[发明专利]制造用于提供光学显示器的透镜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过光学成像器制造光学显示器的透镜制造方法，其允许通过例如多媒体类型或诸如GPS数据的数据类型的数字图像的光学投影来获取信息。

背景技术

本说明书所述术语“透镜”是指尤其适用于安置在用于眼镜或镜片的框架中的光学系统。该术语“透镜”指准备安置在眼镜框架上的成品透镜，或者非成品透镜或透镜坯，也就是说该非成品透镜或透镜坯还需要通过修整（trimming）切割、表面平整（surfacing）和抛光以便可使用。

专利文献WO 01/95027公开了一种由光学成像器（imager）构成的投影插入体，用于形成来自基于电子信号产生光束的电子和光学系统的光束，该系统可以是微型屏、激光二极管或发光二级管（LED）类型。该光学成像器将光束导向佩戴者眼睛，以便使信息内容作为可视图像被观察。

现有技术中的光学成像器包括尤其是由玻璃制成的光传输无机（mineral）基板、由该基板承载的波反射基板表面以及由该基板承载的多个部分反射表面，其中波反射基板表面用于将来自进入表面的光通过全反射导入该基板，多个部分反射表面相互平行并且与该基板的任何边缘均不平行，以便将光束导向佩戴者眼睛。

因为这种显示器能够获得特别地约2毫米或更小的小厚度的光学成像器，所以可以实现显示功能和视觉矫正功能之间的折衷。由于透镜面涉及这两种功能，因而例如可以出于视力矫正原因改变一个面的曲率半径而不干扰显示功能。

专利文献WO 2006/016086提出了一种制造光学显示器的方法，它通过解耦显示功能和视力矫正功能，从而实现用户视力矫正，同时以可靠方式进行批量生产。

为此，本专利文献提出一种视力矫正透镜的制造方法，该透镜具有前面和后面，由光学光束发生器系统发射的光束经进入表面导入该透镜，然后导向佩戴者眼睛以便佩戴者看到信息内容，所述光束在两个反射面之间反射多次，并多次导入透镜和导出透镜，所述反射面是由光导组成的透明光学插入体的面。

该插入体通过事先安置在透镜坯中而完全包含在透镜中，同时它在模具中进行模制，该模具包括用于模制前面的第一模具部分和用于模制后面的第二模具部分，并且将单体（monomer）浇铸在该模具中，从而形成获得圆形透镜坯，然后该透镜坯经表面平整和抛光以及经修整切割，以形成以备安置在眼镜框架上的成品透镜的形状。

根据已知制造过程，该插入体是矩形，例如长度为43毫米、宽度为20毫米。因此，它的表面小于最终透镜的切割总表面。

这种方法带来了以下技术问题。因为在单体的热铸造过程中在插入体的玻璃和透镜坯的单体之间产生机械受力（solicitation），并且该机械受力由于透镜坯的表面平整和抛光这类机械作业而显露，所以在插入体的边缘附近会出现光学缺陷。该缺陷会导致这些区域中的透镜传输质量的损失以及光功率的变化。

为了解决该问题，可以考虑采用表面大于最终透镜表面的插入体，在设置构成透镜坯的单体之后，通过修整到其尺寸来切割最终透镜。

专利文献EP 1748305提出了这样的过程，其中最终插入体的表面与最终透镜的表面相同，该插入体是以紧密接触方式层叠在用于矫正视眼屈光度的两个其它平面基板之间的平面基板，所述两个其它平面基板中一个设置在外侧而另一个设置在观测者侧。

为了制造出这种光学显示器，具有例如57毫米的长度和35毫米的宽度的坯插入体和具有相同表面尺寸的两个坯平面基板利用插入体进行层叠，并且通过表面平整、抛光以及修整切割，从而形成准备安置到眼镜框架的成品透镜的形状。这种方法制造出在最终透镜的所有表面上延伸的插入体。

这种方法存在以下技术问题。切割必须在包括两种材料的宽度内部进行，所述两种材料即插入体所用玻璃材料和两个平面基板所用塑料材料。这两种材料硬度极为不同，所以修整切割的难度很大，常常会导致材料分离、断裂或者破裂。

发明内容

本发明通过提供一种制造光学显示器的方法来解决上述问题，该光学显示器可以最终矫正用户视力，同时以可靠方式批量生产，还能够获得优越的光学传输性能且易于制造。

虽然根据本发明的该优选制造方法涉及制造视力矫正透镜，但是它还可以应用于制造包括该光学插入体但不具有视力矫正功能的透镜，从而可以获得安置在用于眼镜或晶片的框架或等价支撑体中的光学显示器。