CN109311222A - 通过加法制造来生产同质均匀的光学元件 - Google Patents

通过加法制造来生产同质均匀的光学元件 Download PDF

Info

Publication number
CN109311222A
CN109311222A CN201780007205.4A CN201780007205A CN109311222A CN 109311222 A CN109311222 A CN 109311222A CN 201780007205 A CN201780007205 A CN 201780007205A CN 109311222 A CN109311222 A CN 109311222A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
optical element
light
homogeneity
diffusing globe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780007205.4A
Other languages
English (en)
Inventor
迭戈·罗德里格兹
约瑟·阿隆索·费尔南德斯
丹尼尔·克雷斯波·巴斯克斯
胡安·安东尼奥·基罗加
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Indizen Optical Technologies of America LLC
Original Assignee
Indizen Optical Technologies of America LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Indizen Optical Technologies of America LLC filed Critical Indizen Optical Technologies of America LLC
Publication of CN109311222A publication Critical patent/CN109311222A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B29C64/135Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264Arrangements for irradiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00432Auxiliary operations, e.g. machines for filling the moulds
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/12Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements by surface treatment, e.g. by irradiation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0252Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties using holographic or diffractive means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0058Liquid or visquous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016Lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Toxicology (AREA)

Abstract

本文公开了用于加法制造同质均匀的光学元件的***和方法。将同质均匀的光图案照射到可聚合液体上以形成光学元件的各个聚合固体层。

Description

通过加法制造来生产同质均匀的光学元件
技术领域
本发明涉及眼科元件的制造,尤其涉及一种改善通过加法技术制造的眼镜镜片质量的方法,以及通过所述方法得到的产品。
背景技术
处方眼镜镜片(眼镜镜片或眼科镜片)用于矫正人类视力的屈光不正。眼镜镜片可用于保护眼睛,即保护眼睛免受过量光线或机械、化学或生物伤害。
通常有两个主要的技术用于成型眼镜镜片的曲面。一个成型技术是模制。通过模制,用玻璃或其他材料来制造基准曲面,并且通过成型铸造或注射制模将基准曲面复制到眼镜镜片上。另一种成型技术是打磨及抛光,其将固体光学材料机械研磨(或碾磨)并抛光直到得到所需的曲面。
处方眼镜镜片的特征在于可以尽可能地制造出大量不同的镜片。镜片可以根据镜片材料、嵌入镜片中的改性剂、涂层、功率及功率分布的不同而不同。由于屈光不正以0.25D的步长进行测量,其被认为是人类模糊感知的可辨别平均阙值,因此在可以使用的不同光学功率的数量方面具有限制。尽管如此,考虑到镜片相对于眼睛的实际位置,自2000年左右以来可以根据用户的特征或需要来定制现代数字镜片。因此,针对每个个体的眼镜镜片的光学性能的优化需要能够生产大量具有不同光学功率的镜片的能力。类似地,主要用于老花眼人员的多焦点眼镜镜片在透镜的孔径上具有连续的变化,以允许用户在不同距离处进行清晰聚焦。同样地,在这些多焦点镜片中分布的不同光学功率的数量实际也是无限的。
现代数字研磨(碾磨)及抛光技术可以用于制造任意曲面。这种方法非常适用于制造对形状可变性有要求的眼镜镜片。然而,机械研磨及抛光是一种减法工艺,其需要复杂和昂贵的机器来保证眼镜产品所需的准确度。机械研磨和抛光需要有用于准确对准的昂贵的工具和设备,以及使用昂贵的消耗品,包括切割工具、抛光浆料、抛光垫和冷却剂。另外,机械研磨和抛光是一种能量消耗工艺,其会产生大量难以处理及消灭的废弃物。
模制不是一种减法工艺,但是其需要事先制作模具本身。当所需的镜片曲面量庞大时,模制变得不切实际,因为从每个模具中成型的(或浇注成型)的镜片曲面的数量太少,其结果是必须生产大量的模具并保存在手边。
光学行业已经采用了结合模制和机械技术相结合的混合方法,其成为可能要归功于光学功率的附加性质。镜片元件具有两个抛光曲面,并且其光学功率可以在两个曲面之间分布。其中一个曲面可以标准化为相对少量的不同形状,这可以通过模制制成,另一个曲面被研磨/抛光成所需的形状以得到想要的光学功率和光学功率分布。通过这种方式,眼镜镜片的制造可以分为两个步骤。第一,可以通过浇注成型或注射成型制造半成品镜片毛胚。镜片制造商采购并储存这些毛胚或制造这些毛胚。第二,当镜片制造商收到镜片订单时,其可以选择一种合适的镜片毛胚,然后机械地计算毛胚的后曲面来生产所需的镜片。
眼镜镜片的定制属性使其成为更加分散和简单的制造工艺的理想产品。一种改善的加法工艺对眼镜镜片的制备来说将是有利的。其可以根据需求来制造镜片,这具有多种优点。使用加法工艺制造定制镜片无需生产和储存半成品毛胚,消除了研磨中固有材料的浪费,并通过简化整个工艺降低了能耗。此外,加法制造允许添加或嵌入未来技术的结构于镜片中,所述未来技术包括使用反射镜、棱镜、微透镜、衍射光栅、光源及其他技术。
附图说明
图1A示出了用于制造光学元件的激光扫描立体光刻***的等距示意图。
图1B示出了图1A的***的横截面示意图。
图1C示出了通过图1A的***制造的光学元件的横截面放大图。
图2示出了通过图1A的***制造的光学元件的横截面照片,其示出了如图1C所示的缺陷。
图3示出了光束穿过通过图1A的***制造的光学元件的等距示意图。
图4示出了光束穿过通过图1A的***制造的光学元件的另一等距示意图。
图5示出了用于制造光学元件的数字光处理投影仪立体光刻***的横截面示意图。
图6示出了光束穿过通过图5的***制造的光学元件的等距示意图。
图7示出了用于加法制造同质均匀的光学元件的***横截面示意图。
图8示出了用于加法制造同质均匀的光学元件的另一***横截面示意图。
图9示出了用于加法制造同质均匀的光学元件的另一***横截面示意图。
图10示出了用于制造同质均匀的光学元件的工艺流程图。
图11示出了用于制造同质均匀的光学元件的另一种工艺流程图。
在整篇说明书中,图中出现的元件分配了3位数的参考标记,其中最高位数字表示附图编号,而两个最低位数字表示具体元件。可以假定未结合附图描述的元件与先前描述的具有相同的最低位数字的参考标记的元件具有相同的特征和功能。
具体实施方式
本文描述了一种改善三维(3D)印刷镜片的质量和光学性能的有效且创新的方法。本文描述了用于提高光学元件的均匀性的***和方法。
诸如透镜或眼镜镜片的光学元件可以通过加法制造工艺制造成任何合适的形状及几何形状。立体光刻(SLA)3D打印机就是这样一种方法。SLA打印机可以适用于不同的生长策略,可以在不同的生长平台和/或基板上使用,并且速度快。
通过加法工艺来制造眼镜镜片为镜片制造商、眼保健从业者及最终消费者(即镜片使用者)提供了一些优点。镜片制造商可以从头开始制造镜片,而不需要采构及储存任何毛胚。另外,加法的制造方法更环保,因为产生很少的浪费或没有浪费。此外,通过加法工艺制造镜片所需的能量比传统技术少。
SLA打印机将物体创建为一组3D像素,也称为体素。通过这些体素制造的3D物体可能不同质均匀。材料的物理及化学性能可以在体素之间的界面上改变。特别地,局部密度和折射率可以是在体素之间的界面上改变的两个物理特性。一旦镜片在SLA打印机中生长,镜片材料中的这些变化的光学效应是在光穿过3D打印的镜片时出现散射和衍射,从而降低其光学性能。
SLA打印通常是以非常受控的方法将紫外(UV)光(例如波长在350nm-420nm之间)照射在包含在罐中的液体树脂上。UV光使树脂聚合并变成固体。所需的物体具有数字表示,其被切成许多层。通过暴露于例如来自扫描UV激光器或数字光处理(DLP)投影仪的UV光的图像或图案,通过液体聚合物层的聚合,可以在先前的固体层上产生每个固体层。无论是通过扫描激光器还是DLP投影仪,照射在树脂上的UV光都是高度定向的,并且由于DLP投影仪图像上的像素或扫描激光产生的线条,在聚合物层上产生体素结构。
现在参考图1A、1B和1C,扫描激光SLA***包括液体树脂106,所述液体树脂106位于罐102中,以及一支撑件104,以支撑光学元件108,所述光学元件108浸入树脂106中。如本文中所使用的,术语光学元件包括透镜和眼镜镜片。通过扫描镜118对准的激光束112,例如UV激光束,沿着扫描线120以不同的角度照射在树脂106上并且聚合树脂106以形成光学元件108的层110。
从激光束112来的光是定向的,并且在树脂的表面上或树脂内的任何缺陷114(例如尘点或气泡)可以沿着入射激光束112的方向产生管状阴影,从而在辐射度和聚合速率方面引起变化。沿着阴影的辐射度可能与其他点上辐射度有很大的不同。聚合速率的变化可能导致具有如图1C所示的缺陷116的不同质均匀的光学元件108。图2的显微镜图像照片示出了通过诸如图1A和1B所示的扫描激光SLA***制造的不同质均匀的光学元件。由树脂106中的缺陷114引起的光学元件中的缺陷116可以具有沿入射光方向取向的线性形状,但是可以随机地分布在各层上。再次参考图2,水平的黑线210是各层之间的边界,垂直线是沿着生长方向的折射率的变化,其是由入射光的辐射度的局部变化引起的。尤其地,微气泡214产生了管状结构216。同样地,由其他缺陷引起的其他垂直线未必包含在显微镜图像照片的区域中。结果可能导致光学元件108的折射率的改变,从而引起散射光并抑制光学质量。
图3示出了穿过通过图1A、1B和1C的***制造的不同质均匀的光学元件308的光束320。当光束320照射在不同质均匀的具有缺陷316(例如折射率的变化)的光学元件308上时,光束320可能会随着穿过光学元件308以不希望的方式散射(例如呈圆锥形地散射322)。
再次回到图1A,扫描线120的重叠可能产生一些辐射度的变化。由于难以或不可能完全匹配沿着连续扫描的辐射度,因此激光束112的扫描可能会沿着垂直于扫描线120的方向产生周期性的辐射度的图案(例如一维图案)。周期性的辐射度可能导致聚合的周期性的变化以及光学元件108的物理性能(例如折射率)的变化。如图4所示,当一光束420入射到具有周期性的折射率409变化的不同质均匀的光学元件408上时,所述光束420将会以不理想的方式衍射成光束428a和428b。
现参考图5,DLP投影仪SLA***包括罐502,所述罐502包括树脂506和支撑件504,所述支撑件504用以支撑浸入到树脂506中的光学元件508。DLP投影仪530可以引导光540(例如UV光)的图案至树脂506上,并且聚合树脂506以形成光学元件508的各层510。如图5中所示的示例,将光504的图案引导穿过罐502的透明部分(例如罐的玻璃底532)。光学元件508的聚合物层510形成于支撑件504(例如生长平台)上,从而使光学元件508上下颠倒地形成。DLP投影仪可以基于任何数字技术,如液晶显示(LCD)滤波器和数字微镜设备(DMDs)。DLP投影仪SLA***的优点是打印过程更快,因为整个层可以同时曝光。与扫描激光SLA***相比,DLP投影仪SLA***具有更简单、更紧凑、更经济的设置。
来自DLP投影仪的光是强方向性的,并且像素或缺陷514之间的辐射度的局部变化将在层510上投射阴影,这会产生物理性能如折射率的局部变化。在玻璃上的缺陷,树脂中或树脂上的微气泡,以及来自像素的辐射度的变化会在光学元件508中产生随机的缺陷组,类似于图3中所示的光学元件308上的缺陷316。这些缺陷可沿着聚合光方向传播并产生锥形散射。
即使没有缺陷并且所有像素都相同,但是由于DLP投影仪中使用的光调制器的填充因子小于100%,相邻像素之间的边界中的辐射度依然存在显著变化,这会在层的折射率中产生二维周期性变化。因此,DLP投影仪中使用的光调制器的像素分布会在各层510内产生有规律的周期性的二维折射率变化。
图6示出了穿过通过图5的***制造的不同质均匀的光学元件608的光束620。当光束620入射到折射率609具有二维周期性变化的不同质均匀的光学元件608上时,出射的光634将被衍射,从而抑制光学元件608的光学性能。
为了使用SLA打印机制造具有适用的光学性能的光学元件,必须将散射和衍射效应减少到可忽略的量。对于DLP投影仪SLA打印机,必须最小化由数字光投影仪的像素引起的光辐射度的周期性的结构。
如图7所示,DLP投影仪SLA***通过将照射在树脂上的光从定向变为非定向或漫射来最小化散射和衍射效应。这里,减少或消除了树脂上的辐射度的周期性横向变化。罐702在DLP投影仪730和用于光学元件708的支撑件704之间具有透明的部分732(例如玻璃部分),使得来自DLP投影仪730的光740穿过透明部分732以聚合树脂706以形成光学元件708的各层710。漫射器736(例如漫射器736的薄层,将在下文中详细描述)位于透明部分736和树脂706之间,从而使光740在入射到树脂706之前通过漫射器736并经由漫射器736漫射。
由于漫射器736靠近形成层710,所以将保留形成层710的形状。通过漫射器736充分的发散特性,来自DLP投影仪的光740的定向性将会被中断。来自各个点的不同方向的光740将照射到树脂706上。例如,来自位于漫射器736上的点A和B的光在形成层710上重叠。其结果是,减少或消除了由于缺陷而投射在树脂上的阴影。漫射器也可以混合来自像素/像素间结构的光,从而为层710创建同质均匀的辐射图案。
SLA打印机可以在透明部分上使用非粘性的材料,例如硅树脂化合物膜或PTFE(聚四氟乙烯)膜。对于基于硅树脂的膜,可以将漫射材料(例如相溶的染料、微粒或纳米粒子聚集体)结合到膜中以产生漫射器736。例如,可以在透明部分732上施加200微米厚的基于硅树脂的膜,其中相溶的染料以高达膜重量的3%的量掺入膜中。膜的漫射性能足以减少或消除来自DLP投影仪的光的像素化和方向性,而没有显著的光吸收。
在有效漫射器的另一个示例中,位于透明部分732上的10至100微米厚的薄乳白玻璃层可以形成漫射器736。乳白玻璃具有优异的扩散特性,并且可以起到朗伯漫射器的作用。
在又一个有效漫射器的示例中,全息漫射器位于玻璃732上,以精确地控制散射量并微调可用功率和光漫射之间的平衡。例如,全息漫射器可以由光敏聚合物形成。全息漫射器可以通过在具有所需光学性质的材料上压印或加工小尺度图案来形成。
图8示出了DLP投影仪***的另一个版本,其最大限度地缩小散射和衍射效应。光学元件808和DLP投影仪830窗口之间的罐802的透明部分850(例如玻璃部分)的背面可以通过使用具有充足砂砾的研磨机(例如具有400砂砾数的氧化铝)来研磨透明部分850。
如图9示出了DLP投影仪SLA***的另一个版本,其最大限度地缩小散射和衍射效应。DLP投影仪930和/或罐902的拟随机横向振动可以将照射在树脂906上的光从定向变为非定向或漫射,并且减少或破坏辐射度的周期性横向变化。可以命令振动装置960(例如XY压电装置)沿着横向方向962(例如沿着X轴和/或Y轴)以1.5像素的大小的随机振幅移动。振动周期可以小于每层聚合时间的十分之一。例如,现代压电致动器或音圈致动器可以产生这种运动。只有DLP投影仪930的振动可能无法消除在树脂906上的导致锥形散射的线性缺陷。为了消除这些缺陷,振动装置970(例如压电装置)也要在横向方向972上振动罐902。在DLP投影仪SLA***的另一个版本中,可以增加振动玻璃950的机械振动器以增强消除这些缺陷的能力。
参考图10,示出了通过加法的=制造产生同质均匀的光学元件的工艺1000,其始于步骤1010,终于步骤1040。在步骤1020中,漫射器位于光源(例如波长在350nm至420nm之间的UV光源)和可聚合液体(例如聚合树脂)之间。在步骤1030中,来自光源的光图案穿过漫射器照射到聚合液体上以聚合光学元件的每一层。该工艺可以根据如图7和8中所描述的DLP投影仪SLA***中的一个来实现。
参考图11,示出了通过加法制造产生同质均匀的光学元件的工艺1100,其始于步骤1110,终于步骤1140。在步骤1120中,横向振动光源(例如波长在350nm至420nm之间的UV光源)。在步骤1130中,横向振动可聚合液体(例如可聚合树脂)的罐。在步骤1140中,将横向振动的光源的光图案照射到可聚合液体上以聚合光学元件的每一层。该工艺可以根据如图9中所描述的DLP投影仪SLA***来实现。
本文所描述的***和方法尤其适用于处方眼镜和眼科镜片,但也可以用于改进任何通过加法工艺制造的镜片或光学元件。
可以生产具有可以将镜片放入的框架轮廓的镜片,并且在镜片设计期间可以考虑光学和人体工学标准。本文所描述的***和方法具有一前提,即已经根据本领域技术人员已知的技术计算并适当地描述了透镜的最佳表面-弧、曲率等。
可聚合液体材料是单体、低聚物或预聚物,其可响应于(例如波长在350nm至420nm之间的)UV光或其他固化剂的应用而固化成固体透明聚合物。可聚合液体材料包括单体、低聚物、聚酯树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂。
结束评论
本说明书中所述的实施例及示例应当认为是示例性的,而不是对所公开或要求保护的装置和过程的限制。尽管本文描述了许多涉及具体方法或***元素的示例,但应当理解的是,这些方法和元素也可以通过其他方式组合以实现相同的目的。关于流程图,可以采取更多或更少的步骤,并且所示的步骤可以组合或进一步细化所示的步骤以实现本文所述方法。仅结合一个实施例描述的行为、元素和特征不旨在排除在其他实施例中的类似角色。
如本文所使用的,“多个”意味着两个或更多个。如本文所使用的,“一组”项目可以包括这种项目的一个或多个。如本文所使用的,无论是否在说明书或权利要求中描述,应当理解的是,术语“包括”、“包含”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”及类似的术语是开放的,也就是说意味着包括但不限于。只有过渡短语“由···组成”和“基本上由···组成”分别是关于权利要求的封闭或半封闭的过渡短语。
在权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的序数术语来修饰权利要求元素本身并不意味着实现方法行为的一个权利要求元素优先于另一个权利要求元素任何优先级,优先权或顺序,其仅用作标签以将具有特定名称的一个权利要求元素与具有相同名称(除了顺序术语)的另一个权利要求元素区分以区分权利要求元素。如本文所使用的,“和/或”意味着所列出的项目是替代方案,但是替代方案也包括任何所列项目的组合。

Claims (65)

1.一种用于加法制造由层形成的光学元件的方法,其特征在于,该方法包括:
将漫射器放置于光源和光可聚合液体之间;及
针对每一层,将来自所述光源的光的图案穿过所述漫射器照射在所述光可聚合液体上以同质均匀地聚合所述每一层。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述漫射器包括硅树脂。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述漫射器是包含染料的硅树脂膜。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述硅树脂膜厚约200微米。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述染料至多占所述硅树脂膜重量的3%。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述漫射器包括乳白玻璃层。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述乳白玻璃层的厚度为9微米至101微米之间。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述漫射器是全息漫射器。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述漫射器是支撑所述光可聚合液体的罐的地面。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述漫射器与所述光可聚合液体相邻布置。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述漫射器位于支撑所述光可聚合液体的罐的透明部分上。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光源是波长在350nm至420nm之间的UV光。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光源是数字光处理投影仪。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光可聚合液体是UV光可聚合树脂。
15.一种用于加法制造由层形成的光学元件的方法,其特征在于,该方法包括:
横向振动光源;及
针对每一层,将来自横向振动的光源的光图案照射到光可聚合液体上以聚合所述层。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,还包括横向振动包含所述光可聚合液体的罐。
17.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述光源是波长在350nm至420nm之间的UV光。
18.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述光源是数字光处理投影仪。
19.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述光可聚合液体是UV光可聚合树脂。
20.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述振动是类似随机的。
21.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述光源是通过压电装置在二维方向上振动的。
22.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述振动具有随机振幅。
23.一种用于加法制造由层形成的光学元件的方法,其特征在于,该方法包括:
横向振动光可聚合液体的罐;及
针对每一层,将来自光源的光图案照射到所述光可聚合液体上以聚合所述层。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述光源是波长在350nm至420nm之间的UV光。
25.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述光源是数字光处理投影仪。
26.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述光可聚合液体是UV光可聚合树脂。
27.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述振动是类似随机的。
28.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述光源是通过压电装置在二维方向上振动的。
29.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述振动具有随机振幅。
30.一种用于加法制造由层形成的光学元件的方法,其特征在于,该方法包括:
针对每一层,将同质均匀的光图案照射到光可聚合液体上以形成层。
31.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述同质均匀的光图案是不定向的。
32.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述同质均匀的光图案是通过将光穿过并照射在与所述光可聚合液体相邻的漫射器上而形成的。
33.根据权利要求32所述的方法,其特征在于,所述漫射器包括硅树脂。
34.根据权利要求32所述的方法,其特征在于,所述漫射器是包含染料的硅树脂膜。
35.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,所述硅树脂膜厚约200微米。
36.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,所述染料至多占所述硅树脂膜重量的3%。
37.根据权利要求32所述的方法,其特征在于,所述漫射器包括乳白玻璃层。
38.根据权利要求37所述的方法,其特征在于,所述乳白玻璃层的厚度为10微米至100微米之间。
39.根据权利要求32所述的方法,其特征在于,所述漫射器是全息漫射器。
40.根据权利要求32所述的方法,其特征在于,所述漫射器是支撑所述光可聚合液体的罐的地面。
41.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述同质均匀的光是通过振动光源而形成的。
42.根据权利要求41所述的方法,其特征在于,所述振动包括横向于所述光学元件的随机振幅的移动。
43.根据权利要求41所述的方法,其特征在于,每个振动周期少于所述光可聚合液体的聚合时间的十分之一。
44.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述同质均匀的光图案是通过振动支撑所述光可聚合液体的罐而形成的。
45.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述同质均匀的光图案是波长在350nm至420nm之间的UV光。
46.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述同质均匀的光图案的来源是数字光处理投影仪。
47.一种通过工艺制备的由层形成的加法制造的光学元件,其特征在于,包括:
针对每一层,进行将同质均匀的光照射到光可聚合液体上以形成所述层。
48.根据权利要求47所述的加法制造的光学元件,其特征在于,所述同质均匀的光图案是不定向的。
49.根据权利要求47所述的加法制造的光学元件,其特征在于,所述同质均匀的光图案是通过将光穿过并照射在与所述光可聚合液体相邻的漫射器上而形成的。
50.根据权利要求47所述的加法制造的光学元件,其特征在于,所述同质均匀的光图案是通过振动光源而形成的。
51.根据权利要求50所述的加法制造的光学元件,其特征在于,所述振动包括横向于所述光学元件的随机振幅的移动。
52.根据权利要求47所述的加法制造的光学元件,其特征在于,所述同质均匀的光图案是通过振动支撑所述光可聚合液体的罐而形成的。
53.根据权利要求47所述的加法制造的光学元件,其特征在于,所述同质均匀的光是通过振动光源而形成的。
54.根据权利要求47所述的加法制造的光学元件,其特征在于,所述同质均匀的光是波长在350nm至420nm之间的UV光。
55.根据权利要求47所述的加法制造的光学元件,其特征在于,所述光源是数字光处理投影仪。
56.一种加法制造由层形成的光学元件的***,其特征在于,所述***包括:
一光源,以正对每层产生光图案每层产生光图案;
一漫射器,以使每层的光图案图案同质均匀化;及
光可聚合液体,用于响应接收到的该层的光图案而聚合每一层。
57.根据权利要求56所述的***,其特征在于,所述同质均匀的光是不定向的。
58.根据权利要求56所述的***,其特征在于,所述光源是数字光处理投影仪。
59.根据权利要求56所述的***,其特征在于,所述漫射器包括硅树脂。
60.根据权利要求56所述的***,其特征在于,所述漫射器是包含染料的硅树脂膜。
61.根据权利要求60所述的***,其特征在于,所述硅树脂膜厚约200微米。
62.根据权利要求60所述的***,其特征在于,所述染料至多占所述硅树脂膜重量的3%。
63.根据权利要求56所述的***,其特征在于,所述漫射器包括乳白玻璃层。
64.根据权利要求63所述的***,其特征在于,所述乳白玻璃层的厚度为10微米至100微米之间。
65.根据权利要求56所述的***,其特征在于,所述漫射器是全息漫射器。
CN201780007205.4A 2016-01-22 2017-01-16 通过加法制造来生产同质均匀的光学元件 Pending CN109311222A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/004,567 2016-01-22
US15/004,567 US10363710B2 (en) 2016-01-22 2016-01-22 Creating homogeneous optical elements by additive manufacturing
PCT/US2017/013674 WO2017127334A1 (en) 2016-01-22 2017-01-16 Creating homogeneous optical elements by additive manufacturing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109311222A true CN109311222A (zh) 2019-02-05

Family

ID=59359446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780007205.4A Pending CN109311222A (zh) 2016-01-22 2017-01-16 通过加法制造来生产同质均匀的光学元件

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10363710B2 (zh)
EP (1) EP3405330B1 (zh)
JP (1) JP6784764B2 (zh)
CN (1) CN109311222A (zh)
AU (1) AU2017208985A1 (zh)
CA (1) CA3011252A1 (zh)
WO (1) WO2017127334A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110524874A (zh) * 2019-08-23 2019-12-03 源秩科技(上海)有限公司 光固化3d打印装置及其打印方法
WO2022258006A1 (zh) * 2021-06-09 2022-12-15 清锋(北京)科技有限公司 一种增材制造装置及方法
JP7520841B2 (ja) 2019-03-14 2024-07-23 デンツプライ・シロナ・インコーポレイテッド 振動発生により3dオブジェクトのバットへの接着を防止するための光造形装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107457404B (zh) * 2017-08-02 2021-01-05 华中科技大学 一种适用于复杂零件和模具的增材加工成形方法
EP3473418B1 (en) * 2017-10-19 2023-12-06 Essilor International Method for manufacturing an ophthalmic lens
WO2019183595A1 (en) 2018-03-23 2019-09-26 NanoPath, Inc. Transparent illumination photolithography methods and systems
CN110920056A (zh) * 2018-09-04 2020-03-27 三纬国际立体列印科技股份有限公司 提升3d打印表面平整度的方法
US10807311B2 (en) 2018-09-10 2020-10-20 Rebecca Metcalf Additive manufacturing device with IR targeting and related methods
EP3698968A1 (en) 2019-02-22 2020-08-26 Essilor International Method and system for manufacturing an optical volume element from a hardenable material using an additive manufacturing technology
BR112021023550A2 (pt) * 2019-06-24 2022-01-04 Essilor Int Método e máquina para a produção de um elemento óptico por fabricação aditiva
EP3756863A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-30 Essilor International Method and system for outputting a manufacturing file for producing an optical element
US11633907B2 (en) * 2020-10-16 2023-04-25 Indizen Optical Technologies S.L. Eyewear lens creation using additive techniques with diffuse light
US11919228B2 (en) * 2020-12-23 2024-03-05 Formlabs, Inc. Techniques for improved additive fabrication on a film surface and related systems and methods
WO2024103109A1 (en) * 2022-11-15 2024-05-23 Zydex Pty Ltd Apparatus and method for making a stereolithographic
EP4385708A1 (en) * 2022-12-13 2024-06-19 Essilor International Method for additively manufacturing an ophthalmic device and manufacturing system configured to carry out such a method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07205303A (ja) * 1994-01-14 1995-08-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 微細加工装置用の光学系
CN1755402A (zh) * 2004-09-27 2006-04-05 住友化学株式会社 光漫射板
CN101523634A (zh) * 2006-09-29 2009-09-02 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 有机发光器件和照明装置
US20130295215A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Li-Han Wu Three-dimensional printing apparatus
US20150137426A1 (en) * 2013-11-14 2015-05-21 Structo Pte Ltd Additive manufacturing device and method
US20150276987A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Indizen Optical Technologies, S.L. Eyewear lens production by multi-layer additive techniques

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04156325A (ja) * 1990-10-19 1992-05-28 Fuji Photo Film Co Ltd 非発光形表示デバイスを用いる造形方法および造形装置
JPH04156326A (ja) * 1990-10-19 1992-05-28 Fuji Photo Film Co Ltd 非発光形表示デバイスを用いる造形方法
JPH0694979A (ja) * 1992-09-14 1994-04-08 Nikon Corp 視線検出装置付きカメラ
JPH1184372A (ja) * 1997-09-05 1999-03-26 Toppan Printing Co Ltd 反射型液晶表示装置
US6505937B1 (en) 2000-03-31 2003-01-14 Titmus Optical, Inc. Test slide for a vision testing apparatus
US20040159344A1 (en) 2002-11-11 2004-08-19 Hiatt William M. Cleaning components for use with programmable material consolidation apparatus and systems
DE102009031915A1 (de) 2009-07-06 2011-01-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Zusammensetzung zur Herstellung eines Filtermaterials für Strahlung, Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung für ein Filtermaterial, Material zur Filterung von Strahlung und ein optoelektronisches Bauelement umfassend das Material
JP5609615B2 (ja) 2010-12-16 2014-10-22 ウシオ電機株式会社 レーザ光源装置
US10534114B2 (en) 2010-12-31 2020-01-14 Luminit LLC. Substrate-guided holographic diffuser
US8721097B2 (en) * 2011-05-19 2014-05-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. LED lamp with improved light output
EP2732203A4 (en) * 2011-07-11 2015-03-11 Raytheon Co COMPACT LIGHT HOMOGENIZER
SG193768A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-30 Johnson & Johnson Vision Care Methods and apparatus for forming a translating multifocal contact lens
US9952448B2 (en) * 2014-03-26 2018-04-24 Indizen Optical Technologies, S.L. Eyewear lens production by additive techniques
WO2015197495A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 Koninklijke Philips N.V. Printing device and method for 3d printing
CN104802414A (zh) * 2015-05-20 2015-07-29 京东方科技集团股份有限公司 一种三维打印设备及三维打印方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07205303A (ja) * 1994-01-14 1995-08-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 微細加工装置用の光学系
CN1755402A (zh) * 2004-09-27 2006-04-05 住友化学株式会社 光漫射板
CN101523634A (zh) * 2006-09-29 2009-09-02 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 有机发光器件和照明装置
US20130295215A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Li-Han Wu Three-dimensional printing apparatus
US20150137426A1 (en) * 2013-11-14 2015-05-21 Structo Pte Ltd Additive manufacturing device and method
US20150276987A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Indizen Optical Technologies, S.L. Eyewear lens production by multi-layer additive techniques

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7520841B2 (ja) 2019-03-14 2024-07-23 デンツプライ・シロナ・インコーポレイテッド 振動発生により3dオブジェクトのバットへの接着を防止するための光造形装置
CN110524874A (zh) * 2019-08-23 2019-12-03 源秩科技(上海)有限公司 光固化3d打印装置及其打印方法
WO2022258006A1 (zh) * 2021-06-09 2022-12-15 清锋(北京)科技有限公司 一种增材制造装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3405330A4 (en) 2019-09-11
CA3011252A1 (en) 2017-07-27
JP6784764B2 (ja) 2020-11-11
AU2017208985A1 (en) 2018-08-02
US20170210072A1 (en) 2017-07-27
EP3405330B1 (en) 2021-08-18
EP3405330A1 (en) 2018-11-28
US10363710B2 (en) 2019-07-30
JP2019508283A (ja) 2019-03-28
WO2017127334A1 (en) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109311222A (zh) 通过加法制造来生产同质均匀的光学元件
US20230382064A1 (en) Contact lenses for reducing myopia and methods for making the same
ES2826800T3 (es) Lente de gafas y procedimiento para su fabricación
JP5267174B2 (ja) 光造形装置及び造形ベース
US20210016496A1 (en) High-throughput 3d printing of customized aspheric imaging lenses
KR20130121127A (ko) 레이저 공초점 센서 계측 시스템
CN108431675B (zh) 结合镜片特征的方法和具有此类特征的镜片
JPWO2016051785A1 (ja) 拡散板及び拡散板の設計方法
WO2010005706A2 (en) Processes for producing optical elements showing virtual images
US11919235B2 (en) Techniques for generation and direction of light in additive fabrication and related systems and methods
US12005632B2 (en) Eyewear lens creation using additive techniques with diffuse light
EP4349579A1 (en) Method for manufacturing an optical device comprising a microstructure, manufacturing system to carry out such a method, and optical device thus obtained
EP4385708A1 (en) Method for additively manufacturing an ophthalmic device and manufacturing system configured to carry out such a method
JP2023059010A (ja) 導光板
CN113552659A (zh) 光学元件及制造光学元件的方法
JP2001145959A (ja) 曲面形成方法および光学素子
JPH0627303A (ja) レンズ板及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190205

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication