具有限定封装微镜片的压花膜的光学制品及其制造方法

文档序号:538770 发布日期:2021-06-01 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 具有限定封装微镜片的压花膜的光学制品及其制造方法 (Optical article having an embossed film defining encapsulated microlenses and method of making same ) 是由 M·吉洛 M·梅嫩 H·W·基乌 C·普莱西斯 J·马查 B·德罗贝 于 2019-09-27 设计创作,主要内容包括:本披露包括光学制品,所述光学制品包括具有第一膜表面和第二膜表面并被压花的膜层,使得第一膜表面限定多个凹形光学元件并且第二膜表面限定多个凸形光学元件。本发明光学制品可以包括一个或多个与膜层联接的光学层。每个光学层可以封装凹形光学元件或凸形光学元件。(The present disclosure includes an optical article comprising a film layer having a first film surface and a second film surface and embossed such that the first film surface defines a plurality of concave optical elements and the second film surface defines a plurality of convex optical elements. The optical articles of the present invention may include one or more optical layers coupled to a film layer. Each optical layer may encapsulate a concave optical element or a convex optical element.)

具有限定封装微镜片的压花膜的光学制品及其制造方法

技术领域

本发明总体上涉及光学制品,特别地但非限制性地涉及包括由压花膜限定的封装光学元件的光学制品。

背景技术

光学制品(比如镜片)可以用于矫正眼睛的屈光不正,例如近视、远视、老花眼、以及散光。一些镜片包括在镜片表面上的光学元件(比如微镜片),其可以有助于这些屈光不正的矫正。例如,微镜片可以提供正的下加光值,以将部分入射光聚焦在视网膜的前方,由此控制近视发展。

微镜片也用于其他应用中。例如,除其他应用外,微镜片用于数码投影仪、成像装置(例如影印机和手机摄像头)、显微镜(例如用于均匀照明)、显示器,并且用于提高CCD阵列的光收集效率。

设置在镜片外表面上的光学元件可能保护有限,并且因此可能容易损坏。一些镜片包括在光学元件上的涂层,比如硬涂层或清漆。然而,这些涂层无法提供足够的保护。另外,这些常规涂层会改变几何形状,并且因此改变光学元件的光学设计。结果,光学元件可能不再提供它们被设计用于满足的光学目标。因此,在本领域中需要被配置为在不改变其光学设计的情况下提供足够的光学元件保护的光学制品。

发明内容

本发明光学制品通过提供限定由一个或多个光学层封装的光学元件的压花膜来解决对改进的光学元件保护的需求。权利要求1限定了根据本发明的光学制品。压花膜可以限定在第一膜表面上的多个凹形光学元件,例如微镜片,以及限定在第二膜表面上的多个凸形光学元件,例如微镜片。初级光学层可以与第一膜表面联接以完全封装凹形光学元件和/或次级光学层可以与第二膜表面联接以完全封装凸形光学元件。光学层可以保护光学元件,而对其光学设计几乎没有改变(如果有的话)。

本发明光学制品中的一些包括具有相反的第一膜表面和第二膜表面的膜层。在一些制品中,膜层可以被压花为使得第一膜表面限定多个凹形光学元件,例如微镜片。在一些制品中,膜层可以被压花为使得第二膜表面限定多个凸形光学元件,例如微镜片。在一些制品中,凸形和凹形光学元件中的每一个的直径都小于或等于2.0毫米(mm)。在一些制品中,凸形和凹形光学元件中的每一个的最大高度都小于或等于0.1mm。可选地,在垂直于第一膜表面或第二膜表面的方向上来测量最大高度。

一些制品包括具有相反的第一初级光学表面和第二初级光学表面的初级光学层。在一些制品中,初级光学层与膜层联接,使得第二初级光学表面设置在第一膜表面上。在一些制品中,对于每个凹形光学元件,初级光学层占据由凹形光学元件限定的整个体积。在其他制品中,初级光学层与膜层联接,使得第二初级光学表面设置在第二膜表面上。在这种制品的一些中,初级光学层具有可选地是在垂直于第二膜表面的方向上在第一初级光学表面与第二初级光学表面之间测量的最大厚度,所述最大厚度大于每个凸形光学元件的最大高度。在这种制品的一些中,凸形光学元件被封装在第一膜表面与第一初级光学表面之间限定的体积内。权利要求2至8限定了根据本发明的光学制品的其他实施例。

形成光学制品的本发明方法中的一些方法包括对具有相反的第一表面和第二表面的膜进行压花。权利要求9限定了一种形成根据本发明的光学制品的方法。在一些方法中,压花被执行使得第二表面限定多个凸形光学元件,并且第一表面限定多个凹形光学元件。在一些方法中,凸形和凹形光学元件中的每一个的直径都小于或等于2.0mm。在一些方法中,凸形和凹形光学元件中的每一个的高度都小于或等于0.1mm,所述高度可选地是在垂直于第一表面或第二表面的方向上测量的。

一些方法包括对膜进行切割以分离一个或多个膜层,每个膜层具有相反的第一膜表面和第二膜表面。在一些方法中,切割被执行使得第二膜表面具有多个凸形光学元件和/或第一膜表面具有多个凹形光学元件。对于每个膜层,一些方法包括将膜层与具有相反的第一初级光学表面和第二初级光学表面的初级光学层联接。在一些方法中,联接被执行使得第二初级光学表面设置在第一膜表面上。在一些方法中,对于每个凹形光学元件,初级光学层占据由凹形光学元件限定的整个体积。权利要求10至15限定了形成根据本发明的光学制品的方法的其他实施例。

术语“联接”被限定为连接,但是不一定是直接的并且不一定是机械的;“联接”的两个术语可以彼此统一。除非本披露明确地另外要求,否则术语“一(a)”和“一个(an)”被限定为一个或多个。术语“基本上”被限定为在很大程度上但不一定完全是所指定的内容,包括所指定的内容;如本领域普通技术人员所理解的,例如,基本上90度包括90度,并且基本上平行包括平行。在任何披露的实施例中,术语“基本上”可以被所指定的“在…的[百分比]内”代替,其中百分比包括0.1%、1%、5%和10%。

术语“包括(comprise)”及其任何形式(比如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”及其任何形式(例如“具有(has)”和“具有(having)”)、以及“包含(include)”及其任何形式(比如“包含(includes)”和“包含(including)”)是开放式连系动词。结果,“包括(comprises)”、“具有(has)”或“包含(includes)”一个或多个元件的设备具备那一个或多个要素,但不限于仅具备那些要素。同样,“包括(comprises)”、“具有(has)”、或“包含(includes)”一个或多个步骤的方法具备那些一个或多个步骤,但不限于仅具备那些一个或多个步骤。

任何设备、系统和方法的任何实施例都可以由所描述的步骤、要素和/或特征中的任一个组成或基本上由其组成,而不是由其包括/包含/具有。因此,在任何权利要求中,术语“由……组成”或“基本上由……组成”可以代替以上所述的任何开放式连系动词,以便从否则使用开放式连系动词将是的范围改变给定权利要求的范围。

进一步地,以某种方式配置的装置或系统至少以该方式配置,但是也可以以除具体描述的方式以外的其他方式配置。一个实施例的一个或多个特征可以应用于其他实施例,即使没有进行描述或示出,除非被本公开或实施例的性质明确禁止。下文描述了与以上描述的实施例和其他相关联的一些细节。

附图说明

以下附图以示例并且非限制性的方式说明。为了简洁和清楚起见,给定结构的每个特征不总是在那个结构出现的每一个图中都标注。相同的附图标记不一定指示相同的结构。相反,可像不相同附图标记那样,相同的附图标记可以用于指示相似特征或具有相似功能的特征。除非另有说明,否则附图中的视图是按比例绘制的,这意味着对于至少该视图中的实施例,所描绘的元素的尺寸相对于彼此是准确的。

图1A是本发明光学制品的第一实施例的顶视图,其包括限定凸形和凹形光学元件的压花膜层以及与膜层联接以封装凹形光学元件的初级光学层。

图1B是沿线1B-1B截取的图1A的光学制品的截面图。

图1C是图1A的光学制品的放大局部截面图。

图2A和2B示意性地图示了一种系统,其适用于本发明方法中的一些方法中以对膜进行压花和切割来制造光学制品的一个或多个膜层。

图2C和图2D分别示意性地图示了凹版涂布系统和辊式刮刀涂布系统,其适合于将涂层施加到膜上。

图3A和图3B是本发明光学制品的第二实施例的截面图,其具有封装凸形光学元件的次级光学层。

图4A和4B是本发明光学制品的第三实施例的截面图,其具有被成型在膜层上的初级光学层和次级光学层。

图5A至图5D示意性地图示了第一模具,其适用于本发明方法的一些方法中以制造图4A的光学制品。

图6A和图6B是本发明光学制品的第四实施例的截面图,其具有不使用粘合剂与膜层联接的初级光学层和使用粘合剂与膜层联接的次级光学层。

图7A至图7D示意性地图示了第二模具,其适用于本发明方法的一些方法中以制造图6A的光学制品。

图8A和图8B是本发明光学制品的第五实施例的截面图,其具有与次级光学层联接的三级光学层。

图9A至图9D示意性地示出了第三模具,其适用于本发明方法的一些方法中以制造图8A的光学制品。

图10是本发明光学制品的第六实施例的截面图,其中凸形光学元件而不是凹形光学元件被封装。

图11是本光学制品的第七实施例的截面图,其中制品的外表面是凹形的。

具体实施方式

参考图1A至图1C,示出了本发明光学制品的第一实施例10a。光学制品10a可以包括具有相反的第一和第二初级光学表面42a和42b的初级光学层34和具有相反的第一和第二膜表面46a和46b的膜层38。光学制品10a可以具有任何合适的形状;例如,光学制品可以是球面的、复曲面的或非球面的。为了说明,光学制品10a可以具有例如由第一初级光学表面42a限定的内表面14和例如由第二膜表面46b限定的外表面18。内表面14可以是凹形的,而外表面18可以是凸形的;然而,在其他实施例中,内表面和外表面中的每一个可以是凹形的、凸形的或平坦的,这取决于光学制品10a的预期用途。

膜层38可以被压花为使得第一膜表面46a限定多个凹形光学元件22a,并且第二膜表面46b限定多个凸形光学元件22b。凹形光学元件22a和凸形光学元件22b中的每一个可以包括例如用于折射光的任何合适的光学元件,例如微镜片、菲涅耳环等。如图所示,凹形光学元件22a和凸形光学元件22b中的每一个都是微镜片。凹形光学元件(例如22a)的至少一部分可以限定凹形表面,和/或凹形光学元件可以具有凹入膜中的一个或多个部分。凸形光学元件(例如22b)的至少一部分可以限定凸形表面,和/或凸形光学元件可以具有从膜向外突出的一个或多个部分。

凹形光学元件22a和凸形光学元件22b可以以任何合适的方式被布置。例如,凹形光学元件22a和凸形光学元件22b可以被限定在跨越整个或部分膜层38的第一区域26内,并且可选地,膜层可以具有一个或多个不具有光学元件的第二区域30,例如在由第一区域26围绕的区域中和/或在光学制品10a的周边处。凹形光学元件22a和凸形光学元件22b中的每一个可以具有例如在垂直于第一膜表面46a或第二膜表面46b的方向上测量的最大高度58a和58b,其小于或等于0.1毫米(mm),例如小于或等于100微米(μm)、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm、5μm、1μm或在其中任意两个之间,或更小。凹形光学元件22a和凸形光学元件22b中的每一个可以分别具有直径58a和58b,其小于或等于2.0mm,例如小于或等于2.0mm、1.5mm、1.0mm、0.5mm、0.1mm、80μm、60μm、40μm、20μm或在其中任意两个之间,或更小。并且,但非限制性地,初级光学层34可以具有例如在垂直于第二初级光学表面的方向上在第一初级光学表面42a与第二初级光学表面42b之间测量的最小厚度120,其大于或等于1mm,例如大于或等于1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm或在其中任意两个之间、或更大。

膜层38可以与初级光学层34联接,使得第二初级光学表面42b设置在第一膜表面46a上。初级光学层34可以完全封装凹形光学元件22a。例如,对于凹形光学元件22a中的每一个,初级光学层34可以占据由光学元件限定的整个体积66。通过完全封装凹形光学元件22a,初级光学层34可以保护凹形光学元件并且对光学元件的光学设计的改变(如果有的话)最小。因此,与常规保护性涂层相比,初级光学层34可以促进光学制品10a中改进的光学器件,这样可以改变几何形状,并且因此改变光学元件的光学设计。如图所示,凸形光学元件22b没有被封装;然而,在其他实施例中,凸形光学元件可以如下面进一步详细描述的那样被封装,并且在这种实施例的一些中,凹形光学元件也可以被封装但不必封装。

初级光学层34可以包括第一光学构件50a和第一粘合剂54a。第一粘合剂54a可以限定第二初级光学表面42b,并且可以将第一光学构件50a与膜层38联接和/或粘附。为了保持凹形光学元件22a的光学设计,第一粘合剂54a可以完全封装每一个凹形光学元件,例如可以占据由凹形光学元件限定的整个体积66。第一粘合剂54a可以是任何光学上合适的粘合剂,例如能够将可见光和/或紫外光传送穿过的粘合剂,例如UV粘合剂。另外地或替代地,第一粘合剂54a可以包括一个或多个涂层。至少一个、可选地每一个涂层中可以包括聚氨酯涂层、耐划伤涂层、防眩光涂层、减反射涂层、光致变色涂层、防污涂层、防雾涂层、可着色涂料、自修复涂层、防雨涂层、防静电涂层、抗UV涂层或防蓝光涂层。第一光学构件50a可以包括镜片或薄片。用于第一光学构件50a的合适材料可以包括任何光学材料,例如,聚碳酸酯、共聚酯、热塑性聚氨酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚酰胺、生物工程聚合物、三乙酸纤维素、烯丙基二甘醇碳酸酯、聚环硫化物、高级氨基甲酸乙酯聚合物(trivex)、聚丙烯酸化物、多元醇、聚胺、聚酸酐、聚羧酸、聚环氧化物、聚异氰酸酯、聚降冰片烯、聚硅氧烷、聚硅氮烷、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚硫代氨基甲酸酯、聚烯丙基、聚硫化物、聚乙烯基酯、聚乙烯醚、聚亚芳基聚醚、多氧化物、聚砜、聚环烯烃、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二酯、聚醚酰亚胺、聚戊烯等。膜层38可以包括聚合物。

凹形光学元件22a的下加光值可以至少部分地取决于在初级光学层34中使用的材料,例如在第一光学构件50a和第一粘合剂54a中使用的材料。例如,第一光学构件50a和第一粘合剂54a可以具有不同的折射率,以实现适当的光学元件下加光值。在第一粘合剂54a与第一光学构件50a的折射率之间的差可以大于或等于0.10,例如大于或等于或在0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50或在其中任意两个之间、或更大。第一粘合剂54a的折射率可以大于或小于第一光学构件50a的折射率,这例如取决于期望是正的下加光值(例如控制近视)还是负的下加光值(例如控制远视)。

参考图2A和图2B,示出了系统60,其适用于本发明方法中的一些方法以形成压花膜层(例如38),该压花膜层限定了凹形和凸形光学元件(例如22a和22b),并且可以被结合在本发明光学制品(例如10a-10g)中的一些中。尽管参考系统60来描述了本发明方法中的一些方法,然而系统60不限于那些可以使用任何合适的系统来执行的方法。

用于形成光学制品(例如10a-10g)的本发明方法中的一些方法可以包括对具有第一和第二表面(例如72a和72b)的膜(例如68)进行压花。压花可以被执行为使得第一表面限定多个凹形光学元件(例如22a),并且第二表面限定多个凸形光学元件(例如22b),每个光学元件的尺寸和形状如上面参考光学制品10a所述的那样被设置。压花可以以任何合适的方式来执行,例如使用辊对辊工艺(图2A)。在一些方法中,膜可以从退绕辊(例如64)上展开,并且可以在模具辊(例如76)与基底辊(例如80)之间穿过。模具辊可以被加热以加热膜,并有助于压花。当膜在模具辊与基底辊之间穿过时,模具辊上的压花元件可以在膜的第一表面上形成凹形光学元件。在一些实施例中,膜可以在压花期间保持其厚度。这样,对于由模具辊形成的每个凹形光学元件,对应的凸形光学元件可以形成在膜的第二表面上。当压花膜离开模具和基底辊时,可以对压花膜进行冷却,例如以保持光学元件的几何形状,并且可以被收集在卷绕单元(例如84)上。

本发明方法中的一些方法包括对膜进行切割以分离一个或多个膜层(例如38),以用于光学制品(例如10a-10g)中,每个膜层具有相反的第一和第二膜表面(例如46a和46b)。第一膜表面可以具有多个凹形光学元件,并且第二膜表面可以具有多个凸形光学元件。例如,压花膜可以从卷绕单元上展开并被切割以产生一个或多个膜层(图2B)。切割膜层可以例如经由热成型来成形,这取决于光学制品的预期用途。例如,每个膜层可以被成形为使得第一膜表面是凹形的而第二膜表面是凸形的;然而,在其他实施例中,第一和第二膜表面中的每一个可以是凹形的、凸形的也可以是平坦的。

参考图2C和图2D,本发明方法中的一些方法可选地包括可选地在压花之前将一个或多个涂层(例如任何上述涂层)施加到膜上。涂层可以以任何合适的方式来施加。例如,在一些方法中,一个或多个涂层可以使用凹版涂布系统(例如88a)来施加(图2C)。凹版涂布系统可以包括刻纹辊(例如92),其具有在其表面上的、被配置为将涂料(例如96)从池中提起的多个刻纹。凹版涂布系统可以包括刮刀(例如104),用于例如在提升涂料时使其平滑。膜可以在刻纹辊与压力辊(例如100)之间穿过,以将涂料沉积在例如在膜上,例如沉积在膜的第一和第二表面上,这例如取决于这些表面中的将限定光学制品的外表面的表面。另外地或替代地,一种或多种涂料可以使用例如辊式刮刀涂布系统(例如88b)来施加(图2D)。辊式刮刀涂布系统可以包括施加器(例如108),施加器在涂布期间例如经由液滴将涂料沉积在膜上。其上设置有涂料的膜可以在平滑刀(例如112)与导辊(例如116)之间穿过。平滑刀可以对涂料进行平滑以促进涂料的均匀施加。例如如上所述,可以在涂布之后对膜进行压花。在压花之前施加涂料可以有助于更容易的制造过程,并且减轻在施加涂料时可能发生的光学元件损坏的风险。

为了形成本发明光学制品(例如10a-10g)之一,一些方法包括对于每个膜层,将膜层与初级光学层(例如34)联接,该初级光学层具有相反的第一和第二初级光学表面,例如分别为42a和42b。该联接可以被执行使得第二初级光学表面设置在第一膜表面上,以完全封装在其上限定的每个凹形光学元件,例如如上面参考光学制品10a所述。然而,在其他实施例中,该联接可以被执行使得第一初级光学表面设置在第二膜表面上,以完全封装在其上限定的每个凸形光学元件,例如如下面参考次级光学构件70进一步详细所述。

在一些方法中,初级光学构件包括第一粘合剂(例如54a),第一粘合剂设置在第一光学构件(例如50a)上,例如如在光学制品10a中那样。在这种方法中的一些方法中,联接初级光学层可以包括将第一粘合剂施加到第一膜表面和第一光学构件的表面中的至少一个上。第一光学构件可以使用第一粘合剂被粘附到膜层上,使得第一粘合剂设置在膜层与第一光学构件之间,并且完全封装凹形光学元件,例如如在光学制品10a中那样。如果第一粘合剂包括一种或多种涂料,则涂料可以被施加到第一膜表面上,例如以封装凹形光学元件,并且被固化。在固化之后,第一光学构件可以在模具中被形成与固化的涂料联接,例如,如下面进一步详细描述的。

参考图3A和图3B,示出了光学制品10b,其基本上类似于光学制品10a,主要的不同之处是光学制品10b还包括次级光学层70。次级光学层70可以具有第一和第二次级光学表面74a和74b,并可以与膜38联接,使得第一次级光学表面设置在第二膜表面46b上。次级光学层70可以完全封装凸形光学元件22b。例如,次级光学层70可以具有例如在垂直于第一或第二膜表面46a、46b的方向上测量的最大厚度86,其大于每个凸形光学元件22b的最大高度58b。在一些实施例中,次级光学层70的最小厚度124也可以大于最大高度58b。为了说明但非限制地,次级光学层70的最大厚度86和/或最小厚度124可以大于或等于0.1mm,例如大于或等于0.5mm、0.7mm、0.9mm、1.1mm、1.2mm、1.4mm或在其中任意两个之间,或更大,例如大于或等于0.6mm。结果,凸形光学元件22b可以被完全封装在第二次级光学表面74b与第一膜表面46a之间限定的体积90内。由此,次级光学层70可以保护凸形光学元件22b,而对凸光学元件的光学设计几乎没有改变(如果有的话)。如图所示,尽管光学制品10b包括初级光学层34和次级光学层70两者,但在其他实施例中,光学制品可以省略初级光学层,例如使得凸形光学元件22b而不是凹形光学元件22a被封装。

次级光学层70可以包括第二光学构件50b和第二粘合剂54b。第二粘合剂54b可以具有相反的第一和第二粘合剂表面78a和78b,其中第一粘合剂表面限定第一次级光学表面74a,例如使得第二粘合剂设置在第二膜表面46b上。由此,第二粘合剂54b可以将第二光学构件50b与膜38联接和/或粘附。为了保持凸形光学元件22b的光学设计,第二粘合剂54b可以具有足以完全封装光学元件的厚度。例如,例如在垂直于第一或第二膜表面46a、46b的方向上在第一第二粘合剂表面78a与第二粘合剂表面78b之间测量的第二粘合剂54b的最大厚度82和/或最小厚度128可以大于每个凸形光学元件22b的最大高度58b。因此,每个凸形光学元件22b可以被包含在第二粘合剂表面78b与第一膜表面46a之间限定的体积内。

凸形光学元件22b和/或凹形光学元件22a的下加光值可以至少部分地取决于在次级光学层70(例如针对第二光学构件50b和第二粘合剂54b)中和/或在初级光学构件34中使用的材料。例如,第二光学构件50b可以是镜片或薄片,并且可以包括上面参考第一光学构件50a所述的任何材料。并且,第二粘合剂54b可以包括任何光学上合适的粘合剂和/或一种或多种涂料,比如参考第一粘合剂54a所描述的那些中的任何一种。为了获得凹形光学元件22a和凸形光学元件22b的期望的下加光值,第一粘合剂54a和第二粘合剂54b可以具有不同的折射率,例如相差至少0.10,例如大于或等于0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50或在其中任意两个之间、或更大。第一粘合剂54a的折射率可以大于或小于第二粘合剂54b的折射率,这例如取决于期望是正的下加光值(例如控制近视)还是负的下加光值(例如控制远视)。第一和第二光学构件50a和50b可以包括相同的材料,例如可以具有相同的折射率;然而,在其他实施例中,第一和第二光学构件可以具有不同的折射率。

为了形成具有次级光学层(例如70)的本发明光学制品之一,一些方法包括将膜层与次级光学层联接。次级光学层可以分别具有相反的第一和第二次级光学表面(例如74a和74b),并且该联接可以被执行使得第一次级光学表面设置在第二膜表面上。次级光学表面可以分别具有最大和/或最小厚度(例如为86和124),其大于每个凸形光学元件的最大高度(例如58b),使得次级光学表面完全封装凸形光学元件,例如如上面参考光学制品10b所述。

在一些方法中,次级光学构件包括第二粘合剂(例如54b),第二粘合剂设置在第二光学构件(例如50b)上,例如如在光学制品10b中那样。在这种方法中的一些方法中,联接次级光学层可以包括将第二粘合剂施加到第二膜表面和第二光学构件的表面中的至少一个上。第二光学构件可以使用第二粘合剂粘附到膜层,使得第二粘合剂设置在膜层与第二光学构件之间,并且完全封装凸形光学元件,例如,如在光学制品10b中那样。如果第二粘合剂包括一种或多种涂料,则涂种可以被施加到第二膜表面上,例如以封装凸形光学元件,并且被固化。在固化之后,第二光学构件可以在模具中被形成并且与固化的涂料联接,例如,如下面进一步详细描述的。

参考图4A至图4B,示出了光学制品10c,该光学制品基本上类似于光学制品10b,主要不同之处是光学制品10c的初级光学层34和次级光学层70中的每一个不使用粘合剂(例如,54a或54b)与膜层38联接。如图所示,第一光学构件50a和第二光学构件50b中的每一个可以分别直接设置在第一膜表面46a和第二膜表面46b上。第一光学构件50a可以封装每个凹形光学元件22a,例如可以占据由每个凹形光学元件限定的所有体积66,并且第二光学构件50b可以封装每个凸形光学元件22b,例如可以具有最大和/或最小厚度86、124,其大于每个凸形光学元件的最大高度58b。如图所示,第一光学构件50a和第二光学构件50b中的每一个均包括镜片;然而,在其他实施例中,第一和第二光学构件可以包括任何合适的光学构件,比如薄片。

为了获得凹形光学元件22a和凸形光学元件22b的期望下加光值,第一光学构件50a和第二光学构件50b可以包括不同的材料,使得第一和第二光学构件具有不同的折射率,例如相差至少0.10,例如大于或等于0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50或在其中任意两个之间、或更大。第一光学构件50a的折射率可以大于或小于第二光学构件50b的折射率,这例如取决于期望是正的下加光值(例如控制近视)还是负的下加光值(例如控制远视)。

第一光学构件50a和第二光学构件50b可以被成型到膜层38上。为了形成具有成型的光学构件的本发明光学制品(例如10c-10e)中的一些,一些方法包括将膜层放置在一个或多个模具上。参考图5A至图5D,示出了第一模具(例如102),其适用于本发明方法中的一些方法以形成和联接初级和/或次级光学层的(例如光学构件)至少一部分。第一模具可以包括第一模具部分(例如106a)和第二模具部分(例如106b),第一模具部分例如经由模具嵌件114a限定了第一成型表面(例如110a),第二模具部分例如经由模具嵌件114b限定了第二成型表面(例如110b)。每个成型表面可以是凹形的、凸形的或平坦的,这取决于所期望的制品形状;例如,如图所示,第一成型表面可以是凸形的,例如以形成凹形光学表面,并且第二成型表面可以是凹形的,例如以形成凸形光学表面。

本发明方法中的一些方法包括将膜层放置在第一模具上并且将第一和第二模具部分从打开位置(图5A)移动至关闭位置(图5B)。如图所示,第一体积(例如118a)可以被限定在第一膜表面与第一成型表面之间,并且第二体积(例如118b)可以被限定在第二膜表面与第二成型表面之间。为了形成初级光学层,例如第一光学构件,一些方法包括将第一可成型材料引入第一体积中,使得对于每个凹形光学元件,第一可成型材料占据由凹形光学元件限定的整个体积(图5C)。第一可成型材料可以例如通过固化和/或冷却来凝固,以形成初级光学层,例如第一光学构件(图5D)。类似地,为了形成次级光学层,例如第二光学构件,一些方法包括将第二可成型材料引入第二体积中(图5C),并且例如通过固化和/或冷却将第二可成型材料来凝固,以形成次级光学层,例如第二光学构件。第一和第二可成型材料可以具有不同的折射率。成型可以通过注射成型或铸造来执行。

尽管上面的成型步骤是参考单个模具(例如102)来描述的,但在一些方法中,多个模具可以被使用,以例如在第一模具中形成初级光学层并且在第二模具中形成次级光学层。并且,尽管如图所示该成型被执行以形成第一和第二光学构件并将其例如不使用粘合剂与膜层联接,但在一些方法中,第一和/或第二粘合剂可以在成型之前与膜层联接,例如如上所述固化的涂料的形式,使得第一体积被限定在第一粘合剂与第一成型表面之间和/或第二体积被限定在第二粘合剂与第二成型表面之间。可选地,该成型可以被执行以形成初级光学层和次级光学层中的仅一个,而不是两者。

本发明光学制品中的一些包括经由粘合剂与膜层联接的光学层和不使用粘合剂与膜层联接的光学层,例如其被成型到膜层上。参考图6A和图6B,示出了光学制品10d,其基本上类似于光学制品10b,主要不同之处是光学制品10d的初级光学层34不包括第一粘合剂54a,例如使得第一光学构件50a被直接成型到膜层38上,如上面参考光学制品10c所述。并且,如图所示,第二光学构件50b可以包括薄片;然而,在其他实施例中,第二光学构件可以包括镜片。如在光学制品10c中,光学制品10d的第二光学构件50a和50b可以具有不同的折射率。

参考图7A至图7D,示出了第二模具(例如130),其适用于本发明方法中的一些方法以形成光学制品(例如10d和10e),其具有粘性联接的光学层和成型的光学层。第二模具可以具有第一和第二模具部分(例如134a和134b),每个模具部分分别例如经由模具嵌件142a和142b限定了成型表面(例如138a和138b)。每个成型表面可以是凹形的、凸形的或平坦的,这取决于所期望的制品形状;例如,如图所示,第一模具部分的成型表面可以是凸形的,例如以形成凹形光学表面,并且第二模具部分的成型表面可以是凹形的,例如以接纳第二次级光学表面。

在一些方法中,次级光学层可以包括第二粘合剂,第二粘合剂可以用于在成型之前将第二光学构件粘附至第二膜表面,例如,如上面参考光学制品10b所述的那样。一些方法包括将膜层和次级光学层放置在第二模具上,使得第二次级光学表面设置在第二模具部分的成型表面上。在放置之后,第一和第二模具部分可以从打开位置(图7A)移动到关闭位置(图7B),其中,这些模具部分配合以限定模腔(例如146),模腔大于膜层和第二光学层,使得体积(例如150)被限定在第一膜部分与第一模具部分的成型表面之间。为了形成初级光学层、例如第一光学构件并将其与膜层联接,第一可成型材料可以被引入该体积中(图7C),使得第一可成型材料占据由每个光学元件限定的整个体积。第一可成型材料可以例如通过固化和/或冷却来凝固,以形成初级光学层,例如第一光学构件。成型可以通过例如注射成型或铸造来执行。在一些方法中,如果第一光学层与膜层粘性地联接,则类似的过程可以被执行以形成次级光学层,例如第二光学构件并将其与膜层联接。

参考图8A和图8B,示出了光学制品10e,其基本上类似于光学制品10d,主要不同之处是光学制品10e还包括与次级光学层70联接的三级光学层94。三级光学层94可以具有第一和第二三级光学表面98a和98b,并且如图所示,可以联接成使得第一三级光学表面设置在第二次级光学表面74b上,例如在第二光学构件50b上。三级光学层94可以包括第三光学构件50c,可选地不使用第三粘合剂,例如使得第三光学构件直接设置在第二光学构件50b上。第三光学构件50c可以包括任何合适的光学材料,比如用于第一和第二光学构件50a和50b的任何光学材料。为了获得光学元件22a和22b的期望的下加光值,第三光学构件50c可以包括具有与第二光学构件50b的材料的折射率不同的折射率的材料,可选地,与第一光学构件50a的材料的折射率相同。例如,第一和第三光学构件50a和50c可以均包括镜片。例如,使用多个镜片可以为光学元件22a和22b提供附加的保护,并且如果第一和/或第二光学构件50a和50c是偏振的,则可以为光学制品10e提供适当的偏振。

如图所示,尽管三级光学层94可以限定光学制品10e的外表面18,但在其他实施例中,三级光学层可以限定内表面14。例如,在其他实施例中,初级光学层34可以包括第一粘合剂54a,用于将第一光学构件50a与膜层38联接,例如,如在光学制品10a中那样,第二光学构件50b可以不使用粘合剂与膜层联接,例如,如在光学制品10c中那样,并且三级光学构件94(并且因此例如第三光学构件50c)可以设置在第一初级光学表面42a上。在这种配置中,第二和第三光学构件50b和50c可以具有与第一光学构件50a的折射率不同的相同折射率。

三级光学层(例如94)可以通过成型或经由第三粘合剂被结合到本发明光学制品(例如10e)之一中。参考图9A至图9D,示出了第三模具(例如158),其适用于本发明方法中的一些方法中以形成三级光学层并将其与初级或次级光学层联接。第三模具可以包括第一和第二模具部分(例如162a和162b),每个模具部分分别例如经由模具嵌件170a、170b限定了成型表面(例如166a和166b)。每个成型表面可以是凹形的、凸形的或平坦的,这取决于所期望的制品形状;例如,如图所示,第一模具部分的成型表面可以是凸形的,例如以形成凹形光学表面,并且第二模具部分的成型表面可以是凹形的,例如以形成凸形光学表面。

与参考图7A至图7D所述的过程一样,第二光学构件可以在成型之前经由第二粘合剂与膜层联接,随后被放置在第三模具上。模具部分可以从打开位置(图9A)移动到关闭位置(图9B),使得第一体积(例如174a)被限定在第一膜表面与第一模具部分的成型表面之间,并且第二体积(例如174b)被限定在第二次级光学表面与第二模具部分的成型表面之间。第一可成型材料(例如178)可以被引入第一体积中,并且第二可成型材料(例如182)可以被引入第二体积中(图9C)。第一和第二可成型材料可以例如通过固化和/或冷却来凝固,以分别形成初级光学层、例如第一光学构件和三级光学层、例如第三光学构件。第一和第二可成型材料可以是相同的,例如以提供相同的折射率。成型可以通过例如注射成型或铸造来执行。在其他实施例中,如果第一光学构件与膜层粘性地联接,则类似的成型过程可以被执行以形成第二和第三光学构件并将其与膜层联接。尽管以上成型过程是参考单个模具(例如158)来描述的,但在其他方法中,成型过程可以使用多个模具来执行,例如在第一模具中形成初级光学层并且在第二模具中形成三级光学层。

如图所示,尽管每个光学制品10a-10e包括封装的凹形光学元件22a,凹形光学元件被设置得比凸形光学元件22b更靠近内表面14,但其他实施例可以包括凹形光学元件,这些凹形光学元件没有被封装和/或被设置得比凸形光学元件更靠近(例如面对)光学制品的外表面。例如,参考图10,光学制品10f可以基本上类似于光学制品10a,主要不同之处是初级光学层34的第二初级光学表面42b设置在第二膜表面46b上而不是第一膜表面46a上,例如以封装凸形光学元件22b。因此,凹形光学元件22a不需要被封装,而是可以例如被涂布。另外地或替代地,第一膜表面46a可以限定光学制品10f的外表面18,其中可选地,内表面14是凸形的,而外表面18是凹形的。这种布置可以例如适合用于控制远视。参考图11,光学制品10g可以基本上类似于光学制品10f,主要不同之处是次级光学层70设置在第一膜表面46a上。并且,尽管光学制品10a-10g包括膜层38,该膜层具有在第一膜表面46a上限定的凹形光学元件22a和在第二膜表面46b上限定的凸形光学元件22b,但在一些实施例中,第一和第二膜表面中的每一个可以包括凹形和凸形光学元件两者,例如用于控制散光。在一些实施例中,膜层38被压花使得第一和第二膜表面46a和46b中仅一个限定光学元件。

以上的说明书和示例提供了对示例性实施例的结构和使用的完整描述。虽然以上已经以某一程度的特殊性或者参考一个或多个单独的实施例描述了某些实施例,但是本领域的技术人员能够在不脱离本发明的范围的情况下对所披露的实施例作出许多改变。这样,所述方法和系统的不同说明性实施例不旨在局限于所披露的具体形式。而是,本发明包括落入权利要求的范围内的所有修改和替代方案,并且除了所示的之外的实施例可以包括所描绘的实施例的一些或全部特征。例如,元件可以省略或组合为一体结构和/或连接可以被代替。进一步地,在适当情况下,以上描述的任何示例的方面可以与所描述的任何其他示例的方面组合以形成具有相当的或不同的性质和/或功能并且解决相同或不同问题的另外示例。类似地,将理解的是,以上描述的益处和优点可以涉及一个实施例或者可以涉及若干实施例。权利要求不旨在包括并且不应被解释为包括装置加功能或步骤加功能的限制,除非这样的限制在给定权利要求中分别使用短语“用于……的装置”或“用于……的步骤”明确地叙述。

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