CN112912789B - 包括封装的微镜片的光学制品及其制造方法 - Google Patents

包括封装的微镜片的光学制品及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本披露包括光学制品，所述光学制品包括：镜片，具有第一镜片表面和第二镜片表面；以及保护层，具有第一保护表面和第二保护表面，所述保护层联接到镜片以使得第一保护表面设置在第二镜片表面上。光学制品可以包括限定在第二镜片表面或第一保护表面上的多个凸形或凹形光学元件。保护层可以具有大于每个光学元件的最大高度的最大厚度，以使得保护层封装光学元件。

Description

包括封装的微镜片的光学制品及其制造方法
技术领域
本发明总体上涉及光学制品，更具体地但非限制性地涉及包括封装的光学元件的光学制品。
背景技术
光学制品(比如镜片)可以用于矫正眼睛的屈光不正，例如近视、远视、老花眼、以及散光。一些镜片包括在镜片表面上的光学元件(比如微镜片)，其可以有助于这些屈光不正的矫正。例如，微镜片可以提供正的下加光值，以将部分入射光聚焦在视网膜的前方，由此控制近视发展。
微镜片也用于其他应用中。例如，除其他应用外，微镜片用于数码投影仪、成像装置(例如影印机和手机摄像头)、显微镜(例如用于均匀照明)、显示器，并且用于提高CCD阵列的光收集效率。
设置在镜片外表面上的光学元件可能保护有限，并且因此可能容易损坏。一些镜片包括在光学元件上的涂层，比如硬涂层或清漆。然而，这些涂层无法提供足够的保护。另外，这些常规涂层会改变几何形状，并且因此改变光学元件的光学设计。结果，光学元件可能不再提供它们被设计用于满足的光学目标。因此，在本领域中需要被配置为在不改变其光学设计的情况下提供足够的光学元件保护的光学制品。
发明内容
本发明的光学制品通过提供完全封装光学制品的光学元件(例如，微镜片)的保护层来解决对改进的光学元件保护的需要。权利要求1限定了根据本发明的光学制品。保护层的最大厚度可以大于每个光学元件的最大高度以实现其完全封装，例如，以使得光学制品的外表面不再现光学元件形状。由此，保护层可以保护光学元件，而对光学元件的光学设计的更改极小(如果有的话)。各种保护层适用于本发明的光学制品中，包括例如薄片、涂层、镜片和胶水。
本发明的光学制品中的一些包括：镜片，所述镜片具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面；以及保护层，所述保护层具有相反的第一保护表面和第二保护表面。在一些制品中，保护层联接到镜片，以使得第一保护表面设置在第二镜片表面上。一些制品包括多个凸形或凹形光学元件，例如，微镜片。在一些制品中，可选地当镜片包括光学元件时，每个光学元件限定第二镜片表面的一部分。在一些制品中，可选地当保护层包括光学元件时，每个光学元件限定第一保护表面的一部分。
在一些制品中，每个光学元件的可选地在垂直于第一保护表面的方向上测量的最大高度小于或等于0.1毫米(mm)。在一些制品中，每个光学元件的直径可以小于或等于2.0mm。在一些制品中，保护层的可选地在第一保护表面与第二保护表面之间、在垂直于第一保护表面的方向上测量的最大厚度大于每个光学元件的最大高度。在一些制品中，光学元件被封装在限定在第二保护表面与第一镜片表面之间的体积内。权利要求2至8限定了根据本发明的光学制品的其他实施例。
本发明方法中的一些方法包括将第一模具的第一初级模具部分和第二初级模具部分从打开位置移动到关闭位置，在关闭位置，这些初级模具部分配合以限定第一模腔，其中，每个初级模具部分限定成型表面。权利要求9限定了一种形成根据本发明的光学制品的方法。一些方法包括将第一可成型材料引入到第一模腔中以及可选地使第一可成型材料凝固以形成具有相反的第一光学表面和第二光学表面的第一光学构件。在一些方法中，第二初级模具部分的成型表面限定多个凹形凹陷部或多个凸形突起部，以使得第二光学表面限定多个光学元件。在一些方法中，可选地当第二初级模具部分限定多个凹形凹陷部时，每个光学元件是凸形的。在一些方法中，可选地当第二初级模具部分限定多个凸形突起部时，每个光学元件是凹形的。在一些方法中，每个光学元件的可选地在垂直于第二光学表面的方向上测量的最大高度小于或等于0.1mm。在一些方法中，每个光学元件的直径小于或等于2.0mm。
一些方法包括将第二光学构件联接到第二光学表面。在一些方法中，第二光学构件的可选地在第二光学构件的第一表面与第二表面之间、在垂直于第二光学表面的方向上测量的最大厚度大于每个光学元件的最大高度。在一些方法中，光学元件被封装在限定在第二光学构件的第二表面与第一光学表面之间的体积内。权利要求10至15限定了形成根据本发明的光学制品的方法的其他实施例。
术语“联接”被限定为连接，但是不一定是直接的并且不一定是机械的；“联接”的两个术语可以彼此统一。除非本披露明确地另外要求，否则术语“一(a)”和“一个(an)”被限定为一个或多个。如本领域普通技术人员所理解的，术语“基本上”被定义为在很大程度上但不一定完全是所指定的内容，并且包括所指定的内容；例如，基本上90度包括90度并且基本上平行包括平行。在任何披露的实施例中，术语“基本上”可以被所指定的“在…的[百分比]内”代替，其中百分比包括0.1％、1％、5％和10％。
术语“包括(comprise)”及其任何形式(比如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”及其任何形式(例如“具有(has)”和“具有(having)”)、以及“包含(include)”及其任何形式(比如“包含(includes)”和“包含(including)”)是开放式连系动词。结果，“包括(comprises)”、“具有(has)”或“包含(includes)”一个或多个元件的设备具备那一个或多个要素，但不限于仅具备那些要素。同样，“包括(comprises)”、“具有(has)”、或“包含(includes)”一个或多个步骤的方法具备那些一个或多个步骤，但不限于仅具备那些一个或多个步骤。
任何设备、系统和方法的任何实施例都可以由所描述的步骤、要素和/或特征中的任一个组成或基本上由其组成，而不是由其包括/包含/具有。因此，在任何权利要求中，术语“由……组成”或“基本上由……组成”可以代替以上所述的任何开放式连系动词，以便从否则使用开放式连系动词将是的范围改变给定权利要求的范围。
进一步地，以某种方式配置的装置或系统至少以该方式配置，但是也可以以除具体描述的方式以外的其他方式配置。一个实施例的一个或多个特征可以应用于其他实施例，即使没有进行描述或示出，除非被本公开或实施例的性质明确禁止。下文描述了与以上描述的实施例和其他相关联的一些细节。
附图说明
以下附图以示例并且非限制性的方式说明。为了简洁和清楚起见，给定结构的每个特征不总是在那个结构出现的每一个图中都标注。相同的附图标记不一定指示相同的结构。相反，可像不相同附图标记那样，相同的附图标记可以用于指示相似特征或具有相似功能的特征。除非另有说明，否则附图中的视图是按比例绘制的，这意味着对于至少该视图中的实施例，所描绘的元素的尺寸相对于彼此是准确的。
图1A是本发明的光学制品的第一实施例的俯视图，这些光学制品包括具有多个光学元件的镜片和封装光学元件的保护层。
图1B是沿线1B-1B截取的图1A的光学制品的截面图。
图1C是图1A的光学制品的放大局部截面图。
图2A至图2D示意性地展示了第一模具，该第一模具用在本发明方法中的一些方法中以形成具有多个光学元件的镜片。
图2E至图2H示意性地展示了第二模具，该第二模具用在本发明方法中的一些方法中以形成和联接保护层以封装光学元件。
图3A和图3B是本发明的光学制品的第二实施例的截面图，这些光学制品具有联接到封装保护层的第二镜片。
图4A至图4D示意性地展示了第三模具，该第三模具用在本发明方法中的一些方法中以形成第二镜片并将其联接到封装保护层。
图5A和图5B是本发明的光学制品的第三实施例的截面图，其中封装的光学元件由保护层的内表面限定。
图6A和图6B示意性地展示了弯曲和颠倒使用图2A至图2D的模具形成的保护层以产生图5A和图5B的保护层。
图6C至图6F示意性地展示了第二模具，该第二模具用在本发明方法中的一些方法中以形成镜片并将其联接到在图6A和图6B中形成的保护层。
图7A和图7B是本发明的光学制品的第四实施例的截面图，其中一个或多个涂层限定保护层。
图8A和图8B是本发明的光学制品的第五实施例的截面图，其中保护层包括将第二镜片粘附到第一镜片的胶水。
图9A和图9B是本发明的光学制品的第六实施例的截面图，其中保护层包括将膜粘附到镜片的胶水。
图10是本发明的光学制品的第七实施例的截面图，其中光学元件均是凹形的。
图11是本发明的光学制品的第八实施例的截面图，其中一些光学元件是凸形的，并且一些光学元件是凹形的。
具体实施方式
参考图1A至图1C，示出了本发明光学制品的第一实施例10a。光学制品10a可以包括：镜片34，该镜片具有相反的第一镜片表面42a和第二镜片表面42b；以及保护层38，该保护层具有相反的第一保护表面46a和第二保护表面46b。保护层38可以包含例如薄片。光学制品10a可以具有任何合适的形状；例如，光学制品可以是球面的、复曲面的或非球面的。为了说明，光学制品10a可以具有例如由第一镜片表面42a限定的内表面14以及例如由第二保护表面46b限定的外表面18。内表面14可以是凹形的，而外表面18可以是凸形的；然而，在其他实施例中，基于光学制品10a的预期用途，内表面和外表面中的每一个都可以是凹形的、凸形的或平坦的。
镜片34可以包括光学元件22，其中每个光学元件可以是例如用于折射光的任何合适的光学元件，例如微镜片、菲涅耳环等。每个光学元件22可以是凹形的或凸形的，并且可以限定第二镜片表面42b的一部分。如图所示，每个光学元件22包括凸形的微镜片。凸形光学元件(例如，22)的至少一部分可以限定凸形光学元件表面(例如，50)，和/或凸形光学元件可以具有从镜片34(或从保护层38(如果由此如下文进一步详细描述那样限定)向外突出的一个或多个部分。如果光学元件(例如，22)是凹形的，那么光学元件的至少一部分可以限定凹形光学元件表面(例如，50)，和/或凹形光学元件可以具有凹入镜片34中(或凹入保护层38中(如果由此如下文进一步详细描述那样限定))的一个或多个部分。
光学元件22可以以任何合适的方式布置。例如，光学元件22可以被限定在横跨整个或一部分第二镜片表面42b的第一区域26内。在一些实施例中，第二镜片表面42b可以例如在被第一区域26包围的区域中和/或在光学制品10a的周边处具有没有光学元件的一个或多个第二区域30。每个光学元件22的例如在垂直于第一保护表面46a或第二镜片表面42b的方向上测量的最大高度54小于或等于0.1毫米(mm)，比如小于或等于100微米(μm)、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm、5μm、1μm或在其中任意两个之间、或更小。每个光学元件22的直径58可以小于或等于2.0mm，比如小于或等于2.0mm、1.5mm、1.0mm、0.5mm、0.1mm、80μm、60μm、40μm、20μm或在其中任意两个之间、或更小。并且但非限制地，镜片34的在垂直于第二镜片表面的方向上在第一镜片表面42a与第二镜片表面42b之间测量的最小厚度68可以大于或等于1mm，比如大于或等于1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm或在其中任意两个之间、或更大。
保护层38可以联接到镜片34，以使得第一保护表面46a设置在第二镜片表面42b上。保护层38可以完全封装光学元件22。例如，保护层38的例如在垂直于第一保护表面46a的方向上测量的最大厚度62可以大于每个光学元件22的最大高度54。在一些实施例中，保护层38的最小厚度64也可以大于最大高度54。为了说明但非限制地，保护层38的最大厚度62和/或最小厚度64可以大于或等于0.1mm，比如大于或等于0.5mm、0.7mm、0.9mm、1.1mm、1.2mm、1.4mm或在其中任意两个之间、或更大，例如，大于或等于0.6mm。因此，光学元件22可以完全封装在限定在第二保护表面46b与第一镜片表面42a之间的体积66内。通过完全封装光学元件22，保护层38可以保护光学元件，而对光学元件的光学设计的更改极小(如果有的话)，以与常规保护涂层(其可能改变光学元件的几何形状并因此改变光学设计)相比，促进了光学制品10a中的改进的光学器件。
光学元件22的下加光值可以至少部分取决于镜片34和保护层38中使用的材料。例如，镜片34可以包含高折射率材料，并且保护层38可以包含低折射率材料，其折射率低于高折射率材料的折射率，以使得光学元件22产生正下加光值(例如，用于近视控制)。替代地，保护层38可以包含高折射率材料，并且镜片34可以包含低折射率材料，以使得光学元件22产生负下加光值(例如，用于远视控制)。用于镜片34和/或保护层38的合适材料可以包括具有用于获得期望光学元件下加光值的适当折射率的任何光学材料，比如，聚碳酸酯、共聚酯、热塑性聚氨酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚酰胺、生物工程聚合物、三乙酸纤维素、烯丙基二甘醇碳酸酯、聚环硫化物、高级氨基甲酸乙酯聚合物(trivex)、聚丙烯酸化物、多元醇、聚胺、聚酸酐、聚羧酸、聚环氧化物、聚异氰酸酯、聚降冰片烯、聚硅氧烷、聚硅氮烷、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚硫代氨基甲酸酯、聚烯丙基、聚硫化物、聚乙烯基酯、聚乙烯醚、聚亚芳基聚醚、多氧化物、聚砜、聚环烯烃、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二酯、聚醚酰亚胺、聚戊烯等。为了说明但非限制地，合适的低折射率材料的折射率可以小于或等于1.55、1.54、1.53、1.52、1.51、1.50、1.49、1.48、1.47、1.46、1.45或在其中任意两个之间、或更低，例如，小于或等于1.55，并且合适的高折射率材料的折射率可以大于或等于1.55、1.57、1.59、1.61、1.63、1.65、1.67、1.69、1.71、1.73、1.75或在其中任意两个之间、或更高，例如，大于或等于1.59。可选地，低折射率材料与高折射率材料的折射率之差大于或等于0.1。如果光学元件22是凹形的，那么镜片34与保护层38之间的不同折射率对光学元件下加光值的影响可以与上述情况相反。
用于形成光学制品(例如，10a至10h)的本发明方法中的一些方法包括制造第一光学构件以及将第二光学构件联接到第一光学构件。第一光学构件可以是镜片(例如，34)，并且第二光学构件可以是保护层(例如，38)，例如，如下文参考图2A至图2H所述。然而，在其他实施例中，第一光学构件可以是保护层，并且第二光学构件可以是镜片，例如，如下文参考图6A至图6F所述。
参考图2A至图2D，示出了第一模具(例如，70)，该第一模具适用于本发明方法中的一些方法中，以制造本发明光学制品(例如，10a至10h)中的一个的第一光学构件(例如，镜片34或保护层38)。第一模具可以包括第一初级模具部分和第二初级模具部分(例如，74a和74b)，该第一初级模具部分和该第二初级模具部分均例如经由模具嵌件82a、82b而限定成型表面(例如，78a、78b)。第二初级模具部分的成型表面可以限定多个凹形凹陷部(例如，86)，例如以形成凸形光学元件，和/或限定多个凸形突起部，例如以形成凹形光学元件；如图所示，成型表面限定多个凹形凹陷部。每个成型表面可以是凹形的、凸形的或平坦的，这取决于所期望的制品形状；例如，如图所示，第一初级模具部分的成型表面是凸形的，例如以形成凹形光学表面，并且第二初级模具部分的成型表面是凹形的，例如以形成凸形光学表面。
本发明方法中的一些方法包括将第一初级模具部分和第二初级模具部分从打开位置(图2A)移动到关闭位置(图2B)，在该关闭位置，初级模具部分配合以限定第一模腔(例如，90)。为了形成第一光学构件(例如，镜片34或保护层38)，一些方法包括将第一可成型材料(例如，94)引入到第一模腔中(图2C)以及例如通过固化和/或冷却来使第一可成型材料凝固(图2D)。形成可以经由例如注射成型或铸造来执行。所得的第一光学构件可以具有相反的第一光学表面和第二光学表面，例如，第一镜片表面42a和第二镜片表面42b(如果是镜片)或者第一保护表面46a和第二保护表面46b(如果是保护层)，其中第二光学表面限定了多个光学元件(例如，22)。第二初级模具部分的凹形凹陷部和/或凸形突起部(例如，86)的形状和大小可以被设置成使得限定在第二光学表面上的光学元件的形状和大小可以如上文关于图1A至图1C所述而设置。如图所示，第一模具用于形成例如光学制品10a至10b和10d至10h的镜片34。然而，在其他实施例中，第一模具可以用于产生例如下文所述的光学制品10c的保护层38。
参考图2E至图2H，示出了第二模具(例如，98a)，该第二模具适用于本发明方法中的一些方法中，以形成第二光学构件(例如，保护层38)并将其联接到第一光学构件的第二光学表面。可以执行联接，以使得第二光学构件完全封装限定在第二光学表面上的光学元件。第二模具可以包括第一次级模具部分和第二次级模具部分(例如，102a和102b)，该第一次级模具部分和该第二次级模具部分均例如经由模具嵌件110a、110b而限定成型表面(例如，106a、106b)。每个成型表面可以是凹形的、凸形的或平坦的，这取决于所期望的制品形状；例如，如图所示，第一初级模具部分的成型表面是凸形的，例如以接纳凹形第一光学表面，并且第二初级模具部分的成型表面是凹形的，例如以形成凸形光学表面。
本发明方法中的一些方法包括将第一光学构件放置在第二模具上，以使得第一光学表面设置在第一次级模具部分的成型表面上。在放置之后，一些方法包括将第一次级模具部分和第二次级模具部分从打开位置(图2E)移动到关闭位置(图2F)，在该关闭位置，次级模具部分配合以限定第二模腔(例如，114)。第二模腔可以大于第一光学构件，以使得在第二次级模具部分的成型表面与第二光学表面之间限定了体积(例如，118)。为了形成第二光学构件并将其联接到第一光学构件，一些方法包括将第二可成型材料(例如，122)引入到该体积中(图2G)以及例如通过固化和/或冷却来使第二可成型材料凝固(图2H)。形成可以经由注射成型或铸造来执行。所得的第二光学构件可以联接到第二光学表面，并且其例如在第二光学构件的第一表面与第二表面之间在垂直于第二光学表面的方向上测量的厚度可以大于每个光学元件中的最大高度，以使得第二光学构件完全封装光学元件，例如，以使得光学元件被封装在由第二表面(例如，46b)和第一光学表面(例如，42a)限定的体积内。如图所示，例如如同在光学制品10a至10b和10d至10h中，第二模具用于在镜片34上形成保护层38，该保护层可以是例如如参考光学制品10a所述的薄片。
第一可成型材料和第二可成型材料可以是任何合适的光学品质的可成型材料(例如，上述材料中的任一种)，并且可以被选择成使得光学元件提供期望下加光值。例如，如图所示，第一可成型材料并且因此例如镜片34可以具有第一折射率，并且第二可成型材料并且因此例如保护层38可以具有低于第一折射率的第二折射率，以使得光学元件提供正下加光值(例如，用于近视控制)，反之亦然，以使得光学元件提供负下加光值(例如，用于远视控制)。
通过注射成型或铸造来制造第一光学构件和第二光学构件(例如，镜片34和保护层38)并将其联接可以有助于光学元件的可靠封装，而对光学元件的光学设计的更改极小(如果有的话)。
参考图3A和图3B，示出了基本上类似于光学制品10a的光学制品10b，主要不同之处在于光学制品10b包括第二镜片126。第二镜片126可以具有相反的第二镜片内表面130a和第二镜片外表面130b，并且可以联接到保护层38，以使得第二镜片内表面130a设置在第二保护表面46b上。例如，第二镜片外表面130b可以限定光学制品10b的外表面18。可选地，一个或多个涂层可以设置在第二镜片126上，例如，设置在第二镜片外表面130b上，比如耐划伤涂层、减反射涂层和/或下文参考光学制品10d描述的涂层中的任一个。第二镜片126可以为光学元件22提供附加保护，并且可以有助于光学制品10b的加光度。可选地，第二镜片126可以包含与镜片34相同的材料。虽然第二镜片126被描述为镜片，但第二镜片可以是任何合适的光学构件，比如，薄片或外壳。
本发明方法中的一些方法包括形成第三光学构件(例如，第二镜片126)并将其联接到第二光学构件(例如，保护层38)。参考图4A至图4D，示出了第三模具(例如，134)，该第三模具适用于本发明方法中的一些方法中以形成第三光学构件。第三模具可以具有第一三级模具部分和第二三级模具部分(例如，138a和138b)，该第一三级模具部分和该第二三级模具部分均例如经由模具嵌件146a、146b而限定成型表面(例如，142a、142b)。每个成型表面可以是凹形的、凸形的或平坦的，这取决于所期望的制品形状。例如，如图所示，第一三级模具部分的成型表面是凸形的，例如以接纳凹形第一光学表面，并且第二三级模具部分的成型表面是凹形的，例如以形成凸形光学表面。
本发明方法中的一些方法包括将第一光学构件和第二光学构件放置在第三模具上，以使得第一光学表面(例如，第一镜片表面42a)设置在第一三级模具部分的成型表面上。在放置之后，一些方法包括将第一三级模具部分和第二三级模具部分从打开位置(图4A)移动到关闭位置(图4B)，在该关闭位置，三级模具部分配合以限定第三模腔(例如，150)。第三模腔可以大于第一光学构件和第二光学构件，以使得在第二光学构件的第二表面(例如，第二保护表面46b)与第二三级模具部分的成型表面之间限定了体积(例如，154)。为了形成第三光学构件并将其联接到第二光学构件，一些方法包括将第三可成型材料(例如，158)引入到该体积中(图4C)以及例如通过固化和/或冷却来使第三可成型材料凝固(图4D)。可选地，第一可成型材料与第三可成型材料相同。形成可以经由例如注射成型或铸造来执行，并且所得的第三光学构件可以联接到第二光学构件，例如以产生光学制品10b。
参考图5A和图5B，示出了基本上类似于光学制品10a的光学制品10c，主要不同之处在于，保护层38(而不是镜片34)包括光学元件22，例如，以使得每个光学元件限定第一保护表面46a的一部分。例如，如同光学制品10a，保护层38的最大厚度62可以大于每个光学元件22的最大高度54，以使得保护层封装光学元件，例如，光学元件封装在限定在第二保护表面42b与第一镜片表面42a之间的体积66内。并且，如图所示，每个光学元件22是凸形的(例如，可以具有凸形的光学元件表面50)；然而，在其他实施例中，每个光学元件中可以是凹形的(例如，可以具有凹形的光学元件表面)。因为凸形光学元件22被限定在第一保护表面46a上，例如，与光学制品10a的光学元件相比是颠倒的，所以镜片34和保护层38中所使用的材料可以不同于光学制品10a而影响光学元件的下加光值。例如，如图所示，当保护层38由高折射率材料制成并且镜片34由折射率低于高折射率材料的折射率的低折射率材料制成时，光学元件22可以提供正下加光值(例如，用于近视控制)。替代地，当保护层38由低折射率材料制成并且镜片34由高折射率材料制成时，光学元件22可以提供负下加光值(例如，用于远视控制)。
如图所示，保护层38的第二保护表面46b限定了光学制品10c的外表面18。然而，在其他实施例中，光学制品可以包括联接到第二保护表面46b的一个或多个附加层，比如，第二镜片(例如，126)，如参考光学制品10b所述。这种实施例中的一些(例如，当光学元件22是凹形时)可以基本上类似于光学制品10b。
在一些方法中，可以用如参考图2A至图2D所述的第一模具形成保护层(例如38)，该保护层具有限定在其第一保护表面(例如，46a)上的光学元件(例如，22)。参考图6A和图6B，如图2A至图2D所示的第一模具可以产生第一光学构件(例如，保护层38)，该第一光学构件具有凸形的第二光学表面(例如，第一保护表面46a)和凹形的第一光学表面(例如，第二保护表面46b)(图6A)。一些方法包括弯曲并由此(例如，永久地)颠倒第一光学构件，以使得第一光学表面(例如，46b)是凸形的，而第二光学表面(例如，46a)是凹形的(图6B)。保护层的最大厚度(例如，62)可以小于或等于1.5mm，比如小于或等于1.5mm、1.4mm、1.3mm、1.2mm、1.1mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm或在其中任意两个之间、或更小，例如，小于或等于1.0mm或0.7mm，以使得保护层具有足够的柔性来弯曲。因此，第一模具可以用于产生保护层，该保护层具有其限定在凹形第一保护表面上的光学元件(例如，如同在光学制品10c中)，而不需要不同的模具嵌件，从而降低成本和工具要求。在其他实施例中，可以使用与图2A至图2D所示不同的模具嵌件来形成例如光学制品10c的保护层。例如，可以使用不同模具嵌件，以使得凹形凹陷部(例如，86)被限定在第一初级模具部分的凸形成型表面上，而不是在第二初级模具部分的凹形成型表面上。
参考图6C至图6F，示出了第二模具(例如，98b)，该第二模具基本上类似于第二模具98a，并且可以用于一些方法中以形成第二光学构件(例如，镜片34)并将其联接到第一光学构件(例如，保护层38)。第二模具98a和98b之间的主要不同之处在于，对于第二模具98b，第一次级模具部分的成型表面是凹形的，例如以接纳凸形的第一光学表面(例如，第二保护表面46b)，并且第二次级模具部分的成型表面是凸形的。
可以以与上文参考图2E至图2H所述基本上相同的方式实现限定在凹形的第二光学表面(例如，第一保护表面46a)上的光学元件(例如，22)的封装。一些方法包括将第一光学构件放置在第二模具上，以使得第一光学表面(例如，第二保护表面46b)设置在第一次级模具部分的成型表面上。在放置之后，一些方法包括将第一次级模具部分和第二次级模具部分从打开位置(图6C)移动到关闭位置(图6D)，在该关闭位置，次级模具部分配合以限定第二模腔(例如，114)。第二模腔可以大于第一光学构件(例如，保护层38)，以使得在第二次级模具部分的成型表面与第二光学表面(例如，第一保护表面46a)之间限定体积(例如，118)。为了形成第二光学构件(例如，镜片34)并将其联接到第一光学构件，一些方法包括将第二可成型材料(例如，122)引入到该体积中(图6E)以及例如通过固化和/或冷却来使第二可成型材料凝固(图6F)。形成可以经由例如注射成型或铸造来执行。所得的第二光学构件(例如，镜片34)可以联接到第一光学构件(例如，保护层38)的凹形第二光学表面(例如，第一保护表面46a)。
在一些方法中，可以以与上文参考图4A至图4D所述基本上相同的方式形成第三光学构件(例如，第二镜片126)并将其联接到第一光学表面(例如，第二保护表面46b)。然而，在其他方法中，可以例如通过将可成型材料引入由模具限定的体积中在第一光学构件的任一侧上并使之凝固、而用单一模具分别将第二光学构件和第三光学构件联接到第二光学表面和第一光学表面。
参考图7A和图7B，示出了基本上类似于光学制品10a的光学制品10d，主要不同之处在于，保护层38包括一个或多个涂层(例如，162a至162b)，该一个或多个涂层共同地完全封装光学元件22。至少一个、可选地每个涂层可以包括聚氨酯涂层、耐划伤涂层、减反射涂层、光致变色涂层、抗污涂层、防雾涂层、可着色涂层、自修复涂层、防雨涂层、防静电涂层、防UV涂层或防蓝光涂层。如图所示，保护层38包括三个涂层162a至162c，其中聚氨酯涂层162a设置在第二镜片表面42b上，耐划伤涂层(例如，硬涂层)162b设置在聚氨酯涂层上，并且减反射涂层162c设置在耐划伤涂层上。然而，其他实施例可以包括以任何合适次序布置的任何类型的任何合适数量的涂层。
与常规涂层不同，本发明的涂层可以施加到第二镜片表面42b上，以使得由涂层限定的保护层38完全封装光学元件22，例如，如参考图1A至图1C所述，并对光学元件的光学设计造成的更改极小(如果有的话)。例如，每个涂层中可以具有相应最大厚度(例如，62a至62c)，其中最大厚度共同地大于每个光学元件22中的最大高度54。例如，每个涂层的最大厚度(例如，62a至62c)可以大于或等于1μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm或在其中任意两个之间、或更大，例如，大于或等于15μm。设置在第二镜片表面42b上的涂层(例如，162a)的最大厚度(例如，62a)可以但不必大于每个光学元件22的最大高度54。因此，本发明的涂层可以限定保护层38，该保护层可以保护光学元件22并赋予光学制品10e有益的光学性质，比如，光致变色性质、减反射性质、防雾性、着色性、防潮性等。
参考8A至图8B，示出了基本上类似于光学制品10b的光学制品10e，主要不同之处在于，保护层38包含将第二镜片126联接和/或粘附到镜片34的胶水。胶水可以包含任何光学上合适的粘附剂，比如，能够将可见光和/或紫外光传送穿过的粘附剂，例如，UV粘附剂。另外地或替代地，胶水可以包含一个或多个涂层，例如，上述涂层中的任一个，该一个或多个涂层可以固化并将第二镜片126联接到镜片34。例如，可以将涂层沉积在第二镜片表面42b上并固化，例如以封装光学元件22，并且可以将第二镜片126成型到涂层的第二保护表面46b上，例如，如上所述。胶水的折射率可以小于镜片34的折射率，以使得光学元件22提供正下加光值，或者大于镜片的折射率，以使得光学元件提供负下加光值。
参考图9A至图9B，示出了基本上类似于光学制品10e的光学制品10f，主要不同之处在于，代替第二镜片126，膜166设置在第二保护表面46b上，并且经由保护层38的胶水粘附到镜片34。膜166可以为光学元件22提供保护。
虽然如图所示的每个光学制品10a至10f仅具有凸形光学元件22，但是其他实施例可以具有凹形光学元件。例如，参考图10，光学制品10g可以基本上类似于光学制品10a，主要不同之处在于，光学制品10g包括凹形光学元件22(例如，均具有凹形光学元件表面50)，并且可选地，内表面14可以是凸形的并且外表面18可以是凹形的。光学制品10g可以提供负下加光值以例如控制远视，并且其镜片34可以例如在第一模具(例如，70)中形成，该第一模具的成型表面具有凸形突起部(例如，86)。参考图11，光学制品10h可以基本上类似于光学制品10a，主要不同之处在于，光学制品10a的一些光学元件22是凸形的(例如，具有凸形光学元件表面50)，并且一些光学元件是凹形的(例如，具有凹形光学元件表面)。光学制品10h可以适用于控制例如散光，并且其镜片34可以例如在第一模具(例如，70)中形成，该第一模具的成型表面具有凸形突起部与凹形凹陷部(例如，86)两者。
以上的说明书和示例提供了对示例性实施例的结构和使用的完整描述。虽然以上已经以某一程度的特殊性或者参考一个或多个单独的实施例描述了某些实施例，但是本领域的技术人员能够在不脱离本发明的范围的情况下对所披露的实施例作出许多改变。这样，所述方法和系统的不同说明性实施例不旨在局限于所披露的具体形式。而是，本发明包括落入权利要求的范围内的所有修改和替代方案，并且除了所示的之外的实施例可以包括所描绘的实施例的一些或全部特征。例如，元件可以省略或组合为一体结构和/或连接可以被代替。进一步地，在适当情况下，以上描述的任何示例的方面可以与所描述的任何其他示例的方面组合以形成具有相当的或不同的性质和/或功能并且解决相同或不同问题的另外示例。类似地，将理解的是，以上描述的益处和优点可以涉及一个实施例或者可以涉及若干实施例。
权利要求不旨在包括并且不应被解释为包括装置加功能或步骤加功能的限制，除非这样的限制在给定权利要求中分别使用短语“用于……的装置”或“用于……的步骤”明确地叙述。

Claims (16)

1.一种光学制品，包括：
镜片，所述镜片具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面；以及
保护层，所述保护层具有相反的第一保护表面和第二保护表面以及在所述第一保护表面与所述第二保护表面之间在垂直于所述第一保护表面的方向上测量的最大厚度，所述第一保护表面设置在所述第二镜片表面上；
其中，所述镜片包含多个凸形的光学元件，所述多个凸形光学元件中的每个均是所述镜片的一体部分，从而限定所述第二镜片表面的一部分；以及
所述多个凸形光学元件中的每个具有在垂直于所述第一保护表面的方向上测量的、小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度以及小于或等于2.0mm的直径；
所述保护层的最大厚度大于每个所述光学元件的最大高度，以使得所述光学元件被封装在限定在所述第二保护表面与所述第一镜片表面之间的体积内。
2.一种光学制品，包括：
镜片，所述镜片具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面；以及
保护层，所述保护层具有相反的第一保护表面和第二保护表面以及在所述第一保护表面与所述第二保护表面之间在垂直于所述第一保护表面的方向上测量的最大厚度，所述第一保护表面设置在所述第二镜片表面上；
其中，所述保护层包含多个凹形的光学元件，所述多个凹形光学元件中的每个均是所述保护层的一体部分，从而限定所述第一保护表面的一部分；以及
所述多个凹形光学元件中的每个具有在垂直于所述第一保护表面的方向上测量的、小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度以及小于或等于2.0mm的直径；
所述保护层的最大厚度大于每个所述光学元件的最大高度，以使得所述光学元件被封装在限定在所述第二保护表面与所述第一镜片表面之间的体积内。
3.如权利要求1或2所述的光学制品，其中，所述光学元件具有在垂直于所述第一保护表面的方向上测量的5-30μm的最大高度，以及1.0-2.0mm的直径。
4.如权利要求1或2所述的光学制品，其中：
所述镜片包含具有第一折射率的第一材料；并且
所述保护层包含具有低于所述第一折射率的第二折射率的第二材料。
5.如权利要求4所述的光学制品，其中：所述第一材料的第一折射率为1.63-1.71之间；所述保护层的最大厚度在0.5-1.2mm。
6.如权利要求1或2所述的光学制品，其中：
所述保护层包含胶水；并且
所述光学制品包含设置在所述第二保护表面上的膜。
7.如权利要求1或2所述的光学制品，其中，所述保护层包括一个或多个涂层，所述涂层中的至少一个包括聚氨酯涂层、耐划伤涂层、减反射涂层、光致变色涂层、抗污涂层、防雾涂层、可着色涂层、自修复涂层、防雨涂层、防静电涂层、防UV涂层或防蓝光涂层。
8.如权利要求1或2所述的光学制品，其中：
所述镜片包含具有第一折射率的第一材料；并且
所述保护层包含具有高于所述第一折射率的第二折射率的第二材料。
9.如权利要求1或2所述的光学制品，其中：
所述第二保护表面是凸形的；并且
所述第一保护表面是凹形的。
10.一种形成光学制品的方法，所述方法包括：
将第一模具的第一初级模具部分和第二初级模具部分从打开位置移动到关闭位置，在所述关闭位置，所述初级模具部分配合以限定第一模腔，每个所述初级模具部分限定成型表面；
将第一可成型材料引入到所述第一模腔中；
使所述第一可成型材料凝固以形成具有相反的第一光学表面和第二光学表面的第一光学构件，其中，所述第二初级模具的成型表面限定多个凹形凹陷部或多个凸形突起部，以使得所述第二光学表面限定多个凸形或凹形的光学元件，所述光学元件均具有：
在垂直于所述第二光学表面的方向上测量的、小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度；以及
小于或等于2.0mm的直径；以及
将第二光学构件联接到所述第二光学表面，所述第二光学构件具有在所述第二光学构件的第一表面与第二表面之间、在垂直于所述第二光学表面的方向上测量的最大厚度，所述最大厚度大于每个所述光学元件的最大高度，以使得所述光学元件被封装在限定在所述第二光学构件的第二表面与所述第一光学表面之间的体积内。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述联接包括：
将所述第一光学构件放置在包括第一次级模具部分和第二次级模具部分的第二模具上，以使得所述第一光学表面设置在所述第一次级模具部分的成型表面上；
在所述放置后，将所述次级模具部分从打开位置移动到关闭位置，在所述关闭位置，所述次级模具部分配合以限定大于所述第一光学构件的第二模腔，以使得在所述第二光学表面与所述第二次级模具部分的成型表面之间限定体积；
将第二可成型材料引入到所述体积中；以及
使所述第二可成型材料凝固以形成所述第二光学构件，以使得所述第二光学构件联接到所述第一光学构件并封装所述光学元件。
12.如权利要求11所述的方法，包括：
将所述第一光学构件和所述第二光学构件放置在包括第一三级模具部分和第二三级模具部分的第三模具上，以使得所述第一光学表面设置在所述第一三级模具部分的成型表面上；
在所述放置后，将所述三级模具部分从打开位置移动到关闭位置，在所述关闭位置，所述三级模具部分配合以限定第三模腔，其中，所述第三模腔大于所述第一光学构件和所述第二光学构件，以使得在所述第二光学构件的第二表面与所述第二三级模具部分的成型表面之间限定体积；
将第三可成型材料引入到所述体积中；以及
使所述第三可成型材料凝固以形成第三光学构件，所述第三光学构件联接到所述第二光学构件并设置在所述第二光学构件的第二表面上；
其中，所述第三可成型材料与所述第一可成型材料相同。
13.如权利要求11所述的方法，其中：
所述第一初级模具部分的成型表面是凸形的，以使得所述第一光学表面是凹形的；并且
所述第二初级模具部分的成型表面：
是凹形的，以使得所述第二光学表面是凸形的；以及
限定多个凹形凹陷部，以使得每个所述光学元件是凸形的。
14.如权利要求13所述的方法，包括，在将所述第一光学构件放置在所述第二模具上之前，弯曲并由此颠倒所述第一光学构件，以使得所述第一光学表面是凸形的，并且所述第二光学表面时凹形的。
15.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一可成型材料具有第一折射率，并且所述第二可成型材料具有低于所述第一折射率的第二折射率。
16.如权利要求10所述的方法，其中，所述联接包括将一个或多个涂层施加到所述第二光学表面，以使得所述涂层限定所述第二光学构件，所述涂层中的至少一个包括聚氨酯涂层、耐划伤涂层、减反射涂层、光致变色涂层、抗污涂层、防雾涂层、可着色涂层、自修复涂层、防雨涂层、防静电涂层、防UV涂层或防蓝光涂层。
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