無

聯(lián)邦政府贊助的研究或開發(fā)

不適用

共同研究協(xié)議

不適用

序列表

不適用

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的領(lǐng)域一般涉及生產(chǎn)眼鏡鏡片的方法，特別地，涉及使用增材(additive)技術(shù)而不是除去過量材料生產(chǎn)眼鏡片和鏡片坯料的方法。

背景技術(shù)：

處方眼鏡鏡片通常被用于矯正由遺傳、年齡、疾病或其它因數(shù)引起的人類視力誤差、像差和聚焦缺陷。除了矯正生理視力問題之外，眼鏡鏡片可以被用作時(shí)尚飾品，或者用于保護(hù)眼睛免受危險(xiǎn)或不適。

處方眼鏡鏡片必須經(jīng)制備滿足每個(gè)個(gè)人的具體的視力要求。多年以來，已經(jīng)開發(fā)出了各種技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。一種常用技術(shù)涉及儲備或獲得形成具有離散表面曲率的一系列開始塊的半成品鏡片坯料，使得僅需要坯料的一側(cè)被進(jìn)一步成形以實(shí)現(xiàn)給定的處方。然后，經(jīng)表面處理的鏡片需要被拋光至光學(xué)光潔度，并且經(jīng)切邊成個(gè)人選擇的眼鏡框架形狀。這能夠是耗時(shí)的過程。另一種技術(shù)涉及儲備或獲得成品鏡片，成品鏡片僅將被切邊成個(gè)人的選擇的眼鏡框架。然而，成品鏡片通常僅接近于以球體和柱狀矯正的0.25D增量的處方，并且因而對于矯正可能不太準(zhǔn)確。此外，需要更多的儲備單元，以覆蓋專業(yè)眼部護(hù)理人員將遇到的范圍廣泛的處方。最近，使用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器加工的數(shù)字表面處理鏡片的另一種技術(shù)已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位。數(shù)字表面處理常常要求僅有限數(shù)量的半成品鏡片坯料或其它開始鏡片構(gòu)型，但是計(jì)算機(jī)控制的表面處理儀器允許制備更復(fù)雜的(例如，多焦點(diǎn)的)或個(gè)人處方。該方法能夠涉及儀器的不菲費(fèi)用和專業(yè)受訓(xùn)人員。

這些技術(shù)中的每個(gè)可以被描述為消減生產(chǎn)方法，其去除過量的鏡片材料，以創(chuàng)建期望的處方或鏡片特性。在這樣的過程中，常常存在必須進(jìn)行安全處置、儲存和消除的大量廢料。

然后，期望想到一種受控增材過程可以用于眼鏡鏡片制備。

雖然在薄膜沉積領(lǐng)域中，用于光譜濾波的增材型過程是已知的，但是這些技術(shù)不被用于創(chuàng)建最終鏡片的光焦度(optical power)改變。相反，它們專注于維持原始光學(xué)零件的任何鏡片特性，同時(shí)改變特定的光譜性質(zhì)。

雖然在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)描述了增材型技術(shù)的一些其它初步發(fā)展，但是仍然要求使用至少一個(gè)額外的模具表面。例如，美國專利No.4873029、美國專利No.5178800和美國專利No.7002744B2均描述了通過相對于模具表面使已有的鏡片或模殼(form)定位以創(chuàng)建鏡片形成腔、將液體鏡片形成材料放置在腔中以及使鏡片形成材料凝固到已有鏡片或模殼上，使得當(dāng)去除模具表面時(shí)，其組合以形成新的光學(xué)零件，來生產(chǎn)各種光學(xué)零件的方法。然而，這些技術(shù)仍然要求用于制造的至少一個(gè)精密模具表面，并且必須要制備、正確地儲存和維持該模具表面，以實(shí)現(xiàn)一致的和可接受的光學(xué)質(zhì)量生產(chǎn)。

同樣感興趣的是基于立體平版印刷法、熔融沉積、噴墨或3-D打印進(jìn)步的其它增材技術(shù)。其中的很多要求在其上構(gòu)建期望的3維零件的支撐物。這些支撐物常常是平臺，該平臺本質(zhì)上不適合于處方眼鏡鏡片。此外，從最終打印對象小心地去除或分離大多數(shù)支撐物，僅充當(dāng)在其上構(gòu)建期望的對象的基座。已經(jīng)出現(xiàn)使用這些類型的技術(shù)用于柔韌的接觸鏡片的生產(chǎn)的一些發(fā)展。例如，美國專利No.7905594B2、美國專利No.820849B2和美國專利No.8318055 B2以及EP 2265430B1描述了使用精密模具或形成光學(xué)元件作為在其上構(gòu)建接觸鏡片的可移除的平臺。引起反應(yīng)液的聚合作用的照射能量被引導(dǎo)通過精密模具或形成光學(xué)元件，以抵靠在該表面構(gòu)建零件。然后，從模具或形成光學(xué)元件去除眼科零件或接觸鏡片，以通過復(fù)制向所創(chuàng)建的零件的接觸側(cè)提供光學(xué)表面光潔度和期望的鏡片曲率。美國專利No.7235195B2描述了具體地在沒有使用任何模具或支撐物的情況下，通過在液池的頂部處的立體平版印刷法生產(chǎn)的接觸鏡片。通過經(jīng)由優(yōu)選地來自不同角度的兩束的輻射曝光，空間控制液池的表面的聚合作用，創(chuàng)建期望的鏡片的全部特征。

然而，增材生產(chǎn)的一些缺點(diǎn)妨礙用于眼鏡鏡片的這些技術(shù)的實(shí)施。層的精密放置和控制成本高且耗時(shí)。與接觸鏡片或眼內(nèi)植入物相比，眼鏡鏡片要求更多的材料，并且因而使這些缺點(diǎn)加劇。適合于塑料零件的增材生產(chǎn)的材料或甚至適合于小的、薄的、柔韌的接觸鏡片的材料可以不被安裝在眼鏡架中的眼鏡鏡片所要求的必要的光學(xué)特性和結(jié)構(gòu)特性組合起來。然而，朝向增材生產(chǎn)技術(shù)的領(lǐng)域中的改進(jìn)和新發(fā)明的努力被證實(shí)給出這些方法的潛在的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明人確定有效的和創(chuàng)新的手段以使用增材生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)建眼鏡鏡片?，F(xiàn)有的光學(xué)鏡片基底被用作開始結(jié)構(gòu)，在該開始結(jié)構(gòu)上，使用增材生產(chǎn)技術(shù)構(gòu)建具體的眼科特征。與用于增材制造的其它手段相比較，鏡片基底變成最終眼鏡鏡片的整體部分，并且本發(fā)明的增材生產(chǎn)過程被用于改變其光學(xué)和物理性質(zhì)，以創(chuàng)建按具體佩戴者的需要定制的眼鏡鏡片。

優(yōu)選地，從成品鏡片坯料、半成品鏡片坯料、平鏡片坯料、平切邊的鏡片和成品切邊的鏡片中選擇鏡片基底。鏡片基底包括至少第一表面和第二表面，當(dāng)佩戴時(shí)，至少第一表面和第二表面中的一個(gè)將被定位為最接近眼睛，并且一個(gè)將被定位為遠(yuǎn)離眼睛。在優(yōu)選的實(shí)施例中，鏡片基底的表面可以包括處理物或涂層，以增強(qiáng)后續(xù)層的粘合。在優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)用肉眼觀察時(shí)，鏡片基底將具有與定制眼鏡鏡片的光焦度特性相比可辨別的不同的光焦度特性。

過程包括計(jì)算將鏡片基底的光焦度特性轉(zhuǎn)換成定制眼鏡鏡片所期望的特性所需的修改，并且然后生成增材層設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)這些修改。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，除了修改光焦度特性之外，計(jì)算且生成增材層設(shè)計(jì)，以修改用于定制眼鏡鏡片的鏡片基底的其它特性，諸如偏振、光致變色率、紫外線(UV)透射比、可見光透射比、光反射系數(shù)、疏水性、耐化學(xué)性、耐磨性、抗沖擊性和導(dǎo)電性。

為了創(chuàng)建增材層設(shè)計(jì)的層，第一輻射可聚合材料作為液體層被施用到基底的表面中的一個(gè)的至少一部分上，并且然后用波長范圍、能量和空間分布受控的輻射照射液體層的所選擇的區(qū)域，以由僅在照射的所選擇的區(qū)域中的聚合作用形成增材層。根據(jù)增材層設(shè)計(jì)，選擇性地照射和聚合液體層，以形成增材層。此外，增材層整體結(jié)合到鏡片基底。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，輻射可聚合液體材料僅被施用到基底的一個(gè)表面。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，輻射可聚合液體材料或同時(shí)地或順序地被施用到基底的第一表面和第二表面兩者。在優(yōu)選的實(shí)施例中，由方法諸如旋涂、浸涂、噴涂、輥涂、刮涂和淋涂施用輻射可聚合材料。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)施用液體層時(shí)，能夠控制鏡片基底相對于輻射可聚合材料的角度和位置。在優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)施用材料時(shí)，鏡片基底相對于輻射可聚合材料移動。在進(jìn)一步的優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)施用輻射可聚合材料時(shí)，鏡片基底在從Y平移、Z平移和角度α旋轉(zhuǎn)中所選擇的至少一個(gè)方向上移動。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鏡片基底相對于正被施用的輻射可聚合材料以非垂直的角度移動。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)施用輻射可聚合材料時(shí)，鏡片基底的運(yùn)動的角度、速度和/或方向變化。

在進(jìn)一步的優(yōu)選的實(shí)施例中，在液體層的照射期間，鏡片基底相對于輻射可聚合材料以非垂直的角度移動。在優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)照射輻射可聚合材料時(shí)，鏡片基底在從Y平移、Z平移和角度α旋轉(zhuǎn)中所選擇的至少一個(gè)方向上移動。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)照射所施用的液體層的輻射可聚合材料時(shí)，鏡片基底的運(yùn)動的角度、速度和/或方向變化。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，從由熱能量、微波能量、射頻能量、紫外線能量、可見光能量和紅外線能量中選擇用于照射液體層的輻射。

可以施用輻射可聚合材料的額外的液體層，以繼續(xù)構(gòu)建定制眼鏡鏡片的特征。在優(yōu)選的實(shí)施例中，第二液體層被施用到選自下列項(xiàng)的施用區(qū)：第一增材層的至少一部分、鏡片基底的表面中的一個(gè)的至少一部分或鏡片基底表面的一部分和第一增材層的一部分兩者的組合。在優(yōu)選的實(shí)施例中，對多個(gè)額外的液體層重復(fù)該過程，多個(gè)額外的液體層可以被施用到從鏡片基底的表面中的一個(gè)的至少一部分和/或先前施用的增材層的部分中所選擇的施用區(qū)。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)施用(一個(gè)或更多個(gè))額外的液體層時(shí)，鏡片基底移動，并且該運(yùn)動可以不與當(dāng)施用第一液體層時(shí)基底的運(yùn)動相同。在優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)施用(一個(gè)或更多個(gè))額外的液體層的輻射可聚合材料時(shí)，鏡片基底的運(yùn)動的角度、速度和/或方向變化。

為了形成額外的增材層，用波長范圍、能量和空間分布受控的輻射照射額外的液體層的每個(gè)的所選擇的區(qū)域。該選擇性的照射通過僅在被照射的每個(gè)液體層的所選擇的區(qū)域中的聚合作用，形成每個(gè)增材層。根據(jù)增材層設(shè)計(jì)照射額外的液體層，并且額外的增材層整體結(jié)合到它們的施用區(qū)。

在進(jìn)一步的優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)照射(一個(gè)或更多個(gè))額外的液體層時(shí)，鏡片基底移動，并且該運(yùn)動可以不與當(dāng)照射第一液體層時(shí)基底的運(yùn)動相同。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)照射(一個(gè)或更多個(gè))額外的液體層的輻射可聚合材料時(shí)，鏡片基底的運(yùn)動的角度、速度和/或方向變化。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層設(shè)計(jì)包括兩個(gè)或更多個(gè)增材層。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層設(shè)計(jì)包括至少50個(gè)增材層。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層設(shè)計(jì)包括至少200個(gè)增材層。

在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，方法還包括用于增材層設(shè)計(jì)的具有誤差限制的至少一個(gè)控制點(diǎn)。在控制點(diǎn)處，在一個(gè)或更多個(gè)測量位置處測量鏡片基底和/或一個(gè)或更多個(gè)增材層的局域光學(xué)和/或物理特性，計(jì)算期望的定制眼鏡鏡片的增材層設(shè)計(jì)的所測量的特性與預(yù)期的結(jié)果之間的誤差，將誤差與控制點(diǎn)的誤差限制相比較，并且如果誤差大于誤差限制，則基于所測量的結(jié)果和設(shè)計(jì)之間的差值修正增材層設(shè)計(jì)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在控制點(diǎn)的(一個(gè)或更多個(gè))測量位置處測量局域特性，并且該特性選自：存在于測量位置處的(一個(gè)或更多個(gè))增材層的斜率、光焦度、位置和/或厚度(高度)以及存在于測量位置處的鏡片和增材層的組合的光通過焦度(optical through-power)。

用于局域特性的測量的一些優(yōu)選的技術(shù)包括反射光偏折術(shù)、透射光偏折術(shù)、莫爾圖案比較和三角測量術(shù)。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，由(一個(gè)或更多種)輻射可聚合材料形成的一個(gè)或更多個(gè)增材層具有可測量地與鏡片襯底不同的光學(xué)或物理特性。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層的可測量地不同的特性選自折射率、阿貝數(shù)、耐磨性、抗沖擊性、對有機(jī)溶劑的抗性、對堿的抗性、Tg、可見光透射比、UV透射比、偏振和光致變色特性。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，輻射可聚合材料還包括用于修整眼鏡鏡片的光學(xué)特性、機(jī)械特性、化學(xué)特性或物理特性的組成部分。在優(yōu)選的實(shí)施例中，從光引發(fā)劑、紫外線吸收劑、紫外線反射劑、紅外反射劑、紅外吸收劑、可見光著色劑、染料、顏料、光致變色劑、電致變色劑、熱致變色劑、熱穩(wěn)定劑、導(dǎo)電材料、液晶材料和包括活性偏振材料的偏光片中選擇該組成部分。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，組成部分可以包括具有增強(qiáng)或修改輻射可聚合材料的物理或光學(xué)特性的特性的裝飾物、顆粒，諸如吸光顆粒或光反射顆粒、嵌入式傳感器、發(fā)射器或顯示器。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，(一個(gè)或更多個(gè))額外的增材層的輻射可聚合材料可以與用于第一增材層的輻射可聚合材料相同或不同。在優(yōu)選的實(shí)施例中，(一個(gè)或更多個(gè))額外的增材層的輻射可聚合材料包括與用于第一增材層的輻射可聚合材料不同的組成部分。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，(一個(gè)或更多個(gè))額外的增材層具有可測量地與第一輻射可聚合材料不同的光學(xué)特性或物理特性。

在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，至少一個(gè)液體層的所選擇的區(qū)域的照射在位置中形成最終的增材層，使得其消除(smooth over消除/緩和)諸如鏡片基底的表面上的不連續(xù)、缺陷或不規(guī)則或者一個(gè)或更多個(gè)先前施用的增材層的邊緣的特征。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，包括光引發(fā)劑的層被施用，作為用于生產(chǎn)定制眼鏡鏡片的方法的部分。

附圖說明

圖1A和圖1B示出除了用于供選擇的實(shí)施例的可選的步驟之外本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的步驟的示例性流程圖。

圖2例示用于施用輻射可聚合材料以及用于測量所施用的(一個(gè)或更多個(gè))層和/或鏡片基底的光學(xué)特性的本發(fā)明的方法的一個(gè)示例。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明體現(xiàn)為增材方法，以通過選擇性地將輻射可聚合層添加到現(xiàn)有的鏡片基底，生產(chǎn)眼鏡鏡片。以該方式，通過建立于標(biāo)準(zhǔn)鏡片基底，本發(fā)明使得單獨(dú)地定制眼鏡鏡片能夠被創(chuàng)建具有所期望的光學(xué)特性和物理特性。本發(fā)明不需要額外的和昂貴的精密模具或復(fù)制品形成光學(xué)元件。

眼鏡鏡片是被佩戴在眼睛的前面的眼鏡鏡片。它們可以是平鏡片、處方鏡片或非處方鏡片。根據(jù)個(gè)人的需要和期望，它們可以用作一個(gè)或更多個(gè)目的，包括矯正視力、為眼睛提供保護(hù)或改進(jìn)的舒適性，或是時(shí)尚飾品。眼鏡鏡片通常安裝在經(jīng)設(shè)計(jì)保持鏡片在用戶的眼睛的前面的結(jié)構(gòu)中。這樣的結(jié)構(gòu)包括護(hù)目鏡(眼鏡)架、防護(hù)眼鏡、面罩、護(hù)罩、眼罩、鏡片支座和其它安裝設(shè)備。

本發(fā)明解決了為特定的人定制鏡片的需要。這能夠提供個(gè)人的視力矯正處方和/或包括人已經(jīng)請求的其它眼鏡鏡片屬性。人可能想要的其它屬性的一些示例包括時(shí)尚或功能色調(diào)、對于日光的光致變色響應(yīng)或增加的耐磨性或抗沖擊性。此外，可以為個(gè)人的特定的框架構(gòu)造、用戶將執(zhí)行的特定任務(wù)或個(gè)人移動他們的眼睛或頭以達(dá)到期望的任務(wù)的方式選擇或優(yōu)化定制鏡片的光學(xué)設(shè)計(jì)。例如，如果已經(jīng)選擇非常窄的框架，但是個(gè)人同時(shí)具有距離和近視矯正要求，則定制眼鏡鏡片必需同時(shí)適應(yīng)非常有限的空間內(nèi)的視力需要。作為另一個(gè)示例，如果定制眼鏡鏡片旨在主要當(dāng)觀察手持設(shè)備時(shí)使用，則鏡片的透射比和它的近距對遠(yuǎn)距處方區(qū)域的比例可以與航行時(shí)為視距定制的鏡片相當(dāng)不同。本發(fā)明通過將已知的眼鏡鏡片制造與定制3-D增材生產(chǎn)技術(shù)組合，提供了定制這些和其它鏡片的有效和實(shí)用的方法。

本發(fā)明的增材過程包括至少將鏡片基底的光焦度特性改變到定制眼鏡鏡片所期望的光焦度特性。增材過程還可以包括在鏡片基底和定制眼鏡鏡片之間的其它光學(xué)改變、化學(xué)改變或物理改變。

為了促進(jìn)理解，圖1A和圖1B提供了包括若干可選步驟的本發(fā)明的步驟的示例性流程圖。由虛線在流程圖中指示可選的步驟和任何相關(guān)聯(lián)的后繼動作。下面將進(jìn)一步解釋流程圖的步驟的細(xì)節(jié)。

在步驟100，獲得鏡片基底用于在本發(fā)明中使用。從眼鏡鏡片制造商的自由市場可商購獲得很多鏡片基底。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將理解，還能夠通過各種方法自身或通過合約制造生產(chǎn)基底，獲得鏡片基底。能夠通過很多不同的方法制造鏡片基底，很多不同的方法包括熱固性過程、熱塑注塑成型或注射壓縮成型、反應(yīng)注射成型、成形或拋光初始零件的受控材料除去技術(shù)、構(gòu)建基底的增材技術(shù)和其它方法。

鏡片基底經(jīng)設(shè)計(jì)以具有眼鏡鏡片所要求的基本特性中的至少一些，但是可以不被完全構(gòu)造具有個(gè)人所需要的全部屬性，或者可以不是安裝所期望的最終鏡片輪廓。鏡片基底可以是平坦的、球面彎曲的或者具有簡單的或復(fù)雜的非球面曲率。它們的表面可以包含不連續(xù)，諸如階梯式多焦點(diǎn)部分或改變的曲率，諸如漸進(jìn)的或鏡片狀的特征。

典型的鏡片基底的示例包括由適合于眼鏡鏡片的材料和設(shè)計(jì)制成的鏡片坯料，但不是處于用于佩戴者使用的最終形式。需要進(jìn)一步成形或修改鏡片坯料，以產(chǎn)生處方或非處方光焦度，或者裝配在眼鏡框架內(nèi)。很多眼鏡鏡片坯料具有一個(gè)表面，該一個(gè)表面是彎曲的或被形成適合于安裝在眼鏡框架中，并且供應(yīng)一些眼科屬性，但是另一個(gè)相對的表面需要被研磨和拋光，以完成由個(gè)人佩戴者要求的全處方焦度。在本領(lǐng)域中這樣的眼鏡鏡片坯料被稱為“半成品”鏡片坯料?！俺善贰辩R片坯料的兩個(gè)表面被制備用于提供特定的球面和柱面視力矯正光焦度，但是這些坯料具有大于大多數(shù)眼鏡框架的直徑，使得它們可以被向下定制切邊為裝配在個(gè)人的選擇的框架中需要的最終形狀和大小。適合于本發(fā)明的其它鏡片基底包括平鏡片坯料，平鏡片坯料不具有視力矯正焦度，但可以包括其它眼鏡屬性，諸如色調(diào)、偏振、光致變色響應(yīng)、抗沖擊性或個(gè)人期望的其它特征。適合于本發(fā)明的其它鏡片基底包括切邊的鏡片或鏡片坯料，已經(jīng)使切邊的鏡片或鏡片坯料成形以裝配最終選擇的眼鏡框架。這樣的切邊鏡片可以具有矯正視力光焦度，或者不具有焦度(平的)。

優(yōu)選地，獲得的鏡片基底將具有由個(gè)人對它們的定制眼鏡鏡片期望的至少一些屬性。這些可以基本是將不會在框架中不可接受地變形或者將不會在使用中太快退化的塑料或玻璃材料。鏡片基底還可以提供所期望的視力矯正的部分(例如，距離矯正，而不是近距增加焦度)。作為其它示例，半成品鏡片坯料可以提供用于制備視力矯正的(一個(gè)或更多個(gè))開始曲率，或適合于框架構(gòu)造的鏡片曲率。鏡片基底還可以包括額外的期望的特征，諸如，例如，偏振、色調(diào)、梯度色調(diào)、光致變色特性、紫外(UV)光或紅外光、吸光顆粒的阻擋或電致變色特性。鏡片基底還可以包括有源顯示元件、傳感器、發(fā)射器、裝飾物、微光學(xué)元件或其它特征件。鏡片基底可以提供所期望的一些物理特性，諸如基本抗沖擊性、耐磨性、熱穩(wěn)定性、所期望的折射率或其它屬性。鏡片基底還可以包括其它元件，諸如膜、晶片、插入件或其它對象。

然而，在所有的情況下，鏡片基底不會體現(xiàn)定制眼鏡鏡片所期望的全部的屬性。本發(fā)明的增材生產(chǎn)技術(shù)被用于向鏡片提供額外的定制屬性。該方法是期望的和有用的，因?yàn)檫@意味著能夠儲備基底的更加有限的存量。此外，該較小的存量可以包括更簡單和不那么昂貴的鏡片基底，并且本發(fā)明將被用于提供基于個(gè)人所期望的更復(fù)雜的、獨(dú)特的或昂貴的屬性。

本發(fā)明的優(yōu)選的鏡片基底包括成品鏡片坯料、半成品鏡片坯料、平鏡片坯料、平切邊的鏡片和成品切邊的鏡片。

鏡片基底包括至少第一表面和第二表面，當(dāng)以眼鏡框架被佩戴時(shí)，至少第一表面和第二表面中的一個(gè)將被定位為最接近眼睛，并且一個(gè)將被定位為遠(yuǎn)離眼睛。

鏡片基底可以包括在它的表面上的涂層或處理物。例如，它的表面中的一個(gè)或兩個(gè)可以被供應(yīng)用于改進(jìn)的耐磨性和/或耐化學(xué)性的硬涂層。其它可能的涂層包括例如導(dǎo)電的、偏振的、光致變色的、電致變色的、電活性的、疏水的、抗反射的、UV或可見光過濾器或色調(diào)。已經(jīng)對基底執(zhí)行處理，以提供、增強(qiáng)或改變表面特性，諸如，例如，除塵度、對后續(xù)層的粘合、抗裂性、耐化學(xué)性、熱穩(wěn)定性或其它屬性。能夠通過很多已知的技術(shù)施用這樣的處理，很多已知的技術(shù)包括等離子體、電暈、溶液、溶劑、蒸汽和表面活化等等。在優(yōu)選的實(shí)施例中，鏡片基底的表面可以包括處理物或涂層，以增強(qiáng)后續(xù)層的粘合，包括對增材生產(chǎn)層的粘合。

步驟200綜述初始計(jì)算和設(shè)計(jì)活動以將鏡片基底的特性轉(zhuǎn)換為定制眼鏡鏡片所期望的那些特性。首先，計(jì)算實(shí)現(xiàn)定制眼鏡鏡片的所期望的特性所需的鏡片基底的修改。然后，這些修改被轉(zhuǎn)換成將被添加到鏡片基底的層的設(shè)計(jì)。在該描述中，所計(jì)算的設(shè)計(jì)將被稱為增材層設(shè)計(jì)。此外，為增材層設(shè)計(jì)識別一個(gè)或更多個(gè)控制點(diǎn)，以允許實(shí)現(xiàn)定制眼鏡鏡片所需要的確認(rèn)或修正。

具體地，對于本發(fā)明，預(yù)期鏡片基底將不具有定制眼鏡鏡片所期望的光焦度特性。在一個(gè)實(shí)施例中，鏡片基底將具有與定制眼鏡鏡片相比可辨別的不同的光焦度特性。作為一個(gè)非限制性示例，鏡片基底可以是具有-2屈光度的光焦度的單個(gè)視力球面成品鏡片，而定制鏡片要求-2屈光度的球面遠(yuǎn)距光焦度和在具有+1.5屈光度的光焦度的光學(xué)中心下面10mm的增加焦度讀取區(qū)域。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，鏡片基底和定制眼鏡鏡片的光焦度差異對于肉眼將是可辨別的。例如，在上面給出的非限制性示例中，當(dāng)通過這些樣本中的每個(gè)觀察打印頁時(shí)，將看到標(biāo)記的差異。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，生成增材層設(shè)計(jì)以將鏡片基底的光焦度特性轉(zhuǎn)換成與定制眼鏡鏡片所期望的可辨別的不同的光焦度特性。在進(jìn)一步的優(yōu)選的實(shí)施例中，光焦度中的該可辨別的改變可以將鏡片基底的光焦度轉(zhuǎn)換成定制眼鏡鏡片的最終處方所要求的總的光焦度。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層設(shè)計(jì)可以將鏡片基底的光焦度特性轉(zhuǎn)換成不是所要求的最終處方而是朝向那些值的中間的定制鏡片的可辨別的不同的光焦度特性，并且因而進(jìn)一步簡化定制眼鏡鏡片的鏡片加工。當(dāng)鏡片基底是半成品鏡片坯料時(shí)，到中間光焦度特性的該改變可以是特別優(yōu)選的。如果可以預(yù)料將執(zhí)行定制鏡片的其它特殊的涂層或處理，則由增材層設(shè)計(jì)到中間值的光焦度特性的轉(zhuǎn)換還可以是定制眼鏡鏡片所期望的。如此，可以預(yù)料本發(fā)明的增材層設(shè)計(jì)將提供鏡片基底的光焦度中的可辨別的改變，而且可以提供用于最終定制眼鏡鏡片的總的處方焦度的全部或者一部分。

在進(jìn)一步的優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層設(shè)計(jì)不僅將鏡片基底的光焦度轉(zhuǎn)換成定制眼鏡鏡片所期望的不同的光焦度，而且還將提供定制鏡片的其它定制特性。為了提供額外的定制，可以計(jì)算和生成增材層設(shè)計(jì)，以包括鏡片基底和定制眼鏡鏡片之間的光學(xué)特性、化學(xué)特性和物理特性的修改。作為非限制性示例，增材層設(shè)計(jì)可以修改用于最終定制眼鏡鏡片的特性，諸如偏振、光致變色率、紫外線透射比、可見光透射比、光反射系數(shù)、疏水性、耐化學(xué)性、耐磨性、抗沖擊性和導(dǎo)電性。

由增材層設(shè)計(jì)供應(yīng)的定制眼鏡鏡片的屬性加上步驟100的鏡片基底的性質(zhì)是步驟200處的設(shè)計(jì)計(jì)算的輸入。將測量(例如，通過光學(xué)或物理度量法)或知道鏡片基底的表面，并且能夠由一個(gè)或更多個(gè)等式表達(dá)或者由獨(dú)特的一組xyz坐標(biāo)描述鏡片基底的表面。然后，這些(一個(gè)或更多個(gè))等式或坐標(biāo)值與光焦度中期望的改變和增材層設(shè)計(jì)旨在解決的任何其它特征一起進(jìn)入到計(jì)算例程中，以優(yōu)化且定義從(一個(gè)或更多個(gè))鏡片基底表面轉(zhuǎn)換到定制眼鏡鏡片所需要的總的改變。能夠通過很多已知的技術(shù)完成這些計(jì)算，很多已知的技術(shù)包括光線追蹤、波前傳播分析、曲率計(jì)算、這些技術(shù)的組合和本領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的其它技術(shù)。

作為一個(gè)示例，鏡片基底表面(或更多個(gè)表面)能夠在數(shù)學(xué)上被建模為根據(jù)Wyant-Creath方案排序的多個(gè)正交澤爾尼克(Zernike)多項(xiàng)式之和；該表面表示的系數(shù)變成所描述的鏡片計(jì)算的輸入。然后，經(jīng)由精準(zhǔn)的光線追蹤執(zhí)行計(jì)算，以將該鏡片基底信息與定制眼鏡鏡片參數(shù)合并，并且確定添加的層設(shè)計(jì)的需要的性質(zhì)，以滿足定制鏡片的期望的光焦度要求。作為另一個(gè)示例，還可以由多個(gè)澤爾尼克(Zernike)多項(xiàng)式的單獨(dú)展開表示將為定制眼鏡鏡片創(chuàng)建的新的表面(通過由增材層設(shè)計(jì)添加到鏡片基底的材料)。為了實(shí)現(xiàn)定制鏡片的期望的光焦度要求，通過將在計(jì)算的任何階段處的實(shí)際焦度圖與理論焦度圖比較的優(yōu)值函數(shù)的最小化，找到該第二澤爾尼克(Zernike)多項(xiàng)式展開的設(shè)計(jì)系數(shù)。能夠使用BFGS(變尺度法(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno))優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識到其它計(jì)算和優(yōu)化手段。

一旦計(jì)算出必須對鏡片基底做出的以達(dá)到定制鏡片的期望的屬性的改變的總數(shù)量，其就被轉(zhuǎn)換成將由增材過程施用到(一個(gè)或更多個(gè))鏡片基底表面的一系列層，以實(shí)現(xiàn)改變。將計(jì)算和生成增材層設(shè)計(jì)以選擇性地僅將材料添加到其需要的這些區(qū)域中。該增材過程表示非常不同的技術(shù)以創(chuàng)建定制眼鏡鏡片。先前的手段將通過簡單的球面和環(huán)狀表面處理技術(shù)接近處方設(shè)計(jì)所需的光焦度，但通常被硬質(zhì)模具限制于焦度改變之間的離散的和相當(dāng)大的增量。更尖端的技術(shù)可能采用各種計(jì)算和優(yōu)化步驟，而且然后將該信息饋送到計(jì)算機(jī)控制的表面處理儀器中，計(jì)算機(jī)控制的表面處理儀器再次從鏡片基底或鏡片坯料去除過量的材料，在除去過程中引起浪費(fèi)。相比之下，本發(fā)明的技術(shù)不同地探討了該問題，并且創(chuàng)新地選擇性地添加材料以實(shí)現(xiàn)定制鏡片，而不是從現(xiàn)有的鏡片坯料或材料塊去除材料。

為了生成增材層設(shè)計(jì)，為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)應(yīng)用計(jì)算和優(yōu)化每個(gè)增材層的厚度，以及其在鏡片基底表面上(或在先前增材層上)的位置和其相對于鏡片基底或(一個(gè)或更多個(gè))先前增材層的斜率。例如，在生產(chǎn)中具有必須被控制為0.1納米準(zhǔn)確度的0.1毫米的層厚度可能是不合理的；相反，可以設(shè)計(jì)多個(gè)較薄的層以實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。供選擇地，可以重新計(jì)算增材層設(shè)計(jì)，使得0.1毫米厚的所施用的層被控制為1微米(0.001毫米)精度。

增材層設(shè)計(jì)的計(jì)算和生成能夠包括因數(shù)諸如：層的總數(shù)量；層是否將被添加到基底的一個(gè)或兩個(gè)表面；相同的或不同的材料是否將被用于每個(gè)層；以及每個(gè)層的位置、厚度(高度)和斜率，以及用于這三個(gè)層參數(shù)中的每個(gè)的可接受的最大/最小限制?？梢栽诳缭?一個(gè)或更多個(gè))鏡片基底的表面的多個(gè)位置處確定和優(yōu)化這些因數(shù)，以提供更加精確定制的鏡片。在進(jìn)一步的優(yōu)選的實(shí)施例中，對增材層設(shè)計(jì)的決定可以考慮實(shí)際因數(shù)，諸如在預(yù)定生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)保持將使用的層的數(shù)量和輻射可聚合材料的數(shù)量是可控和有效的，并且規(guī)劃對層的可能的誤差或控制限制，使得堆疊的誤差不會危害最終設(shè)計(jì)性能。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識到能夠被合并的其它設(shè)計(jì)因數(shù)。

在增材層設(shè)計(jì)計(jì)算中的該點(diǎn)處，用于定制眼鏡鏡片的最終期望的表面z_F(x，y)和基底的初始表面z_S(x，y)兩者是已知的。因而，在每個(gè)設(shè)計(jì)位置(x，y)處，我們需要在z_S(x，y)和z_F(x，y)之間構(gòu)建材料，以實(shí)現(xiàn)定制鏡片。在每個(gè)設(shè)計(jì)位置處將被構(gòu)建的材料的總高度是Δz(x，y)＝z_F(x，y)-z_S(x，y)。

作為本發(fā)明過程的一個(gè)示例，可以考慮以下選擇：使用具有相同的最大局部厚度h_L的層構(gòu)建該材料的總高度。然后，有必要計(jì)算將被添加到(一個(gè)或更多個(gè))鏡片基底表面上的各種(x，y)位置處的每個(gè)層中的材料的局部厚度，使得不同層的添加產(chǎn)生定制眼鏡鏡片的期望的最終表面。每個(gè)層的該局部厚度能夠被計(jì)算為t_L(x，y)＝max(0，min(z_F(x，y)-z_L-l(x，y)，h_L))，其中z_L(x，y)＝t_L(x，y)+z_L-l(x，y)是正被添加的第L層輻射聚合材料的表面弧矢高度。能夠從由鏡片基底形成的并且被用于增材層設(shè)計(jì)中的t_L(x，y)的初始計(jì)算的實(shí)際表面的直接測量值推導(dǎo)或獲得鏡片基底的值z₀(x，y)。能夠基于當(dāng)計(jì)算增材層設(shè)計(jì)時(shí)添加的層的數(shù)量，估計(jì)在t_L(x，y)的計(jì)算中使用的z_L-l(x，y)層的值。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層設(shè)計(jì)包括一個(gè)增材層。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層設(shè)計(jì)包括兩個(gè)增材層。在其它優(yōu)選的實(shí)施例，增材層設(shè)計(jì)包括兩個(gè)或更多增材層、三個(gè)或更多增材層、十個(gè)或更多增材層、五十個(gè)或更多增材層，或兩百個(gè)或更多增材層。對于一些定制眼鏡鏡片，五百個(gè)或更多增材層可以被用于創(chuàng)建期望的鏡片特性。

步驟200的設(shè)計(jì)活動還含有與增材層設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)控制點(diǎn)。在控制點(diǎn)處，發(fā)明人詢問所施用的增材層中的一個(gè)或更多個(gè)的局域特性，以便確定增材層是否在預(yù)期容限內(nèi)，或是否需要對增材層設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)或修正。這些控制點(diǎn)可以包括例如管控增材處理步驟的計(jì)算機(jī)指令的部分，或者可以是被采取用于協(xié)助增材處理的單獨(dú)的動作?？梢栽阽R片基底上的一個(gè)或更多個(gè)位置處、在最后施用的增材層上的一個(gè)或更多個(gè)位置處，或在不同的增材層上的一個(gè)或更多個(gè)位置處開展(一個(gè)或更多個(gè))控制點(diǎn)處的測量。作為控制點(diǎn)的一個(gè)選項(xiàng)，可以在不同的測量位置處測量相同的或不同的局域特性。

在(一個(gè)或更多個(gè))控制點(diǎn)處測量的結(jié)果將與在該點(diǎn)處的增材層設(shè)計(jì)的預(yù)期結(jié)果和針對(一個(gè)或更多個(gè))控制點(diǎn)定義的誤差限制進(jìn)行比較。如下面所描述的，比較被用于確定是否需要增材層設(shè)計(jì)的修正或其施用方法，以實(shí)現(xiàn)期望的定制鏡片。如果比較指示需要矯正，則所測量的結(jié)果和誤差比較被用于生成用于繼續(xù)處理的修正的增材層設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)從鏡片基底到定制眼鏡鏡片的轉(zhuǎn)換結(jié)果。

一旦生成增材層設(shè)計(jì)和它的(一個(gè)或更多個(gè))控制點(diǎn)，能夠在步驟300處開始增材處理?？蛇x地，在施用第一增材層之前，可以測量或感測鏡片基底，以確認(rèn)它的表面特性、取向、安裝或其它性質(zhì)，并且確保鏡片基底在增材處理的正確的開始位置中。

基于增材層設(shè)計(jì)，包括輻射可聚合材料的液體層被施用到鏡片基底的一個(gè)表面的至少一部分。如下面將更詳細(xì)描述的，液體層是到增材層的前體。根據(jù)輻射可聚合材料和所選擇的其它組成部分，可以使用具有廣泛的粘度的液體層。通過根據(jù)增材層設(shè)計(jì)選擇性照射液體層，由輻射聚合材料組成的增材層形成于鏡片基底上和/或先前的增材層上。根據(jù)增材層設(shè)計(jì)沉積的增材層與鏡片基底的組合創(chuàng)建定制眼鏡鏡片。

液體層包括輻射可聚合材料，意味著當(dāng)材料遭受具有包括波長和能量密度的特定范圍的特性的輻射時(shí)，材料將形成固體聚合物系統(tǒng)。例如，材料可以經(jīng)設(shè)計(jì)和按配方制造以響應(yīng)由紫外線輻射而不是紅外輻射的聚合作用。在另一個(gè)示例中，輻射可聚合材料可以選擇性地響應(yīng)當(dāng)以較短的紫外線輻射而不是較長的紫外線波長(例如，320nm而不是365nm)照射時(shí)的聚合作用。這允許對反應(yīng)過程有更多的控制，并且在處置中有較少的困難。通過控制輻射的波長范圍、能量密度和空間分布，能夠?qū)崿F(xiàn)將僅在所照射的區(qū)域中的材料聚合的期望的效果；通過設(shè)計(jì)，在所照射的區(qū)域的外面，有不充足的能量引起材料反應(yīng)。能量密度還能夠控制反應(yīng)的深度(厚度)和材料的聚合作用所需要的時(shí)間。

在增材處理的領(lǐng)域中，若干不同的輻射可聚合材料是已知的。很多基于有機(jī)化學(xué)，但是也可以包括無機(jī)以及金屬有機(jī)物質(zhì)。本發(fā)明的過程的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是鏡片基底可以具有用于用增材處理材料不能簡單實(shí)現(xiàn)的眼科眼鏡鏡片的某些必要的物理特性和化學(xué)特性。例如，鏡片基底可以提供維持眼鏡框架中的鏡片完整性所需的全部或大多數(shù)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而增材層添加其它特征，但是足夠薄，使得不會降級該結(jié)構(gòu)完整性。作為另一個(gè)示例，增材層可以具有輕微殘余的顏色，或者可以缺乏UV阻擋，UV阻擋將使得它們不可接受的作為整體鏡片材料，但是不會危害添加到鏡片基底的薄層中的性能。如此，增材層可以不具有對光學(xué)特性或物理特性與鏡片基底相同的約束，但是可以與基底組合以形成可行的眼鏡鏡片。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，輻射可聚合材料可以創(chuàng)建與鏡片基底具有相同特性的層。在這種情況下，增材層能夠被用于改善鏡片基底的光學(xué)性能或物理性能。例如，可以添加增材層以創(chuàng)建更大厚度或較高的曲率的某些選擇區(qū)域，其對應(yīng)于最終眼鏡鏡片的那些區(qū)域中的額外的光焦度。在另一個(gè)示例中，(一個(gè)或更多個(gè))增材層能夠被定位且經(jīng)設(shè)計(jì)以消除包括鏡片基底上的不連續(xù)、缺陷或不規(guī)則的特征。

在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，輻射可聚合材料具有可測量地與鏡片基底不同的光學(xué)特性或物理特性，或者根據(jù)聚合作用形成具有與鏡片基底可測量地不同的特性的增材層。例如，考慮先前所提到個(gè)人具有距離矯正和近視矯正要求二者但選擇非常窄的框架的的應(yīng)用。本發(fā)明可以使用滿足距離處方和明顯較高的折射率的增材層的鏡片基底，使得增材層以與僅以一種折射率制成的鏡片相比較薄的構(gòu)型提供近距增加焦度。此外，增材層能夠特別地定位，以將在小的框架中需要的鏡片的區(qū)域中提供增加焦度。作為另一個(gè)示例，對于先前所提到的當(dāng)航行時(shí)被定制用于視距的鏡片，增材層可以提供偏振，以阻擋來自水的炫光，如此確保更好的舒適性和視力清晰。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，從折射率、阿貝數(shù)、耐磨性、抗沖擊性、對有機(jī)溶劑的抗性、對堿的抗性、Tg、可見光透射比、紫外線透射比、偏振和光致變色特性中選擇由輻射可聚合材料形成的增材層的可測量地不同的特性。

除了具有與鏡片基底不同的特性的輻射可聚合材料本身之外，輻射可聚合材料可以包括修整眼鏡鏡片的光學(xué)特性或物理特性的組成部分。例如，組成部分可以包括光引發(fā)劑、紫外線吸收劑、紫外線反射劑、紅外反射劑、紅外吸收劑、可見光著色劑、染料、顏料、光致變色劑、熱致變色劑、電致變色劑、偏光片、熱穩(wěn)定劑、導(dǎo)電材料、液晶材料、活性偏振材料、吸光顆粒、光反射顆粒以及增加輻射可聚合材料的抗沖擊性或耐磨性的顆?；虿牧稀４送?，組成部分(諸如裝飾物、傳感器、發(fā)射器、顯示器和其它小的設(shè)備)可以被添加到輻射可聚合材料。這些組成部分中的一個(gè)或更多個(gè)可以被組合在輻射可聚合材料中，或者與輻射可聚合材料組合。

液體層被施用到鏡片基底的區(qū)域和/或至少與它的得到的增材層經(jīng)設(shè)計(jì)成用于覆蓋的區(qū)域一樣廣闊的先前的增材層的(一個(gè)或更多個(gè))區(qū)域。液體層可以被施用到鏡片基底的表面中的一個(gè)或兩個(gè)。液體層可以被施用在整個(gè)表面上方的連續(xù)的層中，或者僅在表面的一部分上。例如，如在個(gè)人具有距離矯正和近視矯正要求二者但選擇非常窄的框架的說明中所提到的，液體層可以僅被施用在用于近視觀察的鏡片表面的區(qū)域中，并且得到的增材層將僅在該區(qū)域中提供另外的增加焦度。層還可以被圖案化或不連續(xù)的。例如，如果在定制眼鏡鏡片上創(chuàng)建有源顯示或裝飾設(shè)計(jì)，則這些可能是有用的。

可以由在涂層行業(yè)中已知的、為了便于應(yīng)用、生產(chǎn)實(shí)用、用途廣泛、成本、可用性和其它制造考慮選擇的不同方法施用液體層。例如，當(dāng)輻射可聚合材料僅被施用到鏡片基底的一個(gè)表面時(shí)，可以使用單個(gè)表面涂層方法諸如旋涂、噴涂、輥涂、刮涂和淋涂。若需要，可以用保護(hù)性材料覆蓋或保護(hù)鏡片基底的其它表面，以保持輻射可聚合材料不會無意間接觸其它表面。例如，保護(hù)性塑料的薄片可以被施用、保持為靜態(tài)或機(jī)械地保持抵靠其它表面以保護(hù)其它表面。作為保護(hù)性材料的另一個(gè)示例，鏡片基底的一個(gè)表面包括保護(hù)性涂層或?qū)?，在施用增材層設(shè)計(jì)的一個(gè)或更多個(gè)層之后，可以去除保護(hù)性涂層或?qū)印?/p>

在很多情況下，鏡片基底可以具有一種構(gòu)造，使得一個(gè)表面是凹的，并且另一個(gè)表面是凸的。理論上，液體層可以被施用到任一表面。對使用哪個(gè)表面的實(shí)用決定能夠基于很多因數(shù)，且被提供作為輸入值，或者在設(shè)計(jì)程序期間進(jìn)一步被優(yōu)化。考慮的因數(shù)中的一些的示例包括涂層儀器能力和限制、液體輻射可聚合材料的粘度和均勻性、期望的層厚度、總的層厚度以及最終定制眼鏡鏡片的修飾、光學(xué)和結(jié)構(gòu)要求。

在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，輻射可聚合液體材料被施用到鏡片基底的第一表面和第二表面兩者。層能夠被同時(shí)施用到兩個(gè)表面，或者順序地施用到每個(gè)表面。

用于同時(shí)地將液體層施用到兩個(gè)表面的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例是浸涂。浸涂儀器還可以被用于將輻射可聚合材料僅施用到鏡片基底的一個(gè)表面。在這種情形下，覆蓋或保護(hù)另一個(gè)表面，使得僅針對基底的無保護(hù)的表面進(jìn)行增材處理。例如，可以由所施用的塑料片、可移除的涂層或膜、或涂層領(lǐng)域中已知的其它保護(hù)性材料覆蓋或保護(hù)另一個(gè)表面或其一部分。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)施用液體層時(shí)，控制鏡片基底相對于輻射可聚合材料的角度和位置。這樣的取向控制將協(xié)助控制特別是在彎曲的鏡片襯底表面上得到的增材層的位置和厚度。

在液體輻射可聚合材料的施用期間，鏡片基底可以是靜止的。然而，特別地，如果使用浸涂方法，則優(yōu)選地，當(dāng)施用輻射可聚合材料時(shí)，鏡片基底相對于輻射可聚合材料移動。這樣的運(yùn)動能夠被限制到一個(gè)軸線，或者能夠允許在多個(gè)軸線上變化。此外，運(yùn)動可以包括相對于一個(gè)或更多個(gè)軸線的鏡片基底的平移和旋轉(zhuǎn)兩者。

圖2中例示了鏡片基底運(yùn)動的優(yōu)選的方法的一個(gè)示例。在該示例性說明中，示出與浸涂系統(tǒng)組合的鏡片運(yùn)動的構(gòu)造。浸漬零件的典型的方法是使它垂直于液面進(jìn)入。相比之下，優(yōu)選地，使鏡片基底11進(jìn)入液體輻射可聚合材料池21，并且以較淺的角度移動，用于鏡片表面和液體彎液面之間的更多的控制和更多的接觸區(qū)域。如所指示的，在該優(yōu)選的實(shí)施例中，基底11能夠隨著以下方向控制移動：環(huán)繞X軸的鏡片的旋轉(zhuǎn)(環(huán)繞垂直于圖的平面(即，朝向觀察者出來)的x軸線的角向轉(zhuǎn)動，為了方便指定為角度α)、Y方向上的運(yùn)動(圖2中的水平方向)、Z方向上的運(yùn)動(圖2中的垂直方向)，以及這些因數(shù)的任何組合的同時(shí)改變。此外，在優(yōu)選的實(shí)施例中，在施用層的時(shí)間期間，在任何軸線或軸線的組合上的運(yùn)動的速率(包括與液體接觸的角度)能夠改變或倒轉(zhuǎn)。當(dāng)施用輻射可聚合材料時(shí)鏡片基底的運(yùn)動的角度、速度和/或方向的這些控制以及使這些參數(shù)變化的能力，提供了新增優(yōu)點(diǎn)，以改變所施用的增材層的厚度，矯正誤差，或適應(yīng)表面上先前的特征。該方法的額外的益處是此類受控的鏡片基底運(yùn)動能夠被用于平滑先前的增材層的缺陷或邊緣或?qū)⒈皇┯煤驼丈涞囊后w層的缺陷或邊緣。

圖2中未例示出鏡片基底的支撐機(jī)制，但是對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說若干技術(shù)是已知的。例如，可以由連續(xù)保持器、由離散邊緣夾具或由一個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)支撐件在其邊緣處保持或支撐鏡片基底。供選擇地，如果僅對一個(gè)表面(或一次僅對一個(gè)表面)施用輻射可聚合材料，則可以由真空、膠粘劑或其它物理安裝技術(shù)在它的另一個(gè)表面上支撐鏡片基底。如先前所提到的，還可以用保護(hù)性材料覆蓋另一個(gè)表面，以維持它的原始表面性質(zhì)。

雖然圖2中針對浸涂系統(tǒng)例示了鏡片基底的平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，但是旋轉(zhuǎn)和/或平移運(yùn)動控制還適用于本發(fā)明的其它方法。例如，相同類型的鏡片基底運(yùn)動可以適合于噴涂或淋涂系統(tǒng)。此外，(一個(gè)或更多個(gè))旋轉(zhuǎn)/平移運(yùn)動的其它組合可以適合于施用將變成增材層的液體輻射可聚合材料的各種方法。

供選擇地，或除了鏡片基底運(yùn)動之外，當(dāng)其被施用時(shí)，輻射可聚合材料可以處于運(yùn)動。例如，當(dāng)使用液體池時(shí)，可以機(jī)械攪拌液體，或者液體可以遭受超聲能量或氣體流動，以引起在大部分液體材料中或液體表面上的運(yùn)動。當(dāng)施用液體且液體被聚合時(shí)，這樣的運(yùn)動可以是優(yōu)選的以減少尖銳或階梯式邊緣。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，在液體層施用期間，控制鏡片基底和液體輻射可聚合材料周圍的環(huán)境。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在涂層儀器的附近使用貧氧氣體或惰性氣體(例如，氬或氮)。作為示例，可以控制槽(諸如浸漬處理槽)或在涂層施用期間所使用的液體的暴露體積上的大氣。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，控制氣體的相對濕度，以減少不需要的水凝結(jié)、輻射可聚合材料的副反應(yīng)或混濁。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，調(diào)整涂層儀器的附近的溫度和/或液體輻射可聚合材料的溫度，以防止或減少粘度中的改變或控制反應(yīng)速率。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，控制或過濾氣體以降低顆?；蛭廴疚?。

在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在液體層施用之前和在液體層施用期間，輻射可聚合材料可以被保持在保持槽或儲存器中?？梢赃^濾液體輻射可聚合材料，以降低不需要的顆粒形成。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，循環(huán)或攪拌液體輻射聚合材料，以幫助維持稠度，尤其是當(dāng)固體添加劑或顆粒存在于材料中的時(shí)候。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，監(jiān)測和控制液體輻射可聚合材料的化學(xué)成分的濃度、固態(tài)含量、粘度、顏色或其它物理特性。在其它優(yōu)選的實(shí)施例中，可以控制液體輻射聚合材料和/或它的容器的溫度、濕度以及到大氣或其它氣體的暴露。

圖1A的步驟320、步驟330和步驟340描述了可以在本發(fā)明中使用的可選的動作。這些步驟充當(dāng)輔助控制點(diǎn)。由發(fā)明人識別這些步驟，因?yàn)樗鼈兛梢允菍?shí)用地用于增材層特性的進(jìn)一步改善或優(yōu)化控制中。當(dāng)將施用大量的液體層時(shí)，或當(dāng)采用如圖2中所描述的浸涂手段時(shí)，這些可選步驟可以是特別優(yōu)選的。

在可選步驟320，獲得測量值以確定液體層相對鏡片表面的位置、厚度和/或斜率。這能夠有助于確定是否正確施用了用于增材層設(shè)計(jì)的材料，以及液體層是否如預(yù)期的那樣表現(xiàn)。例如，可以預(yù)期液體在鏡片基底上創(chuàng)建少量的彎液面。這些可選的測量能夠檢查是否如預(yù)期的那樣出現(xiàn)彎液面，或液體與表面的相互作用是否創(chuàng)建了不同的外形。

若干不同的技術(shù)能夠被用于獲得該信息。優(yōu)選地，使用非接觸分析技術(shù)，以便保存任何先前的(一個(gè)或更多個(gè))增材層、基底的和液體層的以及還尚未聚合的其輻射可聚合材料的質(zhì)量。優(yōu)選地，由于這些技術(shù)常常產(chǎn)生能夠直接與最終眼鏡鏡片所預(yù)期的光學(xué)特性相關(guān)的結(jié)果，所以測量包括非接觸光學(xué)分析。

在各種測量技術(shù)之中，優(yōu)選的技術(shù)包括反射光偏折術(shù)和透射光偏折術(shù)、莫爾圖案比較和三角測量術(shù)。

優(yōu)選的非接觸測量技術(shù)能夠供應(yīng)關(guān)于以下層參數(shù)中的一個(gè)或更多個(gè)的信息或直接數(shù)據(jù)：基底上的層的位置、局部斜率和層的局部高度(厚度)。能夠?qū)⑦@些值與步驟200的增材層設(shè)計(jì)相比較，或者這些值能夠被用作輸入以計(jì)算光焦度或用先前所施用的(一個(gè)或更多個(gè))增材層實(shí)現(xiàn)的或給定所施用的液體層所預(yù)期的其它光學(xué)改變(例如，透射比、偏振)。此外，一些技術(shù)能夠提供關(guān)于通過層實(shí)現(xiàn)的光焦度、或通過層與鏡片基底(以及如果適用的話的一個(gè)或更多個(gè)先前的增材層)的組合實(shí)現(xiàn)的光焦度的直接數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，在若干離散的點(diǎn)處開展測量。供選擇地，能夠沿著在層上測量的一條線或多條線獲得數(shù)據(jù)。

反射光偏折術(shù)特別適合于鏡面。在很多情況下，鏡片基底和液體層兩者將適當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)鏡面。對于該技術(shù)，受控光，并且更優(yōu)選地，準(zhǔn)直光束或激光束對準(zhǔn)該表面，并且分析反射束的位置和失真，用于表面中的誤差檢測。另一個(gè)可能的技術(shù)是掃描光束偏折術(shù)，其跨越表面區(qū)域掃描或移動(step)受控光束，用于在更多的位置處進(jìn)行分析。還能夠使用Shack-Hartmann波前傳感器技術(shù)，其測量圖像陣列的傳感器平面中的光點(diǎn)位移。局域斜率能夠根據(jù)位移被計(jì)算，并且被用于推導(dǎo)關(guān)于層和其預(yù)期的光焦度的信息。能夠被用于這些測量的偏折術(shù)的另一個(gè)形式是反射像屏測試，其中針對指示位置和斜率誤差的失真分析離散點(diǎn)的反射圖像?？梢酝ㄟ^主動的裝置(例如，LED)或被動的光屏諸如向后照亮的屏生成像屏(image screen)。擴(kuò)展結(jié)構(gòu)偏折術(shù)是使用有源裝置(例如，計(jì)算機(jī)屏幕圖像)或無源裝置(例如，投影亮/暗圖案)創(chuàng)建用于反射和誤差分析的圖像的另一個(gè)示例性測量技術(shù)。

如果將測量漫反射面，則三角測量術(shù)是能夠在步驟320中使用的測量技術(shù)的一個(gè)示例。對于漫反射面，結(jié)構(gòu)化圖案被投影到液體層和/或相鄰的鏡片基底表面上，并且移位的檢測器被用于對層的位置和高度(厚度)作三角測量。被定位為彼此緊密接近或彼此具有已知的偏移的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)能夠被用作用于三角測量術(shù)的檢測器。

對于透明基底，能夠用反射光或透射光測量技術(shù)進(jìn)行測量。除了先前所描述的反射光技術(shù)之外，透射光偏折術(shù)還能夠被用于光通過焦度測量。以該方式，能夠分析與鏡片基底組合的增材層或任何先前的層如何改變鏡片基底的光焦度。擴(kuò)展、結(jié)構(gòu)化源被引導(dǎo)通過液體層和鏡片基底，并且測量通過圖像的失真(through-image distortion)，并將其與位置、厚度和斜率誤差關(guān)聯(lián)。還能夠使用莫爾圖案比較技術(shù)，其中在經(jīng)過鏡片之后，控制的網(wǎng)格圖案在重構(gòu)網(wǎng)格上成像，并且觀測誤差圖案。另一個(gè)示例性的莫爾技術(shù)使用通過鏡片的透射束，使一個(gè)網(wǎng)格在另一個(gè)網(wǎng)格上成像，其中失真與鏡片中的誤差相關(guān)。

另一個(gè)示例性透射光測量技術(shù)是光路三角測量術(shù)。在該方法的一個(gè)示例性構(gòu)造中，結(jié)構(gòu)化光源被引導(dǎo)通過液體層和鏡片基底，并且注意與透射光線束的預(yù)期的表現(xiàn)的差異。在另一個(gè)示例性構(gòu)造中，校準(zhǔn)的相機(jī)被用于測量通過鏡片反射或透射的光。用這樣的光路三角測量術(shù)技術(shù)，反射和/或透射光的測量被用于計(jì)算與所觀測的輸入和輸出光線束一致的表面和材料的集合，并且確定最佳適配。

將用于光路和圖案的所測量的結(jié)果與圖1A的步驟200中定義的設(shè)計(jì)和將被施用的特定的層將期望的所計(jì)算的結(jié)果相比較。必須小心考慮到液體層與聚合增材層的特性中的差異；例如，這些可以具有不同的指數(shù)、厚度和斜率。矯正或調(diào)節(jié)能夠被包括在液體層和聚合層之間預(yù)期的差異的計(jì)算中。盡管如此，這些技術(shù)，特別地三角測量術(shù)和偏折術(shù)，可以有助于至少確定液體層是否被施用在鏡片基底的表面上(和/或先前的增材層上)的預(yù)期的位置處，并且是否施用足夠厚度的液體層。

步驟330描述在其處將在步驟320處測量的誤差(若有的話)與由該發(fā)明的用戶建立的誤差限制相比較的決策點(diǎn)。如果測量在誤差范圍內(nèi)，則繼續(xù)進(jìn)行步驟400。如果誤差大于可接受的值，則前進(jìn)到步驟340。

如果使用該可選步驟序列，并且測量出大于預(yù)期的誤差，則步驟340提供矯正措施的計(jì)算和施用。這樣的矯正措施能夠包括對增材層設(shè)計(jì)的修改，或?qū)ζ涫┯梅椒ǖ男薷?。這能夠涉及例如鏡片基底的表面上的先前所施用的區(qū)域的一些或全部上的液體層的重新施用或除去。供選擇地，如果對液體層的改變將不太令人滿意、有問題的或引入雜質(zhì)或其它新的誤差，則能夠采用矯正誤差的其它方式。例如，能夠進(jìn)行計(jì)算，以調(diào)節(jié)將后續(xù)被施用到液體輻射可聚合材料的照射條件。例如，如果所測量的液體層要厚于期望的，則可以需要更多能量或更多曝光時(shí)間，以使材料的整個(gè)厚度聚合。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)后續(xù)施用層的位置、高度和/或斜率條件可以在步驟340處進(jìn)行重新計(jì)算和調(diào)節(jié)，并且被儲存作為對增材層設(shè)計(jì)的修正，以矯正在步驟320處測量的誤差。

在步驟400，照射液體層以使材料聚合到鏡片基底的表面上。任何增材層材料的重要的考慮是其必須良好附著到鏡片基底，且附著到其它層(如果使用它們)，并且不會降級鏡片的光學(xué)性能。這對于維持眼鏡鏡片的使用性而不縮短其壽命很重要。眼科鏡片中的涂層或?qū)拥拿搶?、剝離和破裂常常是歷史問題，尤其是當(dāng)引入新技術(shù)的時(shí)候。眼鏡鏡片所受到的應(yīng)力和大幅變化的熱、物理和化學(xué)暴露(在初始組成部分處理、眼鏡組裝期間和在由佩戴者使用中)能夠?qū)Ψ謱隅R片結(jié)構(gòu)的粘合和完整性提出未預(yù)期的和嚴(yán)格的要求。因而，聚合層必須整體結(jié)合到鏡片表面(和/或先前所施用的增材層)。整體結(jié)合意味著聚合層化學(xué)結(jié)合或牢固地物理結(jié)合到先前的表面和/或先前的增材層，使得在正常的鏡片處理期間和在其作為眼鏡鏡片的正常使用中，組合的結(jié)構(gòu)依然完好，并且對肉眼不具有可辨別的損害。選擇和掌管照射條件，以確保本發(fā)明過程將實(shí)現(xiàn)這樣的整體結(jié)合。

具體參考在液體層中使用的具體輻射可聚合材料，并且參考將被聚合的液體層的位置、斜率和厚度，選擇在步驟400的照射條件。例如，可以控制或選擇能量束的輻射波長或波長范圍、輻射能量密度以及空間分布，以適合所施用的具體輻射可聚合材料和液體層的物理特性和化學(xué)特性。如果液體層被施用到鏡片基底的兩個(gè)表面而不是僅一個(gè)表面，則可以使用能量束的不同的能量密度或空間分布，并且預(yù)期在步驟400處的照射選擇性地使材料同時(shí)聚合在兩個(gè)表面上。在另一個(gè)示例中，可以具體地選擇較少的能量或不同的照射條件，以選擇性地使材料僅聚合在鏡片基底的一個(gè)表面上?？紤]到鏡片基底的吸收或反射，還可以修整照射條件；可以有利地使用這些基底特性以增強(qiáng)所施用的液體層的選擇性聚合，或者要求照射條件的進(jìn)一步的調(diào)節(jié)，以矯正基底(或通過基底)的損耗。

此外，將針對層選擇性地控制液體層如何受到照射。這可以包括暴露時(shí)間的長度以及采用單個(gè)照射期還是多個(gè)照射期。

對于本發(fā)明來說重要的是，控制照射條件以照射液體層的所選擇的區(qū)域。雖然這可以包含液體層的全部區(qū)域，但是本發(fā)明具體地僅設(shè)想被照射的液體層的離散的區(qū)域且由該照射選擇性地聚合這些區(qū)域。如此，作為示例，雖然可以通過淋涂到整個(gè)鏡片基底表面以施用均勻的液體層，但是具有足以形成聚合增材層的波長范圍和能量密度的照射可以僅被施用到在鏡片上包括以5mm為間距的2mm點(diǎn)的所選擇的區(qū)域，以形成點(diǎn)狀對齊圖案。作為另一個(gè)非限制性示例，雖然可以由具有足以形成聚合增材層的波長范圍和能量密度的光照射上面所描述的均勻的液體層，但是僅在所選擇的區(qū)域中，在鏡片基底表面的下半部分上創(chuàng)建10mm寬且20mm長的長方形部分，用于用作定制眼鏡鏡片上的讀取區(qū)。發(fā)明人旨在輻射源對準(zhǔn)液體層，充分控制位置和照射條件，使得聚合過程被限制于直接照射的所選擇的區(qū)域。這與通過能量轉(zhuǎn)移在所照射的區(qū)域外面的整個(gè)液體層或輻射可聚合材料的質(zhì)量的普遍聚合的先前方法不同。這就是選擇性地照射以產(chǎn)生選擇性形成的聚合增材層。

照射能量可以被集中為窄光束、準(zhǔn)直的或更加漫反射呈現(xiàn)的。根據(jù)所選擇的源和聚合作用要求，可以選擇不同類型的輻射源，包括單色源、激光、主動或被動波長濾波源、LED、黑體源、原子發(fā)射燈、熒光燈和本領(lǐng)域中已知的其它源。照射能量的頻率可以是在紫外線、可見光或紅外范圍中，或在包括微波、射頻、伽馬和X射線輻射的其它能量范圍中。如果正確地控制選擇性的照射，則甚至能夠使用熱能。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，從微波、射頻、紫外線或可見光能量中選擇用于照射液體層的輻射。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，紫外線或可見光能譜內(nèi)的更加有限的波長范圍被用于照射液體層。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可見光光譜的藍(lán)色波長范圍中的能量被用于照射。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在350nm-380nm的范圍中的紫外線能量被用于照射液體層。

在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，照射包括使用(R、G、B)(紅色-綠色-藍(lán)色)投影儀的藍(lán)色通道(B)能量作為受控輻射以形成聚合層。

還可以使用其它投光器。這些可以包括具有紫外線和可見光兩者的投影儀、或使用若干可見光波長范圍或不同的顏色的通道的投影儀。投影儀的光源可以包括激光二極管、在不同的波長范圍內(nèi)的離散的多個(gè)源、單個(gè)源上的濾光輪或本領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)。通常，在大多數(shù)投影儀中，三個(gè)或更多波長范圍是可用的，并且可以在本發(fā)明中使用這些波長范圍中的一個(gè)或更多個(gè)。

在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，使用紫外線光源的數(shù)字光處理(DLP)投影儀可以被用于適合的液體輻射可聚合材料的照射。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可以由使用UV激光源和使用壓電致動器取向的鏡子的掃描激光束替換UV DLP投影儀。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，照射源和/或鏡片基底可以相對于彼此移動。此外，在照射步驟400期間，可以一次或更多次將照射源引導(dǎo)到相同的照射區(qū)域。作為一個(gè)示例，可以照射液體層的所選擇的區(qū)域，以在該區(qū)域中形成聚合增材層。然后，可以再次照射與液體層的一些周邊區(qū)域組合的該區(qū)域的邊緣，以使聚合層的邊緣處的階梯特征平滑，或減小聚合層的邊緣處的階梯特征。作為另一個(gè)示例，可以使用多次曝光，以給輻射聚合反應(yīng)推進(jìn)的時(shí)間，從而確保吸收足夠的能量來完成反應(yīng)，或者加強(qiáng)聚合增材層到鏡片基底和/或到先前所施用的增材層的整體結(jié)合。

在照射期間以及在液體層的施用期間，可以使用由發(fā)明人提出的和先前所討論的鏡片基底的旋轉(zhuǎn)/平移運(yùn)動。在照射期間，鏡片基底的這樣的受控運(yùn)動能夠被用于使將被施用和照射的層的缺陷或邊緣平滑，或確保照射出現(xiàn)在為增材層所選擇的這些區(qū)域中。

可以由源以連續(xù)的方式直接照射液體層，或者能量在到達(dá)層之前，可以被過濾、脈沖調(diào)制、短切、按時(shí)間排序或反射或透射通過其它受控光學(xué)元件。

除了根據(jù)增材層設(shè)計(jì)形成用于光焦度修改的增材層之外，步驟400的選擇性的照射能夠提供或改進(jìn)定制眼鏡鏡片的其它鏡片特性。作為非限制性示例，選擇性照射可以減小黃度、增強(qiáng)層粘合、通過增加的交聯(lián)或稠化改進(jìn)層耐久性，或通過蒸發(fā)或燒蝕從具體位置去除材料。此外，選擇性的照射可以用來使定制眼鏡鏡片上帶有可見或半可見標(biāo)記。

在可選的步驟500，可以從聚合層和/或鏡片基底去除未反應(yīng)的液體輻射可聚合材料。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識到，如果該可選的步驟有助于生產(chǎn)操作、聚合層的檢查、液體輻射可聚合材料的保藏和其它工程考慮，則能夠包括該可選的步驟。能夠通過移動鏡片基底而使鏡片基底脫離與液體接觸或移動液體材料遠(yuǎn)離鏡片基底，去除未反應(yīng)的材料。例如，在圖2中，液體輻射可聚合材料21被示出在鏡片基底11的水平面的下面。在該可選的步驟的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，可以通過化學(xué)方法諸如溶劑漂洗、溶液浸泡、蒸汽清洗、等離子體處理或本領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)，從表面去除未反應(yīng)的材料。在該可選的步驟的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，可以通過物理方法諸如刻蝕、水洗、柔和磨料、刮片接觸、芯吸作用或本領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)，去除未反應(yīng)的材料。

步驟600識別如針對步驟200處生成的設(shè)計(jì)識別的控制點(diǎn)的可能的位置。至少一個(gè)控制點(diǎn)將被包括在本發(fā)明的方法的每個(gè)實(shí)施例中?？刂泣c(diǎn)可以被放置在每層之后，以確定沉積到該點(diǎn)的聚合增材層的特性和設(shè)計(jì)的性能。供選擇地，可以與在每層之后相比更不頻繁地放置控制點(diǎn)，并且控制點(diǎn)可以出現(xiàn)在例如施用臨界層之后，或者在多個(gè)聚合增材層的確定的組合厚度之后。如果設(shè)計(jì)控制點(diǎn)已經(jīng)被放置在該點(diǎn)處(在步驟300中施用且在步驟400照射層之后)，則過程繼續(xù)進(jìn)行步驟700。如果在步驟400處的照射之后設(shè)計(jì)不包含控制點(diǎn)，則過程繼續(xù)進(jìn)行步驟900。

當(dāng)步驟600識別控制點(diǎn)時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行步驟700、步驟800和步驟820(如果需要)。在步驟700，可以測量聚合的增材層(或增材層的組合)，以確定(一個(gè)或更多個(gè))層相對于鏡片基底的表面的局域位置、厚度(高度)、斜率和/或光焦度。作為另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，可以在步驟700處測量光學(xué)通過焦度或其它透射光特性(例如，光透射比、偏振、光致變色率、紫外線吸收等)，以確定鏡片基底與給定測量位置處的(一個(gè)或更多個(gè))聚合增材層的組合如何改變鏡片基底的光學(xué)特性。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，(一個(gè)或更多個(gè))鏡片基底表面的(一個(gè)或更多個(gè))測量值與增材層的測量值連用以用于參考和局域比較。

如先前對液體層測量所概述的，若干不同的技術(shù)能夠被用于獲得該類型的信息或數(shù)據(jù)。在步驟320處描述的技術(shù)是優(yōu)選的一些示例性技術(shù)，并且還可以被選擇在步驟700處使用。相同的測量技術(shù)可以被用于液體層和(一個(gè)或更多個(gè))聚合的增材層兩者，或者可以為每個(gè)步驟選擇不同的測量技術(shù)。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，多個(gè)技術(shù)可以被用于聚合的增材層的測量。相同的或不同的測量技術(shù)的集合可以被用于不同的增材層，或者(一個(gè)或更多個(gè))增材層和鏡片基底的不同的組合。作為一個(gè)非限制性的示例，表面反射技術(shù)可以被用于測量并計(jì)算前幾個(gè)層的誤差，而透射比測量技術(shù)可以在接近關(guān)鍵設(shè)計(jì)步驟或增材層設(shè)計(jì)完成時(shí)使用以檢查鏡片的光通過焦度(也就是說，當(dāng)光被引導(dǎo)通過鏡片基底和施用到鏡片基底的增材層中的一個(gè)或更多個(gè)時(shí)產(chǎn)生的組合的光焦度改變)。相同的或不同的測量技術(shù)可以被用于不同的控制點(diǎn)處。此外，相同的或不同的測量技術(shù)可以被用于給定控制點(diǎn)的一個(gè)或更多個(gè)測量位置處。

非接觸測量技術(shù)是優(yōu)選的，以避免對聚合的增材層造成損害。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，反射光偏折術(shù)被用于測量。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，采用透射光偏折術(shù)。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，三角測量術(shù)被用于反射模式中或者透射模式中。可以在最近沉積的增材層上的一個(gè)或更多個(gè)位置處進(jìn)行控制點(diǎn)的測量，并且還可以在先前的層上或在鏡片基底上的一個(gè)或更多個(gè)位置處進(jìn)行控制點(diǎn)的測量，用于比較計(jì)算。

用反射光測量，獲取主要關(guān)于聚合的增材層的信息。該信息與鏡片基底(和任何先前的增材層)相關(guān)的數(shù)據(jù)組合，以確定實(shí)際結(jié)果如何與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。用透射光測量，可以直接或通過計(jì)算獲得關(guān)于增材層如何與鏡片基底(和任何先前的增材層)組合以更改鏡片基底的特性的信息。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，相機(jī)被安裝在距照射光源不同的、已知位置處，并且被用于在步驟700處的測量。圖2針對照射束31和相機(jī)41例示了此示例。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，使用了(R、G、B)投影儀，其中投影儀的藍(lán)色光操作作為照射源，并且輻射可聚合材料不受投影儀的紅色光或綠色光的影響。相反，相機(jī)使用投影儀的紅色通道和綠色通道作為其光源，以測量所施用的層的光學(xué)特性和該層相對于鏡片表面或先前的層的三維形狀。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鏡片基底和它的一個(gè)或更多個(gè)聚合的增材層不被移動到用于這些控制點(diǎn)測量的新的位置。能夠期望原地測量以避免重新定位誤差。在這樣的測量系統(tǒng)中，若需要，在步驟700處的測量之前，非聚合液體可以被排出、旋轉(zhuǎn)脫離或以其它方式從聚合層和鏡片基底表面去除。在另一個(gè)實(shí)施例中，在控制點(diǎn)處的測量期間，不去除非聚合材料。相反，測量技術(shù)經(jīng)設(shè)計(jì)用于辨別液體層和(一個(gè)或更多個(gè))增材層。例如，測量技術(shù)可以檢測何時(shí)被探測的全部液體材料被轉(zhuǎn)換成聚合材料；例如，當(dāng)液體材料具有與聚合材料相比不同的折射率、反射率、透射比率特性時(shí)，這是可能的。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，具有其聚合層的鏡片基底將被移動到不同的、優(yōu)選地固定的位置，用于步驟700的測量。這對于適應(yīng)一些類型的測量設(shè)備(尤其是具有不可適用于或便于環(huán)繞液體施用儀器定位的光通過焦度測量的測量設(shè)備)可以是優(yōu)選的。

準(zhǔn)確和重復(fù)使用的任何測量系統(tǒng)識別層的位置和基底的位置的準(zhǔn)確性和重復(fù)性將是很重要的。這對于確定是否將根據(jù)增材層設(shè)計(jì)且根據(jù)設(shè)計(jì)的參數(shù)施用增材層且將增材層聚合在正確的區(qū)域中很重要。如果針對控制點(diǎn)測量的樣本定位存在太多不準(zhǔn)確，則不能確定誤差是由增材層的錯(cuò)誤定位引起，還是簡單地因?yàn)樵诙ㄖ蒲坨R鏡片上的錯(cuò)誤區(qū)域中進(jìn)行測量引起。

這些測量值將用于將由聚合層引起的實(shí)際改變與增材層設(shè)計(jì)和所施用的聚合增材層的期望結(jié)果進(jìn)行比較。然后執(zhí)行實(shí)際結(jié)果與設(shè)計(jì)之間的誤差或差異的計(jì)算。

施用增材層的本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是其不像層的局域斜率和厚度一樣依賴于每個(gè)施用的層的整體尺寸準(zhǔn)確性。在后續(xù)的液體層施用期間，可以消除增材層上的小的點(diǎn)中的輕微的不規(guī)則，或者經(jīng)由控制點(diǎn)測量和審查矯正(如果必要的話)。這與用于光譜濾波的先前的薄膜增材處理具有顯著差異，先前的薄膜增材處理要求和預(yù)期整個(gè)表面上的均勻改變，而不是針對給定區(qū)域中的特定光焦度改變進(jìn)行局域位置控制。特別是當(dāng)若干增材層將被用于創(chuàng)建定制鏡片時(shí)，本發(fā)明將在制造過程中允許稍寬的容限；在(一個(gè)或更多個(gè))控制點(diǎn)處的測量和重新計(jì)算被用于針對任何先前的不能接受的誤差調(diào)節(jié)后續(xù)增材層。有利地，這些控制點(diǎn)和重新計(jì)算允許使用本發(fā)明方法的人們補(bǔ)償各個(gè)層中的誤差，并且防止當(dāng)構(gòu)建定制眼鏡鏡片時(shí)誤差累積。

在圖1B的步驟800，將在步驟700處測量的誤差(若有的話)與由本發(fā)明的用戶建立的誤差限制進(jìn)行比較。這些誤差限制可以被包括用于參考，并且用于在步驟200處的增材層設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)的優(yōu)化中、在步驟700的計(jì)算中使用，或者可以人工將誤差限制與來自單獨(dú)的測量的預(yù)期結(jié)果比較。如果測量在可接受的誤差范圍內(nèi)，則繼續(xù)進(jìn)行步驟900。如果誤差大于可接受的值，則前進(jìn)到步驟820。

在步驟820，如果需要，為增材層設(shè)計(jì)確定矯正措施。這可以涉及基于一個(gè)或更多個(gè)聚合層的實(shí)際特性的優(yōu)化計(jì)算的另一個(gè)迭代，并且可以產(chǎn)生修正的增材層設(shè)計(jì)。能夠從實(shí)際鏡片基底表面和/或在(一個(gè)或更多個(gè))控制點(diǎn)測量位置處的一個(gè)或更多個(gè)先前的增材層的直接測量中推導(dǎo)或獲得修正的增材層設(shè)計(jì)的修正的t_L(x，y)的計(jì)算中使用的z_L-1(x，y)的值。此外，基于根據(jù)增材層設(shè)計(jì)已經(jīng)添加的層的數(shù)量，或自先前的控制點(diǎn)以來添加的層的數(shù)量，計(jì)算可以使用估計(jì)。

然后，規(guī)劃和選擇用于增材層設(shè)計(jì)的矯正措施，用于在修正的增材層設(shè)計(jì)中實(shí)施。例如，如果誤差示出聚合材料在層中沉積得太厚，則可以施用較薄的另一個(gè)層以適應(yīng)先前的誤差。在另一個(gè)示例中，如果聚合材料存在于原始并不旨在用于該增材層的鏡片基底的區(qū)域上(例如，如果一些液滴飛濺到另一個(gè)區(qū)域上)，則通過施用具有不同的折射率或具有改良光學(xué)特性的后續(xù)層進(jìn)行矯正以掩蓋該誤差是可能的。將由本領(lǐng)域中的技術(shù)人員從這些示例認(rèn)識到由本發(fā)明包含的其它矯正?？梢詮脑缜疤岬降倪@些中選擇用于修正規(guī)劃和優(yōu)化的計(jì)算方法，可以采用諸如光線追蹤、波前傳播分析、曲率計(jì)算和Zernike多維多項(xiàng)式擬合或本領(lǐng)域中已知的其它方法。

在步驟820，針對將被施用的下一個(gè)聚合層或更多聚合層確定調(diào)節(jié)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，這些調(diào)節(jié)可以體現(xiàn)為設(shè)計(jì)的一個(gè)或更多個(gè)額外的增材層的改變?？善谕欠裥枰^大的改變，或者是否由多個(gè)輻射可聚合材料或多個(gè)增材層施用更容易適應(yīng)較大的改變。

在步驟820的調(diào)節(jié)能夠包括對下一個(gè)或更多聚合層的位置、厚度和/或斜率的改變。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以調(diào)節(jié)增材層的總數(shù)量。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，調(diào)節(jié)可以包括對輻射可聚合材料和/或一個(gè)或更多個(gè)后續(xù)增材層的組成部分的改變。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可以修改用于下一個(gè)或后續(xù)的增材層的選擇性照射，以使在步驟820執(zhí)行修正；能夠單獨(dú)或者與所施用的層改變組合采用照射中的改變。

一旦在步驟820已經(jīng)確定下一個(gè)或更多增材層所期望的調(diào)節(jié)，則前進(jìn)到圖1B的步驟1000。

如上面所描述的，如果在步驟800處測量和計(jì)算的誤差太大，則遵循步驟820的路線。如果針對步驟800處沉積的聚合增材層測量的誤差(若有的話)在可接受的限制內(nèi)，或者如果在所施用的層的照射之后沒有控制點(diǎn)(步驟600)，則遵循供選擇的路線到步驟900。在這些情況下，前進(jìn)到步驟900用于額外的所施用的液體層的決策點(diǎn)。一個(gè)層可以足夠創(chuàng)建定制眼鏡鏡片所期望的新的特性。盡管如此，發(fā)明人選擇測量甚至具有一層設(shè)計(jì)的結(jié)果(步驟700)，并且確認(rèn)定制鏡片的實(shí)際性能與來自設(shè)計(jì)的預(yù)期結(jié)果一致。因而，對于根據(jù)本發(fā)明的一層設(shè)計(jì)，將遵循500、600、700和800的步驟，并且如果必要的話，如果需要，則將執(zhí)行經(jīng)由步驟820和步驟1000的調(diào)節(jié)。另一方面，步驟200的增材層設(shè)計(jì)可以要求一個(gè)或更多個(gè)額外的增材層，以實(shí)現(xiàn)定制眼鏡鏡片。步驟900描述了該設(shè)計(jì)的查詢，以檢查下一個(gè)步驟遵循哪個(gè)系列。

如果增材層設(shè)計(jì)不需要額外的聚合層來產(chǎn)生定制鏡片的所期望的特性，則朝著過程的結(jié)束前進(jìn)。可選的步驟920認(rèn)識到，在完成增材層設(shè)計(jì)之后，其它涂層可以被添加到定制鏡片。一些其它涂層的示例包括：硬涂層或耐磨涂層、平滑涂層、光致變色物質(zhì)、改進(jìn)除塵度的涂層、偏振涂層和導(dǎo)電涂層或用于顯示應(yīng)用的活性涂層?？梢杂砂ㄒ合喑练e或氣相沉積的各種已知的技術(shù)施用這些。特別適合于氣相沉積技術(shù)(諸如汽相沉積、大氣沉積、電暈沉積、等離子體沉積以及物理或化學(xué)真空沉積)的示例性的額外的涂層包括抗反射涂層、濾波器涂層和導(dǎo)電涂層?？梢詥为?dú)或組合施用這些和其它涂層，以提供可選的額外的鏡片特征。

此外，在步驟920處的可選的涂層可以包括添加到涂層中的鏡片、具有涂層的鏡片、涂層上的鏡片或涂層內(nèi)的鏡片的其它特征。這些特征中的一些的示例包括裝飾刻??；貼花；首飾；嵌入芯片；顯示器或傳感器；微光學(xué)元件以及用于鏡片識別的半可見標(biāo)記。

如果期望后固化鏡片，則能夠使用可選的步驟940。后固化可以用于退火、穩(wěn)定化、釋放材料應(yīng)力、使其致密化或增強(qiáng)所施用的增材層和定制鏡片的最終特性。在優(yōu)選的實(shí)施例中，暴露于熱和光的后固化能夠降低一些聚合材料的黃度。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，后固化能夠加強(qiáng)(一個(gè)或更多個(gè))增材層到鏡片基底和/或到彼此的整體結(jié)合。后固化步驟可以涉及鏡片到廣譜熱能、紅外能或其它形式的能量的總體暴露或控制的暴露于具體波長或能量范圍。這有時(shí)被用作眼鏡鏡片生產(chǎn)中的精加工步驟。

在這一點(diǎn)上，當(dāng)根據(jù)增材層設(shè)計(jì)(原始設(shè)計(jì)或者作為基于控制點(diǎn)測量修正的)已經(jīng)施用和照射最后的增材層并且已經(jīng)執(zhí)行了任何可選的步驟，則完成根據(jù)本發(fā)明的定制鏡片生產(chǎn)。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如果額外的聚合層是增材層設(shè)計(jì)的部分(如在步驟900處查詢的)，則前進(jìn)到步驟1000。在步驟1000施用的輻射可聚合材料可以與在步驟300處所施用的是相同的。供選擇地，在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟1000處施用的輻射可聚合材料可以包括與在步驟300處施用的不同的輻射可聚合材料。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)額外的層的輻射可聚合材料包括與第一施用的層不同的組成部分。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，(一個(gè)或更多個(gè))額外的層的輻射可聚合材料具有可測量地與第一輻射可聚合材料不同的光學(xué)特性或物理特性。后續(xù)層可以均包括與先前的層不同的輻射可聚合材料和/或組成部分，或者可以與一個(gè)或更多個(gè)先前的層相同。這樣的變化在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，并且被本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所理解。

可以將液體輻射可聚合材料的額外的層施用到先前的輻射聚合增材層、到增材層先前未被施用到的原始的鏡片基底的表面的一部分或到層先前未被施用到的原始的基底的表面。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在步驟1000施用的層可以跨接原始鏡片基底和一個(gè)或更多個(gè)先前施用的增材層兩者的組合。為了更容易參考，描述額外的液體層如何存在于鏡片基底上和/或任何或全部先前增材層的部分上的這些選項(xiàng)和其它變化被稱為施用區(qū)。施用區(qū)識別在選擇性照射之前額外的液體層被施用到或者蔓延到的地方。例如，在已經(jīng)施用和照射第一液體層以形成第一增材層之后，第二液體層可以被施用到包括第一鏡片基底表面的至少一部分、第二鏡片基底表面的至少一部分、第一增材層的至少一部分或鏡片基底的表面中的一個(gè)的至少一部分和第一增材層的一部分的組合的施用區(qū)。以類似的方式，可以例如在包括鏡片基底的表面中的一個(gè)或更多個(gè)的一部分、一個(gè)或更多個(gè)先前施用的增材層的一部分、鏡片基底表面的一部分和先前施用的增材層的一部分兩者的組合或兩個(gè)或更多先前施用的增材層的一部分和鏡片基底表面的一部分的組合的施用區(qū)中施用額外的液體層。相同的施用區(qū)可以被用于多個(gè)后續(xù)液體層，或者可以采用不同的施用區(qū)。

由液體層產(chǎn)生的增材層的最終區(qū)域?qū)⒃诖蠖鄶?shù)情況下占據(jù)與施用區(qū)相比相等或更小的區(qū)域。增材層的最終區(qū)域?qū)⑷Q于施用區(qū)和增材層的前體液體層的選擇性照射兩者；選擇性地且僅在受控照射的選擇區(qū)域中形成本發(fā)明的額外的增材層。此外，液體層的受控照射將受控照射的選擇區(qū)域中得到的增材層整體結(jié)合到(一個(gè)或更多個(gè))先前的層和/或構(gòu)成該區(qū)域中的施用區(qū)的鏡片基底表面。

圖2中例示了因多個(gè)液體層的施用區(qū)產(chǎn)生的增材層的各種定位的一些示例。增材層51被示出處于其在鏡片基底11的表面的一部分上的整體結(jié)合位置。示例性增材層52已經(jīng)被聚合(如由水平影線標(biāo)記所指示的)到增材層51的一部分和鏡片基底11的表面的一部分上。這是跨接先前的結(jié)構(gòu)的層的示例。示例性層53被示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例正被處理，包括區(qū)域53a、區(qū)域53b和區(qū)域53c。在該示例中，在照射期間，在至少正y軸線方向上移動鏡片基底(在附圖中向右側(cè)移動)；其還可以經(jīng)歷z方向上的運(yùn)動和x方向上的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動。到照射束(53a)的左側(cè)的層53的一部分仍然是液體層，如由短劃線標(biāo)記所指示的，就像21處的鏡片基底下面所示的液體輻射可聚合材料的短劃線標(biāo)記。直接在照射束31之下的層53的區(qū)域(區(qū)域53b，以交叉影線所示)通過選擇性輻射聚合。區(qū)域53c到圖2中的右側(cè)(其中，用水平影線標(biāo)記示出層53)指示通過暴露于照射束31已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成聚合增材層的所施用的液體層的區(qū)域。在該示例中，層53已經(jīng)被施用到先前的增材層52的一部分上，先前的增材層52可以包括與層51或者層53相比相同的或不同的輻射聚合材料(或組成部分)。

根據(jù)增材層設(shè)計(jì)所施用的輻射聚合型材料的額外的層能夠用作多個(gè)目的。例如，增材層可以被定位和經(jīng)設(shè)計(jì)用于消除先前的增材層上的邊緣效應(yīng)，以及對定制眼鏡鏡片的光焦度做出貢獻(xiàn)。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，還充當(dāng)平滑層的增材層可以例如較薄，或具有與先前的層相比較低的粘度或較低的表面張力，使得其鋪開在一個(gè)或更多個(gè)先前的增材層的邊緣上，并且使分層的輪廓線平滑。這還可以通過將平滑增材層施用在與先前的層相比在鏡片上稍微不同的位置中來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，(一個(gè)或更多個(gè))平滑增材層的折射率與一個(gè)或更多個(gè)先前的增材層匹配，以降低光干涉效應(yīng)。其還可以有助于創(chuàng)建增材層設(shè)計(jì)作為用較厚層點(diǎn)綴的較薄層的組合，以降低增材層的邊緣處的階梯高度。

額外的增材層還可以經(jīng)設(shè)計(jì)用于在具有與由基底或由先前的增材層供應(yīng)的這些相比具有不同特性的定制鏡片表面上提供新的區(qū)域。這個(gè)的一個(gè)示例是當(dāng)?shù)谝皇┯玫脑霾膶泳哂幸粋€(gè)折射率，并且通過其添加到鏡片基底創(chuàng)建一個(gè)光焦度時(shí)，而在步驟1000處施用的層包括將在其已經(jīng)施用的區(qū)域中創(chuàng)建不同的折射率和不同的光焦度的輻射可聚合材料和/或組成部分。

在圖1B的步驟1000處施用下一個(gè)液體層之后，前進(jìn)到可選的測量和在步驟320、步驟330和步驟340處概述的后續(xù)可選的動作，或前進(jìn)到步驟400。如果遵循可選的步驟320、步驟330和步驟340，則測量可以相對于鏡片基底和/或相對于先前所施用的(一個(gè)或更多個(gè))增材層，評定在步驟1000處施用的液體層的特性和位置。

在步驟400，輻射可以與用于第一層的輻射相比具有相同的或不同的頻率，并且可以控制波長范圍、能量和空間分布的相同的或不同的值，以形成(一個(gè)或更多個(gè))額外的聚合增材層。由將被用于層的輻射可聚合材料，以及各個(gè)層的位置、厚度和/或斜率確定這些受控參數(shù)。例如，如果在步驟1000施用的層被施用在是反射的先前的增材層上而不是對于該波長范圍是透明的材料上，則不同的輻射能量可以是必要的；反射層可以有效地允許在照射的區(qū)域中液體層的二次曝光，并且因而在這樣的區(qū)域中可以需要較少的能量。此外，將控制照射以由僅在所選擇的區(qū)域中的液體層形成增材層，以根據(jù)增材層設(shè)計(jì)形成增材層，并且將增材層整體結(jié)合到其施用區(qū)。被照射的任何給定的液體層的所選擇的區(qū)域?qū)⑨槍υ搶樱歉鶕?jù)增材層設(shè)計(jì)的要求，可以由在與先前的增材層相同的或者不同的位置中的其前體液體層形成增材層。

如所指示的，針對兩個(gè)以上的液體層可以繼續(xù)步驟序列，并且這些步驟序列將取決于在步驟200中生成的具有例如在步驟340或步驟820處出現(xiàn)的任何修正的設(shè)計(jì)。重復(fù)序列，直到在步驟900處不再指示另外的層，在該點(diǎn)，前進(jìn)通過可選的步驟920和940，以完成本發(fā)明的過程。

在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在步驟300之前或者在步驟300之后立即，或者在步驟1000之前或者在步驟1000之后立即施用包括光引發(fā)劑的層。(該動作不被包括在圖1A和圖1B的流程圖中。)包括光引發(fā)劑的層可以包括與將被用于該過程的(一種或更多種)輻射可聚合材料相容，并且能夠整體結(jié)合到它們的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，包括光引發(fā)劑的層可以是非常薄的，使得其不會影響增材層設(shè)計(jì)的總的光焦度。光引發(fā)劑的這些可選的層是發(fā)明人的一個(gè)優(yōu)選的添加，以控制和增強(qiáng)相鄰的輻射可聚合層的固化深度和程度。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在施用將形成增材層的液體輻射可聚合液體層中的一個(gè)或更多個(gè)之前，可以施用底涂(primer)層。這樣的底涂層可以增強(qiáng)鏡片基底和后續(xù)增材層之間或堆疊的增材層之間的粘合，或減輕鏡片基底和后續(xù)增材層之間或在堆疊的增材層之間的應(yīng)力或熱膨脹失配。

當(dāng)完成定制眼鏡鏡片時(shí)，其可以被放置在單獨(dú)選擇的眼鏡框架中?？捎斜匾獙⒍ㄖ蒲坨R鏡片切片(edge)為它的最終大小，以完成該步驟。供選擇地，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在執(zhí)行增材層處理之前將鏡片基底切邊以裝配框架，這簡化最終眼鏡的組裝。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在本發(fā)明的過程之前，鏡片基底和眼鏡框架裝配在一起，并且整套眼鏡經(jīng)過增材層施用。在該實(shí)施例中，若需要，為了新的或增強(qiáng)的特征，增材層能夠被施用到眼鏡框架以及鏡片基底。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，增材層過程能夠創(chuàng)建將與定制鏡片一起使用的眼鏡框架。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如果生成增材層設(shè)計(jì)，以將鏡片基底的光焦慮轉(zhuǎn)換成包括中間光焦度值的定制眼鏡鏡片所期望的一組光焦度，則在插入眼鏡框架之前，可以有必要完成精拋光或使定制眼鏡鏡片平滑。例如，當(dāng)定制眼鏡鏡片必須被運(yùn)送到最終目的地且在運(yùn)輸中可能被刮擦?xí)r，本發(fā)明的該實(shí)施例可以是實(shí)用的；與復(fù)雜的包裝和處置相比，在生產(chǎn)定制鏡片之后的最終的精加工可以更有效并降低成本。

在另一個(gè)實(shí)施例中，增材層設(shè)計(jì)可以將鏡片基底的光焦度特性轉(zhuǎn)換成定制眼鏡鏡片的一組期望的光學(xué)特性，并且將鏡片基底的其它特性轉(zhuǎn)換成定制鏡片的額外的中間特性。作為示例，除了光焦度改變之外，增材層設(shè)計(jì)可以包括將光致變色、偏振或耐刮擦性能添加到定制鏡片的輻射可聚合材料或組成部分。在步驟920，定制眼鏡鏡片諸如該示例可以可選地被進(jìn)一步涂有平滑層、抗反射涂層或其它涂層，以完成定制眼鏡鏡片的功能或保護(hù)性屬性。

這些變化和構(gòu)造不能綜合全部可能的實(shí)施例，而是提供由本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識到在本發(fā)明的保護(hù)范圍中的示例。

現(xiàn)在將參考以下非限制性示例以更多具體細(xì)節(jié)描述本發(fā)明。

示例1

加焦度的(plus powered)成品鏡片基底被保持在固定架中，使得凹面被暴露。(鏡片基底的凹面是當(dāng)佩戴定制鏡片時(shí)將最接近眼鏡的表面。)在該示例中，利用約10微米厚度的連續(xù)增材層生成增材層設(shè)計(jì)，其中每個(gè)增財(cái)層由使用噴涂機(jī)制沉積在鏡片基底的凹面上的一種輻射可聚合材料組成。在該示例中，增材層設(shè)計(jì)的目的是形成+2.00屈光度增加的光焦度區(qū)域，其位于當(dāng)定制眼鏡鏡片安裝在其框架中時(shí)位于定制眼鏡鏡片的下半部分的那部分上。在該示例中，如果使用具有n＝1.5的折射率的鏡片基底，并且增材層包括具有1.5的折射率的輻射聚合材料，則將需要施用每層大約10微米厚度的200個(gè)增材層，以創(chuàng)建具有+2.00屈光度光焦度的區(qū)域。在該示例中，通過噴涂施用的液體層將需要稍微厚于10微米，以允許在照射時(shí)蒸發(fā)和稠化，來形成增材層的聚合的整體結(jié)合的材料。

利用使用UV激光源和數(shù)字光處理投影儀制作的投影圖案照射每個(gè)液體層，以創(chuàng)建輻射聚合材料增材層。選擇輻射可聚合材料，使得其與鏡片基底以及與連續(xù)的聚合增材層形成整體結(jié)合。Shack-Hartmann傳感器被用于測量在沉積的和聚合的層上的局部曲率，并且與每個(gè)增材層的預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。

在該示例中，第一層被施用到成品鏡片基底的凹面的區(qū)域的大約一半。(該鏡片基底的一半將對應(yīng)于安裝在最終眼鏡框架中的最終定制眼鏡鏡片的下半部分。)UV輻射的投影圖案創(chuàng)建整體結(jié)合到鏡片基底上的聚合材料的圖案。對于該示例，投影的圖案被選擇為照射束，該照射束在形狀上是圓形，并且對準(zhǔn)選擇的區(qū)域中的液體層，以創(chuàng)建輻射聚合材料的圓形的區(qū)域，該圓形區(qū)域直徑至少是8mm，并且在其凹面上的鏡片基底的中心下面至少8mm處為中心。對于該示例，所照射的所選擇的區(qū)域(其創(chuàng)建聚合材料的增材層)小于液體層所施用到的總區(qū)域。將基底的非聚合材料洗掉。

在該實(shí)施例的控制點(diǎn)處，在施用被指定為N-1的最后的增材層之后，用Shack-Hartmann(哈特曼)類型傳感器測量具有增材層的凹面，以計(jì)算當(dāng)前凹面的曲率。將所測量的結(jié)果與在層N-1處所計(jì)算的增材層設(shè)計(jì)相比較，并且補(bǔ)償后續(xù)層的幾何形狀，使得要求的層N(將施用的下一個(gè)層)的曲率被調(diào)節(jié)為：(層N的設(shè)計(jì)曲率)-(層N-1的誤差曲率)。

使用由測量找到的誤差調(diào)節(jié)，通過噴涂將輻射可聚合材料的下一個(gè)層施用到與先前的液體層相同的區(qū)域上。在該示例中，下一個(gè)液體層區(qū)域?qū)⒀由斐^先前聚合增材層的邊緣。用與第一層相同的輻射圖案照射該下一個(gè)液體層，以在輻射聚合材料的先前的增材層的頂部上創(chuàng)建另一個(gè)增材層。使用Shack-Hartmann傳感器的測量被用于確認(rèn)結(jié)果或生成用于將被施用的下一個(gè)增材層的調(diào)節(jié)。針對多個(gè)層重復(fù)該過程，直到該定制眼鏡鏡片的增材層的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)期望的+2.00屈光度額外的焦度。

在該示例中，為了邊緣平滑目的，用延伸超過圓形照射束的區(qū)域的另一個(gè)投影的光圖案照射每十層，以創(chuàng)建稍微更大的增材層。

示例2

具有成品和拋光凸面的成品平鏡片基底附接到支撐機(jī)制，使得凹面暴露用于諸如在圖2中所例示的構(gòu)造中的增材層過程。將被構(gòu)建在初始基底的頂部上的層的體積被計(jì)算作為具有不同厚度的一系列連續(xù)層，使得每個(gè)單獨(dú)的層在任何點(diǎn)處不會厚于100微米。

來自(R、G、B)投影儀的藍(lán)色光被用于照射和選擇性聚合增材層設(shè)計(jì)的液體輻射可聚合材料。特別地選擇紅色通道和綠色通道，以在能夠引起材料的反射或聚合作用的范圍外具有波長分布。

在附接到支撐機(jī)制之前，鏡片的凸面被覆蓋有對于用于聚合的藍(lán)色光是不透明的塑料膜(圖2中未示出)。這防止鏡片基底的凸面在增材層過程期間被更改。支撐機(jī)制被設(shè)計(jì)成用于允許鏡片基底11在Y和Z方向上以1微米的精度運(yùn)動。支撐機(jī)制還能夠使鏡片基底繞X軸線以具有1毫弧度(mrad)的精度的角度α旋轉(zhuǎn)。支撐機(jī)制將鏡片引入到保持液體輻射可聚合材料21的槽中。對于任何時(shí)間t，鏡片基底(Y、Z，α)的位置是已知的，并且遵循已經(jīng)針對將被施用到鏡片的凹面上的每個(gè)層計(jì)算的軌跡。對于任何時(shí)刻t，軌跡估計(jì)液體表面與鏡片凹面的接觸點(diǎn)。軌跡還估計(jì)凹面與液體的接觸角度。

(R、G、B)投影儀被安裝在保持液體輻射可聚合材料21的槽上方的垂直位置中(圖2中被示出為束31)。

相機(jī)(圖2中的41)被安裝在保持液體輻射可聚合材料21的槽上方的傾斜位置處。投影儀的紅色和綠色通道以及相機(jī)被用作三角測量系統(tǒng)，該三角測量系統(tǒng)使用結(jié)構(gòu)化光圖案，以測量環(huán)繞照射束31和液體層(53)之間的所估計(jì)的接觸區(qū)域的液體表面的三維形狀，或者束31與相機(jī)41的觀察區(qū)域的交叉區(qū)域中的增材層的三維形狀。投影儀和相機(jī)系統(tǒng)分別合并投影和聚焦光學(xué)元件，以確保測量的范圍沿著Y方向大約是5mm，并且沿著X方向大約是20mm。能夠以測量范圍的1/1000的精度實(shí)現(xiàn)液體層的(X、Y、Z)坐標(biāo)的測量(如在圖1A的步驟320中的)，或(一個(gè)或更多個(gè))增材層的(X、Y、Z)坐標(biāo)的測量(如在圖1B的步驟700中的)。

由于對于每個(gè)點(diǎn)(X、Y、Z)，相對于所施用的液體表面的不同照射分布，通過在照射過程期間的鏡片的恒定轉(zhuǎn)動以及通過將以不同的取向(角度α)構(gòu)建的不同的增材層的組合實(shí)現(xiàn)構(gòu)建的層中的每個(gè)的平滑度。還能夠通過后續(xù)增材層相對于鏡片基底表面或先前的增材層上的位置的不同位置實(shí)現(xiàn)平滑度。

在該布置中，使用相同的投影儀相機(jī)3D配準(zhǔn)機(jī)制在不接觸的情況下測量液體層的表面(如在圖1A的步驟320中的)和(一個(gè)或更多個(gè))聚合增材層的表面(如在圖1B的步驟700中的)兩者。在聚合增材層的測量的情況下，如圖2中所示的，液體輻射可聚合材料21能夠被降低到聚合增材層的區(qū)域下面。

在每一層之后或在每N層之后進(jìn)行測量。在表面中檢測到的誤差將被用于計(jì)算將被施用的下一層的調(diào)節(jié)，以構(gòu)建所期望的總的設(shè)計(jì)。

示例3

在另一個(gè)實(shí)施例中，示例2的支撐機(jī)制和浸漬方法與不同的光源和測量系統(tǒng)一起使用。對于示例3，擴(kuò)展的、結(jié)構(gòu)化光源(如同LCD屏)被用于照射。相機(jī)和擴(kuò)展的光源通過三角測量術(shù)測量靠近鏡片基底的凹面的液體的表面。此外，相機(jī)和擴(kuò)展的光源被用于針對任何誤差測量聚合增材層的形狀，并且基于所計(jì)算的誤差調(diào)節(jié)增材層設(shè)計(jì)的下一個(gè)層的位置、厚度或斜率。

雖然參考優(yōu)選的實(shí)施例和這些實(shí)施例的多個(gè)變型或衍生物已經(jīng)詳細(xì)公開了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將理解，在不偏離本發(fā)明的概念和保護(hù)范圍的情況下，額外的取代、組合和修改是可能的。對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，在檢查本文中的說明書和附圖之后，這些和類似的變型將變得清楚。因此，從所附權(quán)利要求書確定本發(fā)明。