CN1377310A - 模制透镜的编目控制方法 - Google Patents

Abstract

一种为了编目控制而在透镜上标注识别标记的方法。用喷墨打印机将识别标记置于模板的内衬面上,并在透镜成形液固化时仍保留在那里。一旦透镜形成,但是在脱模之前,识别标记就从模板转移到透镜上。该识别标记包含确定透镜特性的信息,例如透镜的焦度,并且能够用于编目控制。

Description

模制透镜的编目控制方法

                        发明背景

发明领域

本发明包括一种在塑料眼镜片上标注识别标记的方法，特别是，本发明涉及一种用喷墨打印机或者类似的打印设备来在用作形成透镜的模板上印刷识别标记，然后在形成透镜时直接将识别标记从模板转移到透镜上的方法。

背景技术

用于眼镜的镜片是由透明材料制成的，通常是玻璃或者塑料，并且具有产生所需效果(即调节人眼对光线的焦距以便看得清楚)的尺寸和形状。这种眼镜必须与个人处方相适应，也应该与个人形态和心理特征相适应。换句话说，用作眼镜的透镜应具有与处方中所述相应的一套规格的确定的光学特性。

透镜应用能决定其光学特性的确定的几何构型。每个透镜的形状由三个特征来表征：(1)它的两个表面的曲率；(2)它的中心和边缘厚度；和(3)它的直径。透镜的两个表面可以应用不同的几何构型，包括下述形状：球形、圆柱形、圆枕状、平的、非球面的(通常是椭圆形的)和渐进的。例如，透镜表面能够具有沿着其不同轴方向的恒定半径，以使表面对称，这种情况公知为球形表面。球形透镜表面反映球面的部分形状，其中所有经线具有同样的曲率半径。球形表面即可以是凸面的也可以是凹面的。

或者是，透镜表面可以具有两个轴，每个轴都具有不同的曲率半径，使得透镜的表面为不对称的。散光表面是这种不对称表面的一种实例，其特征在于它的两个主经线具有彼此不同的曲率半径。将具有最大曲率半径的经线称为“轴”，将另一个具有较小半径的经线称为“垂直轴”。散光透镜表面主要包括圆柱形表面和圆枕形表面。平表面和非球面表面是本领域中所用其它透镜表面的实例。

对于圆柱表面来说，沿着轴的主经线具有无限大的曲率半径，例如，平面或直线，并且垂直轴具有与圆柱形圆形半径相同的曲率半径。因此，凹面圆柱形表面的形状为可在表面上补充容纳柱面，凸起表面类似于这种柱面的外表面。

圆枕形表面类似于环形的侧表面，例如呈轮胎内胎的形状。因此，环形表面与圆柱形表面相似，但是与圆柱形不同的是其纵轴是弯曲的而不是直的。圆枕形表面上的垂直轴或者经线具有比轴的半径小的曲率半径。如同球形和圆柱形表面一样，由于具有环形外表面的形状，圆枕形表面可以是凸起的，或者说由于具有环形内表面的形状而可以是凹入的。

散光表面用于眼睛散光的人，他的角膜是椭圆的而不是圆的。不同人之间的散光角膜延长部分的取向是不同的。例如，一个人可以具有呈五度的轴，另一个人为三十度，并且其它人还可以是不同的取向。透镜表面轴的取向必须与角膜延长部分的取向一致。

不同的透镜表面可以结合应用。通常，透镜的前表面为球形，后表面为球形、圆柱形或圆枕形。或者前表面可以为平面。透镜中表面的最佳组合是由光学特性、所建议的使用和透镜的外观决定的。

除了形状之外，厚度也是透镜的一个重要特征。用于形成透镜的玻璃或者塑料是确定厚度的因素。由于塑料的重量轻、密度、折射率和耐冲击性，如今许多透镜都是由塑料制成的。用于透镜的塑料的实例包括甲基丙烯酸甲酯(一种热塑性树脂，商标“Plexiglas”和“Perspex”是公知较好的)和公知为CR39的碳酸二烯乙二醇酯。

CR39是一部分现在常用的透镜成形材料中的一种，因为用于眼科光学的所有透镜类型能够通过对其模制来制成。CR424是另外一种现在应用的透镜成形材料。CR39是聚酯类的石油衍生物，是一类可聚合热固性树脂。在生产中，首先从CR39中获得单体。具有甘油粘性的透明液态单体冷藏保存在液体状态下，但是在室温下经过几个月后会硬化。为了形成透镜，将液体单体放置并容纳在由两个模板和密封件(如密封圈)连接构成的空腔中。一旦单体在该空腔内，该单体就会固化形成具有模板形状的坚硬的聚合透镜。

在模制生产透镜时，重要的是用于形成聚合透镜的玻璃模板。不但模板要根据所需光学特性使透镜形成正确形状，而且最终的透镜表面质量也依赖于模板的精密度，因为透镜表面是模板内表面的精确再现。因此，模板表面应该制成具有非常高的精密度，并且在制成后，使其加热变韧，以能够承受聚合过程中的应变。

在透镜生产中，模板的相对轴位置也是重要的，因为它们决定了透镜的厚度。如本领域普通技术人员所公知的那样，不同的模板相对轴位置可生产出具有不同焦度的透镜。与形成较低焦度透镜相比，形成较高焦度透镜的模板应该设置为进一步分离的。因此，为了形成特定焦度的透镜，模板必须事先设定轴向间隔。

在形成透镜时，也可以应用形成透镜双焦距或三焦距部分的增加焦度的前模板。该增加焦度的模板包括分段曲线，它是插入模板凹入部分的凹槽，以在透镜的前表面上形成增加的焦度段。这个分段曲线产生了间隔部分的凸起表面，和更陡的表示增加焦度段的凸起表面。

总之，每个光学透镜都具有唯一的确定其光学特性的一套规格。因为模制的透镜获得了模板的形状，所以透镜的规格是由模板的相应规格和模板的相对位置决定的。

虽然一些透镜仍然是用传统方式制造的，但是现在大多数透镜是模制的，因为这种方法更好。一是因为能够将模板制各成高精度，并且塑料例如CR39或CR424能够容易地按照模板成型，模制出较好的透镜。而且，模板是可以再用的，因此模制降低了生产成本。此外，模制使得塑料透镜形成过程易于自动化操作，由此进一步在降低生产成本的基础上增加生产率。

在自动化的透镜形成生产过程中，能够利用多于一条的生产线来大批量制造透镜。通常一个生产线可以生产具有一套规格的透镜。其它的生产线可以生产具有其一套规格的透镜。因为每个透镜都具有自己的一套规格，所以在将其交付消费者之前必须根据相应规格在透镜上正确标注出识别标记。

然而，因为透镜是透明的，所以在生产后追踪每个单独塑料镜片的规格并检验它们的同一性是麻烦的。即使它们是不同的，但它们看上去也是相似的。现在，在透镜生产过程中必须应用额外的检验步骤，以在当制造透镜时测量和鉴定透镜。而且，在生产线上给透镜标注识别标记可能会产生混乱。因为如今在生产现场制造的透镜是由同样的塑料制成的，并且通常是用相同的模板制成的，所以产生混乱的可能性甚至更大了。为了将混乱减到最小，在贴识别标记前检验透镜的标识可能是可取的甚至是必须的。因此，不得不花费额外的时间和精力来正确进行编目控制。这延长了生产时间并且增加了生产成本。这个问题已经存在了许多年，但是仍然没有解决。

                        发明概述

本发明试图通过在模制塑料光学透镜上标注识别标记的方法来解决模制透镜的编目控制问题。该识别标记包含确定透镜光学特性(至少包括透镜的焦度)的信息。识别标记是可以用人眼看到和阅读的。优选的是识别标记可以机读。通过将墨液应用到形成透镜的一个模板上来在透镜上标注识别标记。当固化时该识别标记从模板转移到透镜上，并从模板上除去。

在这方面，通过在模板内衬面上用墨液施加识别标记，来在一个实施例中实践本发明的方法。然后用透镜成形液充填模具。透镜成形液固化或硬化来形成透镜，而识别标记保留在模板上。因为墨液对透镜材料比对模板具有更强的亲合力，凭借模板和透镜表面之间的直接接触识别标记就从模板上转移到所形成的透镜表面部分。当透镜从模具中取出时，识别标记保留在透镜表面部分，并且能够用于编目控制而识别该透镜。因此，当透镜生产或者“产生”时，就给出了透镜的识别标记并且是贴到透镜上的。因此，本发明可以使潜在的混乱可能性最小化。而且，不再需要增加检验程序来确认透镜的特性。通过阅读识别标记就能获得识别包括透镜焦度的透镜特性的信息。

因为当模板以彼此适当的距离和旋转方向定位时，模制透镜通常是通过第一模板和第二模板共同作用形成的，模板的内衬面是透镜表面的负像，每个模板都可以用作接受识别标记的选择物。可以通过在第一模板或第二模板或者两者的内衬面上放置识别标记来实现本发明。在一个实施例中，选择第一模板来接受识别标记。第一和第二模板，与密封件一起形成模腔，然后用透镜成形液如C424单体来填充。透镜成形液进行固化或硬化以形成透镜，而识别标记则保留在第一模板上。然后识别标记从第一模板转移到透镜表面部分，并且在透镜从模具取出时识别标记保留在透镜表面部分上。如本领域技术人员所公知的那样，第一模板可以是前模板也可以是后模板。

在一个实施例中，本发明用喷墨打印机来在模板内衬面上印刷识别标记。选择墨液组合物，以使得识别标记在透镜成形液填充并固化时保留在模板上。如果模板是用玻璃制成的且透镜成形材料是聚合物，应该选择对聚合物透镜成形材料比对玻璃模板有更强亲合力的墨液。但是在脱模之前，一旦透镜形成，识别标记就从模板上直接转移到透镜的表面部分。因为墨液对透镜具有更强的亲合力，所以能完成这种转移。因此，该转移是自动完成的。识别标记包含确认透镜特性例如透镜焦度的信息。由此，能够从透镜上的识别标记来很容易地区分透镜的规格。因为识别标记是从确定透镜特性的模板直接转移到透镜上的，所以能够使贴错识别标记的可能性最小化。

因为模制透镜的规格依赖于形成透镜的模板的物理特性，所以能够用代表测量结果的条形码的形式来预先测定和标记每个模板。可以将这种条形码蚀刻到模板的背表面。背表面在模板内衬面的相对面上，在那里透镜成形液将填充占据。使用中，使用者即真实的人或者自动化手段能够扫描条形码来获得模板的特性，而不用重复进行测量。可以用机器例如扫描仪来阅读条形码，然后将墨液置入模板内衬面上，以使得条形码随后转移到固化的透镜上。然后再次阅读在模板背表面上的条形码，并在模具形成其它透镜之前再次在模板内衬面印刷条形码。这个过程能够重复的，由此适用于自动化的透镜形成制造过程。

当在模板上印刷识别标记时，模板内衬面上的识别标记的位置可以是该衬面之内的任意处。但是优选的是识别标记位于一个点上，以使得当识别标记转移到透镜上时它可以定位在一个位置上，该位置在最终用作眼镜时能够被切去。通常，这个位置在内衬面的外围上。或者是可以通过在接近生产过程后段或者在生产过程后段时磨去透镜上的识别标记。

此外，本发明利用计算机系统来协调标注识别标记的过程，并且由此具有用最新的信息在模板上标注识别标记的能力。如本领域技术人员公知的那样，通常需要两个模板来形成透镜。因此，即使预先测量模板，并且它的物理特性例如其高度、半径和其它特性确定并包含在识别标记如条形码中，当两个模板保持适当的轴向间隔时仅能够确定将要形成的透镜的厚度。一旦模板适当定位，计算机系统将获得透镜厚度的相应信息，并结合最新识别标记中条形码中已经包含的信息来对其进行分类。然后将最新的识别标记印刷到模板内衬面上。最新的识别标记也可以是条形码形式的。

参照这篇文献其它部分能够更清晰地理解本发明的其它目的、优势和应用。

                    附图简要说明

图1是用T型垫圈作为密封件装配的模具的剖视图。

图2是用套管作为密封件装配的模具的剖视图。

图3是如图2所示装配的模具的分解截面图。

图4是本发明所用模板的平面图，其中在其铸造面的相对的背表面上印有识别标记。

图5是图4所示模板的平面图，具有印在铸造表面上的识别标记。

图6是具有一个模板的模制透镜的局部侧截面图。

                       发明详述

由于许多修改和变化对于那些本领域技术人员来说是显而易见的，故在下面试图说明的实施例中更详细地描述了本发明。如说明书和 书中所用，“a”意味着一个或更多，这依赖于它的上下文。现在参照附图来描述优选实施例，其中同样的数字代表附图中同样的部分。

现在参照图1和2，模板M或前模板40和后模板50与密封件一起形成模制不同焦度透镜的模腔。密封件可以是现有技术中如图11所示的T型垫圈10，或者图2中所示的套管20。也可以使用本领域技术人员公知的其它类型的密封件。可以参考图2所示结构来描述本发明，但是本领域普通技术人员可以理解此处描述的原理也同样适用于其它结构，包括图1所示的结构。

参照图2，套管20具有第一末端22，相对的第二末端24，连接第一末端22和第二末端24的主体部分，和纵向或轴向延伸的轴L。套管20具有外表面26，限定了通过相对末端22、24之间套管20轴向延伸的腔30。腔30形成了围绕套管20的纵轴L的内表面32。

套管20的腔30中容纳前模板40和后模板50。如图2所示，前模板40具有前表面42，对面的背表面44和围绕该模板的边缘46。边缘46和套管20的内表面32在尺寸上是彼此互补的，以在两者之间形成完全密封。

后模板50同样地具有前表面52，相对的背表面54和围绕它的边缘56。边缘56和套管20的内表面32在尺寸上也是彼此互补的，以在两者之间形成完全密封。由于模板40、50优选是圆形的并基本上具有相同的直径，如图2所示，套管20的优选实施例在截面上也是圆形的。当然，套管20的优选实施例是管状结构，这样由相对末端22、24延伸的腔30就具有恒定的直径。当前模板40和后模板50都位于图2所示套管20的腔30中时，另件的结合被称为透镜成形组件100，透镜成形结构，或者透镜铸造单元。

前模板40和后模板50都分别具有一套确认它们各自特性的规格。为了生产特定的透镜，前模板40和后模板50必须在选择性配对下工作。配对的前模板和后模板需要符合它们将要形成的透镜特性的规格。根据本发明的一个实施例，预先测量后模板50来确定识别其特性的一套规格。图4中以条形码形式表示的识别标记60标记在背表面54上，它包含了代表这种测量的信息。这种条形码60可以蚀刻或者打印到背表面54上。条形码60可以用扫描仪(未示出)来阅读。任意的支架部分55可以用来操纵后模板50。每当需要后模板50的特性时，可以简单地通过扫描条形码60来获得它们。同样地，对于前模板40也能够进行预测量，将相应的指示标记置于前模板40的前表面42上。在本发明的另外一个实施例中，因为前模板40和后模板50必须在选择性配对下工作来生产透镜，所以它们各自的特特性够并入到一个指示标记中，然后即可以将其置于前模板40上，也可以置于后模板50上。

而且，通过前模板40和后模板50来确定由前模板40和50形成的透镜的特性。因此，一旦确定了前模板40和后模板50的特性，也就确定了由模板形成的透镜的光学特性例如透镜焦度，它可以并入到识别标记60中去。

当用套管20套住模板40、50时，由前模板40的背表面44、后模板50的前表面52和至少套管20的内表面32的一部分形成模腔。换句话说，模板40、50在腔30中彼此分隔开来定位，以在两者间形成模腔31。模腔31优选具有适当的尺寸以在将透镜成形液注射到模腔31中，并在其中固化时形成所需的透镜。在图3中也用虚构线标示出了模腔31。在本领域中后模板50的前表面52和前模板40的后表面44通常是指铸造表面。

透镜成形液优选是紫外线固化单体例如位于Monroeville，Pennsylvania的P.P.G.生产的CR424。如本领域技术人员所知，本领域公知的其它透镜成形材料也能够用于本发明。模板40、50优选是用玻璃制成的。

前模板40或后模板50在腔30中相对于对方是可以轴向移动的，这种移动为多种在模板之间所需轴向分离距离中的一种。或者是两者都可以轴向移动。模腔31的体积对于每种轴向分离距离来说是不同的，因而模腔31中形成的透镜尺寸对于每个轴向分离距离也是不同的。因此，将要形成的透镜的尺寸不但是由前模板40和后模板50的形状决定的，也是由它们之间相对位置决定的。这样，条形码60中包含的信息就不能给出透镜的全套规格。在本发明的一个实施例中，计算机系统(未示出)用条形码60中包含的信息将代表透镜厚度的数据并入透镜最新的一套规格中。

在大多数情况下，特别是在自动化透镜形成生产线中，两个模板的轴向分隔是预定的。这样，这种自动化生产线基本上生产相同的透镜。(因为其它生产线可以生产不同的透镜，所以编目问题仍然存在。)因为两个模板的轴向间隔是知道的，并且对于要用这个生产线形成的所有透镜来说是相同的，所以它可以预先加入到这个条形码60中，现在条形码将包含透镜的全套规格。

如图5所示，根据本发明的一个实施例，一旦确定了全套的透镜规格，就在将透镜成形材料注入之前把相应的识别标记62置于后模板50的前表面52上。为了实现这个目的，利用喷墨打印机(未示出)来将识别标记62直接印刷到前表面52上。虽然许多喷墨打印机或类似打印设备都是可以应用的，但这个实施例应用的是惠普喷墨打印机。选择能够使识别标记62在前表面52上至少保留到固化过程的墨液。而且，选择对玻璃模板比对由透镜成形液形成的聚合透镜具有更强亲合力的墨液。此外，墨液的可用范围是很宽的。在本发明的一个实施例中，应用的是选自包括市场上可以购买的Domino Printing Ink BK2301和Domino Makeup 2321的一组墨液中的一种。同样，识别标记62也可以置于前模板40的后表面44上。

识别标记62可以使用不同的形式，例如条形码、数字、图形、字母或者任意的组合。识别标记62可以是机读的或人工读取的。如图4-6所示，在本发明实施例中优选应用的是条形码。条形码可以包括机读部分和人工读取部分。而且，如应用墨液的图4-6所示，识别标记62可以是可见的也可以是不可见的。此外，识别标记62可以包括比识别标记60更多的、同样的或者较少的信息。

优选应用本领域公知的注射法来将透镜成形液注入模腔31中。用注入针(未示出)将液态单体注入模腔31中。在操作中，注入针刺入套管20进入模腔31，或者刺入已经存在的开口(未示出)，并由此确定一个在模腔31和外部液体单体储存池(未示出)之间的液体通道，这样来加入适量的液态单体。

一旦模腔31被填充满，透镜成形液就固化或硬化。模板40、50可以沿着纵轴L移动，以补偿任何可能发生的收缩。如本领域技术人员所知，固化可以通过许多方法来完成。例如，本发明的固化方法包括将液体透镜成形材料在紫外线(“UV”)下暴露所需的时间。或者在将透镜成形材料暴露在紫外线下之后，然后将液体透镜成形材料加热预定时间，例如在红外炉中加热。如果在紫外线步骤中没有充分固化，第二加热步骤将使液体透镜成形材料固化，以形成硬化的透镜。最后形成了透镜64。

如图6所示，透镜64具有前表面66和后表面68。在固化过程中，识别标记62保留在后模板50的前表面52上(或者在前模板40的后表面44上)。后表面68逐步地从液态向固态固化，形成了后模板50的前表面52的翻版。一旦透镜64形成，透镜64的后表面68和后模板50的前表面52彼此配合，并且直接接触。由于墨液对形成的透镜64具有更强的亲合力，故识别标记62从后模板50的前表面52转移到透镜64的后表面68的一部分上。因为实际上转移的是识别标记62的翻版70，所以应事先加以注意，以使得对于编目控制来说，翻版70是容易阅读的，既可以机读也可以人工阅读。

翻版70的位置可以是透镜64后表面68上的任意位置。然而，因为透镜64是用于光学设备上的，优选翻版70位于距离透镜64和前表面66中心较远的地方。翻版70通常位于透镜64外围。在本发明的一个实施例中，翻版70位于当最终用于眼镜时将被切除的部分。或者是，在生产过程的最后，翻版70能够通过磨光或者类似工艺来除去。

在透镜成形液固化之后，固化的透镜64必须从套管20和模板40、50上分离下来。由于套管20是弹性的，两个模板40、50和夹于两者之间的透镜64能够容易地从套管20中滑出。或者是套管20刚好能够被简单的扯掉。

如今，在后模板50用于制造其它透镜之前，喷墨打印机(未示出)能够再次将识别标记印到后模板50的前表面52上。然后再次重复上述过程。这样，制造的每个透镜都将具有自己的识别标记。通过检查该识别标记就可以完成正确的编目控制。

虽然上面已经参照某些实施例的特定细节描述本发明，但这并不代表这种描述是对本发明范围的限制，除非它们属于后面所附权利要求的范围。根据上述公开可能有许多修改和变化。

例如，本发明已经参照将套管作为密封件与两个模板共同形成模腔而进行了描述。然而，也可以用T型垫圈或者其它类型的垫圈来代替。此外，每个模板可以分别保留识别标记并将其转移到透镜上。

Claims (22)

1.一种在透镜上标注识别标记的方法，其中用第一模板和第二模板通过模制来形成透镜，模板彼此以适当的距离定位并且旋转取向，模板的内衬面是透镜表面的负像，该方法包括如下步骤：

a.将识别标记置于第一模板的内衬面上；

b.用透镜成形液填充模具；

c.固化透镜成形液以形成透镜；和

d.从第一模板将识别标记转移到透镜表面部分上；

其中识别标记保留在第一模板上直至被转移，并且当透镜从模具中取出时保留在透镜表面部分上。

2.如权利要求1所述的方法，置入识别标记的步骤进一步包括将识别标记印到第一模板内衬面上的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其中该识别标记包括墨液标记。

4.如权利要求3所述的方法，其中墨标记是用喷墨打印机印上去的。

5.如权利要求3所述的方法，其中保留在第一模板内衬面上的墨液标记足以持续到至少透镜固化时为止。

6.如权利要求1所述的方法，其中该识别标记包括条形码。

7.如权利要求1所述的方法，其中该识别标记包含确定由模板决定的透镜特性的信息，该信息包括透镜的焦度。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括为了收集识别由模板决定的透镜特性的信息而测量模板的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，进一步包括在第一模板后表面上蚀刻结合着信息的标记的步骤。

10.如权利要求9所述的方法，其中该标记包括条形码。

11.如权利要求9所述的方法，进一步包括由标记阅读信息来产生识别标记的步骤。

12.如权利要求11所述的方法，其中用扫描仪来完成由标记阅读信息的步骤。

13.一种为了编目控制而在模制眼镜片上提供可视识别标记的方法，包括：

a.将墨液识别标记置于模板的内衬面上；

b.用透镜成形液填充模具；

c.固化透镜形成液以形成透镜；和

d.借助模板和形成的透镜的表面部分之间的直接接触，将识别标记从模板转移到透镜表面部分上；

其中识别标记保留在第一模板上直至被转移，并且当透镜从模具中取出时保留在透镜表面部分上。

14.如权利要求13所述的方法，置入墨液识别标记的步骤进一步包括将识别标记喷印到模板上的步骤。

15.如权利要求13所述的方法，其中该识别标记包括条形码。

16.如权利要求13所述的方法，其中透镜成形材料包括可聚合热固性树脂。

17.如权利要求16所述的方法，其中模板是用玻璃制成的，并且墨液对透镜比对模板具有更强的亲合力。

18.如权利要求13所述的方法，其中该识别标记包括确定透镜特性的信息。

19.如权利要求18所述的方法，其中透镜特性包括透镜的焦度。

20.如权利要求13所述的方法，其中该识别标记是可以机读的。

21.如权利要求20所述的方法，其中该识别标记是可以用扫描仪读取的。

22.如权利要求13所述的方法，其中该识别标记是可以人工读取的。

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