(57)【要約】レンズを平滑化するためのシステムおよび方法について、本明細書で開示する。アディティブ法によりレンズを製造または強化するために用いられるモノマを、平滑化すべきレンズ面に堆積させる。何らかの弾性特性を有するフィルムまたは膜を、レンズと膜との間にモノマを挟んで、層状（段状）面に押し当てる。膜の圧力によって、モノマはレンズ面に広がって、層状（段状）面と膜との間のスペースを充填する。硬化剤を付与することにより、モノマを、膜のカーブに適合するポリマコーティングに転移させる。清浄で平滑なレンズ面を残して、膜を除去する。【選択図】図４
2018532150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズが完全には平滑でないように段状面を有している第一面を備えたレンズを、製造するための方法であって、
重合性液体を前記レンズの前記第一面に塗布し、前記レンズの前記段状面を覆うステップと、
前記重合性液体を前記レンズの凹面側の前記段状面上に広げ、平滑面を形成するために、前記重合性液体に対して膜を押し当てるステップと、
前記重合性液体がポリマとなって前記平滑面が硬化するために、前記膜を前記レンズの前記第一面に押し当てつつ、前記レンズの前記第一面に硬化剤を付与するステップと、
前記レンズから前記膜を除去するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記重合性液体は、モノマである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記モノマは、アクリル酸エステルを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記重合性液体は、モノマ、オリゴマ、ポリエステル樹脂、アクリル酸エステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂を含む群から選択された一つである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記重合性液体は、光開始剤の混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記光開始剤は、４２０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の波長を有する紫外線に反応するものである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記膜は、部分的に弾性である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記膜は、シリコン系のものである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記膜は、酸素透過性である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記押し当てるステップは、前記膜が前記レンズに接触しないように実現する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記平滑面を形成するために前記押し当てるステップは、前記平滑面の所望のカーブに則する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記硬化剤は、紫外線である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記硬化剤を付与するステップは、ラジカル付加またはカチオン開始を生じさせる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第一面は、前記レンズの凹面である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第一面は、前記レンズの凸面であり、
前記押し当てるステップは、
円筒において前記膜を懸架するステップと、
前記膜が前記重合性液体に接触するように、懸架された前記膜に向かって前記レンズを移動させるステップと、を含み、前記移動させるステップを、前記膜における所望の応力に達するまで継続してから、停止する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記押し当てるステップは、
気密支持構造の頂部に向けて前記膜を懸架するステップと、
前記支持構造の内部、かつ懸架された前記膜の下方で、前記レンズの前記第一面が前記膜に対向するように、レンズ支持体上に前記レンズを配置するステップと、
前記支持構造から空気を抜き出し、前記レンズの前記第一面上の前記重合性液体に対して前記膜を引き寄せるための負圧を発生させるステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記抜き出すステップは、前記支持構造の開口を通して実現する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
支持構造の頂部に向けて前記膜を懸架するステップと、
前記膜の下方で、ピストン上に前記レンズを配置するステップと、をさらに含み、
前記押し当てるステップは、前記膜が前記重合性液体に接触するように、懸架された前記膜に向かって前記ピストンを移動させるステップを含み、前記移動させるステップを、前記膜における所望の応力に達するまで継続してから、前記移動させるステップを停止する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
支持構造の頂部に向けて前記膜を懸架するステップと、
前記膜の下方で、ピストン上に前記レンズを配置するステップと、をさらに含み、
前記押し当てるステップは、前記膜が前記重合性液体に接触するように、懸架された前記レンズに向かって前記支持構造を下に移動させるステップを含み、前記移動させるステップを、前記膜における所望の応力に達するまで継続してから、前記移動させるステップを停止する、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
レンズを製造するための方法であって、
アディティブプロセスを用いて、追加のレンズ材料を前記レンズの第一面に付与するステップであって、該付与するステップによって、前記レンズの前記第一面が完全には平滑でないように、前記第一面に段状面を生じさせる、ステップと、
前記レンズの前記第一面にモノマを塗布するステップであって、前記モノマは、アクリル酸エステルであって、４２０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の波長を有する紫外線に反応する光開始剤の混合物を含む、ステップと、
前記モノマを前記レンズの前記第一面の前記段状面上に広げ、平滑面を形成するために、前記モノマに対して膜を押し当てるステップと、
前記モノマがポリマとなって前記平滑面が硬化するために、前記膜を前記レンズの前記第一面に押し当てつつ、前記レンズの前記第一面に紫外線を硬化剤として付与するステップと、
前記レンズから前記膜を除去するステップと、を含む方法。
【請求項２１】
レンズを製造するための方法であって、
アディティブプロセスを用いて、追加のレンズ材料を前記レンズの第一レンズ面に付与するステップであって、該付与するステップによって、前記第一レンズ面が完全には平滑でないように、前記第一レンズ面に段状面を生じさせる、ステップと、
膜の第一面にモノマを塗布するステップであって、前記モノマは、アクリル酸エステルであって、４２０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の波長を有する紫外線に反応する光開始剤の混合物を含む、ステップと、
前記モノマを前記レンズの前記段状面上に広げ、平滑面を形成するために、前記レンズに対して前記膜を押し当てるステップと、
前記モノマがポリマとなって前記平滑面が硬化するために、前記膜を前記第一レンズ面に押し当てつつ、前記第一レンズ面に紫外線を硬化剤として付与するステップと、
前記レンズから前記膜を除去するステップと、を含む方法。
【請求項２２】
眼用レンズであって、
アディティブプロセスを用いて、追加のレンズ材料を当該眼用レンズの第一面に付与するステップであって、該付与するステップによって、当該眼用レンズの前記第一面が完全には平滑でないように、前記第一面に段状面を生じさせる、ステップと、
当該眼用レンズの前記第一面にモノマを塗布するステップであって、前記モノマは、アクリル酸エステルであって、４２０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の波長を有する紫外線に反応する光開始剤の混合物を含む、ステップと、
前記モノマを当該眼用レンズの前記第一面の前記段状面上に広げ、平滑面を形成するために、前記モノマに対して膜を押し当てるステップと、
前記モノマがポリマとなって前記平滑面が硬化するために、前記膜を当該眼用レンズの前記第一面に押し当てつつ、当該眼用レンズの前記第一面に紫外線を硬化剤として付与するステップと、
当該眼用レンズの前記第一面から前記膜を除去するステップと、を含むプロセスによって調製される、眼用レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、眼用レンズの製造に関し、特に、アディティブ技術を用いて製造する眼鏡レンズの品質および表面平滑度を向上させる方法、ならびにそれにより得られる製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人間の視力の屈折異常を矯正するために、処方眼鏡レンズが使用される。眼鏡レンズは、保護用に、すなわち過度の光から、またはメカニカルハザード、ケミカルハザード、もしくはバイオハザードから眼を保護するために使用されることがある。
【０００３】
眼鏡レンズの表面成形のために、二通りの主な技術が用いられる。一方の成形技術は、モールディングである。モールディングによって、ガラスまたは他の材料で基準面を作製し、その基準面を、モールド鋳造または射出成形によって眼鏡レンズ上に複製する。他方の成形技術は、研削および研磨であり、この場合、光学材料の固体片を機械的に研削（またはフライス加工）して、所要の表面が得られるまで研磨する。
【０００４】
処方眼鏡レンズは、製造可能であり得る実質的に無限の膨大な数の可能性のある様々に異なるレンズで特徴付けられる。レンズは、レンズ材料、レンズに埋め込まれた改質材、コーティング、度数および度数分布に関して、異なる可能性がある。屈折力は、典型的には０．２５Ｄステップで提供される。これにより、使用可能であり得る異なる屈折力の数に制限が課される。それでも２０００年頃から入手できる最新のデジタルレンズは、眼に対するレンズの実際の位置を考慮して、ユーザの特性または要求に合わせて調整されることがある。このため、それぞれの個人のための眼鏡レンズの光学性能の最適化では、任意にいかなる屈折力を有するレンズでも製造する能力が要求される。同様に、主に老眼の人に使用される多焦点眼鏡レンズは、レンズ口径全体にわたって度数が連続的に変化する。この度数変化によって、ユーザは、様々に異なる距離に鮮鋭に焦点を合わせることが可能となる。やはり、これらの多焦点レンズにおける様々に異なる度数分布の数は実質的に無限である。
【０００５】
任意の表面を作製するために、最新のデジタル研削（フライス加工）および研磨技術が用いられることがある。従って、それは、形状多様性が要求される眼鏡レンズを製造するのに、よく適合する。ところが、機械的研削および研磨は、眼鏡製品に要求される精度レベルを保証するために複雑かつ高価な機械を必要とするサブトラクティブプロセスである。機械的研削および研磨は、適切なアライメントのために、高価な治具および装置を必要とする。機械的研削および研磨は、刃具、研磨スラリー、研磨パッド、およびクーラントを含む高価な消耗品を使用する。さらに、機械的研削および研磨は、エネルギーを消費するプロセスであるとともに、取り扱いおよび廃棄が難しい多量の廃棄物も発生する。
【０００６】
モールディングは、サブトラクティブ法ではないものの、モールド自体を予め製造することが必要となる。要求されるレンズ面の数が、あまりにも多数であると、各々のモールドから成形（または鋳造）されるレンズ面の数が少なくなりすぎて、結果的に多数のモールドを製造して手元に置いておかなければならなくなるので、モールディングは非実用的となる。
【０００７】
これまで、光学産業では、モールディング技術と機械的技術とを組み合わせたハイブリッド法を採用してきた。このハイブリッド法は、屈折力の加算性によって可能となる。レンズ素子は二つの研磨面を有し、その屈折力を、その二つの面に分散させることができる。これにより、それらの面の一方は、モールティングによって作製される比較的少数の異なる形状に標準化することができ、他方の面は、所望の屈折力および屈折力分布を得るために必要な形状に研削／研磨される。このように、眼鏡レンズの製造を、二段階のプロセスに分割する。第一に、セミフィニッシュトレンズブランクを鋳造または射出成形によって製造する。レンズメーカは、これらのブランクを購入して保管するか、またはブランクを製造する。第二に、レンズメーカはレンズの注文を受けると、適切なレンズブランクを選択して、そのブランクの後面を、依頼を受けたレンズを作製するように機械的に成形する。
【発明の概要】
【０００８】
眼鏡レンズは、そのカスタマイズ性によって、より分散型かつ簡単な製造プロセスにとって理想的な製品となる。眼鏡レンズ調製のための改良されたアディティブプロセスが有用であろう。レンズは、注文対応で製造することができ、これには様々なメリットがある。アディティブプロセスを用いたカスタム製造レンズによって、セミフィニッシュトブランクの製造および保管の必要はなくなり、研削に伴う材料の無駄がなくなり、プロセス全体の単純化によって全体的なエネルギー消費が減少する。また、アディティブ製造によって、ミラー、プリズム、マイクロレンズ、回折格子、光源、および他の技術を使用することを含む、今後の技術のためのレンズ内部への構造の付加または埋め込みが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】段状レンズ面の平滑化を示すプロファイルのブロック図である。
【図２】段状レンズ面の平滑化に伴う問題を示すプロファイルのブロック図である。
【図３】段状レンズ面の平滑化の好ましい結果を示すプロファイルのブロック図である。
【図４】段状レンズ面を平滑化する方法のフローチャートである。
【図５】段状レンズ面の平滑化に使用されるシステムの実施形態のプロファイルのブロック図を示している。
【図６】段状レンズ面の平滑化に使用されるシステムの実施形態のプロファイルのブロック図を示している。
【図７】段状レンズ面の平滑化に使用されるシステムの実施形態のプロファイルのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書全体を通して、図面に表示する要素には三桁の参照番号が割り振られており、その最上位の数字は図面番号であり、下位二桁の数字は、その要素に固有のものである。図面に関連付けた記載のない要素は、下位の数字が同じ参照番号を有する既述の要素と同じ特性および機能を有するものと考えてよい。
【００１１】
本明細書では、３Ｄ印刷レンズ面の品質を向上させるために、簡単かつ効率的な後処理方法を組み込んだ、効果的かつ革新的なアプローチについて記載する。本明細書では、段状レンズを平滑化するためのシステムおよび方法について記載する。
【００１２】
以下で記載および図示するレンズは、アディティブ製造プロセスによって、任意の適切な形状および幾何学的形状で製造することが可能である。ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）は一般的に用いられる方法である。ＳＬＡは、様々に異なる成長戦略に適合させることができ、様々に異なる成長プラットフォームおよび／または基板の上で用いることができ、しかも高速である。レンズによっては、二つの部分を含むものがあり、一方は、必ずしもアディティブプロセスではない任意のプロセスで作製されるものであり、他方は、段状面を形成する層および／またはボクセルを生成するアディティブプロセスを用いて作製されるものである。さらに、レンズによっては、従来のプロセスとアディティブプロセスの両方によって作製されるレンズの層で構成されるものがある。本明細書に記載のシステムおよび方法が適しているのは、アディティブプロセスの結果として得られる段状面である。本明細書に記載のシステムおよび方法は、処方眼鏡レンズおよび眼用レンズに特に適しているが、アディティブプロセスによって製造される任意のレンズを改善するために用いてもよい。
【００１３】
本明細書に記載のシステムおよび方法は、その面のうちの少なくとも一方に段状プロファイルを有するいかなる幾何学的形状を有するレンズに適用してもよい。場合によっては、それらのシステムおよび方法を、レンズの前面および後面に対して同時または順次に適用してよい。それらのレンズは、凹面および凸面を有し得る。実際に、レンズは、典型的には、眼鏡着用者の眼の最も近くに凹面を有して、眼鏡フレーム内に配置される。両方の面またはいずれかの面の、凹面もしくは凸面に、段状プロファイルを有し得る。
【００１４】
レンズは、それが嵌め込まれるフレームの輪郭を有して作製されることがあり、また、レンズ設計では、光学的および人間工学的基準を考慮することができる。本明細書に記載のシステムおよび方法は、当業者に周知の技術によってレンズのアーチ、カーブなどの最適面が計算されて適切に記述されていることを前提としている。本明細書に記載のシステムおよび方法が使用されるレンズは、レンズ形状を最適化するように、かつ、材料収縮および本明細書に開示の平滑化方法によって生じる可能性のある表面ずれ／変形を補償するように計算された、表面成層を有する。
【００１５】
図１を参照すると、段状レンズ面の平滑化を示すプロファイルのブロック図を示している。レンズ１１０の層状面は、アディティブプロセスを用いて作製されたものである。層状（段状）プロファイルは、所望の表面の近似である。成層プロセスが機械的誤差も幾何学的誤差も伴うことなく、かつ重合プロセスでモノマの収縮／反りが生じない、理想的なシナリオでは、層状表面プロファイルは、一定ステップまたは可変ステップでの表面高さの単純な離散化となる。実際には、機械的誤差および／または幾何学的誤差がある。さらには、アディティブプロセスで層（段）を形成するために使用されるモノマは、重合するときに収縮して反りを生じる。これらの因子を、測定し、特徴付けして、補償することができる。アディティブ３Ｄ印刷プロセスによる結果として得られる層状（段状）面は、段状プロファイルである。本明細書に記載のシステムおよび方法は、所望の表面に、より良く適合させるために用いられる。レンズ１１０の層状面は、光学面として有効ではない。本明細書に記載のシステムおよび方法は、ソリューションを提供する。ただし、本明細書に記載のシステムおよび方法は、例えば従来の二焦点レンズにおけるように、０．１ｍｍのサイズを超えるような極めて大きい段を有するレンズを平滑化することはできない。
【００１６】
温度または溶剤による表面溶融、および浸漬塗布を用いる後処理平滑化は、流体層のエネルギーの自然最小化に頼るものである。ところで、この種の平滑化によって得られる典型的な結果を、図１および２に示している。液体モノマ層１２０および２２０の実際の表面は、レンズ１１０および２１０の段の鋭いエッジを平滑化しているが、最良で基本曲線１２５を呈するものの、より典型的には、要素２２５で示すように、段の形状および位置に共形となる。その結果は、その面を光学レンズとして非実用的かつ使用不可能にする大きな曲率変化を含む。その変化を、図２に、結果としての面２２５と所望のアーチ２２７との比較によって示している。
【００１７】
次に図３を参照すると、本明細書に記載の方法による段状レンズ面の平滑化の好ましい結果を示すプロファイルのブロック図を示している。本明細書に記載の方法によれば、部分弾性材料のフィルムまたは膜３３０を、レンズ３１０の段状プロファイルに押し当てる。所定量の液体モノマ３２０を、レンズ３１０と膜３３０との間に塗布する。本開示では、多くの箇所でモノマに言及しているものの、他の重合性液体材料を用いてよい。重合性液体材料は、紫外線または他の硬化剤が付与されたことに反応して固体透明ポリマに硬化することが可能なモノマ、オリゴマ、またはプレポリマである。重合性液体材料として、モノマ、オリゴマ、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂が含まれる。
【００１８】
膜３３０は、レンズ３１０の段状面の形状に適応することが可能であるとともに、レンズ３１０の段のエッジの周囲で変形しない十分な厚さであることが可能であるように、厚さおよび弾性特性を有するものが選択される。その厚さを、要素３３６として示している。膜３３０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン樹脂、シリコーン、または他の適切なフィルムであってよい。そのフィルムは、使い捨てであるか、または再利用可能であってよい。一実施形態では、フィルムは、弾性および耐久性を考慮して、２００〜５００ミクロンの厚さを有するシリコーンである。レンズ３１０の段状面と膜３３０との間に塗布される液体モノマ３２０の量は、レンズ３１０の段状面と膜３３０との間の間隙がすべてモノマ３２０で充填されるように選択される。モノマ３２０の粘度、膜３３０の厚さおよび弾性特性、ならびに膜３３０を段状面に対して保持する（後述する）圧力は、膜が実際に段のエッジに接触するのを少量のモノマによって阻止するように、選択される。これを、膜３３０とレンズ３１０との間のモノマ３２０で充填されたスペース３４０によって示している。さらに、モノマの粘度は本方法に影響を及ぼすので、本明細書に記載の方法を実施する温度は、室温であるか、またはおよそ華氏６５度〜華氏８０度である。モノマの粘度、膜の弾性、および付与圧力と関連付けて考慮された温度であれば、他の温度を用いてよい。
【００１９】
モノマは、フリーラジカル重合としても知られるラジカル付加によるか、またはカチオン開始によるか、いずれかによって硬化し得る。モノマを重合させるために、様々な種類のエネルギー刺激を用いることができる。使用されるモノマは、例えばアクリル樹脂のような多官能性モノマであってよい。アクリレートおよびメタクリレートは、紫外線硬化に特に良く適したモノマであり、アディティブ製造において一般的に使用される。アクリレート基およびメタクリレート基を含むこれらの反応性官能基を、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレアなどのオリゴマに導入することができる。不溶性、不融性、透明な架橋網状ポリマが結果的に得られるような、多官能性モノマを用いることができる。モノマは、紫外線を用いたモノマの硬化を可能とするための光開始剤または光活性剤の混合物を含み得る。一実施形態では、モノマに含まれる光開始剤は、４２０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の波長を有する紫外線に反応するものである。
【００２０】
膜を当てつつモノマを硬化させるためには、膜は半透明または透明でなければならない。膜は、モノマを硬化させるために用いられる紫外線を透過させなければならない。いくつかの実施形態では、膜は、ある程度、酸素透過性であってよい。例えば、それはシリコン系の膜とすることができる。酸素は、ラジカル付加重合を阻止または強く抑制する。この透過性によって、モノマが重合時に膜に付着することを回避する。透過性によって、本明細書に記載の方法の完了時に膜を容易に除去することが可能となる。他の実施形態では、モノマは、エポキシドであるか、またはカチオン開始が可能なものである。本実施形態では、膜材料は、やはり、段状面と膜との間の間隙に提供されるモノマへの付着を回避するように設計される。
【００２１】
一実施形態では、本明細書に開示の方法によれば、アディティブ法によりレンズの全体または一部を製造するために用いられる少量のモノマを、平滑化すべきレンズ面に堆積させる。他の実施形態では、レンズの段状面に配置または塗布されるモノマに対して追加的または代替的に、膜上にモノマを配置してよい。適切な弾性特性を有するフィルムまたは膜を、レンズと膜との間にモノマを挟んで、層状（段状）面に押し当てる。膜の圧力によって、モノマはレンズ面に広がって、層状（段状）面と膜との間のスペースを充填する。例えば紫外線である硬化剤を、膜を通過させて付与し、これにより、モノマを、膜の表面に適合する表面を有するポリマコーティングに転移させる。平滑で清浄なレンズ面を残して、膜を除去する。他の実施形態では、モノマを、レンズにではなく膜上に配置する。さらに別の実施形態では、多孔質膜を段状レンズ面に押し当てるようにして、多孔質膜を使用し、このとき、モノマ分子は、圧力（例えば、直接圧力または真空圧力）によって膜を通り抜けて、段状レンズ面に当たるとともにこれを充填する。これらのモノマ塗布技術を組み合わせて用いてよい。
【００２２】
図４を参照すると、段状レンズ面を平滑化する方法のフローチャートを示している。ブロック４１０に示すように、レンズを取得する。レンズは、アディティブプロセスを用いて最初に作製してよく、またはレンズは、固体ブロック（基材）から形成されるとともにアディティブプロセスを用いて強化もしくは補正されたものであってよい。ブロック４２０に示すように、レンズの少なくとも一方の面に追加のレンズ材料（例えばモノマである、重合性液体）を付与して、段状面を形成する。実際には、眼科医または検眼士の光学処方のような規定要件にレンズを適合させるように、追加の材料を付与する。追加の材料は、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）のようなアディティブプロセスによって塗布する。サウスダコタ州Ｒａｐｉｄ  ＣｉｔｙのＢ９Ｃｒｅａｔｉｏｎｓ，ＬＬＣから入手可能なＢ９Ｃｒｅａｔｏｒ（登録商標）３Ｄプリンタを用いて、追加の材料を塗布してよい。その結果として、段状面または層状面を有するレンズが得られる。
【００２３】
一実施形態では、本方法は、段状レンズが本方法の実施者に提供された後に、ステップ４３０から開始する。ブロック４３０に示すように、段状面を有するレンズ面に、モノマなどの重合性液体を塗布する。ブロック４４０に示すように、その重合性液体に対して膜を押し当てて、これにより、重合性液体を段状面に広げ、平滑面を形成する。他の実施形態では、膜をレンズの段状面に押し当てる前に、重合性液体を、代替的または追加的に膜上に配置してよい。重合性液体は、紫外線または他の硬化剤が付与されたことに反応して固体透明ポリマに硬化することが可能な液体である。重合性液体は、ポリエステル樹脂、アクリル酸エステル、アクリル樹脂、およびエポキシ樹脂を含む、モノマ、オリゴマ、またはプレポリマであってよい。
【００２４】
ブロック４５０に示すように、重合性液体がポリマとなって平滑面が硬化するために、硬化剤を付与する。硬化剤は紫外線であってよい。この硬化を実現するために、重合性液体は光開始剤の混合物を含み、それは、一実施形態では４２０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の波長を有する紫外線に反応するものである。重合性液体に紫外線を照射する時間量は、重合性液体が硬化する程度に影響する。ブロック４６０に示すように、膜をレンズから除去し、その結果として平滑で清浄なレンズ面が得られ、その平滑は、所望のアーチまたはカーブに沿っている。
【００２５】
紫外線を用いて重合性液体を硬化させる場合には、（図３、５、６に関して図示および記載する）膜３３０、５３０、６３０は、紫外線全般に対して、または硬化剤として付与される特定の波長の紫外線に対して、透明、半透明、もしくは部分的に透明である。膜３３０、５３０、６３０は、少なくとも一回使用されるものであり、それらの組成に応じて、過度の摩耗、汚れ、変形が生じるまでは使用されることがある。シリコン膜、ならびにＰＥＴ、ナイロン、および他のプラスチック材料で構成された膜を使用してよい。いくつかの実施形態では、紫外線または他の硬化剤によって、重合性液体を完全には硬化させない場合があり、固化するときの重合性液体の最終輪郭をさらに制御するために、追加の吸引圧力または真空圧力（詳細は後述する）によって、膜に追加の圧力を付与する場合がある。
【００２６】
図４に記載の方法は、種々の構成で実施され得る。図５を参照すると、段状レンズ面を平滑化する方法の一実施形態の適用を示すプロファイルのブロック図を示している。本実施形態では、膜をレンズ面に引き寄せるように真空を発生させることで、モノマによってレンズ面を被覆および平滑化する。図５の「前」部分を参照すると、本例では中空円筒５５０である支持構造に、膜５３０は均一に延伸されて保持されている。種々の実施形態において、膜支持構造５５０の断面は、方形、矩形、円形、楕円形、または三角形であってよい。膜支持構造５５０は、ドラム（すなわち、スネアドラム、ケトルドラム、またはバスドラムのような打楽器）におけるドラムスキンもしくはドラムヘッドと同様に、膜５３０を支持する。円筒支持構造５５０は、金属、または他の適切な高強度の弾性材料で構成してよい。後に触媒として作用する紫外線５７０は、オフ状態で、円筒５５０上に張り渡された膜５３０の上方および／または近隣に配置してよい。
【００２７】
円筒支持構造５５０の内部で、支持構造５５０に結合または統合された支持プラットフォーム５６０上に、層状レンズ５１０を保持する。本実施形態では、レンズの凹面が膜５３０に対向するように配置される。円筒５５０は、出力ポート、排気路、または他の開口５６２を有し、ここを通して、真空を発生させるために空気を抜き出すことが可能である。ポンプまたは他の真空装置（図示せず）を、円筒５５０に結合するとともに、開口５６２に接続する。弁、ストッパ、ドア、または他の遮断装置もしくは閉止装置５６４を用いて、開口５６２を開閉する。５６２と５６４の組み合わせは、弁、ピストン、または類似の装置であってよい。
【００２８】
一実施形態では、ある量のモノマ５２０などの重合性液体（図面では正確な縮尺で示していない）を、レンズ５１０の段状面に堆積させる。モノマ５２０は、滴下、点滴、噴霧、または他の技術によって、レンズ５１０上に配置される。レンズ５１０に塗布されるモノマ５２０の量および施与は、コンピュータ制御してよい。他の実施形態では、代替的または追加的に、レンズ５１０に対向する膜５３０の面上に、モノマ５２０を配置してよい。そのモノマは、噴霧、塗工、または他の技術によって、膜上に配置してよい。膜に塗布されるモノマの量および施与は、コンピュータ制御してよい。
【００２９】
図５の「後」部分を参照して、真空を作用させると、円筒５５０の内部で真空力が発生する。この真空力によって、膜は変形する。真空圧力の大きさと、膜５３０の弾性特性およびモノマ５２０の粘度との組み合わせによって、膜５３０のカーブまたはアーチが決まる。モノマの粘度は本方法に影響を及ぼすので、本明細書に記載の方法を実施する温度は、室温であるか、またはおよそ華氏６５度〜華氏８０度である。モノマの粘度、膜の弾性、および付与圧力と関連付けて考慮された温度であれば、他の温度を用いてよい。真空力によって、膜５３０を、モノマで被覆されたレンズ５１０に対して引き寄せ、膜５３０がレンズ５１０の段状面上のモノマ５２０に押し当てられた結果として、モノマ５２０は段状レンズ面上で均一に広がる。所望の大きさの圧力が達成されたら、触媒励起技術を用いて、液体モノマの重合を開始させる。一実施形態では、モノマ５２０を硬化させるために紫外線を用いる。これを実現するために、紫外線５７０をオンにする。紫外線５７０は、本プロセスの第一部分では、オフ状態で、円筒５５０の頂部に隣接して存在していて、真空圧力が付与された後にオン状態にされたものあってよい。代替的に、紫外線５７０は、真空圧力が付与された後に導入されて、スイッチオンされるものであってよい。モノマに照射される紫外線の量および施与は、コンピュータ制御してよい。
【００３０】
図６を参照すると、段状レンズ面を平滑化する方法の一実施形態の適用を示すプロファイルのブロック図を示している。本実施形態は、レンズの凸面に平滑化方法を適用するためのものである。本実施形態では、レンズ６１０の段状面は凸面である。図６の「前」部分を参照して、レンズ６１０は、レンズ支持ピストン６６０として示すベース、支持体、ピストン、または類似の構造上に、配置される。ピストン６６０は、膜保持構造６５０の開口に対応した形状のものであり得る。膜支持構造６５０は、ピストン６６０の進入および抜去を可能とするように対応した形状およびサイズの開口を有する筒または中空円筒であってよい。膜支持構造６５０によって、膜６３０を定位置に保持する。膜支持構造６５０は、ドラムにおけるドラムスキンまたはドラムヘッドと同様に、膜６３０を支持する。種々の実施形態において、膜支持構造６５０の断面は、方形、矩形、円形、楕円形、または三角形であってよい。同様に、レンズ支持ピストン６６０の断面は、膜支持構造６５０の開口に対応して、方形、矩形、円形、楕円形、または三角形であってよい。膜支持構造６５０は、円筒状の形状であってよく、金属、または他の適切な高強度の弾性材料で構成してよい。紫外線６７０は、オフ状態で、支持構造６５０上に張り渡された膜６３０の上方および／または近隣に配置してよい。
【００３１】
ディスペンサ６２５を用いて好適な量のモノマ６２０を付与することにより、モノマ６２０などの重合性液体を、レンズ６１０の段状面の頂部に配置する。ディスペンサ６２５は、可撓性プラスチック管で樹脂タンクを点滴用ステンレス鋼管に接続し、そのプラスチック管はコンピュータ制御の蠕動ポンプまたは他の任意の制御可能な点滴システムを経由しているような、自動式のシリンジであってよい。モノマ６２０または他の重合性液体は、代替的に、噴霧によって塗布するか、またはスピナを用いて塗布してよい。当業者に周知のスピンシステムを使用する場合には、角速度と堆積させる液体モノマの粘度との組み合わせによって、堆積させるモノマコーティングの厚さを制御してよい。
【００３２】
モノマ６２０をレンズ６１０の段状面に付与した後に、レンズ６１０を膜６３０に向かって動かして、膜６３０に押し当てる。本実施形態の一形態では、ピストンベース６６０を、膜支持構造６５０における対応するキャビティ内に移動またはスライドさせる。本実施形態の別の形態では、モノマ６２０をレンズ６１０の段状面に付与した後に、膜６３０をレンズ６１０に向かって動かして、レンズ６１０に押し当てる。この形態では、膜をレンズ６１０上に引き寄せるように、支持構造６５０を引き下ろして、ピストン６６０上のレンズ６１０まで動かす間、ピストンベース６６０は静止したままである。本実施形態のさらに別の形態では、支持構造６５０が膜６３０をレンズ６１０に向かって引き寄せるときに、支持構造６５０の頂部に張り渡された膜６３０に向かってピストン６６０を動かすというように、ピストン６６０と支持構造６５０の両方が動き得る。モノマで被覆されたレンズを膜６３０に対して当てる力によって、図６の「後」部分に示すようにレンズ６１０の段状面と膜６３０との間に挟まれたモノマの厚さが決まる。レンズ支持体６６０および／または膜支持構造６５０のいずれかの動きを、電動ステージ、空気圧シリンダ、真空、または他の押し出し方法によって実現することができる。ピストン６６０および／または支持構造６５０の動きは、コンピュータ制御してよい。
【００３３】
図６に示すシステムでは、追加的または代替的に、膜６３０の面に、モノマ６２０または他の重合性液体を塗布してよい。モノマまたは他の重合性液体は、噴霧、塗工、または他の技術によって、膜上に配置してよい。膜に塗布されるモノマまたは他の重合性液体の量および施与は、コンピュータ制御してよい。
【００３４】
膜が段状レンズ６１０に当てられて好適な位置にあるときに、モノマを硬化させるために、触媒励起技術を用いて液体モノマ６２０の重合を開始させる。一実施形態では、モノマ６２０を硬化させるために紫外線を用いる。これを実現するために、膜６３０の上方および／または近隣にある紫外線６７０をオンにする。紫外線６７０は、本プロセスの第一部分では、オフ状態で、円筒６５０の頂部に隣接して存在していて、膜６３０が段状レンズ６１０に当てられて好適な位置になった後にオン状態にされたものあってよい。代替的に、紫外線６７０は、膜６３０が段状レンズ６１０に当てられて好適な位置になった後に導入されて、スイッチオンされるものであってよい。モノマに照射される紫外線の量および施与は、コンピュータ制御してよい。
【００３５】
他の実施形態では、上述の膜を、研磨面を有する中実モールド７８０で置き換える。図７を参照すると、段状レンズ面を平滑化する方法の他の実施形態の適用を示すプロファイルのブロック図を示している。本実施形態では、中実モールド７８０を用いて、モールド７８０とレンズ７１０の段状面との間に挟まれたモノマ７２０層を成形する。本実施形態では、得られる面のバリエーションは、そのモールドに限られる。しかしながら、使用できるモールドに従って所望されるものであれば、どのような面でも、この技術によって作製される。図示のように、上述の他の方法およびシステムと同様に、ベース７６０を有する支持構造７５０によって、レンズ７１０を保持する。ある量のモノマ７２０または他の重合性液体を、レンズの段状面に塗布する。モールド７８０が装着された上部支持構造７７０を、下部支持構造７５０に向けて下降させて、モノマで被覆されたレンズ上に当てることにより、平滑なアーチ面を形成するようにモノマを段状レンズ上に分散させる。代替的に、ベース７５０を、上部支持構造７７０によって定位置に保持されて静止しているモールド７８０に向けて、上向きに動かしてよい。モノマで被覆されたレンズに対してモールドによって作用させる圧力の大きさは、コンピュータ制御してよい。図示ではレンズの段状凹面を用いているものの、本実施形態は、レンズの段状凸面にも、対応する凹型モールドを作製して使用するのであれば、適用してよい。モールド７８０は、モノマの硬化に用いる紫外線をモールドとレンズ面との間のモノマまで透過させる透明材料または半透明材料で構成してよい。支持構造７５０、７６０、７７０は、ガラス、金属、プラスチック樹脂、または他の適切な材料で構成してよい。さらに、いくつかの実施形態では、モールドが段状面にかける圧力下で変形することで理想的な最終表面アーチに一致するようになるまでは、モールドは完全に（または厳密に）は理想的な最終表面に一致していないというように、モールドは、部分的に変形可能であってよい。
【００３６】
［結び］
本明細書全体を通して、提示した実施形態および例は、開示または請求項に係る装置および手順を限定するものではなく、例示とみなされるべきである。本明細書で提示した例の多くは、方法動作またはシステム要素の具体的な組み合わせを伴うが、それらの動作およびそれらの要素は、同目的を達成するために他の形態で組み合わせてよいものと理解されるべきである。フローチャートに関して、追加のステップおよびより少数のステップを採用してよく、図示のようなステップは、本明細書に記載の方法を実現するために、組み合わせてよく、またはさらに改良してよい。一つの実施形態にのみ関連付けて解説された動作、要素、および特徴は、他の実施形態における同様の役割から除外されるものではない。
【００３７】
本明細書で使用する場合の「複数」とは、二つ以上を意味する。本明細書で使用する場合のアイテムの「セット」は、かかるアイテムの一つ以上を含み得る。明細書におけるか、または請求項におけるかに関わりなく、本書で使用する場合の「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備えている）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」、「ｃａｒｒｙｉｎｇ（保持している）」、「ｈａｖｉｎｇ（有している）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含有している）」、「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ（伴っている）」などの用語は、制限のないものと解釈されるべきであり、すなわち、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ（含むが、それに限定されない）」を意味するものと解釈されるべきである。「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ（〜で構成される）」および「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ（〜で基本的に構成される）」という移行句に限っては、請求項に関して、それぞれ限定的または半限定的な移行句である。請求項において請求項要素を修飾するための「第一」、「第二」、「第三」などのような序数詞の使用は、それ自体は、ある一つの請求項要素が他の請求項要素に対して優先される何らかの優先度、優先順位、もしくは順序、または方法の動作が実施される時間的順序、を含意するものではなく、ある特定の名称を有する一つの請求項要素を（請求項要素の区別のために序数詞を使用しなければ）同じ名称を有する他の要素と区別するための単なるラベルとして使用されるものである。本明細書で使用する場合の「ａｎｄ／ｏｒ（および／または）」は、列挙されるアイテムが選択肢であることを意味するが、それらの選択肢には、列挙されるアイテムの任意の組み合わせも含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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