CN101098779B - 模具以及使用该模具形成正或负透镜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明分别包含铸造透镜的一种方法和装置，其中优选由塑料形成的两个模具(20)和(40)通过一个环(50)被互相连接或者结合在一起，形成一个模腔(60)，所述模腔的尺寸与要在其中形成的透镜的尺寸基本相同。在一个实施方式中，本发明包括一个铸造装置，所述铸造装置包括多个前模具，每个前模具由塑料形成并且具有透镜形成表面(22)。前模具被构成为形成具有不同有效直径的多个透镜。铸造装置还包括后模具，所述后模具由塑料形成并且具有透镜形成表面(42)；其中后模具被构成为配合多个前模具中的每一个，用来形成具有不同有效直径的多个透镜。

Description

模具以及使用该模具形成正或负透镜的方法

本申请在2005年11月16日作为PCT国际专利申请被提交，该申请指定的除了美国之外的所有国家的申请人名称是一家美国国营公司：QSpex，L.L.C.，并且Kai Su，Richard Lu，David Wright和Debbie Makita，他们全是美国公民，是只针对美国指定的申请人，并且要求2004年11月18日提交的第10/992,224号美国实用新型专利和2005年8月29日提交的第11,215,361号美国实用新型专利的优先权。

技术领域

本发明部分地包含铸造透镜的方法和装置，其中，优选为由塑料形成的两个模具通过一个环被互相连接或者结合在一起，用来形成一个模腔，模腔具有与在其中形成的透镜基本相同的尺寸。本发明还指铸造透镜中使用的成分和方法。

背景技术

铸造透镜的技术包括将例如单体或者单体混合物等的形成透镜的材料引入到一个体积中，然后使形成透镜的材料聚合变成固体。形成的透镜可以被用于眼科或者特殊光学应用。通常，眼科装置可以通过首先在两个分离的模型内部形成一个腔、然后使用将会固化并且形成固体形状的液体材料来填充这个腔而制造。在这类方法中使用的模具通常为玻璃或者金属，这是基于它们的高的化学稳定性和在经历长时间后的较小量的几何变形。

更通常的是，两个玻璃模片和一个垫套形成一个体积，该体积形成了要被铸造的透镜的尺寸。有些已有技术的垫套公知为“T垫套”，该垫套包括一个具有两端的孔，所述两端的每一端可互补地接收各自的玻璃模具，所述玻璃模具与另一个模具间隔开预定的轴向距离。需要不同的T垫套来形成各种放大率的透镜，因为他们只允许一种模具之间的分离距离。因此，制造商必须保留一个T垫套来制作+2透镜，保留另一个垫套来制作-3透镜，还有一个来制作-4透镜等等。

这种“T垫套”的一种改进设计被公开于第6,068,464号美国专利(此后称为“’464专利”)中，其中两个模具的中的至少一个沿着垫套的孔可滑动地移动。因此这种设计具有可被用来形成不同放大率透镜的“通用”垫套，但是，给定的已有技术的T垫套可以被用来形成一种放大率的透镜，并且使用不同的T垫套来形成另一种放大率的透镜。

此处包括了第5,551,663号美国专利(此后称为“’663专利”)，该专利描述了在镜片的制造中使用的塑料模具，但是没有提到成功地制造这里所包括的透镜。这种方法必须使用“保护涂层”，在使用模具之前，所述的“保护涂层”首先被应用到模具上。这种保护涂层成为模具的永久的一部分，并且允许模具被重复使用。涂层的永久性的证明在粘附力检测的说明书中是显而易见的，所述粘附力检测被用来确保涂层正确地粘附到模具上。该专利说明了“塑料模具具有粘附力、抗磨损性、松开增强表面(release enhancing face)”。’663专利的涂层的目的是防止模具被透镜材料破坏。(通过对比，本专利申请将涂层应用到模具上，但是目的是所述涂层仅是暂时的，并且它通过化学的或者物理的结合被转化成透镜材料。)

‘663专利的方法提出了关于它能够始终如一地生产高质量的铸模透镜的有意义的难题。’663专利的方法可能发生的问题包括模具的光学性能上的衰退。在模具任何一侧上的任何缺陷可能影响透镜的成品质量。衰退可能呈现为变黄、裂缝、刮擦以及物理变形。非刚性材料的重复使用可能发生这些形式的衰退。任何一种这些形式的衰退都可能改变制造的透镜的光学性能。另外，塑料材料很难清洁，因为在许多典型的处理中，它们不具有高化学稳定性、不抗刮擦并且不很抗热。

因此，需要一种耐用的、低成本的塑料模具，所述模具可被用来生产各种放大率的透镜。

发明内容

本发明包含用来铸造透镜的方法和装置，以及用来完成所述方法和装置的化学成分。

在本发明的一个实施方式中，由塑料形成的前模具和后模具通过一个环被结合在一起或者互相连接形成一个模腔，所述模腔与要被铸造的透镜具有基本相同的尺寸。也就是说，环的表面以及前模具和后模具共同地形成了被称为模腔的体，所述模腔是要在其中形成的透镜的反形。

更具体来说，前模具具有透镜形成表面和围绕所述形成透镜表面的边缘。类似地，后模具具有透镜形成表面以及围绕它的透镜形成表面的边缘。前模具和后模具的透镜形成表面中的每一个的尺寸由所述环的内周可补充地容纳并且被接收在所述环的内周中。所述模具有支架元件，当它们各自的透镜形成表面在所述环中到达一个预定点时，它阻止模具的插入，因此在两个透镜形成表面之间的距离是所需的间隔距离。这个所需的间隔距离对应于模腔的厚度，模腔的厚度指示出了由铸造装置形成的透镜的厚度和放大率。

本发明的模具可以被设计为用来铸造不同放大率的透镜，也可以使用通用的后模具来铸造具有不同有效直径的透镜。有效直径对应于透镜的直径，在它被修整为适合一副眼镜之后，透镜的直径被设计为是完成的透镜的一部分。即，对于具有给定光学表面的透镜来说，通过制造前模具和/或后模具，让它们的支架元件在自各透镜形成表面的多个距离中的一个处，可以改变透镜的厚度。另外，环的长度和高度可以被改变来改变模腔的厚度。另一种可选择的方式包括临近一个透镜形成表面的边缘的多个突出部，其中突出部的高度确定了模腔的边缘厚度。

本发明还允许采用公开的装置或者本领域公知的其它系统在眼科用铸造过程中使用一次性的塑料模具。这种一次性的模具可以由各种非晶体热塑性材料制成，并且可以在各种涂层情况下或者在各种非涂层情况下被用来制造透镜。使用这种方法形成的透镜是抗冲击的，可以具有任何折射率，可以(例如)无色(没有染色)、被染色或者是光致变色的，并且可以为“装饰”或者安全目的被使用。

本发明的一个实施方式中，铸造装置包括多个前模具，每个前模具由塑料形成并且具有透镜形成表面。前模具被构成为形成了具有不同有效直径的多个透镜。铸造装置还包括后模具，后模具由塑料形成并且具有透镜形成表面；其中后模具被构成为与多个前模具中的每一个配合来形成具有不同有效直径的多个透镜。

附图说明

图1是本发明使用的铸造系统的一个典型实施方式的分解透视图。

图2A是图1中所示的前模具的侧截面视图，它优选为被用来形成负透镜。

图2B是图2A中所示的前模具的可选择的结构，它优选为被用来形成正透镜。

图2C是图1中所示的后模具的侧截面视图。

图3A是图1组件中的部件的侧截面视图。

图3B是图3A中所示的铸造系统的可选择的结构，其中包含了图2B中的前模具。

图4A是由图3A中所示的铸造系统形成的透镜。

图4B是由图3B中所示的铸造系统形成的透镜。

图5是图1的铸造系统连接到容纳单体的填充袋上的透视图。

图6A是图1中所示的高正前模具的可选结构的侧截面视图。

图6B是图1中所示的高负前模具的可选结构的侧截面视图。

图6C是由图6A中所示的前模具形成的高正透镜的截面视图。

图6D是由图6B中所示的前模具形成的高负透镜的截面视图。

图7A是第一透镜的截面视图。

图7B是使用与图7A中所示的透镜相同的后模具制造的第二透镜的截面视图。

图7C是使用与图7A中所示的透镜相同的后模具制造的第三透镜的截面视图。

具体实施方式

在下面包含例子的详细说明中将更加具体地说明本发明。这些例子作为本发明的例证，并且其中的许多改进和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的，同时也保留在本发明的范围中。在说明书和权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“所述”根据它所使用处的上下文可以代表一个或者多个。

现在参照附图来描述第一实施方式，其中，在所有附图中相同的数字指代相同的部件。本发明包含铸造或者铸造装置10和与之关联的方法，所述方法可以被用来形成具有各种放大率以及几何形状的透镜，例如软焦点透镜等。本发明通常包含使用一次性塑料模具来制造镜片的方法。

在这个讨论中，在部件以及这些部件的方法的背景中将讨论包含塑料部件的铸造系统的一个第一典型实施方式。这个第一讨论为包含使用塑料模具铸造镜片的本发明提供了背景技术并且由其引导。后面的讨论不是为了限制此处公开的铸造系统的典型实施方式。

铸造透镜装置

现在参照图1-7，本发明的铸造装置10包括前模具20和后模具40，它们都优选由塑料形成。铸造装置10也包括环50，所述环也优选是套筒或者垫套。环50也优选由塑料形成并且具有相对端52、内周54和外周56。如下面所述，前和后模具20、40的部分可互补地由内周54所容纳并且接收在其中来形成模腔60。

前模具20具有透镜形成表面22、围绕透镜形成表面22的边缘28以及尺寸大于内周54的尺寸的基座30。围绕透镜形成表面22的边缘28的尺寸为可互补地接收在环50的内周54的部分中，并且在其间优选形成基本液密的密封。边缘28可滑动地接收在环50的内周54中，直到基座30邻接端52，边缘28被插进端52中。

后模具40同样具有透镜形成表面42、围绕所述透镜形成表面42的轮缘46和尺寸大于环50的内周的尺寸的凸缘48。轮缘46的尺寸也是可互补地接收在环50的内周54中，直到环50的端52邻接凸缘48。轮缘46和内周54也优选在其间形成基本液密的密封。

如图3A和3B所示，当前模具20的边缘28和后模具40的轮缘46都由环50的各个端接收时，前和后模具20、40的透镜形成表面22、42以及环50形成了模腔60，所述模腔具有可形成于其中的透镜的所需尺寸。即，模腔60是待形成透镜的复制图形并且具有由环50、前模具20和后模具40所形成的体积。

一旦环50以及前和后模具20、40被正确地接合或者定位在一起，为了形成透镜，例如单体或者其它形成透镜的液体等树脂就被增加或者注入到模腔60中且被固化。到最后，环50形成了穿通的供料孔70和排气孔72，如图1和5所示。排气孔72使模腔60流体连通到它的外侧(即到周围环境)。

如图1和5最好地显示出，当前和后模具20、40被竖立放置时，模腔60在平面视图上基本上是圆形的并且排气孔72接近于顶部中心(12点的位置)。供料孔70优选为偏离于排气孔72，并且这个偏离的一个预期范围是大约15到90度(15°-90°)。还参照图1和5，注意到延伸器74被结合到进料孔70上。延伸器的顶部与进料孔70连通，并且高于排气孔72，当单体到达延伸器74的顶部时，这确保了腔是充满的。还可以注意到进料孔70优选是在环50的宽度范围内延伸的拉长槽。这种结构确保了存在穿过进料孔70与模腔60的连通，而不管模具相对于环的位置，当被用来铸造与正透镜相反的负透镜时，所述相对位置可以改变。

所形成的模腔60的主尺寸是它的厚度。对于在图4A的例子中显示的用于近视的负透镜来说，中心厚度是一个重要的参数，并且它必须满足美国所需要的冲击试验。作为一个例子，由CR39(它包括甲基丙烯酸甲酯-一种热塑树脂，较好的已知牌子有“Plexiglas”或者“Perspex”和二烯丙基乙二醇碳酸盐(diallyl glycol carbonate))形成的塑料透镜必须具有至少2毫米(2mm)的中心厚度。本发明的优选实施方式被设置为既能形成满足这些各自的标准的正透镜也能形成负透镜。

首先关于负透镜，通过结合环50的宽度或者长度设计前和后模具20、40可以得到中心厚度。现在参照图2A并且针对前模具20，它的基座30具有基本为平面的接触表面32，并且当前模具20的边缘28被插入其中来形成模腔60的一部分时，那个接触表面32邻接环50的一端52。在结合时，前模具20的透镜形成表面22是凹入的并且形成了最低点26或者低点，它正切于由基座30的接触表面32形成的平面FMP。因此当前模具20被水平放置时，透镜形成表面22的最低点26与接触表面32具有相同的相对高度。同样地，当接触表面32邻接环50的端52时，最低点26与环50的端齐平。

如图2C所示，后模具40的凸缘48具有接合表面49，当形成模腔60时，所述接合表面基本是平坦的以邻接环50的各个端52。后模具40的透镜形成表面42具有顶点44，其中这个与顶点44正切的平面AP与由接合表面49形成的平面RMP基本平行并且间隔开。在与顶点44正切的平面AP和由接合表面49形成的平面RMP之间的间隔或者距离被称作后模具顶点高度AH。

环50的相对端52也由环高RH间隔开。本领域技术人员知道，环高RH建立了后模具40的接合表面49和前模具20的接触表面32之间的间隔。相应地，环高RH是一个被用来设置模腔60以及其中形成的透镜的中心厚度的参数。即，对于这个实施方式，当前模具20的透镜形成表面22的最低点26与环50的一端对齐时，模腔60的中心厚度等于环高RH减去后模具顶点高度AH。因此，如果环高是3毫米(3mm)并且后模具顶点高度AH是2毫米(2mm)，那么在后模具40的顶点44和前模具20的最低点26之间的间隔，即中心厚度是1毫米(1mm)。

如图3A所示，组装好的铸造装置10显示了在为模腔60建立中心厚度时部件的相对位置。具体是，环50的一端52邻接前模具20的接触表面32并且相对端52邻接后模具40的接合表面49。当模具20、40被结合在一起时，前透镜形成表面22的最低点26与后透镜形成表面42的顶点44间隔所需的距离，即中心厚度。换种说法就是，在顶点44正切的平面AP与由接触表面32形成的平面FMP间隔开，并且平面AP以基本等于模腔60的所需中心厚度的距离正切在最低点26。因此，在模腔60中的各透镜形成表面22、42的顶点44和最低点26以要形成的透镜的所需中心厚度被间隔开。

本领域技术人员知道，改变部件的尺寸相应地改变了模腔60的中心厚度。任何部件都可以被更改。虽然是可行的，但是当前至少需要的选择是改变最低点26相对于前模具20的接触表面32的位置。更加需要的一种选择就是使用具有不同环高RH的每个环50来改变中心厚度。但是，目前优选的设计是改变在不同的模具之间的后模具顶点高度AH来改变模腔60的中心厚度。因此，在后来的设计中，前模具20使用在图示实施方式中所示的相同的设计和“通用的”或者具有相同尺寸的“一个尺寸”的环，而与要制造的透镜的强度无关；在后者的设计中只有后模具40被改变了，尤其是后模具顶点高度AH在不同的后模具40之间被改变用来改变模腔60的中心厚度。

用来改变选定的环50、前和后模具20、40的中心厚度的另一个还可以考虑的实施方式是在后模具40的接合表面49和环50的各个端之间包括圆形的间隔物(未示出)。圆形间隔物的直径与环50的直径相同，并且固定宽度或者高度也相同，因而通过圆形间隔物的宽度增加了模腔60的中心厚度。例如，在环50的端和接合表面49之间设置宽度为1毫米(1mm)的圆形间隔物将相应地导致模腔60以及其中形成的透镜的中心厚度增加1毫米(1mm)。圆形间隔物相应地可以减少使操作者能够铸造所有所需尺寸和强度的透镜所需要制造的部件的数量。

现在参照图2B和3B，所示的前模具20包括多个邻接边缘并且互相间隔开的突出部34。突出部34的高度与模腔60所需的边缘厚度相对应。例如，如果突出部34的高度为1毫米(1mm)，那么模腔60的边缘厚度将至少是1毫米，这是因为突出部34阻止了前和后透镜形成表面22、42的边缘比突出部34的高度更加靠近在一起。突出部34可以是任何所需的高度，例如包括0.75、1.0、1.25毫米等等。本领域的技术人员可以确定要使用的突出部34的数量；当前考虑的实施方式使用了32个围绕前模具20的透镜形成表面22的周界的等间隔的突出部34。为了简化而在图中显示了较少的突出部。可以知道，这种设计的好处包括相同的后模具40和环50可以被用来形成负透镜，也可以被用来形成正透镜。

本发明也考虑了形成正透镜的其他方法。例如，可以改变环高RH来获得前和后模具20、40的透镜形成表面22、42之间的正确间隔，包括边缘的厚度。后模具40的透镜形成表面42可以包括突出部34，来取代前模具，但是考虑到变化多样的后模具设计以及用来制造所有透镜的变化结构的模具“库”的高消费时，很少需要这种选择。

在形成所需透镜的另一个相关的参数是它的两个光学表面的几何结构或者关系。当两个透镜形成表面22、42都是球形时，模具20、40不需要任何相互之间相对的特殊转动对齐。这是因为各个表面沿着它们的使得表面互相对称的不同轴具有不变的半径。

但是对于其它透镜来说，本发明包括用来互相之间以预定转动位置确定前和后模具20、40的方向的方法。在图示的实施方式中，前和后模具20、40相互之间可相对旋转地移动，从而两个模具可以被定位在多个选定的相对转动的定位方向中的一个。因此当前和后模具20、40的透镜形成表面22、42的两者或者其中任一者具有不对称曲率时，这种确定方向的方法使得操作者将模腔60的尺寸或者形状改变为所需的值。操作者可以典型地铸造的不对称曲率的实例包括具有增加放大率的球形的透镜前表面(或者有时也可为平的表面)和圆柱或者环面的后表面。在第6,103,148号美国专利中可以找到这种不对称表面的特征和类型的讨论。

返回参照图1，本发明也包含允许操作者正确理解两个模具20、40的相对旋转并且因此定位它们的一种对准装置。在图示的实施方式中显示的这种对准装置包含在环50的外周56上的轴标记90和在前模具20或者后模具40或者两者上的轴定位指示器92。轴标记90从0°到180°延伸并且不对称的透镜形成表面22或者42利用它们被定位在登记处。如果注模或者类似技术形成了部件，那么对准装置优选被蚀刻或者形成在各自的模具中。因此，定位指示器92和标记90也被一体成形在所述部件中。本领域的技术人员也知道对准装置也可以可选择地包含位于前和后模具20、40中的一个或者两者上的轴标记和在环50上的轴定位指示器。也可以使用其它方法可视地指示出模具互相之间的旋转位置。

在准备铸造透镜时，在前和后模具20、40被接合到环50上之前或者(例如，在它们被放进环中，然后被推进环中之前)一旦模具被连接到环50上，模具互相相对之后，操作者将定位指示器92相对于环50上的轴标记90定位在所需的方向。因此操作者能够使用对准装置容易地将两个模具定位在所需的旋转位置上。

当操作者在选择了它们之后，将环50和两个模具20、40接合之后，优选为存在一个连接装置，从而在透镜的铸造过程中部件不会意外分开。这种连接装置可以采用本领域公知的各种形式，包括环50的内周54和具有密封功能的边缘28/轮缘46。也可以考虑其它的连接装置(未示出)，包含的两个模具20、40搭接在环50中的位置结构，或者使用外夹或者接收装置来保持部件在一起的结构。

还在另一个想到的实施方式中，前和后模具20、40被形成为一个单一的单元，从而它们被一体地互相接合。这可以在形成的过程中发生(即，在注模的过程中)，从而操作者得到一个完成的成型结构，其中前和后模具20、40被互相之间相对平稳地定位。但是这种整体结构比相互交换环50以及前和后模具20、40有更少的适应性。

如上所述，一旦前和后模具20、40被平稳地定位在一起，那么例如单体或者其它形成透镜的流体的树脂通过进料孔和排气孔70、72穿过环50被添加或者注入到模腔60中，然后固化。现在参照图5，容纳例如单体等的流体的填充袋80或者类似物可以被互相连接到进料孔70或者它的延伸器74上。更具体来说，填充袋80具有内部和可分离地连接到进料孔70上的注入部82。当注入部82被连接到进料孔70上时，位于填充袋80的内部中的单体可以穿过出入口流进模腔60中。

注入部82和进料孔70优选被设计为可补充地互相接合。即，注入部82的末端84的尺寸互补地接收在进料孔70中或者它的延伸器74中，用来在其中间形成液密的密封。

本领域的技术人员在铸造透镜时考虑的一个因素是从填充袋80进入模腔60中的单体的流动特性。主要的关注点就是避免气泡的引入并且保证在固化开始之前，所有的这些气泡能够脱离出模腔60；否则，如果气泡不断的存在于成品中，那么形成的透镜是不可以接受的。要解决这个问题，当填充这个模腔60时，进料孔70的尺寸应该在一定范围内并且被定位以促进层流。在最初的填充过程中，填充孔70优选被定位为沿着模腔60的一侧引导单体。如上面所指出的，排气孔72优选也位于模腔60的顶部，当它被注入的或者进入的单体移动时，用来排出腔60中的空气。位于顶部的排气孔72也使得在固化过程开始之前排出气泡。

关系到注入单体的另一个因素包含定位模腔60，从而确定增加的放大率(未示出)的方向，以在填充模腔60的过程中让它的平坦顶部基本垂直或者垂直。这种确定方向辅助防止单体中的气泡被前模具20的透镜形成表面22上的这种断面所俘获。例如，如果平坦顶部被水平定位方向，那么气泡更可能保留在模腔60中。

再参照图5，填充袋80至少部分地构成有可变形表面，操作者可以在其上施加压缩力，从而袋80的一个壁朝向相对的壁向里移动。当施加了这个压缩力时，在内部的流动单体被迫朝向注入部82并且流出注入部，通过进料孔70进入模腔60中。在构成使得资金投资最少的系统时，图示的实施方式是便宜的设计并且依靠操作者的手压迫袋80来填充模腔60。

考虑了将单体注入到模腔60中的另一种装置。在2002年3月11日提交的、题目为“分配流体的方法和装置”的第10/095,130序列号美国专利中公开了这样一种系统的例子，所述系统使用可变形的袋来填充模腔60(尤其是对于比较复杂的铸造结构)。另一种可选择的单体填充系统是类似于在第6,103,148号美国专利中公开的设计。

一旦单体填充了模腔60，那么袋80就与模具分离，然后单体被固化(下面将更加详细的讨论)。

模具材料

适合形成本发明的模具材料包括可以被注模的各种热塑性或者基本热塑性的材料。这些材料优选是光学透明的。合适的非结晶热塑材料包括但并不局限于聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、CAB(醋酸丁酸纤维素)、聚酯及其它们的组合物。通常也需要选择不可以被用来形成透镜的涂层和/或单体材料所破坏的热塑性材料。通常需要较高的分子量类似物的热塑性材料，因为它们典型地更抗用来形成透镜的涂层和单体。

非结晶热塑性材料具有下列优点：不象晶体状的热塑性材料，它们趋于长期保持光学性能的表面，并且因此如果正确保存将具有长的保存期。作为对比，例如聚丙烯等的晶体的热塑性材料在被注模之后就发生了尺寸变化。这些尺寸的改变的发生是由于这种聚合物趋于使其本身处于一种更加晶体的结构状态下。这种再排列的结果就是塑性部分具有了不均匀的、非光学的表面。作为对比，非晶体的热塑性材料典型地保持着它们在注模过程中呈现的形状。并不是所有的热塑性材料是100％的晶体或者100％的非晶体，因此这种公开的范围在“基本非晶体”到完全非晶体材料之间变化，它意味着包含大部分非晶体材料的热塑性材料。

预松开控制

如本领域的技术人员知道的一样，用于高放大率透镜(“高正”或者“高负”)形成的透镜在透镜的中间和透镜的边缘之间的厚度是基本不同的。透镜的形成材料在固化的过程中有一些收缩，并且大不相同的厚度将导致收缩有很大的不同。当透镜的外周基本上大于透镜的内部收缩时(例如高负透镜)，或者当透镜的内部收缩大于透镜的外围时(例如高正透镜)，透镜较高收缩的部分实际上将远离一个或者多个模具表面，导致一种在光学领域被称作“预松开(pre-release)”的状况。

在使用玻璃模具的高放大率透镜中为了减少预松开，必须以较小的尺寸制造一套新的前和后模具。因此，也必须为新模具制造一套新的垫套。具体来说，在本发明中，高放大率透镜的预松开可以通过仅仅改变前模具的几何尺寸而不改变用来将前模具和后模具组装在一起的后模具或者环的方式来控制。实际上，环和后模具同样被用于透镜放大率的其余部分，因此不需要其它的小直径后模具库存量来适应高放大率透镜的生产。

图6A显示了用于高正透镜的前模具100的截面视图。与在图2B中公开的用于正透镜的标准的前模具20相比，透镜形成表面的几何形状已经从相同的球形形状改变为包含中心区域102和外部区域104的模具。中心区域102包含曲率半径为R1的球形表面。中心区域102从模具100的中心线开始远离模具100的中心线延伸距离X1，并且外部区域104从远离中心线的距离X1开始延伸到模具100的外围。外部区域104包含曲率半径为R2的表面，R2基本上大于R1，所述表面可以包含平坦的表面(无限曲率半径)。

当接合了标准形状的后模具40时，用前模具100制造的已完成的透镜106在模具的中心和边缘之间具有较小的厚度差，因而减少或者消除了来自模具的透镜的预松开。具体来说，参照图6C，完成的透镜106包含接触前模具100的区域102和104的第一表面108和接触标准后模具40的第二表面109。完成的透镜106的截面厚度作为模具100、40的表面的不同曲率半径和曲率半径轨迹的功能。通常，透镜106在透镜的中心线上包含一个最大厚度，如图6中的距离Y1所示。由于不同的曲率半径以及曲率半径轨迹，随着远离透镜106的中心线的距离的增加，透镜的厚度通常是减小的。透镜106的厚度将在与透镜的中心线距离X1减小到最小。在距离大于X1时，由于模具100的区域104的形状，透镜的厚度将随着与中心线的距离的增加而增加。如图6C中的距离Y2所示，透镜的最小厚度形成在与透镜的中心线距离为X1处。如果不存在区域104，那么最小厚度通常将存在于透镜的外围，即，远离透镜的中心线的最大距离，并且其典型地小于距离Y2。因此，减小了模具100在最小厚度和最大厚度之间的差，最小化了预松开的可能性。

现在参照图6B，显示了高负透镜的前模具110的截面视图。与在图2A中公开的负透镜的标准前模具20相比，透镜形成表面的几何形状已经从相同的球形形状被改变为包含中心区域112和外部区域114的模具。中心区域112包含曲率半径为R3的球形表面，外部区域114包含曲率半径为R4的球形表面。半径R3基本大于半径R4。中心区域112从模具110的中心线开始延伸到一定距离，在该距离处R3的正切对准R4的正切，如图6B中的距离X2所示。

当接合标准形状的后模具40时，用前模具110制造的已完成的透镜116在模具的中心和边缘之间具有较小的厚度差，因而减少或者消除了来自模具的透镜的预松开。具体来说，参照图6D，完成的透镜116包含接触前模具110的区域112和114形成的第一表面118和接触标准后模具40形成的第二表面119。完成的透镜116的截面的厚度可作为模具110、40的表面的不同曲率半径和曲率半径轨迹的功能。通常，透镜116将包含在透镜的中心线上的最小厚度，如图6D中的距离Y3所示。由于曲率半径和曲率半径的轨迹的不同，透镜的厚度通常将随着远离透镜116的中心线的距离的增加而增加。透镜116的厚度将在与透镜的中心线距离为X2处增加到最大，此处透镜的厚度的最大值为Y4。当距离大于X2时，由于模具110的区域114的形状，透镜的厚度将随着与中心线的距离的增加而减小。如果没有区域114，那么透镜116的厚度的最大值典型地将存在于透镜的外围，即远离透镜的中心线的最大距离，并且典型为大于距离Y4。因此，减少了模具110在最小厚度和最大厚度之间的差，最小化了预松开的可能性。

本发明的某一方面是指铸造装置，所述铸造装置包含具有内周的环以及多个前模具，每个前模具由塑料形成并且具有透镜形成表面。前模具具有围绕透镜形成表面的边缘且尺寸大于内周尺寸的基座，所述透镜形成表面的尺寸可互补地接收在环的内周部分中。铸造装置还包括由塑料形成的并且具有透镜形成表面的后模具，所述后模具设计为与多个前模具中的每一个可配对。每个前模具的边缘和后模具的轮缘被设计为可由环接收，前和后模具的透镜形成表面以及环形成了模腔，该模腔具有可在其中形成的所需透镜的尺寸。多个前模具设计为形成了不同有效直径的透镜。

本发明的模具可以被设计为用来铸造不同放大率的透镜，使用共用的后模具也被用来铸造具有不同有效直径的透镜。有效直径相应于透镜的直径，在它被修正为适合一副眼镜之后，有效直径被设计为完成的透镜的一部分。现在参照图7A到7C，图中描述了使用三种不同的前模具和共同的后模具制造的三种透镜的有效直径。在图7A中，透镜206具有有效直径A-A’；在图7B中，透镜216具有有效直径B-B’；而在图7C中，透镜226具有有效直径C-C’。可以看出，透镜206、216和226可以使用共同的后模具。因此，每一个前模具20、100和110可以与相同的后模具220一同使用，以制造具有三种不同有效直径的透镜。

模具涂层

在本发明的一个实施方式中，在形成透镜之前，一个涂层被使用到模具的内部。在有些实施方式中，通过浸渍涂层、旋转涂层、喷雾涂层、浇涂涂层、静电涂层、滚动涂层、改性滚动涂层、印刷涂层或者其它涂层方法将涂层使用到模具的内部部分中。然后涂层也可以可选择地承受“预固化”以部分地固化涂层，从而在这个过程中的后来步骤中它将保持在一定位置并且不移动。

也可以采用各种涂层配方中的任何一种来为模具涂层，假如该涂层不会化学侵蚀模具。涂层配方例如可以包括能够交联的丙烯酸脂功能性材料、溶胶与凝胶状态相互转换的、基于纳米离子的涂层、能够引发丙烯酸脂反应的引发剂或者催化剂、流动的或者平稳的制剂、消泡剂、安定剂、UV吸收体、抗氧化剂、染料以及可能的溶剂。有些溶剂可以被用作涂层配方，只要在配方固化之前，这种配方基本不会侵蚀模具就行。可被使用的溶剂包括酒精、乙二醇乙醚等。很少可被接受使用的溶剂包括低分子量的酮，例如丙酮、氧化丁酮、甲基异丙酮(MIBK)、环己酮；乙酸酯；芳香族化合物；例如苯、二甲苯等芳香族的溶剂；例如己烷等的MW碳氢化合物等。

合适的涂层包括那些具有抗刮擦能力的硬涂层、用于使太阳镜或者其他“时尚品”染色的可染色涂层、防止某些波长的UV光线穿过透镜的UV涂层、防止刺眼的AR(“防反射”)涂层或者任何其它类型的眼科用涂层。应该选择不会侵蚀模具材料的涂层。这种涂层暂时被保持在模具上，在透镜的固化步骤过程中，它被转化到完成的透镜中。因此，涂层被使用到模具上，目的是它与完成的透镜变成一体的部分。

通常涂层不侵害模具的内部并且容易从模具上释放是重要的。因此，涂层配方不应该具有足够的溶剂化作用来侵害模具。如本领域技术人员所知，涂层可基于UV硬化丙烯酸、水解凝胶体或其它成分类型。该覆盖层优选在模具/涂层界面处比在涂层/空气界面处具有更加完全的固化。

在丙烯酸涂层中，保护涂层的主要成分包括多功能的丙烯酸脂或者异丁烯酸酯，其包括能够提供高水平的交联的三、四、五以及六官能材料。这些成分的分子量必须高到足以防止侵害模具。保护层可以包含少量的具有至少两个乙烯组的低粘性的稀释液以适应涂层的粘性，但是主要配方将包含较高分子量、较高粘性的材料。通常在涂层中使用的典型的材料是在附表中并且显示出使用塑料模具的合适材料的重要性。

透镜形成配方

本发明的模具适合采用各种树脂成分来形成完成的光学透镜。通常，根据本发明的模具非常适合于产生辐射的固化过程的使用，例如暴露到紫外线或者可见光中，但是如果热固化温度低于模具的玻璃过渡温度Tg，也可以包括热固化材料。

合适的透镜形成成分包括具有低固化温度的材料，所述材料固化快速，包括丙烯酸脂和甲基丙烯酸酯。在有些实施方式中，可以使用环氧化物。

通常需要让透镜形成配方对于模具本身是惰性的或者基本是惰性的。但是，在有些情况下，透镜材料对于模具材料不是惰性的，在这样的情况下，可以使用一种中间的、可转换的、涂层的材料来放置模具的退化。首先典型的是将涂层使用到模具的内部，固化或者部分固化，然后增加主透镜形成配方。

可以使用任何合适的可裂光(photocleavable)或者热引发剂。所使用的光引发剂或者热引发剂的量通常是低的(小于5％)，并且对于模具上的透镜配方的化学侵蚀性没有重大影响。通常，优选为采用UV或者可见光光引发剂、低温热引发剂或者两者的组合来完成透镜的较低温度固化。可以使用各种光源，包括在UV-A、UV-B和可见光区或者它们的组合中的输出光。

根据使用的热塑性材料的选择，将有满意地使用模具的一些化学和/或过程参数。基于这个简单的化学原理“溶解性相似相溶”，可以使用不采用涂层配方和/或透镜配方的某些典型成分产生的每一种不同类型的热塑性材料。为了确定是否这种未加工材料(或者是一种配方的未加工材料的组合)与模具材料在化学上是一致的，可以进行任何次数的检测。

化学一致性的一个筛选实验包含热塑性材料的一个典型的离子，所述热塑性材料要放置为紧密接触地要被检测的化学制品。这种“紧密接触”可以包含将热塑性材料浸泡在实验溶液中，或者实验溶液可以被放在热塑性材料的顶部。在这两种材料接触的过程中的时间和温度在实验中是可变控制的。在实验过程完成之后，通过简单的擦拭，所有的过剩的实验溶液被从热塑性材料上移除，并且通过测量的物理表面的任何变化、百分比能见度的任何变化、折射率的任何变化、抗张强度的任何变化、弹性的任何变化、重量或者尺寸的任何变化、表面光滑程度的任何变化或者光学形成上的任何变化来评价热塑性材料的任何损伤。

在本发明的一些实施方式中，用来形成透镜的配方和用来形成模具的材料的选择是基于模具材料和透镜形成配方的溶解性。通常在透镜形成配方中需要具有低溶解性的模具材料。虽然很难确定树脂中的固体材料的溶解性，但是模具的耐用性可以被用作溶解性的暗示。申请人已经发现，应该选择这样的透镜形成配方：暴露到树脂中，树脂不会有效地使模具表面的光学属性退化。

在热塑性材料的上述属性中的任何一种属性的任何重大改变都会破坏材料，并且热塑性材料不能使用那种实验溶液。但是非常可能的是，虽然已经知道某些成分会破坏特殊的热塑性材料，但是那些成分还是可以被用在少量的溶液中，假如其它部件与热塑性材料是相容的。在这个专利中提供了这种方案的大量的例子。

铸造和固化透镜的方法

本发明也指铸造透镜的方法。在开始的步骤中，本发明的方法包含提供环50以及前和后模具20、40。虽然可以考虑部件可以被预连接在一起作为一个单元并且提供给操作者，但是优选的是环50以及前和后模具20、40在透镜的制造地点由操作者组合或者连接在一起，以形成模腔60。当操作者接收到柔性焦距透镜组的指示时，他或者她选择组装在一起可以形成模腔60的前和后模具20、40，所述模腔的尺寸与所需的透镜的尺寸相同。在图示的实施方式中，环是“一个尺寸的”或者“通用的”环，并且被用来制造所有的透镜，不管是正透镜还是负透镜，并且不考虑放大率。

到最后，环50以及前和后模具20、40可在储存位置和铸造位置之间移动。在储存位置，部件被互相分离开，其中具有相同特征的模具被一起储存在指定区域或者箱柜中。在铸造位置，在操作者从指定的储存区域找到正确的模具之后，后模具40的突出部接收前模具20的边缘28从而形成模腔60。

当准备铸造一个透镜时，可以考虑使用计算机或者其他系统(未示出)来辅助操作者选择正确的模具20、40。如在一个例子中，本发明考虑到操作者可以将要形成的透镜的参数(例如，包含增加放大率的指示)输入到计算机或者类似系统中。在辅助计算机程序中的算术运算确定了要使用的形成所需透镜的合适的前和后模具20、40，然后提供指示这些信息的输出。一种可选的变化是，这种系统也可以发出光线或者在储存位置的储存合适的模具20、40的特定位置的上方提供另外的指示。这种指示辅助操作者定位合适的模具，减少操作者疏忽地拾取用来制造透镜的错误的模具的机会。还有一个选择就是在模具20、40的外表面使用条形码或者其他跟踪系统(未示出)，从而系统可以扫描来确定要使用的两个正确的模具。

在操作者定位了前和后模具20、40，得到了环50并且准备将部件接合在一起之后，可选的计算机系统的输出还可以通过指示其他的位置和对准信息来辅助操作者。如上面的讨论，在图示的实施方式中，前和后模具20、40可相互之间相对旋转地移动，从而两个模具20、40互相相对地位于多个可选择的旋转方向中的一个方向上。当各个模具的透镜形成表面22、42具有不对称曲率时，计算机可以提供指示两个模具20、40互相相对的方向的输出信息。对于图示的实施方式来说，计算机优选指示出要对准在轴标记90上的轴定位指示器92的合适位置。

为了得到模腔60的正确的中心或者边缘厚度，关于模具20、40的定位，这个参数优选为可考虑选择环50以及模具20、40，如上面所讨论。如果优选地制造了指定的部件，那么当操作者将这些部件组合或者组装在一起时，模腔60就具有正确的厚度，而不必有任何附加的动作。

但是，本领域的技术人员知道，除了计算机系统之外的其他装置也可以被用来确定本发明使用的正确的模具。特别是，当顾客提供了一个指示时，使用计算机系统的本发明允许操作者可使用对于透镜铸造的原理的最少训练和理解就可以成功地制造透镜。

在前和后模具20、40与环50被接合起来形成所需尺寸的模腔60之后，操作者将袋80或者其他单体源连接到进料孔70。然后操作者将单体注入到模腔60中。

在填充的过程中，单体通过进料孔70进入，而排气孔72允许移动空气从模腔60排出到周围环境中。使用本发明的填充方法使得浪费的单体量最少并且减少了气泡形成在透镜中的机会。如果使用了袋，那么袋80可以容纳一定量的单体，所述一定量的单体足够形成仅一个透镜，或者可选择地可形成多个铸件。

因为单体是粘性流体，所以它固然要以受控速度填充模腔60。通过设计，还可以通过减少进料孔70的截面面积和/或袋80的末端84来控制填充速度。由于前和后模具20、40有塑料形成，所以他们是干净的或者透明的，从而操作者可以可视地观察单体进入和填充模腔60。当腔60用单体充满时，从而单体到达了排气孔72(以及进料孔70的延伸部的顶部)，单体源就被从环50上移除。如果需要，进料孔70可以被堵塞，这简单地包含在要堵塞它的位置上点固化单体或者使用搭接在进料孔70上的覆盖物。但是，在固化过程中，排气孔72优选保持与外界环境的连通。

在确保没有气泡存在之后，模腔60中的单体然后被固化形成透镜。根据配方，透镜的材料可以采用各种方法来固化，所述方法包括光、热或者它们的组合。如果使用了自由放射装置，那么依靠引发剂，可以通过UV光、可见光或者热来固化透镜。也可能使用这些固化技术的组合技术来固化透镜。这些固化方法可以同时或者按次序使用。

固化技术都可以使用变化的固化速度(即，倾斜上升，逐渐固化)。在完成固化循环之后(典型地需要2-10分钟)，透镜被简单地从模具中移出，移出垫套并且将模具抬离透镜。

使用塑料模具制造透镜的方法

本发明也指使用塑料模铸造透镜的方法，可以使用上面直接讨论的或者其他的设计(即，使用塑料模具代替玻璃模具的T垫套)的典型实施方式中的塑料模具。

当选择形成模具的特定类型的材料时，本领域的技术人员知道，在固化单体是要有用，选定的塑料必须传输固化辐射而不会融化、变形或者拉伸，至少要在单体基本固化或者聚合之后。虽然热辐射可以考虑作为固化源，并且也落在本发明的范围内，但是本领域的技术人员知道本发明更加适合于光固化。

对于液体树脂的光固化，所需的塑料包括丙烯酸的和甲基丙酸烯材料，所述材料的一个例子是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。一些实施方式的可获得的光传导PMMA是由Cyro Industried生产的OP1和OP4、由Rohm&Hass生产的UV-T和V8-25以及来自ICI的CP-75。可用于本发明中的其他典型类型的透辐射塑料包括非结晶聚酯、非结晶聚酰胺、非结晶聚亚安酯、非结晶聚烯烃、非结晶聚碳酸酯、非结晶聚酰亚胺以及它们的共聚物。本领域的技术人员知道这些列出的塑料仅是例子，本发明并不局限于这些例子。

在选择使用的塑料时本领域技术人员要考虑的另一个因素是它们不会反作用或者与要固化的材料反应。如果这样的话，那么例如就需要基于它的成本或者物理属性使用聚甲基丙烯酸甲酯来形成模具，然后可以使用相容单体，所述单体包括不破坏模具的长链或者高分子量单体或聚合物。可选地，需要使用的单体可以是主要的考虑因素，并且要基于它的化学稳定性以及与选定的单体不发生反应来选择形成模具的塑料。

使用塑料来形成模具比当前在工业中使用的铸造系统更多的好处。一个因素是塑料可以被注模。在使用陶瓷或者金属模具注模聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸树脂的工业中存在广泛的使用和经验。到最后，例如通过制造金属模具可以形成模具，在高生产量的组装过程中，聚甲基丙烯酸甲酯或者其他塑料被注模到所述金属模具中。因此每个模具将被形成为具有形成模具的相同的高的公差。于玻璃模具对比，它不能被制造达到这种严格的标准，因此本发明可以铸造一个镜片，所述透镜可以按照更加严格的标准被制成。本领域技术人员还知道可以使用本领域中使用的用于制造塑料的其他合适的高生产量的方法来形成塑料部件，与玻璃模具对比，玻璃模具不能切实可行地批量生产来满足必须的公差。

使用塑料部件的另一个可考虑因素是与传统的已有技术的使用两个玻璃模具和一个垫套的系统的经济上的对比。虽然玻璃模具可以被重复利用到一百次或者更多，但是与每次铸造相关的费用是累积的，例如必须保证透镜形成表面不被污染所采取的洗刷和干燥等。实际上，玻璃模具的清洁过程通常是费力的、费时的并且是低效率的，包含在有害溶剂中的手工刮擦和浸泡。并且，在每次使用之后都要检查玻璃模具并且要清洁来保证能够适合于另一个形成透镜的循环。再加上在他们的使用期到达之前，玻璃模具许多次被无意地破裂和/或打碎。附带的问题就是由于不知道而使用了损坏的透镜模具而发生透镜产量损失，其中有时直到铸造过程已经完成操作者才发现玻璃模具坏了。

本发明的还有一个方面包含使用抗磨损成分来涂覆模具的透镜形成表面，当固化时，所述抗磨损成分被转移到透镜上。更具体来说，透镜形成表面优选为被一种成分所覆盖，所述成分在原处被转化成铸造透镜的光学表面作为成品上的保护涂层。如果在透镜上没有这中硬涂层来防止或者抵抗磨损、刮擦和损伤，那么铸造的眼镜透镜的光学质量可能是更加容易退化成朦胧并且不清晰的图像质量。

这种抗磨损涂层的另一个例子被公开于第5,049,321号美国专利中。这个专利公开了涂层成分基本上由至少具有三酰化功能的反应物、光注入以及与氧发生反应的阻聚剂成分。在将这种以可紫外线固化的液体形式的涂层成分施加到模具上之后，涂层在含氧环境中经过紫外线辐射，从而涂层成分被固化到半固化状态。然后，当铸造和固化镜片时，允许单体硬化并且与涂层/透镜界面上的丙烯酸脂组发生反应，从而涂层的透镜被从具有粘到其上的抗磨损涂层的模具上移除，所述抗磨损涂层作为透镜的光学表面的表面的一体成形的部分。在铸造透镜上形成抗磨损涂层的其他类似技术被公开在第4,338,269号和第4,758,448号美国专利中。

虽然没有必要，但是使用这种在透镜形成表面上的抗磨损涂层制造的成品，本领域技术人员知道消费者是优选这种成品，并且也知道其允许操作者更容易地在其间分离模具和透镜铸件。到后来，抗磨损涂层可以被应用到模具的透镜形成表面上，通过使用相同于或者类似于在2002年2月12日提交的、题目为“将涂层应用到光学表面上的方法”的、第10/075,637号美国专利申请中所公开的方法。本领域公知的可选的模具的处理方法包括喷雾涂层、浸渍涂层、刷涂、浇涂涂层、旋转涂层等。

优选的方法包括使用光固化来固化，虽然可以结合光或者选择光来考虑其他的固化方法。例如UV辐射的光固化的一个主要优点是塑料模具不会到达它们可能融化、变形或者延伸的温度，这在采用热辐射固化时可能发生。例如在第4,919,850；5,524,419；5,804,107；5,981,618；6,103,148和6,241,505号美国专利中教导了UV固化方法。

在单体被固化到变硬之后，操作者将固化的透镜从模腔中移出来。可以考虑到本发明的塑料成分具有一次使用期(one-use life)。即，如果在将透镜从模腔中移出的过程中模具破裂或者被打破，那么模具可以被扔掉，这是没有问题的。实际上，打破模具可以辅助将固化的透镜从模腔60中分离出来，因为模具比固化的透镜更加易碎，因而透镜也不会碎。本领域的技术人员也知道，采用抗磨损涂层来处理透镜形成表面将辅助将透镜从模具中分离出来，也提供了具有保护的抗刮擦屏障的透镜，所述抗磨损涂层例如是在第10/712,714和5,049,321号美国专利中公开的成分。本领域技术人员还知道本发明的塑料模具在他们的使用期结束之前可以不止一次被用来铸造。

例子

通过参照下面的例子还可以理解本发明。在这些例子中所使用的SR340是单官能基的单体2-聚甲基丙烯酸甲酯；SR506是丙烯酸异冰片酯；SR150是乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯；Ebecryl1039是氨基甲酸酯丙烯酸酯；Ebecryl810是聚酯季戊四醇四丙稀酸酯(polyester tetraacrylate)；CN131是低粘性芳基二乙二醇单丙烯酸酯(aromatic monoacrylate)齐聚物；并且SR203是甲基丙烯酸四氢糠醛酯单官能基的环状单体。下面的所有数字都是某些部分。透镜在两个丙烯酸树脂模具之间被固化。固化时间是5分钟(除了100％SR203配方之外，该配方要固化30分钟)。配方被光固化。

例子1-3：透镜形成反应

这些例子显示出，如何采用非侵蚀(non-aggressive)成分稀释侵蚀配方成分来改变模具配方反应。

例子1

例子1的模具由非涂层丙烯酸形成。从表1中可以看出，使用包含比侵蚀成分(SR340)多的小侵蚀成分(SR150)的混合物导致更少的透镜损害。透镜损害意味着透镜注定是光学上不可接受的。观察透镜损害的一种类型就是脱模之后，模具的一部分被粘在透镜上。

                      表1

配方	1	2	3	4	5	6	7
								SR150	100	90	85	80	70	50	0
SR340	0	10	15	20	30	50	100
								光引发剂	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35
透镜损害	没有	没有	没有	没有	有(极少)	有(轻)	有(重)

例子2

例子2的模具由非涂层丙烯酸形成。从表2中可以看出，使用包含比侵蚀成分(CN131)多的小侵蚀成分(SR150)的混合物具有更少的透镜损害。

                       表2

配方	1	2	3	4	5	6	7
								SR150	100	90	85	80	70	50	0
CN131	0	10	15	20	30	50	100
								光引发剂	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35
透镜损害	没有	没有	没有	没有	有(极少)	有(轻)	有(重)

例子3

例子3的模具由非涂层丙烯酸形成。从表3中可以看出，使用包含比侵蚀成分(SR203)多的小侵蚀成分(SR150)的混合物具有更少的透镜损害。

                            表3

配方	1	2	3	4	5	6	7
								SR150	100	90	85	80	70	50	0
SR203	0	10	15	20	30	50	100
								光引发剂	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35
透镜损害	没有	没有	没有	没有	有(极少)	有(轻)	有(重)

例子4-6

下面的例子4-6显示了在固化各种透镜材料时的温度的影响。可以看出，固化温度增加到50℃可以导致损害透镜，并且有时被损害成混浊不清的透镜。

例子4

例子4中的模具由非涂层的丙烯酸形成。从表4中可以看出，铸造透镜时使用较高的温度将导致更多的透镜和/或模具损害和朦胧形态。

                     表4

配方	1	2	3	4	5	6
							温度	室温	50℃	室温	50℃	室温	50℃
SR150	100	100	80	80	50	50
							SR340	0	0	20	20	50	50
光引发剂	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35
							透镜损害/朦胧	没有/没有	没有/没有	没有/没有	有/有	没有/没有	有/有

例子5

例子5中的模具由非涂层的丙烯酸形成。从表5中可以看出，铸造透镜时使用较高的温度将导致更多的透镜和/或模具损害和朦胧形态。

                           表5

配方	1	2	3	4	5	6
							温度	室温	50℃	室温	50℃	室温	50℃
SR150	100	100	80	80	50	50
							CN131	0	0	20	20	50	50
光引发剂	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35
							透镜损害/朦胧	没有/没有	没有/没有	没有/没有	有/没有	有/没有	有/有

例子6

例子6中的模具由非涂层的丙烯酸形成。从表6中可以看出，铸造透镜时使用较高的温度将导致更多的透镜和/或模具损害和朦胧形态。

                          表6

配方	1	2	3	4	5	6
							温度	室温	50℃	室温	50℃	室温	50℃
SR150	100	100	80	80	50	50
							SR203	0	0	20	20	50	50
光引发剂	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35
							透镜损害/朦胧	没有/没有	没有/没有	没有/没有	有/有	没有/没有	有/有

例子7

例子7中的模具由丙烯酸形成。从表7中可以看出涂层模具和非涂层模具比较的透镜损害。表7中显示除了在用配方填充之前以及随后的固化时涂覆模具的潜在好处。

                   表7

配方	1	1	2	2
					模具涂层	没有	有	没有	有
温度	室温	室温	50℃	50℃
					SR150	0	0	80	80
SR340	100	100	20	20
					光引发剂	0.35	0.35	0.35	0.35
损害/朦胧	有/没有	没有/没有	有/有	没有/没有

例子8-10

例子8-10提供了由各种聚合物制造的模具的模具成分的相互作用数据。从例子中可以确定下列信息：首先，不同的模具材料反应不同。此外，合适地涂层模具可以帮助防止模具和透镜配方的相互作用，并且还有一个优点时最小化了在固化之前透镜配方接触模具的时间。在固化之前和在固化过程中，模具和透镜配方温度越低，越很少可能发生模具配方的相互作用。最后，在合适的情况下，不用预涂层模具，就能够固化和成功地分离模具和配方。(对于表8，9，10来说，只列出了检验材料。在这些例子中的剩余配方由SR-150和一种或多种光引发剂成分。在例子8-10中，“No”如同在例子1中代表没有透镜损害，“Yes”代表观察到了透镜损害。)

例子8

例子8显示了使用丙烯酸模具，在透镜制造过程中的温度和时间因素。

                        表8

例子9

例子9显示了使用聚苯乙烯模具，在透镜制造过程中的温度和时间因素。

                       表9

例子10

例子10显示了使用聚碳酸酯模具，在透镜制造过程中的温度和时间因素。

               表9

^*在夹持周期过程中，作用到非涂层侧使它泄露。涂层侧呈现出没有明显的作用。

虽然已经参照它的一些实施方式的具体细节描述了本发明，但是这些细节不应该被当作对本发明的范围的限制，除此之外，它们所达到的范围被包含在随附的权利要求中。

Claims (17)

1.一种用来形成光学透镜的铸造装置，所述铸造装置包括：

具有内周的环；

多个前模具，每个前模具由塑料形成并且具有透镜形成表面，所述前模具构成为形成多个具有不同有效直径的透镜；以及

后模具，所述后模具由塑料形成并且具有透镜形成表面；

其中，所述后模具被构成为与所述多个前模具中的每一个配对，用来形成具有不同有效直径的多个透镜；并且所述前和后模具的透镜形成表面以及环形成了模腔，所述模腔具有可形成于其中的透镜的所需尺寸。

2.根据权利要求1所述的用来形成光学透镜的铸造装置，其中所述前模具的有效直径小于100毫米。

3.根据权利要求1所述的用来形成光学透镜的铸造装置，其中所述前模具的有效直径大于30毫米。

4.根据权利要求1所述的用来形成光学透镜的铸造装置，其中所述塑料选自由聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚脂、聚酰胺、醋酸-丁酸纤维素及其组合所构成的组。

5.根据权利要求1所述的用来形成光学透镜的铸造装置，其中至少所述前模具或者所述后模具的透镜形成表面采用一种成分被涂层，当透镜形成在模腔中时，所述成分在原处被转移到透镜上。

6.一种铸造装置，包括：

a.具有内周的环；

b.多个前模具，每个前模具由塑料形成并且具有透镜形成表面，并且所述前模具提供了围绕所述透镜形成表面的边缘和基座，所述边缘的尺寸可互补地接收在所述环的所述内周的一部分中，所述基座具有大于所述内周的尺寸；以及

c.后模具，由塑料形成并且具有透镜形成表面，所述后模具构成为与所述多个前模具中的每一个配对，一个轮缘围绕所述透镜形成表面，所述轮缘的尺寸可互补地接收在所述环的内周的一部分中，和凸缘具有大于所述内周的尺寸；

其中，当每个所述前模具的所述边缘和所述后模具的所述轮缘被构成为由所述环接收时，所述前和后模具的透镜形成表面以及所述环形成模腔，所述模腔具有在其中可成形的所需透镜的尺寸；以及

其中所述多个前模具构造成形成不同有效直径的透镜。

7.根据权利要求6所述的铸造装置，其中所述环包括塑料。

8.根据权利要求6所述的铸造装置，其中所述环还形成了进料孔和排气孔，且穿过这两个孔而与所述模腔流体连通。

9.根据权利要8所述的铸造装置，其中，当所述前和后模具被设置为竖直时，所述排气孔基本上位于顶部中心。

10.根据权利要求8所述的铸造装置，其中所述模腔在平面视图上是圆形，并且所述进料孔偏离所述排气孔大约15到90度之间。

11.根据权利要求7所述的铸造装置，其中，所述环具有相对的端，其中所述前模具的基座具有平坦的接触表面，并且其中当所述模腔被形成时，所述接触表面和所述环的一端邻接。

12.根据权利要求11所述的铸造装置，其中，所述前模具的透镜形成表面是凹入的并且形成了一个最低点，其中所述最低点与由所述基座的接触表面形成的平面相切。

13.根据权利要求12所述的铸造装置，其中，所述后模具的所述凸缘具有一个是平面的接合表面，并且其中当所述模腔被形成时，所述接合表面和所述环的一端邻接。

14.根据权利要求13所述的铸造装置，其中所述后模具的透镜形成表面具有顶点，从而正切于所述顶点的平面基本上与由接合表面形成的平面平行并且间隔开，正切于所述顶点的平面和由所述接合表面形成的平面之间的距离是后模具顶点高度。

15.根据权利要求14所述的铸造装置，其中所述环的端由环高间隔开，所述环高是所述后模具顶点高度和模腔的所需中心厚度的和。

16.根据权利要求13所述的铸造装置，其中所述前模具的透镜形成表面还包括多个突出部，每个突出部位于临近所述边缘之处，所述突出部的高度对应于模腔的所需边缘厚度。

17.根据权利要求6所述的铸造装置，其中所述前模具可相对于所述后模具旋转，从而两个模具互相之间位于多个选定的旋转方位中的一个位置，因此当各个前和后模具的透镜形成表面具有非对称曲率时，用来改变模腔的特性。

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