CN102712071B - 透镜锁紧和解锁的方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

对锁紧在热塑层(310)上的眼睛透镜组件(100)解锁的方法，其中热塑层设置在透镜保持架(200)的支撑面(210)上，所述方法包括将推力施加于热塑层(310)上的步骤，所述推力大于等于100N且小于等于1000N并且将推力施加于距离镜片(100)的适配点或棱镜参考点至少为17.5mm的区域的热塑层(310)上。

Description

透镜锁紧和解锁的方法及相关装置

技术领域

本发明涉及透镜锁紧和解锁方法及其装置，以便用于将眼睛的透镜部分粘结到眼睛透镜组件成型过程中所使用的传统机加工、碾磨和处理装置的透镜保持架上。

背景技术

光学镜片或眼睛透镜组件的制备过程首先从未成形或半成型的玻璃或塑料透镜坯料开始。典型的半成型透镜坯料具有抛光过的前表面和未成型的后表面。通过在透镜坯料的后表面上碾磨去些材料，使之满足所需的正确处方。然后，对所获得的满足正确处方的表面进行抛光，并对透镜坯料进行裁边以获得预期的外形，从而确定成品的光学透镜或眼睛透镜组件。透镜坯料可以是塑料的或玻璃的坯料。

在这些各种不同的操作过程中，透镜坯料以精确对准的方式牢固地保持在透镜保持架上。通常将这一过程称之为“透镜锁紧”。

可使用各种不同的材料将透镜坯料固定在透镜保持架上。这些材料包括胶水、沥青和低温可熔的金属合金。胶水和沥青的使用，除了难以清理外，一般还存在不能重复利用或不能回收的缺点。尽管使用低温金属合金的现有技术可减少使用胶水或沥青的某些缺点，但是，这些金属合金的使用，包括制备和回收，都会引起严重的环境和健康危害，尤其是这些合金大部分通常是由诸如镉、锡、铅和铋这类金属所制成的，其中铅和镉最毒。铅是很强的原生质毒剂，且会通过摄取、吸入或皮肤吸收而介入人体。镉毒在很多方面类似于铅，并以类似铅的方式介入人体。类似于铅，镉会在肝脏、肾脏和骨骼中积累。这类合金的形成以及回收处理的过程，重复使用能将透镜坯料固定在透镜保持架上的材料，从而使工作人员遭受严重的环境和健康的危害。这类合金的形成通常是通过粉末或颗粒金属的烧结和热处理来完成的。这些金属的烟气和/或灰尘会释放到周围大气中，从而在这些合金的成形过程中产生环境和健康的危害。尝试回收所使用的低温金属合金锁紧材料也存在着同样的危害。

为了克服这些问题，已经开发了有机低收缩材料，可用作为透镜锁紧材料。

3M创新实业公司名下的专利US6036313公开了具有热塑材料的适于透镜锁紧的合成物系列的实例。

所公开的锁紧合成物具有克服传统金属合金材料的缺陷的许多优势。例如，透镜锁紧的合成物都是无毒的，对环境安全的且优选能生物降解。该材料优选能够用于现有的处理设备且可以循环利用。适用的眼睛透镜组件保持架包括热塑锁紧合成物的凝固体。该锁紧合成物可以包括ε-己内酯(epsilon-caprolactone)均聚物或共聚物，且优选平均分子量至少为3000，21℃下的平均弯曲模量至少为69MPa，或者21℃下的平均弯曲强度为1MPa。该合成物在21℃时凝固，且具有相当低的熔点或软化点，从而使该合成物能毗邻眼睛透镜组件坯料放置，即使在其熔点或软化点时也不会损坏透镜坯料。该合成物对透镜坯料或透镜坯料上的涂层或胶带还具有足够的附着力，以便在成型过程中能保持眼睛透镜组件。

US6036313公开了保持眼睛透镜组件坯料的方法，包括步骤：

-提供上述的透镜锁紧合成物；

-将透镜锁紧合成物加热到其熔点或软化点；

-提供与透镜坯料相对的锁紧材料的容纳腔体；

-形成置于容纳腔体内的眼睛透镜组件的锁紧合成物，并使合成物凝固。

另一种可选的锁紧眼睛透镜组件坯料的方法，包括步骤：

-提供眼睛透镜组件坯料，其具有热塑锁紧合成物的凝固材料且优选具有热吸收材料；

-将透镜锁紧合成物的表面加热到其熔点或软化点；

-将透镜坯料放置在透镜锁紧合成物的软化表面上，并使合成物再次凝固。

然而，发明者注意到：将热塑锁紧合成物与透镜坯料或透镜坯料上的胶带或涂层相分离成为问题。这种解锁步骤普遍包括敲打步骤，因此会在热塑锁紧合成物与透镜坯料或透镜坯料的胶带或涂层之间的界面上产生裂纹。

该步骤通常需要操作者在眼睛透镜组件坯料从磨床上分离后进行，这不仅耗时而且有可能在成品透镜上形成缺陷。

因此，有必要改进透镜部分的解锁，包括单独的透镜坯料或者固定在光学镜片架的热塑性架上覆盖有涂层或胶带的透镜坯料。

发明内容

因此，本发明的目的是改进解锁步骤，以提高成品透镜的质量。

根据本发明的目标的获得，是通过对锁紧在热塑层上的眼睛透镜组件部分的解锁方法来实现，其中热塑层设置在透镜保持架的支撑面上，所述方法包括将推力施加于热塑层上的步骤，其中推力大于等于100N且小于等于1000N并且将其施加于距离镜片的适配点或棱镜参考点至少为17.5mm的热塑层区域上。

在本发明的理解中，“适配点(fitting point)”对应于由加工者规定的眼睛透镜组件前表面上的点，以作为眼睛透镜组件定位在眼睛前方的参考点，如国际标准ISO13666：1998指出的。

在本发明的理解中，“棱镜参考点”对应于由加工者规定的眼睛透镜组件前表面上的点，以该点来确定成品镜片的棱镜效应，如国际标准ISO13666：1998指出的。

有利的是，将推力施加于眼睛透镜组件外部所接触到的热塑层区域。眼睛透镜组件的外部对应于眼睛透镜组件上因光学作用影响较小的部分。事实上，在将眼睛透镜组件安装到镜片框架上之前，裁边后的眼睛透镜组件中心定位在镜片框架中。

有利的是，根据本发明的解锁方法，推力施加于眼睛透镜组件上的低光学效应区域，即该区域不是直接位于佩带者眼镜前方的区域。

根据其它实施例，可以单独或组合考虑：

-该方法还包括在施加推力之前或之时，将热塑层加热到大于或等于30℃且小于或等于70℃的步骤，

-将推力施加于热塑层，使之施加于眼睛透镜组件上的力矩小于或等于3.5N.m，例如小于或等于2.4N.m，

-推力的获得可以通过将至少一个销移动穿过镜片保持架的至少一个孔使之与热塑层接触以及进一步移动销以推动热塑层来实现，

-推力的获得可以通过移动保持架使得至少一个销进入镜片保持架的至少一个孔从而与热塑层接触并进一步移动镜片保持架以推动热塑层来实现，

-眼睛透镜组件是单独的眼睛透镜组件坯料，或眼睛透镜组件是透镜坯料，且涂层或胶带涂敷在靠近热塑层的透镜坯料表面上，

-胶带设置在热塑层与透镜保持架的支撑面之间，以及，

-热塑层的热塑材料的熔点或软化点大于或等于35℃且小于或等于75℃。

本发明还涉及透镜的加工方法，包括步骤：

-提供透镜保持架和热塑层，

-将热塑层加热到至少部分热塑材料在适度的压力下可以流动的温度，

-将眼睛透镜组件放置到热塑层上，

-使热塑层的流动部分凝固，从而粘结眼镜透镜部分，

-加工眼镜的透镜部分，

-根据本发明的方法解锁眼镜的透镜部分。

本发明还涉及透镜的保持架，包括用于将眼睛透镜组件锁紧在其上的热塑层，其中透镜保持架具有至少一个孔，将其设置为用于接收移动销，并且该孔定位于距离透镜保持架的中心至少17.5mm的位置。

根据本发明的透镜保持架还包括以下一项或多项特征：

-透镜保持架包括三个孔，呈大体120°的角度以与透镜保持架中心的相等距离定位，并且其中三孔各自与镜片保持架中心的距离都大于或等于20mm，

-至少一个孔与透镜保持架的中心的距离小于或等于24mm，

-至少一个孔为圆柱形，且其直径大于或等于3mm及小于或等于5mm，以及，

-热塑层的热塑材料的熔点或软化点大于或等于35℃且小于或等于75℃。

本发明还涉及透镜锁紧装置，包括根据本发明的透镜保持架，以及至少一个销设置成插入透镜保持架的孔中，从而将大于或等于100N且小于或等于1000N的力施加于热塑层。

附图说明

现在参考相关附图来介绍本发明的非限制性实施例，附图包括：

-图1是根据本发明固定在透镜保持架上的眼镜透镜组件的剖视图；

-图2是根据本发明的透镜保持架的上部的示意图；

-图3至5显示了根据本发明的解锁方法的连续步骤。

本领域技术人员可以理解，附图中的元/部件件为了便于简单清晰的表示而不必按比例绘制。例如，附图中有些元/部件的尺寸可能相对其它元/部件而放大，以助于对本发明的实施例的理解。

术语“上部”或者“上面”和“底部”或“下面”表示相对于眼睛透镜组件安置时的位置，待加工的眼镜透镜部分的边缘大体处于水平面上。

所述位置是传统的，眼镜透镜部分也可以非水平位置进行加工。

具体实施方式

如图1所示，眼镜透镜部分100采用固定装置300固定在透镜保持架200上。眼镜透镜部分100的边缘大体处于水平面上。

眼镜透镜部分100的上表面110是待加工的表面，例如待碾磨和/或抛光的表面。眼睛透镜组件100可能需要进一步裁边。

眼镜透镜部分100的下表面120与固定装置300的上表面相接触。

根据本发明，“眼镜透镜部分”可以是表面已经加工的眼睛透镜，前表面抛光的半成品眼镜透镜坯料，两表面均完成的眼镜透镜坯料。

眼镜透镜部分可以是但不限于由塑料或玻璃制成。一般来说，可以使用任何适于获得光学系统的材料的组合。光学透镜的一个或两个表面可以涂层。

因此，本发明的“眼镜透镜部分”可以是任何需要加工的光学部件，例如需要采用切割和/或碾磨和/或抛光和/或裁边和/或雕刻的加工，以便提供加工好的眼镜透镜。

根据本发明的完全加工好的眼镜透镜部分是例如表面形成符合所需处方的光学系统的眼镜透镜。所述加工好的眼镜透镜可以在根据本发明锁紧条件下进行裁边，或者在进一步处理的步骤中进行裁边，例如由眼科护理人员来作裁边。

根据实施例，眼镜透镜部分100是半成品透镜坯料且其底表面是加工好的光学表面。

作为示例，眼镜透镜部分100的外径在50mm到100mm之间，例如为80mm。

透镜保持架200为诸如金属类的架体，它包括底部230、220和上部250。

底部的下部230包括用于使透镜保持架200定向的装置，其与透镜加工设备(例如车床或其它移动引向机械)的工具(未示出)的定向装置相对应。该工具可以是卡盘或其他的固定工具。

透镜保持架200的内表面240可以与工具的上表面接触。

透镜保持架200的底部还包括中心部分220，该中心部分呈圆柱体被加工设备的固定工具所挤压。

上部250的外直径大于中心部分220的直径，其底表面255可以定位于透镜加工设备的上表面上并可以包括定位装置。上部250还包括支撑面210。

根据本发明的实施例，透镜保持架200的上部250可以包括形成在上组合面210上的孔260。

图1所示的孔261具有圆形的截面，但是其它类型的孔截面也是适用的，例如椭圆的或方形的截面。

根据本发明的实施例，透镜保持架可以是导热体，且可以是金属部件或任何适于通过该材料进行热传导的材料。根据本发明的实施例，保持架是由铝合金制成。

根据本发明的实施例，固定装置300可以设置在支撑面210与眼镜透镜部分100的下表面120之间且包括三个堆叠层，其中：

-第一层是胶带330，其下表面334固定在上组合面210上；

-第二层是由热塑材料构成的热塑层310，其下表面314设置在胶带330的上表面332上；

-第三层是胶带320，其下表面324设置在由热塑材料构成的层310的上表面312上；

-眼睛透镜组件100的下表面120固定在胶带320的上表面322上。

根据本发明，“热塑层”是至少包括热塑性材料的材料层。热塑材料可以在加热时再熔或软化，在熔化或软化后的冷却时再成型。大部分热塑材料是高分子量的聚合物，其结合是通过弱的范德瓦尔斯力(聚乙烯)；强的偶极-偶极作用和氢键(尼龙)；甚至苯环的堆叠(聚苯乙烯)。许多热塑材料是加聚物；例如乙烯基链增长聚合物，如聚乙烯和聚丙烯、热塑无机材料可以包括添加剂(例如可塑剂、稳定剂、色素，…)和/或填充剂(例如矿物质和/或有机填充剂，如硼、金属、氧化物、芳纶(aramide)、聚酰胺，…填充剂可以具有不同的结构，例如粒状、片状、短的或长的纤维，…)。

欧洲专利申请EP08305794公开了可以用于上述热塑层的热塑材料。

根据实施例，胶带320、330具有压敏胶粘表面和无粘性的粘结改良表面。胶带320、330辅助透镜100牢固地粘结到热塑材料层310以及保持部件的组合面210上。

根据实施例，胶带具有适应性，即，它们遵循镜片坯料的曲率而不会有任何褶皱或气泡；且是透明的，也就是说，它们允许光透过。于是，透镜可以在锁紧之前以可视的方式对准相应的设备。另外，当胶带从透镜上除去时，它们不会留下任何可视的粘结残余物。从而，在透镜使用之前，就不必花费时间进行清理操作。

除了这些清洁的去除性能之外，适用的胶带可以展现出在透镜、热塑材料和保持部件之间极好的粘结性。另外，胶带可以承受在加工操作中的剪切力。这样，通过这些操作，透镜可以保持在准确的位置上。使用胶带的另一个益处是在热和机械震动的情况下可给眼睛透镜组件提供保护。

可以选择胶带的暴露表面的成份(即，远离眼睛透镜组件或保持部件的上组合面的非粘结面)，以便获得特定热塑材料的所需粘度。

在之前引用的专利US6036313中给出了合适的胶带的实例。

例如，3M公司出售的商用胶带1640和1641非常适合。

3M公司出售的1641胶带包括由涂敷丙烯酸脂粘结剂的聚乙烯膜烘焙制成。

根据本发明的实施例，加热热塑块2的上表面21，例如，采用紫外或红外灯，以便熔化或软化较薄的锁紧材料区域。然后，将眼睛透镜组件1放置于所述熔化的或软化的区域中，并施加适度的压力于眼睛透镜组件上。在锁紧材料冷却后，则透镜组件就被牢固地锁紧，透镜坯料可以使用常规的工具进行机械加工，以提供碾磨和/或抛光和/裁边。

在对眼睛透镜组件进行加工后，将其从锁紧材料中解锁并分离。

根据本发明，眼睛透镜组件通过对热塑层施加推力来将其解锁，所施加的推力大于或等于100N且小于或等于1000N，并且其中推力施加于距离镜片的适配点或棱镜参考点至少为17.5mm的区域的热塑层上，例如至少20mm或至少21.5mm，例如24mm。

根据本发明的实施例，在施加推力之前或之时，本发明的解锁方法还包括将热塑层加热到大于或等于30℃且小于或等于70℃的步骤。

有利的，在施加推力之前或之时，加热热塑层可以减少推力的强度，并减少在解锁步骤中使眼睛透镜组件变形的风险。

根据本发明的实施例，推力施加于热塑层上，从而使施加于眼睛透镜组件上的力矩小于或等于3.5N.m，例如小于或等于2.4N.m，例如小于或等于0.35N.m。

有利的，对眼睛透镜组件施加小于或等于3.5N.m的力矩，例如小于或等于0.35N.m，可以减少解锁过程中施加于眼睛透镜组件上的应力。减少施加于眼睛透镜组件上的应力可以降低解锁过程中眼睛透镜组件破损的风险。事实上，发明人已经观察到，当强的力矩施加于眼睛透镜组件上时，可能会使眼睛透镜组件的表面变形。

根据本发明，通过本领域技术人员可采用所熟知的任何推动方式来获得推力。例如，可以通过注射压力下的气体到孔260中来获得推力。

根据本发明的实施例，推力的获得可以通过移动销261穿过镜片保持架200的孔260，使之与固定装置300相接触，并进一步移动销262以推动固定装置。

根据本发明的实施例，推力的获得可以通过移动保持架，从而使销261进入镜片保持架200的孔260，与固定部件装置300相接触，并进一步移动镜片保持架，以推动固定装置。

根据图2所示的本发明的实施例，镜片保持架200包括三个孔261a、261b、261c，各自以与镜片保持架200的中心270距离相等且大体成120°的角度设置。

三个孔各自具有直径大于或等于2mm且小于或等于6mm的圆形截面，例如等于4mm。

三个孔各自与镜片保持架200的中心270的距离大于等于20mm，例如等于24mm。

图3至5示出了本发明的解锁连续步骤的实施例。

保持架200由图3所示的加热装置400进行加热。加热装置部件例如可以是紫外或红外灯，也可以是热的液体，并通过与加热金属架或其它导热部件相接触来提供。

根据实施例，只有保持架200的底部，例如底部的下部230，直接由加热装置加热，然后由于热传导和热传递通过保持架体传到上部250。

因此，就可以精确地控制传递到热塑材料310上的热量并避免镜片100的热冲击，从而有利地保持眼睛透镜组件的光学质量。

对保持架200进行加热，使得眼睛透镜组件的解锁变为可能，而无需对眼睛透镜组件进行显著加热。

由于通过保持架200的热传导，在加热热塑材料的底表面314之后，熔化或软化靠近所述表面314的热塑材料区域。

根据图4所示的下一步骤，移动销261穿过透镜保持架200上的孔260，通过胶带330与热塑层相接触。通过移动销261穿过孔260对销261施加推力，以通过热塑层推动眼睛的透镜部分。

眼睛的透镜部分100与由第一胶带层330、热塑层310和第三胶带层320所组成的固定装置300仍连成一体。

根据图5所示的下一步骤，由胶带320所构成的第三层沿箭头520剥落或抽出，而第三层、热塑材料层和第一粘结胶带层330在与眼睛透镜组件100分离后仍连成一体。

透镜保持架可以快速地重复使用，以备于另一个透镜保持装置。

由于胶带，热塑材料以及镜片保持部件在锁紧/加工/解锁步骤中不会被弄脏，且可以立即重复使用。

本发明借助于实施例但不限制其主要发明思想进行了说明。特别是，本发明提供了适用于各种光学透镜的锁紧和/或解锁的方法，尤其适用于眼睛的透镜，例如单视觉(球形、锥形torical)，双焦点、渐进的、非球面透镜(等等)、半成品光学透镜和/或坯料、用于加工光学透镜的坯料。

Claims (10)

1.对锁紧在热塑层(310)上的眼睛透镜组件(100)解锁的方法，其中，所述热塑层设置在透镜保持架(200)的支撑面(210)上，所述方法包括将推力施加于所述热塑层(310)上的步骤，其特征在于，所述推力大于等于100N且小于等于1000N，并且所述推力施加于距离眼睛透镜组件(100)的适配点或棱镜参考点至少为17.5mm的热塑层(310)区域上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在施加推力之前或之时，将热塑层(310)加热至大于或等于30℃且小于或等于70℃的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述推力施加于所述热塑层(310)上，使得施加于眼睛透镜组件(100)上的力矩小于或等于3.5N.m。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述推力的获得可以通过移动至少一个销(261)穿过透镜保持架的至少一个孔(260)，使之与热塑层(310)相接触，并进一步移动销(261)，以便推动热塑层(310)。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述推力的获得可以通过移动透镜保持架(200)使得至少一个使销(261)进入透镜保持架(200)的至少一个孔(260)，使之与热塑层(310)相接触，并进一步移动透镜保持架(200)，以推动热塑层(310)。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述眼睛透镜组件(100)是单独的眼睛透镜坯料。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述眼睛透镜组件是透镜坯料，且涂层或胶带(320)涂敷于靠近热塑层(310)的透镜坯料表面上。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，胶带(330)设置在热塑层(310)与透镜保持架(200)的支撑面(210)之间。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述热塑层(310)的热塑材料的熔点或软化点大于或等于35℃且小于或等于75℃。

10.一种透镜组件加工方法，包括以下步骤：

-提供透镜保持架(200)和热塑层(310)，

-将热塑层(310)加热至至少部分热塑材料在适度的压力下可以流动的温度，

-将眼睛透镜组件(100)放置到热塑层(310)上，

-使热塑层的流动部分凝固，从而粘结眼睛透镜组件(100)，

-加工眼睛透镜组件(100)，

-根据权利要求1至8之一所述的方法解锁眼睛透镜组件(100)。