专利名称：旋转不对称接触透镜表面的注入模制工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种注入模制接触透镜模型的方法及实现该方法的装置，而该模型用于浇注成形具有一个旋转不对称透镜表面的接触透镜。
在实践中制造接触透镜的一种方法是浇注成形法。接触透镜的浇注成形包括把可固化的可聚合单体的混合物浇注在由两个模型部分形成的模型腔中、使单体混合物固化、拆下模型组件并取出透镜。还也可采用其它的加工步骤，如，在水凝胶透镜情况下的水合作用。一个模型部分形成前部透镜表面(前部模型部分)，而另一个模型部分形成后部透镜表面(后部模型部分)。在浇注接触透镜之前，每个模型部分通过在注入模制装置的腔中注入树脂来形成。用于在模型部分上形成光学表面的工具安装在注入模制装置上。但，模型部分一般只使用一次来浇注透镜，而注入模制工具用于制造数百个模型。
几个公知的浇注成形方法有能力来模制光制的接触透镜，如US专利No.5,271,875(Appleton等人)。由于这些方法避免了浪费时间和劳动密集的工作如车削，这些方法可以减少制造球形接触透镜的生产时间和费用。
但是，在采用浇注成形技术来制造其它形式的接触透镜，尤其是制造具有至少一个旋转不对称表面的接触透镜时，遇到了许多问题。作为一个例子是，复曲面接触透镜(即具有复曲面光学区域的接触透镜，而该光学区域用于校正与散光有关的、眼睛的拆射异常)具有至少一个不是旋转对称的表面。所遇到的问题是由于许多因素。首先，复曲面光学区域不是球形。第二，复曲面的接触透镜包括一些形式的平衡器(如棱镜平衡器或者切片(slab-off)区域)以防止透镜在眼睛上旋转，因此复曲面区域的圆柱轴线一般保持与散光轴线对准；为了提供这种平衡器，透镜的边缘厚度环绕着透镜的整个周边是不均匀的。作为这种透镜的另一个例子的是，许多多焦点设计不是旋转对称的。
申请人发现，在形成用于模制具有旋转不对称透镜表面的透镜的接触透镜模型时，在对应地得到具有相同几何形状的接触透镜模型时遇到了问题。这种接触透镜模型几何形状的不一致性转换到在模型内浇注成形接触透镜的不一致性。
本发明提供了一种用于注入模制具有一个旋转不对称模制表面的接触透镜模型的改进方法。该方法包括提供具有一个凸形模制表面的一个第一模制工具和具有一个凹形模制表面的一个第二模制工具，其中所述凸形或者凹形模制表面中的一个具有光学级光洁度并且是旋转不对称的，所述的一个模制表面用于在接触透镜模型上形成一个光学表面，所述凸形或者凹形模制表面中的另一个是旋转不对称的；将模制工具以相对的关系放置，以便在它们之间形成一个空间，从而使各个模制表面在它们的整个表面上大体上均匀地间隔开；以及将塑性树脂注入到形成在模制表面之间的空间中。
该方法尤其适用于注入模制接触透镜模型，该透镜模型具有一个模型腔限定表面，用于形成一个靠在那里模制的复曲面接触透镜表面，更为具体地，该方法适用于具有模型腔限定表面的接触透镜模型，而该模型腔限定表面形状作成用于将平衡器提供到靠在那里模制的一个接触透镜表面。
本发明还包括用于实现该方法的组件和由该方法形成的接触透镜模型。
图1是具有代表性的复曲面接触透镜的示意性横截面图。
图2是具有代表性的模型组件的示意性分解透视图。
图3是装配起来用于浇注成形一个接触透镜的图2的模型组件的示意性横截面图。
图4是用于注入模制图2和图3所示出的组件的前部模型部分的工具的示意性横截面图。
图1示意性地图解了一个代表性的具有旋转不对称表面的接触透镜。尽管本发明适用于其它的具有至少一个旋转不对称表面的接触透镜，但是对这种所描述的优选实施例而言，接触透镜1是一个复曲面接触透镜。如这里所使用的一样，术语“旋转不对称表面”表示这样一种表面该表面不是一个旋转二级表面，如环面部分。
后部表面3的中心区域11是复曲面，即这个区域具有一个提供所需的圆柱形校正的复曲面表面。后部表面3可以有选择地包括至少一个圆周弯曲部分12，该圆周弯曲部分12环绕中心复曲面区域11。就所描述的实施例而言，前部表面4的中心区域21是球形的，球形弯曲部分与中心区域11相配合，从而为透镜提供所需的球形校正。前部表面4包括至少一个圆周弯曲部分22，该圆周弯曲部分22环绕中心区域21。透镜1设置有平衡器，因此透镜在眼睛上保持所需的旋转取向。就示意性地表示在图1中的所述实施例而言，圆周部分24具有与透镜边缘相对的圆周部分25不同的厚度，这主要是因为表面4上的平衡器；因此，前部表面4不是旋转对称的。用于防止接触透镜在眼睛上旋转的其它平衡器类型在现有技术中是公知的，而本发明适用于需要一个旋转不对称表面的这种其它平衡器类型。还应注意到就复曲面透镜的设计而言，中心区域21的中心不必与透镜1的中心对准，因此进一步有利于表面4不是旋转对称的。
用于本发明方法的代表性模型组件25表示在图2和图3中。该模型组件包括后部模型30，它具有一个后部模型腔限定表面31(该表面形成模制透镜的后部表面)；及前部模型40，它具有一个前部模型腔限定表面41(该表面形成了模制透镜的前部表面)。如下面将详细地描述一样，每个模型部分在注入模制装置中由塑性树脂如聚丙烯或者聚苯乙烯注入模制而成。装配模型部分时，模型腔32形成在两个限定表面之间，模型腔与在其中所模制的接触透镜所需形状相一致。相应地，就描述的实施例而言，后部模型腔限定表面31具有一个有一圆柱形轴线的复曲面中心区域(用于形成复曲面接触透镜的复曲面后部表面)，而前部模型腔限定表面41具有这样的形状该形状将向在模型腔32中模制的一个透镜提供平衡器。当然，表面31、41也可包括用于在透镜上形成所需圆周弯曲部分的弯曲部分，表面31、41的中心区域还可设计成向模制的复曲面透镜提供所需的球形校正。
如上所述，后部和前部模型部分由塑性树脂在注入模制装置中进行注入模制而成。图4示意性地图解了用于注入模制前部模型部分40的注塑模型布置。如图中所看到的一样，前部模型部分40包括与前部模型腔限定表面41相对的表面42；表面41和42在它们之间限定出模型部分40的弓形部分43。工具51、52安装在注入模制装置中。工具51在它的模制表面53上具有光学级光洁度，因为工具51用于形成模型前部腔限定表面41。(如这里所用的一样，术语“光学级光洁度”指的是足够光滑以最终形成接触透镜光学表面的模制表面，例如所形成的接触透镜适合于放置在眼睛上，而不需要机加工或者精加工所形成的透镜表面。)用于形成相对表面42的工具52在它的模制表面54上不需要具有光学级光洁度，因为，在浇注接触透镜时，接触透镜模型40的相对表面42不接触可聚合的透镜混合物，即相对表面42不会形成模型腔32的部分。
根据注入模制这种接触透镜模型的现有方法，相对表面42的形状不被认为是非常关键的。因此，工具模制表面54一般具有易于机加工的形状，从而在形成工具52的模制表面时避免不必要的劳动和费用，即该工具的模制表面形成旋转对称的弯曲部分，尤其是球形弯曲部分。
但是申请人发现在形成用于模制具有旋转不对称透镜表面的透镜的接触透镜模型时，遇到不一致地模制接触透镜模型的问题。更具体地说，发现以传统方法来形成具有旋转对称模制表面的工具52的表面53时，得到具有一致的几何形状的接触透镜模型是非常困难的，这被转换成了在接触透镜模型内浇注透镜时的不一致性。应当相信，在表面41和42的形状之间仍然有较大不重合，尤其是提供平衡器的模制表面区域内，因此在注入模制接触透镜模型时产生了不均匀的树脂流，从而导致注入模制工艺中的不一致性。
本发明通过提供具有模制表面54的模制工具52来解决这个问题，该模制表面54是旋转不对称的，因此当两个模制工具51、52以相对关系而安放时，模制表面53、54在它们的整个表面上基本上均匀地间隔设置。最好，工具51和52相互锁定在它们的位置上。应当相信，形成在模制表面53、54之间的空间的这种均匀性导致在注入模制过程中树脂更加均匀的流动，从而在注入模制接触透镜模型部分时提供更好的一致性。最好，表面54具有近似表面53上的每个弯曲部分的弯曲部分。模制表面53，54形状作成使得弓形部分43在它的轮廓面上的厚度变化不超过0.2mm，最好不超过0.15mm，尤其是不超过0.1mm。
应注意的是，由于图4的比例，表面41和42的不同弯曲部分没有可见地被示出，类似地，表面31的不同弯曲部分没有在图3中示出。但是，对所述实施例而言，显然，表面31形状作成可形成接触透镜表面21，并且工具的表面41，42作成对应地形状。如上所述，对所述实施例而言，透镜1不具有均匀的圆周厚度，主要是因为具有一个平衡器。
工具51、52一般由黄铜、不锈钢或者镍或者它们的一些组合物来形成，而根据现有技术中公知的一般方法如车床切削，在工具上形成所需的模制表面。另一方面，如果工具表面具有难以进行车床切削的形状，那么在现有技术中一般可以利用其它的方法，如放电加工。在形成所需表面之后，工具51的表面53被抛光以取得精确的表面质量，因此没有表面缺陷转换到由其进行注入模制的模型部分上。工具52的表面54不需要这种抛光度，因为它不用于形成光学表面，因此工具52的模制表面54没有必要严格地与表面53相一致。如图4示意性地所示一样，与表面54相对的工具52的端部设计成把工具安装在镶嵌件55中，该镶嵌件55由拆卸套轴56所环绕，而工具51由套轴57所环绕。该组件安装在带有浇道60的装置58、59中，而该浇道60用于注入树脂。正如对本领域普通技术人员是显而易见的一样，容纳模制工具的恰当设计或者形状应取决于注入模制装置。
尽管描述了某些优选实施例，但是应理解的是，本发明不局限于这些，许多变形和变化对本领域的普通技术人员来讲是显而易见的。作为一个示例，本发明适用于具有不是所述实施例中图示的平衡器装置而是其它的平衡器装置的复曲面接触透镜，以及具有至少一个旋转不对称表面的其它形式的接触透镜。作为另一个示例，本发明不局限于前部模型部分的注入模制，它也适用于具有旋转不对称模型腔限定表面的后部模型部分的注入模制。还有另一个示例，本发明适用于不同于图示在图2到图4中的接触透镜模型形式及各种注入模制装置。
权利要求
1.一种用于注入模制接触透镜模型的组件，该组件包括一个第一模制工具，它包括一个凸形或者凹形模制表面，该模制表面是旋转不对称的并具有光学级光洁度，所述第一模制表面用于在接触透镜模型上形成一个光学表面；一个第二模制工具，它包括一个旋转不对称的凹形或者凸形模制表面；其中，第一和第二模制工具以相对关系放置，从而在它们之间以这样一种方式形成一个空间第一和第二模制表面在它们的整个表面上大体上均匀地间隔开。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，在第一和第二模制表面之间的间距的变化在所述这些表面上不超过0.2mm。
3.如权利要求2所述的组件，其特征在于，在第一和第二模制表面之间的间距的变化在所述这些表面上不超过0.1mm。
4.如权利要求1所述的组件，其特征在于，第一模制工具包括一个旋转不对称的凸形模制表面，该模制表面具有一个光学级光洁度，第二模制工具包括一个旋转不对称的凹形模制表面，所述模型组件用于注入模制一个前部接触透镜模型。
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于，第二模制表面具有近似第一模制表面上的凸形弯曲部分的凹形弯曲部分。
6.如权利要求4所述的组件，其特征在于，前部接触透镜模型具有一个模型腔限定表面，该限定表面形状作成用于将平衡器提供到靠在那里模制的一个接触透镜的前部表面上。
7.如权利要求1所述的组件，其特征在于，接触透镜模型具有一个模型腔限定表面，用于形成一个靠在那里模制的复曲面接触透镜表面。
8.一种注入模制一个接触透镜模型的方法，该方法包括提供具有一个凸形模制表面的一个第一模制工具和具有一个凹形模制表面的一个第二模制工具，其中所述凸形或者凹形模制表面中的一个具有光学级光洁度并且是旋转不对称的，所述的一个模制表面用于在接触透镜模型上形成一个光学表面，所述凸形或者凹形模制表面中的另一个是旋转不对称的；将模制工具以相对的关系放置，以便在它们之间形成一个空间，从而使各个模制表面在它们的整个表面上大体上均匀地间隔开；以及将塑性树脂注入到形成在模制表面之间的空间中。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，第一模制工具包括旋转不对称的凸形模制表面，该模制表面具有光学级光洁度，第二模制工具包括旋转不对称的凹形模制表面，所述模型组件用于注入模制前部接触透镜模型。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，前部接触透镜模型具有一个模型腔限定表面，该限定表面形状作成用于将平衡器提供到靠在那里模制的接触透镜的前部表面上。
11.如权利要求8所述的组件，其特征在于，接触透镜模型具有一个模型腔限定表面，用于形成一个靠在那里模制的复曲面接触透镜表面。
12.一种接触透镜模型，该模型包括一个第一凹形或者凸形表面，该表面是旋转不对称的，用于形成一个靠在那里的接触透镜的旋转不对称表面；一个与旋转不对称的所述第一表面相对的第二凸形或者凹形表面；一个在所述第一和第二表面之间的所述模型的弓形部分，它具有大体上均匀的厚度。
13.如权利要求12所述的接触透镜模型，其特征在于，第一表面是旋转不对称的凹形表面，该表面具有光学级光洁度，用于靠在那里模制一个前部接触透镜表面，而第二表面是旋转不对称的凸形表面。
14.如权利要求13所述的接触透镜模型，其特征在于，凹形表面形状作成用于将平衡器提供到靠在那里模制的一个接触透镜的前部表面上。
15.如权利要求12所述的接触透镜模型，其特征在于，第一表面形状作成用于形成一个靠在那里模制的复曲面接触透镜表面。
全文摘要
本发明公开了一种注入模制用于浇注成形接触透镜的接触透镜模型的方法和实现该方法的装置,而接触透镜具有旋转不对称的透镜表面。
文档编号B29D11/00GK1261845SQ98806736
公开日2000年8月2日 申请日期1998年6月9日 优先权日1997年6月30日
发明者加布里埃尔·菲利普·肯尼迪 申请人:博士伦公司