CN113618989A - 透镜铸造系统 - Google Patents

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Abstract

一种光学透镜铸造垫圈、晶片、以及系统和方法，其提供更有效地形成采用光学功能晶片的光学透镜。

Description

透镜铸造系统
本申请是申请号为201680080116.8，申请日为2016年12月14日，发明名称为“透镜铸造系统”的分案申请。
相关申请
本申请要求于2015年12月14日提交的标题为“Lens Cast System”的美国临时申请序列No.62/267,178的权益和优先权，其全部内容通过引用而并入本申请。
技术领域
本申请涉及眼科透镜以及，更特别地涉及采用功能插入件或晶片的铸造眼科透镜的形成。
背景技术
除了视力矫正或增强特性之外，采用光学功能特性的铸造眼科透镜在市场上日益普遍。这些功能特性可以包括偏振、着色或染色、和光致变色。铸造偏振眼科透镜例如通过将聚乙烯醇(PVA)、或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)偏振片放置或插入铸造单体透镜内而形成。偏振PVA薄片通过拉伸掺杂有二色性染料例如碘的PVA片而制造。拉伸用于对准聚合物分子，并因此给出用于将对准锚赋予至偏振效应的二色性染料。产生的单轴拉伸的PVA薄膜通常具有大约30至40微米的厚度以及，因此机械强度弱。此PVA薄膜容易在拉伸方向或对齐方向上撕裂，并且能被较小的外力(例如操纵薄膜的人的呼吸)所扭曲。
已知的用于形成偏振眼科铸造透镜的技术涉及将偏振PVA片切割并形成为圆形形式(称为偏振晶片)，其尺寸设计成用于插入透镜铸造垫圈中。如图1A-1C所示，典型的透镜铸造垫圈10是采用以连续或不间断的边沿或环形突起形式的各种内部特征的中空圆柱体，所述边沿或环形突起从垫圈的内侧壁延伸到垫圈的内部容积中。在偏振眼科透镜形成期间，技术人员首先将圆形PVA偏振晶片插入凹槽12中。通过扭曲晶片的形状并仔细操作晶片的外周进入凹槽12来实现插入。由于PVA晶片固有的弱点，这是一个微妙、耗时、和需要技能的手动过程。
接下来，将由例如玻璃形成的前后透镜表面模具插入至垫圈的相应侧面中。将前凸透镜表面模具抵靠前边沿14插入至垫圈10的内部，并将后凹透镜表面模具抵靠后边沿16插入至垫圈10的内部。随着将晶片和模具表面组装在垫圈10内，将可固化铸造组合物或单体引入口18中的一个中。最终，被引入的可固化铸造组合物或单体必须填充在晶片的背面和后透镜模具表面之间的垫圈的内部部分，以及在晶片的前面和前透镜模具表面之间的垫圈的内部部分。
鉴于口18的位置，为了使可固化铸造组合物或单体填充在晶片的前侧和前模具表面之间的垫圈的内部部分而不使垫圈内的晶片扭曲，则可固化铸造组合物或单体必须围绕插入至槽12内的晶片周边流动。由于晶片的脆弱性，必须高度控制可固化铸造组合物或单体向垫圈内的引入以最小化施加在晶片表面上的压力，从而最小化垫圈内的晶片的扭曲。一旦垫圈填充有可固化铸造组合物或单体，则可固化铸造组合物或单体例如通过紫外线或热固化而固化以形成铸造透镜。
可固化铸造组合物或单体的高度受控的引入要求可固化铸造组合物或单体显著慢地流入垫圈，这导致整个铸造过程需要相对于所产生的透镜的量的大量时间投入。
本领域需要的是铸造工艺和组件，其在更短的时间内提供更大的透镜产率。本领域中进一步需要的是减少了对脆弱晶片的手动操作并因此通过最小化工艺产生的晶片/透镜缺陷来增加产量的铸造工艺和组件。
发明内容
本发明的铸造系统提供铸造工艺和组件，其允许在更短的时间内获得更高的透镜产率，并且在某些实施例中，减少对脆弱晶片的手动操作，并因此通过最小化工艺中产生的晶片/透镜缺陷来增加生产量。这些目的部分通过提供一种光学透镜铸造垫圈来实现，该光学透镜铸造垫圈包括：具有圆柱形形状的主体；在主体内表面中周向环绕地形成的凹槽；穿过主体的侧壁形成的填充口；以及穿过主体的侧壁形成和与凹槽相交的排气口。在某些实施例中，填充口穿过主体的侧壁并在凹槽和后模具止挡之间形成。在某些实施例中，凹槽是锥形的。在某些实施例中，填充口包括从主体的外表面延伸的管状元件。在某些实施例中，垫圈还包括与在主体的外部上形成的排气口流体连通的腔室。
部分地通过提供光学功能晶片进一步实现这些目的，其中光学功能晶片包括：具有第一部分和不同于第一部分的第二部分的周边；以及光学功能性质；第一部分形成具有第一半径的连续曲线；第二部分形成直线段或具有不同于第一半径的第二半径的曲线中的至少一个。在某些实施例中，光学功能性质选自由以下组成的组：偏振、光致变色、着色、颜色、硬度、耐化学性和反射率。在某些实施例中，周边是非圆形的。在某些实施例中，晶片还包括层压结构。在某些实施例中，第二部分包括五条直线段。
部分地通过提供一种光学透镜铸造系统来进一步实现这些目的，其中光学透镜铸造系统包括：圆柱形垫圈，该圆柱形垫圈包括：在圆柱形垫圈内表面中周向环绕形成的凹槽；以及穿过圆柱形垫圈的侧壁形成并与凹槽相交的排气口；以及光学功能晶片，其包括：第一部分形成具有第一半径的连续曲线；第二部分形成直线段或具有不同于第一半径的第二半径的曲线中的至少一个；光学功能晶片位于凹槽内，晶片的第一部分覆盖垫圈的排气口。在某些实施例中，排气口具有椭圆形横截面。在某些实施例中，该系统进一步包括穿过垫圈侧壁形成并在凹槽和后模具止挡之间的填充口。在某些实施例中，凹槽是锥形的。在某些实施例中，光学功能晶片包括五条直线段。
部分地通过提供一种形成铸造光学透镜的方法来进一步实现这些目的，该方法包括：将光学功能晶片插入在圆柱形垫圈的内表面中周向环绕形成的凹槽中；定向光学功能晶片的周边以覆盖穿过垫圈的侧壁形成的排气口；将前和后模具表面插入垫圈中；用可固化组合物填充垫圈的内部容积；以及固化可固化组合物。在某些实施例中，将光学功能晶片插入在圆柱形垫圈的内表面中周向环绕形成的凹槽中包括将非圆形晶片插入凹槽中。在某些实施例中，定向光学功能晶片的周边以覆盖穿过垫圈的侧壁形成的排气口包括定向晶片的弯曲部分以覆盖排气口。在某些实施例中，用可固化组合物填充垫圈的内部容积包括通过填充口填充垫圈的内部容积，其中填充口穿过垫圈的侧壁形成并在凹槽和后模具止挡之间。在某些实施例中，固化可固化组合物包括固化基于聚氨酯的预聚物组合物。
附图说明
根据本发明的实施例的以下描述，参考附图，本发明的实施例能够实现的这些和其他方面、特征和优点将是显而易见的和阐明的，其中：
图1A是透镜铸造垫圈的立体图。
图1B是透镜铸造垫圈的平面图。
图1C是沿着图1B中所示的透镜铸造垫圈的线1C的横截面图。
图2是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的立体图。
图3是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的正视图。
图4是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的沿着图3中示出的线4的横截面图。
图5是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的图4中示出的区域5的详细视图。
图6是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的图4中示出的区域6的详细视图。
图7是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的图3中示出的区域7的详细视图。
图8是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的平面图。
图9是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的沿着图8中示出的线9的横截面图。
图10A-10C是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的沿着图8中示出的线10B的截面图以及详细视图，其中图10A是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的图10B中示出的区域10A的详细视图，图10B是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的沿着图8中示出的线10B的截面图，图10C是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的图10B中示出的区域10C的详细视图。
图11是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的图8中所示的区域11的详细视图。
图12是初始加载至根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈中的功能晶片的平面图。
图13是根据本发明的一个实施例通过垫圈内的晶片的旋转而固定在透镜铸造垫圈内的功能晶片的平面图。
图14是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的立体图。
图15是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的平面图。
图16是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的沿着图15中示出的线16的横截面图。
图17是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的沿着图15中示出的线17的横截面图。
图18是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的正视图。
图19是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的图16中示出的区域19的详细视图。
图20是根据本发明的一个实施例通过垫圈内的晶片的旋转而固定在透镜铸造垫圈内的功能晶片的横截面图。
图21是根据本发明的一个实施例的透镜铸造垫圈的一部分的图20中示出的区域21的详细视图。
图22是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图23是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的侧视图。
图24是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图25是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图26是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图27是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图28是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图29是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图30是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图31是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图32是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
图33是根据本发明的一个实施例的光学功能晶片的平面图。
具体实施方式
现在将参照附图描述本发明的具体实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例；相反地，提供这些实施例是为了使本公开全面和完整，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中示出的实施例的详细描述中使用的术语不旨在限制本发明。在附图中，相同的标号指代相同的元件。
广而言之，本发明提供了一种铸造系统和方法，该铸造系统和方法采用允许更有效的手动和/或自动加载光学功能晶片的铸造组件或垫圈。在本发明的某些实施例中，本发明铸造组件配置为接收具有圆形或非圆形形状的晶片。本发明的铸造组件实现的益处和改进可通过采用互补的非圆形晶片来增强，该非圆形晶片允许更容易地装载至垫圈内和/或铸造单体围绕插入垫圈内的晶片更好的流动。
如图2-13所示，在本发明的某些实施例中，圆柱形垫圈100采用凹槽112。凹槽112在垫圈100内部，从垫圈100的内侧壁102突出的下唇缘120和上唇缘122之间周向形成。下唇缘120从垫圈100的内侧壁102形成基本上连续和\或均匀的突起。上唇缘122从垫圈100的内侧壁102形成中断的突起。图11示出了例示上唇缘122的不连续或中断的一种形式的切口124。上唇缘122的中断形式可以额外包括不对称缺口126和128。缺口126例如具有大于缺口128宽度的宽度。
如图8、12和13所示，由上唇缘122限定的整体或一般形状例如是六边形。然而，在附图中由上唇缘122限定的六边形形状仅是垫圈100的一个实例，垫圈100的上唇缘122可以限定与下面描述的功能晶片互补的其他非圆形形状。
在本发明的铸造系统的某些实施例中，由垫圈100的上唇缘122限定的非圆形形状与在铸造透镜形成期间垫圈100中采用的光学功能晶片的形状和尺寸互补。例如，关于如图2-13所示的本发明的实施例，所采用的功能晶片130具有大体呈六边形形状的形式。如图12中阴影所示的六边形晶片130及其某些优点在受让人的美国专利申请14/616,606中有更详细的描述，其内容通过引用而并入本文。如图24-33所示，以及在下面更详细地描述的，在本发明的某些实施例中，采用圆形、椭圆形、诸如带状晶片的矩形形状、截头圆形以及非对称和/或不规则形状的功能晶片被采用于垫圈100和本发明的方法中。
在本发明的某些实施例中，如图13所示，晶片130进一步采用从晶片130的不同侧边突起的不对称突片132和134。突片132例如具有比突片134宽度更大的宽度。突片132和134分别形成为形状和尺寸与垫圈100的上唇缘122的缺口128和126互补。突片132和134的不对称性可以帮助识别垫圈100内的晶片130的期望取向。晶片130的突片132和134中的一个或两个可以进一步用作晶片130的与晶片130主体不同的抓取或操纵点，和/或可以在例如晶片130的浸涂期间用作滴落点。
如图12和13所示，采用具有限定六边形形状的上唇缘122和六边形晶片130或其他非圆形形状的垫圈100提供了显著的优点。例如，在铸造组件的组装期间，通过将六边形晶片130放置或安置在由垫圈100的上唇缘122限定的六边形空间内，将晶片130简单地装载至垫圈100中。在晶片130在垫圈100中的初始位置中，晶片的角部在上唇缘122的切口124处或下方支撑在垫圈100的下唇缘120上。由于晶片130和垫圈110的上唇缘122的互补形状和尺寸，晶片130可放置在垫圈100的凹槽112内，而晶片130的操作或扭曲很小或没有，从而降低在组装铸造垫圈期间可能损坏晶片130的风险。
为了将晶片130固定在垫圈100的凹槽112内，晶片130从在凹槽112内的初始位置旋转。例如，如通过对比图12和13所示，晶片130可在凹槽112内顺时针旋转。如此，六边形晶片130的角部位于垫圈100的下唇缘120和上唇缘122之间的凹槽112内。
由于大致中断或不规则形状例如晶片130的六边形形状和垫圈100的下唇缘120的大致圆形形状的差异，在在晶片130的周边和下唇缘120的外周之间的晶片130的部分的周边形成空间136。部分地，空间136有利地用于促进可固化铸造组合物或单体流入至晶片130的前面和前透镜模具表面之间的垫圈100的内部容积中。
根据本发明的铸造系统的一个优点是晶片或层压结构130相对PVA和/或PET薄膜改进的机械性能。在所有处理步骤中，晶片130的切割、成形和装载至垫圈中，晶片130的较大的机械刚度提供了操作优点，因为其更不薄弱和/或较不容易扭曲。将晶片130装载到垫圈中是更不需要技能的过程，并且对于低熟练度的工人和/或自动化而言更易于接受。此外，对采用增加的机械完整性的晶片130的操纵更快且更精确。一旦装载到垫圈100上，晶片130的刚性更大。因此，在填充过程中，其中将可固化铸造组合物或单体引入组装的垫圈100中，单体从后部空腔填充，并允许在重力作用下在较少的时间内从那里流向前部(更窄)空腔。
在传统的铸造工艺中，不可能迫使可固化铸造组合物或单体更快地(在压力下)流动，因为这会扭曲和移位典型的相对薄弱的薄膜。通过采用本发明的更坚固的晶片130，可以加速该填充过程，因为晶片130的结构现在可承受一定程度的压力而没有垫圈结构中晶片130的显著扭曲。
采用垫圈100的六边形上唇缘122和至少部分地由具有增加的结构完整性的薄膜形成的六边形晶片130的组合，有利地允许插入透镜铸造过程的半自动化或全自动化。例如，如果晶片130由相对坚固的自支撑材料形成，则可以采用诸如机器人或机械手臂的自动机械来拾取和放置晶片130至垫圈100中。例如，机器人采用真空以从晶片130库存中拾取出预先形成的六边形晶片130，将晶片130插入至由垫圈100的上唇缘122限定的六边形形状中，通过旋转晶片130将晶片130固定在垫圈100的凹槽112内，以及释放真空以释放晶片130。
换句话说，在本发明的铸造系统中使用六边形晶片130允许在模具填充和透镜固化过程期间使用旋转锁定方法(又称卡扣式配合(Bayonet Style Fitting))将晶片130牢固地保持在适当的位置。六边形切割晶片130(平坦的或者按透镜曲率预成形的)可以被“滴落”到垫圈100中的特定开口中并且围绕晶片130的中心旋转10至60度的范围，例如30度，以在铸造过程期间有效地锁定在适当的位置并防止晶片130在垫圈100内的移动。以这种方式，该工艺易于自动化，从而消除或减少传统晶片-垫圈组装过程中所需的需要技能且耗时的劳动的需要。因此，本发明是铸造技术方面的显著进步。
此外，应注意到，与已知的铸造过程相比，通过使用六边形晶片130，晶片130的扭曲在装载至垫圈100期间被消除或至少减小。如前所述，在传统铸造系统中，薄膜在组装铸造垫圈期间通常严重扭曲。取决于扭曲程度，用扭曲的晶片形成的透镜越来越可能包含导致低生产效率的不可接受的缺陷。
本发明的铸造系统相比已知的铸造系统还提供至少以下优点。首先，垫圈100可用于固定标准圆形或带状晶片而不使用旋转保持特征。其次，本铸造系统减少接触点，同时保持晶片的结构完整性。第三，本铸造系统有利于晶片放置在垫圈中，从而实现操作效率。第四，六边形晶片130可以与更传统的圆形式铸造垫圈一起使用。晶片130的六边形形状有助于将晶片更快速地装配至垫圈工艺中，垫圈工艺传统上需要熟练劳动力和大量时间。
第五，晶片130的突片132和134的添加以及滴落/吻合特征允许晶片130被均匀地在例如液体固化粘合剂中涂覆(用于确保晶片粘附至可固化组合物或单体)而在主晶片表面没有光畸变，否则会损害光学表面。在图13中，在锁定的晶片位置的12点和6点位置处示出了浸渍/吻合突起(突片132和134)。突片132和134中的一个用于保持或操纵晶片，而另一个突片用于去除液体施加(浸渍)的粘合剂的液滴。
在本发明的另一个实施例中，如图14-19所示，圆柱形垫圈300采用凹槽312以在透镜铸造期间插入和固定晶片。凹槽312在垫圈300的内部中并在下唇缘320的上侧324和形成于垫圈300的内侧壁302上的上唇缘322的下侧330之间周向形成。在本实施例中，下唇缘320和上唇缘322均从垫圈300的内侧壁302形成基本上连续和/或均匀的突起。
凹槽312采用基本上平行于垫圈300的侧面的凹槽侧壁336。凹槽侧壁336的高度和直径取决于用于形成铸造透镜所采用的晶片的直径和厚度。例如，对于具有79.5毫米的最大直径或尺寸的晶片，凹槽侧壁336可具有80至81毫米范围内的直径，例如80.5毫米。换句话说，垫圈300的凹槽侧壁336的直径将略大于在相应垫圈中采用的晶片的最大直径或尺寸大约0.2至0.3毫米。对于具有大约0.6毫米的层压或薄膜厚度的晶片，凹槽侧壁336将具有0.2至1.0毫米范围内的高度，例如0.6毫米。
上唇缘330的下侧从凹槽侧壁336相对于凹槽侧壁336以105至165度的范围内的角度(例如大约135度)延伸。下唇缘320的上侧324从凹槽侧壁336相对于凹槽侧壁336以75至105度的范围内的角度(例如大约90度)延伸。因此，如图16、17和19所示，上唇缘330的下侧和下唇缘320的上侧324向凹槽312提供了锥形侧壁轮廓。
在大多数铸造透镜应用中，凹槽312中采用的晶片将形成以具有球面或非球面曲率。因此，所形成的晶片的有效厚度将大于晶片的实际层压或薄膜厚度。鉴于上述凹槽侧壁336的稍过大的直径，垫圈300的凹槽312内采用的成形晶片主要通过与凹槽312的锥形侧壁轮廓的夹紧或摩擦配合固定在凹槽312内的适当位置上。如下面更详细描述的，取决于所采用的晶片的周边的形状，晶片的周边的全部或仅部分可以与凹槽312的锥形侧壁轮廓进行夹紧或摩擦配合。
上唇缘322的上侧328形成前模具止挡或边沿334，并且用于后模具的相对止挡由后模具止挡或边沿332形成。应当理解，前模具止挡或边沿334的形状和后模具止挡或边沿332的形状可根据组装的垫圈300中采用的前和后模具的相应形状而变化。组装的垫圈300的后内部容积，即在凹槽312和后模具止挡或边沿322之间的垫圈的直径和高度或尺寸，将根据期望的铸造透镜的配置而变化。例如，在某些实施例中，在凹槽312与后模具止挡或边沿332之间的垫圈的尺寸在7.0至12.5毫米的范围内，例如7.3或12.1毫米。
在某些实施例中，根据本发明的垫圈300采用填充口318和排气口340。如图14、17和18所示，填充口318基本上垂直地在凹槽312和后模具止挡或边沿332之间的垫圈312的外侧壁304向垫圈312的内侧壁302穿过。因此，在根据本发明的铸造透镜的形成期间，可固化铸造组合物或单体将首先在晶片的背面上(即，在形成的晶片的凹面和后模具的凸面之间)进入并开始填充组装的垫圈300的内部空间。填充口318可以但不必须在垫圈300的外侧壁304上采用1.0毫米的45度倒角边缘或入口。填充口318可具有大致圆形或非圆形的形状。填充口318的直径或最大横截面尺寸在2至6毫米的范围内，例如4毫米。
如图14、17和18所示，排气口340基本上垂直地从前模具止挡或边沿334和凹槽312的下唇缘320的上侧324之间的垫圈312的外侧壁304向垫圈312的内侧壁302穿过。换句话说，排气口在与凹槽312重合、基本上重合或相交的区域或点处穿过垫圈300的侧面形成。因此，排气口340在凹槽的上唇缘322的从垫圈300的内侧壁302的原本连续和/或均匀的突起中形成中断。填充口340可以具有圆形或长圆形，例如椭圆形的横截面形状，其具有0.5至6毫米范围内的直径或最大横截面尺寸，例如2或4毫米。
在某些实施例中，根据本发明的垫圈300可以但不必须采用填充口腔室342和/或排气口腔室344。填充口腔室342和排气口腔室344可以具有任何一般形式，例如盒状或圆柱形形式。在某些实施例中，如图14、15和17所示，填充口腔室342和排气口腔室344形成在共用或共享的结构例如腔室箱体348中，并且通过壁346彼此分开。腔室箱体具有在以下范围内的尺寸：20至30毫米，例如22或27.1毫米宽；37至57毫米，例如47毫米长；和6至16毫米，例如11毫米高。如图14、15、17和18所示，在某些实施例中垫圈和腔室箱体348通过腔室歧管350彼此连接，腔室歧管350形成为从腔室箱体348的底部352向填充口318和排气口340变窄。
填充口腔室342用于捕获和/或保持可以离开可固化铸造组合物或单体源喷嘴的过量可固化铸造组合物或单体，并由此提供额外的可固化铸造组合物或单体以进入组装的垫圈以及在垫圈和源喷嘴分离时，补偿组装的垫圈内的可固化铸造组合物或单体的收缩。排气口腔室344用于捕获和/或保持过量的可固化铸造组合物或单体，其在填充组装的垫圈时可离开排气口340，并由此提供可固化铸造组合物或单体的来源以进入组装的垫圈并补偿在可固化铸造组合物或单体的固化或凝胶化过程中组装的垫圈内的可固化铸造组合物或单体的收缩。排气口腔室344也用于在用可固化铸造组合物或单体填充组装的垫圈期间防止空气进入垫圈。
在本发明的某些实施例中，垫圈300采用填充口管354，填充口管354从垫圈300的外侧壁304上的填充口318延伸。填充口圆筒354的填充内腔356具有的直径或最大横截面尺寸在2至6毫米的范围内，例如4毫米。形成填充口圆筒354的材料的直径和或弹性允许填充口圆筒354的内腔356在用可固化铸造组合物或单体填充垫圈300期间接收可固化铸造组合物或单体源喷嘴358。填充口圆筒354具有的长度在5至15毫米的范围内，例如10毫米。填充口圆筒354部分地用于捕获或捕集气泡，其中在用可固化铸造组合物或单体填充垫圈期间，随着源喷嘴358从垫圈300中抽出，该气泡可以形成并进入垫圈。排气口腔室344也用于在用可固化铸造组合物或单体填充组装的垫圈期间防止空气进入垫圈。填充口圆筒354也部分地用于防止在用可固化铸造组合物或单体填充组装的垫圈期间空气进入垫圈。填充口圆筒354可以作为从填充口318延伸的独立特征而采用于垫圈300上，或者采用于填充口腔室342和填充口318之间。
在本发明的某些实施例中，先前描述的垫圈100还可以采用任何或全部上述的填充和排气特征，包括填充口腔室342、排气口腔室344、腔室箱体348、腔室箱体歧管350和填充口圆筒554。
在本发明的进一步实施例中，提供了优化为与上述垫圈100和/或300一起使用的晶片。在第一晶片实施例中，提供了具有不规则六边形形状的晶片400。如图22和23所示，晶片400具有五个直的或基本上直的侧边402和一个弯曲的或圆形的侧边404。晶片400的弯曲侧边404具有例如39.75度的半径。直侧边402之间以及直侧边402与弯曲侧边404之间的交汇处是圆形的。晶片400具有例如79.5±0.2毫米的最大尺寸或直径406以及例如74.5±0.3毫米的相对直侧边404之间的尺寸。在某些实施例中，晶片400具有大约0.6±0.3毫米的层压或薄膜厚度。在某些实施例中，一旦晶片400已经形成为例如2.3的屈光度，则晶片400的直径406为例如77±0.3毫米。
当在垫圈300中使用时，晶片400的弯曲侧边304抵靠排气口340定位。在此定向中，直侧边402在晶片400的周边和垫圈300的凹槽312之间提供间隙或孔，其允许可固化铸造组合物或单体从填充口318所在的晶片的背面向晶片400的前凸侧面和前模具的凹侧面之间的垫圈的内部容积的流动。晶片400的弯曲侧边304抵靠排气口340的定位有利地在用可固化铸造组合物或单体填充垫圈300期间提供垫圈300的内部气体的改进的排出或排气。
在采用垫圈300和晶片400或本发明的任何其他上述和下述的晶片的方法中，操作者首先将例如光学功能晶片300插入凹槽312中，使得弯曲侧边404邻接或覆盖垫圈300的排气口340。接下来，操作者将前后模具插入相应的抵靠垫圈300的前模具止挡334和后模具止挡332的位置处。然后，操作者将通过例如将源喷嘴358插入到填充口圆筒354的内腔356中或者通过将源喷嘴358直接插入填充口318中来将源喷嘴358与填充口318配合，并开始用可固化铸造组合物或单体填充组装的垫圈的内部。鉴于填充口318在晶片300背面上的位置，首先开始填充在后模具和晶片300的背面之间的垫圈的内部容积。随着可固化铸造组合物或单体的含量增加，可固化铸造组合物或单体开始围绕晶片300的周边流入形成于前模具和晶片300前面的垫圈的内部容积。
由于这种连续的填充以及排气口340的与凹槽312重合的新颖位置，被可固化铸造组合物或单体替代的来自组装的垫圈内的空气或气体被有效地排出排气口312并且不被捕获在组装的垫圈300内。一旦组装的垫圈填充有可固化铸造组合物或单体，操作者将源喷嘴358从填充口318分离并继续允许垫圈内的可固化铸造组合物或单体例如在应用热或紫外辐射的情况下凝胶化和完全固化。
在本发明的铸造系统的某些实施例中，在铸造透镜的形成期间在垫圈100和/或300中采用的光学功能晶片由一层或多层透明薄膜形成，此透明薄膜具有的结构完整性约等于或大于例如已知的基于PVA的晶片的结构完整性。在铸造透镜形成期间用于本发明的垫圈中的光学功能晶片例如由聚碳酸酯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三乙酸酯或三乙酸纤维素或其组合的一层或多层形成。在铸造透镜形成期间用于本发明的垫圈中的光学功能晶片具有3至0.1毫米，例如2.0毫米、1.0毫米、0.5毫米或0.6毫米的厚度。
在本发明的某些实施例中，在用于本发明的铸造工艺之前，可以处理或涂覆晶片以赋予附加特性或光学功能性或赋予对可固化铸造组合物或单体的耐化学性。例如，当用一个或多个聚碳酸酯薄膜或层形成晶片时，可以施加硬质涂层至将与可固化铸造组合物或单体直接接触的聚碳酸酯的表面。这种硬质涂层用于保护聚碳酸酯免受铸造单体的化学侵蚀的作用和/或用作粘合剂。可选地或附加地，晶片可以涂覆有水基脂族聚碳酸酯聚氨酯分散体(PUD)粘合剂层，例如PU400(Stahl Polymer)。有关这种晶片及对其的处理的附加细节在受让人的美国专利申请13/741,290中公开，其内容在此通过引用而并入。
如在本公开中所使用的，术语光学功能晶片旨在表示包括光学功能特性的单层薄膜晶片或多层薄膜层压晶片。光学功能特性或性质包括光或其它辐射的滤波或衰减、装饰和/或耐久性特征，将以上特性或性质纳入光学透镜中以赋予或修改除光学倍率或放大特性以外的透镜特性。特定功能特性或性质的非限制性实例包括光偏振、光致变色、电致变色、着色、颜色、硬度、耐化学性和反射率。
图24至32示出了根据本发明的功能晶片的可选实施例。在图24至32中，标志“R”表示紧随的数值是所指示的晶片部分的半径。图24-32中所示的每个晶片采用至少两个不同的部分。第一部分由具有第一半径的至少一个第一连续曲线限定，和由至少一条直线或一条具有与第一部分的第一半径不同的第二半径的曲线形成的第二部分。
在本发明的某些实施例中，采用上述铸造垫圈和晶片来形成由可固化铸造组合物或单体形成的铸造透镜，并且更特别地，由采用液体单体混合物或聚氨酯基聚合物组合物的组合物形成。这些材料包括但不限于基于烯丙基二甘醇碳酸酯单体的聚合物(例如，可得自PPG Industries,Inc.的CR-39；基于多异氰酸酯多硫醇单体的来自Mitsui chemicals的MR系列单体(MR-7，MR-10，MR-95，MR174等)；聚氨酯基预聚物组合物(例如Trivex，PPG)；和聚碳酸酯(例如可得自General Electric Co.的LEXAN)。
虽然已经根据特定实施例和应用描述了本发明，但本领域普通技术人员借助于该教导可以产生额外的实施例和修改，而不偏离所要求保护的发明的精神或超出所要求保护的发明的范围。因此，应该理解本文的附图和描述是通过实例的方式提供的，以便于理解本发明，不应该被解释为限制其范围。

Claims (20)

1.一种光学透镜模具垫圈，包括：
垫圈主体；
凹槽，所述凹槽设置在所述主体的内表面上，所述凹槽的尺寸适于保持晶片；
排气口，所述排气口在所述主体上并与所述凹槽相交；以及
填充口，所述填充口在所述主体上与所述凹槽间隔开，并且所述填充口设置为在模具材料流动到晶片的相对侧之前，将所述模具材料的流动导向所述晶片的一侧。
2.根据权利要求1所述的光学透镜模具垫圈，其中所述填充口穿过所述垫圈主体的侧壁在所述凹槽和后模具止挡之间形成。
3.根据权利要求1所述的光学透镜模具垫圈，其中所述凹槽是锥形的。
4.根据权利要求1所述的光学透镜模具垫圈，其中所述填充口包括从所述垫圈主体的外表面延伸的管状元件。
5.根据权利要求1所述的光学透镜模具垫圈，还包括在所述垫圈主体外部形成的与所述排气口流体连通的腔室。
6.一种光学透镜模具系统，包括：
模具；
与所述模具相关联的垫圈；
与所述模具相关联的晶片；
所述垫圈包括：
主体；
凹槽，所述凹槽在所述主体的内表面上形成并且尺寸适于容纳所述晶片；
填充口，其在所述主体的侧壁中；
所述晶片成形为使得当所述晶片容纳在所述凹槽中时，在所述晶片的周边和所述凹槽的表面之间产生至少一个空间；
当所述晶片容纳在所述凹槽中时，所述晶片在所述模具中分别在所述晶片的相对两侧上形成第一腔和第二腔；以及
所述填充口定位在所述主体的所述侧壁上，使得引入所述填充口的模具材料在流经所述至少一个空间到达所述第二腔之前被导向所述第一腔。
7.根据权利要求6所述的光学透镜模具系统，其中所述晶片包括选自由以下组成的组的光学功能特性：偏振、光致变色、着色、颜色、硬度、耐化学性和反射率。
8.根据权利要求6所述的光学透镜模具系统，其中所述晶片的形状为非圆形。
9.根据权利要求6所述的光学透镜模具系统，其中所述垫圈还包括穿过所述主体的侧壁形成的排气口，所述排气口与所述凹槽相交。
10.根据权利要求9所述的光学透镜模具系统，其中填充口与排气口彼此轴向间隔开。
11.根据权利要求6所述的光学透镜模具系统，其中所述晶片成形为当所述晶片容纳在所述凹槽中时，在所述晶片的周边和所述凹槽的表面之间产生多个空间。
12.根据权利要求6所述的光学透镜模具系统，其中所述填充口和所述至少一个空间设置为使得模具材料仅通过所述至少一个空间进入所述第二腔。
13.一种铸造透镜的方法，包括：
将晶片放入模具中，使得所述模具具有前部空腔和后部空腔；
首先将流动的透镜材料引入所述后部空腔，而不将其首先引入所述前部空腔；
在将所述流动的透镜材料首先引入所述后部空腔期间，从所述前部空腔和后部空腔排气。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括在所述后部空腔通过所述晶片和所述模具之间的至少一个空间基本上充满之后，将所述流动的透镜材料引导至所述前部空腔中。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括引导所述流动的透镜材料通过所述晶片和所述模具之间的单个空间。
16.根据权利要求14所述的方法，其中将晶片放入模具中包括将具有非圆形周边的晶片放入所述模具中。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述晶片的所述非圆形周边容纳在所述模具的凹槽中，从而在所述晶片和所述模具之间形成所述至少一个空间。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述排气发生在与所述流动的透镜材料的所述引入发生的位置轴向间隔开的位置处。
19.根据权利要求13所述的方法，其中将晶片放入模具中包括将晶片放入所述模具的垫圈部分中。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述排气通过所述垫圈中的排气口进行。
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