CN112805152A - 用于通过增材制造来制造光学镜片的方法以及对应的中间光学元件 - Google Patents

Abstract

一种用于通过增材制造来制造光学镜片(1)的方法，包括以下步骤：‑沉积具有第一厚度(h₂₇₁)的第一层(271)，‑将具有第二厚度(h₂₇₃)的第二层(273)沉积到所述第一层(271)上，所述第二层(273)与所述第一层(271)形成第一微凸体(331)，‑沉积具有第三厚度(h₂₇₅)的第三层(275)，‑将具有第四厚度(h₂₇₇)的第四层(277)沉积到所述第三层(275)上，由此形成中间光学元件(5)，所述第四层(277)与所述第三层(275)形成第二微凸体(333)，‑对所述中间光学元件(5)上的所述第一微凸体(331)和所述第二微凸体(333)进行光滑处理，由此形成所述光学镜片(1)，其中，所述第二厚度(h₂₇₃)和所述第四厚度(h₂₇₇)不同。还描述了对应的中间光学元件。

Description

用于通过增材制造来制造光学镜片的方法以及对应的中间光 学元件

技术领域

本发明涉及光学镜片的制造。

更确切地说，本发明涉及一种用于通过增材制造来制造光学镜片的方法。

本发明还涉及一种通过增材制造来制造的中间光学元件。

背景技术

使用增材制造技术来制造光学镜片是令人感兴趣的，因为所获得的光学镜片被直接成形为配适要支承其的镜架和/或所获得的光学镜片符合配戴者的眼科处方。

需要精确地进行增材制造过程；特别是需要将新层非常准确地定位在已经聚合的层上，以正确地制造光学镜片。

这种技术的主要缺点是，由于由各层的边缘所形成的微凸体，所获得的制品不具有良好的表面质量。

在增材制造中，有两种主要方法可用于改善镜片的表面质量。第一种方法是减小层的厚度，从而使微凸体最小化；然而，由于必须沉积更多的层，因此此方法增加了制造时间。第二种方法是通过抛光微凸体来对镜片表面进行后处理；然而，精确抛光会增加制造时间。

需要找到一种在不增加制造时间的情况下生产具有良好表面质量的光学镜片的方法。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于通过增材制造来制造光学镜片的方法，该方法包括以下步骤：

-沉积具有第一厚度的第一层，

-将具有第二厚度的第二层沉积到所述第一层上，所述第二层与所述第一层形成第一微凸体，

-沉积具有第三厚度的第三层，

-将具有第四厚度的第四层沉积到所述第三层上，由此形成中间光学元件，所述第四层与所述第三层形成第二微凸体，

-对所述中间光学元件上的所述第一微凸体和所述第二微凸体进行光滑处理，由此形成所述光学镜片。

根据本发明，所述第二厚度和所述第四厚度不同。

通常，微凸体的光滑处理不仅取决于其厚度(取决于层的厚度)，还取决于其在所述中间光学元件中的位置。通常，位于中间光学元件的外周的微凸体比位于其顶点的微凸体更容易且更快地去除。

因此，对于各层具有相同厚度的中间光学元件，在外周处比在中心处将更快地实现光滑处理。光滑处理步骤则必须考虑此差异。这可能是复杂的过程并且增加了制造时间。

在此，每个层的厚度是基于所述层在所述中间光学元件中的位置并且为了简化光滑处理步骤来确定的。

例如，通过使外周附近的层更厚并且使顶点附近的层更薄，可以以相同的速率去除所有的微凸体。由于本发明的方法，简化了所述光滑处理步骤，并减少了制造时间。

根据本发明的方法的其他有利的且非限制性的特征包括：

-所述层中的每个层的厚度基于相关层在所述中间光学元件中的位置来确定，

-对所述第一微凸体进行光滑处理所需的第一光滑处理时间等于对所述第二微凸体进行光滑处理的第二光滑处理时间，

-所述方法还包括基于光滑处理参数来确定所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层的几何参数的步骤，

-所述方法还包括基于所述光学镜片的曲率来确定所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层的几何参数的步骤，

-所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层的几何参数被确定成使得对所述第一微凸体进行光滑处理所需的第一光滑处理时间等于对所述第二微凸体进行光滑处理的第二光滑处理时间，

-所述几何参数包括所述第一层的第一厚度、所述第二层的第二厚度、所述第三层的第三厚度和所述第四层的第四厚度，

-所述几何参数包括所述第一层的第一暴露长度、所述第二层的第二暴露长度、所述第三层的第三暴露长度和所述第四层的第四暴露长度，

-所述中间光学元件是旋转对称的，

-所述第一微凸体的截面面积(在所述中间光学元件的给定平面上，例如当所述中间光学元件是旋转对称的时的径向平面)等于所述第二微凸体的截面面积(在所述给定平面上)，

-将所述第一微凸体的截面面积评估为所述第二层的端部与所述第一层之间的洼的表面(在所述给定平面上)，

-将所述第二微凸体的截面面积评估为所述第四层的端部与所述第三层之间的洼的表面(在所述给定平面上)，

-所述光滑处理步骤包括对所述中间光学元件的表面进行抛光，

-所述光滑处理步骤包括将涂层施加到所述中间光学元件的表面上，

-将第一体积的涂层施加到所述第一微凸体上，并且将第二体积的涂层施加到所述第二微凸体上。

本发明还涉及一种通过增材制造来制造的中间光学元件，所述中间光学元件包括：

-具有第一厚度的第一层，

-位于所述第一层上的具有第二厚度的第二层，所述第二层与所述第一层形成第一微凸体，

-具有第三厚度的第三层，以及

-位于所述第三层上的具有第四厚度的第四层，所述第四层与所述第三层形成第二微凸体。

根据本发明，所述第二厚度和所述第四厚度不同。

根据本发明的中间光学元件的其他有利的且非限制性的特征包括：

-在所述中间光学元件上，层的厚度与并置在所述层上的另一层的暴露长度的乘积是恒定的，

-所述中间光学元件包括具有第一端层、第二端层以及位于所述第一端层与所述第二端层之间的多个层，每个层具有厚度和暴露长度，

-所述厚度随从所述第一端层到所述第二端层的所述层(逐层)而增加，并且其中，所述暴露长度从所述第一端层到所述第二端层减小，

-所述厚度从所述第一端层到第一过渡层是恒定的，并且从所述第一过渡层到所述第二端层增加，并且其中，所述暴露长度从所述第一端层到第二过渡层减小，并且从所述第二过渡层到所述第二端层是恒定的，

-所述第一端层包括所述第四层，

-所述第二端层包括所述第一层，

-所述第一层的第一厚度大于所述第四层的第四厚度，

-所述第一层的第一暴露长度短于所述第四层的第四暴露长度。

上述每个厚度(和/或暴露长度)可以是在中间光学元件的至少一个平面上、特别是当中间光学元件是旋转对称的时在中间光学元件的径向平面上的厚度(或暴露长度)。

具体实施方式

接下来将参考附图描述根据本发明的方法和中间光学元件。

在附图中：

-图1图示了用于通过增材制造来制造光学镜片的系统，

-图2图示了通过图1的系统制造的中间光学元件的截面图，

-图3图示了图2的中间光学元件、其各层及其一些几何参数的详细截面图，

-图4图示了图2的中间光学元件的细节的俯视图，

-图5图示了通过图1的系统制造的光学镜片的截面图，

-图6是根据本发明的方法的步骤的示意性表示，

-图7图示了图2的中间光学元件及其包络曲线，

-图8是几何参数随中间光学元件5的点的位置变化的曲线图，

-图9是另一个几何参数随中间光学元件5的点的位置变化的曲线图，

-图10是图示对中间光学元件进行光滑处理的问题的曲线图，

-图11是图示该方法的第一实施例的几何参数的变化的曲线图，

-图12是图示该方法的第一实施例的变体的几何参数的变化的曲线图，

-图13是图示该方法的第二实施例的几何参数的变化的曲线图。

图1示出了用于制造光学镜片1的系统2。该系统包括用于生产中间光学元件5的增材制造机器3。该系统包括用于将中间元件5光滑处理成光学镜片1的光滑处理机器7。

增材制造机器3包括沉积装置9。沉积装置9适用于使用增材制造技术来制造中间光学元件5。表述“增材制造技术”是指通过并置体积元素或体素来制造实物的过程。在本发明的情况下，因此逐层地、逐体积元素地制造中间光学元件5。实际上，增材制造技术可以是立体光刻(SLA)或聚合物喷射或连续液体界面生产(CLIP)技术。

在所示的示例中，沉积装置9包括喷嘴或喷嘴组以沉积各层。

在下面描述的示例中，在前一层上沉积后续层，由此定义了沉积轴线A。因此此处，沉积轴线A垂直于每个沉积层的主表面，或者，换一种说法，沿每个沉积层的厚度延伸。

增材制造机器3还包括第一控制单元11以控制沉积装置9。第一控制单元11包括第一微处理器12和第一存储器13。第一存储器13存储指令，当第一微处理器12执行这些指令时，这些指令允许增材制造机器3实现如下所述的用于制造中间光学元件5的方法。

光滑处理机器7包括光滑处理装置15和第二控制单元17。

光滑处理机器7被配置成对中间光学元件5的表面进行光滑处理以便生产光学镜片1。

光滑处理装置15包括能够从中间光学元件5中减去一定体积材料的抛光装置。

光滑处理装置15包括例如主轴支承抛光工具，例如具有预定直径的抛光光瞳(polishing pupil)。

替代性地，光滑处理装置15可以包括振动精加工装置15。振动精加工装置包括桶，中间光学元件5与一些磨料(例如沙子)一起放置在所述桶中。当桶振动时，沙子将摩擦中间光学元件5的表面，由此对其进行抛光。

替代性地，光滑处理装置15包括能够向中间光学元件5添加一定体积材料的涂层沉积机器。

第二控制单元17包括第二微处理器19和第二存储器21。第二存储器21存储参数，当第二微处理器19执行这些指令时，这些参数允许光滑处理机器7实现如下所述的用于对中间光学元件5进行光滑处理的方法。

在抛光光瞳的情况下，参数包括例如抛光光瞳在中间光学元件5的表面上的轨迹、要执行的扫掠次数、抛光光瞳的转速和/或中间光学元件5的转速、以及抛光光瞳轴线与中间光学元件5的表面的角度。

在振动碗的情况下，参数包括光滑处理的持续时间、以及磨料的种类及其在振动精加工装置15的情况下的平均大小。

在薄膜沉积机器的情况下，参数包括涂层的体积或涂层的平均厚度。

图2示意性地图示了中间光学元件5。在本示例中，中间光学元件5具有主体，该主体设置有在此为凸面的第一面23和在此为凹面的第二面25。中间光学元件5具有将第一面23连接到第二面25的外周边缘。

在此，中间光学元件5由多个预定体积元素形成，该多个预定体积元素并置和叠加来形成材料的叠加层27堆叠体。

这些预定体积元素具有彼此不同的几何形状和体积。这些体积元素也可以由相同的材料构成，或者作为变体，可以由至少两种不同的材料(例如具有不同的折射率)构成。

图2还用虚线表示目标第一面29和目标第二面31。目标第一面29对应于光学镜片1的第一面45，如图5所示。目标第二面31对应于光学镜片1的第二面47。

例如根据镜片的配戴者的眼科处方，预先确定目标表面29和31。

中间光学元件5的第一面23和第二面25具有由层27的边缘形成的微凸体33，其中第一面23和第二面25从目标面29、31偏离。

因此，中间光学元件5的中心或顶点可以被定义为对应于目标第一面29沿着沉积轴线A的最上面的点。因此，中间光学元件5的定义中心或顶点的层在此是最后沉积的层。当中间光学元件5是旋转对称的(并且旋转对称轴线平行于沉积轴线)时，此中心或顶点位于旋转对称轴线上。

在图2的示例中，中间光学元件5的外周对应于中间光学元件5沿着沉积轴线的最下面的区域(即，对应于首先沉积的区域)。

图3图示了中间光学元件5的第一实施例的第一面23的细节。

叠加层27在下层与上并置层的端部之间的交界处在轴线A(在此是沉积轴线A)的方向上形成“阶梯(stair-step)”。“阶梯”具有未被上并置层覆盖的暴露表面40。

在此，每个层27均设置有峰35(也称为高点)和洼(depression)37(也称为低点)，该峰位于层27的自由端，该洼位于上层的端部与紧接在下面的下层之间的接合处。

此外，每个层27设置有台肩38，该台肩布置在峰35与洼37之间，并且基本上表示层27的厚度h。

每个层27进一步具有长度l。在此所示的叠加层27具有不同的长度l，以便形成第一面23和第二面25。

每个层进一步具有对应于暴露表面40的长度的暴露长度r。

在此所示的叠加层27具有不同的长度l，以便形成第一面23和第二面25。

在两个相邻层27的自由端处形成微凸体33。如下所解释的，可以通过考虑对应的洼37的体积或截面表面，或者作为变体，通过考虑对应的峰35的体积或截面表面来估计微凸体33的体积或截面表面(在给定平面上)。

图3中图示了第一层271、第二层273、第三层275和第四层277。

第一层271具有第一厚度h₂₇₁、第一长度l₂₇₁和第一暴露长度r₂₇₁。

第二层273位于第一层271的顶部。第二层具有第二厚度h₂₇₃、第二长度l₂₇₃和第二暴露长度r₂₇₃。第一层271和第二层273的暴露表面形成第一微凸体331。

第三层275具有第三厚度h₂₇₅、第三长度l₂₇₅和第三暴露长度r₂₇₅。在图3所示的示例中，第三层275位于第二层273的顶部。替代性地，第三层275和第二层273可以不相邻。在第三层275与第二层273之间可以存在一个或多个中间层。

第四层277位于第三层275的顶部。第四层277具有第四厚度h₂₇₇、第四长度l₂₇₇和第四暴露长度r₂₇₇。第三层275和第四层277的暴露表面形成第二微凸体333。

由于在此示例中，第三层275位于第二层273的顶部，因此第二层273和第三层275的暴露表面形成第三微凸体335。

中间光学元件5还具有第一端层278和第二端层279(该第二端层在此表示的示例中为第一层271)。第二端层279是首先沿沉积轴线A沉积的层。第一层278是最后沿沉积轴线A沉积的层。

在此示例中，由于第一面23是凸面的，因此第一长度l₂₇₁大于第二长度l₂₇₃，该第二长度本身大于第三长度l₂₇₅，该第三长度本身大于第四长度l₂₇₇。第一端层278是最短层；在一些实施例中，第二端层279可以是中间光学元件5的最长层。

每个层27在其长度l上具有基本上恒定的厚度h。然而，各个层27具有彼此不同的相应厚度。

在图3所示的中间光学元件5的第一实施例中，第一层271的第一厚度h₂₇₁大于第二层h₂₇₃的第二厚度h₂₇₃。第二厚度h₂₇₃本身大于第三层275的第三厚度h₂₇₅。第三厚度h₂₇₅本身大于第四厚度h₂₇₇。

换句话说，在此第一实施例中，厚度h从第一端层278到第二端层279增加。

换句话说，自由端更远离沉积轴线A的层比自由端更靠近沉积轴线A的层具有更大的厚度h。

第一层271比第二层273进一步延伸了第一暴露长度r₂₇₁。第二层273比第三层275进一步延伸了第二暴露长度r₂₇₃。第三层比第四层277进一步延伸了第三暴露长度r₂₇₅。

换句话说，在此第一实施例中，暴露长度r从第一端层278到第二端层279减小。

换句话说，自由端更远离沉积轴线A的层比自由端更靠近沉积轴线A的层具有更短的暴露长度r。

如图4所示，中间光学元件5可以不具有旋转对称性。在此情况下，层27的暴露长度r可以在层27上变化。

例如，第二层273的暴露长度r₂₇₃可以由下式确定：

r₂₇₃＝r_273.0+Δr

其中r_273.0可以是第二层273的最小暴露长度，而Δr是暴露长度沿相对于沉积轴线A径向的方向的变化。

在其他实施例中，中间光学元件5具有旋转对称性。这种中间光学元件5的层27各自具有恒定的暴露长度r。

在中间光学元件的第二实施例(未示出)中，厚度h从第一端层到第一过渡层是恒定的。厚度h然后从第一过渡层到第二端层增加。

在此第二实施例中，层的暴露长度r从第一端层到第二过渡层增加。暴露长度然后从第二过渡层到第二端层是恒定的。

在第二实施例的示例中，第一过渡层和第二过渡层是同一层。在第二实施例的另一示例中，第一过渡层和第二过渡层是不同的层。

图5图示了在对中间光学元件5进行光滑处理之后获得的光学镜片1。光学镜片1的第一面45和第二面47被光滑处理以符合眼科要求。

用于通过增材制造来制造光学镜片的方法是基于光学材料的层27的沉积以及基于其随后的光滑处理。

图6是用于通过增材制造来制造光学镜片的方法的步骤的示意性表示。

在步骤S0，确定用于光学镜片1的增材制造的制造设定。步骤S0通过第一控制单元11来实现。制造设定包括例如要沉积的层27的数量，每个层27的厚度h、长度l和暴露长度r，要沉积的材料。

在步骤S01，第一控制单元11接收包含要制造的光学镜片1的针对配戴者的处方值的文件。第一控制单元11还接收与配戴者和/或旨在接纳眼科镜片1的镜架有关的互补的配适和个性化数据。这些互补的配适和个性化数据例如对应特别是表征镜架和配戴者的视觉行为的几何值。互补的配适和个性化数据包括例如眼睛镜片距离、眼睛的旋转中心的位置等。

在步骤S02，第一控制单元11根据配戴者处方值以及互补的配适和个性化数据来确定为配戴者量身定制的矫正光学功能。

在步骤S03，第一控制单元11根据光学功能来确定要制造的光学镜片1的目标几何特征。

目标几何特征包括例如光学镜片1的有限数量的点的坐标(x,y,z)。替代性地，目标几何特征包括定义目标第一面29和目标第二面31的表面函数z＝f(x,y)。

在步骤S04，第一控制单元11还接收包含光滑处理数据的文件。光滑处理数据包括例如抛光光瞳的直径、旋转速度、扫掠速度、光瞳施加在中间光学元件5的表面上的压力。

在步骤S05，第一控制单元11基于光滑处理数据以及基于目标几何特征来确定中间光学元件5的几何特征。然后，第一控制单元11生成包含所确定的中间光学元件5的几何特征的文件。

几何特征可以采取例如中间光学元件5的有限数量的点的坐标(x,y,z)的形式。替代性地，几何参数可以采取定义中间光学元件5的第一面23和第二面25的表面函数z＝f(x,y)的形式。

图7至图13图示了可以如何确定几何特征。

通过考虑横跨中间光学元件5的特定平面、在此是旋转对称的中间光学元件5的径向平面(即，包含旋转对称轴线的平面)来给出此解释。然而，该解决方案也适用于非旋转对称的中间光学元件5，或者通过在与中间光学元件5相交的几个不同平面中分别确定几何特征(并且可能通过插值在这些平面之外确定几何特征)，或者通过如下所述的在与中间光学元件4相交的特定平面中确定几何特征并且通过在其他平面中使用所确定的特征。这些解决方案使得可以使通常具有几乎旋转对称的形状的光学镜片的微凸体的体积均匀化。

图7图示了中间光学元件5及其包络曲线C。曲线C经过层27的每个峰35。在图7所示的实施例中，中间光学元件5具有球形包络，并且曲线C是中心I的圆。其他类型的曲线是可能的。为了确定层的几何特征，曲线C由连接相邻峰35的线近似。如图7中包括的详细视图所示，线d连接所表示的两个相邻峰35。图7还图示了沉积轴线A。

角度θ表示层27的自由端(即层27的暴露表面40)与直线d之间的角度。自由端离沉积轴线A越远，角度θ越大。

因此，角度θ也是沉积轴线A(垂直于层27的暴露表面)与垂直于直线d并经过洼37的直线N之间的角度。由于曲线C在本示例中是圆并且直线d近似曲线C，因此角度θ(在沉积轴线A与直线N之间)对应于沉积轴线A与圆C的穿过洼26的半径R之间的角度，并且角度θ则表示在中间元件5的第一面23上的点(洼37)的位置。

由于由台肩38、暴露表面40和直线d形成的三角形是直角三角形，因此角度θ可以使用以下公式确定：

此公式建立了层27的厚度h和暴露长度r与其在中间光学元件5中的位置之间的关系。

如现在所解释的，为了促进光滑处理步骤并改善所得光学镜片1的质量，并非所有厚度h和暴露长度r都是理想的。

现在描述用于确定层27的厚度h和暴露长度r的边界条件。

图8表示对于中间光学元件5的点在恒定厚度h_c下，暴露长度r随角度θ变化的曲线图。

随着角度θ的值的增加，暴露长度r的值减小。换句话说，更远离沉积轴线A延伸的层27比更短的层具有更短的暴露长度r。

结果，随着角度θ的增加，微凸体33变得更容易进行光滑处理。换句话说，对于光瞳的一次扫掠，更远离沉积轴线A的微凸体33比更靠近沉积轴线A的微凸体移除得更快。换句话说，在中间光学元件5的外周处的光滑处理比在中心(此处为顶点)附近的光滑处理实现得更快。

如果基于在外周处的微凸体33的光滑处理来设定扫掠次数，则在光滑处理步骤结束时，中心附近的微凸体将不会达到目标。

如果基于在中心处的微凸体33的光滑处理来设定扫掠次数，则在光滑处理步骤结束时，在外周处将去除过多的材料。

因此，不期望所有层27具有相同的厚度h。

另外，存在最大暴露长度rmax，超过该最大暴露长度，则认为难以对微凸体进行光滑处理(例如，所生产的光学镜片不具有眼科质量)。因此，层的暴露长度r大于最大暴露长度rmax是不期望的。最大暴露长度rmax可以通过实验来确定。

图9表示对于中间光学元件5的点在恒定暴露长度r_c下，厚度h随角度θ变化的曲线图。

恒定的暴露长度r_c的值通过第一端层278的几何要求来确定。

随着角度θ的值的增加，厚度h的值也增加。

结果，随着角度θ的增加，微凸体33变得更难以进行光滑处理。换句话说，对于光瞳的一次扫掠，更靠近沉积轴线A的微凸体33比更远离沉积轴线A的微凸体移除得更快。换句话说，在中间光学元件5的中心附近的光滑处理比在外周处的光滑处理实现得更快。

如果基于在外周处的微凸体33的光滑处理来设定扫掠次数，则在光滑处理步骤结束时，在中心处将去除过多的材料。

如果基于中心附近的微凸体33的光滑处理来设定扫掠次数，则在光滑处理步骤结束时，在外周处的微凸体将不会达到目标。

因此，不期望所有层27具有相同的暴露长度r。

另外，存在最大厚度hmax，超过该最大厚度，则对微凸体进行光滑处理的难度增加。因此，层27的厚度大于最大厚度hmax是不期望的。最大厚度hmax可以通过实验来确定。

在图10的曲线图上，第二线L2图示了对于共同的中间光学元件5的点和对于恒定的暴露长度r_c，厚度h随角度θ的变化。

中间光学元件5的直径的共同值是62mm。中间光学元件5的曲率半径的共同值是125mm。中间光学元件5的折射率的共同值是1.5。

结果，在中间光学元件5的外周处的角度θ的共同值为π/12。

顶层279的暴露长度的共同值是1.6mm，在此是恒定暴露长度r_c的值。

通过增材制造技术的当前状态确定的当前最小厚度hmin为10μm。最小厚度hmin由第三线L3图示。

阴影区域S表示被认为难以进行光滑处理的一组坐标点(h,θ)。该组点例如是通过实验来确定的。例如，具有包含在这组点中的几何特征的测试中间光学元件不能提供具有眼科质量的光学镜片。

阴影区域S具有由第四线L4表示的下限。下限对应于最大厚度hmax。最大厚度hmax的共同值例如为13μm。

如在图10的曲线图上可见的，对于恒定的暴露长度r_c，对于小于所期望的π/12的角度θ，达到最大厚度hmax。

换句话说，不可能实现具有恒定的暴露长度r_c的、角度为π/12的中间光学元件5。

为了确定非常适于随后进行光滑处理的厚度h和暴露长度r，该方法的第一实施例是改变在整个中间光学元件5上的厚度h和暴露长度r的值。该方法的第一实施例生产了中间光学元件5的第一实施例(如图3所示)。

在图11的曲线图上，第一线L1表示厚度h随角度θ的变化，其中厚度h随角度θ的增加而增加，并且其中暴露长度r随角度θ的增加而减小。第二线L2表示对于恒定的暴露长度r，厚度h随角度θ的变化。

第三线L3表示最小厚度值(例如10μm)。

第四线L4表示阴影区域S的最小厚度值，即最大厚度hmax(例如13μm)

角度θ_p表示中间光学元件5的外周处的角度。

为了实现最佳光滑处理，可以使用位于由第一线L1、第二线L2、第三线L3和第四线L4界定的区域中的所有坐标点(h,θ)(及其对应的暴露长度r)来确定中间几何元件5的参数，包括层27的厚度h和暴露长度r。

该方法的第一实施例的变体是确定参数，包括层27的厚度t和暴露长度r，使得微凸体33在径向平面上的截面面积对于所有层27保持恒定。

在图12的曲线图上表示的此变体促进中间光学元件5的光滑处理，因为在对中间光学元件5进行扫掠过程中，抛光光瞳对于每个微凸体33近似地抛光相同的体积。

图12的曲线图表示对于变化的暴露长度r，厚度h随角度θ变化的另一曲线图。图12的曲线图包括该方法的第一实施例的变体。

第二线L2表示对于恒定的暴露长度，厚度h的变化(如图10所示)。

第五线L5表示当如上所提议的保持微凸体33的截面面积恒定时厚度h的变化。

在当前情况下通过考虑洼37的截面而评估的顶层279的微凸体的表面S_asp279是由下式给出的：

2S_asp279＝h×r

其中，如前所述：

则：

h＝k×(tanθ)^1/2

其中：

为了实现最佳光滑处理，可以使用第二线L2与第五线L5之间所包括的所有点来确定中间光学元件5的几何形状文件。然而，为了在抛光步骤过程中保持微凸体的表面恒定，应该选择靠近第五线L5的这些点。

在图12的曲线图上，第六线L6表示当对于恒定的暴露长度r_c保持微凸体33的表面的截面恒定时厚度h的变化。然而，可见的是，对于小于期望的π/12的角度θ，达到了最大厚度hmax。因此，不期望在第六线L6上选择点。

图13图示了该方法的第二实施例。该方法的第二实施例生产了中间光学元件5的第二实施例。

图13的曲线图示了对于用于确定中间光学元件5的参数的第二种可能性，厚度h随角度θ的变化。

在此情况下，厚度h在0与第一过渡角θ₁之间所包括的角度θ的第一范围内是恒定的。第一过渡角θ₁对应于中间光学元件的第二实施例的沉积轴线A与第一过渡层之间的角度。

然后，对于包括大于第一过渡角θ₁的角度的第二范围，厚度h增加。对于最大角度θmax，厚度h达到最大厚度hmax。

暴露长度r在0与第二过渡角θ₂之间所包括的角度的另一第一范围内增加。第二过渡角θ₂对应于中间光学元件的第二实施例的沉积轴线A与第二过渡层之间的角度。

然后，暴露长度r在包括大于第二过渡角θ₂的角度的另一第二范围内是恒定的。

在本示例中，第一过渡角θ₁和第二过渡角θ₂相等。

在该方法的第二实施例的变体中，第一过渡角θ₁和第二过渡角θ₂不同。

为了实现最佳光滑处理，可以使用位于由第一线L1、第二线L2、第三线L3和第四线L4界定的区域中的所有坐标点(h,θ)(及其对应的暴露长度r)来确定中间几何元件5的参数。

在步骤S06，第一控制单元11基于中间光学元件5的几何特征来生成与中间光学元件5的制造设定相对应的制造文件。

此“设定”文件类似于先前生成的中间光学元件5的几何形状文件，不同之处在于，其反映了要制造的此中间光学元件5所期望的几何形状的转录描述，实际上该转录描述具有一种或多种材料的预定体积元素相对于增材制造机器的参考系的布置、以及这些体积元素相对于彼此的沉积顺序。

替代性地，步骤S0可以部分地或全部地通过外部计算单元实现，该外部计算单元随后将参数发送给第一控制单元11。

在步骤S1，通过增材制造机器3沉积层27。第一微处理器12实现从第一控制单元11接收的制造设定。

在步骤S11，沉积具有第一厚度h₂₇₁和第一长度l₂₇₁的第一层271。

在步骤S12，将具有第二厚度h₂₇₃和第二长度l₂₇₃的第二层273沉积到第一层271上。第二层273被定位成遵守第一层271的第一暴露长度r₂₇₁。

在步骤S13，将具有第三厚度h₂₇₅和长度l₂₇₅的第三层275沉积到第二层273上。第三层275被定位成遵守第二层273的第二暴露长度r₂₇₃。

替代性地，可以将中间层(未示出)沉积到第二层273上。中间层被定位成遵守第二层273的第二暴露长度r₂₇₃。

然后将第三层275沉积到中间层上。第三层275被定位成遵守中间层的暴露长度。

替代性地，可以将多个其他中间层沉积在中间层的顶部。每个中间层均被定位成遵守紧接在下面的中间层的暴露长度。

在步骤S14，将具有第四厚度h₂₇₇和长度l₂₇₇的第四层277沉积到第三层275上。第四层277被定位成遵守第三层275的第三暴露长度r₂₇₅。

实现这些沉积步骤，直到所有层27被沉积。

然后将中间光学元件5放置到光滑处理机器7中。

在步骤S2，光滑处理装置15对中间光学元件5的表面进行光滑处理。通过第二控制单元17确定或接收光滑处理指令。

在包含抛光光瞳的抛光装置的情况下，光滑处理指令包含先前提到的数据，比如扫掠速度、光瞳的转速、扫掠次数。光滑处理指令被确定使得需要对中间光学元件5的每个面21、25的表面进行相同数量的扫掠，以对微凸体33进行光滑处理。

第二微处理器19实现光滑处理指令，并且抛光光瞳对中间光学元件5的表面进行扫掠，由此对第一微凸体331、第二微凸体333和第三微凸体335进行光滑处理。

根据变体，光滑处理包括将涂层施加到中间光学元件5的表面上。将第一体积的涂层施加到第一微凸体331上。将第二体积的涂层施加到第二微凸体333上)

可选地，该方法包括对光学镜片1的第一面45和第二面47进行如下处理的步骤：向其上添加一个或多个预定功能涂层。功能涂层包括例如防雾涂层、减反射涂层、着色涂层、防划伤涂层。

替代性地，在沉积步骤之前，将光学材料的圆柱体提供给增材制造机器3。圆柱体形成中间光学元件5的芯。然后，在圆柱体周围沉积层27以获得中间光学元件5。

圆柱体埋在层27中。圆柱体不形成中间光学元件5的任何微凸体，并且因此不进行光滑处理步骤。

Claims (15)

1.一种用于通过增材制造来制造光学镜片(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-沉积具有第一厚度(h₂₇₁)的第一层(271)，

-将具有第二厚度(h₂₇₃)的第二层(273)沉积到所述第一层(271)上，所述第二层(273)与所述第一层(271)形成第一微凸体(331)，

-沉积具有第三厚度(h₂₇₅)的第三层(275)，

-将具有第四厚度(h₂₇₇)的第四层(277)沉积到所述第三层(275)上，由此形成中间光学元件(5)，所述第四层(277)与所述第三层(275)形成第二微凸体(333)，

-对所述中间光学元件(5)上的所述第一微凸体(331)和所述第二微凸体(333)进行光滑处理，由此形成所述光学镜片(1)，

其中，所述第二厚度(h₂₇₃)和所述第四厚度(h₂₇₇)不同。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述层中的每个层的厚度基于相关层在所述中间光学元件中的位置来确定。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对所述第一微凸体(331)进行光滑处理所需的第一光滑处理时间等于对所述第二微凸体(333)进行光滑处理的第二光滑处理时间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括基于光滑处理参数来确定所述第一层(271)、所述第二层(273)、所述第三层(275)和所述第四层(277)的几何参数的步骤。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包括基于所述光学镜片(1)的曲率来确定所述第一层(271)、所述第二层(273)、所述第三层(275)和所述第四层(277)的几何参数的步骤(S0)。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其中，所述几何参数包括所述第一层(271)的第一厚度(h₂₇₁)、所述第二层(273)的第二厚度(h₂₇₃)、所述第三层(275)的第三厚度(h₂₇₅)和所述第四层(277)的第四厚度(h₂₇₇)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述几何参数包括所述第一层(271)的第一暴露长度(r₂₇₁)、所述第二层(273)的第二暴露长度(r₂₇₃)、所述第三层(275)的第三暴露长度(r₂₇₅)和所述第四层(277)的第四暴露长度(r₂₇₇)。

8.根据权利要求1至7所述的方法，其中，所述第一微凸体(331)的截面面积等于所述第二微凸体(333)的截面面积。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述光滑处理步骤包括对所述中间光学元件(5)的表面进行抛光。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述光滑处理步骤包括将涂层施加到所述中间光学元件(5)的表面上。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，将第一体积的涂层施加到所述第一微凸体(331)上，并且将第二体积的涂层施加到所述第二微凸体(333)上。

12.一种通过增材制造来制造的中间光学元件(5)，所述中间光学元件包括：

-具有第一厚度(h₂₇₁)的第一层(271)，

-位于所述第一层(271)上的具有第二厚度(h₂₇₃)的第二层(273)，所述第二层(273)与所述第一层(331)形成第一微凸体(331)，

-具有第三厚度(h₂₇₅)的第三层(275)，以及

-位于所述第三层(275)上的具有第四厚度(h₂₇₇)的第四层(277)，所述第四层(277)与所述第三层(275)形成第二微凸体(333)，

其中，所述第二厚度(h₂₇₃)和所述第四厚度(h₂₇₇)不同。

13.根据权利要求12所述的中间光学元件(5)，其中，在所述中间光学元件(5)上，层(27)的厚度(h)与并置在所述层(27)上的另一层的暴露长度(r)的乘积是恒定的。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的中间光学元件(5)，具有第一端层(278)、第二端层(279)以及位于所述第一端层(278)与所述第二端层(279)之间的多个层，每个层具有厚度(h)和暴露长度(r)，并且其中，所述厚度(h)随从所述第一端层(278)到所述第二端层(279)的所述层而增加，并且其中，所述暴露长度(r)从所述第一端层(278)到所述第二端层(279)减小。

15.根据权利要求12所述的中间光学元件(5)，具有第一端层(278)、第二端层(279)和位于所述第一和层(278)与所述第二端层(279)之间的多个层，每个层具有厚度(h)和暴露长度(r)，并且其中，所述厚度(h)从所述第一端层(278)到第一过渡层是恒定的，并且从所述第一过渡层到所述第二端层(279)增加，并且其中，所述暴露长度(r)从所述第一端层(278)到第二过渡层减小，并且从所述第二过渡层到所述第二端层(279)是恒定的。

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