CN102725103B - 一种用于安装待抛光的光学透镜的方法 - Google Patents
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Abstract
用于将待抛光的光学透镜(10)安装到抛光装置的心轴(20)上的方法，所述光学透镜(10)包括第一和第二主要表面(101、102)，所述方法包括：提供光学透镜(10)的步骤(S1)，在所述步骤中提供所述光学透镜(10)，其中所述光学透镜的第一主要表面(101)为待抛光表面。安装步骤(S2)，在所述步骤中所述光学透镜(10)被安装到所述心轴(20)上，其中，所述安装步骤(S2)还包括支撑装置的定位步骤(S3)，其中，在所述定位步骤(S3)中，所述支撑装置(30)被安置在所述心轴(20)和所述光学透镜(10)的所述第二主要表面(102)之间，以便于由所述心轴(20)带动转动，并且以便于接触表面(31)与所述光学透镜(10)的所述第二主要表面(102)部分地接触，所述接触表面(31)部分地延伸至所述光学透镜(10)的所述第二主表面(102)之外。
Description
本发明涉及一种抛光光学透镜的方法。
光学透镜或眼镜片的准备过程起始于未成形或半成型的玻璃或塑料透镜坯料。典型地，半成型的透镜坯料具有成形的已抛光的前表面和未成形的后表面。通过在透镜坯料的后表面和/或前表面上磨去材料，从而产生所需的矫正处方。
其后，对具有赋予其矫正处方的表面进行抛光，如此处理过的透镜坯料的周界边缘具有最后要求的轮廓，从而确立成品光学透镜或眼镜片。
磨削过程可能在镜片表面上产生表面粗糙度，该表面粗糙度会产生不良散射光射向或射出该镜片的趋势。为了降低该表面粗糙度，抛光该镜片以获得更光滑的表面。
透镜坯料可以是塑料透镜坯料或玻璃透镜坯料。镜片坯料的典型制造方法是注塑成型或浇铸成型热固性聚合物，例如聚碳酸烯丙基二甘醇酯(di ethylene glycol bis(allyl carbonate))(CR-39，也称为“哥伦比亚树脂第39号”)或聚碳酸酯。
大多数自动切割机装配有刀具，当旋转透镜并使该透镜沿着关于该刀具两轴线方向移动时，该刀具是固定不动的。如果该透镜除了需要球型和/或圆柱形切口以外还需要弯曲，则可以通过倾斜该棱镜使之产生一个偏移光心(即，诱导棱镜“induced prism”)的同时对其进行磨削。
在透镜完成切割后，对其进行抛光。抛光方法可以包括借助于抛光工具例如抛光垫对光学透镜的表面进行抛光。
在磨削步骤后，某些光学透镜可能会产生所谓的锐边，所述锐边可能会在抛光步骤中破坏抛光工具。
一个与所述锐边相关的问题是，在抛光步骤中，抛光工具过早损坏，例如抛光垫磨损或泡沫材料受切割破裂。
在玻璃镜片带有锐边的情形中，在抛光工具的使用寿命是玻璃镜片没有锐边的情况时的1/5或1/10倍。
因此，这就存在提供抛光方法的需求，该抛光方法允许抛光可能带有锐边的光学透镜，并且减少对抛光工具的损伤。
因此，本发明的目的是提供一种抛光方法，该抛光方法允许抛光带有锐边的光学透镜并且减少此类光学透镜的锐边对抛光工具的损伤。
根据本发明的方法可以获得该目标，本方法用于将待抛光的光学透镜安装到抛光装置的心轴上，该光学透镜包括第一和第二主要表面，本方法包括：
提供光学透镜的步骤，在该步骤中，提供第一主要表面为待抛光表面的光学透镜，
安装步骤，在该步骤中，该光学透镜被安装在心轴上，
其中，
该安装步骤还包括支撑装置的定位步骤，其中，在该定位步骤中，该支撑装置被定位在心轴和光学透镜的第二表面之间，以便于该支撑装置由该心轴带动转动，并且以便于得到一个接触表面，该接触表面部分地与所述光学透镜的第二主要表面接触，该接触表面部分地延伸超过所述光学透镜的第二主要表面，以便延伸所述光学透镜的第二主要表面。
有利的是，使用延伸至光学透镜的第二主要表面之外的支撑装置可以减少光学透镜的锐边对抛光工具的磨损。
的确，对该延伸至光学透镜的第二主要表面之外的支撑装置的使用延伸了该光学透镜的第二主要表面，并因此抑制了该光学透镜的锐边。
根据进一步的实施例，可以单独考虑或组合考虑：
-所述支撑装置的弹性模量大于等于0.1MPa且小于等于1MPa，
-所述支撑装置的接触表面至少部分地覆盖有邵氏硬度大于等于40D且小于等于100D的薄膜，
-所述支撑装置的接触表面至少部分地覆盖有抗拉强度大于等于10MPa且小于等于20MPa的薄膜，
-所述薄膜由弹性体制成，
-所述薄膜由氟和/或腈基弹性体制成，
-所述接触表面全部覆盖有薄膜，
-所述支撑装置由泡沫材料制成，
-所述支撑装置由聚氨酯泡沫塑料制成，
-所述薄膜的牵引阻力至少是0.5N/mm2，
-所述薄膜的撕裂强度至少是2N/mm，
-所述支撑装置中至少有10％的接触表面延伸至所述光学透镜的第二主要表面之外，
-所述光学透镜和所述支撑装置是圆形或椭圆形的，所述支撑装置和所述光学透镜的直径比或(椭圆的)主轴比大于等于1.1，
-所述支撑装置的厚度至少是0.5mm，
-所述支撑装置和所述心轴是联锁的，以及
-所述支撑装置是用螺丝拧入或黏贴在所述心轴上的。
本发明还涉及一种方法，该方法使用抛光工具对使用根据本发明的方法安装在心轴上的光学透镜进行抛光。
现在结合相关附图来介绍本发明的非限制性实施例，附图中：
-图1是步骤的流程图，诸步骤包括在根据本发明的实施例，安装待抛光的光学透镜的方法中；
-图2是光学透镜的剖视图，该光学透镜是使用根据本发明的第一实施例的方法所用支撑装置安装至心轴上的；
-图3是根据本发明的第二实施例的一种支撑装置的剖视图；以及
-图4是根据本发明的第三实施例的一种支撑装置的剖视图。
本领域技术人员认识到，附图中的元件为简单且清楚起见地说明，不必按比例绘制，例如，为了便于对本发明的实施例的理解，附图中有些元件的尺寸可以相对其他元件被夸大了。
措辞“上部”或者“上面”以及“底部”或“下面”表示：当光学透镜安置时相对其的位置，以使待加工的光学透镜的边缘大体位于水平面上。
所述位置纯粹是通常的，光学透镜元件可以在非水平位置上被抛光。
如图1所示的，将待抛光的光学透镜根据本发明安装到心轴上的方法可以包括：
提供光学透镜的步骤S1，
安装步骤S2，以及
在安装步骤S2中，该方法还可以包括支撑装置的定位步骤S3。
在提供光学透镜的步骤S1中，提供出光学透镜。如图2所示，所述光学透镜10包括第一主要表面101和第二主要表面102，该光学透镜10的第一主要表面101为待抛光表面。
根据图2所示的本发明的实施例，该光学透镜具有一个保持单元104，其固定于所述光学透镜10的第二主要表面102。
根据本发明的实施例，所述光学透镜10可以是眼镜片，该光学透镜/眼镜片10的第一主要表面101可以是该光学透镜/眼镜片10的后表面，且该光学透镜/眼镜片10的第二主要表面102可以是该光学透镜/眼镜片10的前表面。
该保持单元可以用任一种技术人员已知的方法固定于所述光学透镜10的第二主要表面102。例如，用于将该光学透镜10固定于保持单元104的材料可以包括胶水，沥青，低温易熔金属合金或者诸如US6,036,313所公开的热塑性材料。
根据图2所示，在安装工序S2中，光学透镜10安装在心轴20上以便于被抛光。
根据本发明的实施例，使用保持单元104将光学透镜10安装到心轴20上。
在支撑装置的定位步骤S3中，支撑装置30被安置在心轴20和光学透镜10的第二表面102之间。
该支撑装置30是定位成可通过心轴20带动旋转，例如，该支撑装置和该心轴是联锁的。根据本发明的实施例，支撑装置30可以用螺丝拧入或者黏贴在心轴20上。
该支撑装置30具有接触表面31，在支撑装置的定位步骤S3中，支撑装置30定位成使支撑装置30的接触表面31部分地与光学透镜的第二主要表面102接触，并且让该支撑装置的接触表面31部分地延伸至光学透镜10的第二主表面102之外。
当待抛光的光学透镜根据本发明安装好之后，光学透镜10的第二主要表面102由于支撑装置30而延伸。例如，根据本发明的实施例，当光学透镜10根据本发明的方法安装时，至少10％的接触表面31延伸到光学透镜10的第二主要表面102之外。
有利的是，光学透镜的第二主要表面102的延伸避免了该光学透镜具有锐边。
这样，当使用根据本发明的方法抛光光学透镜10时，抛光工具不会像使用先前技术方法安装光学透镜时磨损的那样快。发明者注意到，当抛光根据本发明安装好的光学透镜时，抛光工具的使用寿命可以增加到5或10倍。
根据本发明的实施例，光学透镜和支撑装置是圆形或者椭圆形的，且支撑装置与光学透镜的直径比或(椭圆的)主轴比大于等于1.1。
根据本发明的实施例，支撑装置呈现的弹性模量大于等于0.1MPa且小于等于1MPa。
有利的是，使用弹性模量大于等于0.1Mpa的支撑装置使支撑装置30为抛光工具提供足够的阻力，以便于当抛光工具40接触到光学透镜10的第一表面101和支撑装置30的接触表面31时，支撑装置能有效地延伸至光学透镜10的第二表面102之外。
有利的是，使用弹性模量小于等于1MPa的支撑装置使施加于光学透镜的回弹力(back moving force)在该光学透镜抛光受阻时不是很重要，于是在抛光过程中，使用该支撑装置以便于避免光学透镜因回弹力(back moving force)而变形。这样在抛光过程中便保留了该光学透镜的光学特性。
根据本发明的实施例，支撑装置的厚度至少是0.5mm，例如至少是1mm。有利的是，支撑装置的厚度大于等于0.5mm可增加该支撑装置的使用寿命。
根据本发明的实施例，该支撑装置可以由泡沫材料制成，例如聚氨酯泡沫体。
有利的是，由泡沫材料制成的支撑装置30允许调节支撑装置30的弹性模量，以便于该支撑装置具有足够大的弹性模量，使该支撑装置不会在抛光工具的力的作用下变弯，并且以便于该支撑装置具有足够小的弹性模量，以便在安装过程中，该支撑装置施加在该光学透镜上的回弹力(back moving force)不会使该待抛光的光学透镜变形。
根据如图3所示的本发明的实施例，，支撑装置30的接触表面31至少部分地覆盖有薄膜32，所述薄膜32的邵氏硬度大于等于40D且小于等于100D，和/或所述薄膜32的抗拉强度大于等于10MPa且小于等于20MPa。
发明者注意到，至少部分地被薄膜32覆盖的支撑装置30的接触表面31，减少了抛光工具40和支撑装置30的接触表面31之间的摩擦力。有利的是，使用邵氏硬度大于等于40D且小于等于100D和/或抗拉强度大于等于10MPa且小于等于20MPa的薄膜，增加了抛光工具40和支撑装置30的使用寿命。
根据本发明的实施例，薄膜32的牵引阻力至少是0.5N/mm2。发明者注意到，牵引阻力低于0.5N/mm2的薄膜会降低薄膜的使用寿命并增加抛光过程的成本。
根据本发明的实施例，薄膜32的撕裂强度至少是2N/mm。薄膜的撕裂强度是按照DIN53515标准测试出的。发明者观察到，撕裂强度低于2N/mm的薄膜会降低薄膜的使用寿命并增加抛光过程的成本。
根据本发明的实施例，薄膜32由弹性体制成，例如，氟和/或腈基弹性体，例如杜邦公司出售的Viton弹性体。
用于本发明所述的方法中的支撑装置可以有多种形状。
根据如图4所示的本发明的实施例，该支撑装置30的中央上方部分可以包括一个凹槽34。支撑装置30的接触表面31可以覆盖有薄膜32，该薄膜32至少部分地延伸在凹槽34上。有利的是，在中央上方部分包括有凹槽34的支撑装置可以用来抛光大型尺寸的光学透镜。特别地，该支撑装置在大范围光学透镜的曲率内得以适用。
根据本发明的实施例，该支撑装置可包括刚性的基座和泡沫材料零件，该刚性的基座被布置安装在车床支架上并且该基座的弹性模量大于1MPa，该泡沫材料零件的弹性模量介于0.1MPa至1MPa之间，且接触表面布置成部分地与光学透镜的第二主要表面102接触，并且部分地延伸至光学透镜10的第二主要表面102之外。
根据本发明的不同实施例所述，支撑装置可以包括波纹管机构，或者呈塑料板簧状形状或者呈延伸至框架结构上的鼓面(drumhead)形状。
以上借助于实施例描述了本发明，并不限制大体的发明思想。特别地，本发明提供了安装各种光学透镜的方法，尤其是眼镜片，例如，单视觉(球形、锥形)、双焦点、渐进的、非球面透镜(等等)、半成型光学透镜和/或坯料、用于抛光光学透镜的坯料。
Claims (14)
1.将待抛光的光学透镜(10)安装到抛光装置的心轴(20)上的方法，所述光学透镜(10)包括锐边、第一和第二主要表面(101、102)，所述方法包括：
提供所述光学透镜(10)的步骤(S1)，在所述步骤中提供所述光学透镜(10)，其中所述光学透镜的第一主要表面(101)为待抛光表面。
安装步骤(S2)，在所述安装步骤中所述光学透镜(10)被安装到所述心轴(20)上，
其中，
所述安装步骤(S2)还包括支撑装置的定位步骤(S3)，其中，在所述定位步骤(S3)中，所述支撑装置(30)被安置在所述心轴(20)和所述光学透镜(10)的所述第二主要表面(102)之间，以便于由所述心轴(20)带动转动，并且以便于接触表面(31)与所述光学透镜(10)的所述第二主要表面(102)部分地接触，所述接触表面(31)部分地延伸至所述光学透镜(10)的所述第二主要表面(102)之外，以便于延伸所述光学透镜的所述第二主要表面(102)并且以此抑制所述光学透镜的所述锐边。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑装置(30)呈现的弹性模量大于等于0.1MPa且小于等于1MPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑装置(30)的所述接触表面(31)至少部分地覆盖有薄膜(32)，其中所述薄膜(32)具有大于等于40D且小于等于100D的邵氏硬度。
4.根据上述权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑装置(30)的所述接触表面(31)至少部分地覆盖有薄膜(32)，其中所述薄膜(32)具有大于等于10MPa且小于等于20MPa的抗拉强度。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述薄膜(32)由弹性体制成。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接触表面(31)全部覆盖有薄膜(32)。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述薄膜(32)呈现出的牵引阻力至少是0.5N/mm2。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述薄膜(32)呈现出的撕裂强度至少是2N/mm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑装置(30)由泡沫材料制成。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑装置(30)的所述接触表面(31)至少有10％延伸到所述光学透镜(10)的所述第二主要表面(102)之外。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学透镜(10)和所述支撑装置(30)是圆形或椭圆形的，且所述支撑装置和所述光学透镜的直径比或主轴比大于等于1.1。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑装置(30)的厚度至少是0.5mm。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑装置(30)和所述心轴是联锁的。
14.对光学透镜(10)进行抛光的方法，其特征在于，所述光学透镜(10)通过根据上述任一项权利要求所述的方法被安装到抛光工具(40)的心轴上。
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