CN101354446A - 可编程润湿控制器 - Google Patents

Abstract

本发明的名称是“可编程润湿控制器”。一种用于对镜片进行润湿和涂层的装置包括具有清洗或涂层溶液的箱以及用于顺序地相对彼此移动透镜和溶液以便润湿透镜的处理系统。主控制模块耦合到处理系统，并配置成执行润湿分布。润湿分布移动透镜以便获得大体恒定透镜表面润湿速度，使得透镜涂层具有更均匀厚度。根据一种方法，在液池中润湿透镜。将透镜放入处理系统，该系统按照润湿分布相对于浴池来移动透镜。润湿分布基于相对溶液表面的增量垂直透镜表面斜率。

Description

可编程润湿控制器

技术领域

本发明一般涉及光学涂层(coating)系统，特别是涉及光学透镜涂层的自动化表面润湿(wetting)及质量控制的系统和方法。

背景技术

用于眼镜、墨镜、相机、望远镜等对于几何形状和模具复制(moldreplication)不断要求极高的标准。这些透镜用耐久光学等级塑料(opticalgrade plastic)塑造成，并且通常涂敷了涂层以便增加透镜的适用性和耐久性。例如，一般将抗擦伤涂层、有色(tint)、偏振涂层和激光保护涂层涂敷到光学透镜。可将这些光学透镜涂层作为液体直接涂敷到透镜表面。

但是，液体透镜涂层以许多因素为条件，它们可影响透镜涂层的质量、最终影响光学透镜的质量。在涂层过程中产生的灰尘、涂层厚度和均匀性或者其它类似涂层瑕疵的问题并非不常见。此外，新涂层透镜的过度处理以及涂层步骤之间的不一致时序可导致附加涂层裂纹和成品透镜的其它不一致性。

在检测到涂层均匀性的变化时，甚至在整体涂层质量变成超出可接受公差之前，产生另一个问题，。涂层透镜的整个过程可涉及若干涂层步骤，并且之后可跟随固化和检验过程。固化过程允许透镜涂层在最终涂层步骤之后凝固。但是，固化过程所需的时间使得在其它透镜正进行干燥的同时新透镜必须不断地正在处理过程中。在检验了有裂纹透镜之后，成品透镜的任何所检测缺陷可能延续到经过涂层的透镜。

另外，涂层过程中的条件可随时间逐渐偏离容限。在缺陷变成超出公差之前检测缺陷的能力要求在缺陷发展时分析缺陷趋势。现有技术系统一般是要求操作员采取肯定步骤来调整涂层过程中的参数的开环回路(open loop)。甚至在短时间段，小缺陷在未经检查时可导致大问题。甚至在涂层过程正常操作时，污染或模塑(molding)缺陷可导致有缺陷产品。

1992年11月18日授予Peralta等人的美国专利No.5164228(以下称作Peralta)尝试解决这些问题的一部分。具体来说，Peralta公开了一种用于对塑料镜片(ophthalmic lens)进行旋涂的自动化系统。但是，Peralta没有提供基于涂层过程中的裂纹的自动化检验、反馈或者根据发现的涂层裂纹自动调整涂层步骤之间的时序。另外，Peralta主要集中于结合用以塑造透镜的冷流道或浇铸道对透镜进行索引和跟踪。

所需的是用于对透镜涂层的系统，其中可调节和控制涂层过程的各步骤。优选地，这个系统是自动化的，并且允许通过自动化过程来校正缺陷。

发明内容

本原理针对用于光学透镜涂层的自动化润湿及质量控制的系统和方法。

提供用于控制光学透镜的润湿和所得涂层的处理及检验的系统和方法。操作者将一个或多个透镜放入保持于符合润湿分布(profile)的被监测浸渍槽的一个或多个液体中，其中润湿分布指明浸入加速度和/或速度、透镜从液体取出的加速度和/或速度、透镜在液体中的保持时间以及各液体的温度和/或其它属性。

检验系统可用来确定透镜涂层中是否发生裂纹、瑕疵或其它不规则性，并且反馈系统可用来改变后续透镜的润湿分布以便校正透镜涂层中的裂纹。反馈系统还可跟踪各透镜，其中，浸渍协议(protocal)被改变，并且在校正透镜涂层中的裂纹时对润湿分布实现变更。

透镜的润湿可通过单独将各透镜或透镜集合放入多个浸渍箱(tank)的每个中、或者通过升高各箱以覆盖(cover)相对浸渍箱保持固定的透镜来实现。在使透镜进入浸渍箱的容积(volume)时，各浸渍箱可充满液体。备选地，浸渍箱在将透镜放入浸渍箱之后可以是空的，并被注满然后再排空，以便实现透镜的预期润湿。

附图说明

在仔细阅读了结合附图对说明性实施例进行的详细说明之后，将会更全面地了解本原理的优点、性质和各种其它特征，附图包括：

图1a是具有高表面曲率的透镜的截面图。

图1b是具有低表面曲率的透镜的截面图。

图1c是透镜的放大截面图，示出透镜的变化垂直表面积(surfacearea)。

图2是用于控制润湿过程的方法的一个说明性实施例的框图。

图3是根据本原理的自动化润湿系统的一个说明性实施例的框图。

图4是根据本原理的自动化润湿系统的一个说明性实施例的框图。

图5是根据本原理的自动化润湿系统的一个说明性实施例的框图。

应当理解，附图是为了说明本原理的概念，而不一定是用于说明本原理的唯一可能的配置。

具体实施方式

本原理针对用于通过光学透镜涂层的润湿及质量控制的自动化涂层的系统和方法。此外，系统提供闭环反馈来迅速和自动地对缺陷作出响应，而无论它们产生于模塑问题还是涂层问题。因此，因模塑过程中的污染引起的问题可在它们影响涂层之前被识别。

大家要理解，虽然根据用于对光学透镜涂层的系统来描述本原理，但是，本原理的范围更为广泛并包括任何润湿系统。根据光学涂层来描述本原理，但是，本原理的概念可扩展到其它涂层系统。

应当理解，附图所示的元件可通过各种形式的硬件、软件或者它们的组合来实现。各元件可通过硬件和可运行于一个或多个适当编程的通用计算装置的软件的任何组合来实现。一般计算装置可包括任何已知或者尚未发现的处理器、存储器或输入/输出接口的任何组合。

附图所示的各种元件的功能可通过使用专用硬件以及使用与适当软件结合的、能够运行软件的硬件来提供。在由处理器或元件提供时，这些功能可由单个专用处理器、单个共享处理器或者其中一部分可共享的多个独立处理器来提供。另外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当理解为专指能够运行软件的硬件，而是非限制性地可隐含地包括数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)和非易失性存储装置。

还可包括常规和/或定制的其它硬件。类似地，附图所示的任何元件只是概念上的。可通过操作程序逻辑、专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互或者甚至人工来执行其功能，从上下文中更具体地理解，特定技术是实现者可选择的。

在其权利要求中，表示为用于执行指定功能的部件的任何元件意在包含执行那个功能的任何方式，例如包括但不限于：执行那个功能的电路元件的组合；或者任何形式的软件，因此包括固件、微码等，与适当电路结合以便运行执行该功能的软件。这类权利要求所定义的本原理在于以下事实：以权利要求书所要求的方式来结合和集中各种所述部件所提供的功能性。可提供那些功能性的任何部件与本文所示的等效。

当前描述说明本原理。因此，大家会理解，虽然本文中没有进行明确描述或说明，但是本领域的技术人员能够设计各种配置，这些方案体现了本原理，并且包含在它的精神和范围之内。

本文所述的所有示例和条件语言意在帮助读者理解本原理和由本发明人提出以便促进现有技术的概念，并且将理解为不是对这类具体所述示例和条件的限制。

另外，本文中描述本原理的原理、方面和实施例的所有陈述及其具体示例意在包含其结构和功能的等效方案。此外，这类等效方案可包括当前已知的等效方案以及尚未发展的等效方案，包括将来开发的执行相同功能的任何元件，而与结构无关。

另外，对透镜、透镜涂层、浸渍箱或其它模块、步骤或装置的任何提法意在包括单数和复数，例如，其中，透镜的提法可包括安装在透镜支架或支座中的多个透镜、或者共同塑造成单个组件或片(piece)的多个透镜，并使多个透镜能够作为一个部分来处理。

现在具体参照附图，附图中，相似的参考标号标识若干视图中的相似或相同元件；首先参照图1a，示出相对大小具有较长表面曲率的说明性透镜32的截面图。

如图1a所示，透镜32可具有前表面(front surface)34，它具有远比图1b中具有较小曲率68的透镜62更大的垂直表面长度38或表面积。因此，虽然透镜的垂直速度总体上可保持恒定，但是，各表面相对液体表面的相对垂直速度可按照特定透镜的几何形状来改变。图1b示出在透镜62的前表面64上具有少得多的曲率的透镜。因此，前表面64的垂直表面长度比图1a所示的透镜32的前表面34更短，并且每个垂直单位长度更均匀。

在沿垂直轴将透镜浸入或退出液体时，某个表面、如图1a所示透镜的前表面34、液体表面和透镜表面的界面将比图1b的具有更小曲率60的透镜的表面之间的界面更迅速地改变。

在将透镜退出液体的情况下，无论是处理剂(primer)、浴液(bath)、涂层还是其它润湿物质，透镜退出的速度对于所得涂层质量至关重要。理想地，退出速度可作为透镜的表面形状的函数来改变。液池的表面张力、粘度、粘合性、化学构造和任何其它属性可影响液体从透镜的各个表面流走的方式。结合各透镜的表面几何形状，过快地从液池中退出透镜可能导致透镜的涂层和/或表面的裂缝(run)、波纹(ripple)、流挂(sagging)、过厚涂层面积、薄或干面积或者其它不希望的瑕疵和裂纹。此外，透镜表面上的特征、如双焦附件(bifocal adds)等可影响该薄片或者不同透镜表面上过度液体的流走。应当注意，各种表面曲率、表面特征和浴液液体属性共同工作，以便提供各组合或属性的唯一润湿分布。

例如，在从液池中移走具有高曲率的透镜的情况下，粘附于前表面34的上部的液体可能比粘附于透镜前表面34的底部的液体更缓慢地流走。这可产生需要更长时间完全固化在透镜前表面34的顶部的更厚涂层以及更快地固化在底部的更薄涂层。另外，透镜顶部的更厚涂层可允许过量液体流到透镜的底部，从而导致流挂等。在从液池中退出透镜时可发生的另一个问题在于，可通过一种速度使透镜退出透镜，该速度使得过量液体不会排放到透镜的边缘，而是在透镜中部形成小液滴。这种从透镜中部的滴落可导致在涂层中出现更厚的斑点。

因此，透镜表面和润湿液体表面的界面的控制可有利地得到控制，以便减少润湿过程中的裂纹。例如，例如图1a所示、具有高曲率的透镜32可在透镜的顶部从液体中浮现时更缓慢地退出润湿液体，而在透镜的底部离开液体时更迅速地退出。垂直离开速度的这种变化可有利地允许粘附于透镜32的顶部的任何液体排出透镜而进入液体本身，而不是流过透镜的更迅速干燥的底部，从而阻止流挂或其它涂层裂纹。此外，作为另一个示例，透镜32可使透镜的底部更缓慢地移开，以便防止小液滴从透镜的视区(field)而不是从边缘落下。实际润湿分布当然取决于特定透镜和/或液体润湿剂的属性和预期结果。

图1c示出高曲面透镜30的一部分的放大视图80。在通过均匀垂直距离82A-82D的部分来考虑透镜时，可以清楚地看到，透镜前表面34的垂直表面长度84A-84D将会改变。具体来说，可以看到，对于透镜的各段(segment)82A-82D，根据透镜表面34的几何形状，前表面34将在垂直方向上具有更大长度。对于均匀弯曲透镜表面，垂直方向上的垂直表面积或表面长度可以是部分(section)84A-84D相对于部分本身82A-82D的表面长度的正切函数。例如，部分82A的垂直长度84A明显地比部分82D的垂直长度84D更短。这是由于透镜在部分82D中的表面与(from)垂直方向具有比例如部分82A的垂直长度84A更大的平均角。透镜涂层领域的技术人员会知道，随着给定透镜大小的部分的数量增加，各部分的大小减小，而随着部分的数量接近无穷大，各部分的正切的偏差下降为零，并且所有透镜部分的近似表面长度之和接近透镜的实际表面。使用这类近似，可生成润湿分布，其中润湿装置分立地或者相对于其它透镜部分来处理各透镜部分。

在另一个示例中，可认为部分82A-82D的高度是单位长度。对于透镜84A-84D的各曲面部分，可在下边界上指定一个角度，它表示部分84D离开垂直单位长度82D倾斜的程度。虽然表面84D是弯曲的，但可为各部分指定正切线或平均角(α)。角的余弦表示单位长度对曲面部分长度的比率、如82D/84D，它是小于一的值。对于垂直透镜部分的单位速度，假定对透镜浸入和退出速度标准化。单位速度可与该比率相乘，以便给出在角度和曲面部分长度84D增加时成比例更慢的速度。例如，单位速度×82D/84D或者单位速度×cosα。这样一种公式可表示润湿分布的基础，其中有选择地添加调整和加权以改进涂层均匀性。例如，浇铸道(闸道(gate))接触透镜周围的部分可能需要慢得多的速度，以便阻止溅射或其它缺陷。类似地，包含直顶(straight top)双焦点的突出物(ledge)的部分可能需要慢得多的速度，以便允许涂层粘着地从突出物流走。检验步骤可配置成根据段、即84B或84D来识别缺陷，其中则可单独为那个部分规定校正速度。通过将变化仅限制到具有可识别缺陷的部分，这可防止一个校正动作负面影响其它部分。

以下称作“界面”的、表面或润湿溶液接触透镜表面的界面的控制是确保均匀和无缺陷光学透镜润湿的关键。优选地，可采用以可控速率沿透镜表面34移动的表面润湿溶液来润湿透镜。但是，在某些实施例中，可在垂直方向上将透镜移入或移出润湿溶液，因此，透镜的垂直移动速度可有利地调整成向透镜表面界面提供以预期速度沿透镜表面移动的润湿溶液表面。因此，透镜移入或移出润湿溶液的垂直速度可作为透镜表面几何形状的函数来改变。在一个有用实施例中，基本润湿分布可以是液体透镜界面以线性速度移过透镜表面的情况。透镜上的这种线性速度可包括垂直移动，它可改变以便引起透镜面(face)上的透镜液体界面的恒定移动速率。

理想地，为了实现曲面透镜表面上的线性界面速度，垂直速度将随透镜接触该界面的角度而改变。透镜表面更远离垂直的更大角度一般要求更慢的移动，对于瞬时透镜角度或者界面接触透镜表面的透镜角度更接近垂直的更浅角度(shallow angles)，将需要更高的垂直速度。例如，为了实现线性界面移动，当界面处于透镜的上部和下部时，可将透镜更缓慢地浸入润湿溶液，而在界面处于透镜中心部分时，更迅速地浸入。因此，界面将具有更多时间在透镜的上部和下部的更大垂直表面积上移动，而具有更少时间在透镜的中心部分的更短垂直表面积上移动。

此外，可在任何部分对于控制透镜的垂直移动速度的函数进行加权，以便控制可影响润湿过程的条件。例如，在一个有用实施例中，润湿分布可具有说明重力的校正因子，其中透镜的顶部比透镜的底部更快或更慢地通过液体透镜界面。在这样一种情况下，润湿溶液可倾向于集中于更扁平的透镜上部，从而使润湿溶液从透镜上部比从透镜下部更缓慢地流走。备选地，润湿溶液可具有润湿溶液从透镜的上部流到透镜的下部的粘度，有效地在更长时间段润湿透镜的下部。透镜上的液体界面的接触时间和消长(ebb and flow)可影响涂层厚度和质量。

备选地，可通过几何函数对均匀润湿透镜的基本函数加权，基本函数又可取决于垂直部分透镜表面长度。基本函数还可根据三角函数或者任何其它有用函数来修改，例如相对于垂直方向的瞬时透镜表面角度的函数。

在图2中，示出根据本原理、用于控制透镜100的润湿的方法(以下称作“该方法”)的系统的说明性实施例的框图。

在方法100中，在框110，在透镜接收过程中接收透镜。具体来说，在框112从模塑接收透镜时，透镜进入方法100。透镜通常在加热的喷射模塑环境中塑造，并在移开模型之后保留部分余热。在一个有用实施例中，透镜将在清洁室内环境下从模型中移开或脱模，其中可密切控制颗粒物质(particulate matter)。在另一个有用实施例中，透镜可保持某个时间，以便允许组成透镜的塑料树酯的冷却和最终硬化。此外，这个保持时间可改变，以便利用透镜中的余热，其中可将涂层更有效地涂敷到更热或更凉的透镜表面。在脱模之后，除了来自模塑过程的余热之外，透镜还可保留在模塑过程中产生的静电荷。在具体的有用实施例中，上述保持时间包括透镜的润湿分布的一部分，并且可以是各透镜分布、透镜系列、透镜系列的分部等特定的。在某些情况下，可能希望在脱模之后极短时间首先将透镜与处理剂接触。一旦脱模，聚碳酸酯透镜开始吸收水分。由于处理剂对于干燥透镜的性能更好，所以快速预先准备那些透镜是有利的。更好的粘附允许处理剂浓度下降，即更稀。稀释处理剂更易于加工(work with)，并且提供更好的涂层结果。更低的处理剂浓度还可减少可能的污染源。此外，减少到达处理剂的时间改进循环时间。

然后，在框114，将透镜传递到移动机构。这种传递的一个有用实施例可包括保持、悬挂或夹住特意构建的透镜支座并使用透镜支座来操纵透镜的一个或多个机械臂等。透镜支座可有利地是在透镜模塑过程中形成的集成模塑塑料浇铸道或冷流道。在一个备选实施例中，可由操作员手动将多个透镜放置在移动机构上。

另外，应当理解，具体在框114、122和124的传递步骤的任何一个可包括设计成调节透镜温度、涂层的干燥时间、透镜浸入和离开浸渍箱的速度、透镜在箱中的浸入时间等的动作。例如，在一个有用实施例中，在框114，透镜可在传递期间由移动机构保持某个时间，以便允许透镜冷却到有利的温度。备选地，在另一个有用实施例中，在框114将透镜传递到移动机构时，透镜可保持在最佳温度，同时通过透镜涂层系统来处理先前的透镜。

然后，在框120，可将透镜传递给涂层过程。最初，在涂层控制框120，在框121，将透镜浸入第一箱。在一些情况下，第一箱可包含清洗溶液(cleaning solution)。在一个优选实施例中，第一箱可包含有利地采取液体形式的处理剂，在框121将透镜浸入其中。备选地，另一个有用实施例将是第一箱包含用于准备进行涂层的透镜表面的第一透镜涂层等。在又一个有用实施例中，通过适当选择溶液和温度，透镜在模塑过程之后所保留的任何静电荷或余热可在第一浴液中耗散。

然后，在框122，将透镜传递到第二箱，在框123浸入第二箱，在框124传递到第三箱，并在框125浸入第三箱。应当理解，箱的数量和顺序用于进行说明，并且技术人员会知道，对于特定涂层过程可以需要更多或更少数量的浸渍箱。

在一个特别有用的实施例中，第二箱可包含待涂敷到透镜的涂层。例如，透镜涂层可以是有色、抗擦伤涂层、抗反射涂层、滤光(filter)涂层或者任何其它有用涂层或浴液。

在另一个有用实施例中，第三箱可包含用于抛光(finish)先前箱的任一个中涂敷的涂层的溶剂或其它浴液。例如，该箱可包含用于稀释或去除过量涂层的溶剂，并且可用于修改先前涂敷的任何涂层。

备选地，第三箱可包括先前涂敷涂层的固定剂或密封剂。在又一个有用实施例中，可将透镜浸入包含涂料(varnish)或密封剂的第三箱，它们可充当先前涂敷的有色或滤光涂层的抗擦伤涂层。

此外，在框122和124中在箱之间传递透镜时，透镜可保持某个时间，以便帮助涂层步骤之后的涂层流走和干燥。另外，涂层箱之间的传递可以只通过由单个操作者将透镜移动到适当涂层箱来实现，或者可将透镜传递到关联特定涂层箱的独立操作者。

然后，在框130，透镜进入固化和检验过程。在框130的固化和检验过程中，在框132，将透镜从移动机构移开，并在框134发送到固化区域。在一个特别有用的实施例中，操作者可将透镜直接放置在架子上以便进行最终固化，或者将透镜放置在独立机构上以便传送到固化区域。备选地，另一个有用实施例可包括用户手动将透镜从移动机构移开并将透镜放入固化区域。

优选地，将透镜保持在具有高清洁度的区域中、例如具有极少可能在固化之前粘附于涂层的、可损坏成品涂层的空气传播颗粒物质的清洁室内环境等中进行固化。

此外，在框134将透镜发送到固化区域时，可将透镜保持在固化区域某个时间，这个时间足以使任何先前涂敷的涂层干燥到可接受水平。

在框134将透镜发送到固化区域之后，在框136检验透镜。在一个有用实施例中，使检验过程自动化，其中具有能够检测和分类一系列缺陷的检验模块。备选地，另一个有用实施例可包括检验过程，在其中让用户检验成品透镜以确定是否在涂层过程中出现了任何缺陷。

此外，框136的透镜检验可包括检验不仅产生于涂层过程、而且产生于透镜形成和涂层过程的任何部分的透镜的缺陷。例如，框136的透镜检验可包括确定任何缺陷是否由于模塑过程、处理过程、涂层过程、固化过程等引起的。

在框136检验透镜之后，在框138确定任何缺陷。在框136确定缺陷的步骤可包括确定哪些缺陷(若有的话)可归因于涂层过程，而哪些可归因于与涂层过程无关的整个过程的因素或步骤。然后，在框126向控制系统报告归因于涂层系统的任何缺陷，供后续透镜涂层步骤中进行考虑。

然后，在框120，可调整框120的涂层过程的时序(timing)。在一个有用实施例中，用于涂层过程的时序方案可修改成适应或校正已经出现的任何缺陷。框127的时序调整可以是对控制透镜100的浸渍涂层的方法的任何可控参数的调整。

现在参照图3，提供自动化浸渍涂层系统200(以下称作“系统”)的一个说明性实施例的框图。系统200可包括至少一个自动化润湿机构模块210，它本身可由润湿机构控制系统模块214和至少一个操纵模块212组成。

在一个优选实施例中，操纵模块212可配置成接受透镜布置，其中多个透镜附连到单个浇铸道、整体模塑挂环(hanger tab)、透镜支座、其它透镜处理装置，它们的任一个可整体塑造到透镜，或者单独且再可用于多遍通过系统200。在一个有用实施例中，操纵模块212可配置成接受整体模塑透镜悬挂器(hanger)，它确定尺寸以便允许有利地处理具有附连透镜的冷流道，而没有干扰透镜本身。另外，操纵模块212可在整个涂层过程中保持一个透镜，其中，单个操纵模块212将透镜浸入各箱222a-222c，并在将透镜移动到固化系统模块236之前，在箱之间传递透镜。在一个备选实施例中，多个操纵模块212可单独作用于多个透镜，根据需要分别浸渍涂层和传递透镜。技术人员会知道，可通过在透镜被处理时对其时序特性进行极小变更，将附加操纵模块212加入系统200。此外，通过在任何给时间使用多个操纵模块212，并且各操纵模块212在整个涂层过程中操纵一个透镜，附加操纵模块可有利且轻松地包含在系统200中以便用于增加的通过量(throughputvolume)。

但是，在一个备选但同样有用的实施例中，各箱222a-222c可具有与该箱关联的一个或多个操纵模块212，其中对于各浸渍步骤在浸渍操纵模块212之间传递各透镜。在这样一种布置中，各浸渍箱222a-222c可具有一个或多个浸渍操纵模块，它们在将透镜传递给关联另一个浸渍箱222a-222c的另一个操纵模块之前，仅将透镜浸入特定浸渍箱222a-222c中。

移动机构控制系统模块214可以电连接到操纵模块212，并且可配置成控制操纵模块212使透镜浸入和离开浸渍箱222a-222c的任一个速度、浸渍箱之间的保持时间等。

系统200还可包括箱模块220，它又可由一个或多个浸渍箱222a-222c以及关联各浸渍箱222a-222c的一个或多个箱传感器/控制模块224a-224c组成。浸渍箱222a-222c可保持涂层透镜时有用的液体，例如有色抗擦伤涂层、处理剂、清洗剂、溶剂、中和溶液等。在一个特别有用的实施例中，浸渍箱模块220可由三个浸渍箱222a-222c组成，其中第一浸渍箱保持液体透镜涂层处理剂，第二浸渍箱222b保持透镜涂层溶液，以及第三浸渍箱222c保持溶剂。

操纵模块212接收透镜，并以可变速度将透镜浸入第一箱222a，使透镜在可变时间中完全或部分保持浸入浸渍箱中包含的液体，并以可变速度使透镜离开浸渍箱。此外，操纵模块212可在从箱中移开之后并在浸入另一个箱之前保持透镜。在一个有用实施例中，这个保持时间将允许任何过量涂层流走，并且允许指定干燥时间。然后，操纵模块212可将透镜浸入后续箱222b-222c，再次改变浸入速度、浸入时间、离开速度和箱之间的保持时间。

在一个特别有用的实施例中，可将具有可变色彩、例如在底部比在顶部更淡色彩的透镜极缓慢地浸入保持有色涂层的涂层箱222a-222c。在这样一种实施例中，色彩将以更大量生长于浸入箱中更长时间的透镜的部分，从而产生更深的有色涂层。结果将在先浸入浸渍箱222a-222c的透镜的部分更深的色彩，而在有色溶液中较少时间的透镜的部分更淡的色彩。

各浸渍箱222a-222c还可具有与其关联的传感器和控制模块224a-224c。在一个有利实施例中，传感器和控制模块224a-224c可配置成测量关联浸渍箱222a-222c的特性，并且还可配置成修改或控制这类特性。例如，传感器和控制模块224a-224c可配置成监测和调节浸渍箱222a-222c中包含的流体的温度、液位(fluid level)、流体循环、溶液浓度等。虽然上述示例是由传感器和控制模块224a-224c监测和调节的条件的优选实施例，但是，传感器和控制单元模块224a-224c不是只局限于监测和调节示范条件，因为浸渍箱222a-222c的任何条件或者其内容均可被监测、调节和调整。另外，传感器和控制模块224a-224c可配置成自动管理浸渍箱222a-222c的一个或多个条件或者自动管理其内容。系统200还可包括缺陷管理和校正模块230，它可由主控制和跟踪模块232、检验系统模块234和固化系统模块236组成。主控制和跟踪模块232可在通信上连接到润湿控制机构214、箱传感器和控制模块224a-224c、检验系统234以及固化系统模块236。在一个有用实施例中，检验系统234和固化系统模块236均可具有用于移动透镜的自动化传输系统。例如，操纵模块212可将透镜置于移动传送带上，或者将透镜传递给另一个操纵模块以便进行固化和后续检验。在另一个有用实施例中，在各浸渍箱222a-222c中润湿或浸入透镜之后，操纵模块212可将透镜移入固化系统模块236、在进行固化时被保持，然后移入检验系统234供检验。

固化系统模块236可配置成在透镜上的涂层充分硬化以便进行处理的同时来处理透镜，如以上对于框132和134所述。检验系统模块234可配置成自动处理完成了涂层过程的透镜的检验，接收来自其它检验装置或者来自手动检验透镜并报告任何缺陷的用户的输入。

主控制和跟踪模块可具有多个润湿分布，其中各润湿分布由有关涂层特定透镜的时序方案的数据组成。在一个有用实施例中，润湿分布可包括与透镜浸入和离开每个特定浸渍箱222a-222c的速度、透镜在各浸渍箱222a-222c中的浸入保持时间、各浸渍箱222a-222c中的透镜浸入之间的保持时间、例如温度和浸渍箱222a-222c溶液浓度等最佳环境因素、最佳固化时间、合乎需要的成品透镜特性等相关的数据。此外，另一个特别有用的实施例可以是主控制和跟踪模块232使用润湿分布控制自动化润湿机构模块210来使操纵器212的动作符合润湿分布的参数。另外，主控制和跟踪模块232可使用润湿分布来控制系统的其它方面，它们可包括但不限于通过传感器和控制模块224a-224c可控制的浸渍箱222a-222c中包含的流体的温度、系统200的一般环境条件等。

然后，主控制和跟踪模块232可使用检验系统234所收集的数据来识别与润湿系统200相关并由其产生的缺陷。然后，主控制和跟踪模块可检索指明校正任何缺陷或者任何可能的缺陷将要采取的校正措施的数据，并将那些校正措施应用于系统200的适当元件。主控制和跟踪模块232还可配置成实现一个或多个校正措施，以便消除具体发现的缺陷，并且可监测应用了校正措施的透镜，以便检验校正措施完全或正确地消除了缺陷。在一个优选实施例中，实现校正措施的步骤可包括修改润湿分布的元件来消除和防止缺陷。此外，如果所应用的校正措施加重了或者无法校正缺陷，则主控制和跟踪模块232可回退或倒退所应用的校正措施并应用单独的校正措施。因此，主控制和跟踪模块232可将关于缺陷的多个数据保存在存储器中，并依次应用适当的校正措施，以便消除一个或多个缺陷。校正措施的这种应用和检验可迭代应用，并且记录或分析结果以便生成新的校正措施或其它有用数据。

理想地，主控制和跟踪模块232可配置成更新和控制润湿控制机构模块214、浸渍箱传感器和控制模块224a-224c以及固化系统模块236。在一个有用实施例中，主控制和跟踪模块232可将从检验系统传递的、与透镜的缺陷有关的信息与润湿和固化过程中使用的时间参数相关。在一个优选实施例中，主控制和跟踪程序模块232进行的这类相关可用来确定缺陷是否超出公差，或者预测处于公差范围之内的缺陷的频率或数量是否正在增加、作为在将来某点变成超出公差的指示。

在一个优选实施例中，主控制和跟踪模块232可具有可能的类型的缺陷的多个定义以及用于校正或防止缺陷的指令集合，其中各指令与一个或多个缺陷定义相关，以及指令是在检测到缺陷时可执行的。这样，主控制和跟踪模块232可控制浸入和离开的速度、浸入之间的保持时间、总浸入时间、浸渍箱222a-222c的特性、固化系统模块236的环境特性等。

主控制和跟踪模块232还可有利地在检验系统模块234向主控制和跟踪模块232报告缺陷时更新润湿分布，或者主控制和跟踪模块232可根据系统200中基于缺陷的性质而发生的缺陷和环境变化来偏离(deviate from)润湿分布。

例如，检验系统模块234可检测经过系统200的透镜具有不断增加的厚保护涂层。即使在那个时间被检验的透镜具有落入可接受厚度范围之内的有色涂层，主控制和跟踪模块232可确定最后几个透镜具有不断增加的厚有色涂层，并调整与有色涂层厚度相关的润湿分布属性，以便防止发生其它缺陷。具体来说，在保护涂层的情况下，主控制和跟踪模块232可使润湿控制机构214、随后使操纵模块212使后续透镜浸入涂层更短时间段。备选地，主控制和跟踪模块232可增加透镜保持浸入溶剂浴液(solvent bath)中的时间，它剥落涂层/处理剂的部分，从而减小涂层厚度或者使处理剂层更均匀。主控制和跟踪模块232还可指示与涂层箱222b关联的箱传感器和控制单元224b升高或降低保持涂层溶液的浸渍箱222b的温度、降低溶液的粘度或粘附属性并使涂层在透镜上形成更薄的层。此外，通过以相似方式操纵过程中的步骤的每一个的时序和环境条件，可校正任何其它缺陷。

先前，涂层系统使用手动或半自动控制来改变垂直浸渍涂层速度。例如，为了增加浸渍或离开速度，臂的垂直速度将从3厘米/每秒改变为4厘米/每秒。如以上结合图1c所述，恒定臂速度产生变化液体透镜界面速度。本系统使用变化臂速度来获得大体恒定的液体透镜界面速度。由于系统已经基于不同透镜部分的不同速度，因此，可校正部分84B上的涂层瑕疵，而无需改变透镜的其它部分的润湿分布。

换言之，通过控制分立透镜部分的浸渍速度，臂速度变成依赖于透镜表面斜率和液体透镜界面速度。将这个方面统称为“润湿分布”。除了初始整体涂层一致性之外，增量速度控制允许与其它部分无关地调整透镜和涂层的部分。这个系统降低新的不相关缺陷随浸渍速度变化而产生的可能性。

备选地，主控制和跟踪模块232可有利地响应透镜、透镜系列、透镜几何形状、通过系统200的基线或基线的范围的变化而运行新的润湿分布。在另一个有用实施例中，润湿分布可具有不同透镜、不同透镜特征(feature)、不同透镜几何形状、不同基线和/或基线的不同范围特定的特定增量暴露分布(exposure profile)。主控制和跟踪模块232可响应来自系统200的其它元件、来自用户或者来自任何其它源、关于进入系统200的透镜已经改变的信号而发起润湿分布的变更。例如，主控制和跟踪模块232可响应不同透镜信号、不同透镜特征信号、不同透镜几何形状信号、不同基线信号或者指明基线的范围的变化的信号而修改或改变润湿分布。

另外，主控制和跟踪模块232可配置成通知外部系统、用户或其它所连接模块关于正发生与涂层和固化过程无关的缺陷，这将允许在透镜制作过程的其它部分中校正缺陷。在一个有用示例中，如果检验系统模块234检测到裂缝存在于许多成品透镜中，则检测系统模块234可向主控制和跟踪模块232传递缺陷的性质，其中，主控制和跟踪模块232可确定透镜中的裂缝是与涂层和固化过程无关的物理缺陷。然后，主控制和跟踪模块232可通知透镜生产线关于在透镜中正产生物理缺陷。

主控制和跟踪模块232还可在各透镜通过系统200时对其进行跟踪。通过各个箱来处理透镜、箱之间的传递和保持以及固化透镜涂层所需的时间使得新透镜在一个透镜通过整个系统200之前已经在进行中。在这种情况下，校正当前或预测缺陷所进行的任何调整不是立即可检验的。在一个有用实施例中，主控制和跟踪模块232可在通过系统200处理透镜时跟踪透镜，并且可将对于系统参数的时序或环境所进行的任何变更与对其发起变更的透镜中的缺陷相关或者没有变更。例如，在检验系统模块234确定一个透镜上的透镜有色涂层过厚，并且主控制和跟踪模块232确定应当进行时序变化，则主控制和跟踪模块232可跟踪正采用已改变时序方案来处理进入系统200的下一个透镜。因此，当检验采用备选时序方案所处理的透镜时，主控制和跟踪模块232可确定对于那个透镜所进行的时序变更在校正色彩厚度方面是否有效。这样，主控制和跟踪模块可随时间能够收集统计数据，以便将校正动作与校正缺陷相关，从而增加与各缺陷类型关联的校正动作的准确性。

现在参照图4，示出根据本原理的自动化润湿系统300的一个备选说明性实施例的框图。在这个有利实施例中，移动机构212可以是传送带类型机构，并且可具有配置成各保持过程中的步骤的全部或大多数的单个透镜元件的多个操纵模块302。此外，各操纵模块302可配置成手动扩展成将透镜浸入一个或多个浸渍箱222a-222c。在这个有用实施例中，移动机构212可使操纵模块302前进，以便将各操纵模块置于浸渍箱222a-222c之上，使得各操纵模块302可单独将关联透镜浸入特定浸渍箱222a-222c。

图5是根据本原理的自动化润湿系统的另一个备选说明性实施例的框图。在这个实施例中，各透镜操纵模块302可具有固定长度，并附连到传送带类型移动机构212。各箱222a-222c可附连到箱架402，它升高和降低每个满箱222a-222c，以便将各透镜浸入操纵模块302。在这个实施例中，不是透镜被移动以便自行浸入箱222a-222c中包含的液体中，而是由箱架402移动箱，以便在液体中润湿透镜。

在又一个实施例中，可移动透镜或者箱，以便将透镜放入箱222a-222c的界限之内，如图4和图5所示。但是，箱222a-222c可在将透镜移入箱222a-222c时保持为空，并且随后向箱222a-222c填充预期液体，以便浸入透镜。在这样一种实施例中，在已经将箱中的透镜浸入液体预期时间段之后，可排空箱222a-222c。箱的填充和排放可由各箱的关联箱传感器和控制224a-224c来控制，以便按照各透镜的润湿分布所规定的对透镜涂层。

已经描述了用于透镜涂层的自动化涂层及质量控制的系统和方法的优选实施例(它们意在说明而非限制)，但要注意，可由本领域的技术人员根据上述理论进行修改和变更。因此，大家要理解，可在所公开的本原理的具体实施例中进行变更，它们属于所附权利要求所阐述的本原理的范围和精神之内。采用专利法所要求的细节和特殊性通过这种方式描述了本原理，要求权益并预期受到专利许可证保护的内容在所附权利要求中阐明。

Claims (33)

1.一种用于对镜片进行润湿和涂层的装置，包括：

适合于包含溶液的至少一个箱；

处理系统，用于顺序地相对彼此移动透镜和所述溶液；以及

主控制模块，耦合到所述处理系统，并且配置成根据润湿分布来控制所述透镜的润湿的执行；以及

其中，所述润湿分布包括移动所述透镜以便获得大体上恒定的透镜表面润湿速度、使得透镜涂层具有较均匀的厚度的指令。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述溶液从由清洗溶液、处理剂溶液、冲洗、涂层溶液以及中和溶液组成的组中选取。

3.如权利要求1所述的装置，还包括：提供透镜检验数据的检验系统。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述主控制模块配置成监测所述透镜检验数据，以便识别与所述润湿分布有关的涂层厚度缺陷。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述主控制模块还配置成检索与所述所识别的缺陷对应的校正数据，并根据所述校正数据来改变所述润湿分布。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述主控制模块还配置成按照改变后的润湿分布来跟踪所述透镜，并评估对所述润湿分布的改变是否校正了所识别的缺陷。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述主控制模块还配置成存储与对所述润湿分布的改变相对于所识别的缺陷的校正的准确性有关的信息。

8.如权利要求7所述的装置，其中，所述主控制模块还配置成将所存储的信息结合到对所述润湿分布的后续改变中。

9.如权利要求1所述的装置，其中，所述润湿分布对于所述溶液包括：

在浸入之前的等待时间段；

浸入速度/加速度分布；

浸入时间；以及

离开速度/加速度分布。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述主控制模块配置成改变所述润湿分布的至少一个元素，包括非线性浸入速度和非线性离开速度这两者其中之一。

11.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统作为增量垂直透镜表面斜率相对于所述溶液的表面的函数来改变所述溶液水平。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述处理系统作为所述透镜表面上的弧长的函数来改变所述溶液水平，以便提供较恒定的液体透镜界面速度。

13.如权利要求10所述的装置，其中，所述润湿分布能够改变分立透镜部分的浸入或离开速度。

14.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统配置成将所述透镜保持在固定位置，以及其中，所述至少一个箱配置成保持恒定浴液液位，并按照所述润湿分布来移动所述箱以便使所述透镜浸入。

15.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统配置成将所述透镜相对所述箱的位置保持在固定位置，以及所述箱配置成按照所述润湿分布来以所述溶液填充，以便使所述透镜浸入。

16.如权利要求1所述的装置，还包括：至少两个箱，其中，所述处理系统还配置成在所述至少两个箱之间移动所述透镜。

17.如权利要求1所述的装置，其中，所述润湿分布基于由透镜、透镜特征、透镜几何形状、基线和基线范围组成的组中的至少一个。

18.一种将光学透镜浸入液池的方法，所述方法包括以下步骤：

将透镜放入处理系统；

由主控制模块来控制至少一个润湿分布的执行；以及

由所述处理系统按照所述至少一个润湿分布来在至少一个液池中润湿所述透镜，其中，所述润湿分布基于相对于所述液池的液体表面的增量垂直透镜表面斜率。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括通过检验所述透镜来生成检验数据的步骤。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述方法还包括监测针对与所述润湿分布有关的涂层厚度缺陷的透镜检验数据的步骤。

21.如权利要求20所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：根据所识别的缺陷来检索校正数据，并根据所述校正数据来改变所述润湿分布。

22.如权利要求21所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：跟踪按照改变后的润湿分布进行润湿的透镜，并且评估对所述润湿分布的改变在校正所识别的缺陷中的有效性。

23.如权利要求22所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：存储与对所述润湿分布的改变在校正所识别的缺陷中的有效性有关的信息。

24.如权利要求23所述的方法，其中，所述方法还包括将所存储的信息应用于所述润湿分布的后续执行的步骤。

25.如权利要求19所述的方法，其中，所述方法还包括监测针对模塑缺陷的透镜检验数据的步骤。

26.如权利要求25所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：根据所识别的缺陷来检索校正数据，并在校正所述模塑缺陷之前暂停所述润湿分布的执行。

27.如权利要求18所述的方法，其中，所述润湿步骤包括：按照所述至少一个润湿分布，将所述透镜非线性移入所述至少一个液池，其中，所述至少一个液池是固定的。

28.如权利要求18所述的方法，其中，所述润湿步骤包括：使透镜保持固定，并且按照所述润湿分布非线性地移动保持所述液池的预定量液体的浴箱，以便使所述透镜浸入。

29.如权利要求18所述的方法，其中，所述润湿步骤包括使透镜和所述液池的浴箱保持固定，并且按照所述润湿分布非线性地填充液体，以便使所述透镜浸入。

30.如权利要求18所述的方法，其中，所述润湿步骤作为增量垂直透镜表面斜率相对于所述液位的表面的函数来改变浴液液位。

31.如权利要求18所述的方法，其中，所述润湿步骤根据所述透镜表面上的弧长来改变浴液液位。

32.如权利要求18所述的方法，其中，所述透镜在首次接触所述液池时保留来自所述模型的余热。

33.如权利要求18所述的方法，其中，在来自所述模型的透镜仍然干燥时，所述透镜首次接触包含处理剂的液池。

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