CN1711163A - 透镜模具及使用该模具的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造透镜的方法与装置使用两相互连接一起的模具，使其内表面形成于其内铸造的透镜的反向影像。该模具首选用塑料制成，单体注入模具内表面形成的体积内且经硬化或聚合以形成具有所要的尺寸与特征的透镜。需要指出的是本摘要依规定而提供，以允许检索者或其它读者可快速确定该技术揭露的主旨。根据37 C.F.R.PRG 1.72(b)，该摘要应不被用于解释或限制权利要求的范围或意思。

Description

透镜模具及使用该模具的方法

本申请为2003年11月21日申请的PCT国际专利申请，其申请人为科技资源国际公司，美国公司，该申请指定除了美国之外的所有国家。

技术领域

本发明涉及一种透镜铸造的方法与装置，其中两个首选用塑料制成的模具互相连接或组合到一起以形成具有与由其制成的透镜实质相同的尺寸。

背景技术

透镜铸造技术包括导入透镜形成材料例如单体到某一体积，然后聚合透镜形成材料成固体物体。制得的透镜可用于眼科或专业光学应用。

两个模具件与垫圈有代表性地形成该定义制得透镜尺寸的体积，众所周知的现有垫圈为T形垫圈，其包括一个具有两端的孔，每一端互补地收容一个与另一个模具间隔预定的轴向距离的玻璃模具。由于每个垫圈在两个模具间形成一个分离距离，要形成不同的光强透镜需要不同的T形垫圈，因而，制造者必须具有不同的T形垫圈以供+2透镜、-3透镜、-4透镜等。

美国专利第6,103,148号揭露一种改进的T形垫圈设计，其中两个模具中至少有一个可沿垫圈的孔作滑动运动，这样，尽管一个特定的T形垫圈可用于形成一种光强的透镜，不同的垫圈可用于形成不同的光强，该设计具有能用于形成不同光强的透镜的通用型垫圈。

美国专利第5,551,663号教示在现有垫圈系统的塑料模具的使用，该揭露的模具用塑料制成，且涂有脱模加强表面，其不会转移到形成的透镜上，相反，该涂层用于“保护模具且便于聚合完成之后透镜或部件脱模”。该设计的目的是允许塑料模具具有与垫圈系统的现有玻璃模完成相同的作用。然而，所揭露的塑料模具的成本大约是与玻璃模具相同，这导致这种塑料模具较不被业界接受。

发明内容

本发明包括一种铸造透镜的方法与装置。前后模具，都首选用塑料，互相连接以形成具有与所要铸造的透镜实质相同的尺寸的模穴，即前后模具一起形成一个所要制作的透镜的反向图像。

前模具具有透镜形成表面与围绕透镜形成表面的边缘，后模具类似地具有透镜形成表面与围绕透镜形成表面的突起。后模具的突起在尺寸上可互补地收容前模具的至少一部分边缘。当前后模具组合在一起时，其共同形成一个在透镜形成表面之间的模穴。

熟悉本技术领域的人知道，本实施例提供铸造模具上的弹性。作为一种考量，透镜可用两元件即前后模具来铸造，而不是用分离的三元件。

本发明的模具可用于铸造具有不同强度的透镜，即对于一定具有设定的光学表面的透镜，中心透镜厚度可通过制造后模具具有不同高度的突起及选定适当的后模具形成适当光强的透镜而简单地改变。

前后模具相对彼此可转动地运动以形成适当的光学表面，这对于表面彼此非对称的情况是有用的。

本发明的塑料模具也提供比使用两模具与垫圈更省力与经济。例如，用一次性使用的塑料模具，取消了整个透镜制造商采用玻璃模具与垫圈的操作，即清洗与检查。使用本发明的启动成本也比起使用玻璃模具与垫圈铸造模具要低些。

比起玻璃模具，塑料模具也更具有可重复制造性，这样，使用本发明铸造的透镜可具有更精确的规格。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图的简要说明

图1是本发明前后模具组合在一起的平面图；

图2A是图1的侧剖面图，其中前后模具所形成的模穴为铸造+2.00度柔性焦距透镜组的尺寸；

图2B是图1的侧剖面图，其中前后模具所形成的模穴为铸造-2.00度柔性焦距透镜组的尺寸；

图2C是图1的侧剖面图，其中前后模具所形成的模穴为铸造-6.00度柔性焦距透镜组的尺寸；

图3A是图1与图2A所示的前模具的侧剖面图；

图3B是图1与图2A所示的后模具的侧剖面图；

图4是图1的上视图；

图5是图1所示的前后模具与装有单体的注入袋相连的立体图。

具体实施方式

本发明更为显著地描述于下述实施例中，所述实施例仅作为说明之用，对于本领域普通技术人员各种更改与变化是显而易见的。用于说明书与权利要求书中的“一”可依其所在的上下文而表示一个或多个。下面参照附图对最佳实施例进行描述，其中在所有的图中相同的标号表示相同的元件。

本发明包括一种成型或铸造装置10及相关的方法，其可用于形成各种焦强与几何形状的透镜，例如柔性焦距透镜组。大致如图1-5所示，本发明的铸造模具10包括前模具20与后模具40，两者优选用塑料制成。前模具20具有一个透镜形成表面22、一个环绕透镜形成表面22的边缘28及一个基部30。相似地，后模具40具有透镜形成表面42及环绕该透镜形成表面42的突起46。

后模具40突起46的尺寸可互补地收容前模具20的边缘28的至少一部分，较为理想的是，当后模具40的突起46与前模具20的边缘28互相连接时，在前后模具之间设有一实质不漏液体的密封。

如图1-2C所示，在前后模具20、40连接、组合或结合一起时，前后模具20、40在其透镜形成表面22、42之间共同地形成一模穴60。在最佳实施例中，该形成的模穴60具有可形成于其内的透镜的尺寸，换句话说，模穴60为由前后模具20、40制得的透镜的复制影像。

该形成的模穴60的主要尺寸为其中心厚度。在该示范性的实施例中，需要的中心厚度可作为模具20、40的设计结果而在结构上实现，而且中心厚度可通过将具有不同物理属性的模具组合一起来进行改变。

参照图3A所示的实施例，前模具20的基部30具有一周长32，且进一步具有绕其周长32延伸的凸缘34。该凸缘34更好的是设有一实质上是平面的接触表面36。相应地，前模具20的透镜形成表面22具有内表面24，其具有最低点26或低点，该最低点26切向与一由凸缘34的接触表面36界定的平面FM相交，从而，当前模具20水平放置时，镜头形成表面22的最低点26与凸缘34的接触表面36位于相同的相对高度上。

现请参照图3B所示，后模具40的突起46包括一实质平面的端面48，该后模具40的透镜形成表面42具有一顶点44，这样该顶点44的切向上的平面RM与端面48所定义的平面FM’实质平行且间隔分开，即当后模具40水平放置且由端面48支撑，顶点44在端面48之上间隔一预定的距离，该距离相应于形成于模穴60内的透镜的所要的中心厚度。

因此，当突起46的端面48抵靠凸缘34的接触表面36(即前后模具20、40如图2A-2C所示连接在一起)，模穴60内的透镜形成表面22、42的顶点44与最低点26以要形成的透镜的设计中心厚度间隔分开。换句话说(但没在图2A-2C清楚表示)，当模具20、40组合一起时，顶点44切向上的平面RM与端面48所界定平面FM’以大致等同模穴60的设计中心厚度的距离间隔分开，平面FM’与最低点26的切向上的平面FM共面。这种设计是本发明布置方式的一个实施例。

也可预期的是通过进一步包括一在突起46的端面48与凸缘34的接触表面36之间的间隔环(未图示)，选定的前后模具20、40的中心厚度可以改变。该间隔环具有固定的厚度，借以通过间隔环的厚度来提高模穴60的中心厚度。例如，一个间隔环具有1毫米的厚度，在宽度方向上设置于端面48与接触面36之间，将相应地导致模穴60及形成于其内的透镜的中心厚度增加1毫米。因此，这种间隔环减少所需制造以提供操作员全系列的元件来铸造各种规格与强度的透镜的模具数量。

除了中心厚度之外，另一形成所设计的透镜的相关参数是其两个光学表面的几何外形或关系。当两透镜形成表面22、42都是球形的，模具20、40不需要任何特定的相对彼此的转动对齐，这是因为每一表面沿其轴心具有不变的半径，这导致所述表面相对彼此对称。

然而，对于其它透镜，本发明包括一定位装置以定位前后模具20、40相对彼此在预定的转动位置上。在该示范性的实施例中，前后模具20、40可相对彼此旋转运动，这样两个模具可定位在数个选定的相对转动方向之一方向上。这样。这种定位装置允许操作员改变模穴60的尺寸或形状至所要的值，当前后模具20、40的透镜形成表面其中之一或两者都具有不对称的曲率。操作员可有代表性地铸造的不对称透镜的例子包括透镜前表面，其为具有增加光强的球形面或较少见的钢琴表面，相应的或不相关的为圆柱或环面的后表面。这种不对称表面的特征与类型可参阅美国专利第6,103,148号。

参照图1所示，本发明也包括一对准装置以允许操作员识别两模具20、40的相对转动从而进行定位。在本实施例中的对准装置包括在后模具40的轴标志50及在前模具20上的轴位置指示器52。轴标志50的范围从0到1 80，且标识在非对称透镜形成表面。如果喷射模塑法或类似技术形成后模具40，该记号首选蚀刻在硬模上以确保标识的精确与持久存在于透镜形成表面与轴标志50的几何特征之间。前模具20的位置指示器也首选用喷射模塑法一体成形该元件做为一个单一单元。熟悉本技术领域的人士知道对准装置可选择性地包括位于前模具的轴标志与位于后模具的轴位置指示器。其它可直观地指示模具相对彼此的转动位置的方法也可采用。

在准备铸造透镜时，在前后模具20、40连接在一起之前或之后(例如在前后模具组合到一起时转动模具)，操作员放置该位置指示器52在一相对后模具40的轴标志50的设定方位，因此，该操作员能定位该两模具在想要的容易使用对准装置的转动位置。

当操作员在选定模具后连接两个模具20、40在一起时，首选设置一个连接装置，这样元件不会在透镜铸造过程中不注意地分离。这样的连接装置可采用现有技术中的多种方案，包括突起46与边缘28具有紧摩擦配合，该元件分别具有在模具相对彼此位于想要的位置时(例如恰好达到中心厚度)，可咬合在一起的互补的定位槽与凸块(未图示)。

其它连接装置也可预见(未图示)，包括其它设计，其中两模具在适当的位置咬合，或外扣片或夹持装置用以放置元件在适当的轴向间隔位置。当采用间隔环时，外连接装置，例如扣片，为首选。

另一可预期的实施例，前后模具作为一单一单元形成，从而可彼此一体连接。这在形成过程(例如喷射模塑法)中可实现，这样，操作员可获得预成型结构，前后模具彼此相对固定于该预成型结构内。然而，与交换式的前后模具相比，这种一体式设计的机动性较低。

一旦前后模具20、40固定定位一起，为制造透镜，树脂，例如单体或其它透镜形成流体，被加到或注入模穴60且凝固。所以，后模具40穿过突起46设置有下料口70，如图1与图4所示。首选后模具40也穿过突起46设有排气孔72，其提供从模穴60到其外部(即周围环境)的液体连通，如图1-2C与图4所示。如图1与图4所示，当前后模具20、40竖直设置，在平面图上模穴60为实质圆形，排气孔72位于接近顶中心(时钟12点的位置)，下料口70从排气孔72的位置偏移大约60度(时钟10点的位置)。

如图5所示，注入袋80或类似装有的液体(例如为单体)的物体与下料口70互相连接，更详细的是，注入袋80具有一内腔与一注射口82，该注射口82可拆卸地连接到下料口70。当注射口82连接到下料口70，位于注入袋80内腔的单体流过注射口进入模穴60。

注射口82与下料口70首选为彼此互补配合，即注射口82的末端84为互补收容在下料口70的尺寸以在其间形成液体密合密封。更适宜的是，设置一装置以可拆卸地锁定末端84到下料口70，从而在从注入袋80传送单体到模穴60内期间，两元件的不会发生分离。锁定装置(未图示)的实施例包括可自动流出的注射口82末端84，该末端84与下料口70具有互补的可彼此配合的螺纹表面，或其它互锁设计。另外，锁定装置首选防止注射口82末端84完全穿过下料口70且接触任何一个模具20、40的透镜形成表面。

熟悉本技术领域人士在铸造透镜所会考虑的是从注入袋80流到模穴60的单体的流动特性。一个主要的考量是避免引入气泡且确保在凝固开始之前任何气泡要逸出单体，否则，如果气泡不连续存在于最终产品，则形成的透镜不合格。在克服这个问题，末端84与下料口70的直径相同且在注入模穴时定位末端84与下料口70以促进层流。另外，如图1所示，下料口70定位于在初始注射期间导引单体沿模穴侧壁流动，而不是自由落下完全到底部。如上所述，当排气孔充满注入的单体，排气孔也首选位于模穴60顶部(即在时钟12点位置)以排出模穴60内的气体，位于顶部的排气孔72允许任何气泡在凝固过程开始之前逸出。

另一关于注入单体的考量涉及定位模穴60，这样在注入模穴60期间，该增加光强(未图示)定位于使其平顶部实质垂直或竖直。这样的定位协助防止单体内的气泡不连续地聚集在前模具20的透镜形成表面22。例如，如果平顶部是水平定位的，气泡更可能残留于模穴60内。

又请参照图5，单体袋80至少部分设有可变形表面，在其表面上操作员可施加一压力，以使得单体袋的一侧壁向内朝着其相对的侧面移动。当施加该压力时，内腔里的流动单体被压迫而朝向且流出注射口82以经由下料口70进入模穴60。本发明于这个实施例致力于建构一个需要最少资金投入的系统，这样操作员用手挤压该单体袋80来注入模穴60。

其它注入单体到模穴60的装置也是可以预期得到的。这种使用可变形带来注入模穴60的系统实施例，尤其是对更复杂的铸造设计，揭露于美国专利申请第10/095,130号，其于2002年3月11日申请，标题为“配送液体的方法与装置”，类似于揭露在美国专利第6,103,148号的设计的单体注入系统是另一种选择。

一旦单体注入模穴60，单体袋80从模具中分离，然后单体凝固(首选如下详述的用光凝固)。熟悉本技术领域的人知道，在凝固时，单体大约有10-15％的体积收缩，对于一些现有设计，形成模穴60的元件彼此(例如T形垫圈)相对固定定位，这种收缩产生成品透镜的内部应力，以致于铸造透镜有时要求退火。通过提供一与模穴60流体连通的储备体积，在单体体积收缩时可流到模穴内，所以，本发明可减少或消除这种应力。

请参照图2A-2C，本发明首选进一步包括一注入通道90，其围绕模穴60以作为储备体积，该注入通道90与排气孔72及模穴60液体连通，如将要提到的，所示的注入通道90具有比由两模具20、40的透镜形成表面22、42形成的模穴60的相邻部分更大的截面面积。当单体凝固及相应的体积收缩时，注入通道90内的单体作为储备而被吸入模穴60内。由于注入通道90经由排气孔72与周围环境液体连通，本发明不会出现从周围环境中封闭起来的其它系统所产生的应力。

熟悉本技术领域的人也可意识到在注入通道90且随后凝固成透镜一部分的单体可很容易脱离，熟悉本技术领域的人还可意识到尽管不是必要，可以挡住邻近注入通道90的光，这样在凝固过程中注入通道内的单体可维持液态较久。流入通道90的相对较大截面面积(因此体积较大)也导致在凝固过程中比起模穴60内的单体，通道内的单体维持液态久一些，这辅助进一步减小应力。

如上所述，本发明的模具20、40首选由塑料制成，在讨论用塑料模具的优点及提供一些可用于本发明的合适塑料的代表性实施例之前，很重要地说明，熟悉本技术领域的人员知道塑料是一个上位术语，即包括任何合成的或有机的材料，其在受热时可被成型，然后硬化成所要的形状，例如包括聚合体、树脂及纤维素派生物。

在选择特定形状来形成模具20、40时，熟悉本技术领域的人知道为有益于凝固单体，选定塑料必须能够传导硬化的辐射而不会熔化、变形或拉伸，至少直到单体实质凝固或聚合之后。尽管热辐射作为硬化源可预期到，且落入本发明的范围，熟悉本技术领域人员知道本发明可更适合于光硬化。对于液态树脂的光硬化，要求的塑料包括丙烯酸与甲基丙烯酸材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。可行的光传送的PMMA的例子为Cyro工业生产的OP1与OP4产品、Rohm&Haas生产的UV-T与V8-25、及ICI生产的CP-75。其它用于本发明的辐射传送塑料的例子包括脂肪族聚酯、聚酰胺、聚亚安酯、无定形聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰亚胺及其共聚合体。熟悉本技术领域的人知道所列的塑料仅作说明之用，而本发明不限于这些例子。

熟悉本领域的技术人员在选用塑料时会考虑的另一个因素是不会与所要硬化的材料有不良界面或反应。例如，如果基于成本与物理性质的考量使用PMMA来制作模具20、40，兼容的单体包括不会损伤模具20、40的长链或高分子量单体或预聚物。选择性地，所要采用的单体为首要考量，塑料形成模具可基于其与选定单体的化学稳定性与不反应性进行选择。

使用塑料形成本发明的模具20、40比起现在用于产业中的铸造系统，具有潜在的益处，一个考量是塑料可以喷射成型，使用陶瓷或金属模具的PMMA与丙烯酸树脂的喷射成型工业使用广泛且经验丰富。因此，例如，本发明前后模具20、40可通过制造金属模来制造，PMMA在具有高生产量的组装工艺中喷射成型于该金属模内。从而，本发明每一模具20、40具有与金属模制造公差相同的制造公差。相反，玻璃模不能制造到这样精确的标准，因此本发明可制造具有更严格标准的眼科透镜。熟悉本技术领域的人知道前后模具20、40可用其它合适的加工塑料技术领域的高产量方法，而玻璃模具不能在要求的公差内大量生产。

前后模具20、40的另一考量是与用两个玻璃模具及一个垫圈的现有系统的经济性对比。虽然玻璃模具可重复使用高达100次或更多，与每次铸造相关的费用累积，例如清洗与烘干，其必须保证透镜形成表面没污点。事实上，玻璃模具的清洗过程非常费力、耗时且效率低，其包括水工刮擦与在有害溶剂浸泡。而且，玻璃模具在每次使用与清洗之后必须检查以确保适用于另一透镜制造周期，加上在其可能的使用寿命到达之前，玻璃模具多次不经意的碰碎或打破。一个相关的问题是存在不知情地重复使用损坏的透镜模具而导致透镜产量损失，有时直到铸造过程已经完成之后，操作员才能发现玻璃模具已经损坏。

相较而言，本发明的塑料模具20、40用于大量生产时，其成本预期比玻璃模具要低，玻璃模具不具大量生产的可行性。部分原因是塑料，例如PMMA，是相对便宜的，而且既然PMMA及许多其它塑料在硬化后是容易切割或折断，从模具中取出聚合透镜比起分离昂贵的玻璃模具是要迅速且容易些。分离玻璃模具必须轻微地硬化以尽量保证其完整性而不会提早报废，因此，随着时间推移，使用玻璃模具的成本要比使用本发明塑料模具的成本高，即便是单用塑料模具。

本发明的经济性考量也包括较低的初始投资，那是在开始运作前所必须的费用，即，使用本发明大量生产的塑料模具的初始启动成本显著地低于用于垫圈系统的玻璃模具，因为获得与维持大量透镜成型所需的玻璃模具是昂贵的。同理，在本发明的一实施例中，由于手工装配与注入是可行的制造方法，不需要组装与注入机器。因此，对于新的零售商，从财务上较容易进入使用本发明的铸造眼科透镜市场。

本发明另一方面涉及在前后模具20、40的透镜形成表面22、42涂硬化时可转移到透镜上的防磨损成份，更明确地说，透镜形成表面22、42首选覆上一可在原处转移到铸造透镜的光学表面作为最终产品的保护涂层的成份。如果在透镜上没有这样的可防止或阻止磨损、刮擦及损伤的硬涂层，铸造眼镜的光学质量可更容易降级。

这样一种防磨损涂层的实施例揭露于美国专利第5,049,321号，该专利揭露该涂层成份实质由具有至少三丙烯酸盐官能团、光起始剂及与氧反应的聚合抑制剂的反应物组成。在应用这样的涂层成份以紫外线硬化液的形式到模具上之后，涂层将在含氧的环境中进行紫外线辐射，从而硬化涂层成份到硬化或防磨损状态。然后，在铸造与硬化眼科透镜时，允许单体硬化及在涂层或透镜表面与丙烯酸盐基反应，从而涂过的透镜可从模具中取出，且其上具有作为透镜光学表面的一体组成成份的防磨损涂层。其它类似的在铸造透镜形成防磨损涂层的技术揭露于美国专利第4,338,269与4,758,448号。

熟悉本技术领域的人知道，尽管非为必要，在透镜形成表面22、42上使用这样防磨损涂层所生产的最终产品可能是消费者更喜欢的，而且这也利于操作员从前后模具20、40分离出在其之间铸造的透镜。因此，防磨损涂层可使用与美国专利申请第10/075,637号揭露相同或类似的方法来应用到前后模具20、40的透镜形成表面22、42，该专利申请于2002年2月12日提交，标题为“应用涂层于光学表面的方法”。现有技术所知的模具20、40的选择性硬化方法包括喷涂、浸渍、刷、流涂、旋涂及其它类似的方法。

本发明也包括一种使用本发明模具20、40铸造透镜的方法，与现有技术不同的是，这种方法不需要现有技术中惯用的垫圈，换句话说，本发明只用前后模具20、40组合在一起的两元件来铸造透镜，而不是其它技术方案中所要求的两个模具与一个垫圈所组成的三元件。

作为初始步骤，本发明的方法包括提供前后模具20、40。如上所述，尽管预期该元件是预连接的，前后模具20、40首选由操作员结合或组合在一起的以形成模穴60。当操作员接收到眼镜指示，他或她选择一起可形成具有所要制作的透镜规格的模穴60的前后模具20、40，所以，前后模具20、40是可在一个储存位置与一个成型位置之间移动，在储存位置，前后模具20、40彼此分开，例如与具有相同特征的模具储存在指定地方或箱柜；在成型位置，在操作员从指定储存区域取得合适的模具之后，后模具40的突起46收容在前模具20的边缘28以形成模穴60。

可预期的是在准备铸造透镜时可使用电脑或其它系统(未图示)来辅助操作员选择合适的模具20、40。作为一种实施例，本发明预期操作员输入所要制作的透镜的参数(例如包括增加光强的指令)到电脑或类似的装置。相关电脑程序的运算法则将决定供使用的合适的前后模具20、40以形成所要的透镜，然后提供指示该信息的输出。作为一种供选择的变更，本实施例可在合适的模具储存的具有位置上方点亮一个灯，该指示灯可辅助操作员找到合适的模具以减少操作员不经意的选错模具来制作透镜。而另一种选择则是在模具20、40的外表面采用条码或其它跟踪系统(未图示)，这样系统可扫描确认正要使用的模具是合适的。

在操作员找到前后模具20、40且将其从储存位置拿到成型位置之后，可选择的电脑系统输出可通过指示额外的定位与对准信息来进一步辅助操作员。如上所述，在该说明性的实施例中，前模具20是可转动地相对后模具40进行运动，这样两模具20、40可在数个选定的相对于彼此的转动方位之一上。在两模具的透镜形成表面22、42具有不对称的曲率时，电脑可提供指示两模具20、40相对彼此的方位的输出。作为说明性的实施例，电脑首选指示前模具20的轴位置指示器52相对于后模具40的轴标志50的适当位置。关于模具20、40为取得适当的模穴60中心厚度的位置，由于在所述说明性的实施例中不同的后模具具有变化长度的突起，其可按比例改变模穴60的中心厚度，所以该参数首选在选择后模具40时考虑。在上述的一个选择性实施例中，电脑可编程指示一个明确的间隔环来设置在前后模具20、40之间以取得适当的中心厚度。

然而，熟悉本项技术的人知道除了电脑系统之外，其它装置也可用于决定合适的模具来用于本发明。然而，熟悉本项技术的人还知道当消费者提供一个指示后，使用该电脑系统的本发明能允许具有最小限度的训练与透镜铸造原理认知的操作员可成功地铸造透镜。

在前后模具20、40连接形成所要规格的模穴60且彼此相对固定定位之后，操作员连接单体袋80到下料口70，然后注入单体到模穴60，这可通过在说明性实施例中所述的用手挤压单体袋80来实现。

在注入期间，在排气孔72允许流入的气体从模穴60排放到周围环境时，单体经由下料口70进入模穴60。使用本发明的注入方法最小化单体浪费的数量且减少气泡形成在透镜内的机会。单体袋80可容纳一定数量的单体，其足以形成一个透镜，或者可用于多次铸造。

由于单体是粘性的流体，固然只能以一个受限的速度注入模穴60。通过设计，注入速度可通过减小下料口70与单体袋80末端84的直径来控制。既然前后模具20、40由塑料制成，其可以是光亮或透明的，这样操作员可用眼观察单体进入且注入模穴60。当模穴60注入单体(选择性注入通道也一样)使得单体到达排气孔72，单体袋80移开前后模具20、40。如果必要，下料口也是塞紧的，这只是涉及现场局部硬化单体来插入或使用遮盖物嵌入下料口70。然而，在硬化期间，排气孔72首选维持与周围环境连通。

在确保没有气泡之后，模穴60内的单体然后硬化以形成透镜。尽管其它硬化方法可预期与光相关或选择性使用光，首选的方法包括光硬化。光硬化，例如紫外线辐射，的主要优势在于塑料模具不会达到其熔化、变形或伸长的温度，而熔化、变形或伸长则更可能出现在热辐射硬化。紫外线硬化的方法已有教授，例如在美国专利第4,919,850、5,524,419、5,804,107、5,981,618、6,103,148与6,241,505号。

在单体经硬化之后，操作员从模穴60中取出硬化过的透镜。由于首选的模具20、40由塑料形成，例如相对便宜的PMMA，可预期的是在本首选实施例模具具有一次性使用寿命，即模具可任意使用，从而在从模穴60中取出透镜过程中如果模具裂开或打破，也没事。事实上，打破模具可辅助将硬化过的透镜与模穴60分离，且模具比起硬化过的透镜更易碎，因此透镜不会打破。熟悉本技术领域的人知道，用防磨损涂层，例如美国专利第5,049,321号揭露的成份，硬化透镜形成表面22、42，可辅助从模具中分离透镜，也提供透镜具有防刮擦保护层。熟悉本技术领域的人更知道，本发明的塑料模具在其使用寿命结束之前可用于多次铸造。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (44)

1.一种铸造模具，包括：

a.由塑料制成的前模具，具有透镜形成表面、围绕透镜形成表面的边缘、及基部；及

b.由塑料制成的后模具，具有透镜形成表面、及围绕透镜形成表面的突起，其中突起的大小可互补地收容前模具边缘的至少一部分，从而在前后模具透镜形成表面之间形成一个模穴，该模穴具有可形成于其内的透镜的尺寸，后模具设有穿过突起的下料口，其与模穴流体流通。

2.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括一个排气孔，其穿过后模具的突起且与模穴流体连通。

3.如权利要求2所述的铸造模具，其特征在于，当前后模具垂直设置时，从平面上看，模穴大致上是圆形的，排气孔大致位于中心顶部，而下料口大约从排气孔偏移60度。

4.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，前模具的基部具有一周长，且进一步具有绕该周长至少一部分延伸的凸缘，其中该凸缘设有一实质上是平面的接触表面。

5.如权利要求4所述的铸造模具，其特征在于，前模具的透镜形成表面具有凹入的内表面，其具有最低点，该最低点切向与一由凸缘的接触表面界定的平面相交。

6.如权利要求5所述的铸造模具，其特征在于，后模具的突起包括一实质平面的端面，该后模具的透镜形成表面具有一顶点，这样该顶点的切向上的平面与端面所定义的平面实质平行且间隔分开，当突起的端面抵靠凸缘的接触表面时，模穴内的透镜形成表面的顶点与最低点以模穴的设计中心厚度间隔分开。

7.如权利要求6所述的铸造模具，其特征在于，顶点切向上的平面与端面所界定平面以大致等同模穴的设计中心厚度的距离间隔分开。

8.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，前模具可相对后模具旋转运动，这样两个模具可定位在数个选定的相对转动方向之一方向上，这样，当前后模具的透镜形成表面具有不对称的曲率，可改变模穴的特征。

9.如权利要求8所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括一对准装置以定位前后模具相对彼此在预定的转动位置上。

10.如权利要求9所述的铸造模具，其特征在于，该对准装置包括设在后模具上的轴标志及设在前模具上的轴位置指示器。

11.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，前后模具是可在一个储存位置与一个成型位置之间移动，在储存位置，前后模具彼此分开，而在成型位置，后模具的突起收容在前模具的边缘以形成模穴。

12.如权利要求11所述的铸造模具，其特征在于，在储存位置时，从一组后模具中选定一个后模具，在成型位置时，对于一个选定的前模具，不同的后模具形成具有不同规格的模穴。

13.如权利要求12所述的铸造模具，其特征在于，模穴具有一中心厚度，且不同的后模具具有变化长度的突起，这样在成型位置的模穴的中心厚度按比例改变突起的长度。

14.如权利要求13所述的铸造模具，其特征在于，在成型位置，前模具可转动地相对后模具进行运动，这样两模具可在数个选定的相对于彼此的转动方位之一上，以在前后模具的透镜形成表面具有不对称的曲率，可改变模穴的特征。

15.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括围绕模穴至少一部分的注入通道，其与模穴流体连通。

16.如权利要求15所述的铸造模具，其特征在于，注入通道具有比其相邻的模穴更大的截面面积。

17.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括注入袋，其具有一内腔与一可拆卸地连接到下料口的注射口，当注射口连接到下料口，位于注入袋内腔的液体流过注射口进入模穴。

18.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括设置在模穴内的单体。

19.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，形成前后模具的塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯。

20.如权利要求1所述的铸造模具，其特征在于，前后模具的透镜形成表面涂有可原处转移到在模穴制作的透镜上的成份。

21.一种铸造模具，包括：

a.由塑料制成的前模具，具有实质内凹的透镜形成表面、围绕透镜形成表面的边缘、及基部；

b.由塑料制成的后模具，具有透镜形成表面、及围绕透镜形成表面的突起，其中突起的大小可互补地收容前模具边缘的至少一部分，从而在前后模具的透镜形成表面之间形成一个模穴，该模穴具有可形成于其内的柔性焦距透镜组的尺寸；及

c.注入液体到模穴的注入装置。

22.如权利要求21所述的铸造模具，其特征在于，该注入装置包括：

a.下料口，其穿过后模具的突起，且与模穴流体流通；及

b.排气孔，其穿过后模具的突起，且与模穴及周围环境流体连通以允许其间液体流通。

23.如权利要求22所述的铸造模具，其特征在于，当前后模具垂直设置时，从平面上看，模穴大致上是圆形的，排气孔大致位于中心顶部，而下料口大约从排气孔偏移60度。

24.如权利要求21所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括定位装置，其定位前后模具在一预定轴向分离距离以实现模穴里的设计中心厚度。

25.如权利要求21所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括对准装置，其定位前后模具相对彼此在预定的转动位置上。

26.如权利要求22所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括：

a.注入袋，其具有一内腔；及

b.连接装置，其可拆卸地连接注入袋到下料口以允许位于注入袋内腔的液体流入模穴。

27.如权利要求21所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括定位装置以定位前后模具相对彼此在预定的转动位置上。

28.如权利要求21所述的铸造模具，其特征在于，形成前后模具的塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯。

29.如权利要求21所述的铸造模具，其特征在于，前后模具的透镜形成表面涂有可原处转移到在模穴制作的透镜上的成份。

30.如权利要求21所述的铸造模具，其特征在于，该注入装置注入单体到模穴内。

31.如权利要求21所述的铸造模具，其特征在于，进一步包括围绕模穴至少一部分的注入通道，其与模穴流体连通。

32.一种铸造模具，包括：

由塑料制成的铸造模具，具有透镜形成表面及围绕透镜形成表面的边缘；该透镜形成表面的边缘的大小可互补地与另一模具的一相对应部分配合以在其间形成防液体泄漏的密封；

当该铸造模具与另一模具配合时，该铸造模具的内表面形成模穴的一部分，该模穴具有可形成所要的透镜的尺寸；及

模穴与周围环境连通以允许模具成型液体从模穴外部注入模穴。

33.一种铸造透镜的方法，包括：

a.组合前后模具在一起以在其间形成模穴，其具有可形成所要的透镜的尺寸，前后模具绕模穴的外围互相连接且在其连接处形成实质防液体泄漏的密封；

b.注入透镜形成液体进入模穴内且同时将注入液体内的气体从模穴内排出到周围环境；

c.硬化模穴内的透镜形成液体以形成透镜，其具有与模穴实质相同的尺寸；

d.从前后模具里分离出硬化过的透镜。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，前后模具由塑料制成。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，该塑料为聚甲基丙烯酸甲酯。

36.如权利要求33所述的方法，其特征在于，该透镜的铸造没用垫圈连接前后模具。

37.如权利要求33所述的方法，其特征在于，透镜形成液体是单体。

38.如权利要求33所述的方法，其特征在于，光硬化用于硬化透镜形成液体。

39.如权利要求33所述的方法，其特征在于，前后模具可彼此相对旋转运动到数个转动方向之一方向上。

40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，前后模具设有标志以指示彼此相对的转动方位。

41.如权利要求33所述的方法，其特征在于，前后模具具有在其组合一起时可使模穴具有所要的中心厚度的尺寸。

42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，在组合一起时，前后模具选自数个可共同形成所要的中心厚度的模具。

43.如权利要求33所述的方法，其特征在于，在组合前后模具前，前后模具构成模穴的所有表面大致涂有可原处转移到在模穴制作的透镜上的成份。

44.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所形成的透镜为柔性焦距透镜组。

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