專利名稱：純模制的光學(xué)物品和制造該物品的方法
純模制的光學(xué)物品和制造該物品的方法背景發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及光學(xué)應(yīng)用中使用的注模物品。這些物品可包括光學(xué)鏡片和光碟。 更具體地，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)純模制的光學(xué)物品的方法和裝置，這些純模制的光學(xué)物品 被形成以通過注模物品的差溫冷卻減小和/或消除沿著其外圍邊緣的光學(xué)畸變。相關(guān)技術(shù)的描述用于光學(xué)應(yīng)用中的注模物品必須形成為具有精確輪廓、光學(xué)光滑的外表面的無氣 泡體。通常，這些物品是由合成樹脂制成的，并且被模制為期望的最終形狀。因此，例如用 于數(shù)據(jù)存儲的光碟和包括眼科鏡片的眼鏡鏡片等物品可被快速、廉價地制成，并且提供各 種期望的物理特征。注模工藝具有如下基本步驟塑化、注射、冷淬(chill)和脫模。這些步驟彼此不 同并且必須正確地執(zhí)行每個步驟以確保利用注模工藝生產(chǎn)了尺寸精確且光學(xué)上可接受的 物品。在塑化步驟期間，例如聚合物等的材料被加熱直到材料被熔化為止。塑化步驟將 材料從在室溫時形成的一般硬的、通常顆粒狀的轉(zhuǎn)化為具有對于在材料的正確熔化溫度時 在注模工藝中使用是必要的濃度的液體。然后，塑化材料被注入模具中直到它完全填充模 腔為止。在模腔被完全填充以后，材料被允許冷卻。在通常被稱作冷淬的步驟中，熱量從塑 化材料處被移除以將它從液體稠度轉(zhuǎn)化回其原始的固體、堅硬狀態(tài)。當材料冷卻時，它也收縮。最后，當材料被固化以后，模制零件然后可從模腔中脫模。因此，模腔被打開，冷卻 的模制零件從模腔中被釋放或排出。當創(chuàng)建注模的眼鏡鏡片時，制造商通常使用具有模腔的模具，其被配置為生產(chǎn)具 有比生產(chǎn)期望尺寸的鏡片所需的尺寸更大尺寸的模制零件。通常被稱作鏡片毛坯的模制 零件通常限定了遠大于最終的切割鏡片的周邊的周邊。一旦制備了鏡片毛坯，則由此切割 鏡片。因為注模鏡片毛坯可被形成以限定各種期望的幾何結(jié)構(gòu)，并且鏡片可利用一種方式 從毛坯處切割以繼承毛坯的期望的幾何形狀，因此該方法是有用的。例如，鏡片毛坯可被 形成為平面鏡片毛坯，或者它可限定簡單的或復(fù)雜的弧形輪廓，例如圓柱體或球體表面的 一部分的弧形輪廓。2001年1月2日授權(quán)的題為“Decentered Noncorrective Lens For Eyewear (用于眼鏡的偏軸非矯正鏡片)，，的第6，168，271號美國專利中說明了這些原理。在制備了鏡片毛坯以后，將其切割以限定期望的、最終形狀的鏡片。在制備最終鏡 片時該步驟包括考慮光軸相對于最終鏡片的方向、鏡片將被接收的軌道的形狀和方向以及 最終精確地切割鏡片毛坯以生產(chǎn)具有期望的光學(xué)質(zhì)量和形狀的最終鏡片。此后，鏡片毛坯 的剩余材料通常被丟棄。因此，通過模制工藝生產(chǎn)的毛坯上的邊緣瑕疵未轉(zhuǎn)移到成品鏡片 上。一旦從毛坯切割了最終鏡片，那么可使最終鏡片的邊緣變得光滑或?qū)⑵淠ス庖詼蕚浒惭b在眼鏡架上。例如，當與僅包圍鏡片的一部分的眼鏡架一起使用時，鏡片的暴露的周 邊應(yīng)該是平滑的以在美觀和物理上是可接受的。然而，當與包圍鏡片的整個外圍的眼鏡架 一起使用時，鏡片的邊緣可能不需要被磨光或變得平滑。因此，根據(jù)該應(yīng)用和最終鏡片將被 配對的眼鏡架，在從鏡片毛坯切割最終鏡片以后，可能需要額外的精整加工操作。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文公開的實施方式中的至少一個實施方式，認識到使用鏡片毛坯來形成最 終鏡片產(chǎn)品導(dǎo)致有價值的鏡片材料的浪費，其經(jīng)常需要精整加工操作以產(chǎn)生有用的最終產(chǎn) 品，而且是耗時且效率低的過程。因此，根據(jù)本文公開的實施方式中的至少一個實施方式， 認識到在本領(lǐng)域中需要提供一種改進的注模工藝和裝置，借此可將模制物品模制成凈形或 最終形狀，從而消除切割或精整加工步驟。更具體地，在本領(lǐng)域中需要這樣一種改進的注模 工藝和裝置，其所生產(chǎn)的純模制物品的外圍邊緣不會變厚或者不具有可從傳統(tǒng)模制工藝中 的鏡片和毛坯中看到的邊緣波。在通過傳統(tǒng)注模工藝形成的整個模制物品中看似不容易獲得恒定的厚度或均勻 的表面曲率。這一挑戰(zhàn)至少是由于在冷卻過程中熔化的樹脂的不均勻的結(jié)晶經(jīng)常導(dǎo)致物品 的局部體積變化、分子徙動、以及收縮或變薄而出現(xiàn)的。在典型的模制條件下，在整個模制 物品中通常存在結(jié)晶度的顯著變化。至少由于這一原因，才需要鏡片毛坯來生產(chǎn)沿著其外 圍或周邊不具有光學(xué)畸變的最終鏡片。進一步，至少由于這一原因，用于數(shù)據(jù)存儲的光碟迄 今不能沿著其外圍來存儲額外的數(shù)據(jù)。在整個模制物品中晶體一致性的變化隨著非結(jié)晶的增塑材料的冷卻而出現(xiàn)。在冷 卻時，材料的外圍部分往往以比中心部分更快的速度冷卻，而中心部分一般比外圍部分保 持在熔化溫度以上的時間更久。在冷卻過程中，樹脂將經(jīng)歷結(jié)晶。通常，由于結(jié)晶材料比非 結(jié)晶材料占據(jù)更小的體積，因此在模制物品中不同位置的正常的差溫冷卻速度經(jīng)常在物品 中產(chǎn)生體積的變化。對于模制的鏡片或光碟而言，物品的外圍邊緣在中心區(qū)域之前固化。隨著在模制 腔邊緣的樹脂的冷卻，鄰近的熔化的聚合物被迫加入晶體結(jié)構(gòu)中。這導(dǎo)致了填充模腔的全 厚度的固化的鏡片邊緣。但是隨著鏡片中心的冷卻，沒有額外的熔化的樹脂來補償收縮。因 此，鏡片中心部分收縮到比邊緣部分薄的厚度。結(jié)果是，變厚的小珠或波包圍鏡片或光碟的 外圍邊緣。根據(jù)本文公開的實施方式可以認識到，如果人們能夠創(chuàng)造一種能夠避免變厚的邊 緣的模制裝置和方法，則可制造“純模制(net-molded) ”形狀或最終形狀的高精度的光學(xué)模 制物品。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種用于形成純模制光學(xué)零件的注模 裝置，所述純模制光學(xué)部分沿著其周邊具有減少的光學(xué)畸變。所述裝置可包括用于限定模 腔的模具和與所述模腔熱連通的至少一個熱調(diào)節(jié)元件。所述模腔可包括外圍邊緣和內(nèi)部中 心部分。所述熱調(diào)節(jié)元件可被配置為相對于所述物品的中心部分的硬化延遲所述物品的 外圍邊緣的硬化。在本發(fā)明的一種實施中，這涉及向外圍邊緣供應(yīng)熱量，以使其與中心部分 基本上同時固化或在中心部分固化之后固化?？蛇x地，所述中心部分可被冷卻以與沿著外圍邊緣的冷卻速度保持同步或超過外圍邊緣的冷卻速度。本文將主要從涉及向外圍邊緣供 應(yīng)熱量的實施方面描述本發(fā)明的實施方式，但是應(yīng)理解，更寬的發(fā)明在于調(diào)節(jié)注模樹脂的 冷卻速度，以允許中心部分在外圍部分之前下降到例如樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的硬化溫度 以下。 所述加熱元件可靠近模腔的周邊延伸。在一些實施方式中，所述加熱元件可布置 在靠近模腔的周邊延伸的第一通道中。所述加熱元件可被安置在與所述模腔的周邊相距第 一距離處。所述加熱元件可被配置成控制模具在模腔的周邊周圍和/或靠近模腔的周邊的 溫度，以減慢外圍區(qū)域中光學(xué)零件的冷卻速度，以便更接近地符合腔內(nèi)部的冷卻速度。
在一些實施方式中，所述第一通道可形成于模具的校準板部分內(nèi)。所述光學(xué)插入 部分可由不包括熱通道的連續(xù)的材料片形成。所述第一通道可連續(xù)或不連續(xù)地圍繞所述模 腔的周邊延伸。在一些實施方式中，所述第一通道可圍繞所述模腔的周邊的至少一部分連 續(xù)地延伸。例如，所述第一通道可圍繞所述模腔的周邊的至少50%連續(xù)地延伸。此外，所述 第一通道可圍繞所述模腔的周邊的至少75%連續(xù)地延伸。最后，所述第一通道可圍繞所述 模腔的整個周邊連續(xù)地延伸。所述模具可包括具有第一熱導(dǎo)率的導(dǎo)熱材料，所述模具可進一步包括在其中靠近 所述加熱元件形成的絕緣間隙，以使得所述加熱元件布置在所述模腔和所述絕緣間隙之 間。所述絕緣間隙可限定第二熱導(dǎo)率。所述第二熱導(dǎo)率可小于所述模具的所述第一熱導(dǎo)率， 以減少在遠離所述腔的方向上來自于所述加熱元件的熱量損耗。所述注模裝置可進一步包括布置在第二通道中的冷卻元件，所述第二通道在大體 上與所述腔內(nèi)部方向相反的方向上與所述第一通道的遠端隔開。所述冷卻元件可被安置在 與所述模腔的周邊相距第二距離處。所述第二距離可大于所述第一距離。所述冷卻元件可 被配置成從所述模具移除熱量。在一些實施方式中，所述模腔可限定出用于純模制平面光學(xué)鏡片或指定光學(xué)鏡片 的幾何形狀。在其他實施方式中，所述模腔可限定出用于純模制的光碟如光盤(CD)或DVD 的幾何形狀。根據(jù)另一實施方式，提供了一種用于減少沿著注模的光學(xué)零件的外圍的光學(xué)畸變 的注模裝置。在該實施方式中，所述注模裝置可包括模腔、冷卻元件和加熱元件。所述模腔 可由多個模具部分形成并且可限定出腔周邊和腔中心。所述模腔可進一步限定出上模具表 面和下模具表面。所述上模具表面和下模具表面可會合而限定出沿著所述模腔的所述腔周 邊的邊緣。所述模腔可限定出給定的零件幾何形狀。所述冷卻元件可在多個模制零件中的至少一個中形成，以方便將冷卻液輸送通過 注模裝置。所述冷卻元件可布置在模腔周圍、附近和/或包圍模腔，并且與模腔隔開以方便 通過模腔進行的熱傳導(dǎo)。所述加熱元件可鄰近模腔邊緣與冷卻元件之間的模腔邊緣布置。 這樣，所述冷卻元件和加熱元件可互相作用以產(chǎn)生通過注模裝置的熱傳導(dǎo)，由此提供模腔 的熱調(diào)節(jié)，以使得模腔的邊緣和模腔的中心以可比速度冷卻和/或在大致相同的時間達到 樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在一些實施方式中，冷卻介質(zhì)可以是例如空氣的氣體或循環(huán)液體。所述加熱元件 可以是循環(huán)液體，電阻元件或向模腔提供熱量的其他源。所述零件幾何形狀可以是純模制 的光碟或純模制的光學(xué)鏡片的幾何形狀。
根據(jù)另一實施方式，提供了一種形成注模光學(xué)零件的方法。所述方法可包括以下 步驟將增塑樹脂注入到模腔中，所述模腔具有被配置成使所述樹脂形成所述光學(xué)零件的 內(nèi)部幾何形狀；調(diào)節(jié)所述模腔的冷卻速度以防止所述模腔的外圍的周圍相對于所述模腔的 中心部分較早地固化；以及將所述光學(xué)零件從所述模腔中脫模。所述方法可進一步包括以下步驟將所述模腔沿著其外圍的第一溫度設(shè)置為大致 高于硬化溫度，例如樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。所述方法還可進一步包括以下步驟將所述模 腔沿著其中心部分的第二溫度設(shè)置為低于樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在一些實施方式中，設(shè)置所述第一溫度的步驟可包括加熱所述模腔的外圍。進一 步，所述方法可包括隨著所述模腔的中心部分的樹脂的溫度的冷卻，減少提供給所述模腔 的周邊的熱量。此外，設(shè)置所述第一溫度的步驟可包括利用靠近所述模腔的外圍安置的加 熱元件加熱所述模腔的外圍。設(shè)置所述第二溫度的步驟可包括冷卻所述模腔的中心部分。進一步，設(shè)置所述第 二溫度的步驟可包括利用冷卻元件冷卻所述模腔，所述冷卻元件被配置成使得加熱元件位 于冷卻元件和模腔的外圍之間。此外，所述方法可包括以下步驟允許所述光學(xué)零件的外圍邊緣在鏡片的中心部 分已達到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之后冷卻到所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因此，所述方法可用來形成注 模光學(xué)鏡片或注模光碟。附圖的簡要說明下面，將參照優(yōu)選的實施方式的附圖描述本文公開的發(fā)明的上述特征和其它特 征。所示出的實施方式旨在說明而非限制本發(fā)明。附圖包括下面的圖

圖1是示出了利用現(xiàn)有技術(shù)的注模裝置制成的聚碳酸酯光碟的溫度歷史的圖；圖2A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法和裝置制成的鏡片的透視圖；圖2B是沿著圖2A的線2B-2B得到的圖2A的鏡片的側(cè)視橫截面圖；圖2C示出了沿著圖2B的線2C-2C得到的圖2A的鏡片的一部分的熱圖，其表示根 據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的注模方法和裝置在樹脂已被注入模腔以后隨著鏡片在模腔中立即固化鏡片 中的一般等溫區(qū)；圖3是示出了利用另一個現(xiàn)有技術(shù)的注模裝置制成的光碟的溫度歷史的圖；圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的注模工藝制成的眼鏡鏡片的透視圖；圖5A是圖4的眼鏡鏡片的平面圖；圖5B是沿著線5B-5B得到的圖5A的眼鏡鏡片的橫截面圖；圖5C是沿著剖面線5C得到的圖5B的眼鏡鏡片的下邊緣的放大圖；圖6是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的注模工藝制成的光盤的透視圖；圖7是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的注模工藝在模腔中冷卻以后模腔和光碟的橫截面圖，其中 光碟具有沿著其周邊增加的厚度；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式制成的光碟或鏡片的溫度歷史的圖；圖9A是根據(jù)本發(fā)明的實施方式制成的鏡片的透視圖；圖9B是沿著圖9A的線9B-9B得到的圖9A的鏡片的側(cè)視橫截面；圖9C示出了沿著圖9B的線9C-9C得到的鏡片的一部分的熱圖，其表示根據(jù)本發(fā) 明的實施方式在樹脂已經(jīng)被注入模腔以后隨著鏡片在模腔中立即固化鏡片中的一般等溫區(qū)；圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施方式制成的眼鏡鏡片的透視圖；圖IlA是圖10的眼鏡鏡片的平面圖；圖IlB是沿著線11B-11B得到的圖IlA的眼鏡鏡片的橫截面圖；圖IlC是沿著剖面線IlC得到的圖IlB的眼鏡鏡片的下邊緣的放大圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的注模裝置的側(cè)視橫截面圖；以及圖13是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的注模裝置的側(cè)視橫截面圖。優(yōu)選實施方式的詳細描述雖然本說明書闡述了各種實施方式的具體細節(jié)，但是應(yīng)理解，描述僅是示例性的 并且不應(yīng)該以任意方式被解釋為限制性的。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可意識到，這些實施方式 的各種應(yīng)用和對它們的修改也可由本文所描述的一般概念涵蓋。如上面簡要討論的，各種現(xiàn)有的模制技術(shù)已經(jīng)被用于尤其優(yōu)化零件質(zhì)量和模制效 率。圖1是利用現(xiàn)有注模裝置、參照玻璃化轉(zhuǎn)變溫度制成的聚碳酸酯光碟的溫度歷史的示 意圖。如圖1所示，在剛剛將樹脂注入模腔之后，注模產(chǎn)品的溫度通常是最高的，具體地，模 制物品的中心的溫度大體上高于物品表面(或模具-樹脂界面)的溫度，此時已經(jīng)開始向 模具導(dǎo)熱。如圖1所示，在將樹脂注入光碟的模腔以后不久，模腔中的樹脂的溫度開始向玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度下降。如圖所示，在模制零件的中心固化之前幾秒該模制零件的外圍固化。如 上所述，在固化過程期間，樹脂將相改變成為固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)。由于隨著注模工藝中使用的很 多類型的樹脂的冷卻和結(jié)晶它們的體積通常減小這一事實，固化零件通常具有比用于創(chuàng)建 該零件的樹脂更小的體積。例如，當在例如零件的外邊界、表面、端點或邊緣等外圍處發(fā)生冷卻時，固化零件 的這些部分具有由此產(chǎn)生的尺寸或厚度，其通常等于在模腔的給定部分處模腔的內(nèi)部幾何 尺寸。實際上，當這些部分冷卻時，固化零件的發(fā)展中的晶體結(jié)構(gòu)從仍然液化或塑化的相鄰 樹脂體積中吸收額外的樹脂分子。因此，由于隨著樹脂冷卻和結(jié)晶樹脂體積減小，因此更少 量的樹脂可用于填充模腔的內(nèi)部體積的剩余部分。因此，盡管零件的多個部分的尺寸仍然近似等于在冷卻過程的初始階段零件腔的 尺寸，但是零件的剩余部分往往表現(xiàn)出小于模腔的相應(yīng)尺寸的尺寸。因此，待冷卻的零件的 第一部分或最后一部分中的至少一個可能不具有期望的尺寸。通常，例如眼鏡鏡片等零件 的外圍部分是待冷卻的零件的第一部分。光碟或眼鏡鏡片的周邊邊緣不僅與模腔的上表面 和下表面接觸，而且還與模腔的側(cè)面接觸。因此，更多的熱量可從腔周邊中的冷卻樹脂傳遞 到模具。根據(jù)本文公開的實施方式中的至少一個，認識到通過在模腔冷卻期間使用溫度調(diào) 節(jié)可改進由現(xiàn)有注模技術(shù)引起的尺寸不精確性。此外，根據(jù)本文公開的實施方式中的至少一個，認識到由于寶貴的光學(xué)空間的損 失而不期望出現(xiàn)由零件的非均勻冷卻引起的尺寸不精確性。例如，如CD或DVD等光碟具有 給定的存儲容量，該存儲容量至少部分地取決于光碟的有效表面積。然而，不能從例如光 碟的外圍區(qū)域等部分處讀取光碟上的數(shù)據(jù)，因為這些部分具有導(dǎo)致光學(xué)畸變的尺寸不精確 性。在當前技術(shù)狀態(tài)下，沿著靠近未被用于存儲數(shù)據(jù)的CD或DVD的周邊的表面存在約 Imm至2mm的⑶或DVD的至少一小部分。如果光碟可被注模以消除沿著光碟的周邊的尺寸不精確性，那么當前未被使用的光碟空間的Imm至2mm的使用可表示光碟的存儲容量的有 意義的增加。這可能是有意義的，因為未被使用的光碟空間的Imm至2mm是沿著周邊的并 且此時周長及表面積是最大的。這種有效表面積的增加可表示光碟的可用存儲表面積中的 高達約8%至9%的增益。此外，仍然如上所述，沿著注模光學(xué)鏡片的周邊的光學(xué)畸變的消除可減少當從鏡 片毛坯切割光學(xué)鏡片時或者當進行其它后模制操作時廢料量和時間損失量，從而避免了沿 著毛坯的外邊的光學(xué)畸變?，F(xiàn)在參照圖2A至圖2C，圖2A是形成于現(xiàn)有技術(shù)的注模裝置4中的鏡片2的透視 圖。圖2A至圖2C表示當樹脂已被注入裝置4的模腔中以后鏡片2立即開始冷卻時的鏡片 2。圖2B是沿著線2B-2B得到的圖2A的鏡片2的側(cè)視橫截面圖。因為已經(jīng)根據(jù)現(xiàn)有的注 模方法和裝置制造了鏡片2，因此在冷卻時(參照圖4至圖5C)，鏡片2將表現(xiàn)出本文所指 出的關(guān)于沿著鏡片2的周邊的光學(xué)畸變的缺點。圖2C是沿著圖2B的線2C-2C得到的鏡片2的一部分的熱圖(heatmap)。圖2C表 示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的注模方法和裝置在樹脂已經(jīng)被注入模腔以后鏡片2在模腔中立即開始 固化時鏡片2中的一般等溫區(qū)。這樣，該熱圖大體上示出了在鏡片2冷卻期間鏡片2內(nèi)的 恒溫區(qū)。大體上的恒溫區(qū)或大體上的等溫區(qū)是由元件數(shù)字10至M表示。可以理解，這些 區(qū)中的溫度不是相等的或恒定的，并且因此不是精確等溫的；然而，為了簡便，這些區(qū)域被 示出以顯示整個鏡片2上的溫度的一般偏移。鏡片2的內(nèi)部的溫度將高于鏡片2的外部的 溫度。因此，在圖中，等溫區(qū)10通常表示最高溫度，并且等溫區(qū)M通常表示最低溫度。例如，鏡片2的等溫區(qū)10表示鏡片2的內(nèi)部。類似地，等溫區(qū)M表示鏡片2的外 部。等溫區(qū)10、12、14和16中的每一個通常表示模制零件的內(nèi)部的溫度分布。等溫區(qū)18、 20,22和M通常表示沿著注模零件的外部的多個部分的溫度分布。圖2C的熱圖示出了在 冷卻期間沿著鏡片2的邊緣觀的鏡片溫度往往比鏡片2的徑向內(nèi)部30的溫度下降地更快。 因此，該現(xiàn)象導(dǎo)致沿著邊緣觀的鏡片厚度比徑向內(nèi)部30的鏡片厚度更大。鏡片2的溫度分布在本領(lǐng)域公知的注模鏡片技術(shù)中是典型的。如上所述，各種尺 寸的不精確性將由于鏡片2在模腔中的冷卻方式而對鏡片2造成影響。鏡片2的邊緣觀 將比鏡片2的中心冷卻地更快，并且因此產(chǎn)生相對的尺寸不精確性，特別是沿著鏡片2的周 邊。如上所述，鏡片的周邊因此將由于由尺寸不精確性引起的畸變而損失其光學(xué)純度。此 外，就光碟而言，可失去潛在的光碟存儲空間的有意義部分。圖3是示出了利用現(xiàn)有技術(shù)的注模裝置制成的光碟的溫度歷史的圖。在該實施例 中，模腔表面的溫度維持在樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或固化溫度以下。該方法和裝置在現(xiàn)有 技術(shù)的注模裝置中是典型的，并且導(dǎo)致上述顯著的尺寸不精確性。此外，各種現(xiàn)有技術(shù)的注 模方法使腔表面保持在低于樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。因此，光碟的表面、邊緣和其它 末端往往在光碟的中心部分固化之前很久固化，并且出現(xiàn)上述的尺寸不精確性?，F(xiàn)在參照圖4至圖5C，在被模制以形成眼鏡鏡片40的上下文中說明了上述的尺寸 不精確性。在該實施例中，鏡片40表示模制構(gòu)造中的鏡片。因此，鏡片40還未被切割或者 利用任何后模制操作被精整加工。鏡片40包括周邊42和過渡線44。盡管所示的鏡片40 為雙鏡片眼鏡系統(tǒng)中使用的鏡片，但是鏡片40也可表示單個鏡片。過渡線44與鏡片40的 周邊42向內(nèi)被外圍46的寬度隔開，在該實施例中，外圍46是通過模制工藝被加厚的以產(chǎn)生光學(xué)畸變。如圖5C所示，外圍46或光學(xué)畸變區(qū)表示比鏡片40的中心部分更快地冷卻的鏡片 40的部分，如上所述。因此，鏡片40在外圍46處具有更大的最大厚度50。因此，通過外 圍46的任何光線往往相對于通過鏡片40的其它更靠近中心的光學(xué)部分的平行光線分光地 (prismatically)移動。在這方面，鏡片40的外圍46表示不可用的或不期望的材料。通常，眼鏡制造商將 從鏡片毛坯切割鏡片40，這將確保鏡片40不會表現(xiàn)出沿著其外圍46的光學(xué)畸變，即丟棄了 毛坯的廢棄部分。當鏡片40被安裝于眼鏡架時，鏡片40的外圍46的至少一部分被暴露時 這樣的精整加工操作可能是必要的。然而，如果外圍將由保持鏡片的軌道的一部分覆蓋，那 么可在不對鏡片進行任何切割或其它修改的情況下使用純模制的或模制的鏡片。然而，當制造用作⑶或DVD的光碟時，未使用“毛坯”。相反地，不管由于光學(xué)畸變 區(qū)引起的存儲容量損失如何，用于CD和DVD的光碟在模制構(gòu)造下被使用。圖6和圖7示出 了 CD和DVD中使用的光碟60以及光碟60的外圍62中的光學(xué)畸變區(qū)。光學(xué)畸變區(qū)通常是 沿著光碟60的外圍62的。如上面簡單地描述的，由于光學(xué)畸變區(qū)，光碟的一部分仍然未被 使用。通常，光學(xué)畸變區(qū)表示光碟的可用存儲表面積的約8-9%。圖7是在模腔64中的光碟60的放大的側(cè)視橫截面圖。根據(jù)上面的討論，光碟60 的區(qū)62表示比光碟60的中心部分更快速地冷卻的光碟60的部分。如上所述，光碟或眼鏡 鏡片的周邊邊緣可表現(xiàn)出更多的由此產(chǎn)生的尺寸不精確性，這是因為這部分不僅與模腔的 上表面和下表面接觸，還與加速熱量損失的模腔的側(cè)表面接觸。本發(fā)明提供了用于減小或消除上述邊緣小珠的方法和裝置。這允許生產(chǎn)例如⑶ 或DVD等基本平面的物品，并且該物品具有通過其整個直徑的基本上平的表面，從而增加 用于數(shù)據(jù)的可利用區(qū)域。在純模制的眼鏡鏡片的情況下，在整個鏡片表面上可保持鏡片的 預(yù)定的表面幾何形狀(例如球形、橢圓形、非球面等)。如果不是整個的模制物品，那么這可通過以允許注射樹脂(例如聚碳酸酯， CR-39)在至少一部分上均勻冷卻的方式調(diào)節(jié)模制設(shè)備來完成。在傳統(tǒng)的眼鏡鏡片模具中， 這通常包括減緩鏡片的外圍區(qū)域的相對于鏡片的更中心的區(qū)域的冷卻速度，如上所述。通 過添加與腔的外圍進行熱連通的熱量，減緩模腔的外圍部分的冷卻速度可得以方便地完 成。熱量可為連續(xù)源或間歇源的形式。此外，熱量可維持在恒定水平，或者可按照與模腔的 更中心部分的冷卻速度對應(yīng)的速度下降，以產(chǎn)生整體一致的冷卻速度。可選擇地，通過從相 對于模具的外圍部分的模具的中心部分減去熱量可減少或消除冷卻差。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，圖8示意性地示出了利用本發(fā)明的實施方式注模的 零件中的溫度與時間分布的關(guān)系。參照圖8，在外圍邊緣溫度Tp在稍后的時間t2下降至參 考溫度以下之前，中心溫度(Tc)在時間、下降至參考溫度以下。因此，注模裝置以這樣的 方式被控制，即防止光碟或光學(xué)鏡片的周邊以這樣的速度冷卻，即，該速度允許在內(nèi)部或中 心部分固化和結(jié)晶之前沿著周邊固化和結(jié)晶從而導(dǎo)致光學(xué)象差或者降低模制零件的外圍 的功能。tl與t2之間的時間差dt可根據(jù)模制零件的形狀和尺寸以及期望的結(jié)果而變化。 對于雙鏡片系統(tǒng)中的典型鏡片，可使用從約0秒至約5秒或10秒或更多的范圍內(nèi)的時間 dt。dt為0意味著模制零件中的所有區(qū)域同時下降至參考溫度以下。這樣的模制零件可能在理論上是最優(yōu)的模具，然而，由于大多數(shù)模具的冷卻特性，因此這樣的模制零件可能難以 實現(xiàn)。因此，至少約1秒的dt，并且有時至少約5秒或更多的dt可能更容易實現(xiàn)，并且仍然 實現(xiàn)了延遲鏡片的外圍邊緣硬化直到光學(xué)區(qū)硬化之后為止的目的。本發(fā)明的實施方式的性能可能未受到tl左側(cè)的溫度歷史曲線形狀的強烈影響。 本發(fā)明預(yù)期中心溫度Tc可能被允許遵循其隨時間的正常下降，以在tl處與Tg或其它參考 線相交。本發(fā)明的各實施方式的模具可被設(shè)計和編程為延遲t2，如已經(jīng)討論的。通過添加 熱量可使tl左側(cè)的曲線Tp的形狀以比所示的Tc更慢的速度下降?？蛇x地，對于給定模具， Tp可被允許以未調(diào)節(jié)的速度下降直到它達到正好高于Tg的點為止，例如Tg+1、Tg+2或更 大。然后，通過將熱量應(yīng)用于邊緣加熱元件直到邊緣加熱元件可被停用以使t2滯后于tl 的時間為止，外圍邊緣的溫度可在剛好大于Tg處保持恒定?，F(xiàn)在參照圖9A至圖9C，圖9A是形成于現(xiàn)有注模裝置101內(nèi)的鏡片100的透視圖。 圖9A至圖9C表示在樹脂已經(jīng)被注入裝置101的模腔以后鏡片100立即開始冷卻時的鏡片 100。圖9B是沿著線9B-9B得到的圖9A的鏡片100的側(cè)視橫截面圖。當冷卻時(參照圖 10至圖11C)，鏡片100將已經(jīng)被形成為純模制的最終形狀，并且將不會表示出沿著鏡片100 的周圍的光學(xué)畸變，這是因為鏡片100已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的實施方式被制成。圖9C是沿著圖9A的線9C至9C得到的鏡片100的一部分的熱圖。圖9C表示根 據(jù)本發(fā)明的實施方式當在樹脂已經(jīng)被注入模腔以形成鏡片100以后鏡片100在模腔中立即 固化時鏡片100的溫度分布。在這方面，熱圖通常示出了在冷卻鏡片100期間鏡片100內(nèi) 的一般恒溫區(qū)。一般恒溫區(qū)或一般等溫區(qū)是由元件數(shù)字102至116表示的?？梢岳斫?，這 些區(qū)中的溫度不是相等的或恒定的，因此不是精確等溫的；然而，為了簡潔，這些區(qū)域被示 出以顯示整個鏡片100中溫度的一般偏移。鏡片100的內(nèi)部的溫度將高于鏡片100的外部 的溫度。因此，在圖中，等溫區(qū)102通常表示最高溫度，并且等溫區(qū)116通常表示最低溫度。例如，鏡片100的等溫區(qū)102表示鏡片100的內(nèi)部。類似地，等溫區(qū)116表示鏡片 100的外部。等溫區(qū)102、104和106中的每一個通常表示模制零件的內(nèi)部的溫度分布。等 溫區(qū)118至116通常表示沿著注模零件的外部的多個部分的溫度分布。圖9C的熱圖示出 了在冷卻期間沿著鏡片100的邊緣118的鏡片溫度往往與鏡片100的徑向內(nèi)部部分119的 溫度均勻地下降。因此，這導(dǎo)致沿著邊緣118和徑向內(nèi)部部分119的均勻的鏡片厚度。根據(jù)一些實施方式，可以預(yù)期，等溫區(qū)114和116可維持在高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的 溫度。此外，隨著在冷卻期間鏡片的內(nèi)部的溫度下降，等溫區(qū)102、104、106、108、110和112 可通常向由等溫區(qū)114和116表示的溫度分布集中。然后，隨著鏡片的多個部分的溫度開 始下降至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下，沿著光碟或光學(xué)鏡片的周邊或外圍的溫度可通常被維持在 等于或高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。這樣，可以預(yù)期，結(jié)晶過程可在整個鏡片中均勻地進行，從而 減輕了鏡片的外圍的任何光學(xué)畸變。參照圖10至圖11C，其中示出了眼鏡鏡片120。鏡片120是根據(jù)本文公開的新穎 的方法和裝置制造的。因此，鏡片120往往不會表現(xiàn)出沿著鏡片120的外圍122的光學(xué)畸 變。在這方面，應(yīng)該注意到，光學(xué)物品中的光學(xué)畸變的減少和/或消除意味著光學(xué)物品的該 部分與使用的光學(xué)物品的其它部分一樣是光學(xué)上可接受的。因此，如圖IlC所示，通過實現(xiàn)本發(fā)明的實施方式，大體上消除了鏡片120的外圍 122中的尺寸不精確性。與現(xiàn)有技術(shù)裝置和產(chǎn)品不同，樹脂結(jié)晶的均勻性是通過將邊緣保持在Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)以上直到中心溫度下降至Tg以下時為止或者直到晚于中心溫度 下降至Tg以下時為止而得到改善的。因此，由于沿著鏡片120的邊緣的樹脂的過早結(jié)晶， 鏡片120的厚度130不會沿著外圍122增加。因此，與圖5C所示的鏡片40相反，鏡片120 不會包括不期望的畸變區(qū)。在這方面，可能實現(xiàn)這樣的純模制的鏡片或純模制的光碟，即由于邊緣小珠而實 質(zhì)上不具有光學(xué)畸變，并且它不需要任何切割操作或精整加工操作以被充分利用。根據(jù)本發(fā)明的實施方式模制的鏡片呈現(xiàn)出與在它們的“模制”狀態(tài)下(在后模制 處理之前)模制它們所使用的腔基本上相同的物理幾何形狀。因此，鏡片包括前表面和后 表面，在它們之間具有恒定的或錐形的厚度。前表面和后表面中的每一個通常符合例如球 形、環(huán)形、圓柱形或橢圓形等三維形狀的表面的一部分。在雙球面鏡片的實施例中，模制的 鏡片的前表面符合球表面的一部分以使鏡片的前表面在沿著中心水平子午線測得的整個 弧長上具有恒定的曲率半徑(或者光滑的漸進曲線)，并且沿著中心垂直子午線測得的鏡 片的前表面符合具有相同半徑的圓的一部分。鏡片表面的曲率可保持基本上恒定，一直到 達鏡片的邊緣，并且具有微小的邊緣波或不具有邊緣波。類似地，鏡片的后表面具有沿著中心水平子午線測得的曲率半徑，其等于沿著中 心垂直子午線測得的半徑，并且這兩個子午線具有恒定的半徑而不會偏離外圍邊緣波。在 被模制以呈現(xiàn)出非球面幾何形狀的鏡片中，鏡片的前表面和后表面中的每一個可基本上符 合被設(shè)計到模腔中的形狀，其基本上不具有邊緣偏差。在模制以后，鏡片可接受額外的處 理步驟以消除毛刺或粗糙的邊緣，但是鏡片的光學(xué)部分基本上一直延伸至模制的鏡片的邊 緣。為了實現(xiàn)前述目的，提供了一種注模裝置，其中光碟或光學(xué)鏡片的周邊或外圍區(qū) 域可維持相對于光碟或光學(xué)鏡片的內(nèi)部或中心部分的特定溫度關(guān)系。這種關(guān)系可通過預(yù)編 程算法預(yù)設(shè)或手動可調(diào)節(jié)的溫度控制而得以維持，或者通過基于模腔中的不同區(qū)域的直接 反饋而得以維持。根據(jù)一個實施方式，圖12示出了注模裝置的下部200。盡管圖12僅示出了注模裝 置的下部200，但是互補的上部可與注模裝置的下部200配對以形成完整的注模模具或裝 置?？梢灶A(yù)期在一些實施方式中，模制裝置的至少一部分可并入本文公開的特征。在其它 實施方式中，模制裝置的兩個部分可并入本文公開的特征。此外，可以預(yù)期，本文公開的原 則和教導(dǎo)可同樣地被應(yīng)用于創(chuàng)建具有用于光碟或光學(xué)鏡片的合適尺寸和特征的模具或模 制裝置。此外，盡管圖12至圖13示出了用于創(chuàng)建光學(xué)鏡片的模制裝置，但是教導(dǎo)和公開可 同樣地被應(yīng)用于對創(chuàng)建其它光學(xué)物品有用的模制裝置。在所示出的實施方式中，注模裝置的下部200可包括光學(xué)插入部分202、夾具部分 204和校準板部分206。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解到，在使用中，下部200可利用光學(xué)插入部 分202操作，該光學(xué)插入部分202相對于校準板部分206和夾具部分204是可移動的。光 學(xué)插入部分202可移動至最終位置，從而限定出模腔210的一部分。當注模裝置的下部200 與上部緊密配合以限定出封閉空間時，模腔210被完整地形成。當模腔210已經(jīng)形成之后， 可將樹脂注入模腔210中，接下來使其冷卻以形成固體零件。此后，模制裝置的上部可與下 部200分離，并且光學(xué)插入部分202可被用于從模腔210中取出固化零件。根據(jù)圖12中所示的實施方式，模具裝置的下部200可包括例如加熱元件220的溫度調(diào)節(jié)元件。加熱元件220可按照如下配置放置在模腔210的外圍邊緣的周圍和/或附近， 即該配置允許加熱元件220調(diào)節(jié)形成模腔210的外圍的模具部分的溫度。例如，加熱元件 220可沿圓周放置在模腔210的周圍和/或附近?？梢灶A(yù)期，當鏡片的中心部分向著樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度冷卻時，模腔210的外 圍的溫度可維持在樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，如圖8所示。在這方面，通過使用差溫加熱 或冷卻溫度，鏡片或物品的外圍可相對于鏡片的剩余部分的溫度維持在期望溫度以減小尺 寸不精確性。在一些實施方式中，加熱元件220可被放置為與模腔210的邊緣222熱連通(例如 相鄰)。如圖12所示的邊緣222可包括模腔210的圓形部分。然而，在其它實施方式中，邊 緣222可包括模腔210的方形邊界。根據(jù)實施方式，邊緣222可包括用于形成鏡片的外圍 的模腔210的部分。加熱元件220被放置成使得在注模過程中它可使模腔210的邊緣222 維持在期望溫度以有助于模腔210的差溫冷卻。例如，加熱元件220可被放置在緊鄰模腔210的邊緣222的位置處，如圖12所示。 加熱元件220可被放置在與模腔210(例如其平面內(nèi))大致相同高度的位置處。加熱元件 220也可在垂直方向上在模腔210以上和/或以下延伸。在一些實施方式中，加熱元件220 與模腔210的邊緣222相距約3mm至4mm。此外，加熱元件220可從模腔210的一部分以 上延伸至模腔210以下。例如，加熱元件220可從模腔210的下表面224以上延伸至模腔 210的邊緣222以下約5mm至6mm處。在一些實施方式中，加熱元件220可沿圓周在模腔210的周圍和/或附近延伸。 然而，可以預(yù)期，加熱元件220可部分地或不連續(xù)地包圍模腔210。可以預(yù)期，加熱元件220 可包括一個或多個不連續(xù)的或離散的元件、腔、通道和/或組件，它們在模腔210的圓周的 周圍和/或附近延伸或者圍繞模腔210的圓周間隔地排列。例如，加熱元件220可圍繞模 腔210不連續(xù)地間隔排列或定位。因此，加熱元件220可被變化地成形和配置為例如位于 模腔210的表面附近的薄元件、嵌入的元件或封閉的通道和/或暴露的通道，額外的元件可 被永久地或可移除地放置于其中。根據(jù)一些實施方式，加熱元件220可包括熱量產(chǎn)生或熱量傳遞機制。因此，加熱元 件220可被用于給模制裝置提供額外熱量。根據(jù)本發(fā)明的方法，由加熱元件220提供的熱量 可選擇性地減少(例如斜降或逐漸減少)以提供物品的可控的差溫冷卻。通過這種方式， 加熱元件220可被用于延緩模制零件的外圍部分的冷卻。因此，如本文所述，光學(xué)鏡片可被 暴露于減少和/或消除鏡片外圍周圍的光學(xué)畸變的冷卻輪廓。加熱元件220的熱量產(chǎn)生或熱量傳遞機制可被用于直接地或間接地控制出現(xiàn)在 至少模腔210的外圍周圍的熱量。如上所述，熱量產(chǎn)生或熱量傳遞機制可被用于將熱量添 加或提供給模具。然而，熱量產(chǎn)生或熱量傳遞機制也可被用于控制沿著模腔210的外圍部 分的熱量損失。加熱元件220的熱量產(chǎn)生或熱量傳遞機制可包括循環(huán)流體，例如電線或薄 片等電阻式加熱元件，線圈，或可被用于傳輸和/或調(diào)節(jié)模具的加熱和冷卻的其它元件。根據(jù)一些實施方式，加熱元件220可包括至少一個通道230。加熱元件220的熱量 產(chǎn)生和/或熱量傳遞機制可至少部分地被放置進入通道230以傳輸和/或調(diào)節(jié)模具的加熱 和冷卻。當通道被包含在光碟、鏡片或其它光學(xué)零件的新的或現(xiàn)有的模具中時，通道可因此 相對于模腔和例如模具的一個或多個滑道、一個或多個門和/或一個或多個孔等其它元件被設(shè)計和排列，以實現(xiàn)例如本文所討論的期望的冷卻輪廓。例如，在某些傳統(tǒng)鏡片模具中，由于用于注射的門的側(cè)面位置，通道230不能完全 環(huán)繞鏡片或模腔210。在一些實施方式中，通道230可環(huán)繞鏡片模具的模腔210的周邊或邊 緣222的至少約50%。然而，在其它實施方式中，通道230可環(huán)繞鏡片模具的模腔210的周 邊或邊緣222的至少約75%。然而，在又一些其它實施方式中，通道230可環(huán)繞鏡片模具的 模腔230的周邊或邊緣222的多達約80%或約90%或者更多。然而，在某些用于光碟的模具中，用于注射的門可位于模具中的不同位置。例如， 在用于制造CD或DVD的模具中，門位于注模部件的中心，并且稍后被穿孔以脫離成品零件。 因此，在該實施方式中，通道230可完全環(huán)繞模腔210的周邊或邊緣222。因此，在一些實 施方式中，通道230可根據(jù)模具的一個或多個滑道、一個或多個門和/或一個或多個孔來配置。因此，實施方式可被配置成使得通道230可在模腔210的整個周邊或邊緣222的 周圍和/或附近連續(xù)地延伸。可選擇地，通道230也可在模腔210的外圍或邊界222的周 圍不連續(xù)地延伸。通道230可圍繞模腔210的周邊或邊緣222的至少50%連續(xù)地或不連續(xù) 地延伸。此外，通道230可圍繞模腔210的周邊或邊緣222的至少75%連續(xù)地或不連續(xù)地 延伸。最后，通道230也可圍繞模腔210的整個周邊或邊緣222連續(xù)地或不連續(xù)地延伸。在加熱元件220在模腔210的周圍和/或附近連續(xù)地延伸的實施方式中，通道230 可形成為連續(xù)環(huán)以大體上包圍模腔210。通道230可通過傳熱至模具的相鄰部分而得以優(yōu) 化以將腔210的邊緣222與熱量損耗隔絕，從而延遲外圍邊緣222冷卻至轉(zhuǎn)變溫度的時間。此外，通道230可接收加熱元件220的熱量產(chǎn)生或熱量傳遞機制，以實現(xiàn)模腔210 的外圍或邊緣222的期望的冷卻。例如，如果通道230被形成為模具中的槽，那么槽的開口 面可被覆蓋以圍住用于接收流通的流體的流動路徑，或者軟管可被安置在槽中以用于接收 加熱介質(zhì)。如上所述，其它實施方式可利用可被放置在通道230內(nèi)的例如電阻型材料、電 纜、線圈或電線等的熱量產(chǎn)生或熱量傳遞機制。如圖13所示。在加熱元件220在模腔210的周圍和/或附近不連續(xù)地延伸的實施方式中，通道 230可包括一個或多個形成于模具中的腔或槽。這些腔或槽可以期望形式圍繞模腔210的 外圍放置，以幫助模腔210的最佳差溫冷卻。可以預(yù)期，這些腔或槽可被用于接收流體或電 阻式電纜、線圈或電線，同樣地如上所述。例如，加熱元件220可包括圍繞模腔210的圓周 間隔布置的多個單獨的線圈或包括多通道流體系統(tǒng)。本文公開的各種加熱或熱調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)中的任意一種可并入現(xiàn)有模具中，從而允許通 過實施本發(fā)明的原理改進現(xiàn)有模具。因此，通過利用本文公開的方法修改現(xiàn)有模具可避免 購買新模具的成本。這也是本發(fā)明的實施方式的又一個優(yōu)點，即，通過該優(yōu)點，公司可容易 地且成本有效地升級它的模具并且從而生產(chǎn)更高質(zhì)量的產(chǎn)品。例如，通過由熟練的機械師利用銑床或其它機械設(shè)備將通道銑入模具中，本文公 開的實施方式可被并入在現(xiàn)有模具中。此后，一個或多個加熱元件可被放置在腔或通道內(nèi) 以幫助控制模腔的冷卻輪廓?？蛇x擇地，如上所述，通道可形成為使得它能夠被封閉從而允 許熱交換流體循環(huán)通過其中。因為對模具的這些改變是在模腔的外部，因此當改造現(xiàn)有模 具時模腔的任何精細公差不需要受到干擾。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式提供了一種修改現(xiàn)有模具的方法，該方法修改現(xiàn)有模具以允許模具將外圍溫度維持在例如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等的預(yù)定溫度以上直到模具的中 心部分冷卻至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下為止。該方法包括提供模具的步驟，所述模具具有彼此 互補的至少第一元件和第二元件以限定出模腔。模腔包括例如用于形成鏡片的光學(xué)部件的 中心部分和用于形成鏡片邊緣的外圍部分。該方法還包括以下步驟，即，例如通過將熱源安 裝至一個或兩個模具元件來安裝與外圍邊緣進行熱連通的熱源。熱源被安裝以使從熱源傳 導(dǎo)的熱量在到達模具的光學(xué)部分之前到達外圍邊緣。熱源可為電阻元件、用于接收循環(huán)熱 交換介質(zhì)的管狀通道，或者為已經(jīng)討論的其它元件。因此，實施方式可額外地提供已經(jīng)被修改以完成本文所述的冷卻輪廓的模具。所 述模具包括與模腔的外圍邊緣熱連通的外圍熱源。提供控制器以調(diào)節(jié)熱源，例如通過使模 具的外圍邊緣維持在例如等于或高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等的預(yù)定最小溫度直到模具的中心 部分下降至預(yù)定溫度以下為止。圖12還示出了注模裝置的下部200可包括冷卻元件M0。冷卻元件240可延伸通 過下部200，并且可用于幫助從注模裝置收回?zé)崃?。在一些實施方式中，冷卻元件240通常 可形成為通道。例如，冷卻元件240可形成為延伸通過下部200的校準板部分206的一般 為矩形的通道。如上面參照通道230所討論的，冷卻元件240也可形成為連續(xù)地或不連續(xù)地延伸 通過模具。例如，冷卻元件240可在模腔210的周圍和/或附近沿圓周延伸。冷卻元件MO 可包括一個或多個連續(xù)和/或離散的元件、腔、孔和/或元件。冷卻元件240也可利用流體 流動或電氣裝置以幫助傳遞來自于模具的熱量。冷卻元件MO的配置和方向可相對于加熱元件220的配置和方向改變。圖12和 圖13中所示的實施方式提供了冷卻元件MO的配置和方向可如何被選擇性地修改的實施 例。圖12中所示的模具被配置成使得冷卻元件MO以比圖13中所示的冷卻元件240的圓 周距離更大的距離被分隔開。此外，圖13中所示的冷卻元件240提供了比圖12中所示的 冷卻元件240更大的橫截面積，在該實施方式中，流體的體積可以更大。此外，如下面更詳細地討論的，冷卻元件240相對于加熱元件220的配置和方向可 影響模制物品的冷卻輪廓。因此，冷卻元件240應(yīng)該被配置以提供與塑化樹脂所提供的熱 量有關(guān)的充足的熱容量。冷卻元件240也可被配置以提供與熱量元件220有關(guān)的充足的熱 容量。再次參照圖12和圖13，模具的下部200可被配置成包括一個或多個絕緣元件 250。絕緣元件250可用于阻礙和/或限制流過模具的選定部分的熱量。換句話說，絕緣元 件250可提供與模具的周邊區(qū)域不同的熱傳導(dǎo)量，以影響流過模具的熱量。在這方面，絕緣 元件250的選擇位置和配置可有利地限制流過模具的熱量，以幫助模制零件的差溫冷卻。 此外，絕緣元件250也可根據(jù)需要有選擇地遍布模具的其它部分放置。例如，絕緣元件250可被配置以使加熱元件220被安置在絕緣元件250和模腔210 的中間。此外，也可以預(yù)期，絕緣元件250可被放置在冷卻元件240和加熱元件220的中間。如圖12和圖13所示，絕緣元件250被安置在加熱元件220的附近。在這些實施 方式中，絕緣元件250可往往限制熱量在直接通路上從加熱元件220流向冷卻元件M0。相 反地，由加熱元件220提供的任何熱量通?？稍谀Ｇ?10的外圍或邊緣222的方向上被傳 導(dǎo)通過模具。然而，如圖13所示以及如下面進一步討論的，加熱元件220所提供的任何熱量由從模腔傳導(dǎo)至冷卻元件240和/或模具裝置的其它部分的熱量差別地補償。在一些實施方式中，絕緣元件250可包括至少一個連續(xù)的和/或不連續(xù)的元件、 腔、孔和/或組件。例如，絕緣元件250可包括暢通的通道，該通道延伸加熱元件220的至 少部分地相鄰部分。在一些實施方式中，加熱元件220和絕緣元件250可被配置為相對于 彼此同心間隔的圓周通道。如圖12和圖13所示，絕緣元件250可延伸至與模具裝置中的 加熱元件250相鄰并且在垂直方向上低于加熱元件250。絕緣元件250也可包括表現(xiàn)出不 同于模具的物理特性的物理特性的一種或多種材料。在已說明的圖12和圖13的實施方式中，絕緣元件250被放置在加熱元件220的 附近。通過這種方式，流動離開模腔210的邊緣222的熱量可由絕緣元件250至少部分地 調(diào)節(jié)。在這樣的實施方式中，絕緣元件250的使用可不僅有利于調(diào)節(jié)流過模具的熱量，并且 因此也可更有效地利用加熱元件220。通過圖13所示的熱量流動線，通?？煽吹浇^緣元件 250與加熱元件220和冷卻元件240有關(guān)的效果和相互作用，這一點也將在下面更詳細地討 論。圖13是與圖12所示的下部200相似的注模裝置的下部300的局部放大的橫截面 圖。下部300包括具有邊緣322和下表面324的模腔310、加熱元件320、冷卻元件340和 絕緣元件350。圖13提供了熱量流動線的示意圖以顯示熱量元件320、冷卻元件340和絕緣元件 350之間的相互作用?？梢灶A(yù)期，圖13中的圖解可同樣地被應(yīng)用于圖12中所示的下部200 以及本文中討論的其它實施方式。圖13所示的熱量流動線指示了差溫冷卻可相對于模腔 310的其它部分沿著模腔310的邊緣322發(fā)生。熱量流動線的圖解提供了本文關(guān)于模腔的 熱量流動和差溫冷卻所討論的很多原則的可視解釋。在一些實施方式中，加熱元件320所提供的熱量可向著模腔310的其它部分以逐 漸減少的容積消散。然而，冷卻元件330的效果是使熱量從模腔310的某些中心部分中被 取出。按照這種方式，模腔310的邊緣322的溫度可被有選擇地控制以減少和/或消除鏡 片產(chǎn)品的任何尺寸不精確性。在圖13所示的下部300的實施方式中，加熱元件320以及冷卻元件340的作用可 被假設(shè)為相對于模腔310是對稱的。換句話說，在該實施方式中，可以預(yù)期，加熱元件320 和冷卻元件340可在模腔310的整個圓周的周圍和/或附近延伸。因此，根據(jù)示例性的實 施方式，冷卻和熱傳遞可通常在整個模腔中對稱地發(fā)生。這樣的模型可被應(yīng)用于用于數(shù)據(jù) 存儲的光碟以及各種尺寸和配置的光學(xué)鏡片。因此，加熱元件320相對于冷卻元件340的位置可創(chuàng)建其中模腔310被差溫冷卻 的動態(tài)熱量流動系統(tǒng)。例如，在加熱元件320周圍，溫度可趨于最高值，并且這些溫度可沿 著模腔310的邊緣322集中。然而，在背離模腔310的邊緣322的位置，溫度可沿著模腔 310下降。因此，沿著模腔310的下表面324的最高溫度可出現(xiàn)在模腔310的邊緣322。因 此，如熱量流動線362所示，更多的熱量可被傳遞或傳導(dǎo)通過模腔310的集中區(qū)域中的模具裝置。 換句話說，熱量可從樹脂處傳遞通過模腔310，并且以更高的速度被傳導(dǎo)通過模腔 310的中心處的注模裝置的下部300。然而，在背離模腔310的中心的位置，從樹脂向邊緣 322的熱傳遞速度可減小。在一些實施方式中，沿著模腔310的下表面324的一個或多個位置處的熱傳遞速度可表現(xiàn)出例如線性下降的線性關(guān)系；然而，該關(guān)系可以是除了線性之 外的其他關(guān)系并且可隨著時間而改變。此外，在其它實施方式中，沿著模腔310的邊緣322 和下表面3M的所有位置處的熱傳遞速度可保持相等，或者可隨時間變化。實際上，可以預(yù) 期，無論沿著模腔310的下表面324的選定區(qū)域中的熱傳遞速度是由人還是由計算機反饋 控制，該熱傳遞速度都可隨著物品冷卻而變化。此外，可以預(yù)期，盡管圖13中所示的實施方式示出了冷卻元件340的用法，但是冷 卻元件340不是至關(guān)重要的或者對于本發(fā)明的實施方式來說不需要其有效地減少沿著光 學(xué)物品的外圍的光學(xué)畸變。實際上，冷卻元件340往往有助于模具的更快速冷卻，并且因此 有助于模制物品的更快速冷卻，這提高了注模工藝的效率和速度。然而，冷卻元件340的使用也可往往創(chuàng)建沿著模腔310的更大的溫度梯度。因此， 冷卻元件340相對于加熱元件320的配置和位置可被有選擇地修改以沿著模腔310的下表 面3M產(chǎn)生期望的溫度場或梯度。因此，本發(fā)明的實施方式提供了可利用非穩(wěn)態(tài)或差溫?zé)醾鲗?dǎo)的注模裝置，以允許 注模部件在其所選的部分中處于期望速度。因此，在形成光學(xué)鏡片的實施方式中，注模裝置 的差溫?zé)醾鲗?dǎo)可減小沿著鏡片的外圍的光學(xué)畸變。具體地，通過確保放置在鏡片的外圍部 分的樹脂與放置在鏡片的中心的樹脂同時冷卻和結(jié)晶或者緊接著放置在鏡片中心的樹脂 冷卻和結(jié)晶，鏡片厚度的不規(guī)則性可得以減小和/或消除。盡管這些發(fā)明已經(jīng)在某些優(yōu)選實施方式和實施例的上下文中得到公開，但是本領(lǐng) 域技術(shù)人員將理解到，本發(fā)明不局限于具體公開的實施方式，并且本發(fā)明可涉及發(fā)明的其 它可選擇的實施方式和/或用法以及本發(fā)明的明顯修改和等價物。此外，雖然本發(fā)明的幾 種變化已經(jīng)被詳細地示出和描述，但是根據(jù)本公開，屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)的其它修改對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。還可以預(yù)期，可對實施方式的具體特征和方面進行組合或 子組合，而它們?nèi)匀粚儆诒景l(fā)明的范圍。應(yīng)該理解到，公開的實施方式的各種特征和方面可 相互組合或者相互替代以形成公開的發(fā)明的變化模式。因此，意圖是本文公開的發(fā)明中的 至少一些的范圍不應(yīng)該受到上述公開的特殊實施方式的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于形成純模制光學(xué)零件的注模裝置，所述純模制光學(xué)零件沿著其周邊具有減 少的光學(xué)畸變，所述裝置包括模具，包括光學(xué)插入部分和校準板部分，所述光學(xué)插入部分可相對于所述校準板部分 移動，所述光學(xué)插入部分和所述校準板部分被配置成限定出模腔，所述模腔限定出周邊和 安置在所述模腔的所述周邊內(nèi)的內(nèi)部部分，所述模具限定出大體上指向所述模腔的內(nèi)部部 分的腔內(nèi)部方向；以及加熱元件，其靠近所述模腔的周邊延伸并且被安置在與所述模腔的周邊相距第一距離 處，所述加熱元件被配置成控制所述模具在所述模腔的周邊的周圍的溫度，以允許在所述 腔內(nèi)部方向上所述光學(xué)零件的差溫冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的注模裝置，其中所述加熱元件包括靠近所述模腔的周邊延伸的 第一通道 。
3.如權(quán)利要求2所述的注模裝置，其中所述第一通道形成于所述模具的所述校準板部 分內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的注模裝置，其中所述第一通道圍繞所述模腔的周邊的至少75% 連續(xù)地延伸。
5.如權(quán)利要求2所述的注模裝置，其中所述第一通道包圍所述模腔的周邊。
6.如權(quán)利要求5所述的注模裝置，其中所述第一通道大體上布置在所述模腔的下方。
7.如權(quán)利要求2所述的注模裝置，其中所述第一通道限定出大體上相對于所述模腔垂 直定向的橢圓形截面。
8.如權(quán)利要求2所述的注模裝置，進一步包括布置在第二通道中的冷卻元件，所述第 二通道在大體上與所述腔內(nèi)部方向相反的方向上與所述第一通道的遠端隔開，所述冷卻元 件被安置在與所述模腔的周邊相距第二距離處，所述第二距離大于所述第一距離，所述冷 卻元件被配置成從所述模具移除熱量。
9.如權(quán)利要求1所述的注模裝置，其中所述光學(xué)插入部分由不包括熱通道的連續(xù)的材 料片形成。
10.如權(quán)利要求1所述的注模裝置，其中所述模具包括具有第一熱導(dǎo)率的導(dǎo)熱材料，所 述模具進一步包括在其中靠近所述加熱元件形成的絕緣間隙，以使得所述加熱元件布置在 所述模腔和所述絕緣間隙之間，所述絕緣間隙限定了第二熱導(dǎo)率，所述第二熱導(dǎo)率小于所 述模具的所述第一熱導(dǎo)率，以減少在大體上與所述腔內(nèi)部方向相反的方向上來自于所述加 熱元件的熱量損耗。
11.如權(quán)利要求1所述的注模裝置，其中所述模腔限定出用于純模制光學(xué)鏡片的幾何 形狀。
12.如權(quán)利要求1所述的注模裝置，其中所述模腔限定出用于純模制的光碟的幾何形狀。
13.一種用于減少沿著注模的光學(xué)零件的外圍的光學(xué)畸變的注模裝置，所述裝置包括由多個模制零件形成的模腔，所述模腔限定出腔周邊和腔中心，所述模腔進一步限定 出上模具表面和下模具表面，所述上模具表面和下模具表面會合而限定出沿著所述模腔的 所述腔周邊的邊緣，所述模腔限定出零件幾何形狀；以及靠近所述模腔的所述邊緣布置的加熱元件。
14.如權(quán)利要求13所述的注模裝置，其中所述加熱元件包括電阻元件。
15.如權(quán)利要求13所述的注模裝置，其中所述加熱元件包括循環(huán)熱交換介質(zhì)。
16.如權(quán)利要求13所述的注模裝置，其中所述零件幾何形狀是純模制光學(xué)鏡片的幾何 形狀。
17.形成注模光學(xué)零件的方法，所述方法包括將增塑樹脂注入到模腔中，所述模腔具有被配置成使所述樹脂形成所述光學(xué)零件的內(nèi) 部幾何形狀；將沿著所述模腔的外圍的溫度保持在預(yù)定溫度以上，直到所述模腔的中心部分的樹脂 冷卻到預(yù)定溫度以下；以及將所述光學(xué)零件從所述模腔中脫模。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述預(yù)定溫度大致為所述樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中保持溫度的步驟包括加熱所述模腔的外圍。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括隨著所述模腔的中心部分的樹脂的溫度的 冷卻，減少提供給所述模腔的周邊的熱量。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中保持溫度的步驟包括利用靠近所述模腔的外圍安 置的加熱元件加熱所述模腔的外圍。
22.通過如權(quán)利要求17所述的方法形成的注模鏡片。
23.一種模制鏡片的方法，包括以下步驟將樹脂注入模腔中，所述模腔具有用于形成所述鏡片的光學(xué)表面的中心部分和用于形 成所述鏡片的外圍邊緣的外圍部分；使得所述中心部分中的樹脂的溫度下降；以及防止所述外圍部分中的樹脂的溫度下降到樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下，直到所述中心 部分中的樹脂的溫度下降到所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下。
24.如權(quán)利要求23所述的模制鏡片的方法，其中所述防止步驟包括向所述外圍部分供應(yīng)熱量。
25.一種純模制的眼鏡鏡片，包括 前表面，符合第一預(yù)定幾何形狀；后表面，符合第二預(yù)定幾何形狀；以及 鏡片主體，位于所述前表面和所述后表面之間；其中在模制狀態(tài)下所述前表面和所述后表面均由相應(yīng)的模具表面形成并且均基本上 與所述相應(yīng)的模具表面相符合。
26.如權(quán)利要求25所述的純模制的眼鏡鏡片，其中所述第一和第二預(yù)定幾何形狀中的 至少一個是球形。
27.如權(quán)利要求25所述的純模制的眼鏡鏡片，其中所述第一和第二預(yù)定幾何形狀中的 每一個都是球形。
28.如權(quán)利要求25所述的純模制的眼鏡鏡片，其中所述鏡片為平面鏡片。
29.如權(quán)利要求25所述的純模制的眼鏡鏡片，其中所述鏡片具有指定光焦度。
30.如權(quán)利要求25所述的純模制的眼鏡鏡片，進一步包括偏振層。
全文摘要
提供了一種注模裝置和使用方法以生產(chǎn)純模制的光學(xué)物品。通過控制樹脂的冷卻輪廓減小了邊緣波偏差。該裝置可被配置為包括至少一個熱控制元件，其被放置為與模腔的邊緣相鄰。當增塑樹脂已被注入模腔后，模腔的邊緣可相對于模腔的中心被熱調(diào)節(jié)。
文檔編號B29C45/73GK102046354SQ200980116241
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者加德納·韋德, 拉利·布特里爾, 艾倫·麥克修 申請人:奧克利有限公司