CN103476574A - 设计用于浇注半成品眼镜片坯件的模具的方法和执行所述方法的计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

一种为用于浇注半成品眼镜片坯件设计模具(120)的方法，其中该模具(120)的表面被设计成使得该模具所述表面与一条预定的闭合曲线相匹配，其中该预定的闭合曲线代表了有待与该模具联合使用的一个垫圈(160)的几何形状。本发明也涉及一种组装模具组件的方法和一种浇注半成品眼镜坯件(100)的方法。最后本发明涉及一种计算机程序产品，该产品包括用于执行这些方法的步骤的软件代码部分。

Description

设计用于浇注半成品眼镜片坯件的模具的方法和执行所述方法的计算机程序产品

发明领域

本发明涉及一种设计用于浇注半成品眼镜片坯件的模具的方法，连同一种组装用于浇注半成品眼镜片坯件的模具组件的方法，以及一种用于浇注半成品镜片坯件的方法。

本发明还涉及用于执行所述方法的一种计算机程序产品。

发明背景

人们(例如从US-A-5,547,618中)知道一种用于制造光学镜片的方法，该方法包括以下的步骤。

首先，对一个模具组件10(或模制组件)进行组装，该模具组件包括两个模具12和14(或模具壳)以及一个垫圈16(或密封构件)。该模具组件因此限定了一个模制腔18。

因此，在本说明书中，一个模具是该模具组件的一个空心部件，该模具与这个垫圈并且最终与另一个模具形成了这个模制腔。

随后，模具组件10中的腔18被注满模制材料。常规地，这是通过将模制材料经过一个开口20倾倒进入该模具腔之中来完成的，而这个开口是为此目的提供在这些模具12和14的周缘处的一个垫圈16之中。

然后，这种模制材料进行聚合。

人们知道，在这种过程中要使用一种优化过程来限定至少一个模具的表面，以便确保该光学镜片的表面具备所希望的光学特性。对这一优化过程的输入是该表面的几何特征、和／或有待模制的光学镜片的光学特性、以及该表面上这些光学特性必须得到满足的多个区域。

尽管如此，使用此类优化过程可以导致非常复杂的表面。具体而言，如图3所示，限定了一个腔的模具12的表面24的边缘22可以具有多种不规则形状。具体而言，这一边缘22可以呈现多个波纹和／或是不均匀的。其结果是，制造与模具12相适配(即：适配成用于在模制过程中确保腔18的密封)的一个垫圈16是非常复杂的。确实，垫圈16的形状必须与边缘22相适配以确保腔18的密封。

另外，该模具的表面24是针对每一类型的光学镜片通过一种优化过程来限定的。因此，表面24的边缘22对于以这种方式限定的每一个模具12而言都是不同的。因此，必须为每一种光学镜片生产一种特殊的垫圈。这导致了大量不同的垫圈并因此引发重大的成本。

发明概述

本发明的目的是至少部分地缓解上述缺点。

这个目的是通过一种设计用于浇注半成品眼镜片坯件的模具的方法来实现的，其中，该模具的表面被设计成使得该模具的所述表面与一条预定的闭合曲线基本上相匹配，而这个预定的闭合曲线代表了有待与该模具结合使用的一个垫圈的几何形状。

这个预定的闭合曲线代表了有待与该模具结合使用的垫圈的几何形状应当理解为是以下情况：

-在该模具不包括一个刻面的情况下，这个预定的闭合曲线对应于以下曲线，即：该垫圈将沿着这条曲线支承在该模具上。

-在该模具确实包括一个刻面的情况下，这个预定的闭合曲线仅对应于一个闭合曲线，而这个闭合曲线将被整体性地包括在以下封闭曲线之内，该垫圈沿着这条封闭曲线将支承在该刻面上。

在这两种情况下，因此这确保了由模具和垫圈所形成的浇注腔可以被密封地闭合。

多个优选实施例包括以下特征中的一项或多项：

-该模具的所述表面是使用一种优化过程来设计的，所述预定的闭合曲线对于该优化过程而言是一个约束项；

-该模具的所述表面是复合性的，并且代表所述复合表面的数据被用作该优化过程的输入；

-所述预定的闭合曲线被包括在一个平面之内；

-该方法包括以下步骤，即：设计该模具的一个刻面，而该刻面从所述表面向外延伸；

-该刻面被包括在所述平面之内；

-这个预定的闭合曲线是圆形、椭圆形、矩形或是正方形的；并且

-所述预定的闭合曲线上所有点相对于该模具底部的高度都是相同的。

本发明还涉及一种用于组装模具组件的方法，该方法包括以下步骤：

-提供一个模具，该模具是用于浇注一个半成品眼镜片坯件，该半成品眼镜片坯件是根据上述方法根据其任意组合来设计的，

-提供一个垫圈，而用于设计该模具的预定的闭合曲线代表了所述垫圈，

-对该模具和该垫圈进行组装。

本发明进一步涉及一种用于浇注半成品眼镜片坯件的方法，该方法包括以下步骤：

-根据上述方法组装一个模具组件；

-在该模具组件内形成的腔中浇注所述半成品镜片坯件。

最后，本发明涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，这个或这些指令序列对于一个处理器而言是可访问的，并且当这个或这些指令序列由该处理器执行时即致使该处理器进行上述方法中的步骤。

本发明的另外的特征和优点将从参照以下列出的附图对本发明的作为非限制性实例给出的多个实施例的以下描述中展现出来。

附图简要说明

图1示出了一个模具组件的分解视图。

图2以剖开视图示出了图1中的模具组件。

图3至图6示出了模具的多个实例，这些实例可用在图1和2的模具组件中。

图7示出了在模具的一个表面上的平均球面的分布，该模具根据现有技术被适配成用于浇注一个半成品眼镜片坯件。

图8示出了在模具的一个表面上的平均球面的分布，该模具根据本发明被适配成用于浇注一个半成品眼镜片坯件。

图9示出了在模具的一个表面上的散光度数的分布，该模具根据现有技术被适配成用于浇注一个半成品眼镜片坯件。

图10示出了在模具的一个表面上的散光度数的分布，该模具根据本发明被适配成用于浇注一个半成品眼镜片坯件。

发明的详细说明

首先，给出了多条定义。

如人们所知，一个非球形表面的每个点都具有一个高度z。对于该表面的每个点，一个最小曲率CURV_min是由以下公式给出：

${\mathrm{CURV}}_{\min }=\frac{1}{R_{\max }}$

其中R_max是曲率的局部最大半径，以“米”来表示，并且CURV_min是以“屈光度”来表示。

类似地，在一个非球形表面上的任意点处可以根据以下公式定义一个最大曲率CURV_max：

${\mathrm{CURV}}_{\max }=\frac{1}{R_{\min }}$

其中R_min是曲率的局部最小半径，以“米”来表示，并且CURV_max是以“屈光度”来表示。

可以注意到，当该表面为局部球面时，曲率的局部最小半径R_min以及曲率的局部最大半径R_man是相同的，并且因此，最小曲率CURV_min和最大曲率CURV_max也是相同的。

从最小曲率CURV_min和最大曲率CURV_max的这些表达式中，标记为SPH_min和SPH_max的最小和最大球面可根据以下公式导出：

${\mathrm{SPH}}_{\min }=(n-1)*{\mathrm{CURV}}_{\min }=\frac{n-1}{R_{\max }}$ 和 ${\mathrm{SPH}}_{\max }=(n-1)*{\mathrm{CURV}}_{\max }=\frac{n-1}{R_{\min }}$

其中，n是有待浇注的半成品眼镜片柸件的组成材料的指数。

如人们所知，在一个非球形表面上的任意点处的一个平均球面SPH_mean也可由以下公式来定义：

${\mathrm{SPH}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{2}({\mathrm{SPH}}_{\min }+{\mathrm{SPH}}_{\max })$

散光度数CYL也是用公式CYL=SPH_max-SPH_min来定义的。

镜片的任何复合面的特征可以通过局部平均球面和散光度数来表达。当散光度数为至少0.25屈光度时，一个表面可被认为是局部非球面的。

牢记这个定义，以下披露了一种用于设计模具120来浇注半成品眼镜坯件的方法。

一个半成品眼镜坯件包括一个预定的完成表面和一个设计成有待加工的未完成表面。这个半成品眼镜坯件因此必须包括带有多种光学和／或几何特性的一个表面以便进行该半成品眼镜坯件的后续加工，从而生产出一个眼镜片，该眼镜片具备与戴戴者的处方相适配的多种所要求的光学特性。

根据本发明，这种模具的表面被设计成使得该模具的所述表面与一个预定的闭合曲线基本上相匹配，这个预定的闭合曲线代表了有待与该模具结合使用的一个垫圈的几何形状。换言之，该预定的闭合曲线是整体地包括在模具的表面上或者，至少，在该预定的闭合曲线上的每个点与该模具最终设计的表面之间的距离是小于0.1毫米、优选小于0.05毫米。

因此，在该表面上的一个封闭曲线的3D几何形状是受控制的。因此这就更易于设计出一个适配的垫圈160，该垫圈将确保有待充满浇注材料的模制腔180被密封，而该垫圈被设计成在该模具不包括一个刻面的情况下用于沿着所述预定的闭合曲线与模具相接触。

因此，该预定的闭合曲线优选被设计成处于模具120外周处或其附近。换言之，该封闭曲线优选被设计成使得其所有的点都在距该模具120的腔的边缘125为在0与10毫米之间的距离处。

还有可能使用同一个预定的闭合曲线来设计多个不同的模具。这同样是非常有利的，因为它意味着对于这些不同的模具而言只有一个垫圈可供使用，其中根据以上讨论的现有技术，对于每一个模具都必须设计一个不同的垫圈。

根据以上解释，清楚的是该预定的闭合曲线可以是在设计该模具120的表面之前基于有待与该模具接合使用一个垫圈的几何形状来确定。然而，还有可能设计该模具的表面来与一个预定的闭合曲线相匹配，并且然后基于该预定的闭合曲线来设计一个适配成有待与该模具120结合使用的垫圈。

当该模具的表面为复合表面时(即当该模具被适配成用于浇注一个复合式半成品眼镜片坯件时)，该模具的表面可特别地使用一种优化过程来进行设计。一个复合表面是除球面之外的任何表面。在此可引用渐进性和渐退性表面作为复合表面的非限制性实例。“渐进性表面”是指该模具的一个表面被适配成用于浇注一个带有连续的非球形表面的半成品眼镜坯件，这个连续的非球形表面具有一个远视力区、一个近视力区、以及连接该远视力区和该近视力区的一个渐增平均球面值的区域。“渐退性表面”是指该模具的一个表面被适配成用于浇注一个带有连续的非球形表面的半成品眼镜坯件，这个连续的非球形表面具有一个远视力区、一个近视力区、以及连接该远视力区和该近视力区的一个渐减平均球面值的区域。

当将一个优化过程用于限定该模具的表面时，该预定的闭合曲线可被用作该优化过程的一个输入参数。然而，人们知道，优化的结果并不能满足对该优化过程输入的所有指标。确实，一个优化过程的结果按其定义而言是在用作该优化过程的输入的不同指标之间的一种妥协。

因此，这些指标在大多数情况下不是完全得到满足而仅是被接近。因此，优选使用这个预定的闭合曲线作为该优化过程的一个约束项，以此来保证这个优化的表面与预定的闭合曲线相匹配。

换言之，使用该优化过程是为了使得模具的表面尽可能地与所希望的光学设计相符，这本身是为本领域的普通技术人员所知，而同时保证这个优化的表面几何形状与这个预定的闭合曲线严格地相匹配。

本身为本领域的普通技术人员所知的是，一个优化过程的输入是该模具的多种几何特征和／或是有待在该模具中浇铸的半成品眼镜片坯件所希望的多种光学特性。在此可引用该半成品眼镜片坯件的平均球面分布和散光度数分布作为此类光学指标的非限制性实例。

这个预定的闭合曲线可以有利地被包括在一个单一平面之中。确实，这种情况下，对应的垫圈可以被设计成使得该垫圈的支承区域被包括在一个平面之中。这个支承区域被适配成用于沿着该预定的闭合曲线在该模具上进行接触。这样一个垫圈与包括带有多个波纹或更复杂的3D几何形状的支承表面的一个复杂垫圈相比制作起来更容易也更便宜。

在多个特定的非限制性实例中，这个预定的闭合曲线可以是圆形、椭圆形、矩形或是正方形的。确实，该闭合曲线越规则，该垫圈就将会是越规则。其结果是，该垫圈制造起来就更加容易并且更便宜。

特别有用之处是使该预定的闭合曲线220相对于该模具120的底部222的所有点的高度z都是相等的。确实，这种情况下，该垫圈的几何形状是特别地简单，这样使得该垫圈制造起来就更加便宜。如图6所示，一个点的高度z是由在所述点与在该模具的底部222与其相切的平面P之间的距离定义的。已经发现同样有利的是使用所建议的设计方法来将浇注模具设计成带有一个刻面。

图4示出了带有刻面202的模具200的一个实例。人们已知根据一个平面来设计这个刻面202，这样使得一个垫圈将容易的支承在这个平面的刻面上。然而，在这种情况下，模具200中的腔206的边缘204(该边缘204对应于刻面202在其中延伸的平面与该腔206的交叉点)在该模具的设计过程中是不受控制的，特别是当该模具设计是由一个优化过程来进行时。

诸位发明人已注意到，在模具200带有刻面202的情况下，使用已知的优化过程可能会导致浇注出的半成品眼镜片坯件带有不良的几何特性。换言之，这种半成品眼镜片要在该半成品眼镜片坯件的一个有限的区域内呈现出有用的并且必须的光学特性。具体来说，已经注意到使用已知优化过程来设计用于浇注渐退性半成品眼镜片坯件的模具可能导致具有平行性光学能力损失的半成品眼镜片坯件。换言之，如图4所示，将在模具200中浇注的半成品透镜坯件的光学上可用的区域将是基本上椭圆形的，而这个光学上可用的区域在高度上(在垂直方向上)超过了宽度(在水平方向上)。这个光学上可用的区域对应于由刻面202的边缘204所限定的模具腔206的表面。这个光学上可用的区域不包括刻面202的表面。

这个光学上可用的区域的这种形状确实是一个缺点，因为现在的眼镜与高度(在垂直方向上)相比是更宽(在水平方向上)的。

当根据现有技术来浇注渐进性半成品眼镜片坯件时，在垂直方向上发生了同类的光学能力的损失。换言之，根据现有技术在一个模具中浇注的渐进性半成品眼镜片坯件将具有一种基本上椭圆的形状，这种形状是宽大于高的。对于设计具有一种特殊形状的眼镜片而言这也许同样是一个缺点。

然而，使用本发明的方法来设计该模具300(特别是使用一个预定的闭合曲线做为优化过程的约束项)，它确保了该模具300可被用于浇注一种半成品眼镜片坯件，从而取决于有待浇注的半成品镜片坯件(特别是渐进性或渐退性)的复合表面的类型，在该半成品眼镜片坯件的水平和垂直方向的更大范围内都具有良好的光学能力。

这可从图4和图5中看出，这些图展示了根据本发明设计的模具300的光学上可用的区域是大于根据现有技术设计的模具200的光学上可用的区域。确实，在这两种模具200、300的情况下，这个光学上可用的区域对应于由刻面202、302的边缘204、304界定的腔206、306的表面。

在模具包括刻面的情况下，这个预定的闭合曲线可能值得注意地对应于该模具的边缘304所希望的形状，而该模具有待设计成刻面从它上面向外延伸。如图所示，这个刻面可由它从上面延伸的这个边缘304所希望的形状(即：从这个预定的闭合曲线)以及该边缘的每个点相对于底部的一个恒定高度来限定。在这种情况下，有待与该模具结合使用的垫圈沿着一条封闭的曲线支承在这个刻面上，这条封闭的曲线被限定在该模具表面上的这个预定的闭合曲线之外。

图7，图8，图9和图10进一步示出在根据现有技术设计的模具与根据本发明的方法设计的模具之间的差别。应当注意的是，在用根据现有技术设计的模具浇注的半成品眼镜片坯件与用根据本发明设计的模具浇注的半成品眼镜片坯件之间存在同类的差别。

在图7，图8，图9和图10中，实线圆圈400界定了该模具的中央区域，这对应于用该模具浇注的半成品镜片坯件的优选光学区域，该镜片的佩戴者大部分时间都会通过这个区域来进行观看。两个虚线圆圈402和404界定了该模具的以下部分，在这里该模具的表面与一个预定的闭合曲线相匹配。在这种情况下，这个预定的闭合曲线上的这些点相对于模具的底部具有同等的高度，而这个预定的闭合曲线是圆形的。

这些图示出两种模具的这些表面在它们的中央区域具有十分相似的散光度数和平均球面分布，而中央区域对应于所浇注的半成品镜片坯件的中央优选光学区域。

然而，离该中心越远，这两个表面上的平均球面和散光度数分布的差别就越大。这起因于以下事实，即：根据本发明的优化过程做出了两种不同的折中：

-以确保该表面与这个3D的预定闭合曲线匹配，并且

-以确保该半成品眼镜片坯件的这些光学特性，然而根据现有技术，只有这些光学特性被虑在内。

所建议的用于设计模具的方法可用于一种用于来组装模具组件100的方法，该组装方法包括以下步骤：

-使用上述方法来设计一个第一模具120，用于浇注一个半成品眼镜片坯件，

-提供一个垫圈160，用于设计该模具的这个预定的闭合曲线代表了该垫圈160，

-将所述第一模具120与该垫圈160以及最终一个第二模具140组装在一起，以限定一个密封地闭合的浇注腔180。

然后就有可能在模具组件100中形成的所述浇注腔180内浇铸一个半成品的镜片坯件，例如，这是通过：

-用它浇注材料填满该浇注腔180，并且

-使在所述浇注腔180中的所述浇注材料聚合。

以上的第一步骤可以被替代为以下的步骤：提供的一个第一模具120来浇铸使用上述方法设计的一个半成品眼镜片坯件。

由这个或这些模具120、140以及垫圈160形成的浇铸腔可以具体地被适配成用于浇铸一个复合的半成品眼镜片坯件，特别是一个渐进性或者渐退性半成品眼镜片坯件。

至少一个模具可包括一个刻面，上面支承着这个垫圈。

所使用的这种浇注材料可以具体是一种热固性或热硬化性材料。该模具可用玻璃或金属(特别是铬钢或镍)制成。

上述方法的至少一些步骤可使用一种计算机程序产品来执行，该计算机程序产品包括多个软件代码部分，这些软件代码部分被设计成当所述产品在一台计算机运行时用于执行上述方法的所述步骤。

已经参见多个优选实施例对本发明进行了说明。然而，在本发明的范围内许多变更都是可能的。

Claims (10)

1.一种用于设计模具(120，300)的方法，该模具用于浇注一个半成品眼镜片坯件，其中，该模具(120，300)的表面被设计成使得该模具(120，300)的所述表面与一条预定的闭合曲线基本上相匹配，这个预定的闭合曲线代表了一个垫圈(160)的几何形状，该垫圈有待与该模具(120，300)结合使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该模具(120，300)的所述表面是使用一种优化过程来设计的，所述预定的闭合曲线对于该优化过程是一个约束项。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，该模具的所述表面是复合性的，并且代表所述复合性表面的数据被用作该优化过程的输入。

4.根据权利要求1到3之一所述的方法，其中，所述预定的闭合曲线是包括在一个平面之内。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，包括以下步骤，即：设计该模具的一个刻面(302)，该刻面从所述表面向外延伸。

6.根据权利要求4和5所述的方法，其中，该刻面(302)是包括在所述平面之内。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其中，所述预定的闭合曲线上所有点相对于与该模具(120，300)底部的高度是相同的。

8.一种用于组装模具组件(100)的方法，该方法包括以下步骤：

-提供一个模具(120，300)，该模具用于浇注根据权利要求1-7中任一项设计的一个半成品眼镜片坯件，

-提供一个垫圈(160)，而用于设计该模具(120，300)的预定的闭合曲线代表了所述垫圈(160)，

-对该模具(120，300)和该垫圈(160)进行组装。

9.一种用于浇注半成品镜片坯件的方法，该方法包括以下步骤：

-根据权利要求8所述的方法组装一个模具组件(100)；

-在该模具组件(100)中形成的一个浇注腔(180)中浇注所述半成品镜片坯件。

10.一种计算机程序产品，包括一个或多个存储的指令序列，这个或这些指令序列对于一个处理器而言是可访问的，并且当这个或这些指令序列由该处理器执行时即导致该处理器进行权利要求1到9中任一项所述的步骤。

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