JPH0661775B2 - 光学装置を製造する方法 - Google Patents

光学装置を製造する方法

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JPH0661775B2
JPH0661775B2 JP61302715A JP30271586A JPH0661775B2 JP H0661775 B2 JPH0661775 B2 JP H0661775B2 JP 61302715 A JP61302715 A JP 61302715A JP 30271586 A JP30271586 A JP 30271586A JP H0661775 B2 JPH0661775 B2 JP H0661775B2
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mold part
flat surface
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optical device
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ミネソタ マイニング アンド マニユフアクチユアリング カンパニ−
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    • Y10S425/808—Lens mold

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は光学装置を製造する方法に関する。一層詳しく
は、本発明は反応性成分から光学装置を製造する方法に
関する。
背景技術 像倍率や像増感、視力矯正のいずれにしても視力の援助
を行なう装置である光学装置は周知である。このような
光学装置の例としては、カメラレンズ、双眼鏡、望遠鏡
のレンズ、めがねレンズ、眼内レンズ、コンタクトレン
ズならびに角膜移植で用いるレンズがある。
このような装置を作るのに使用した最も初期の材料はガ
ラスであつた。しかしながら、多くのこのような装置に
おける選択材料としてガラスに代つて重合材料が用いら
れるようになつた。
しばしば、重合光学装置は成形型内で１種類またはそれ
以上の種類の成分を反応（たとえば、重合、加硫等）さ
せることによつて反応性有機前駆物質から作られる。こ
のような方法の例は、成形型装置およびこの成形型装置
を使用する方法を対象とする米国特許第4,121,896号、
同第4,208,364号および別の成形方法を対象とする米国
特許第4,469,646号に開示されている。これらの方法は
成形技術によつてコンタクトレンズのような視力矯正レ
ンズを製造するのに用いられる技術を示している。
これら従来の成形方法は、使用する成形型部分が互いに
正しく整合しない（すなわち、それらの主要長手軸線が
一致しない）ことが多いという欠点がある。したがつ
て、出来上つたレンズ円環体となる。すなわち、円筒形
やプリズムの欠陥を有する。これは、成形型部材を手で
大雑把に合わせて置き、次に随時に押し付けることを原
因とする。成形型部材をこのように押し付けるというこ
とでは成形型部材の正しい整合を得られないことが多
い。したがつて、成形型部材を合わせて置くときにかな
り注意しなければならない。
発明の開示 本発明はこれらの欠点を克服する。本発明は成形型部分
を自動的に整合させる方法を提供する。その結果、出来
上つた光学装置は不整合によつて生じる円環体、円筒
形、プリズムの欠陥を持たない。
本発明に用いる装置は互いに関して移動できる項部、底
部の成形型支持体を含む。各支持体は平坦面を有し、こ
の平坦面は他の支持体の平坦面に対して平行に対向した
関係にある。これらの平坦面は、好ましくは、成形型の
一方の半分部分を平坦面のうちの一方の平坦面の上に他
方の平坦面上に保持された対応した成形型半分部分と一
致した状態に保持する手段を有する。
本発明は、 反応性先駆物質から光学装置を製造する方法であって、 Ｉ．Ａ．a)第１の主要長手軸線を備えた第１の成形面を
有する第１成形型部分と、 b)第２の主要長手軸線を備えた第２成形面を有し、かつ
前記第１成形型部分と協働して前記光学装置を形成する
ようになっている第２の成形型部分と を有する成形型と、 Ｂ．第１平坦面であって、この第１平坦面に対して前記
第１主要長手軸線が直角に維持されるように前記第１成
形型部分を取り付ける第１平坦面を含む頂部成形型支持
体と、 Ｃ．前記第２成形型部分を保持する第２の平坦面を含
み、この第２平坦面が前記第１平坦面に対して平行関係
に維持されているような底部成形型支持体と を用意する段階と、 II．第１、第２の成形型部分を一緒に設置し、第１成形
型部分を第１平坦面上に支持し、第２成形型部分を第２
平坦面上に支持して第１、第２の成形面の第１、第２の
主要長手軸線を一致整合させる段階と、 III．第１成形型部分を第１平坦面に対して固定する段
階と、 IV．前記第１、第２の成形型部分を一致整合させながら
互いから離れるように直線運動させることによって第１
成形型部分を第２成形型部分から移動させる段階と、 Ｖ．前記第２成形型部分に反応性物質を注入する段階
と、 VI．前記第１、第２主要長手軸線を一致整合させながら
前記第１成形型部分が前記第１平坦面に取り付けられた
まま前記第１成形型部分を前記第２成形型部分に挿入す
る段階と、 VII．前記反応性物質を反応させる段階と、 VIII．前記光学装置を前記成形型から取り出す段階と、 を含むことを特徴とする光学装置を製造する方法を提供
する。
以下、添付図面を参照して本発明を説明するが、図面を
通じて同様の参照符号は同じ構成要素を示している。
詳細な説明 まず第１図を参照すると、本発明に用いる装置は頂部支
持体１０と底部支持体１１とを含む。各支持体は他方の
支持体に対して直線運動して第１の成形型部分１２（こ
こではおす型部分として示す）と第２の成形型部分１３
（ここではめす型部分として示す）とを開閉する。頂部
支持体１０は第１の平坦面１４と第１成形型部分１２を
保持する位置決め手段１５を含む。底部支持体１１は第
１平坦面１４に対して平行に対向する第２の平坦面１６
を含む。第２平坦面１６は装置の作動を通じて第２成形
型部分１３を一定位置に保持する位置決め手段１７を有
する。
本発明に用いる装置は、好ましくは、いくつかの付加的
な特徴を有する。たとえば、案内手段１９（図には４本
の柱として示してあり、図示した２本の後にもう２本あ
る）を支持するフレーム１８と、搬送手段２０（ここで
は連続的にモータで駆動するコンベヤベルトとして示し
てあるが、モータは図示してない）と、放射手段２１，
２２（ここでは紫外線灯の列として示してある）を含
む。
案内手段１９は２３，２４，２５，２６のところでフレ
ーム１８に固定してある。柱は頂部支持体１０を貫通し
ており、頂部支持体が自由に上下に移動できるようにな
つている。頂部支持体１０の上方にそれとほぼ平行に受
け板２７が設置してある。受け板２７にはブツシユ２
８，２９が設けてあつて柱の案内を助けている。
頂部支持体１０はロツド３０，３１によつて受け板２７
に取り付けられている。これらのロツドは頂部支持体１
０に永久的に取り付けられているが、受け板２７が摺動
するのを許すようになつている。
この装置は、さらに、好ましくは、切換手段３２を含
み、この切換手段は底部支持体１１上のタブ３３と共働
して装置を通しての底部支持体の水平移動を停止させ
る。高さ調節手段３４も好ましくは設けられている。図
示したように、この高さ調節手段はフレーム１８の下部
に取り付けられている。高さ調節手段３４は頂部支持体
１０の下降運動を制御し、作ろうとしている光学装置の
厚さを制御するようになつている。
頂部支持体１０はモータ３５によつて垂直方向へ動かさ
れる。モータ３５はケーブル３６によつて受け板２７に
取り付けてあり、ケーブルはプーリー３７をまわり、３
８のところで受け板２７に連結されている。
次に第２図から第４図を参照すると、頂部と支持体１
０，１１および第１、第２の成形型部分１２，１３から
なる一実施例の詳細を以下に説明する。
第１、第２の成形型部分１２，１３は、好ましくは位置
決め手段１５，１７によつて支持体１０，１１の平坦面
１４，１６上の所望位置に保持される。位置決め手段１
５は第３図と第４図の下半分に最も良く示す。位置決め
手段１７は第２図から第４図に最も良く示す。
位置決め手段１５は任意所望の形状を採り得る。ここで
はほぼ円筒形のものとして示してあり、頂部支持体１０
にある空所５２内に保持されている。この円筒形の位置
決め手段１５にはくぼみ４７を有するフランジ部４６を
設けられ、このくぼみ４７は通路４９によつて頂部支持
体１０の流路４８に接続している。くぼみ４７、流路４
８および通路４９は位置決め手段１５を通つて真空ポン
プ（図示せず）に通じる流路を構成する。位置決め手段
１５の面５０は、好ましくは精密な平坦面であり、これ
は平坦面１４に平行に保たれると好ましく、第１成形型
部分の同等に精密な平坦面５１と接触する。これによ
り、第１成形型部分１２を位置決め手段１５上に正確に
置くことができる。こうして、第１成形型部分は真空ポ
ンプを付勢するだけで位置決め手段１５に正確に取り付
けることができる。
第１成形型部分を頂部成形型支持体に取り付けるにはも
ちろん他の技術も利用できる。たとえば、面５１のまわ
りに磁気材料の薄い層を取り付けて金属製の位置決め手
段をそこに取り付けてもよい。あるいは、感圧接着剤の
層を面５０あるいは５１に塗布して第１成形型部分を位
置決め手段に取り付けてもよい。さらに別の取付技術も
可能であることは当業者にとつて明らかであり、それも
本発明の範囲内にあることは了解されたい。
位置決め手段１７も任意所望の形状を採り得る。図には
ほぼ円筒形として示してあり、これは底部支持体１１の
室５３内に保持されている。この位置決め手段１７は外
側スリーブ５４と内側スリーブ５５を含む。外側スリー
ブ５４は水平方向の頂面６２を有する。内側スリーブ５
５は外側スリーブ５４の上方に延びており、肩部５６を
有する。この肩部５６は垂直面５９と上端のまわりの水
平面６０とを有し、第２成形型部分１３を受けるように
なつている。好ましくは、内側スリーブ５５は外側スリ
ーブ５４内で摺動する。
位置決め手段１５，１７は、もちろん、他の形態であつ
てもよい。図示したものは単にそれを代表しているだけ
である。さらに、複数の位置決め手段を頂部と底部の支
持体のそれぞれに設けてもよい。頂部と底部の支持体上
で成形型部分を一致させるためには位置決め手段の配列
は所定の組の頂部と底部の支持体では同じでなければな
らない。
本発明で用いる成形型部分も種々の形態から選定するこ
とができる。説明の目的で、単純なおす型部分と単純な
めす型部分からなる成形型が図示されている。おす型部
分１２は、ベース３９と、このベースから上方に延びる
円筒形の本体４０と、この本体４０の頂部を閉じている
第１の、すなわち外側成形面４１を含む。図示したおす
型部分は中空である。しかしながら、これは単に便宜上
のものであり、成形型を作るのに使用する材料の量を減
らすためにすぎない。
めす型部分１３は、ベース４２と、このベース４２から
上方に延びる円筒形の本体４３と、この本体４３の底を
閉じている内側成形面４５を含む。ベース４２は平らな
底面６１を有する。円筒形の本体４３と内側成形面４５
はおす型部分１２を受け入れるようになつている空所４
４を構成している。第１、第２の成形型部分は、各々、
主要な長手軸線を有する。この主要な長手軸線は、最も
好ましくは２つの成形面の主要な長手軸線と一致してい
る。
めす型部分１３は、さらに位置決め手段１７の肩部５６
に受け止められるようになつている環状のくぼみ５７を
含む。くぼみ５７と肩部５６の直径差は、第２成形型部
分１３が摩擦によつて肩部上に保持されるように選ぶ。
この場合、くぼみ５７と肩部５６の接触面が精密に作ら
れ、第２成形型部分をレンズ製造過程中に正しい整合状
態に保持するように互いに協働できるようにすることが
非常に望ましい。第２成形型部分を位置決め手段上に保
持する力は、レンズ製造中に第２成形型部分を正しい整
合状態に保持するのに充分なものでなければならない
が、レンズ製造過程の整合段階で第２成形型部分を正し
く整合させるのを妨げるほどであつてはいけない。
くぼみ５７の直径が第２成形型部分を肩部５６の面５９
上に保持するには大きすぎる場合、第２成形型部分は肩
部の水平面６０と接触し、そこに支持されることにな
る。この場合、面６０と面６１が接触することになる。
あるいは、水平面６０が外側スリーブの水平頂面６２と
接触することもある。いずれにしても、底部の成形型部
分を正しく整合させるには、これらの面が精密な平坦面
であつて、底部成形型部分の長手軸線を面１６に対して
９０度に保てるようにしなければならない。
レンズ製造過程を主として第１図を参照して説明する。
この過程中、おす型部分１２をめす型部分１３内に置
き、この組立体を底部支持体１１の位置決め手段１７上
に置く。この組立体は第２図に詳しく示してある。この
図からわかるように、おす型部分１２はやや斜めになつ
ており、２つの成形型部分の主要な長手軸線が一致して
いない。
好ましくは、成形型部分は、予め蒸留水と界面活性剤を
含む浴中で少なくとも１時間超音波清掃し、つめたい水
道水で水洗し、次に蒸留水で水洗してから窒素ガスを吹
き付けて乾燥させておく。また、或るタイプの第１、第
２の成形型要素（例えば、ポリプロピレンで作つたも
の）は、例えばHg0.25mmのプラズマ圧力、５０ワットの
電力の酸素プラズマで１０秒間プラズマ処理しておくと
好ましい。
再び第１図を参照すると、組立てた成形型部分および底
部支持体１１を次に位置Ａ（組立ステーション）から位
置Ｂ（整合ステーション）まで搬送手段２０によつて運
ぶ。搬送手段２０の移動は、スイッチ３２がタブ３３と
接触したときに止まる。スイッチおよびタブは、支持体
１１がいつでも頂部支持体１０に対して同じ位置で止ま
るように設置してある。この位置は、頂部支持体１０の
位置決め手段１５が底部支持体１１の位置決め手段１７
と確実に整合するように選定する。
底部支持体１１が一旦整合ステーションで正しく位置決
めされたならば、頂部支持体１０が第３図に示すように
おす型成形型部分１２と接触し、それに押し付けられ
る。この段階で、存在するかも知れないずれを補正し、
第１、第２の成形型部分の主要な長手軸線と位置決め手
段１７の長手軸線を一致させる。たとえば、おす型部分
１２が正しく整合していない場合、位置決め手段１５の
面５０とおす型部分１２の面５１との接触がこの不整合
を正すことになる。さらに、めす型部分が位置決め手段
１７の面６０上に載つていない（したがつて、正しく整
合していない）場合には、おす型部分１２を介してめす
型部分１３に加わる圧力はめす型部分を位置決め手段１
７上で右に押し、正しい整合位置に変位させる。
おす型部分がめす型部分の空所４４内に置かれ、２つの
成形型部分が互いに整合したとき、内外の成形面４１，
４５は対向した位置にある。これら成形面間のスペース
は作ろうとしている光学装置の形状と厚さを決める。２
つの成形面の曲率は最終光学装置に所望の光学面を与え
るように変え得る。
整合状態を得た後、おす型部分１２を、本実施例では真
空によつて、位置決め手段１５に取り付ける。おす型部
分１２を次に頂部支持体１０を上昇させることによつて
めす型部分１３から引き抜く（第１図および第４図参
照）。おす型部分１２は頂部支持体１０に取り付いたま
まであり、したがつて整合した状態に留まる。
２つの成形型部分を分離したならば、所定量の反応性材
料５８をめす型部分１３に充填する（第４図参照）。次
に、頂部支持体１０を下降させ、おす型部分１２をめす
型部分１３の空所４４に挿入することによつて成形型を
閉じる。この作業中、２つの成形型部分は整合した状態
に留まる。
頂部支持体１０とおす型部分の下降運動は反応性材料５
８の存在と高さ調整手段３４の存在によつて止められ
る。高さ調節手段３４は、好ましくは、成形型を所望点
まで閉ざし、頂部支持体１０の下降を止める時点を決定
するように設けられる。
第１図には単一の高さ調節手段が示してあるが、所望に
応じて複数の高さ調節手段を使用してもよいことは了解
されたい。
頂部支持体１０は受け板２７を備えている。高さ制御ス
イツチ３４がモータ２４を止め損なつた場合には、頂部
支持体１０は高さ制御スイツチ３４に載つたときに停止
することになる。頂部支持体１０と受け板２７の相互作
用のために、モータ３５の動作が続いても装置に大きな
損害を与えることはなく、操作者がそれを停止させるこ
とができる。
成形型内の反応性材料が次に反応する。使用する条件、
たとえば、時間、温度等は使用する反応性材料の性質に
よつて決まる。反応が完了したならば、成形型を開き、
光学装置を取り出す。この反応は１段階あるいはそれ以
上の段階で実施され得る、多段階で行なう場合、反応性
材料をゲル点の直前まで反応させ、位置決め手段の一方
あるいは両方から成形型部分を解放して反応の残りの部
分で収縮が生じた場合に成形型部分を反応材料に追従さ
せると有効であることがわかつた。これは成形型の成形
面から反応材料が引き剥されることによつて生じるあば
た面を防ぐ。
代表的には、おす型部分１２はこの過程で位置決め手段
１５から解放されることになる。次に、頂部支持体を上
昇させ、部分的に硬化した光学レンズを有する成形型を
位置Ｃ（最終硬化ステーシヨン）まで移送することがで
き、この位置で反応性材料の反応が完了する。反応が完
了したならば、成形型を開き、光学装置を取り出す。
反応性先駆物質を反応させるには種々の技術、たとえ
ば、熱放射、赤外線放射、電子ビーム放射、ガンマ放
射、紫外線放射等の技術を使用し得る。さらに、これら
の技術の組み合わせも使用できる。使用する成形型部分
は活性化放射線に通して反応を進行させることができる
ものでなければならない。したがつて、成形型部分は光
学装置の製造中に遭遇する作業状態に耐えることができ
るものでなければならない。有用な成形型材料として
は、ガラス、石英、重合材料等多数ある。有用な重合材
料の例が米国特許第4,208,364号に記載されている。ポ
リプロピレン、ポリ（エチレンテレフタレート）が特に
有用な成形型材料である。
本発明の方法を光学装置を作るのに使用できるが、目の
上あるいは目の中に付ける眼科用装置の製造で特に有用
である。これらの装置としては、眼内レンズ、コンタク
トレンズ、角膜移植レンズがあり、これらのレンズは各
面の長手軸線の位置がきわめて正確でなければならな
い。
本発明の方法で利用される反応性物質は化学変化、たと
えば、重合、加硫等を行なつて異なつた物質となる任意
の組成物であり得る。このような物質は種々のものが公
知である。たとえば、メチルメタクリレート、いわゆる
ヒドロゲル、コンタクトレンズを形成するように水和で
きキセロゲル物質〔たとえば、ポリ（２−ヒドロキシエ
チルメタクリレート）あるいはポリ（Ｎ−ビニルピロリ
ドン）〕、シリコーン／アクリレート物質、テレキーリ
ツク、ペルフルオロポリエーテルがあり、これらは米国
特許第4、440、918号に開示されている。
以下の実施例は本発明を説明する。
実施例１ コンタクトレンズを作るようになつている成形型組立体
を第２図に示す位置決め手段上に置いた。頂部支持体を
下降させて組立体のおす型部分と接触させ、これらの成
形型部分を整合させ、組立体の主要な長手軸線を互いに
かつ位置決め手段の長手軸線と一致させた。頂部支持体
に真空を作用させ、この頂部支持体にそこに取り付けた
おす型部分と共にめす型部分から移動させた。次に、窒
素雰囲気をスタートさせ、残りの工程中それを維持し
た。
米国特許第4,440,918号の実施例１のテレキーリツク
ペルフルオロポリエーテル７０重量パーセント、Ｎ−ビ
ニルピロリドン２０重量パーセント、メチルメタクリレ
ート１０重量パーセント、２，２−ジエトキシアセトフ
エノン0.05重量部の混合物を少量（１００μｌ）めす型
部分の各々に充填した。頂部支持体を下降させて、おす
型部分をめす型部分に挿入した。次に、混合物をGTEシ
ルヴアニア３５０紫外線ランプからの１×１０−３の光
の強度を用いて１０秒間、成形型を通して紫外線放射に
さらした。次に、真空をおす型部分から解放し、反応性
混合物の紫外線光への露光をさらに１時間続けた。次
に、混合物を紫外線なしにさらに0.5時間８０℃で加熱
することによつて金型内でなました。出来上つたレンズ
を成形型から取り出した。これらのレンズはRadiuscope
（ニユーヨーク州、バツフアロウ市のAmerican Optica
l）によつて測定したところ、光学的に大きな鋭敏を持
ち、円環体でないことがわかつた。
実施例２ 実施例１で使用した装置、手順を繰り返したが、次の点
で変更があった。
a)反応性物質が２−ヒドロキシエチル メタクリレート
(HEMA)からなる。
b)反応済みのレンズを１時間アニールした。こうして出
来たコンタクトレンズはRadiuscope（ニユーヨーク州、
バツフアロウ市のAmerican Optical社製）によつて測定
したところ、光学的に大きな鋭敏を持ち、円環体ではな
いことがわかつた。
実施例３ 実施例１を繰り返したが、次の変更を行なつた。
a)反応性物質はメチルメタクリレート・シロツプと0.25
重量パーセントのDarocur1173からなる。
b)反応済みのレンズを１時間アニールした。
こうして出来たレンズは良好な光学的鋭敏を持ち、円環
体ではなかつた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に用いる装置の側面図、 第２図は底部成形型支持体とそこに支持された成形型の
拡大横断面図、 第３図は頂部、底部の成形型支持体を成形型を整合する
ように閉鎖位置に置いた拡大横断面図、および 第４図は頂部、底部の成形型支持体を開いた位置に置
き、反応性材料を下方またはめす型成形型部分に導入し
た状態を示す拡大横断面図である。 図面において、１０……頂部成形型支持体、１１……底
部成形型支持体、１２……おす型部分、１３……めす型
部分、１４……第１平坦面、１５……位置決め手段、１
６……第２平坦面、１７……位置決め手段、１８……フ
レーム、１９……案内手段、２０……搬送手段、２１，
２２……放射手段、２７……受け板、２８，２９……ブ
ツシユ、３０，３１……ロツド、３２……切換手段、３
３……タブ、３４……高さ調節手段、３５……モータ、
３６……ケーブル、３７……プーリー、３９……ベー
ス、４０……円筒形の本体、４１……成形面、４２……
ベース、４３……円筒形の本体、４５……成形面、４６
……フランジ部、４７……くぼみ、４８……流路、４９
……通路、５０，５１……平坦面、５４……外側スリー
ブ、５５……内側スリーブ、５６……肩部、５７……く
ぼみ、５８……反応性材料、６２……水平頂面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】反応性先駆物質から光学装置を製造する方
    法において、 Ｉ．Ａ．a)第１の主要長手軸線を備えた第１の成形面
    （４１）を有する第１成形型部分（１２）と、 b)第２の主要長手軸線を備えた第２成形面（４５）を有
    し、かつ前記第１成形型部分と協働して前記光学装置を
    形成するようになっている第２の成形型部分（１３）と を有する成形型と、 Ｂ．第１平坦面（１４）であって、この第１平坦面に対
    して前記第１主要長手軸線が直角に維持されるように前
    記第１成形型部分を取り付ける第１平坦面（１４）を含
    む頂部成形型支持体（１０）と、 Ｃ．前記第２成形型部分を保持する第２の平坦面（１
    ６）を含み、この第２平坦面が前記第１平坦面に対して
    平行関係に維持されているような底部成形型支持体（１
    １）と を用意する段階と、 II．第１、第２の成形型部分を一緒に設置し、第１成形
    型部分を第１平坦面上に支持し、第２成形型部分を第２
    平坦面上に支持して第１、第２の成形面の第１、第２の
    主要長手軸線を一致整合させる段階と、 III．第１成形型部分を第１平坦面に対して固定する段
    階と、 IV．前記第１、第２の成形型部分を一致整合させながら
    互いから離れるように直線運動させることによって第１
    成形型部分を第２成形型部分から移動させる段階と、 Ｖ．前記第２成形型部分に反応性物質を注入する段階
    と、 VI．前記第１、第２主要長手軸線を一致整合させながら
    前記第１成形型部分が前記第１平坦面に取り付けられた
    まま前記第１成形型部分を前記第２成形型部分に挿入す
    る段階と、 VII．前記反応性物質を反応させる段階と、 VIII．前記光学装置を前記成形型から取り出す段階と、 を含むことを特徴とする光学装置を製造する方法。
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