曲面表面移掉的情况。
采用一个抛光器可减少重复抛光，该抛光器的刚度足以能从工具表面抛掉机器班点，但工具表面的曲面的可变形性是不变的。适宜的抛光器是由硅聚合物制成的(室温硫化硅橡胶，非离子型聚硅油)。并装在抛光轴上的圆顶形抛光器头。圆顶形抛光器头的尺寸一般与被抛光的工具表面一致。抛光时将抛光剂如含水磨料加到抛光器头上，抛光器头相对工具表面转动。最好把圆顶形抛光器头和工具都安装在转动的心轴上，因此在抛光操作时两个元件的转动可优选为最佳条件。
本发明的方法的另一优点是能实践并低成本地模铸具有更加复杂几何形状的，特别是多焦点的复曲面接触透镜。
对这种实施例来说，该复曲面接触透镜带有前部多焦点表面。因此多焦点镜片和压块都“设立”在透镜的前部表面。
为进行说明，将多焦点接触透镜分为两级。
第一，多焦点透镜包括围绕透镜直径径向对称的，例如对中的双焦点接触透镜。为了利用本发明模铸这级复曲面多焦点接触透镜，成形限定前部模具部分40的表面41的模具，以便提供多焦点光学表面，除去提供压块以外。用传统的方法从具有要求的光学表面的注射模制工具进行注射模制前部模具部分。
第二，多焦点透镜包括非径向对称的，例如变多焦点接触透镜或包括不同的近视和远视区的透镜。这级透镜通常必须在眼睛里保持特殊的方位，用以达到正确的多焦点视力。因此，为模铸这一级复曲面多焦点接触透镜，限定表面41的模具设置了所要求的多焦点光学表面，如上所述，也设计表面41，因此多焦点光学表面相对设立在表面41的压块定向。由于多焦点镜片和压块都设在前部模具部分，后部和前部模具部分仍可在多个转动位置上转动地对准。
虽然已描述了几种最佳实施例，应认识到本发明不限于这些实施例，对于本领域里的普通技术人员来说，显然可以进行改型的变化。
权利要求
1.模铸复曲面接触透镜的方法，复曲面接触透镜包括具有柱面轴的后部复曲面中央区和构成压块的前部透镜表面，压块带有以选定的转角偏离所述柱面轴的轴，所述方法包括设置分别包括限定表面的前部和后部模腔的前部和后部模具部分，其中限定表面的后部模腔包括复曲面中央区、限定表面的前部模腔成形以便构成压块，所述模具部分可在多个转动位置上对准；调整前部和后部模具部分相互转动的对准，以使模具部分在转动位置对应所述选定的转动角度对准，在模具部分之间形成透镜形状的模腔，和在组装好的模具部分中的透镜形状模腔里固化可聚合的形成透镜的混合物。
2.按照权利要求1的方法，其特征是转动模具部分中的一部分，直到模具部分在所述的对应转动位置上对准，此后装配模具部分同时保持所述相应的转动位置。
3.按照权利要求1的方法，其特征是通过固化使模具部分保持在所述相应的转动位置。
4.按照权利要求1的方法，其特征是模具部分仅只在增加5度或10度变化的转动位置上对准。
5.按照权利要求1的方法，其特征是模具部分可在任何转动位置上对准。
6.按照权利要求1的方法，其特征是限定表面的前部模腔还包括球面中央区。
7.按照权利要求1的方法，其特征是限定表面的前部模腔还包括多焦点的中央区。
全文摘要
一种模铸复曲面接触透镜的方法，该透镜具有复曲面后部表面，允许模具部分在多个转动位置对中。
文档编号B29D11/00GK1139904SQ95191417
公开日1997年1月8日 申请日期1995年1月24日 优先权日1994年1月31日
发明者阿蒂利奥·阿波罗尼奥, 保罗·M·埃里克森 申请人:博士伦公司