用于制作薄的渐变加成透镜的方法 本发明涉及一种用于由预制的透镜生产多焦距和光学品质渐变的眼镜用透镜的方法，进而使得成品透镜的光学特点与预制的透镜的性质不同。
已经知道多种生产各种质量要求的塑料透镜的方法。例如，本申请人的美国专利No.4,873,029公开了一种制作用于眼镜的具有眼科用质量的塑料透镜的方法。此外，美国专利No.3,248,460公开了一种由热固性材料或热塑性材料浇铸塑料透镜的方法。按照这种方法，把一块塑料坯件做为基底，其曲率显著地小于对透镜最后所想要的质量要求的曲率，把一层附加地材料浇铸到此基底上。美国专利No.3,248,460采用一个常规的光学垫圈，从而在塑料坯件与模具之间提供一个空间或腔室，并把树脂材料模铸或固定在腔室中。这层附加的材料在大部分透镜表面上改变了所做成的透镜的曲率，因此，把所得到的成品透镜的性能改变成所要求的放大倍数。在美国专利No.3,946,982中公开了另一种制作塑料透镜的方法，其中使用了常规的光学垫圈，以浇铸出带有一层质量要求层的整个透镜表面。
常规的浇铸透镜的工业技术要求采用“常规的光学垫圈”，这些垫圈把用来浇铸出一个半成品透镜的部件固定在一起然后，再对此半成品进行研磨和抛光以达到所要求的质量。在大多数情况下，这些常规的光学垫圈只能使用一次，然后就必须对它们重新进行加工。因此，在库存中必须保存大量不同的垫圈。
用来一步浇铸出成品的多焦距透镜的过程所要求的不同的常规光学垫圈的数目和生产各种不同多焦距质量要求的成品透镜所必须的垫圈的库存甚至更大。在这样的系统中，在库存中必须保持大约737种常规的光学垫圈，才能生产整个的质量要求范围的透镜。此外，必须不断地只在使用一次之后就替换这些垫圈。除了这些垫圈之外，还必须库存大约200种“光学中心移动器”(OCM)用来改变光学中心或使光学中心偏心。这些OCM也是不可以再次使用的，因此必须不断地更换。
在美国专利No，4,623,496和4,190,621中公开了用以在一块预制的透镜上浇铸一层树脂来制作多焦距透镜的方法。专利′496不需要使用垫圈，而专利′621采用边缘夹具，以在预制的透镜与模具之间保持一个预先确定的间隔，为了构成所要求厚度的一层树脂需要该模具。其它的已知方法是采用层压成型技术来制作多焦距或渐变塑料透镜。这种技术在一个预制的塑料段连接到另一块经加工的已经符合质量要求的透镜上。用粘合剂把确定成品透镜的多焦距或渐变区域的那部分预制段连接到符合质量要求的透镜上。
在本申请人的美国专利No.5,178,800中描述了另一种由预制的透镜制作多焦距透镜的方法，此专利中描述了在一块预制的透镜上浇铸一层树脂的过程，这样制作出一块多焦距透镜而无须改变光学中心处的透镜校正量。本申请人的美国专利No.5,219,497描述了用来由一块预制的透镜制作多焦距的眼科用的透镜的光化学浇铸过程，在此方法中或者在光学中心处保持不变的透镜校正量，或者以一种预先确定的方式改变该透镜校正量，这取决于所用树脂层的厚度。
在所有的情况下，关键的目换是减小塑料渐变加成透镜的中心厚度和边缘厚度，因为这样一种透镜就变得比较轻，并且在美观上变得更吸引人。在工业上浇铸透镜的过程是靠在对半成品透镜进行研磨和抛光时采用棱镜薄化技术来实现厚度的减小。在大多数情况下，浇铸整个的渐变加成透镜或在一块预制的透镜上浇铸一个新的渐变加成镜片不包括后续的对透镜镜片的研磨，因此不能依靠棱镜薄化技术使透镜变薄。所以，需要一种在一块预制的透镜上直接浇铸一个新的渐变加成镜片的方法，此法可以使所做成的渐变透镜的中心厚度和边缘厚度最小。
按照本发明的一第一实施例，公开有一种由一个包括一个有中凹曲率的球形部分和一个附加区域的模具，一块有与该模具的中凹曲率相关的中凸曲率的预制透镜，以及一种可聚合的树脂浇铸一个渐变加成透镜的方法。此实施例包括以下步骤：把树脂倒入模具的腔室中；把预制透镜置于模具中，以使得树脂层散开，并充满透镜与模具之间的所有中间空间；把预制透镜的光学中心相对于模具的几何中心向上或向鼻子方向移动；把树脂层固化；以及把成品的渐变加成透镜由模具上脱下。
在此实施例中，预制透镜相对于模具的位移最好是向上大于1毫米和少于7毫米，向鼻子方向为大于0.5毫米和少于3毫米，或者两者同时位移。该方法还可以包括用一安装环把预制透镜置于模具的中凹表面上被位移了的位置上的步骤，其中该安装环的形状最好为圆形的，并刻印有一个角度校准了的量角器或罗盘。
本发明的一第二实施例涉及一种由一个模具，它包括一个球形部分，一个附加区域，以及一个内部的外缘斜边，该斜边位于模具的中凹表面上，以形成一个在向上的方向朝着附加放大倍数区的内边缘；一种可聚合的树脂，以及一块与模具的中凹曲率相关的中凸曲率的预制透镜浇铸一个成品的渐变加成透镜的方法。此实施例包括以下步骤：把树脂倒入模具中；把预制透镜置于树脂上，使得预制透镜的一边靠在形成模具的内边缘的斜边上，从而所述树脂在预制透镜与模具之间形成一个不间断的层，并充满预制透镜与模具之间的所有中间空间；把树脂层固化；以及把成品的渐变加成透镜由模具脱下。
在此第二实施例中，该内部的外缘斜边最好被放置在离开模具的附加放大倍数区不少于1毫米和不大于7毫米处，并且，放置在离开模具的附加放大倍数区5毫米处就更好。
本发明涉及显著地减小以任何已知类型的浇铸过程制作成的渐变加成透镜的厚度的一种方法，此法不需要使用垫圈。这种方法特别适用于包括采用预制透镜的浇铸方法，例如在美国专利No.4,190,621，美国专利No.4,623,496，美国专利No.5,178,800，美国专利No，5,219,497中公开的那些方法。本发明提供了在一块预制的光学品质的单独的眼科用塑料透镜上浇铸一个多焦距或渐变区域，以生产出一块成品的多焦距或渐变透镜的一种方法。此方法不需要在所制得的成品渐变透镜的光学中心处改变透镜校正量，透镜校正量是由两个模具之间或模具与预制透镜之间的曲率的相对大小来控制。预制透镜可以是一块在前表面和后表面上具有曲率或校正量的成品透镜，或是一块只在一个表面上具有曲率或校正量的半成品透镜坯件。
现通过有关附图及具体实施例详细描述本发明的方法、结构、特点及其他目的，其中：
图1示出一个模具组件的剖面图，该组件包括一个模具，一层树脂和一块相对于模具向上移动了3毫米的预制透镜；
图2示出用来把移开的预制透镜或模具固定在位，并把最终的镜片的像散轴相对于附加区域对准的一个安装环平面图；
图3示出图1的模具组件的剖面图，与图1的差别只在于预制透镜相对于模具向上移动了3毫米，并且向鼻子方向移动了1毫米；以及
图4示出带有位于离开镜片的最陡部分5毫米处的一个外缘斜边的模具。
本发明的用来减小渐变加成透镜或其它类型的无渐变多焦距透镜(这些透镜用在一块预制透镜的上面或下面浇铸一层树脂的方法制作出来)的厚度的方法包括把一个光学元件相对于另外的光学元件移动预先确定的距离。如前面讨论的那样，在一块预制透镜进行透镜浇铸的常规方法通常靠把预制透镜的光学中心与模具的几何中心对准，而在整体浇铸透镜的情况下，靠把两个模具的几何中心彼此对准的方法使两个模具对准。现已发现，靠相对于下模具或下部的预制透镜移动预制透镜或上模具可能使具有距离放大倍数+4.00D的渐变加成透镜的中心厚度减小高达2.0毫米(相当于+4.00D的附加放大倍数)，并且使具有放大倍数-2.00D或更低的透镜的中心厚度减小高达1.5毫米(具有相同的附加放大倍数)。可以用几种方法实现这种使上模具或预制透镜相对于其它光学元件的位移。
在本发明的一个实施例中，在下光学元件上增加了一个外缘斜边，使得突出部分支承着上模具或预制透镜。可以在离开附加区域的边缘的任何距离，通常为2至7毫米处把外缘斜边的槽开到下光学元件中。该外缘斜边的位置或者严格地在光学元件的最陡部分的中心处，邻近附加区域，或者在横向上由最陡的部分偏移一个预定的距离。该外缘斜边越靠里，上光学元件的相对位移就越大。所做成的渐变加成透镜的厚度减小的数量正比于两个光学元件彼此位移的数量。
在本发明的一第二实施例中，简单地把上光学元件(预制透镜或上模具)相对于下光学元件移动。可以用一个安装环或一个夹具(该环或该夹具也可以使上光学元件相对于下光学元件转动地对准)把被移开的上光学元件固定就位。这样，这一方法提供了把成品镜片的像散轴相对于附加区域对准的一个简便的方法。现在转而参见附图，图1示出一个组件的剖面图，该组件包括一对上预制透镜3，介于中间的树脂层2，以及一个下模具1，有位移4的预制透镜3相对于模具1的几何中心向上移动3毫米。在本发明的一个具体应用中，预制透镜3的中凸曲率等于模具1的中凹曲率，此两个曲率均为球面的。在这种曲率为球面的(二曲率可以相等，也可以不等)的模具组件中，预制透镜3的光学中心的透镜校正量不会由于成品透镜的位移而改变。此外，在成品镜片的表面上远距离视区与阅读区之间的距离不会改变，而二者的位置在最后的镜片上都向下移动了3毫米。由于这一位移，结果使有效切口(或可用的光学直径)在竖直子午线上减小了3毫米。
图2示出安装环20的剖面图，该环有一个顶面5和一个底面6，可以使用此安装环把预制透镜置于对图1所示的构形适用的位置上。安装环20的内表面向下倾斜，而与预制透镜的边缘接合，该透镜可以薄至1.2毫米(对于球面放大倍数+2.00D或更高的附加透镜)。安装环20也设有一个在其上表面5上刻印着的量角器或罗盘，以便把预制透镜的像散轴相对于位于里面的模具的附加区域对准。
图3示出类似于图1的模具组件的剖面图，其与图1的差别只在于上光学元件7(预制透镜)的光学中心10相对于模具8的几何中心9向上移开3毫米，并且向鼻子方向移开1毫米。该模向的位移把成品镜片的附加区域超过预制透镜镜片7的表面向鼻子方向移动同样的距离，因此，在向鼻子的方向上使切口或可用的光学直径增加1毫米。
图4A示出一种模具14的剖面图，该模具有一个碗状部分16和一个离边缘5毫米的外缘斜边15，此外缘斜边相对于镜片最陡的部分向上伸展。图4B示出一个模具组件，该组件包括带有外缘斜边13的模具12，一块预制透镜11和用此模具12制作出的夹在中间的树脂层17。将用下面的例子进一步说明本发明的这些和其它实施例。
例1
如下放置两个模具组件：
第一组件为与一块渐变加成镜片，它由能够透镜波长为320毫微米或更长的紫外辐射的回火玻璃制成，一层可以光聚合的树脂，以及一个单独的预制透镜，它由CR-39塑料制成，也能透过波长为320毫微米或更长的紫外辐射，结合起来使用的一个模具。该模具的中凹曲率为6.11D(半径为87毫米)，而透镜的中凸曲率为6.25D，或半径为84毫米。树脂的折射率等价于透镜的折射率。透镜的透镜校正量为+2.00D，像散率为-1.50D。由模具提供的附加放大倍数为+2.50D。加到模具中的树脂的体积为5.10毫升。把该透镜中心对称地放置，以其光学中心对准模具的几何中心。
第二模具组件如第一组件一样地设置，其差别只在于把预制透镜相对于模具向上移动3毫米，并且向鼻子方向移动1毫米。在这种情况下，所需的树脂的体积减少为只有3.35毫升，因此表明厚度减小了的树脂层可以使透镜与用来制作渐变加成镜片的模具之间有最佳间隔。因此，可以预计所制成的成品渐变透镜比由第一组件制成的成品透镜更薄。树脂散开充满模具与透镜之间的中间空间。把两个模具组件放在模具底盘上，并在一个处理室中进行处理。把透镜由模具脱开，并对其光学品质(距离球，距离圆柱，以及附加放大倍数)进行检查。测量每个透镜的中心厚度。测定出：当预制透镜相对于模具不移动时浇铸出的渐变加成透镜的中心厚度为5.1毫米，而用位移了的预制透镜浇铸的透镜的厚度为3.8毫米。