制作柔性膜及其模具的方法、膜以及变焦透镜技术

制作用于变焦透镜(20)的柔性膜(10)的方法，方法包括：使用具有非光学质量的工艺使膜的第一侧(14)成形。还有制作模具(70、71)的方法，模具(70、71)模制用于变焦透镜的膜，方法包括：形成模具的一个表面，以具有光学质量；使用具有非光学质量的工艺使模具的相反表面成形。这种膜可以用在变焦流体填充透镜中，并且流体的折射率与膜的折射率匹配，并且流体与膜的非光学质量表面接触，使得膜的非光学质量不会不利地影响透镜的光学质量。非光学质量工艺的使用允许降低制造成本，以及允许减少使新透镜成原型并且制造新透镜的时间，并且允许有效生产不同形状的透镜时在时间和成本方面更大的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】已知各种类型的变焦透镜。一种特别成功的类型是流体填充透镜，在这种流体填充透镜中流体填充腔包含能够变形的膜，使得通过调整透镜内流体的体积使膜变形能够改变透镜的形状。流体填充透镜的一个问题在于难以制作非圆形状的透镜。如果使用非圆框构件，那么当透镜中流体的体积增大或减小时，附接到框构件的膜不会均匀伸展。这种不均匀的伸展向透镜引入了阻碍其有效校正视力的圆柱形部件和其它部件。换句话说，制作一种具有均匀厚度的膜的非圆流体填充变焦膜透镜是可行的，但是这种透镜是散光的，并且当焦强(power)变化时散光也变化。减小这种透镜中的散光的一种方式是使膜的厚度不均匀。US2011/0085243描述了一种使用非圆框与流体填充透镜的方法，其内容通过引用整体合并于此。非圆膜由谨慎开出处方的厚度剖面形成，例如由在中心的圆形盘或椭圆形盘形成，使得当流体的体积变化并且膜伸展时，中心盘能够关于非圆膜的其余部分孤立地伸展到某一程度。在眼镜的透镜中将这个中心盘置于瞳孔的前方，可以向使用者提供针对大多数入射光的实质球面的矫正。这种布置很大的优点在于其允许设计眼镜框(包含非圆框构件)时有很大的灵活性。这既有助于制造美观的框，又有助于允许制造更宽的框而不用非必要地增加重量(如果使用圆形透镜那么需要增加重量)。流体的量能够减少，这继而减小了透镜的重量。然而，由于需要造出膜复杂的厚度剖面，因此增加了制造这些透镜的成本。目前，膜被模制，从而提供期望的剖面。为了在膜的模制表面上提供合适的光学质量，需要非常高质量的模具(例如，典型地需要花费数万欧元)。每次设计新的透镜形状时，都需要新的模具。因此，与膜的制造相关联的成本很高。由于这种透镜的主要市场之一在仍然不能广泛获得视力矫正的发展中国家这样一个事实，所以成本是流体填充变焦透镜的一个重要因素。要想将视力矫正带到发展中国家，并且可以便宜地成批制作流体填充透镜，同时每一副能够依适当的处方进行调整，眼镜的成本是最大的障碍之一。传统磨制(ground)塑料透镜要订购必须被磨制或者必须以大量不同的预定焦强来提供，与提供传统磨制塑料透镜的成本相比这是一个主要优点。根据本专利技术的一个方面，提供了一种制作用于变焦透镜的柔性膜的方法，方法包括：使用具有非光学质量的工艺使膜的第一表面成形。通常，透镜的所有表面必须用合适的光学质量工艺成形，从而确保期望的透镜光学特性，例如，确保足够的透光性以及透镜产生的图像中足够低的畸变。这种工艺通常必须高度精确，并且比低质量的工艺更加昂贵。使用非光学质量工艺(例如具有较低空间分辨率的工艺)使膜的一个表面成形对于流体填充透镜来说是可行的，因为在装配的透镜中，非光学质量表面可以用在流体室的内部，并且可以选择流体使得其折射率与膜的折射率匹配。流体流动来匹配膜的非光学质量表面的不规则，并且因为界面两侧的折射率基本相等，所以流体与膜之间的界面不会由于折射引起的畸变而不利地影响透镜的光学特性。因此，根据本专利技术，流体填充透镜的膜可以通过较为便宜的工艺成形为期望的剖面，从而降低膜、使用膜的流体填充透镜、以及使用流体填充透镜的任何光学器件(例如一副眼镜状物)的制造成本。为本专利技术预见的主要目的之一在于例如使用与US2011/0085243中描述的工艺相似的工艺(即，通过使膜成形，从而形成能够在压力下按照与膜的其余部分不同的方式变形的截面)制造非圆流体填充透镜。然而，还可以存在技术的其它用途，例如，用于制作具有不同区域的透镜，这些区域在压力下以不同方式变形，从而造出不同的光学效果。本专利技术既可以用在圆透镜中，又可以用在非圆透镜中，从而矫正散光或其它屈光不正。然而，在优选的实施例中，膜具有非圆形状。这种膜被设计为用在非圆透镜中，例如通常用在一副眼镜状物中。这种透镜通常在一个方向更宽，从而横跨一个人的面部延伸，同时限制竖直范围(水平的和竖直的在本文指的是当正常使用时直立站立的人的竖直方向)。这种形状给流体填充透镜带来了好处，因为当与具有相同水平维度的圆形透镜相比时减小了填充非圆透镜所需的流体体积。膜的形状的灵活性允许随着流体填充透镜一起制作便宜的、但仍时尚的框。在一些优选的实施例中，框的整个前部可以制作成单件，膜结合到后表面。然后，可以附接鼻托和镜腿，从而制作便宜的、时尚的眼镜。特别地，使用便宜的制造工艺允许生产更多种类的框的形状，而不导致过多的花费。对于吸引人的/时尚的眼睛佩戴物来说相当重要的是，并非所有副眼镜佩戴物看起来相同，从而允许佩戴者选择恰当的风格或特色并且允许佩戴者具有某种个性。这可以有助于使眼睛佩戴物被广泛接受，结果促进视力矫正。使成形的步骤可以包括：形成与膜的其余部分具有不同厚度的基本圆形的或椭圆形的子区域。这种厚度的不同允许膜的一个区域按照不同于一个其它区域或多个其它区域的方式变形。圆形的子区域可以用来限定以基本球面的方式变形的区域，与通常用于视力矫正的球面透镜相似。略为椭圆形的子区域可以用来抵消影响透镜的其它力(例如重力或在膜中引入的其它张力)，或者可以用来将圆柱形的部件和其它部件引入到变形的透镜中以(例如)矫正散光。优选地，子区域与膜的其余部分相比具有减小的厚度。通过从膜的初步加工的成品剪去材料，或者通过将材料沉积以在减小厚度的区域的任一侧增加厚度，可以引入这种减小厚度的区域。通过从初步加工的成品开始、并且进行蚀刻或以其它方式从初步加工的成品移除材料、从而形成期望的形状，可以形成膜。初步加工的成品可以是一片平的材料。这种片状物通常可以以低成本在市场上买到。一旦用来形成流体填充透镜，片状物优选地具有至少一个光学质量表面，光学质量表面可以用作膜的外表面。这个表面形成空气-膜界面，因此需要具有合适的光学质量，从而避免由于折射导致的不可忽略的畸变。通过标准低成本技术由合适光学质量的平的表面可以容易地形成大片塑料材料。作为蚀刻的替换方案，通过递增式制造技术可以形成膜，在这种技术中材料例如以连续的层被沉积从而构建所需的剖面。这种技术包含各种类型的3D打印以及快速成原型技术，例如熔融沉积塑造或者选择性的激光烧结(作为非限制性示例)。递增式制造技术可以用来形成整个膜，或者其可以通过从膜的初步加工的成品开始而构建额外的材料来使用。对于后者，新增加的材料优选地与初步加工的成品的材料相同，或者至少具有相同的折射率。因此，优选地，方法包括将材料沉积以构建所需的形状。在其它优选的实施例中，方法包括：提供具有至少一个光学质量表面的膜的初步加工的成品，使成形的步骤包括：将额外的材料沉积到所述膜的相反表面上。优选地，额外的材料具有与膜相同的折射率。根据又一方面，本专利技术提供了制作模具的方法，这种模具用于模制用于变焦透镜的膜，方法包括：形成模具的一个表面，以具有光学质量；以及使用具有非光学质量的工艺使模具的相反表面成形。根据又一方面，本专利技术提供了制作变焦透镜的方法，包括：形成流体填充腔，其中，腔的一个壁是如上文描述的膜(具有或者不具有所描述的优选特征)；提供与腔流体连通的具有可变容积的流体容器，使得容器容积的调整来调整腔的容积；以及其中，流体的折射率与膜的折射率匹配。本专利技术还提供了用于变焦透镜的膜，包括：光学质量的第一表面；具有至少一个非光学质量区的第二表面；其中，膜具有不同厚度的基本圆形的或椭圆形的子区域。膜可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作用于变焦透镜的柔性膜的方法，所述方法包括：使用具有非光学质量的工艺使膜的第一侧成形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.17 GB 1400790.0;2014.02.14 GB 1402661.11.一种制作用于变焦透镜的柔性膜的方法，所述方法包括：使用具有非光学质量的工艺使膜的第一侧成形。2.如权利要求1要求保护的方法，其中，膜具有非圆形状。3.如权利要求1或2要求保护的方法，其中，使成形的步骤包括：形成不同厚度的基本圆形的或椭圆形的子区域。4.如权利要求3要求保护的方法，其中，所述子区域具有减小的厚度。5.如任一项前述权利要求要求保护的方法，其中，所述方法包括：将材料沉积来构建所需形状。6.如权利要求5要求保护的方法，其中，所述方法包括：提供具有一个光学上平的表面的膜；使成形的步骤包括：将额外的材料沉积到所述膜的相反表面上。7.如权利要求6要求保护的方法，其中，所述额外的材料具有与膜相同的折射率。8.如权利要求1至4任一项要求保护的方法，其中，所述方法包括：提供具有一个光学上平的表面的膜，并且对膜的相反表面蚀刻以产生期望的形状。9.如任一项前述权利要求要求保护的方法，其中，非光学质量的工艺是造成表面粗糙度大于5微米的工艺，表面粗糙度优选地大于10微米、20微米、30微米、50微米或100微米。10.一种制作模具的方法，所述模具模制用于变焦透镜的膜，所述方法包括：形成所述模具的一个表面，以具有光学质量；使用具有非光学质量的工艺使所述模具的相反表面成形。11.如权利要求10要求保护的方法，其中，光学质量的表面是平的表面。12.如权利要求10或11要求保护的方法，其中，非光学质量的工艺是造成表面粗糙度大于5微米的工艺，表面粗糙度优选地大于10微米、20微米、30微米、50微米或100微米。13.如权利要求10...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔舒亚·戴维·西尔弗，
申请(专利权)人：CIC发展中国家视力中心，
类型：发明
国别省市：英国;GB