LENTE ÓPTICO CON UNA MONTURA HERMETICA A LA LUZ ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un aparato de proyección de televisión típicamente incluye tres tubos de rayos catódicos (CRT, por sus siglas en inglés) , que corresponden a los colores primarios, rojo, azul y verde. Un montaje de lente de proyección utiliza una pluralidad de lentes para ampliar la imagen que aparece en el fondo de los CRT y proyecta esa imagen sobre una pantalla de visualización mucho más grande. Los CRT usados en las televisiones de proyección típicamente tienen un diámetro de 7.6 a 22.9 centímetros (3 a 9 pulgadas). La imagen proyectada sobre la pantalla generalmente tiene un tamaño que varía de (40 a 60 pulgadas) o mayor medida diagonalmente. Cada CRT tiene un sistema de lentes de ampliación asociado montado adyacente al fondo del CRT. Usualmente, el montaje de lentes se forma con al menos un elemento de lente "A", al menos un elemento de lente "B" y al menos un elemento de lente "C". Independientemente del número de elementos de lente, a éstos se les denomina como grupos de lentes "A", B" y "C". Es decir, cada "grupo" puede comprender uno o más elementos de lentes. El grupo de lentes WB" normalmente incluye un lente formado de vidrio, mientras que los grupos de lentes ?" y VC" pueden estar formados de plástico. Sin embargo, deberá entenderse que cada grupo puede incluir uno o más lentes formados de vidrio y uno o más lentes formados de Ref. : 169910 plástico. Alternativamente, los montajes de lentes pueden incluir todos los lentes de vidrio o todos los lentes de plástico . Estos lentes típicamente incluyen un reborde para montaje unido al lente. Este reborde puede enmascararse para bloquear la transmisión de luz no deseada a través o cerca del reborde. La máscara puede extenderse a lo largo de la curva de la óptica hasta un lugar en la curva en donde se permite que la luz pase a través del lente o una "abertura libre" . Esta máscara puede pintarse sobre el reborde. Sin embargo, las desventajas de pintar sobre la máscara incluyen la necesidad de una etapa adicional para aplicar la máscara y procesos de limpieza subsiguientes, la liberación de componentes orgánicos volátiles indeseables del proceso de pintado, la creación de desechos peligrosos del proceso de pintado y limpieza y dificultades con etapas adicionales de procesamiento, por listar unas pocas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En general, la presente invención se relaciona con elementos ópticos útiles para una variedad de aplicaciones incluyendo, por ejemplo, montajes de lentes ópticos para pantallas, tales como televisiones de proyección, así como las pantallas de otros dispositivos que contienen los elementos ópticos.
En una modalidad, un elemento óptico incluye un lente no plano que tiene un perímetro de lente con un reborde integral que rodea al perímetro del lente. El reborde tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la primera superficie. Una capa de máscara opaca de plástico anular está fundida a la primera superficie del reborde o a la segunda superficie del reborde y se extiende sobre el lente no plano . En una modalidad adicional, una televisión de proyección incluye una fuente de luz; un medio de visualización; y un elemento de lente dispuesto entre' la fuente de luz y el medio de visualización. El elemento de lente incluye un lente no plano que tiene un perímetro de lente con un reborde integral rodeando al perímetro del lente. El reborde tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la primera superficie. Una capa de máscara opaca de plástico anular está fundida a la primera superficie del reborde o a la segunda superficie del reborde. En una modalidad, un método de formación de un elemento óptico incluye la formación de un lente no plano que tiene un perímetro de lente y un reborde que rodea al perímetro del lente. El reborde tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la primera superficie. Una capa de máscara opaca de plástico anular está fundida a la primera superficie del reborde o a la segunda superficie del reborde y se extiende sobre el lente no plano. La breve descripción anterior de la presente invención no pretende describir cada modalidad presentada o cada implementación de la presente invención. Las figuras, la descripción detallada y los ejemplos siguientes ejemplifican de manera más particular estas modalidades. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención puede entenderse más completamente considerando la siguiente descripción detallada de varias modalidades de la invención en relación con las figuras anexas, en las cuales: La figura 1 es una vista en perspectiva de un lente de conformidad con una modalidad de la invención; la figura 2 es una vista de la elevación frontal del lente mostrado en la figura 1; la figura 3 es una vista en perspectiva de una capa de máscara opaca de plástico anular de conformidad con una modalidad de la invención; la figura 4 es una vista en elevación frontal de una cara de molde para la manufactura del lente mostrado en la figura 1; la figura 5 es una vista de la sección transversal de la cara del molde tomada a lo largo de la linea 5-6 en la figura 4 antes de formar el lente; y la figura 6 es una vista de la sección transversal de la cara del molde tomada a lo largo de la lineas 5-6 en la figura 4 siguiendo la formación del lente; la figura 7 es un esquema de un sistema de pantalla de televisión de proyección. Mientras que la invención es sensible a varias modificaciones y formas alternativas se han mostrado los aspectos específicos de la misma a manera de ejemplo en los dibujos y serán descritos en detalle. Deberá entenderse, sin embargo, que la intención no es limitar la invención a las modalidades particulares descritas. Por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes, y alternativas que caen dentro del espíritu y alcance de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se cree que los elementos ópticos y procesos para elaborar los elementos ópticos de la presente invención son aplicables a una variedad de aplicaciones que necesitan elementos ópticos enmascarados incluyendo, por ejemplo, montajes ópticos, sistemas de proyección óptica, tales como televisiones de proyección, así como las pantallas de otros dispositivos que contienen los montajes ópticos. Mientras que la presente invención no está tan limitada, se obtendrá una apreciación de varios aspectos de la invención a través de una discusión de los ejemplos que se proporcionan más adelante .
Para los siguientes términos definidos, estas definiciones se aplicarán, a menos que se dé una definición diferente en las reivindicaciones o en alguna otra parte en la presente especificación. Se entenderá que el término "polímero" incluye polímeros, copolímeros (por ejemplo, polímeros formados usando dos o más monómeros diferentes), oligómeros y combinaciones de los mismos, así como polímeros, oligómeros, o copolímeros que pueden formarse en una mezcla miscible por medio de, por ejemplo, coextrusión o reacción, incluyendo transesterificación. Se incluyen tanto copolímeros en bloque como aleatorios, a menos que se indique otra cosa. El término "plástico" se refiere a un polímero, usualmente sintético, que puede combinarse con otros ingredientes, tales como por ejemplo, curativos, rellenos, agentes de refuerzo, colorantes, plastificantes, etc.; la mezcla puede formarse o moldearse bajo calor y presión y labrarse hasta una elevada precisión dimensional, recortarse, y terminarse en su estado solidificado. Un plástico de tipo termoplástico puede reablandarse a su condición original por medio de calor; el plástico tipo termoestable no puede reablandarse a su estado original por medio de calor. El término "fundir", "fundiendo" o "fundido" se refiere a reunir, unir, soldar elementos entre sí con energía tal como energía térmica.
La frase "lente no plano" se refiere a un articulo de transmisión de luz con un lente esférico o asférico que es cóncavo, convexo, bicóncavo, biconvexo, o similar. La mención sobre rangos numéricos por puntos terminales incluye todos los números incluidos dentro de ese rango (por ejemplos 1 a 5 incluye 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, y 5) . Tal como se emplea en la presente especificación y en las reivindicaciones anexas, las formas singulares un", "una", y "el" o "la" incluyen referentes plurales a menos que el contenido indique claramente otra cosa. Por lo tanto, por ejemplo, la referencia a una composición que contiene "un compuesto"' incluye una mezcla de dos o más compuestos. Tal como aquí se usa en la presente especificación y en las reivindicaciones anexas, el término "o" se emplea generalmente en su sentido incluyendo "y/o" a menos que el contenido indique claramente otra cosa. La figura 1 es una vista en perspectiva de un lente 100 de conformidad con una modalidad de la invención. Una porción de curva 101 del lente no plano 100 tiene un perímetro 110 y un reborde integral 120 que rodea la porción curvada 101 del lente no plano 100 en el perímetro 110. El reborde 120 tiene una primera superficie 123, una segunda superficie 127 opuesta a la primera superficie 123 y un espesor de reborde 125 definido por una distancia entre la primera superficie 123 y la segunda superficie 127. El reborde 120 puede tener cualquier espesor deseado 125. El reborde 120 puede tener un espesor 125 de al. menos 0.1 mm 6 1 mm a 25 mm ó 1 mm a 10 mm. La primera superficie del reborde 123 y la segunda superficie del reborde 127 pueden ser planas. El reborde 120 y la porción curvada 101 del lente 100 pueden formarse a partir de ún termoplástico tal como por ejemplo, poliacrilato o policarbonato . Una capa de máscara opaca de plástico anular 130 se-funde con y dentro del perímetro del lente 110 sobre la porción curvada 101 del lente 100 (formando una abertura libre) y ya sea a la primera superficie 123 o a la segunda superficie 127 ó tanto a la primera superficie 123 como a la segunda superficie 127. La capa de máscara opaca de plástico anular 130 puede fundirse a una porción de la primera superficie 123 ó a toda la primera superficie 123. La capa de máscara opaca de plástico anular 130 puede fundirse a una porción de la segunda superficie 127 o a toda la segunda superficie 127. La capa de máscara opaca de plástico anular 130 puede fundirse solo con una porción de la segunda superficie 127 y/o una porción de la primera superficie 125. La capa de máscara opaca de plástico anular 130 puede no extenderse dentro o aún sobre el perímetro del lente 110 o la porción curvada 101 del lente 100, dependiendo de la aplicación particular del lente 100. La capa de máscara opaca de plástico anular 130 puede tener un espesor de 0.1 mm a 1 mm (0.004 a 0.04 pulgadas) ó 0.2 mm a 0.4 mm (0.007 a 0.015 pulgadas). El reborde 120 y la capa de máscara opaca de plástico anular 130 puede tener una concentricidad de no más de 1 mm, no más de 0.75 mm, o no más de 0.5 mm. La temperatura de transición vitrea (Tg) de la capa de máscara de plástico 130 puede ser la misma o mayor que la temperatura de transición vitrea (Tg) del lente cóncavo o convexo. La temperatura de transición vitrea (Tg) de la capa de máscara de plástico 130 es preferentemente de 1-50%, o de 1-25%, 1-15% ó 1-10% mayor que la temperatura de transición vitrea (Tg) del lente cóncavo o convexo. La capa de máscara opaca de plástico anular 130 puede formarse a partir de un termoplástico tal como por ejemplo, poliacrilato , policarbonato, y similares y puede incluir un colorante o pigmento (negro, gris, marrón, o similar) para proporcionar opacidad. Mientras que la figura 1 muestra un lente WC" 100, se contempla en la presente cualquier lente que incluya una capa de máscara. Además, en el contexto de una televisión de proyección, el lente 100 puede ser un lente un lente
"B", un lente "C", o similar. La figura 2 es una vista de la elevación frontal del lente no plano 100 mostrado en la figura 1. El lente no plano 200 tiene una porción curvada 201 rodeada por un perímetro de lente 210 y una superficie de reborde 223 que rodea al perímetro del lente 210. La capa de máscara opaca de plástico anular 230 puede fundirse a la superficie del reborde 223, al perímetro del lente 210 y sobre la porción curvada 201. El reborde tiene una anchura Fw de 1 mm a 75 mm ó 3 mm a 25 mm ó 5 mm a 15 mm. La capa de máscara opaca de plástico anular 230 puede tener una anchura de Mw que sea mayor que la anchura del reborde F, de tal manera que la capa de máscara opaca de plástico anular 230 se extiende por toda la anchura de la superficie del reborde 223 y sobre la porción curvada 201 del lente 200 dentro del perímetro del lente 210. La capa de máscara opaca de plástico anular 230 puede tener una anchura Mw que sea al menos 1%, 10%, 20% ó 30% mayor que la anchura del reborde Fw. La capa de máscara opaca de plástico anular 230 puede tener una anchura Mw que sea igual a la anchura del reborde Fw. La capa de máscara opaca de plástico anular 230 puede tener una anchura Mw que sea menor que la anchura del reborde Fw, de tal manera que la capa de máscara opaca de plástico anular 230 se extienda desde la porción curvada 210 del lente 200 ó del perímetro del lente 210 y sobre la superficie del reborde 223 y que sea al menos 1%, 10%, 20% ó 30% menor que la anchura del reborde Fw, dejando una porción de la superficie del reborde 223 libre de la capa de máscara opaca de. plástico anular 230. El reborde 223 puede tener un diámetro de reborde interno Fid y un diámetro de reborde externo Fod. La máscara 230 puede tener un diámetro de máscara interno Mid y un diámetro de máscara externo Mod. El diámetro de máscara externo Mod puede ser el mismo o menor que el diámetro externo del reborde Fod. El diámetro de máscara externo Mod puede ser de 1-20%, 1-10% ó 1-5% menor que el diámetro externo del reborde F0d. El diámetro de máscara interno Mid puede ser el mismo o menor que el diámetro interno del reborde Fid. El diámetro de máscara interno Mid puede ser de 1-20%, 1-10% ó 1-5% menor que el diámetro interno del reborde Fid. Por lo tanto, una porción de la máscara 230 puede fundirse sobre el perímetro del lente 210 y extenderse- sobre una porción curvada 201 del lente 200. La figura 3 es una vista en perspectiva de una capa de máscara opaca de plástico anular 300 de conformidad con una modalidad de la invención. La capa de máscara opaca de plástico anular 300 tiene una primera superficie de máscara 323 y una segunda superficie de máscara opuesta 327 y un espesor de máscara Mt definido por una distancia entre ellas. Antes de que se funda sobre el lente 100, 200, la capa de máscara opaca de plástico anular 300 puede ser plana. La capa de máscara opaca de plástico anular 300 tiene un diámetro interno de máscara Mid y un diámetro externo de máscara Mod como se describió anteriormente. La figura 4 es una vista de elevación frontal de una cara de molde 400 para manufacturar el lente 100 mostrado en la figura 1. La cara de molde 400 mostrada utiliza un proceso de molde por inyección, sin embargo se contempla en la presente cualquier proceso que utilice calor y presión para formar un lente. La cara de molde 400 puede tener una superficie de lente no plana 410. La superficie de lente 410 mostrada es una superficie convexa. Un rebajo de reborde 420 rodea la superficie del lente 410 y se dispone una transición 405 entre el rebajo del reborde 420 y la superficie del lente 410. Los puertos de vacio 430 pueden disponerse en el rebajo del reborde 420. Una pared externa 415 rodea al rebajo del reborde 420. Una entrada 440 permite que material de lente fundido entre al molde 400 y se disponga a través del rebajo del reborde 420. La figura 5 es una vista de la sección transversal de la cara de molde tomada a lo largo de la linea 5-6 en la figura 4 antes de formar el lente 100. La cara de molde 500 puede tener una superficie de lente no plana 510. La superficie del lente 510 mostrada en una superficie convexa. Un rebajo de reborde 520 rodea la superficie del lente 510 y se dispone una transición 505 entre el rebajo del reborde 520 y la superficie del lente 510. Pueden disponerse puertos de vacio 530 en el rebajo del reborde 520. Una pared externa 515 rodea el rebajo del reborde 520. Una entrada 540 que permite que entre material de lente fundido al molde 500 se dispone a través del rebajo del reborde 520. Una capa de máscara opaca de plástico anular 550 se muestra ubicada dentro del rebajo de reborde 520. La capa de máscara opaca de plástico anular 550 incluye una porción 555 que se extiende más allá de la transición 505 sobre la superficie del lente 510. La porción 555 puede extenderse en cualquier distancia sobre la curvatura del lente 510 tal como, por ejemplo, 1 mm a 5 mm ó 2 mm a 4 mm. El molde 500 puede estar suficientemente caliente para permitir que la capa de máscara opaca de plástico anular 550 se deforme como se muestra en la figura 5 ó la capa de máscara opaca de plástico anular' 550 puede deformarse como se muestra en la figura 5 debido a la presión aplicada por el material del lente introducido dentro del molde o por la presión de la placa de la cara de molde como se muestra en la figura 6. Los puertos de vacío 530 pueden aplicar un vacío a la capa de máscara opaca de plástico anular 550 para mantener la capa de máscara opaca de plástico anular 550 en su lugar, sin embargo también puede emplearse otro medio de alineamiento. La entrada 540 puede colocarse en la pared externa 515 de tal manera que el material de lente fundido fluye en la parte superior de la capa de máscara opaca de plástico anular 550. La máscara 550 puede montarse con seguridad en el rebajo del reborde 520 formando un ajuste hermético contra la pared externa 515 o la máscara 550 puede montarse en el rebajo del reborde 520 pero espaciada de la pared ' externa 515 en cualquier distancia tal como, por ejemplo, 0.1 mm a 1 mm (0.004 a 0.04 pulgadas) ó 0.2 mm a 0.4 mm (0.007 a 0.015 pulgadas) ó 0.3 mm (0.012 pulgadas). La figura 6 es una vista de la sección transversal del molde 600 tomada a lo largo de la linea 5-6 en la figura 4 que sigue la formación del lente 100. Una placa de cara de molde 670 se puede colocar sobre la cara de molde 610 formando una cavidad en donde puede formarse el lente 100. Un material de lente fundido, el cual puede ser cualquier material termoplástico transparente, entra al molde 600 a través de la entrada 640 y fluye sobre la capa de máscara opaca de plástico anular 650 incluyendo la porción 655 que se extiende más allá de la transición .605. El material de lente fundido fluye sobre la superficie del lente 610 formando la porción curvada 660 del lente. El material de lente fundido forma el reborde 665 y el lente 660. El material de lente fundido se funde con la capa de máscara opaca de plástico anular 650 formando un elemento unitario. Durante la formación del lente 100, la temperatura del molde 600 puede ser cualquier temperatura útil suficiente para deformar la capa de máscara opaca de plástico anular 650 dentro del rebajo del reborde 630 y la superficie del lente 610 tal como, por ejemplo, 70°C a 100°C. El material de lente fundido puede estar a cualquier temperatura útil suficiente para fundir la capa de máscara opaca de plástico anular 650 con el reborde 665 y/o el lente 660 tal como, por ejemplo, 200°C a 300°C. El molde 600 puede rellenarse a cualquier presión útil tal como, por ejemplo, 7,000 kPa. El lente 100 puede formarse a cualquier presión útil tal como, por ejemplo 70,000 kPa. La figura 7 es un esquema de un sistema de pantalla de televisión de proyección 700. Un sistema de pantalla de televisión de proyección 700 incluye una fuente de luz 710 tal como, por ejemplo, un tubo de rayos catódicos, un medio de visualización 730 y un montaje de lentes 720 dispuesto entre la fuente de luz 710 y el medio de visualización 730. La fuente de luz 710 emite luz 715. El montaje de lentes 720 manipula la luz emitida 715 a una luz proyectada 725 sobre el medio de visualización. Se pueden encontrar detalles de un montaje de lentes 720 por ejemplo, en la patente estadounidense No. 6,441,976 y en la Publicación de Solicitud de Patentes Estadounidense US 2002/0101663 Al. La presente invención no deberá considerarse limitada a los ejemplos particulares descritos arriba, sino más bien deberá entenderse que cubre todos los aspectos de la invención como se establece claramente en las reivindicaciones adjuntas. Varias modificaciones, procesos equivalentes, asi como numerosas estructuras a las cuales puede ser aplicable la presente invención serán evidentes para aquellos con experiencia en la técnica a los cuales está dirigida la presente invención al hacer una revisión de la presente especificación. Se hace constar que con relación a esta fecha, el me or método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.