KR100728172B1 - 안경 렌즈 자동화 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마감 안경 렌즈의 제조를 위한 효과적인 자동화 제조 방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 렌즈 제조, 특히, 다초점 렌즈 제조에 유용한 자동화된 시스템을 제공한다.

예비 성형품, 렌즈, 몰드, 단시야 렌즈, 베이킹

Description

안경 렌즈 자동화 제조 방법{Process for the automated manufacture of spectacle lenses}

본 발명은 안과용 렌즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 마감가공된 안경 렌즈의 제조를 위한 효율적인 자동화 제조 방법을 제공하는 것이다.

굴절이상의 교정을 위한 안경 렌즈의 사용은 공지되어 있다. 대다수의 안경 렌즈는 단일의 자동화 방법으로 제조되지 않는다. 오히려, 렌즈 블랭크가 제조되고, 다음에 상기 블랭크는 연삭, 연마 및 에징가공을 위해 표면 가공 실험실로 이송되어야 한다. 대안적으로, 단시야 렌즈(single vision lens)와 같은 몇몇 렌즈들은 전체 렌즈 주조를 사용하여 제조된다. 그러나, 전체 렌즈 주조는 특히 다초점 렌즈의 제조시에 대량의 재고의 몰드의 사용을 필요로 한다는 점에서 비효율적이다. 게다가, 전체 렌즈 주조는 현재의 원하는 두께 이외의 렌즈를 제조한다. 또한, 안경 렌즈를 제조하기 위한 렌즈 블랭크 및 전체 렌즈 주조법 모두는 특정 렌즈 착용자에 맞춤식으로 제조되는 대량 생산 렌즈에 유용하지 않다. 따라서, 이러한 단점을 극복하는 안경 렌즈의 제조를 위한 방법에 대한 요구가 존재한다.

본 발명은 안경 렌즈의 효율적인 자동화 제조 방법을 제공한다. 게다가, 종래의 방법에 부가하여 또는 대조적으로, 본 발명은 특정 렌즈 착용자에 대해 맞춤 제조된 렌즈의 자동화 제조를 허용한다. 본 발명의 방법은 단시야 및 다초점 렌즈와 같은 임의의 형태의 안경 렌즈를 제조하는데 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 다초점 렌즈, 특히 누진 부가 렌즈의 제조에 최대의 유용성을 발견할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명은 안경 렌즈, 바람직하게는 다초점 렌즈, 보다 바람직하게는 누진 부가 렌즈를 자동화 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, a) 그 각각이 적어도 제 1 굴절력을 포함하며, 제 1 굴절력으로 필수적으로 구성되며, 제 1 굴절력으로 구성되는 복수의 광학적 예비성형품을 제조하는 단계, b) 그 각각이 복수의 예비성형품 중 하나 및 상기 예비성형품 상에 주조된 적어도 하나의 층을 포함하며, 상기 주조층은 적어도 제 2 굴절력을 포함하며, 제 2 굴절력으로 필수적으로 구성되며, 제 2 굴절력으로 구성되는, 복수의 미마감 렌즈를 제조하는 단계, 및 c) 상기 복수의 미마감 렌즈의 각각을 마감하는 단계를 포함하며, 상기 단계들로 필수적으로 구성되며, 상기 단계들로 구성된다. 본 발명에 있어서, 용어 "광학적 예비성형품" 또는 "예비성형품"는 광을 굴절시킬 수 있으며 안경 렌즈를 제조하는데 사용되기에 바람직한 광 투과성 물체를 의미한다.

본 발명은 또한 마감 및 에징가공된 안경 렌즈를 렌즈 제조업자가 고객에게 직접 공급할 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 제조업자와 주문자 사이의 중개인에 대한 요구를 배제시킨다. 또한, 에지 가공되지 않은, 마감가공된 렌즈 및 반마감된 블랭크의 재고를 유지하는 필요성을 배제시킨다.

따라서, 다른 실시예에서 본 발명의 방법은, a) 고객이 렌즈 제조업자로부터 적어도 한 쌍의 마감되며 에지 가공된 안경 렌즈를 주문하는 단계, b) 렌즈 제조업자가 적어도 한 쌍의 렌즈를 제조하는 단계, 및 d) 적어도 한 쌍의 마감 및 에징가공된 안경 렌즈를 고객에게 배송하는 단계를 포함하며, 상기 단계들로 필수적으로 구성되며, 상기 단계들로 구성되며, 상기 렌즈 제조 단계는, i) 그 각각이 적어도 제 1 굴절력을 포함하며, 제 1 굴절력을 주 구성요소로 하여 이루어지며, 제 1 굴절력으로 구성되는 복수의 광학적 예비성형품을 제조하는 단계 ii) 그 각각이 복수의 예비성형품 중 하나 및 상기 예비성형품 상에 주조된 적어도 하나의 층을 포함하며, 상기 주조층은 적어도 제 2 굴절력을 포함하며, 제 2 굴절력을 주 구성요소로하여 이루어지며, 제 2 굴절력으로 구성되는, 복수의 미마감 렌즈를 제조하는 단계, 및 c) 상기 복수의 미마감 렌즈의 각각을 마감하는 단계를 포함하며, 상기 단계들로 필수적으로 구성되며, 상기 단계들로 구성된다.

용어 "고객"은 안경 렌즈의 주문자를 의미한다. 렌즈 고객의 예는, 안과 의사, 검안사, 안경상, 렌즈 소매인, 렌즈 착용자 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 본 발명의 방법은 비즈니스-투-비즈니스(business-to-business) 시스템이 되도록 수행된다.

본 발명에 있어서, 용어 "주문"은, 렌즈 제조업자가 소정의 마감 및 에징가공된 렌즈를 제조하고 배송할 수 있게 하는데 효율적인 량인, 원하는 렌즈와 관련된 정보의 량을 제공하는 것을 의미한다. 적절한 주문 정보는, a) 구면, 실린더, 축, 부가 굴절력(add power), 피팅 높이(fitting-height), 원시 영역 동공 거리 등, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 렌즈 처방 정보, b) 추적 데이터(trace data), 장착 유형, 제조업자 모델 번호 등, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 프레임 정보, c) 렌즈 착용 정보, d) 소정의 코팅, 경사 배치 등, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 렌즈 정보, e) 배송업자, 목적지 등, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 배송 정보, 및 f) 처방, 프레임, 착용자, 렌즈 정보 및 배송 정보의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

주문은, 전화, 팩시밀리 전송, 인터넷 웹사이트 등 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 편리한 주문 수단에 의해 수행될 수 있다. 바람직일 실시예에서, 주문은, 고객이 렌즈 제조업자의 서버 시스템(웹 서버 또는 웹사이트)과 통신할 수 있는 임의의 수단을 사용하여 렌즈 제조업자의 인터넷 웹사이트를 통해 수행될 수 있다. 웹사이트와 통신하기에 적절한 수단은, 퍼스널 컴퓨터 및 모뎀을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 방법의 또 다른 실시예는, a) 고객이 컴퓨터 시스템을 사용하여 적어도 한 쌍의 마감 및 에징가공된 안경 렌즈에 대한 주문 정보를 렌즈 제조업자 서버 시스템으로 전송하는 단계, b) 렌즈 제조업자가 적어도 한 쌍의 안경 렌즈를 제조하는 단계, 및 c) 렌즈 제조업자가 적어도 한 쌍의 마감 및 에징가공된 안경 렌즈를 고객에게 배송하는 단계를 포함하며, 상기 단계들로 필수적으로 구성되며, 상기 단계들로 구성된다.

프레임 추적 데이터를 제공하기 위해, 고객이 전송 단계 중에 제조업자의 웹 서버 프레임 데이터베이스로 업로딩될 수 있는 추적 데이터 파일을 생성하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 덜 바람직하지만, 추적 데이터는 고객의 프레임의 수신 후에 제 3 기관에 의해 렌즈 제조업자에 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 또한 덜 바람직하지만, 고객이 렌즈로 사용될 프레임을 렌즈 제조업자에게 제공할 수 있으며, 렌즈 제조업자는 렌즈 제조의 부분으로서 추적 데이터를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 프로세스의 실시예의 플로우 다이어그램.

도 2는 도 1의 프로세스의 일부의 플로우 다이어그램.

도 3은 본 발명의 프로세스에 유용한 장치의 상면도.

도 4는 도 3의 장치에 유용한 운반 수단의 예시도.

도 5는 도 3의 장치에 사용되는 플랫폼의 확대 사시도.

도 6은 도 1의 프로세스의 일부의 플로우 다이어그램.

도 7은 도 6의 프로세스의 일부의 플로우 다이어그램.

도 8은 도 1의 프로세스의 일부의 플로우 다이어그램.

도 9는 본 발명의 프로세스에 유용한 기계의 상면도.

도 10은 도 9의 연마 스테이션에서의 플랫폼의 사시도.

도 11은 도 9의 기계의 스테이션의 사시도.

도 12는 본 발명의 프로세스에 유용한 주조 기계의 부품의 개략 평면도.

도 13은 도 12의 주조 기계의 짐벌 고정대(gimbal fixture)에 운반될 때 적절하게 배향된 몰드의 사시도.

도 14는 도 12의 주조 기계의 스테이징 컨베이어로부터 제거될 때의 예비성형품의 사시도.

도 15는 도 12의 주조 기계의 턴테이블 플랫폼으로 운반될 때의 사시도.

도 16은 도 12의 주조 기계의 예비성형품 파지기의 사시도.

도 16a는 도 16의 예비성형품 파지기(gripper)의 부분 절개도.

도 17은 도 12의 주조 기계의 짐벌 고정대의 전개도.

도 1을 참조하면, 본 발명의 프로세스의 실시예의 플로우 다이어그램이 도시되어 있다. 상기 프로세스는 예비성형품 제조(101), 미마감 렌즈 제조(102), 및 렌즈 마감(103) 단계를 포함한다. 상기 프로세스를 수행하는데 필요한 다양한 장치 또는 기계, 및 기계와 일체화되는 모듈이, 예비성형품, 미마감 및 마감 렌즈의 연속적인 단속적이지 않은 이동을 허용하도록 서로에 대해 배치되어 있는 것이 바람직하다. 광학적 예비성형품, 미마감 및 마감 렌즈는, 컨베이어, 로봇 수단 등, 및 이들의 조합체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 편리한 운송 수단에 의해 자동화 프로세스에 걸쳐, 스테이션에서 스테이션으로, 또는 기계에서 기계로 이동된다. 바람직하게는, 예비성형품 또는 렌즈를 손상시킬 수도 있는 변형 없이 예비성형품 또는 렌즈를 운송하기 위해 렌즈 캐리어가 렌즈 운송 수단과 결합하여 사용된다. 적절한 렌즈 캐리어는 단일 및 다중 렌즈 트레이, 파지기 등, 및 이들의 조합체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 부가적으로, 예비성형품 및 렌즈는 컨베이어, 로봇 수단, 인덱싱 테이블(indexing table), 파지기 등, 및 이들의 조합체를 사용하여 스테이션 또는 기계에서 조작될 수 있다.

본 발명의 프로세스는 렌즈의 제조에 있어서의 큰 융통성을 제공하는데, 이는 적어도 두 개의 단계, 즉 예비성형품 제조 및 미마감 렌즈 제조가 소정의 처방 또는 굴절력을 제공하는데 사용되기 때문이다. 처방의 일부가 적어도 두 개의 단계의 각각에 부가될 수 있도록 함으로써, 예비성형품 및 몰드의 조합체가 현재의 렌즈 제조 프로세스에서 허용되는 것보다 큰 범위의 처방 렌즈를 제조하는데 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 프로세스는 예비성형품 두께 및 직경을 약 100미크론 이내로 조절하고, 예비성형품 및 몰드 정확도를 약 10미크론 이내로 조절하고, 예비성형품 및 몰드 표면 거칠기를 약 1미크론 이내로 조절함으로써 마감 렌즈의 양호한 재현성을 초래한다. 부가적으로, 상기 프로세스는, 광학적 예비성형품 및 몰드가 개스킷(gasket)과 같은 가요성 부분들에 대한 요구 없이 경화 중에 서로에 대해 정밀한 관계로 유지되는 프로세스이다. 따라서, 판독 영역, 실린더 축 등과 같은, 예비성형품에 대한 몰드 상의 광학적 특징부들의 정밀한 배치가 가능하게 된다.

본 발명의 프로세스는 또한 종래의 렌즈 제조 방법에서는 성취할 수 없는 레벨의 렌즈의 주문 제작을 허용한다. 예컨대, 제 1 굴절률의 재료로 제조된 특정 디자인의 볼록 및 오목면을 갖는 예비성형품이 제 2 굴절률의 재료의 주물과 함께 사용될 수 있다. 예비성형품과 주조 수지 사이의 굴절률의 차이에 기인하여, 마감 렌즈는 착용자를 위한 특정 광학적 파라미터를 제공하도록 설계된 다중의, 광학적 액티브면을 합체할 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 프로세스는 부가의 삽입물 또는 몰드에 대한 요구 없이 특정 처방으로 렌즈를 주문 제작하는 것을 허용한다. 예컨대, 광학적 예비성형품은, 기하학적 및 광학적 중심이 일치하여 상이한 동공 거리를 제공하지 않도록 절단될 수 있다. 대안적으로, 예비성형품은 처방 프리즘 또는 에지 두께 평형을 위해 제공되도록 주조 중에 몰드에 대해 배치될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 예비성형품은, 광학적 특징부들의 오정렬이 발생하도록 몰드에 대해 측방향으로 배치되거나 회전될 수 있다. 이러한 배치 또는 회전은 의도하지 않은 비점수차 또는 왜곡 최소화, 채널 길이 최적화, 프리즘 추가, 또는 피팅 지점 최적화 중 하나 이상을 허용한다. 부가적으로, 몰드에 대한 예비성형품의 회전은 동일한 예비성형품 및 몰드를 사용하여 좌측 및 우측 렌즈 모두를 제공하는데 사용할 수 있다.

예비성형품 제조

본 발명의 프로세스에 사용되는 광학적 예비성형품의 각각은 통상 볼록인 전면과, 통상 오목인 후면을 바람직하게 가지며, 상기 표면들 중 하나 또는 모두는 적어도 제 1 굴절력을 갖는다. 용어 "전면"은 예비성형품이 사용되는 착용 렌즈를 통해 조망되는 물체에 가장 근접한 표면을 의미한다. 용어 "후면"은 착용자의 눈에 가장 근접할 수 있는 표면을 의미한다. 제 1 굴절력은 마감 렌즈에 요구되는 원거리, 근거리, 중거리, 실린더 파워 또는 처방 프리즘 파워, 또는 이들의 조합의 전체 또는 일부일 수 있다. 바람직하게는, 제 1 굴절력은 예비성형품으로부터 형성될 특정 렌즈에 요구되는 원시 굴절력의 일부이다. 본 바람직일 실시예에서, 부가적으로 예비성형품의 표면 중 하나 또는 모두는 근시 굴절력, 중간시 굴절력, 실린더 파워 및 이들의 조합의 전체 또는 일부를 가질 수 있다.

본 발명에 사용하기에 적절한 예비성형품은 그 전체가 본원에 참조로서 합체된 미국 특허 제 5,907,386호에 개시되어 있다. 본 발명에 유용한 부가의 예비성형품은 그 전체가 본원에 참조로서 합체된 미국 특허 출원 제 09/270,390호(대리인 문서 번호 INT-70)에 개시되어 있다. 개시된 예비성형품은 소정의 렌즈의 거리 굴절력의 일부를 제공하며, 미마감 렌즈 제조 단계(102)에서, 부가의 거리 굴절력이 하나 이상의 층에 부가되어 렌즈에 대한 소정의 최종 거리 처방을 얻는다. 당업자는 예비성형품과 상기 예비성형품에 부가된 층 또는 층들 사이의 거리 굴절력의 분포는 다양한 증분들 중에 임의의 하나일 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 하기의 예비성형품 거리 굴절력 및 부가의 거리 굴절력이 사용된다: 약 +2 내지 약 +5 디옵터 및 약 0 내지 약 +6 디옵터의 부가 굴절력, 약 0 내지 약 +3 디옵터 및 약 0 내지 약 +6 디옵터의 부가 굴절력, 약 -1 내지 약 +1 디옵터 및 약 -6 내지 +6 디옵터의 부가 굴절력, 및 약 -1 내지 -5 디옵터 및 약 0 내지 약 -6 디옵터의 부가 굴절력.

예비성형품의 거리 굴절력은 하기의 굴절력: 약 +3.50 디옵터, 약 +1.50 디옵터, 약 0.00 디옵터, 또는 약 -3.00 디옵터로부터 선택되는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이러한 예비성형품 굴절력에 있어서, 예비성형품의 후면은 하기의 기저 곡률, 약 -2.50 디옵터, 약 -4.00 디옵터, 약 -5.50 디옵터, 또는 약 -7.00 디옵터 중 하나일 수 있다. 유사하게, 임의의 거리 굴절력 증분이 예비성형품에 부가될 수 있지만, 부가의 층이 특정 예비성형품의 전면 상에 부가되며 후면 곡률은 표 1에 설명한 바와 같이 되는 것이 바람직하다. 표 1의 모든 값들은 "약(about)"이라는 관용구로 시작되는 것으로 가정한다.

광학적 예비성형품 굴절력(디옵터)	후면 기저 곡률(디옵터)	전면 부가 거리 굴절력(디옵터)
+3.50D	-2.50D	+0.75 내지 +2.50D
+1.50D	-4.00D	+0.50 내지 +2.50D
0D	-5.50D	+1.75 내지 -2.75D
-3.00D	-7.00D	0 내지 -3.00D

보다 바람직하게는, 본 발명에 사용되는 예비성형품은 구면, 누진, 회귀, 비구면 전면 및 후면으로서 누진 또는 회귀면을 가지며, 상기 누진 또는 회귀면은 실린더 파워를 부가적으로 가질 수 있다. 용어 "누진면"은 원시 및 근시 영역과, 원시 및 근시 영역과 연결되는 증가하는 굴절 광학적 굴절력 영역을 갖는 연속적인 비구면 표면을 의미한다. 용어 "회귀면"은 원시 및 근시 영역과, 원시 및 근시 영역과 연결되는 감소하는 굴절 광학적 굴절력 영역을 갖는 연속적인 비구면 표면을 의미한다. 가장 바람직하게는, 본 발명에 사용되는 예비성형품은 구면 전면과 후면으로서 누진 표면을 가지며, 상기 누진 표면은 실린더 파워를 포함할 수 있다.

토릭 누진 부가 후면을 갖는 예비성형품이 사용되는 경우, 바람직하게는 토릭 누진면이 각각의 실린더축 각도에 제공되지 않도록 표면이 형성된다. 오히려, 렌즈 착용자의 요구 실린더축의 소정 수의 각도 내의 실린더 축이 사용되며, 바람직하게는 렌즈 착용자에게 요구되는 요구 실린더축의 약 0 내지 25도, 바람직하게는 약 0 내지 20도, 보다 바람직하게는 약 0 내지 11도의 실린더 축이 사용된다. 바람직하게는, 선택된 실린더축 방위는 180 가능 방위 미만인 방위의 그룹 중 하나이며, 보다 바람직하게는 상기 축은 약 20 방위의 그룹 중 하나이며, 가장 바람직하게는 상기 방위는 3시 위치에 대해 9, 27, 45, 63, 81, 99, 117, 153 또는 171이다.

예컨대, 오목형 누진면을 갖는 예비성형품은 표면 상의 3시 위치에 대해 9, 27, 45, 63, 81, 99, 117, 153 또는 171에서 실린더축을 구비할 수 있으며, 근시 영역 중심은 270도 축, 즉 6시 위치를 따라 배치되어 있다. 미마감 렌즈 제조 단계(102)에서, 누진면은 바람직하게는 표면 주조에 적절한 몰드를 사용하여 전방 예비성형품면 상에 주조된다. 몰드의 근시 영역은 임의의 편리한 위치에 제공될 수 있지만, 바람직하게는 렌즈 착용자의 근시 동공 위치와 정렬된 위치에 있다. 통상적으로, 상기 위치는 좌안 또는 우안 렌즈가 제조되는지의 여부에 따른 몰드의 270도 축, 즉 6시 위치의 양측면에 있을 수 있다. 바람직하게는, 상기 위치는 270도 축의 양측면 상의 약 0 내지 20, 보다 바람직하게는 약 5 내지 15, 가장 바람직하게는 약 8 내지 10도 이내에 있다. 예비성형품은, 근시 영역의 위치를 지정하여 차후의 제조 단계에서 몰드에 대한 예비성형품의 배향을 용이하게 하기 위해 스크라이브 마크 또는 잉크, 또는 노치와 같은 마크로 형성되는 것이 바람직하다.

예비성형품은 선택된 볼록 표면을 주조하기 위해 사용되는 몰드에 대해 배치되거나 회전되므로, 그 결과 형성되는 렌즈의 실린더축은 렌즈 착용자에 의해 요구되는 것일 수 있다. 예컨대, 렌즈 착용자 요구 실린더축이 좌안에 대해 180도이고 예비성형품이 9도 축인 후면 실린더 파워를 갖는 경우, 270도에서의 근시 영역에 의해, 예비성형품은 회전하여 그 후면 실린더축은 몰드의 180도 축을 따라 낙하하며 다음 표면은 몰드를 사용하여 예비성형품 상에 주조된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 프로세스의 예비성형품 제조의 하위단계 및 선택적인 하위단계가 플로우 다이어그램 형태로 도시되어 있다. 예비성형품 형성(104)은 주조, 열 성형 또는 몰딩과 같은 임의의 편리한 방식으로 수행될 수 있다. 예비성형품의 효율적이며 질적인 제조를 위해, 및 약 100미크론의 바람직한 예비성형품 두께 및 직경, 약 10미크론의 예비성형품 정확도, 및 약 1미크론의 표면 거칠기를 성취하기 위해, 사출 압축 성형, 또는 정밀 삽입물을 따르는 압인 가공을 사용하는 사출 성형이 사용된다. 보다 바람직하게는, 압인 가공 및 정밀 삽입물을 사용하는 사출 성형이 사용된다. 압인 가공을 사용하는 적절한 사출 성형법이 공지되어 있다. 이러한 프로세스에서, 적절한 재료가 그의 연화 온도 이상으로 가열되어 몰드 캐비티 내로 주입되며, 형성된 예비성형품은 몰드로부터 배출되거나 제거된다.

예비성형품을 형성하는데 사용하기에 적절한 재료는 안경 렌즈 재료로서 사용 가능한 임의의 재료이다. 예시적인 재료는, 비스페놀 A 폴리카보네이트와 같은 폴리카보네이트, 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카보네이트(CR-39^TM)와 같은 알릴 디글리콜 카보네이트, 트리알릴 시아뉴레이트와 같은 알릴릭 에스테르, 트리알릴 인산염 및 트리알릴 시트레이트, 아크릴릭 에스테르, 아크릴레이트, 메틸- 에틸- 부틸 메타크릴레이트와 같은 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 스티렌계, 폴리에스테르 등 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 부가적으로, 예비성형품은 그 전체가 본원에 참조로서 합체되는 미국 특허 제 6,008,299호에 개시된 하나 이상의 인화수소 산화물로 형성될 수 있다.

바람직하게는, 예비성형품은 배출 및 차후의 취급을 용이하게 하기 위해 예비성형품 주변부를 따르는 탭 및 하류측 가공 중에 배향을 용이하게 하는 마크 또는 노치와 같은 관련 구조물을 구비하여 형성된다. 몰드 예비성형품은, 로봇에 의해 사출 몰드로부터 제거되어, 가열 나이프, 레이저, 워터제트 등, 및 이들의 조합체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 적절한 수단을 사용하여 탭이 제거되는 디게이팅(degating) 스테이션으로 운반된다.

디게이팅된 예비성형품은 광학 검사, 외관 검사(cosmetic inspection), 또는 광학 검사와 외관 검사 모두를 위해 운송 수단에 의해 자동 검사 시스템으로 바람직하게 운반된다. 상업적으로 이용 가능한 Pro-Laser LENSPECTOR^TM과 같은 임의의 적절한 검사 수단이 예비성형품을 검사하는데 사용될 수 있다. 예비성형품은 소정의 공차 내에서 존재할 수 있으므로, 검사를 통과하면 부가의 가공을 위해 생산 라인을 따라 계속되거나 바람직하게는 운송 수단에 의해 포장 스테이션으로 이동될 수 있다. 이 스테이션에서, 예비성형품은 플라스틱 뚜껑에 의해 열적으로 밀봉된 폴리머 패키지와 같은 적절한 저장용 패키지 내에 배치됨으로써 포장된다(105). 다음, 포장된 예비성형품은 저장 유니트로 공급됨으로써 저장된다(106). 그 후, 포장 및 저장된 예비성형품은 수동으로, 또는 임의의 공지된 자동화 수단에 의해 포장 분리될 수 있다(107).

포장 분리된(107) 형성된 예비성형품, 또는 저장된 예비성형품은 미마감 렌즈 제조(102)가 수행되는 자동화 영역으로 운송 수단에 의해 운송된다. 선택적으로 그리고 바람직하게는, 예비성형품은 미마감 렌즈 제조 단계(102)로 이송되기 전에 임의의 다양한 바람직한 코팅으로 하나 이상의 표면이 코팅된다. 보다 바람직하게는, 예비성형품의 후면이 코팅된다. 적절한 코팅은, 채색 또는 비채색형 스크래치 방지 코팅, 프라이머 코팅, 광색성 코팅, 편광 코팅 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 코팅 스테이지에서, 스핀-코팅, 딥-코팅 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 편리한 수단을 사용하여 코팅이 적용되도록 요구될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 스핀-코팅이 사용된다. 코팅된 예비성형품은 방사선 경화, 열 경화, 가시 광선 경화 등, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 다양한 수단에 의해 경화될 수 있다. 가장 바람직하게는, 예비성형품 후면은 스크래치 방지 코팅으로 스핀 코팅된 후 경화된다.

바람직한 방법에서, 후면 코팅 기계는 스크래치 방지 코팅을 로딩하고, 세척하고, 건조하고, 프라임 코팅(prime)하고, 스핀하고, 경화하고, 코팅하며 UV 경화하는 다중 스테이션을 포함한다. 이러한 형태의 코팅 프로세스를 수행하기 위한, 미국 캘리포니아 시미 소재의 칼메이션 인코포레이티드(Calmation, Inc.)로부터 입수 가능한 ASC 500과 같은 적절한 기계가 시판되고 있다.

코팅된 및 코팅되지 않은 예비성형품은, 선택적으로, 및 바람직하게는, 미마감 렌즈 제조에 진입하기 전에 예비 절단(109)된다. 예비성형품은, 형성될 마감 렌즈에 기초한 예비성형품을 위한 유효 직경을 생성하기 위해, 예비성형품 직경을 감소시키고 기하학적 중심을 재배치시킬 수 있는 임의의 형상으로 예비 절단된다. 용어 "유효 직경"은 렌즈에 요구되는 프레임 크기를 포함할 수 있는, 피팅점에 중심을 갖는 최소 원을 의미한다. 예비 절단은 궁극적으로는 최소 두께를 갖는 마감 렌즈의 형성을 허용한다. 이러한 것을 성취하도록 예비성형품이 절단되는 형상은 단안 원시 동공 거리, 프레임 눈 크기, 유효 직경, 및 프레임 형상에 좌우될 수 있다. 부가적으로, 예비 절단 단계에서, 배향 마크가 미마감 렌즈 제조 단계에서 사용을 위해 예비성형품에 제공되며, 상기 마크는 원래 예비성형품의 마크 또는 노치와 동일한 각도 방위에 있다.

상기 프로세스에 사용하기에 바람직한 예비 절단기는 그 전체가 본원에 참조로서 합체된, 발명의 명칭이 "예비 절단기 및 에저(Edger) 기계"(대리인 문서 번호 INT-81)인 미국 특허 출원 제 09/468,467호에 개시되어 있다. 도 3은 예비성형품의 예비 절단을 위한 상기 바람직한 예비 절단 장치(5)의 상면도이다. 예비 절단기(5)는 기계적 수단에 의해 예비성형품의 기하학적 중심을 위치 결정시키고, 예비성형품의 높이 및 에지에 근접한 후방 표면 상의 배향 마크를 검출하며, 소정 형상으로 기하학적 중심에 대해 동심 또는 편심으로 예비성형품을 절단하고, 예비성형품을 세척 및 건조하며, 예비성형품의 신규한 직경을 확인한다. 예비 절단기(5)는 기계적 아암, 또는 도 4에 도시한 바와 같이 두 개의 핑거(204)를 구비하는 피봇 아암(202) 및 파지기(203)를 갖는 로봇과 같은 운반 수단(10)을 구비한다. 바람직하게는, 파지기는 적어도 두 개의 측면을 가지며(도시 않음) 두 개 이상의 렌즈를 파지할 수 있다. 운반 수단(10)은 장착부(205)에 의해 피봇 아암(202)에 연결된다. 공기 실린더(206)와 같은 개방 수단이 예비성형품(1)에 둘레로 서로에 대해 수평 평면에서 핑거(204)를 변위시킴으로써 파지기를 개폐시키는데 사용된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 기계(5)는 반입 스테이션(15), 주사 스테이션(25), 거친 연마 스테이션(35), 미세 연마 스테이션(40), 확인 및 노치 형성 스테이션(45), 세척 및 건조 스테이션(50), 및 반출 스테이션(55)을 구비한다. 예비성형품은 수동으로, 또는 로봇 또는 운반 수단에 의해 반입 스테이션(15)에서 플랫폼 상에 배치된다. 센서는, 예비성형품이 반입 스테이션(15)에 배치되었음을 지시하는 이격되거나 국부적으로 배치된 중앙 프로세서(60)로 전송되는 신호를 발생시킨다. 렌즈가 반입 스테이션에 로딩되었다는 센서로부터의 지시를 프로세스(60)가 수신할 때, 예비성형품이 예비 절단될 준비가 되어 있음을 지시하는 신호가 발생된다.

운반 수단(10)은 도 5에 도시한 플랫폼 상에 예비성형품을 로딩시킨다. 예비성형품은 공기 등에 의해 수직으로 변위 가능한 실린더(730), 지지 부재(705) 및 정지형 지지 부재(710)에 의해 패드(715) 사이에 유지된다. 프로브가 절대 높이를 결정하기 위해 예비성형품의 전면을 주사하고 제 2 프로브가 표면 상에 배치된 배향 마크를 위치 결정시키도록 후면을 주사하는 스캐닝 스테이션(25)에 예비성형품이 배치될 때까지 턴테이블(30)이 예비성형품을 회전시킨다. 다음, 예비성형품은, 연마 휠이 특정 직경 또는 형상으로 예비성형품의 외주부를 연마하는데 사용되는 거친 연마 스테이션(35)으로 회전되며, 상기 특정 직경 또는 형상은 기계 내의 메모리 디바이스 또는 키보드를 통한 입력으로부터 선택될 수 있다. 연마가 완료된 후, 턴테이블(30)은 최종 연마를 위해 미세 연마 스테이션(40)으로 예비성형품을 회전시킨다. 적합하게는, 양 연마 휠은 연마에 의해 발생되는 부스러기를 구속하도록 연마되는 예비성형품을 따라 포위체와 같은 구속 수단에 격리되어 있으며, 연마 부스러기는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 물, 공기 등, 및 이들의 조합에 의한 제거 수단에 의해 제거될 수 있다.

턴테이블(30)은 배향 마크의 이전의 위치에서 외주부 내로의 노치의 절단 및 직경 확인을 위해 확인 및 노치 형성 스테이션(45)으로 예비성형품을 회전시킨다. 다음, 예비성형품은 스테이션(45)으로 다운로딩되고, 도 5에 도시한 바와 유사하지만, 보다 작은 한 쌍의 수직 변위 가능한 지지 부재로 예비성형품을 운반하는데 파지기가 사용되는 세척 및 건조 스테이션(50)으로 이동된다. 렌즈의 양 표면은 물, 이온제거수, 공기 등, 또는 이들의 조합체와 같은 적절한 세척 수단에 의해 분사되며, 예비성형품은 운반 수단(10)이 예비성형품을 반출 스테이션(50)으로 이동시킨 후 회전되어 건조된다. 다음, 예비성형품은 미마감 렌즈 제조 단계(102)로 운송된다.

미마감 렌즈 제조

특정 굴절률 처방의 미마감 렌즈를 제조하기 위해, 적절한 예비성형품이 제조되거나 적절한 예비성형품이 사용을 위해 저장고로부터 회수되며 하나 이상의 처방층이 예비성형품 상에 주조된다. 용어 "처방층"은 예비성형품에 적어도 제 2 굴절력을 부가하는 층을 의미한다. 제 2 굴절력은 형성될 마감 렌즈의 원거리, 거리, 중거리, 또는 실린더 파워, 또는 이들의 조합의 일부 또는 전체일 수 있다. 바람직하게는, 제 2 굴절력은 소정의 거리 굴절력의 일부이다. 보다 바람직하게는, 주조층은 누진면을 형성하며, 가장 바람직하게는 누진면이 예비성형품의 전면에 형성된다.

도 6을 참조하면, 예비성형품은 몰드 조립 단계(110)로 진입한다. 상기 프로세스 단계는, 제조 실행 시스템이 제조될 렌즈 처방을 수용하며 적절한 예비성형품 및 요구되는 몰드가 선택되는 것에 기초하는 주문에 따라 제조를 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 선택된 예비성형품 및 몰드는 렌즈 주조 기계로 운반된다. 예비성형품 및 몰드는 소정의 중심 두께를 제조하며 광학 에지 평형을 성취하기 위해 서로에 대해 변위되며 회전될 수 있다. 예비성형품 상에 처방층을 주조하기 위한 방법은, 그 전체가 본원에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제 5,147,585호, 제 5,178,800호, 제 5,219,497호, 제 5,316,702호, 제 5,358,672호, 제 5,480,600호, 제 5,512,371호, 제 5,531,940호, 제 5,702,819호, 제 5,793,465호, 제 5,859,685호, 제 5,861,934호, 및 제 5,907,386호와, 미국 특허 출원 제 09/178,471호, 제 09/270,390호, 및 제 09/315,477호에 개시되어 있다.

도 7에 보다 상세히 도시한 바와 같이, 단계(115 내지 117)에서, 예비성형품과 몰드가 결합되면(115), 몰드는 예비성형품에 대해 위치 결정되며(116), 예비성형품은 배향된다(117), 최종 위치는 수지 경화 중에 예비성형품과 몰드 사이의 소정의 이격량, 플러스 렌즈 두께를 최소화하기 위해 편심의 예비 절단 예비성형품의 주 기준점을 합치시키기 위한 몰드 주 기준점의 측방향 변위, 에지 두께 평형을 수용하기 위한 예비성형품에 대한 몰드의 경사, 비점수차 처방을 위한 실린더축을 위한 몰드에 대한 예비성형품의 회전, 및 좌안 및 우안 렌즈를 제조하기 위한 몰드 및 예비성형품의 회전을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 다수의 팩터에 의해 결정된다. 예비성형품에 대한 몰드의 각도 배향은, 층 주조가 특정 렌즈 착용자의 동공 수렴 또는 실린더 처방을 위해 제공되도록 조절될 수 있다. 또한, 예비성형품에 대한 몰드의 기하학적 배향은 특정 프레임 사이즈에 사용하기 위해 주문 제작된 미가공 렌즈를 제조하거나 프리즘을 부가하도록 조절될 수 있다.

몰드 및 예비성형품의 위치 결정은 짐벌 홀더, 파지기, 진공 파지기 등, 및 이들의 조합과 같은 임의의 편리한 위치 결정 수단을 사용하여 성취될 수 있다. 바람직하게는, 위치 결정은 흡착과 같은 위치 결정 수단을 사용하여 짐벌링 작용이 가능한 고정대에 몰드를 배치시킴으로써 성취된다. 요구되는 몰드 변이 및 경사는 서보 모터에 의해 성취된다.

중심 두께 증가 및 두께 감소(111)는 주조될 미가공 렌즈의 에지 두게 평형 및 중심 두께 조절을 위해 제공된다. 한 바람직일 실시예에서, 에지 두께 평형은 몰드에 예비성형품을 접촉시키고 몰드를 경사지게 함으로써 성취되므로, 예비성형품은 손상 없이 가능한 한 깊게 몰드 내로 장착된다. 몰드의 경사는 예비성형품의 오목면의 광학 중심 둘레에서 성취되는 것이 바람직하며, 예비성형품의 정렬 및 몰드 광학 중심은 손실된다. 본 발명의 발견은 상기 방법이 주조 누진 부가 렌즈에 대해 대략 균일한 에지 두께를 제조할 수 있다는 것이다. 부가적으로, 본 실시예에서, 중심 두께 제어는 수지가 분재되는 캐비티를 형성하기 위해 소정의 거리 만큼 몰드 표면으로부터 수직으로 이격되는 예비성형품의 차후 배출에 의해 성취된다. 당업자는 과잉의 거리가 외관적으로 허용 불가능한 레벨로 렌즈 두께를 증가시키며, 부족한 거리는 비균일 경화를 갖는 주조층을 발생시킨다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

소정의 몰드-예비성형품 배향이 성취되면, 수지, 즉 하나 이상의 단기능- 또는 다기능성 모노머, 개시제, 및 이들의 조합물이 몰드 조립체(112) 내로 분배되며, 상기 수지는 그 후 주조 처방층을 형성하도록 경화된다. 본 발명의 프로세스에 사용하기에 적합한 수지는, 그 전체가 본원에 참고문헌으로서 포함되는 미국 특허 제 5,470,892호에 개시된 바와 같은 수지를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 부가의 적합한 모노머는, 디에틸 글리콜 비스(알릴) 카보네이트, 비스페놀 A 디알릴 카보네이트 등과 같은 알릴 및 비스(알릴) 카보네이트와, 알릴릭산, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트, 헥산디올메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 및 메타크릴레이트와 같은 다기능 아크릴레이트와, 디비닐 벤젠, 4-비닐 아니졸과 같은 스티렌 및 스티렌 유도체와, 다양한 에스테르 또는 말릭산 및 이타코닉산, 메타크릴릭산 및 아크릴릭 앤하이드라이드 등, 및 이들의 조합물을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 모노머는 상업적으로 이용 가능하며, 또는 그 제조 방법이 공지되어 있다.

특히 유용한 모노머는 고굴절률을 갖는 렌즈를 형성하는데 유용한 모노머이다. 이러한 모노머의 예는 비스페놀 A 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에쏙시레이티드 비스페놀 A 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 테트라브로모 비스페놀 A의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스테르, 비스페놀 S의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 디글리시딜 테트라브로모 비스페놀 A의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에테르, 디글리시딜 테트라브로모 비스페놀 S의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 테트라하이드로퓨란의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 등을 포함한다. 모노머는 단독으로 또는 하기의 물질 중 하나 이상과 조합하여 사용될 수 있다: 에폭시 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 에톡시레이티드 페녹시 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 이소보르닐 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 디비닐 벤젠; 벤질 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트; N-비닐 카바졸 등. 바람직한 조성은 약 50 내지 80 중량 %의 비스페놀 A 디아크릴레이트, 약 5 내지 약 40 중량 %의 벤질 아크릴레이트, 약 2 내지 약 30 중량 %의 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트 및 약 0.5 내지 약 50 중량 %의 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트를 사용한다.

수지는 임의의 편리한 수단에 의해 몰드 조립체 내로 분배될 수 있다. 바람직하게는, 예비성형품은 몰드로부터 배출되며, 수지는 선택적으로 및 바람직하게는 수지가 약 40℃ 이상의 온도로, 보다 바람직하게는 경화 수지의 유리 천이 온도(Tg) 이상의 온도로 가열되는 용기로부터 몰드 캐비티 내로 분배된다. 분배는 바람직하게는 몰드 내로의 평활한 기포 없는 유동을 허용하기 위해 발생된다. 캐비티 내로 분배되는 수지의 체적은 예비성형품 상에 소정의 층을 형성하기에 효율적인 량일 수 있으며, 상기 량은 선택되는 수지, 형성될 표면의 파라미터, 및 수지가 주조될 표면의 크기 및 형상에 좌우될 수 있다. 통상적으로, 사용된 수지의 량은 약 2 내지 약 20g일 수 있다.

수지가 몰드 캐비티 내로 분배된 후, 예비성형품은 몰드 조립체를 형성하도록 몰드 및 수지와 재차 접촉하며, 주조 수지는 방사선 경화, 열 경화, 가시 광선 경화 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 적절한 수단에 의해 미가공 렌즈를 형성하도록 경화된다. 바람직하게는, 자외선 경화가 사용되며, 보다 바람직하게는 몰드 조립체가 저강도 자외선에 노출되고 다음 고강도 자외선에 노출되는 2단 UV 경화가 사용된다. 바람직한 2단 UV 경화법은, 그 전체가 본원에 참조로서 합체된, 발명의 명칭이 "안과용 렌즈의 제조를 위한 방법 및 조성"(대리인 문서 번호 INT-77)인 미국 특허 출원 제 09/468,973호에 개시되어 있다.

본 발명에 있어서, 저강도 UV광은 약 0.5 내지 약 50, 바람직하게는 약 1 내지 약 5mW/cm²의 강도를 갖는 UV광이다. 고강도 UV광은 약 50 내지 약 2000, 바람직하게는 약 500 내지 약 1500mW/cm²의 강도를 갖는다. 노출이 수행되는 파장은 바람직하게는 동일할 수 있다. 적절한 파장은 약 300 내지 약 450, 바람직하게는 약 360 내지 400nm이다. 저강도 노출을 위한 시간은 예비성형품 상에 주조되기 위해 선택된 레진, 사용된 개시제의 유형 및 량, 수지 점도, 반응 그룹의 성질, 주조될 수지층의 두께, 및 UV광의 강도에 좌우될 수 있다. 일반적으로, 총 저강도 노출 시간은 약 5초 내지 약 300초, 바람직하게는 약 60초 내지 약 120초일 수 있다.

저강도 노출은 바람직하게는 한 단계에서 수행된다. 그러나, 몇몇 렌즈 조립체는 각각의 저강도 노출 사이에 약 5 내지 약 60초 동안 UV광에 대한 비노출 주기, 또는 UV광의 차단을 사용하는 두 개 이상의 단계에서 수행되도록 요구될 수 있다. 바람직하게는, 약 30초 내지 약 60초의 노출 주기는 약 5 내지 약 60초의 비노출 주기와 교번적으로 수행된다. 저강도 노출의 종료 후에, 몰드 조립체는 수지의 완전 경화를 완료하는데 적절한 조건 하에서 고강도 UV 광에 노출된다. 저강도 노출 시간을 결정하는 것과 동일한 팩터(factor; 인자)가 고강도 노출 시간을 결정한다. 일반적으로, 노출 시간은 약 3초 내지 약 60초, 바람직하게는 약 5초 내지 약 15초일 수 있다. 고강도 노출은 단일의 연속적인 노출로서 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 고강도 노출은 또한 교번적인 UV 노출 및 비노출 주기를 사용하여 수행될 수 있다. 저강도 및 고강도에 모두에 있어서, 약 150초 이하, 바람직하게는 약 130초 이하의 총 UV 노출이 사용된다.

저강도 및 고강도 중합 단계는 약 10 내지 약 50℃의 온도 및 대기압, 바람직하게는 분위기 압력에서 수행될 수 있다. 보다 바람직하게는 중합 프로세스는 약 40℃ 이상, 보다 바람직하게는 경화 수지의 Tg 이상의 온도에서 수행된다. 가열은 오븐, 열 순환기 또는 이들의 조합체의 사용을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 편리한 수단에 의해 성취될 수 있다. 적절한 온도에서의 중합은 또한 강제 공기의 사용에 의해 적절한 온도에서 경화 챔버를 유지하는 단계를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 편리한 수단에 의해 성취될 수 있다. 바람직일 실시예에서, 고강도 UV 경화는 약 80 내지 약 100% 질소 또는 약 0.35 내지 약 100%의 이산화탄소의 분위기 하에서 수행된다.

저강도 및 고강도 UV 노출은 몰드 조립체를 통한 광의 균일한 분포를 허용하는 임의의 방식으로 수행될 수 있다. 몰드 조립체에 사용되는 몰드 반부(mold half)는 유리 또는 플라스틱을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아닌 UV광 투과성의 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.

저강도 UV광의 광원은 수은 및 크세논 아크 램프, 형광 전구 등, 및 이들의 조합체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 고강도 UV광원은 수은, 크세논, 및 수은-크세논 아크 램프, FUSION^TM 마이크로파 점화 램프 등, 및 이들의 조합체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 사용되는 UV광에 적합한 광원은 상업적으로 이용 가능하다.

예비성형품 상에 주조되는 층 또는 층들은 원거리, 근거리, 중거리, 및 실린더 파워, 및 이들의 조합을 비제한적으로 포함하는 임의의 다양한 처방 굴절력을 제공할 수 있다. 부가적으로, 예비성형품은, 층 또는 층들이 상기 처방 굴절력 중 하나 이상을 제공하도록 제조될 수 있다. 그러나, 주조층에 인접한 예비성형품 층의 이러한 사용은, 주조층이 예비성형품과 주조층 재료가 상이한 굴절률을 갖도록 요구될 수 있다. 또한, 처방 굴절력을 제공하기 위한 인접한 예비성형품 표면의 사용은 이러한 사용이 표면 가시성을 제공할 수 있다는 사실에 의해 제한될 수 있다. 이러한 가시성은 표면의 굴절률과 주조층의 굴절률 사이의 중간인 굴절률의 재료로 예비성형품면을 코팅함으로써 편의될 수 있다. 이 경우, 코팅 굴절률은 예비성형품과 주조층 재료의 굴절률의 기하학적 평균인 것이 바람직하다. 다양한 굴절률의 주조층을 예비성형품에 제공하는 방법은 그 전체가 본원에 참조로서 합체된 미국 특허 제 5,847,803호, 제 5,861,934호, 및 제 5,907,386호에 개시되어 있다.

경화 후에, 미마감 렌즈는 임의의 편리한 몰드 분리 수단에 의해 몰드 분리된다. 바람직하게는, 몰드 분리는 미마감 렌즈를 몰드로부터 분리하도록 냉각 블래더(bladder)를 사용하는 등에 의해 몰드 조립체를 냉각함으로써 성취된다.

단계(110 내지 114)를 수행하기 위한 적절한 기계는, 그 전체가 본원에 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "자동화 안과용 렌즈 제조를 위한 장치"(대리인 문서 번호 INT 87)인 미국 특허 출원에 개시된 렌즈 코팅 장치이다. 도 12를 참조하면, 완성 몰드 조립체(900)가 형성되는 인덱싱 다이얼(800)이 제공되며, 수지가 몰드 조립체 내에 분배되어 있으며, 완성 조립체가 경화를 위한 수단을 통해 이송되는 기계의 실시예가 도시되어 있다. 몰드 조립체를 인덱싱하기 위한 인덱싱 다이얼(800) 수단의 대안으로서는 회전형 인덱싱 다이얼, 선형 인덱싱 테이블, 및 이들의 조립체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

바람직하게는, 경화 수단(810)(상세하게 도시하지 않음)은 UV광이 공급되는 경화 챔버이다. 경화부의 완료 후에, 화살표 B로 도시한 인덱싱 다이얼(800)의 계속되는 인덱싱은 이제는 경화된 수지를 갖는 완성 몰드 조립체(901)가, 조립체의 잔여부로부터 짐벌 고정대(1000)를 분리하는 로봇 아암(910) 하부에 배치될 수 있게 한다. 몰드 및 부착된 렌즈는 상기 부분들을 냉각기 및 점진적인 냉각 터널(921)을 통해 이송하는 컨베이어(920) 상에 배치될 수 있다. 대안적으로, 냉각기 및 터널은 인덱싱 다이얼의 부분일 수 있다. 냉각 터널을 통과한 후, 조 장치(922)가 이제는 냉각된 몰드 및 렌즈를 이송 컨베이어(923)로 이동시킨다. 렌즈는 부가의 가공을 위해 몰드로부터 제거되며, 몰드는 장치를 통해 재순환된다.

몰드(2000)는 이송 컨베이어 또는 인덱싱 다이얼로부터 제거되며(도시하지 않은 수단에 의해) 프로세스를 반복하기 위해 스테이징 벨트(2001) 상에 배치된다. 스테이징 벨트(2001)가 화살표 A에 의해 도시한 방향으로 이동함에 따라, 한 몰드, 바람직하게는 유리 몰드(2000)는, 상기 몰드(2000)를 상승시키며 포토 턴테이블(2004) 상에 배치하는 흡착 장치(2013) 하부에 배치되며, 여기서 원하는 렌즈의 처방에 따라 광학적으로 주사되거나 적절한 배향으로 회전된다. 본원에서는 흡착 장치를 설명하였지만, 다른 장치에서는, 당 기술 분야에 공지된 다른 수단이 유리 몰드의 이동 및 배치를 위해 사용될 수 있다. 다음, 몰드(2000)는, 인덱싱 다이얼(800)로 이송되고, 몰드 조립체의 다른 부분으로부터 분리되는 위치로부터 이동된 비어 있는 짐벌 고정대(1001) 내에 배치된다. 스테이징 벨트(2001) 및 다이얼(800)은 연속적으로 이동되기 보다는 인덱싱되므로, 장치의 다양한 부분들은 각각의 인덱싱 단계에서 하나 이상의 작업의 가능성을 허용하도록 동시에 정렬된다.

스테이징 벨트(2001)에 부가하여, 제 2 스테이징 벨트(3001)가 존재할 수 있고, 그 위에서 예비성형품(3000)가 방향 C로 운반되고, 흡입 장치(3003)아래에서 인덱스된다. 예비성형품은 흡입 장치에 의해 예비성형품 턴테이블(3004)에 운반되고, 이 턴테이블은 스트로브 및 카메라(3005)를 사용하며, 몰드에 대하여 적절한 위치에 위치시키도록 예비성형품을 배향하고, 이와 함께 예비성형품은 완전한 몰드 조립체(900)에 일치되게 된다. 대안적으로, 인덱싱 다이얼이 다이얼상으로의 예비성형품의 배치와 다이얼상의 예비성형품의 배향을 허용하도록 구성될 수 있다. 설명된 본 실시예에서, 예비성형품 파지기(930)가 턴테이블(3004)상의 예비성형품(3000)와 연계하여 배치되고, 이를 견고히 파지한다. 비록, 3-핑거 및 다이어프램 같은 다른 파지기들이 사용될 수도 있지만, 흡입 파지기가 사용되는 것이 적합하다.

로보틱 아암(단지 그 일부만이 도시됨)은 짐벌 고정대(1001)위의 위치로 흡입 부착된 예비성형품을 가진 파지기를 이동시킨다. 도 12에 예시되지 않은 수단을 사용하여, 예비성형품(300)가 부착된 예비성형품 파지기(930)가 서보 모터에 의해 짐벌 조립체(1001)내로, 예비성형품의 가장 멀리 연장된 부분이 신호가 생성되는 지점에서 몰드에 닿을 때까지 하강된다. 짐벌 링은 적절히 배치되고, 파지기와 예비성형품이 짐벌 고정대의 외측으로 상승되며, 양호한 양의 수지가 소정의 적절한 수단에 의해 몰드 내로 전달된다. 예시된 바와 같이, 수축식 출구(820)는 수지를 저장소(821)로부터 몰드 내로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 그후, 예비성형품과 파지기는 짐벌 고정대(1001)내로 하강되고, 예비성형품(300)가 선택된 미크론 수, 바람직하게는 약 20 내지 약 200, 바람직하게는 약 50 내지 약 100미크론만큼 몰드(2000)로부터 이격된다. 짐벌 고정대(1001)는 그후, 예비성형품 파지기(930)상에 로킹되어 완전한 몰드 조립체(900)를 형성하고, 이는 상술한 바와 같이 처리된다.

몰드는 링 또는 홀더를 갖지 않는 몰드일 수 있으며, 몰드는 수평방향으로 링 내에 고정되고, 몰드는 사전결정된 경사로 링 내에 고정되거나, 몰드는 기계적으로 링 내에 장착된다. 양호일 실시예에서, 몰드는 링 또는 홀더 내에 수평방향으로 기계적으로 장착된다.

도 13은 유리 몰드(2000)를 예시하며, 이는 홀더(2002)와 오목 유리(2003)를 포함하고, 그 내부에서 수지 몰딩이 수행된다. 오목 몰드(2003)는 리지(ridge; 미도시)를 사용하여 홀더(2002)내에 유지된다. 몰드는 그것이 빈 짐벌 고정대(1001)에 배치 및 지지될 수 있게 하는 견부(미도시)를 가진다. 개구(미도시)가 몰드 내에 채용되어 몰드가 예비성형품에 적용되는 수지를 성형하는 것을 규정에 따라 포토 턴테이블(2004)에서 적절히 몰드(2000)를 배향시킨다. 몰드는 포토 턴테이블(2004)위의 위치로 연속적으로 이동되고, 몰드의 적절한 정렬을 허용하도록 몰드 개구와 연계하여 동작하는 감지 수단에 의해 적절한 신호가 제공된다. 정렬은 몰드의 회전에 의해 달성된다. 정렬된 몰드(2000)는 그후 도 13의 위치(2020a)로 위로 이동하는 3-아암 파지기(2020)에 의해 들어올려지고, 빈 짐벌 조립체(1001)와 정렬되게 된다. 다이아프램 및 진공 그랩퍼들 같은 다른 파지기 유형들이 대안적으로 사용될 수 있다.

예비성형품 및 완전한 몰드 조립체 내로의 최종 삽입을 위해 이를 운송 및 배향하기 위해 사용되는 장치는 바람직하게는 예비성형품 에지를 노칭(notching)하거나, 에지 상에 범프를 배치하거나, 에지 상에 마크를 긋거나 또는 잉크로 칠하여 배향된다. 예비성형품(3000)는 스테이징 벨트(3001)로부터 들어올려지고, 도 14에 도시된 바와 같은 수축식 흡입 장치(3011) 같은 소정의 적절한 수단에 의해 상승되며, 도 15에 도시된 위치 3012a로부터 위치 3012b로 이동된다. 그후, 예비성형품은 예비성형품 턴테이블(3004)에 하강되고, 수축식 장치(3012)는 예비성형품(3000)로부터 분리된다.

스트로브 및 카메라 같은 기계적 프로브가 전향 이동되고, 이 스트로브는 노치 또는 마크에 기초하여 프리즘을 통해 적절한 배향이 얻어질 때까지 예비성형품(3000)의 회전을 제어하도록 동작한다. 예비성형품을 손상 없이 적소에 로킹하고, 완성 몰드 조립체(900)의 조립을 완료시키기 위한 수단을 제공하기 위해서, 사용될 수 있는 예비성형품 파지기는 진공 파지기인 것이 적합하다. 예비성형품 파지기 실시예는 도 16 및 16a에 도시되어 있으며, 예비성형품 파지기 내부 챔버(935)를 가진다. 챔퍼형 스크류(937)가 널드(knurled) 너트(941)상에 작용하는 스프링 부재(940)의 작용에 의해 챔버(935)의 밀봉부(938)에서 적소에 유지된다. 예비성형품 파지기(930)의 저면에 배치된 O-링(975)은 예비성형품 턴테이블(3004)에 유지된 예비성형품(3000)에 대하여 배치될 수 있다.

로보틱 아암 같은 예비성형품 파지기를 수평 방향 및 수직방향으로 이동시키기 위한 수단은 예비성형품 파지기의 상부 섹션(960)상에 형성된 견부(983)와 접촉하고, 이 부재는 상향으로 이동된다. 예비성형품 파지기(930)는 그후 적절히 배향된 예비성형품 위에 배치되고, 파지기는 그후 O-링(975)이 이 예비성형품과 접촉할때까지 하향 이동된다. 로보틱 아암 내의 로드는 널드 너트(941)를 스프링(940)에 대하여 누르고, 따라서, 챔퍼형 스크류(937)가 챔퍼(938)로부터 멀어지는 방향으로 이동하며, 진공이 인출되고, 예비성형품(3000)를 O-링(975)에 대하여 당긴다. 로드는 철회되고, 스프링이 챔퍼형 스크류(937)의 이동을 통해 개구를 폐쇄하는 널드 너트(941)에 대하여 이동할 수 있게 한다. 진공이 챔버(935)내에 유지되어 O-링에 대하여 예비성형품을 유지한다. 그후, 전체 조립체가 수축기 레그(미도시)이 견부(983)에 대하여 유지된 상태로 상향 이동되어 예비 성형품 파지기(930)가 예비성형품이 부착된 상태로 상향으로 이동하게 한다. 로보틱 아암은 그 경로 외측으로 이동되고, 3-조오(jaw) 장치 같은 그립핑 장치가 예비성형품(3000)가 부착되어 있는 예비성형품 파지기(930)를 파지한다. 이 조립체는 그후, 예비성형품 턴테이블 위의 위치로부터 짐벌 고정대(1001) 위의 위치로 이동된다.

빈 짐벌 고정대의 분해도가 도 17에 예시되어 있으며, 그 위에 3개의 동일한 받침대들(1011)이 장착되는 플랫폼(1010)을 포함하고, 동일한 레그(1012)가 핀(1013)에 의해 각 받침대에 선회가능하게 유지되어 레그(1012)가 실질적으로 직립하는 위치로의 레그의 이동, 또는, 렌즈의 상부 부분이 빈 짐벌 고정대의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 위치로의 레그의 이동을 허용한다. 각 레그의 상부는 고무 그로멧(grommet; 미도시)이나 적소에 다른 금속성 부품을 유지하기에 충분한 마찰력을 가지는 유사 장치에 의해 덮혀질 수 있거나, 바람직하게는 덮혀진다. 레그 각부분은 판(1010)을 통해 보호된 챔버(1021)내로 이동되며, 이 부분은 스프링(1022)에 의해 견고히 장착된 포스트(1020)에 부착된다. 확장된 부재(미도시)는 판(1010)과 함께 챔버(1021)를 형성하는 판(1027)내에 형성된 슬롯(1026)내에서 이동한다. 이들 확장된 부재(1025)는 상부로부터 스크류 결합된다.

판(1027)은 세 개의 개구(1030)를 구비한다. 회전가능 부재는 완전한 몰드 조립체가 형성되는 지점 아래에서 인덱싱 다이얼(800)상에 장착된다. 예비성형품이 짐벌 고정대 내에 배치되는 지점에서, 이 회전 부재는 부재(1025)를 슬롯(1026)을 따라 스프링(1020)의 작용력에 대하여 가력하는 방향으로 이동시켜, 레그(1012)가 예비성형품 파지기(930)를 위한 자유 간극을 제공하면서, 외향 선회되게 한다.

2차원 받침대(1035)가 판(1010)에 부착되고, 축(1031 및 132)이 받침대(1033)를 통과하며, 짐벌 고정대(1000)상에 형성된 짐벌의 외부 링(1034)에 견고히 부착된다. 각 받침대(1033)는 본 기술 분야에 널리 공지된, 적절한 지점에서 짐벌 외부링의 회전을 억제하고, 이것이 적소에 유지되게 하는 제동 메카니즘을 포함한다. 내부 짐벌(1035)은 외부 링(1034)을 통과하고, 내부 링(1035)을 통과하는 축(1036)상에서 선회한다. 스피링 부재(1037)는 적절한 지점에서 내부 링의 회전 운동을 억제하도록 내부 링 상에 제공된다.

적소에 몰드를 가지는 짐벌 고정대는 예비성형품 파지기(930)가 직접적으로 그 위에 존재하는 위치를 향해 인덱스되고, 이것이 중력에 의해 떨어지도록 조오 장치가 이를 놓거나, 서보 모터(미도시)에 의해 예비성형품의 정점이 유리 몰드에 닿는 위치로 구동된다. 조오 장치는 로드 셀, 평형추, 구동 모터의 피드백 전류 또는 접촉점에서 몰드에 적용되는 힘을 측정하는 광학적 변형체(미도시) 같은 측정 수단을 구비할 수 있다. 전기적 피드백 메카니즘(미도시)은 측정 수단이 임계값에 도달할 때 조오 장치를 들어올린다. 이 값은 75 미크론 간극이 모든 예비성형품에 대해 예비성형품과 몰드 사이에 남겨지도록 하며, 이는 힘으로 인한 예비성형품의 변형이 약 0보다 작도록 설정된다. 이는 파지기가 다시 하강될 때, 양호한 간격이 예비성형품(300)와 몰드(2000) 사이에 남겨지도록 서보 메카니즘(미도시)을 작동시킨다.

부가적으로, 예비성형품과 몰드의 접촉은 짐벌링의 회전을 유발하여 몰드의 적절한 배향을 제공한다. 예비성형품이 부착된 예비성형품 파지기는 상승되고, 수지가 수축식 출구(820)로부터 몰드 내로 유동할 수 있게 한다. 다시 파지기는 원하는 간격이 예비성형품과 몰드 사이에 남겨지는 지점으로 하강된다. 회전식 부재는 이제 회전하여 레그(1012)가 내향으로 이동하게 하고, 예비성형품 파지기(930)에 대하여 견고히 배치된 위치를 취하게 하며, 예비성형품과 몰드 사이의 공간을 유지한다.

이 지점에서, 몰드 조립체(900)가 완성되고, 경화 챔버(810)내로 인덱스되며, 경화챔버내에서 이는 UV 방사선에 의해 작동되어 수지를 경화시킨다. 소정의 편리한 수단에 의해 챔버에 열이 적용되거나, 챔버로부터 빼앗아질 수 있다. 챔버는 수납되어(미도시) 양호한 온도 범위내에서 자동온도조절되는 것을 가능하게 하는 것이 적합하다. 예로서, 전체 챔버가 둘 이상의 자동온도조절 영역으로 분할될 수 있고, 그 각각은 별개로 제어되어 공기의 도입을 허용한다. 인덱싱은 로보틱 아암(910) 같은 수단이 예비성형품 파지기/예비성형품 조립체 및 몰드를 인덱싱 다이얼(800)로부터 들어올리도록 제공되는 위치(901)에 완성된 몰드 조립체가 도달할때까지 지속된다. 경화된 수지는 몰드에 부착하고, 이 몰드는 다른 부분들과 함께 제거된다. 로보틱 아암은 챔버(936)내의 진공이 방출되어 예비성형품 파지기(930)와 예비성형품(3000)의 분리를 허용하는 컨베이어 벨트(920) 위로 조립체를 이동시킨다. 파지기 장치는 예비성형품 턴테이블(3004) 위로 다른 예비성형품을 파지하도록 사용되는 위치로 보유 및 복귀된다.

결합된 예비성형품 및 몰드는 적합하게는 약 -14℃의 온도로 칠링(chilling; 냉각)함으로써 분리를 위해 컨베이어(920)상에 유지되며, 칠링된 공기는 블래더에 의해 조합된 부재에 대하여 안내되고, 칠링된 공기를 입구와 출구 덕트를 가지는 챔버를 통해 순환시킨다. 차가운 용액내에 침지하는 것이나 차가운 공기를 송풍하는 것 같은 칠링의 다른 수단도 사용될 수 있다. 몰드와 렌즈는 서로 분리되고, 컨베이어의 단부에서, 파지기에 의해 들어올려지며, 배출 컨베이어로 이동된다. 칠링된 예비 성형품은 흡입 부재에 의한 것처럼 몰드로부터 제거되며, 몰드는 스테이징 벨트로 복귀된다. 렌즈는 부가 처리를 이해 보내진다. 대안적으로 칠링 및 몰드 분리는 적절히 구성된 인덱싱 테이블상에서 수행되고, 컨베이어(920)의 필요성을 소거할 수 있다.

예비성형품로부터 분리된 몰드 또는 몰드들은 프로세스 내에서 재사용하기 위한 소정의 편리한 수단에 의해 세정되는 것이 적합하다. 보다 명확하게는, 몰드는 본 명세서에서 그 전체를 참조하고 있은 미국 출원 번호 제 09/328,629호에 기술된 바와 같이 증기 세정된다.

도 8을 참조하면, 렌즈가 마감 단계로 진행하기 이전에, 미마감 렌즈는 트리밍(118), 포스트-베이킹(119) 및 코팅(120)을 포함하는 다수의 단계들 중 소정의 것을 받게 되는 것이 적합하다. 미마감 렌즈는 과도한 수지가 트리밍(118)될 수 있다. 이런 트리밍을 수행하기 위한 공지된 장치가 사용될 수 있다. 도 9의 자동 트리머가 사용되는 것이 적합하며, 이는 본 명세서에서 그 전체를 참조하고 있는 발명의 명칭이 "자동 트리머 기계(대리인 문서 번호 제 INT-82)"인 미국 출원 번호 제 09/468,974의 주제이다.

도 9는 미마감 렌즈의 기하학적 중심을 위치시키고, 렌즈의 외주로부터 플래시 수지를 트리밍하여 선택된 직경이 되게하며, 이 렌즈를 세정 및 건조하고, 렌즈의 직경을 검사하는 자동화된 트리밍 기계(50)의 상면도이다. 자동 트리밍 기계(50)는 기계적 아암 또는 피봇 아암(12)을 가지는 로봇 같은 전달 수단(11)을 포함한다. 전달 수단(11)은 도 10에 도시된 바와 같이 듀오-사이드형(duo-sided)인 것이 적합하거나, 다중-사이드형인 것이 보다 적합하다. 도 10에 도시된 바와 같이, 두 렌즈들을 파지할 수 있는 두 파지기들(300a, 300b)이 존재한다. 파지기들은 장착부(315)에 의해 피봇 아암(12)에 연결되며, z 축을 따라 변위될 수 있다. 각 파지기(300a, 300b)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 각각 모터들(310a, 310b)에 의해 수평 평면내에서 서로에 대해 변위될 수 있는 두 핑거들(305)을 가진다. 전달 수단(11)은 미마감 렌즈를 장전 및 장전 해제하도록 사용되며, 공급 스테이션(13), 이미징 스테이션(16), 연마 스테이션(18), 세정 및 건조 스테이션(17) 및 배출 스테이션(14)을 포함하는 동작 스테이션들 사이에서 광학장치를 운반 또는 이동시키기 위해 사용된다.

미마감 렌즈가 수동으로 또는 바람직하게는 로보틱 수단에 의해 공급 스테이션(13)에 있은 플랫폼 상에 배치된다. 플랫폼 내의 센서들(미도시)은 원격 또는 로컬 중앙 프로세서(20)에 렌즈가 공급 스테이션(13)에 배치된 것을 알리는 신호를 생성한다. 프로세서(20)의 메모리내에 저장된 복수의 사전규정된 레시피(recipe)들로부터 하나의 레시피가 선택된다. 신호는 렌즈가 처리될 준비가 되었다는 것을 나타내는 신호가 레시피의 선택에 응답하여 프로세서(20)에 의해 생성된다. 전달 수단(11)은 공급 스테이션(13)의 플랫폼으로부터 렌즈를 집어 올리고, 광학장치를 광원(505)과 전하 결합 장치(500) 사이의 이미징 스테이션(16)에 이동시키며, 이는 도 11에 도시된 바와같이 그 중심을 결정하기 위해 렌즈의 이미지를 취한다.

양호일 실시예에서, 렌즈의 중심은 렌즈 광택의 에지를 제조하기 위해 종래의 다크 필드광(dark field light)을 사용하여 결정된다. 보다 명확하게, 주조 이후에, 렌즈의 외부 에지는 잉여 또는 플래시(flash) 수지로 인해 형상이 불규칙적이다. 그러나, 렌즈가 광으로 조명되었을 때, 실질적인 라운드형 내부 에지는 가시적이다. 실질적인 라운드형 내부 에지는 렌즈의 중심을 결정하기 위한 기준으로서 사용된다. 대안적으로, 기계적 프로브가 공지된 기술을 사용하여 중심을 결정하기 위해 렌즈의 주변 두레에 위치될 수 있다. 렌즈의 중심이 위치되고나면, 중앙 프로세서(20)는 그것이 플랫폼과 동심관계가 되도록 광학장치를 이동시키는데 필요한 거리를 연산한다.

다음에, 전달 수단(11)이 렌즈를 이미징 스테이션(16)으로부터 연마 스테이션(18)으로 도 10에 도시된 바와 같이 이동시킨다. 연마 스테이션(18)에서, 세정 대상 렌즈가 패드들(405) 사이에 위치되고, 한쌍의 수직 변위 지지부재(400a, 400b)에 의해 적소에 유지된다. 보다 명확하게, 플랫폼 상에 렌즈가 로딩되는 동안, 하부 지지 부재(400b)는 파지기(200a)에 의해 유지되면서, 공기 실린더(415)를 경유하여 경로 밖으로 하강되며, 상부 지지 부재(400a)와 접촉하도록 위치된다. 광학장치가 상부 지지부재(400a)와 동심으로 위치된 이후에, 하부 지지부재(400b)가 공기 실린더(415)에 의해 이것이 광학장치(1)와 파지기(300a)에 대하여 동시에 밀게 되어 핑거들이 반경방향 외향으로 확장되고 렌즈를 놓게할 때까지 상승되며, 렌즈는 상부 및 하부 지지부재(400a, 400b)에 의해 견고히 유지된다. 스프링(410)은 하부 지지부재(400b)가 렌즈와 접촉하는 것을 유지한다.

연마 스테이션(18)에서, 잉여 수지가 연마 휠을 사용하여 렌즈의 외주로부터 트리밍된다. 연마 휠은 수평 및 수직방향 모터를 사용하여 광학장치의 외주에 근접하게 이동되는 것이 적합하며, 일단 위치되고 나서, 휠이 모터에 의해 구동된다. 연마 휠, 플랫폼(400a, 400b) 및 렌즈(70)는 잔해 오염 수납체(미도시)내에 수납되는 것이 적합하다. 렌즈의 외주로부터 잉여 수지가 제거되는 동안, 수납체의 외주를 따라 배치된 노즐의 어레이가 예로서, 이온 제거수, 공기 등 또는 그 조합을 수납체의 내벽에 대하여 분무한다. 연마된 입자들 또는 잔해들은 분무된 물에 들러붙고, 잔해 오염 수납체의 외측의 수납체의 바닥의 일련의 채널들로 흘러나간다.

렌즈의 외주로부터 잉여 수지가 트리밍된 이후에, 전달 수단(11)은 연마 스테이션(18)의 수직지지 부재(400a, 400b) 사이로부터 광학장치를 장전해제하고, 이 광학장치를 세정 및 건조 스테이션(17)으로 이동시킨다. 연마 스테이션(18)의 수직 지지부재(400a, 400b) 사이로부터 광학장치를 제거하기 위해서, 파지기(300a)의 핑거가 렌즈의 외주 둘레에 배치되고, 그후, 하부 지지부재(400b)가 하강되어 렌즈가 해제된다.

세정 및 건조 스테이션(17)에서, 렌즈는 연마 스테이션(18)에 제공된 것과 유사한 구조의 플랫폼에 의해 유지된다. 세정 및 건조 스테이션(17)에서 렌즈가 플랫폼상에 위치되고나면, 광학장치의 양 표면들이 이온 제거수 같은 세정 유체로 분무된다. 수직 지지부재(400a, 400b)는 서보모터에 의해 구동되는 중앙축에 연결된 샤프트상에 편심적으로 장착된다. 광학장치의 회전에 의해 발생된 원심력은 세정 유체들이 렌즈의 표면을 미끄러져 내리고, 물과 공기 오염 수납체의 측면을 때리며, 흐르는 세정수를 받아들이기 위한 채널 내로 떨어지게 한다.

전달 수단(11)은 렌즈를 세정 및 건조 스테이션(17)으로부터 배출 스테이션(14)으로 이동시킨다. 렌즈를 배출 스테이션(14)으로 이동시키는 동안, 파지기는 동시에 렌즈의 직경을 검사하며, 검출된 정보를 프로세서(20)에 전송하여, 이것이 선택된 레시피에 부합되는지를 점검한다. 렌즈가 배출 스테이션(14)에서 플랫폼상에 배치된 이후에, 전달 수단(11)은 경로 밖으로 이동되며, 기계는 정보를 프로세서(20)에 전송하여, 광학장치의 처리가 완료되었음을 신호한다. 렌즈가 배출 스테이션(14)에서 플랫폼으로부터 들어올려졌을 때, 신호가 리셋된다.

트리밍에 부가하여, 또는, 그에 대한 대안으로, 미마감 렌즈는 후 경화 단계(119)를 받게 되며, 여기서, 각 렌즈는 경화 유도 응력을 경감시키도록 가열되게 된다. 렌즈는 트리밍 및 후경화되는 것이 적합하다. 후경화 가열은 열간, 적외선, 또는 마이크로파 에너지나 그 조합들을 비제한적으로 포함하는 소정의 편리한 방법에 의해 수행될 수 있다. 렌즈는 약 1 내지 약 30, 바람직하게는 약 5 내지 약 15분 동안, 약 50 내지 약 125, 바람직하게는 약 80 내지 약 110℃의 온도에서 열적 에너지를 사용하여 가열되는 것이 적합하다.

선택적으로, 그리고, 바람직하게, 미마감 렌즈의 후경화에 이어 예비 성형품상에 주조된 층 또는 층들의 코팅(120)을 받게 된다. 비반사 코팅, 스크래치 방지 코팅, 광색성 코팅, 편광 코팅 등을 비제한적으로 포함하는 소정의 다양한 코팅들이 사용될 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자는 코팅 스테이지가 코팅된 예비 성형품이 방사선 경화, 열간 경화, 가시광 경화 등 및 그 조합을 비제한적으로 포함하는 소정의 다양한 수단에 의해 경화되는 것을 필요로할 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다.

양호일 실시예에서, 스크래치 방지 코팅이 미마감 렌즈의 전면에 ASC 500 같은 코팅기를 사용하여 적용된다. 이런 프로세스에서, 적용된 코팅은 코팅 택이 없어지게 하기에 적합한 조건들하에서 동작하는 적외선 가열기에 의해 제공되는 열적 경화를 경유하여 경화된다. 일반적으로, 경화는 약 900 내지 약 1100℉의 온도에서 이루어진다.

미마감 렌즈는 그후 코스메틱 검사, 출력 검사 또는 양자 모두를 받게 되는 것이 적합하다. 검사를 위해서, 미마감 렌즈가 운반 수단에 의해 자동 검사 스테이션으로 전달된다. 상업적으로 가용한 Pro-Laser LENSPECTOR^TM 시스템 같은 소정의 적절한 검사 수단이 렌즈를 검사하기 위해 사용될 수 있다.

검사를 통과한 렌즈는 그후 경질 경화, 또는 스크래치 방지 코팅을 완성하기에 적합한 상태들하에서 열적 경화를 받는다. 일반적으로, 적합한 조건들은 약 115 내지 약 125℃의 경화 온도와, 약 2½ 내지 약 3½ 시간의 노출 시간이다. 열간 경화에 이어, 미마감 렌즈는 렌즈 마감을 도입할 준비가 된다.

렌즈 마감

렌즈 마감(103)에서, 미마감 렌즈는 광학적 검사, 마킹, 에징 및 패키징 중 하나 이상을 받게 된다. 열간 경화 완료에 이어서, 렌즈는 운반 수단을 경유하여 광학 검사 및 마킹 스테이션으로 운반되는 것이 적합하다. 렌즈의 두께 및 스피어 굴절력, 부가 굴절력, 실린더 파워, 실린더 축, 프리즘 및 베이스 파워 중 하나 이상이 측정되어 이들이 원하는 공차내에 존재하는지가 검증된다. 하나 이상의 피팅 지점, 원거리 및 근거리 출력 판독 영역들과 0 내지 180도 선이 마크될 수 있다. 자동화된 출력 및 마킹 장비가 벨기에의 버비어스의 오토메이션 로보틱스를 포함하는 다수의 소스들 중 소정의 것으로부터 상업적으로 입수할 수 있다.

그후, 마크된 렌즈는 비반사 코팅, 채색 등을 비제한적으로 포함하는 부가적인 코팅을 받게될 수 있다. 마크된 렌즈는 그들이 코팅을 받던지 받지 않던지 에징 스테이션으로 운반되어 렌즈가 장착되게되는 프레임의 형상으로 에징가공되게 된다. 에징가공은 자동화된 에징기 같은 소정의 종래의 에징가공 수단에 의해 수행된다. 적절한 자동화된 에징기들은 상업적으로 입수할 수 있다. 에징가공은 바람직한 소정 경사의 배치를 포함한다.

에징가공된 렌즈들은 그후 패키징을 위해 운반된다. 일차 및 이차 패키지 양자 모두가 사용되는 것이 적합하다. 일차 패키지는 수송 동안 손상으로부터 각 렌즈를 보호하며, 조문 번호, 처방, 렌즈 배향 등 같은 제품 특징을 나타낸다. 일차 패키지는 라이닝된 종이 외피를 비제한적으로 포함하는 본 산업에 공지된 소정의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 이차 패키지는 일치된 렌즈들의 쌍을 저장 및 운반하기 위해 사용될 수 있다. 마감가공된 렌즈의 고객에게로의 전달은 적절한 배송 수단을 사용하여 수행되며, 이 수단은 널리 공지되어 있다.

제조 실행 시스템

인벤토리 제어로부터 예비성형품 형성, 렌즈 형성, 트래킹 및 마감까지의 전체 렌즈 제조 프로세스는 제조 실행 시스템("MES")에 의해 제어된다. 제조 실행 시스템은 스케쥴링, 트래킹 및 렌즈 주문 시스템을 제조 장비에 연결하는 제어 시스템이다. 예로서, 시스템은 사출 성형기를 제어하고, 제조를 통한 흐름 및 저장 프로세스를 수행하기 위해 사용된다. 이 시스템 하드웨어는 서버, 네트워크 허브, 퍼스널 컴퓨터, 스캐너 등을 비제한적으로 포함한다. 상업적으로 가용한 소프트웨어가 이 시스템을 구동하기 위해 사용될 수 있다.

양호일 실시예에서, MES는 주문이 원하는 렌즈를 제조하기에 적합한 주문 정보의 양을 제공하는 ERP로부터 렌즈 주문을 수신한다. MES는 각 주문에 주문 번호를 할당하고, 이 번호는 제조 프로세스 전반에 걸쳐 제품을 추적하기 위해 사용되며, MES가 제조기에 원하는 렌즈를 제조하는 데 필요한 지령을 제공할 수 있게 한다. 캐리어들은 예비 성형품, 미마감 및 마감 렌즈를 운반하기 위해 사용되며, 이 캐리어들은 바코드, 이식 태그 등 같은 식별 수단, 즉, MES가 예비 성형품 또는 렌즈를 주문 번호와 연계시키기 위해 사용되는 식별 수단을 가지는 것이 적합하다. 식별 수단은 제조 기계류와 연계된 장전 및 장전해제 스테이션들에서 바코드 판독기 같은 스캐닝 수단에 의해 판독된다.

예비 성형품의 생산시, MES는 인벤토리 레벨 및 예상 수요에 기초하여 생산계획을 세운다. 부가적으로, MES는 제조된 각 예비 성형품 로트에 대한 프로세스 정보를 저장한다.

저장된 예비 성형품이 사용되는 미마감 렌즈 생산시, MES는 예비성형품 저장 유니트에 원하는 예비 성형품을 분배하고, 이를 생산 라인에 배치할 것을 신호하기 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 원거리 파워, 실린더 파워, 부가 파워, 실린더 축 및 좌우 지정 렌즈가 사용되어 주문을 충족시키기 위해 사용되는 적절한 예비성형품을 선택한다. MES는 또한, 예비성형품 예비커팅기가 예비 성형품을 가장 작은 유효 직경으로 트리밍하도록 지령한다.

예비성형품이 선택되면, MES는 하나 이상 또는 몰드의 원거리 파워, 부가 파워, 및 좌우안 지정을 사용하여 이 예비성형품을 적절한 몰드와 일치시킨다. 예비 성형품과 몰드가 일치되고나면, 주조가 수행된다. MES는 주조기에게 원하는 사용대상 주조 수지 용적에 대하여 선택된 예비 성형품 및 몰드에 기초하여 지령한다. 부가적으로, MES는 몰드에 관한 예비성형품의 경사 및 회전에 대하여 지시한다.

렌즈가 주조되고나면, MES는 트리밍기에게 각 렌즈의 직경을 제공하여, 렌즈가 원하는 사이즈로 트리밍될 수 있게 한다. 렌즈 코팅을 위해서, MES는 전면 코팅기를 제공한다. 렌즈 직경에 따라 원하는 양의 코팅이 적용된다.

미마감 렌즈 제조가 완료되고나면, MES는 광학적 검사 및 마킹기에게 검사되는 렌즈를 위한 목표값들을 제공한다. 검사를 통과한 렌즈에 대하여, MES는 잉크 스템프를 찍고, 그 렌즈가 우안을 위한 것인지 좌안을 위한 것인지에 의해 그 기능이 결정된다. 비반사 코팅 같은 부가 코팅을 받게되는 렌즈에 대하여, MES는 레이저 조각기에 레이저를 사용하여 렌즈를 마크할 것을 지시하고, 그래서, 렌즈가 코팅 프로세스 동안 추적된다.

렌즈가 에징가공을 위한 준비가 되고나면, MES는 에징기에게 렌즈의 에징가공을 수행하기 위한 원하는 기하학적 형상을 제공한다. 이 기하학적 형상은 주문을 위한 데이터베이스에 저장된 프레임 트레이스 데이터에 기초한다. 대안적으로, MES는 렌즈가 끼워지게 되는 프레임을 프레임 인벤토리 내에 위치시켜 렌즈가 장착될 수 있도록 한다.

일차 및 이차 패키징의 최종 가공 단계에서, MES는 패키징 라벨 정보와 트래킹 바코드를 패키지를 위해 제공한다. 마지막으로 MES는 마감가공된 렌즈가 고객에게 배송되기 위해 선적되는 선적 정보를 제공한다. 다수의 렌즈들이 한 위치에 선적되는 경우에, MES는 선박 수송을 위해 렌즈를 번들화한다.

Claims (78)

1. a) 각각 적어도 제 1 굴절력을 포함하는 복수의 광학적 예비성형품들을 제조하는 단계와,

   b) (1)예비성형품 및 몰드를 선택하는 단계; (2)상기 예비성형품 및 몰드를 배향하는 단계; 및 (3)짐벌링 작용을 할 수 있는 고정대를 사용하여 상기 몰드에 관하여 상기 예비성형품을 위치설정하는 단계를 통해 각각 복수의 광학적 예비성형품과 적어도 제 2 굴절력을 포함하는 상기 예비성형품상에 주조된 하나 이상의 층을 포함하는 복수의 미마감 렌즈들을 제조하는 단계와,

   c) (i)미마감 렌즈를 광학적으로 검사하는 단계, (ii) 상기 미마감 렌즈를 마킹하는 단계, (iii) 마감 렌즈를 제조하기 위해 상기 미마감 렌즈를 에징가공하는 단계, 또는 (iv) 상기 마감 렌즈를 패키징하는 단계 중 하나 이상의 하위단계를 수행함으로써 안경 렌즈를 형성하도록 상기 복수의 미마감 렌즈 각각을 마감하는 단계를 포함하는 안경 렌즈 자동 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 형성된 안경 렌즈는 다초점 렌즈인 안경 렌즈 자동 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 다초점 렌즈는 누진 부가 렌즈인 안경 렌즈 자동 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 굴절력은 상기 제 2 굴절력과 상이한 안경 렌즈 자동 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 굴절력은 원시 굴절력, 근시 굴절력, 중간시 굴절력, 실린더 파워, 프리즘 파워 또는 그 조합인 안경 렌즈 자동 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 예비성형품 각각은 구형 전면과 누진 부가 후면을 포함하는 안경 렌즈 자동 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 후면은 실린더 파워를 부가로 포함하는 안경 렌즈 자동 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 굴절력은 원시 굴절력, 근시 굴절력, 중간시 굴절력, 실린더 파워, 프리즘 파워 또는 그 조합인 안경 렌즈 자동 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 굴절력은 원시 굴절력인 안경 렌즈 자동 제조 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 주조 층은 누진면을 형성하는 안경 렌즈 자동 제조 방법.
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