(57)【要約】  開示する技術は、高歩留まり結合処理を使用して偏光ウエハを透明レンズに接合する処理を使用する。熱成形された偏光ウエハは、溶剤結合処理を介して同様の湾曲を有する透明レンズに結合される。一実施形態では、システムは、間に溶剤を有して第１のレンズを第２のレンズに押し付け、それにより、第１のレンズの一部が第２のレンズの一部に最初に接触するよう構成される並進ステージを含む。第２のレンズを保持する位置合わせ固定具は、第２のレンズの湾曲に合致し、また、位置合わせ固定具に近接して取り付けられる変形可能シートは、力に応じて屈折し、それにより、第１のレンズ又は第２のレンズの一方が他方の湾曲に合致し、また、第２のレンズに対する第１のレンズの圧力が溶剤を第２のレンズの周囲部に向けて放射外方に押して第１のレンズを第２のレンズに結合する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合湾曲を有する一の第１のレンズを保持するよう構成され、また、複合湾曲を有する一の第２のレンズを有する一の基部に向けて力を与え、それにより、前記第１のレンズの表面の一部が前記第２のレンズの表面の一部に最初に接触するよう構成される一の並進ステージと、
前記基部に取り付けられ、また、前記第２のレンズの前記湾曲に合致し、それにより、前記第２のレンズを保持するよう構成される一の位置合わせ固定具と、
前記第１のレンズと前記第２のレンズ間に一の溶剤を分配する一のディスペンサと、
前記位置合わせ固定具に近接して前記基部に取り付けられ、また、前記力に応じて屈曲し、それにより、前記第１のレンズ又は前記第２のレンズの一方が他方の湾曲に合致し、且つ、前記第２のレンズに対する前記第１のレンズの圧力が前記溶剤を前記第２のレンズの周囲部に向けて放射外方に押して前記第１のレンズを前記第２のレンズに結合するよう構成される一の変形可能シートと、
を含む、複数のレンズを結合するシステム。
【請求項２】
前記並進ステージはさらに、前記第２のレンズに対して前記第１のレンズを保持し、それにより、前記第１のレンズが前記第２のレンズに前記溶剤を使用して結合されるよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のレンズの前記表面の前記一部は、前記第１のレンズの頂点である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２のレンズの前記表面の前記一部は、前記第２のレンズの最下点である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のレンズの前記表面は、凸面である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２のレンズの前記表面は、凹面である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記溶剤は、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの前記表面から分子の深度において当該レンズを軟化し、それにより、前記第１のレンズを前記第２のレンズに結合する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２のレンズは、前記第１のレンズより実質的に薄く、
前記第２のレンズは、前記第１のレンズの前記湾曲に合致する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ディスペンサは、前記第１のレンズと前記第２のレンズ間に一の溶剤蒸気を分配するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ディスペンサは、前記第１のレンズと前記第２のレンズ間に１つ以上の溶剤液滴を分配するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ディスペンサは、一の溶剤内にレンズ材料の複数の粒子が分配された一のスラリーを分配するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１のレンズは、透明レンズであり、
前記第２のレンズは、偏光レンズである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、ポリカーボネートレンズである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記溶剤は、ケトン系溶剤を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記変形可能シートは、キャストシリコーンから形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記並進ステージは、前記第１のレンズを保持する一の真空つかみ具を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
複数のレンズを結合する方法であって、
それぞれ複合湾曲を有する第１のレンズ及び第２のレンズを供給することと、
前記レンズ間に一の溶剤を分配することと、
前記第１のレンズを前記第２のレンズに対して押し、それにより、前記第１のレンズの一の表面の一の第１の部分が前記第２のレンズの一の表面の一の第１の部分に最初に接触し、また、前記第１のレンズ又は前記第２のレンズの一方が他方の湾曲に合致することと、
を含み、
前記第２のレンズに対する前記第１のレンズの圧力が前記溶剤を前記第２のレンズの周囲部に向けて放射外方に押して前記第１のレンズを前記第２のレンズに結合する、方法。
【請求項１８】
前記第２のレンズに対して前記第１のレンズを保持し、それにより、前記第１のレンズが前記第２のレンズに前記溶剤を使用して結合されることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記分配することは、一のケトン系溶剤を分配することを含み、
前記分配することは、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの前記表面から分子の深度において当該レンズを軟化し、それにより、前記第１のレンズが前記第２のレンズに結合することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のレンズは、前記第１のレンズより実質的に薄く、
前記第２のレンズは、押すことにより前記第１のレンズの湾曲に合致する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記溶剤を分配することは、前記第１のレンズと前記第２のレンズ間に一の溶剤蒸気を噴霧することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記溶剤を分配することは、前記第１のレンズと前記第２のレンズ間に１つ以上の溶剤液滴を入れることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記分配することは、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズを、一の溶剤と当該溶剤内のレンズ材料の複数の粒子を含む一のスラリーでドーピングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１のレンズは、透明レンズであり、
前記第２のレンズは、偏光レンズである、請求項１３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、ポリカーボネートレンズである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
複合湾曲を有する一の第１のポリカーボネートレンズを保持するよう構成される一の真空つかみ具を有し、また、複合湾曲を有する一の第２のポリカーボネートレンズを有する一の基部に向けて力を与え、それにより、前記第１のレンズの頂点が前記第２のレンズの最下点に最初に接触するよう構成される一の並進ステージと、
前記基部に取り付けられ、また、前記第２のレンズの前記湾曲に合致し、それにより、前記第２のレンズを保持するよう構成される一の位置合わせ固定具と、
前記第１のレンズと前記第２のレンズ間に一の接着溶剤を分配する一のディスペンサと、
前記位置合わせ固定具に近接し、前記基部に取り付けられる一の治具に張られ、また、前記力に応じて屈曲し、それにより、前記第１のレンズ又は前記第２のレンズの一方が他方の湾曲に合致し、且つ、前記第２のレンズに対する前記第１のレンズの圧力が前記溶剤を前記第２のレンズの前記最下点から周囲部に向けて放射外方に押すよう構成される一の変形可能シートと、
を含み
前記並進ステージはさらに、前記レンズの前記周囲部における前記圧力を用いて前記第２のレンズに対して前記第１のレンズを保持し、それにより、前記第１のレンズが前記第２のレンズに前記溶剤を使用して結合されるよう構成される、複数のレンズを結合するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願に開示する実施形態は、一般的に、レンズの結合に係り、より具体的には、熱成形された偏光ウエハを、溶剤結合処理を介して同様の湾曲を有する透明レンズに結合することに係る。
【背景技術】
【０００２】
グレアを減衰する特性を有する偏光レンズは、平及び処方サングラスでは一般的になっている。一般的に、プラスチック偏光レンズは、偏光子シートストックから形成される。線形の偏光子シートは、従来は、一般的に、接着剤を使用して２枚の保護フィルム間に偏光フィルムを積層して製造される。有効な偏光子層は、薄いポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム（例えば、約３５ミクロン）を伸張し、次にそれを染料溶液に浸漬することによって形成される。熱可塑性光学材料を使用する偏光レンズは、湾曲した（一般的に球面）ウエハを生成する熱成形処理を用いて製造可能である。そのような製品を製造するための保護フィルム材料の選択は、採用する熱成形処理に影響を与える。これらの選択は、ウエハの保護層に生じる複屈折を左右する。一般的に、外側保護フィルムの複屈折は、完成レンズに入射する光の偏光状態を変更しないことが好適である。複屈折が問題となると、観察可能な不均一性及び他の悪影響によって、グレアを減衰するという偏光子の有効性が減少する場合がある。
【０００３】
複屈折を最小限にする１つの従来の技術では、単純に、偏光子シートの製造処理及び熱成形処理時に、等方性でい続ける傾向のあるポリマー材料を使用する。この材料の例には、従来から偏光ラミネート材の製造に使用されるセルロースアセテートブチレート及びセルローストリアセテートが挙げられる。別の既知の技術では、レンズ性能には影響を与えない制御された確定的複屈折を意図的に生じさせる。この例としては、「超伸張（super-stretch）」ポリカーボネートフィルムが挙げられる。ポリカーボネートは加熱され、明白な（ダウンウェブ）遅光軸を生じさせるためにディスプレイ用途において位相差フィルムを形成する方法と同様に高度に伸張される。ロール・ツー・ロール処理を使用して、ＰＶＡ偏光子は、好適な接着剤（例えば、ウレタン）を使用してそのようなポリカーボネート層（一般的に３００乃至７００ミクロンの厚さ）の間に結合される。ポリカーボネートの一軸性位相差によって、ポリカーボネートが偏光子の吸収軸に沿って方向付けられると偏光解消又は複屈折色を生じない。更に、高度な分子秩序形成は、光軸が熱成形処理全体にわたって安定することを確実にする傾向がある。
【０００４】
超伸張ポリカーボネートは、多くの低複屈折性基板に関連付けられる問題の多くを解決する。例えば、ポリカーボネートは、１０ｎｍより少ない複屈折で製造することができる。しかし、ポリカーボネートは、熱成形処理によりもたらされるランダムな位相差及び光軸向きに非常に左右される。しかしながら、高度に延伸されたフィルムは、製品品質に影響を与えうる偏光効率及び色の見えにおいて空間不均一性が比較的少ない。
【０００５】
更に、超伸張ポリカーボネート偏光子は、ともにインサート射出成形を使用する平レンズのプリズム補正又は処方偏光レンズの作成の影響を受け易い。インサート射出成形技術では、熱成形された偏光ウエハは、レンズと同一又は類似する曲面を有する型穴に挿入される。次に、射出成形ネジが融解されたポリカーボネート熱可塑性樹脂を、ウエハと機械加工された金属型との間の空隙に押し込む。冷却後、透明レンズがウエハの内面に形成され、その集合的な構造が、一般的に、眼鏡に使用される「レンズ」と呼ばれるものである。一般的に、この技術では、化学的に同一の材料が使用されるので、レンズの内面は、事実上、モノリシックなポリカーボネート構造である。この結果として得られるレンズは、完成したサングラス用平レンズであるか、又は、処方レンズを形成するために裏の凹面を研磨する目的で表面形成工場に供給されてもよい。射出成形されたポリカーボネートと混入物質のないポリカーボネートウエハの内面との間の結合の信頼性は、一般的に、レンズの通常使用状況下では非常に良好である（例えば、夏季の車内の熱に耐えられる）。
【０００６】
しかし、上述した技術では、依然として、高価な材料（すなわち、熱成形された偏光ウエハ）の歩留まり損失に関連付けられる相当な費用がかかる。射出成形処理は、一般的に、主に表面上の欠陥によって１５％の偏光ウエハの損失をもたらす。例えば、射出成形ネジからの燃焼されたポリカーボネート材料の塵、樹脂内の粒子、環境からの堆積物を含む多数の源から、又は、取り扱い時にウエハに付着した粒子による堆積が生じうる。したがって、上述したような欠点のない偏光ウエハの内面に透明レンズを形成する高歩留まり処理が産業において求められている。具体的には、この処理は、等しい又はより良い生産スループットを有するが全体的な製造費用を減少するために向上した歩留まりを有して、サングラス産業において求められる光学品質及び耐久性を提供すべきである。
【発明の概要】
【０００７】
本願は、ポリカーボネート偏光レンズの製造に関連付けられる生産歩留まりを向上するシステム及び方法を開示する。開示する技術は、高歩留まり結合処理を使用して偏光ウエハを透明レンズに接合する処理を使用する。より具体的には、開示する原理は、熱成形された偏光ウエハを、溶剤結合処理を介して同様の湾曲を有する透明レンズに結合する。
【０００８】
１つの面において、複数のレンズを結合するシステムを提供する。一実施形態では、このシステムは、複合湾曲を有する第１のレンズを保持するよう構成され、また、複合湾曲を有する第２のレンズを有する基部に向けて力を供給し、それにより、第１のレンズの凸面の一部が第２のレンズの凹面の一部に最初に接触するよう構成される並進ステージを含む。一部の実施形態では、第１のレンズの凸面の中心部分が、第２のレンズの凹面の中心部分に最初に接触することが好適でありうる。別の実施形態では、第１のレンズの頂点が、第２のレンズの最下点に最初に接触する。さらに、このようなシステムは、基部に取り付けられ、第２のレンズを保持するよう第２のレンズの湾曲に合致するよう構成される位置合わせ固定具を含む。さらに、システムは、位置合わせ固定具に近接して基部に取り付けられ、また、力に応じて屈曲し、それにより、第１のレンズ又は第２のレンズの一方が他方の湾曲に合致し、且つ、第２のレンズに対する第１のレンズの圧力が溶剤を第２のレンズの中心部分又は一部の実施形態では頂点から周囲部に向けて放射外方に押すよう構成される変形可能シートを有する。システムはさらに、レンズが互いに押される前にレンズ間に溶剤を分配するディスペンサを含む。このような実施形態では、並進ステージはさらに、第２のレンズに対して第１のレンズを保持し、それにより、第１のレンズが第２のレンズに溶剤を使用して結合されるよう構成されうる。
【０００９】
別の面において、複数のレンズを結合する方法を提供する。一実施形態では、この方法は、それぞれ複合湾曲を有する第１のレンズ及び第２のレンズを供給することと、レンズ間に溶剤を分配することを含む。この方法は、次に、第１のレンズの凸面の一部が第２のレンズの凹面の一部に最初に接触し、第１のレンズ又は第２のレンズの一方が他方の湾曲に合致するよう第１のレンズを第２のレンズに対して押すことを含み、ここでは、第２のレンズに対する第１のレンズの圧力が、溶剤を第２のレンズの最下点といった凹面の中心部分から周囲部に向けて放射外方に押す。一部の実施形態では、第１のレンズの凸面の中心部分が、第２のレンズの凹面の中心部分に最初に接触することが好適でありうる。別の実施形態では、第１のレンズの頂点が、第２のレンズの最下点に最初に接触する。このような実施形態では、方法は、第１のレンズが第２のレンズに溶剤を使用して結合するよう第２のレンズに対して第１のレンズを保持することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示と、本願に記載するシステム及び方法の利点をより完全に理解することを目的として、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照する。
【００１１】
【図１】開示する原理に従って偏光レンズと透明レンズの結合に使用するレンズラミネータ装置の一実施形態を示す図である。
【００１２】
【図２】偏光レンズに透明レンズを積層する際の図１を参照して説明したラミネータを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
開示する原理に従って、熱成形された偏光ウエハは、溶剤結合処理を介して、同様の湾曲を有する透明レンズに積層される。溶剤結合処理は、本開示と共通に譲受されまたあらゆる目的でその全体を本願に参照として組み込む米国特許第６，６３８，５８３号に記載されるような処理であり得る。この溶剤処理は、また、２００３年９月５日に出願され、「Filter for Enhancing Vision And/Or Protecting the Eyes and Method of Making Thereof」なる名称の米国公開特許出願番号第２００４／０１１４２４２号においてサングラスのレンズを製造するコンテキストにおいて記載される。この特許出願は、あらゆる目的でその全体を本願に参照として組み込む。第６，６３８，５８３号特許に記載される溶剤結合処理は、主に、ポリカーボネートリターダフィルムを使用して光学マルチレイヤスタックを形成することに関連するが、レンズ素子の光学品質を維持する強力な結合が望まれるという点で、湾曲レンズの要件は同様である。
【００１４】
本願で使用するように、「レンズ」という用語は、両面又は片面が湾曲し、また、像を形成するために光線が集束又は発散するよう光線を屈折させる、研磨又はモールド成形された透明材料を意味する。本願で使用するように、「透明（クリア）レンズ」という用語は、通常、プラスチックから形成され、屈折性であるが実質的に偏光機能は有さない透明のレンズを意味する。「偏光レンズ」は、偏光を出すレンズを意味する。本発明の実施形態に使用する一部のレンズは、「複合レンズ」又は「複合湾曲」を有するレンズと称し、１つ以上の軸に沿って湾曲することを特徴とする。
【００１５】
図１は、開示する原理に従って、偏光レンズと透明レンズの結合に使用するレンズラミネータ装置１００の一実施形態を示す。ラミネータ１００は、基部１１０と並進ステージ１２０を含む。ラミネータ１００の基部１１０は、複合湾曲を有する偏光レンズ１３０を保持するよう構成され、一方、並進ステージ１２０は、偏光レンズ１３０に積層されるべき複合湾曲を有する透明レンズ１４０を保持する。例示的な実施形態では、透明レンズ１４０は、並進ステージ１２０に取り付けられる真空つかみ具１５０により定位置に保持される。真空つかみ具１５０は、一般的に、偏光レンズ１３０に透明レンズを積層するために必要な適切な位置に当該透明レンズ１４０をしっかりと保持するよう負気圧を使用する。
【００１６】
偏光レンズ１３０を積層処理のために適切な配置に保持する目的で、基部１１０は、位置合わせ固定具１７０を有する治具１６０を含む。位置合わせ固定具１７０は、偏光レンズ１３０を積層のために適切な位置に保持するが、同時に、２つのレンズ１３０、１４０間の適切な位置合わせを確実にするよう偏光レンズ１３０に対して透明レンズ１４０が押される際に偏光レンズ１３０に少しの動きを与えるよう構成される。例示的な実施形態では、位置合わせ固定具１７０は、偏光レンズと透明レンズが互いに押し合わされる際に透明レンズ１４０に対する偏光レンズ１３０の位置合わせを与えるような弾性材料からなる。
【００１７】
偏光レンズ１３０と透明レンズ１４０との間に強力な溶剤結合が形成されることを確実にする目的で、結合処理に使用される圧力及び時間が最適化されうる。１つの好適な実施形態では、最適化されたパラメータ（例えば、圧力、時間、及び溶剤）は、ラミネート材全体に対して維持される。平面材料又は一軸性湾曲材料が使用される場合、このような最適化はより簡単である。溶剤をニップ内に供給し、短い遅延後、材料はローラ間を並進させることができる。このような技術では、溶剤のレザバは、ピンチローラによる結合の直前に、材料の表面から分子の深度において均一に軟化することができる。フィルムの厚さが均一であり、また堆積物及び封入物がないという前提で、ローラは、均一な圧力を加え、材料は一定速度で並進される。したがって、結果として得られるラミネート材は、非常に均一である。
【００１８】
２つ基板（即ち、偏光レンズ１３０及び透明レンズ１４０）が同様の複合湾曲を有する場合、一軸性溶剤流動（single-axis solvent flow）では対応できない。このような場合では、図１に示すラミネータ１００が、光学品質及び信頼性の両方の理由から実質的に均質な圧力／時間及び溶剤の露出を供給する。具体的には、複合湾曲を有する基板、即ち、レンズ１３０、１４０は、放射状溶剤流動（radial solvent flow）処理を用いて積層される。開示する原理の一実施形態では、積層処理には、一般的に、偏光レンズ１３０の湾曲の最下点（nadir）又は最下点付近において凸面上にディスペンサ１９０から溶剤を施すことが含まれる。好適には、レンズ上に溶剤が施された凸面の中心部分（レンズ１４０の頂点といった中心領域）から開始する圧力は、次に、レンズ１３０、１４０の縁に向けて放射外方に移動する。移動する圧力はさらに、溶剤を、中心部分、又は、一部の実施形態では最下点からレンズ１３０の周囲部に放射外方に押す。この技術を、図２を参照してより詳細に説明する。
【００１９】
一般的に、従来の処理は、レンズ上に溶剤を供給することと、レンズを互いに押し合うこととの間に少しの遅延を与える。このような遅延は、しばしば、溶剤が結合処理時に均一に分布することを可能にするよう与えられる。しかし、レンズ上での溶剤の過度の露出時間は、レンズを構成する材料の位相差特性に悪影響を及ぼすのに十分であり得る。更に、溶剤の吸収による材料の隆起は、しばしば、自然光で可視であるレンズ上の「波面」歪みをもたらしてしまうのに十分である。その結果、複合湾曲積層の場合、溶剤の供給が良好に制御され、且つ、溶剤露出時間が最小化されることが重要である。
【００２０】
ディスペンサ１９０から供給される溶剤を制御する方法は多くある。１つの方法は、ディスペンサ１９０内の（例えば、ＥＦＤ社から供給されるような）ニードル弁を介して、一般的には、偏光レンズ１３０の湾曲の最下点である凹部に、溶剤の測定された液滴を供給することを含む。アクチュエータが、ディスペンサ１９０を、２つのレンズ１３０、１４０間で正確な位置に並進させ、次に、溶剤を供給させ、その領域からディスペンサ１９０を素早く移動させることができる。半自動化された機械が、溶剤の供給と、後続の圧力の印加との間の遅延を精密に制御することができる。
【００２１】
更に、結合処理に使用される溶剤のタイプによって、自然光におけるレンズの外観が劣化されないことを確実するよう配慮しなければならない。特に重要なのは、好ましくないヘイズをもたらし、一部の場合では最終的に不良品としてしまう基板のひび割れ／亀裂をもたらさない溶剤を選択することである。理想的には、溶剤は、バルク特性を維持しつつ表面から分子の深度においてのみ基板材料を軟化し、同時に、好適な圧力の印加によって結合の形成を可能にするよう作用する。これらの特性を有する例示的な溶剤は、メチル−アミル−ケトン（ＭＡＫ）であるが、他のケトンも良好に作用する。重要なのは、レンズ材料が軟化されるので、遅延（又はそれがないこと）が、レンズにおいて歪み又は他の問題が発生しないように結合処理において重要な検討事項となることである。
【００２２】
溶剤を偏光レンズ１３０上に供給する別の技術は、溶剤の蒸気を供給することである。この技術は、均一な溶剤露出の可能性によってより均等なラミネート材を形成しうる。これは、溶剤の液滴を直接レンズ上に供給するのではなく、レンズ１３０、１４０間に一吹きの溶剤の蒸気を供給することによって行われることが可能である。溶剤は、接合する表面全体に均一に堆積されることができ、したがって、材料の表面が均一に軟化される。以下に説明するように、圧力を放射状溶剤流動がもたらされるよう加えることが可能であり、これにより、信頼性のある光学品質を有する積層を実現する。
【００２３】
更に別の実施形態では、一方又は両方のレンズ１３０、１４０が、互いに物理接触する前に溶剤蒸気環境を通されることが可能である。このような実施形態では、溶剤を大量に含む環境が、蒸発又は噴霧によって形成される又は維持される。一方又は両方のレンズ１３０、１４０は、この環境を、並進ステージ１２０が基部１１０に下りてくることによって圧力が加えられる前に通されることが可能である。このような処理は、レンズ上への溶剤の露出を非常に均一にすることが可能であるので、非常に均一な光学結果をもたらしうる。
【００２４】
図２は、偏光レンズ１３０に透明レンズ１４０を積層する際の上述したラミネータ１００を示す図である。並進ステージ１２０が、基部１１０により保持される治具１６０に向けて下方向に移動すると、好適にはレンズ１３０の頂点である中心部分、及び、好適にはレンズ１４０の最下点である中心部分において開始する圧力が最初に加えられる。圧力は、次に、レンズ１３０、１４０の縁又は周囲部に向けて放射外方に移動する。このようにして、溶剤は、積層構造の中心から周囲部に向けて流れる。更に、余剰の溶剤は、積層構造の周囲部から排出され、この余剰分は一般的に蒸発する。放射状溶剤流動処理は、気泡、また、一部の場合には、堆積物を、レンズ構造の周囲部に向けて流し、結合の光学品質を向上する。
【００２５】
平面材料の積層と同様に、均一性は、高品質湾曲ラミネート材を供給する際に、溶剤露出及び圧力の両方の点について重要である。圧力均一性には、局所的及び大域的な課題が関連する。局所的な課題では、単純に、基板に窪みや引っかき傷がないことを必要とする。局所的に窪んだ領域には溶剤が溜まってしまう。これは、加圧メカニズムには小さな特徴形状には対応しないからである。長時間の溶剤への露出により、損傷領域の寸法は、それを形成する欠陥の寸法をはるかに超える。このような損傷は、恐らく、隆起による局所的な波面歪みを有する濁ったパッチの形を取りうる。一方で、ごく小さな引っかき傷は単に消失する場合もある。
【００２６】
緩やかな局所的厚さ変動は、レンズ１３０、１４０における表面／厚さ変動によって引き起こされうる。例えば、上述した超伸張ポリカーボネートのキャスティング処理が表面にうねりを生成しうる。更に、ポリカーボネート偏光子（例えば、超伸張ポリカーボネート間に挟まれたＰＶＡ）を形成するよう使用される接着剤の結合線非均一性も、非均一性に寄与しうる。熱成形処理は、型に合致する外面を有するウエハを生成するので、問題となるのは主に内面である。通常、この面は、射出成形後に消滅する。しかし、本願に開示するアプローチでは、溶剤結合を可能にするよう表面が十分に均一であることに依存する。１つの解決策では、偏光レンズ１３０の内面に、複屈折性ではなく表面均一性が強化されたポリカーボネートフィルムを使用する。透明レンズ１４０の両面は、射出成形より形成されるので、厚さは非常に均一であることが可能である。別のアプローチでは、偏光レンズ１３０に対し溶剤結合性能が最適となるよう射出成形された透明レンズ１４０の前面を設計することである。
【００２７】
大域的な均一性の課題は、基板の厚さの均一性とともに上述した溶剤の供給、したがって、積層時に基板を支持するよう使用される固定具に関連する。一部の実施形態では、偏光レンズ１３０は、かなり薄い（６５０ミクロン）ことが可能であるので、積層処理時になんらかの機械的支持を必要としうる。透明レンズのような厚い基板は、表面積全体の機械的支持はそれほど重要ではないほどに十分に厚いことが可能であるが、薄い偏光レンズ１３０の柔軟性は、剛性透明レンズに結合する際には有利であり得る。つまり、ラミネータ１００は、多くの実施形態において、透明レンズ１４０の凹凸に合致するよう偏光レンズ１３０を押し付けることができる。逆に、２つの無限に剛性の基板を結合するには、表面の形状的特徴をより厳密に合致させることが必要となる。この要件を緩和する１つの方法は、純粋な溶剤ではなく、内部に基板粉末又はペレットが分散された又は部分的に溶解された溶剤を使用する。一部の実施形態では、実質的な量の溶解されていない固体の基板材料がない、溶剤中に基板材料が溶解された溶液が使用されうる。このような実施形態では、溶剤中に基板材料の粉末又はペレットを溶解又は分散させることによって、ある程度の空隙充填を実現することができる。
【００２８】
垂直積層配置である図２に示す実施形態では、透明レンズ１４０は、真空つかみ具１５０又は別の適切な機械的固定具を使用して位置付けられる。ラミネータ１００をロードする際に繰り返しレンズの正確な位置決めを実現可能であるよう位置決めピン又はなんらかの他のハードストップ手段を用いてもよい。図示する実施形態では、並進ステージ１２０は基部１１０に対して垂直方向に移動可能（矢印Ａ１）であるようにのみ示すが、レンズ１３０、１４０を保持する固定具の両方は、２つのレンズ１３０、１４０が溶剤供給後に互いに合わされる際に並進するよう形成されてもよい。最初の接触後、圧力は、溶剤が放射状に移動し、レンズ１３０、１４０間の領域に均一な結合が形成されるよう放射状に広がるようにされることが好適である。一部の小規模欠損が存在しうるが、好適には、結合は、レンズ間の領域全体に形成されることが好適である。放射状の圧力の増加は、レンズ１３０、１４０を保持する治具とともに使用される固定具のタイプの動作によって主にもたらされる。
【００２９】
開示する原理に従って、好適な放射状圧力プロファイルを印加する様々な手段がある。一部の実施形態では、レンズ１３０、１４０を保持する固定具／治具による一方又は両方のレンズ１３０、１４０の機械的な歪みを、加えられる放射状圧力の空間プロファイルを制御するよう使用することができる。例えば、特定のデュロメータのモールド成形／機械加工されたパッド及び湾曲を、パッドにレンズ１３０、１４０を押し付ける動作は、レンズ１３０、１４０が積層時に互いに押される際に所望の（時間的／空間的）圧力プロファイルを形成するよう選択しうる。放射状圧力を加えるために使用することのできる他の固定具には、ブラダープレス、及び、図示する実施形態に示すように「鼓膜（ドラムヘッド）」構成で取り付けられるゴムシートが含まれる。
【００３０】
図時する実施形態では、偏光レンズ１３０を保持する治具１６０は、それが保持する偏光レンズ１３０の外形を屈曲させるよう構成される弾性固定位置合わせ装置１７０を含む。この弾性位置合わせ装置１７０は、キャストシリコーンから形成されるが、任意の適切な材料を使用してよい。弾性位置合わせ装置１７０に加えて、変更レンズ１３０を保持する治具１６０は、更に、上述した「ドラムヘッド」構成を与えることのできる変形可能シート１８０を含む。図示するように、変形可能シート１８０は、図２に示すように積層処理時に装置１００の並進ステージ１２０からの下方圧力Ａ１に対する抵抗を与えるよう治具１６０の上部にぴんと張られうる。位置合わせ固定具１７０も、レンズ１３０を所望の場所又は位置により正確に保持するよう結合時に圧力が加えられるとレンズ１３０の変化する湾曲に対応して屈曲することが有利である。
【００３１】
透明レンズ１４０は、並進ステージ１２０により下方向に押されると、好適にはその頂点において、偏光レンズ１３０（上述したように既に溶剤が供給されている）の好適には最下点である凸面に接触する。２つのレンズ１３０、１４０が互いに接触すると、下方向圧力Ａ１によって、偏光レンズ１３０が治具１６０に張られた変形シート１８０に押し付けられる。キャストシリコーンから形成される変形シート１８０が、偏光レンズ１３０からの圧力に耐えられなくなり始めると、所望の放射状圧力が、レンズ１３０、１４０の湾曲の中心から開始する。レンズ１３０、１４０の縁に向けての放射方向における中間点において圧力が高まり、一方で、中心に加えられる圧力は飽和状態となり始めうる。同様に、この中間点における圧力も、ラミネート材の縁における圧力が急激に高くなるにつれて飽和状態になり始めうる。結合を完了する目的で十分な時間の間、圧力が周囲部において保持されると、積層は完了し、圧力は取り除かれてよい。２つのレンズ１３０、１４０を結合するために必要な時間は、積層は例えば使用される溶剤に依存して数秒間で行われうるのでロード時間により左右される。
【００３２】
開示する技術の様々な実施形態を上述したが、これらは例に過ぎず限定ではないことを理解すべきである。例えば、例示的な実施形態は、基部に向けて下方向の力を加えるシステム及び方法を示すが、システムは、第１のレンズの表面を第２のレンズに向けて動かすよう横方向に力が加えられるよう配置されてもよい。同様に、第２のレンズを第１のレンズに向けて動かすよう力が加えられてもよい。或いは、例示的な実施形態は、一般的に、第２のレンズの一部の凹部に塗布される溶剤を示すが、溶剤は、特に、第１のレンズが第２のレンズの下に位置付けられ、上方向の力が使用される場合に、必要に応じて第１のレンズの凸部に供給されてもよい。しかしながら、好適な実施形態は、下方向の力を使用し、溶剤又はスラリーは、第２のレンズの一部上に置かれるか又は所望の表面上に蒸気として供給される。したがって、発明の範囲は、任意の上述した例示的な実施形態によって限定されるべきではなく、また、本開示から得られる任意の請求項及びその等価物に従ってのみ定義されるべきである。更に、上述の利点及び特徴は、記載した実施形態に設けられるが、請求項の適用を上述の利点のいずれか又は全てを実現する処理及び構造に限定しない。
【００３３】
さらに、本願に示すセクションの標題は、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７７に基づく提案と一貫するよう設けているか、そうでなければ、系統付けるために設けている。これらの標題は、本開示から得られる任意の請求項に記載する発明を限定又は特徴付けるものではない。具体的に、また、例示的に、「技術分野」の標題があるが、請求項は、いわゆる技術分野を説明するこの標題下で選択された用語に限定されるべきではない。さらに、「背景技術」における技術の説明は、その技術が本開示における任意の発明の従来技術であることを認めるものと解釈すべきではない。「発明の概要」も請求項に記載する発明を特徴付けると解釈すべきではない。さらに、本開示における単数形での「発明」との言及を、本開示において１つの新規点しかないという議論に使用すべきではない。本開示に関連付けられる複数の請求項の限定によって複数の発明を提示することができ、また、請求項は、それ相応にそれらの発明及びその等価物を定義し、保護する。いかなる場合においても、請求項の範囲は、明細書を鑑みて解釈されるべきであり、本願に記載する標題により制約されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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