用于制造眼鏡片的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有至少一個(gè)光學(xué)功能的眼鏡片（例如，漸進(jìn)式眼鏡片）的制造的領(lǐng) 域。
[0002] 本發(fā)明更具體地涉及一種用于制造此類眼鏡片的方法。
[0003] 本發(fā)明還涉及一種被配置成制造此類眼鏡片的制造系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 眾所周知，眼鏡片經(jīng)歷各種制造步驟以便賦予它們指定的眼科特性。
[0005] 用于制造眼鏡片的方法是已知的，該方法包括以下步驟：提供一種未處理或半成 品鏡片坯件，即，一個(gè)鏡片坯件不具有面或具有僅一個(gè)被稱為成品的面（或換言之，限定一 個(gè)簡單的或復(fù)雜的光學(xué)表面的一個(gè)面）。
[0006] 這些過程之后包括一個(gè)或多個(gè)步驟：機(jī)加工未處理鏡片坯件的至少一個(gè)面，以便 獲得被稱為成品面的面，從而限定向眼鏡片的佩戴者提供指定的（可能是復(fù)雜的）光學(xué)特 性的所尋求的光學(xué)表面。
[0007] 表述"一個(gè)或多個(gè)機(jī)加工步驟"此處應(yīng)理解為意指被稱為粗加工、精加工以及拋光 (通過表面修整來機(jī)加工）的步驟。
[0008] 粗加工步驟使得有可能開始于一個(gè)未處理或半成品鏡片坯件，以便給出鏡片坯件 中被稱為它的（它們的）未完成的厚度和表面曲率半徑的一個(gè)或多個(gè)面，而精加工（也稱 為精磨）步驟在于細(xì)化晶粒或甚至提高預(yù)先獲得的這些面的曲率半徑的精度，并且允許所 產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)彎曲表面準(zhǔn)備（精磨）用于拋光步驟。這個(gè)拋光步驟是對一個(gè)或多個(gè)粗 糙的或光滑的彎曲表面進(jìn)行表面修整，并使得眼鏡片可能透明的一個(gè)步驟。粗加工步驟和 精加工步驟是以下這樣的步驟：設(shè)定最終鏡片的厚度以及經(jīng)處理的表面的曲率半徑，而與 初始物體的厚度及其初始曲率半徑無關(guān)。
[0009] 將注意的是，稱為"自由形式表面"或"數(shù)字表面"的一種類型的復(fù)雜光學(xué)表面需 要特別精確的機(jī)加工，這種表面例如結(jié)合環(huán)面和漸變。這種復(fù)雜的光學(xué)表面的機(jī)加工使用 以下各項(xiàng)執(zhí)行：至少一個(gè)精度極高的機(jī)床，該至少一個(gè)精度極高的機(jī)床至少用于該粗加工 步驟，或甚至用于該精加工步驟和拋光步驟；以及一個(gè)拋光器，該拋光器能夠在使眼鏡片變 形的情況下對在先前步驟中獲得的一個(gè)或多個(gè)表面進(jìn)行拋光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明旨在提供一種用于制造具有至少一個(gè)光學(xué)功能的眼鏡片的方法，該光學(xué)功 能實(shí)現(xiàn)起來特別簡單、容易和經(jīng)濟(jì)，并且還能夠快速地且靈活地實(shí)現(xiàn)具有非常多樣的幾何 形狀和材料特性的鏡片，從而滿足大多數(shù)市場的個(gè)性化需求。
[0011] 因此，根據(jù)一個(gè)第一方面，本發(fā)明的主題是一種用于制造具有至少一個(gè)光學(xué)功能 的眼鏡片的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0012]-通過沉積具有預(yù)定折射率的至少一種材料的多個(gè)預(yù)先確定體積元素以增材方式 制造一個(gè)中間光學(xué)元件，所述中間光學(xué)元件包括鄰接到由所述多個(gè)體積元素的一部分組成 的一個(gè)額外厚度（Se)上的一個(gè)目標(biāo)眼鏡片；并且
[0013]-通過機(jī)加工從所述中間光學(xué)元件以減材方式制造所述目標(biāo)眼鏡片，該機(jī)加工是 以至少一個(gè)步驟的一個(gè)預(yù)定順序執(zhí)行的，所述預(yù)定順序允許減去所述額外厚度，
[0014] 所述增材制造步驟包括確定所述中間光學(xué)元件的制造設(shè)置的一個(gè)步驟，在該步驟 中，所述額外厚度根據(jù)該減材制造步驟中定義的所述預(yù)定順序來確定。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的制造方法是基于兩個(gè)制造步驟，即一個(gè)增材制造步驟和一個(gè)減材制 造步驟的組合，并且在實(shí)現(xiàn)增材制造步驟時(shí)是根據(jù)該至少一個(gè)減材制造步驟的預(yù)定順序， 所述順序在確定該增材制造步驟的制造設(shè)置時(shí)被考慮在內(nèi)。
[0016] 增材制造技術(shù)是滿足本發(fā)明目標(biāo)的一種特別適當(dāng)?shù)姆绞健?br>[0017] 表述"增材制造"被理解為意指，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ASTM2792-12,制造技術(shù)包括以下 這樣的一種方法：涉及熔化材料以便從3-D建模數(shù)據(jù)（典型地為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD)文 件）通常逐層地制造物體，而與減材制造方法如傳統(tǒng)機(jī)加工相反。
[0018] 增材制造技術(shù)在于根據(jù)包含于一個(gè)CAD文件中的數(shù)字形式的一個(gè)預(yù)定安排通過 使固體材料單元并置來制造物體。
[0019] 表示為"體元"的這些初步體積元素可以使用以下各種不同的技術(shù)原理來創(chuàng)造和 并置：例如通過借助于打印頭來提供可光聚合單體的滴料，通過在單體浴的表面附近利用 UV光源來選擇性地光聚合（立體光刻快速成型技術(shù)），或通過熔融聚合物粉末（選擇性激 光熔融（SLM)或選擇性激光燒結(jié)（SLS))。
[0020] 增材制造技術(shù)允許以極大的靈活性限定物體的幾何形狀，但是如果人們希望制造 以下這樣的透明眼鏡片時(shí)出現(xiàn)了許多問題：不散光并且通過鏡片的每個(gè)面上的一種非常精 確的屈光鏡幾何形狀來提供一種光學(xué)處方，這些屈光鏡可以是球面的、或偽球面的、或復(fù)球 面的、或偽復(fù)球面的。
[0021] 特別會(huì)遇到以下問題：
[0022] -逐體元結(jié)構(gòu)本身不適合很好地獲得光學(xué)應(yīng)用所需的光滑表面；并且
[0023]-增材構(gòu)造技術(shù)使得難以利用一個(gè)光學(xué)應(yīng)用所需的精度來控制該產(chǎn)品元件的尺寸 特征；具體地說，難以以極高的精度實(shí)現(xiàn)對鏡片的曲率半徑的局部控制。
[0024] 可見，本發(fā)明考慮了增材制造固有的這些問題以便使它們與一種眼鏡片的制造相 容。
[0025] 將注意的是，該增材制造步驟允許獲得一種中間光學(xué)元件，該中間光學(xué)元件具有 一個(gè)所希望的體積均勻性并且提供針對該佩戴者定制的該光學(xué)功能的至少一部分；并且在 該增材制造步驟之后執(zhí)行的該減材制造步驟允許從可以通過粗糙度參數(shù)表征的該中間光 學(xué)元件最終確定并獲得所希望的光學(xué)功能，該中間光學(xué)元件是具有表面粗糙度質(zhì)量的一種 眼鏡片。
[0026] 該增材制造步驟因此使得有可能提供一種中間光學(xué)元件，該中間光學(xué)元件包括該 目標(biāo)眼鏡片，并且包括超過它的將來外部表面中的全部或一些的一個(gè)額外厚度，該額外厚 度通過考慮去除用于執(zhí)行該減材制造步驟的器件的容量的優(yōu)化材料來限定。
[0027] 因此，由于確定該中間光學(xué)元件的制造設(shè)置的步驟是基于上述預(yù)定順序，這個(gè)步 驟使得有可能考慮包括一個(gè)或多個(gè)減材制造機(jī)器的一個(gè)制造系統(tǒng)的材料去除容量（換言 之，從該中間光學(xué)元件可去除的厚度），應(yīng)理解的是這個(gè)容量被包括在預(yù)定值范圍[1μπι; 2000μm]內(nèi)。
[0028] 該額外厚度可以隨著相對于最終眼鏡片的表面的位置的變化而變化。
[0029] 該額外厚度優(yōu)選地具有低于或等于1000μπι的平均值，以便在不具有粗加工的情 況下借助于一個(gè)精加工步驟或拋光步驟而是可機(jī)加工的。更優(yōu)選地，該額外厚度一般來說 (onaverage)被包括在預(yù)定值范圍[30μπι和500μπι]內(nèi)。
[0030] 這兩個(gè)制造步驟的組合形成被稱為一個(gè)混合過程的過程，該混合過程有利地允許 獲得一種眼鏡片，該眼鏡片具有根據(jù)該佩戴者的需求完美地調(diào)節(jié)的正確的光學(xué)功能，以及 與眼科應(yīng)用相容的表面粗糙度質(zhì)量。
[0031] 表述"正確的光學(xué)功能"被理解為意指在眼鏡片的某些點(diǎn)處可以達(dá)到+/_0. 12屈 光度的一個(gè)誤差界限內(nèi)，具有由該佩戴者提供的處方的一個(gè)光學(xué)功能。
[0032] 所謂與眼科應(yīng)用相容的表面質(zhì)量意指使得有可能保證該眼鏡片在可見光譜 (380/700nm)內(nèi)的透射度將高于85%，并且它的擴(kuò)散比低于1%的一個(gè)表面質(zhì)量。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的該制造方法尤其簡單、容易和經(jīng)濟(jì)，而在產(chǎn)生各種光學(xué)功能（由于 這些光學(xué)功能的個(gè)性化）的背景下最重要的是，需要快速和靈活的制造方法。
[0034] 將注意的是，增材制造例如對應(yīng)于一種三維打印過程，例如實(shí)現(xiàn)聚合物噴墨打印、 或立體光刻快速成型、或面曝光立體光刻快速成型、或選擇性激光燒結(jié)（SLS)、或選擇性激 光熔融（SLM)、或甚至熱塑性細(xì)絲擠出，而減材制造對應(yīng)于一種機(jī)加工過程，后者包括選自 以下各項(xiàng)的至少一個(gè)步驟：粗加工步驟、精加工步驟以及拋光步驟。
[0035] 還將注意的是，在本發(fā)明的背景中，以下表述具有以下含義：
[0036] - "粗加工步驟"，該步驟在于借助于例如切割器或金剛石刀頭機(jī)加工該中間光學(xué) 元件，以便賦予它該目標(biāo)眼鏡片的厚度和曲率半徑，或接近該目標(biāo)眼鏡片的那些的一個(gè)厚 度和曲率半徑；
[0037] -"精加工步驟"，該步驟在于例如借助于金剛石刀頭或具有磨蝕表面的一個(gè)工具 細(xì)化該中間光學(xué)元件的表面的晶粒和/或提高該表面的曲率半徑，以便使該中間光學(xué)元件 準(zhǔn)備好經(jīng)歷拋光步驟；以及
[0038] 拋光步驟"，該步驟在于賦予該中間光學(xué)元件該目標(biāo)眼鏡片所需的透明度；這個(gè) 步驟允許去除粗加工和精加工留下的痕跡；該拋光步驟特別地是借助于與在精加工步驟中 可實(shí)現(xiàn)的那些相比更柔軟的一個(gè)拋光器以及具有更精細(xì)晶粒的一個(gè)磨料漿執(zhí)行；這個(gè)步驟 還稱為"輕度拋光";具體地說，稱為基礎(chǔ)矯正的主球面或復(fù)面（或偽球面或偽復(fù)面）矯正的 曲率或可能提供在稱為"近視"區(qū)中的一個(gè)附加物的曲率不會(huì)受到輕度拋光步驟的顯著影 響。
[0039] 因此，該粗加工步驟和精加工步驟是以下這樣的步驟：獨(dú)立于初始表面的形狀和 曲率而設(shè)定處理表面的形狀和曲率。將注意的是，另一個(gè)可能的機(jī)加工步驟是"硬拋光"步 驟，特別地是使用一個(gè)球面或復(fù)面硬拋光器，以及具有比先前步驟中使用的磨料溶液的晶 粒更精細(xì)的晶粒的磨料漿，通過使將要處理的表面旋轉(zhuǎn)并對其進(jìn)行研磨賦予后者與該硬拋 光器互補(bǔ)的一個(gè)球面曲率或復(fù)面曲率。在本發(fā)明的背景中，這種"硬拋光"是精加工步驟的 一個(gè)變體。
[0040] 還將注意的是，表述"光學(xué)功能"，當(dāng)應(yīng)用于一個(gè)鏡片或一個(gè)中間光學(xué)元件時(shí)，應(yīng)理 解為意指這個(gè)鏡片或這個(gè)元件的光學(xué)響應(yīng)，即，對穿過所討論的鏡片或光學(xué)元件的光束的 傳播和透射的任何修改進(jìn)行限定的功能，而不管進(jìn)入光束的入射如何并且不管由入射光束 所照射的入光屈光鏡的幾何范圍如何。
[0041] 更精確地，在眼科領(lǐng)域中，光學(xué)功能被定義為針對本鏡片或本元件的佩戴者的所 有注視方向佩戴者屈光力和散光特征的分布以及與鏡片或光學(xué)元件相關(guān)聯(lián)的棱鏡偏差和 高階像差的分布。當(dāng)然，這假定了已知鏡片或光學(xué)元件相對于佩戴者的眼睛的幾何位置。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選的、簡單的、實(shí)用的且經(jīng)濟(jì)