KR20220110564A

KR20220110564A - 렌즈 블랭크를 유지하기 위한 맨드렐 및 이를 사용한 렌즈의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220110564A
Application number: KR1020227023389A
Authority: KR
Inventors: 패트릭 에이치. 벤즈; 앤드류 에이. 라슨
Original assignee: 벤즈리써치앤드디벨롭먼트코오포레이숀
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-08-08
Also published as: EP4072776A1; KR102677311B1; WO2021119455A1; CN115379924B; US11819980B2; BR112022011606A2; CN115379924A; US20210178555A1; EP4072776B1; US20240066668A1; JP7489465B2; ES2975588T3; JP2023506483A

Abstract

제조 중에 인공 수정체 블랭크(204, 404)를 유지 및 위치 설정하도록 구성된 맨드렐(100)이 중심축(X)을 갖는 다리 부분(150) 및 렌즈 블랭크(204, 404)를 유지하도록 구성된 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)을 포함한다. 유지 섹션(105)은 맨드렐(100)의 중심축(X)과 동심으로 형성된 중심 공동(110)을 포함한다. 돌출부(112)는 중심 공동(110)의 표면(120) 상에 형성되고 중심 공동의 표면으로부터 고정된 거리에서 렌즈 블랭크(204, 404)의 제1 표면(208, 408)을 지지하도록 구성된다. 링(200)이 렌즈 블랭크(204, 404)의 제2 대향 표면(210, 410)을 유지하도록 중심 공동(110)의 주연 부분(122) 내에 끼워맞춤된다. 맨드렐(100)을 사용하여 인공 수정체(612)를 제조하기 위한 방법이 렌즈의 제1 표면(208, 408) 아래에 형성된 공간(405)을 물(502)과 같은 액체로 충전하는 단계, 액체(607)를 동결시키는 단계, 및 후속하여 렌즈 블랭크(204, 404)의 제2 표면(210, 410)을 기계가공 및/또는 밀링하는 단계를 포함한다.

Description

렌즈 블랭크를 유지하기 위한 맨드렐 및 이를 사용한 렌즈의 제조 방법

관련 특허 출원에 대한 교차 참조

명세서, 도면, 청구항 및 요약서를 포함하는, 2019년 12월 12일자로 출원된 미국 우선권 출원 번호 62/947,339는 그 전체가 본 명세서에서 참조로 포함된다.

본 발명은 인공 수정체와 같은 렌즈를 유지하기 위한 맨드렐, 및 렌즈의 제조 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 맨드렐을 사용하여 인공 수정체와 같은 단일편 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이다.

공동 양도된 미국 특허 번호 9,919,487("'487 특허", 모든 목적에 대해 참조로서 본원에 포함됨)에 개시된 바와 같이, 인공 수정체는 통상적으로 제조 공정 중에 통상적으로 왁스 또는 물(얼음)에 의해 적소에 유지되는 중합체 디스크(즉, 렌즈 "블랭크")를 기계가공하고 밀링함으로써 제조된다. 수용성 왁스 또는 용매 가용성 왁스인 왁스가 친수성 인공 수정체를 제조하기 위해 사용되고, 얼음은 소수성 인공 수정체를 극저온으로 제조할 때 사용되며, 이는 실온에서 고무이며 기계가공을 위해 낮은 온도를 필요로 한다. 중합체 블랭크의 각각의 측면은 이어서 기계가공되고 밀링되며, 최종 제품은 완성된 단일편 인공 수정체이다. 구체적으로, 제1 측면 맨드렐 상에 디스크를 유지함으로써 디스크의 제1 측면 상에 밀링이 수행된다. 부분적으로 기계가공된 블랭크는 이어서 블랭크의 제2 측면이 밀링될 수 있도록 제2 측면 맨드렐 상에 유지된다.

'487 특허는 차단 왁스(blocking wax)와 함께 부분적으로 기계가공 및/또는 성형된 친수성 렌즈 블랭크를 유지하기 위한 제2 측면 맨드렐로서 사용될 때 특히 유리한 개선된 맨드렐을 개시한다. 대조적으로, 소수성 재료로 제조된 렌즈는 통상적으로 극저온으로 형성되며, 이는 광학부(optic) 및 햅틱(haptic)이 중심설정되는 것을 보장하는 관점에서 특정 과제를 제시한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 제조 중에 인공 수정체 블랭크를 유지 및 위치 설정하기 위한 맨드렐이 중심축을 갖는 다리 부분 및 렌즈 블랭크를 유지하기 위한 렌즈 블랭크 유지 섹션을 포함한다. 유지 섹션은 맨드렐의 중심축과 동심으로 형성된 중심 공동을 포함한다. 돌출부가 렌즈 블랭크의 제1 표면을 지지하도록 중심 공동의 표면 상에 형성된다. 링은 렌즈 블랭크 유지 섹션의 주연부 내에 끼워맞춤되고, 렌즈 블랭크의 제2 대향 표면을 유지한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 렌즈 블랭크가 돌출부에 의해 지지될 때 렌즈 블랭크의 제1 표면과 중심 공동의 표면 사이에 공간이 형성된다.

하나의 예시적인 실시예에서, 중공 채널이 중심 공동 내에 형성되고, 중공 채널은 다리부 내로 연장된다.

하나의 예시적인 실시예에서, 다리 부분은 지지 콜릿 내에 수용되도록 구성된다.

하나의 예시적인 실시예에서, 제2 공동은 중심 공동과 동심적이고 중심 공동보다 작은 단면 직경을 갖는다.

하나의 예시적인 실시예에서, 억지 끼워맞춤은 렌즈 보유 섹션 내에 링 부분을 보유한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 링 부분은 내부 주연 표면을 따라 형성된 복수의 구멍을 포함하며, 상기 구멍은 렌즈 블랭크가 돌출부에 의해 지지될 때 렌즈 블랭크의 제1 표면과 중심 공동의 표면 사이에 형성된 공간으로 액체, 바람직하게는 물이 전달될 수 있도록 구성된다. 렌즈 블랭크가 밀링 및/또는 기계가공될 때 렌즈 블랭크를 지지하기 위해 물이 동결될 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에 따르면, 맨드렐을 사용하여 인공 수정체를 제조하기 위한 방법은 맨드렐을 제공하는 단계, 맨드렐의 중심 공동 내에 인공 수정체 블랭크를 위치 설정하는 단계, 및 맨드렐 상에 인공 수정체 블랭크를 유지하기 위해 맨드렐에 링을 끼워맞춤하는 단계를 포함한다.

하나의 예시적인 실시예에 따르면, 인공 수정체 블랭크의 광학 중심은 맨드렐 다리부의 중심축과 동심으로 위치 설정된다.

하나의 예시적인 실시예에 따르면, 방법은 렌즈 블랭크가 돌출부에 의해 지지될 때 렌즈 블랭크의 제1 표면과 중심 공동의 표면 사이에 형성된 공간에 액체를 적용하는 단계, 액체가 렌즈 블랭크를 지지하도록 액체를 동결하는 단계, 및 렌즈 블랭크로부터 렌즈를 형성하는 단계를 더 포함한다.

하나의 예시적인 실시예에 따르면, 렌즈를 형성하는 단계는 렌즈가 맨드렐 내에서 지지될 때 렌즈의 제2 표면을 밀링하는 단계 또는 기계가공하는 단계 중 하나 이상을 포함한다.

하나의 예시적인 실시예에 따르면, 액체는 바람직하게는 물을 포함하고, 렌즈 블랭크는 바람직하게는 소수성 재료를 포함한다.

하나의 예시적인 실시예에 따르면, 맨드렐은 진공 콜릿 내에 유지되며 렌즈는 레이저로 형성된다.

본 명세서에 포함되며 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 예시하며, 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 맨드렐의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 맨드렐과 함께 사용하기 위한 링의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 맨드렐을 포함하는 맨드렐/광학 디스크 조립체의 단면도를 도시하며, 도 2에 따른 링은 맨드렐 상에 렌즈 블랭크를 유지한다.
도 4a는 일 실시예에 따른 맨드렐 상에 배치되는 렌즈 블랭크의 단면도를 도시한다.
도 4b는 일 실시예에 따른 렌즈 블랭크/광학 디스크를 유지하기 위해 맨드렐 상에 위치 설정되는 링의 단면도를 도시한다.
도 4c는 일 실시예에 따른 콜릿 내에 위치 설정되는 맨드렐/광학 디스크 조립체의 단면도를 도시한다.
도 5a는 광학 디스크와 맨드렐 사이의 공간이 물로 충전되는 것을 허용하기 위해 물 용기 내로 반전된 일 실시예에 따른 맨드렐/광학 디스크 조립체의 단면도를 도시한다.
도 5b는 물이 광학 디스크와 맨드렐 사이의 공간을 충전하는, 도 5a에 따른 맨드렐/광학 디스크 조립체의 일부의 확대도이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 콜릿 내에 위치 설정된 냉각된 상태의 맨드렐/광학 디스크 조립체의 단면도를 도시한다.
도 6b는 일 실시예에 따른 광학 디스크를 지지하기 위해 얼음이 광학 디스크와 맨드렐 사이의 공간 내에 형성되는 콜릿 내에 위치 설정된 맨드렐/광학 디스크 조립체의 단면도를 도시한다.
도 6c는 일 실시예에 따른 콜릿 내에 위치 설정된 맨드렐 조립체 상에 광학 디스크가 위치 설정될 때의 광학 디스크의 밀링 작업의 사시도를 도시한다.
도 6d는 일 실시예에 따른 맨드렐 조립체 내의 밀링된 광학 디스크를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 맨드렐 조립체 내의 밀링된 광학 디스크 및 햅틱 자오선이 맨드렐과 정렬될 수 있는 방식을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 맨드렐 조립체에 의해 유지되는 광학 디스크로부터 형성된 인공 수정체의 평면도를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 맨드렐이 진공 콜릿 내에 유지되는 동안 렌즈가 레이저로 형성되는 맨드렐/광학 디스크 조립체의 사시도를 도시한다.

맨드렐 상에서 렌즈 블랭크를 기계가공하기 위한 종래의 기술은 몇몇 과제를 제시한다. 예를 들어, 특히 블랭크의 햅틱이 적절하게 중심 설정되도록 제2 측 표면을 밀링할 때, 블랭크가 적절한 정렬 상태로 유지되는 것을 보장하는 것이 중요하다. 종래의 기술에서, 특히 극저온으로 밀링되는 소수성 렌즈 재료에서는 정확도를 보장하기가 어렵다.

도 1은 일 실시예에 따른 맨드렐(100)을 도시한다. 맨드렐(100)은 제조 중에 렌즈 블랭크를 유지하도록 구성된다. 바람직하게는, 맨드렐(100)은 제2 측면 맨드렐인데, 이는 맨드렐(100)이, 렌즈 블랭크의 제1 측면이 부분적으로 기계가공된 후에 렌즈 블랭크가 제1 측면 콜릿(collet) 또는 제1 측면 맨드렐로부터 전달되는 맨드렐이라는 것을 의미한다. 따라서, 렌즈 블랭크의 제2 측면은 제2 측면 맨드렐 상에 기계가공될 수 있다. 맨드렐(100)은 예를 들어 중합체, 바람직하게는 유리질 중합체 재료로 제조될 수 있다.

맨드렐(100)은 렌즈 블랭크의 밀링 동안 콜릿 내에 정밀하게 끼워맞춤되도록 구성되는 중공 맨드렐 다리부(150)를 포함한다. 맨드렐(100)은 예를 들어 사출 성형에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 맨드렐(100)은 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 맨드렐(100)이 콜릿 내에 수용될 때 밀링될 렌즈 블랭크의 정밀한 높이를 유지하기 위해 정밀한 치수로 형성된다. 바람직하게는, 맨드렐 다리부(150)의 직경은 정밀하게 제어되며(예를 들어, ±≤0.01 mm), 맨드렐 다리부(150)의 진원도(roundness)도 마찬가지이다(예를 들어, ±≤0.01 mm TIR).

예시적인 실시예에 따르면, 맨드렐(100)의 상단 또는 헤드 부분(102)은 하나 이상의 실질적으로 평평한 측 표면(104)을 갖는다. 이러한 측 표면(104)은 렌즈 블랭크로부터 형성될 햅틱의 자오선(M)을 위치시키는데 유리하게 사용될 수 있다. 특정한 비제한적 실시예에서, 렌즈 블랭크에 관한 정보는 측 표면(104) 상에 위치 설정될 수 있다. 예컨대, 식별 정보, 예를 들어 부품 번호, 광학 배율(optical power), 사용되는 재료의 유형, 시험 및/또는 품질 제어 정보를 포함하는 바코드(도시 생략)가 맨드렐(100)의 실질적으로 평평한 측 표면(104) 중 하나 또는 둘 모두에 적용될 수 있다.

맨드렐(100)은 렌즈 블랭크를 유지하도록 구성된 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)을 포함한다. 본 실시예에서, 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)은 측벽(118) 및 저부 표면(120)을 갖는 중심 공동(110)을 포함한다. 이 실시예에서, 측벽(118)은 맨드렐(100)의 중심축(X)에 실질적으로 평행하다. 중심 공동(110) 내에서, 맨드렐(100)의 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)의 저부 표면(120) 상에 복수의 돌출부(112)가 형성된다. 복수의 돌출부(112)는 중심 공동(110)의 저부 표면(120) 위의 사전결정된 거리에서 렌즈 블랭크를 지지하도록 구성된다. 이 실시예에서, 복수의 돌출부(112)는 맨드렐(100)의 중심축(X)으로부터 반경방향으로 배치된다. 바람직하게는, 복수의 돌출부(112)는 인공 수정체의 햅틱을 형성하기 위한 렌즈 블랭크의 밀링과 간섭하지 않도록 하는 위치에 위치 설정된다.

이 실시예에서, 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)은 제2 공동(114)을 더 포함한다. 제2 공동(114)은 중심 공동(110) 내에 형성된다. 제2 공동(114)은 중심 공동(110) 및 맨드렐(100)의 중심축(X)과 동심이다. 제2 공동(114)은 중심 공동(110)보다 작은 단면 직경을 갖는다. 중공 중심 채널(116)이 제2 공동(114) 내에 형성된다. 중공 중심 채널(116)은 아래에서 추가로 논의되는 것과 같이 공기 및/또는 물이 통과할 수 있는 출구를 제공하도록 구성된다. 중심 공동(110)은 둥글 수 있거나, 원추 형상을 가질 수 있거나, 절두 원추 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 공동(114)은 둥글 수 있거나, 원뿔 형상을 가질 수 있거나, 절두 원뿔 형상을 가질 수 있다.

도 2는 맨드렐(100)의 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)의 중심 공동(110)의 주연부 내에 수용되도록 구성된 링(200)의 일 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 링(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 링(200)이 맨드렐(100)의 중심 공동(110) 내에 수용될 때 링(200)과 맨드렐(100) 사이에 억지 끼워맞춤을 형성하도록 중심 공동(110)의 측벽(118)에 대해 끼워맞춤되게 구성되는 측벽(218)을 갖는다. 예시적인 실시예에서, 링(200)은 바람직하게는 중합체 재료를 포함할 수 있고, 변형되어 중심 공동(110)의 주변부(122) 내에 끼워맞춤되기에 충분히 얇을 수 있다. 물론, 맨드렐(100) 내에 링(200)을 보유하는 다른 방법이 채용될 수 있다.

도 3은 도 1에 따른 맨드렐(100) 및 도 2에 따른 링(200)을 포함하여, 맨드렐(100) 상에 렌즈 블랭크(204)를 유지하는, 일 실시예에 따른 맨드렐/광학 디스크 조립체(10)를 도시한다. 링(200)은 내부 원주 상에 레지 부분(202)을 갖도록 형성된다. 레지 부분(202)은 렌즈 블랭크(204)의 상단 표면, 즉 제2 표면(210)을 하향 가압함으로써 맨드렐(100) 상에 렌즈 블랭크(204)를 유지하도록 구성되는 한편, 렌즈 블랭크(204)의 저부 표면, 즉 제1 표면(208)은 맨드렐(100)의 복수의 돌출부(112)에 의해 지지된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈 블랭크(204)의 중심축은 맨드렐(100)의 중심축(X)과 동심으로 수용되고 중공 채널(116) 위에 배치된다. 바람직하게는, 렌즈 블랭크(204)는 중심 공동(110)에 의해 형성된 공간의 적어도 일부 및 제2 공동(114)에 의해 형성된 공간의 일부를 점유하도록 구성된다.

예시적인 실시예에서, 링(200)은 내부 주연 표면(201) 상에 그 내부 주연을 따라 형성된 복수의 구멍(212)을 갖는다. 이 실시예에서, 복수의 구멍(212)은 레지 부분(202)을 형성하는 내부 주연 표면(201)의 부분을 따라 형성된다. 바람직하게는, 복수의 구멍(212)은 링(200)의 중심 주위에 대칭적으로 배치된다. 이 실시예에서는, 8개의 구멍(212)이 레지 부분(202)을 따라 링(200)의 내부 주연을 따라 대략 45도 간격으로 형성된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 복수의 구멍(212)의 각각의 직경이 대략 0.75 mm이다.

아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 복수의 구멍(212)은 채널을 형성하고, 렌즈 블랭크(204)가 맨드렐(100)의 복수의 돌출부(112)에 의해 지지되고 링(200)에 의해 유지될 때, 이 채널을 통해 액체, 바람직하게는 물이 렌즈 블랭크(204)의 제1 표면(208) 아래에 형성된 공간(405) 내로 도입될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에 따른 렌즈 블랭크(204)로부터 소수성 렌즈의 제조를 위해, 물이 복수의 구멍(212)을 통해서 제1 표면(208)과 맨드렐(100) 사이에 형성된 공간(405) 내로 도입된다. 이어서, 물이 충전된 맨드렐(100)이 냉각되어, 물이 얼음으로 동결된다. 생성된 얼음은 렌즈 블랭크(204)가 밀링될 때 렌즈 블랭크(204)에 안정성을 제공한다.

인공 수정체와 같은 렌즈를 제조하기 위해 맨드렐(100)을 사용하는 방법이 이제 설명될 것이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 맨드렐(100)이 초정밀 콜릿(400) 내에 배치된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 렌즈 블랭크(204), 예를 들어 소수성 광학 디스크(404)가 맨드렐(100)의 중심축(X) 상에 정밀하게 배치된다. 본 명세서에 개시된 소수성 광학 디스크(404)는 렌즈 블랭크(204)와 관련하여 상술된 바와 같이 구성될 수 있다. 소수성 광학 디스크(404)의 배치는, 공동 양도되었으며 그 전체 내용이 본원에 참조로서 포함된 미국 특허 번호 8,854,611에 기재된 바와 같은 광학 중심 설정 장치를 사용하여 수행될 수 있다.

도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 이어서 압축 링(200)은 맨드렐(100) 상의 그 정밀한 위치에 광학 디스크(404)를 유지하도록 광학 디스크(404)의 상단 표면(410) 위에 적용된다. 광학 디스크(404)의 저부 표면(408)은 공간(405)을 생성하도록 맨드렐(100)의 중심 공동(110)의 저부 표면(120) 상에 형성된 복수의 돌출부(112)에 의해 맨드렐(100) 상에 지지된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 공간(405)은 맨드렐(100)의 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)의 상단 표면 및 인공 수정체의 햅틱이 되도록 밀링될 광학 디스크(404)의 평탄한 부분(412) 아래에 형성된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 공간(405)은 0.250 mm의 높이를 갖는다.

광학 디스크(404)의 상단 표면(410)은 이제 인공 수정체와 같은 렌즈를 형성하도록 밀링될 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예에 의해 제공되는 하나의 장점은, 맨드렐(100) 및 광학 디스크(404)(압축 링(200)으로 정밀하게 유지됨)를 포함하는 맨드렐/광학 디스크 조립체가 원하는 광학 특성을 갖는 렌즈를 형성하기 위해 패키징되어 제조를 완료할 다른 위치로 운송될 수 있다는 것이다. 또한, 맨드렐/광학 디스크 조립체는 선반 안정적(shelf-stable)이기 때문에, 제조가 완료되기 전에 장기간 동안 재고로 유지될 수 있다.

제조를 위한 원하는 시간에, 맨드렐(100)의 중심 공동(110)을 포함하는 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)의 표면과 광학 디스크(404) 사이의 공간(405)은 적절한 액체, 바람직하게는 물(502)로 충전된다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 도시된 실시예에 예시된 바와 같이, 맨드렐/광학 디스크 조립체는 반전될 수 있고, 공간(405)은 물(502)을 보유하도록 구성된 용기(504) 내에 맨드렐(100)의 헤드 부분(102)의 적어도 일부(광학 디스크(404)가 보유되는 부분)를 잠기게 함으로써 충전된다. 이 실시예에서, 물(502)은 링(200)의 복수의 구멍(212)을 통해 맨드렐(100)의 표면과 광학 디스크(404) 사이의 공간(405) 내로 유동할 수 있다. 중심 채널(116)은 물(502)이 공간(405)을 충전할 때에 공간(405) 외부로 강제되는 공기를 위한 출구를 제공한다. 중공 중심 채널(116)은 내부 체적(130)과 연통하도록 구성될 수 있다. 충전된 맨드렐/광학 디스크 조립체는 이어서 추가 처리를 위해 정밀 콜릿(400), 예를 들어 밀링 콜릿(600)에 배치될 수 있다. 이 실시예에서, 물(502)은 맨드렐(100)이 용기(504)로부터 제거될 때 표면 장력에 의해 공간(405) 내에 보유된다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 액체 충전된 맨드렐/광학 디스크 조립체는 이어서 광학 디스크(404)와 맨드렐(100) 사이의 공간(405) 내의 액체(502)를 동결시키기 위해 냉각된다. 이 예시적인 실시예에서, 액체 충전된 맨드렐(100)은 밀링 콜릿(600) 내에 배치될 수 있으며, 맨드렐/광학 디스크 조립체 내에 수용된 액체(502)를 동결시키기 위해 맨드렐/광학 디스크 조립체 위로 저온 공기를 송풍하도록 구성된 냉각 장치(605)에 의해 냉각될 수 있다. 일 대안적인 실시예에서, 맨드렐/광학 디스크 조립체는 냉동고에 배치될 수 있다.

액체(502)는 도 6b에 도시된 바와 같이 맨드렐/광학 디스크 조립체 내에 고체 표면(예를 들어, 얼음(607))을 형성하도록 동결된다. 물(502)이 동결 및 팽창될 때, 물은 링(200)의 복수의 구멍(212)을 통해 그리고/또는 맨드렐(100)의 중심 채널(116) 내로 유동할 수 있다. 본 실시예에서, 얼음(607)은 적어도 광학 디스크(404)의 저부 표면(408) 및 광학 디스크(404)의 측 표면(414)을 둘러싸고, 이에 의해 광학 디스크(404)를 적소에 견고하게 유지한다. 얼음(607)은 밀링 중에 광학 디스크(404)를 위한 향상된 안정성을 제공한다.

도 6c 및 도 6d에 도시된 렌즈의 제조를 위해 맨드렐(100)을 사용하는 방법을 도시하는 예시적인 실시예에 예시된 바와 같이, 광학 디스크(404)의 상단(제2) 표면(410)은 다이아몬드 엔드 밀(diamond end mill)과 같은 정밀 밀(precision mill)(610)로 밀링되어, 햅틱 부분(614)을 형성하고 햅틱 부분(614) 및 광학 부분(616)을 포함하는 렌즈(612)를 완성한다. 밀링은 햅틱 부분(614)을 형성하기 위해 광학 디스크(404)를 통한 절단을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 밀(610)은 광학 디스크(404)를 지지하도록 구성된 하부의 복수의 돌출부(112)의 손상을 방지하기 위해 규정된 위치에서 광학 디스크(404)를 통해 얼음(607) 내로 절단하도록 구성된다. 얼음(607)은 밀링 중에 향상된 안정성을 제공한다. 밀링 후에, 물(502)은 용해될 수 있으며, 완성된 렌즈(612)는 더 많은 물로 세척되고, 검사되고, 패키징되고, 살균될 수 있다.

관련 기술 분야의 통상의 기술자라면, 개시된 발명의 실시예가 여러 장점을 제공한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 맨드렐(100)은 렌즈(612)의 후속 제조를 용이하게 하기 위해 정밀한 정렬 상태로 렌즈 블랭크(204) 또는 광학 디스크(404)를 유지한다. 또한, 맨드렐(100)은, 렌즈 블랭크(204) 또는 광학 디스크(404)의 위치가 렌즈(612)의 완성 이전에 장기간에 걸쳐 유지될 수 있도록 렌즈 블랭크(204) 또는 광학 디스크(404)가 맨드렐(100) 상에 위치 설정되는 것을 허용한다. 또한, 맨드렐(100) 내에 형성된 중심 공동(110) 및 제2 공동(114)을 포함하는 렌즈 블랭크 유지 섹션(105)은 극저온 밀링 동안 광학 디스크(404)를 지지하기 위해 얼음(607)의 형성을 수용할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 렌즈 블랭크(204) 또는 광학 디스크(404)로부터 형성되고 링(200)에 의해 맨드렐(100) 내에 유지되는 완성된 렌즈(612)를 예시하는 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광학 디스크(404)를 밀링함으로써 형성된 햅틱의 자오선(M)은 맨드렐(100)의 중심축(X)에서 맨드렐(100)의 표면의 중심을 통해 연장되며 맨드렐 헤드(102)의 하나 이상의 실질적으로 평평한 측 표면(104)에 평행하다. 하나의 예시적인 실시예에서, 맨드렐(100)의 중심축(X)은 중공 맨드렐 다리부(150)의 중심축 및/또는 렌즈 블랭크(204), 광학 디스크(404) 또는 완성된 렌즈(612)의 중심축을 또한 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 맨드렐(100)은 도 7에 도시된 바와 같이, 각각 평행선(P1, P2)을 포함하는 2개의 평행한 평평한 측 표면(104)을 갖는다.

도 8은 일 실시예에 따른 맨드렐(100) 내에 유지될 때 렌즈 블랭크(204) 또는 광학 디스크(404)로부터 형성된 완성된 렌즈(612)의 상대 위치를 예시하는 평면도이다. 이 실시예에 도시된 바와 같이, 광학 디스크(404)는 맨드렐(100) 상에 정밀하게 중심 설정되고 링(200)에 의해 보유된다. 맨드렐(100)의 복수의 돌출부(112)는 인공 수정체(612)를 형성하도록 밀링 또는 기계가공된 광학 디스크(404)로부터 형성된 완성된 렌즈(612)의 부분 외측에 위치된다. 예를 들어, 햅틱 부분(614)은 맨드렐(100)의 중심축(X)으로부터 반경방향으로 배치되는 복수의 돌출부(112) 사이에서 연장된다.

일 실시예에 따른 맨드렐(100)이 렌즈(612)를 극저온 밀링하는데 유리하게 사용될 수 있지만, 본 발명은 상술된 실시예에 제한되지 않으며 렌즈(612)는 맨드렐(100)을 사용하여 다른 방식으로 형성될 수 있다. 도 9에 도시된 렌즈의 제조를 위해 맨드렐(100)을 사용하는 방법을 도시하는 실시예에 예시된 바와 같이, 일부 실시예에 따른 맨드렐/디스크 조립체가 진공 콜릿(900) 내로 삽입될 수 있다. 이 실시예에서, 렌즈(612)는 레이저(910)로 제조될 수 있다.

그러한 대안적인 공정에서는, 물(502)과 같은 액체를 맨드렐(100) 내로 도입할 필요가 없을 수 있다. 따라서, 이러한 대안적인 실시예에 따른 맨드렐(100)은 친수성 또는 소수성 재료로 형성된 렌즈 블랭크(204)와 함께 사용될 수 있다. 링(200)으로 렌즈 블랭크(204)를 맨드렐(100)에 부착하고 복수의 돌출부(112)로 렌즈 블랭크(204)를 지지함으로써, 차단 재료, 예컨대 왁스(즉, 친수성 렌즈 재료와 함께 사용하기 위한 차단 재료) 또는 얼음(607)(즉, 소수성 렌즈 재료와 함께 사용하기 위한 차단 재료)의 사용이 필요하지 않을 수 있다.

상기 설명으로부터, 본 발명에 따른 맨드렐이 이후 제조를 위해 정밀하게 정렬된 상태로 렌즈 블랭크를 유지하는데 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명의 특정 실시예에 따른 맨드렐은 광학부가 예비성형된 광학 디스크를 유지하는데 특히 유용하며, 이에 의해 햅틱은 정밀도와 광학 특성을 조정하기 위해 밀링된 표면 특징부를 갖도록 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 맨드렐이 범용 렌즈 블랭크 또는 다른 렌즈 재료를 위치 설정하고 유지하는데 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명의 구체적 특징이 일부 도면에 도시되고 다른 특징은 도시되지 않았지만, 이는 각각의 특징이 본 발명에 따른 다른 특징 중 임의의 것 또는 모두와 조합될 수 있기 때문에, 단지 편의를 위한 것이다. 본 명세서에 사용되는 "포함하는" 및 "갖는" 등의 단어는 광범위하고 포괄적으로 해석되어야 하며 임의의 물리적 상호 연결에 제한되지 않는다. 또한, 본 출원의 주제에 개시된 임의의 실시예는 유일하게 가능한 실시예로서 간주되어서는 안 된다.

다양한 예시적인 실시예에서 도시된 바와 같은 장치 및 방법의 구성 및 배열은 단지 예시적인 것이다. 이러한 개시내용에서 몇몇 실시예 만이 구체적으로 설명되었지만, 많은 수정(예를 들어, 다양한 요소의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율, 매개변수의 값, 장착 배열, 재료의 이용, 색채, 배향, 등의 변경)이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 요소의 위치가 반전되거나 달리 변경될 수 있고, 개별 요소 또는 위치의 성질 또는 수가 달라지거나 변경될 수 있다. 따라서, 모든 그러한 수정은 본 개시내용의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 임의의 공정 또는 방법 단계의 순서 또는 배열은 대안적인 실시예에 따라 변경되거나 재배열될 수 있다. 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고도, 예시적인 실시예의 설계, 동작 조건 및 배열에서, 다른 치환, 수정, 변화, 및 생략이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명을 위한 특허 출원의 진행 중에 제시되는 임의의 보정은 출원된 명세서에서 제시된 임의의 청구 요소를 포기하지 않는다: 관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 모든 가능한 균등물을 문자 그대로 포함할 수 있는 청구항을 초안 작성할 것으로 합리적으로 예상할 수 없고, 많은 균등물은 그러한 보정 시에 예견할 수 없을 것이고, (존재하는 경우에) 보장하고자 하는 것의 정당한 해석을 넘어서며, 그러한 보정의 기초가 되는 근거는 많은 균등물에 대한 접선적 관계에 불과할 수 있고, 및/또는 출원인이 임의의 보정된 청구 요소에 대한 특정한 비현실적 대체물을 설명할 것으로 예상할 수 없는 많은 다른 이유가 있다.

10 맨드렐/광학 디스크 조립체
100 맨드렐
102 맨드렐의 상부/헤드 부분
104 맨드렐의 평평한 측 표면
105 렌즈 블랭크 유지 섹션
110 중심 공동
112 복수의 돌출부
114 제2 공동
116 중심 채널
118 중심 공동의 측벽
120 중심 공동의 저부 표면
122 중심 공동의 주변부
130 내부 체적
150 맨드렐 다리부
200 압축 링
201 내부 주연 표면
202 링의 레지 부분
204 렌즈 블랭크
208 렌즈 블랭크의 제1 표면
210 렌즈 블랭크의 제2 표면
212 링 구멍
218 링의 측벽
400 콜릿
404 광학 디스크
405 액체를 수용하기 위해 렌즈 블랭크 아래에 형성된 공간
408 광학 디스크의 저부 표면
410 광학 디스크의 상단 표면
412 광학 디스크의 평탄한 부분
414 광학 디스크의 측 표면
502 물
504 용기
600 밀링 콜릿
605 냉각 장치
607 얼음
610 정밀 밀
612 렌즈
614 햅틱 부분
616 광학 부분
900 진공 콜릿
910 레이저
X 맨드렐의 중심축
M 햅틱의 자오선
P1 제1 평행선
P2 제2 평행선

Claims

인공 수정체 블랭크를 유지하기 위한 맨드렐 조립체이며, 맨드렐 조립체는
맨드렐로서,
중심축을 갖는 다리 부분, 및
렌즈 블랭크를 유지하도록 구성되는 렌즈 블랭크 유지 섹션으로서, 렌즈 블랭크 유지 섹션은 다리 부분의 중심축과 동심으로 형성된 중심 공동을 포함하고, 중심 공동은 돌출부가 형성된 표면을 포함하고, 돌출부는 중심 공동의 표면으로부터 고정된 거리에서 렌즈 블랭크의 제1 표면을 지지하도록 구성되는, 렌즈 블랭크 유지 섹션을 포함하는, 맨드렐;
중심 공동 내에 수용되도록 구성된 링 부분으로서, 링 부분은 렌즈 블랭크의 제2 표면과 접촉하고 이를 유지하도록 구성된 내부 레지를 포함하는, 링 부분을 포함하는, 맨드렐 조립체.
제1항에 있어서,
렌즈 블랭크가 돌출부에 의해 지지될 때 렌즈 블랭크의 제1 표면과 중심 공동의 표면 사이에 공간이 형성되는, 맨드렐 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
중공 채널이 중심 공동 내에 형성되고, 중공 채널은 다리부 내로 연장되는, 맨드렐 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 다리 부분은 지지 콜릿 내에 수용되도록 구성되는, 맨드렐 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 맨드렐은, 중심 공동과 동심이며 중심 공동보다 작은 단면 직경을 갖는 제2 공동을 더 포함하는, 맨드렐 조립체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 링 부분은 중심 공동의 측벽 부분과 함께 형성된 억지 끼워맞춤에 의해 렌즈 블랭크 유지 섹션 내에 유지되도록 구성되는, 맨드렐 조립체.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 링 부분은 링 부분의 내부 주연 표면을 따라 형성된 복수의 구멍을 더 포함하고, 상기 구멍은 렌즈 블랭크가 돌출부에 의해 지지될 때 렌즈 블랭크의 제1 표면과 중심 공동의 표면 사이에 형성된 공간으로 액체가 전달되는 것을 허용하도록 구성되는, 맨드렐 조립체.
인공 수정체를 제조하는 방법이며, 상기 방법은
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 맨드렐 조립체를 제공하는 단계;
맨드렐의 중심 공동 내에 렌즈 블랭크를 위치 설정하는 단계;
렌즈 블랭크를 맨드렐 상에 유지하기 위해 맨드렐에 링을 끼워맞춤하는 단계를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서,
렌즈 블랭크의 광학 중심이 맨드렐 다리부의 중심축과 동심으로 위치 설정되는, 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
렌즈 블랭크가 돌출부에 의해 지지될 때 렌즈 블랭크의 제1 표면과 중심 공동의 표면 사이에 형성된 공간에 액체를 적용하는 단계;
액체가 렌즈 블랭크를 지지하도록 액체를 냉동하는 단계;
렌즈 블랭크로부터 렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
액체는 물을 포함하는, 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
렌즈를 형성하는 단계는 렌즈가 맨드렐 내에서 지지될 때 렌즈의 제2 표면을 밀링하는 단계 또는 기계가공하는 단계 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 블랭크는 소수성 재료를 포함하는, 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 맨드렐은 진공 콜릿 내에 유지되고, 렌즈는 레이저로 형성되는, 방법.
제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈를 형성하는 단계는 인공 수정체의 햅틱 부분을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.