CN104044283B - 具有着色剂图案化插件的眼科镜片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于使多件式眼科插件和包括插件的眼科镜片图案化的方法和设备。在一些实施例中，眼科镜片由有机硅水凝胶浇铸模塑，并且所述镜片包括已图案化的密封且封装的多件式眼科插件部分。

Description

具有着色剂图案化插件的眼科镜片
技术领域
本发明描述了在眼科镜片装置插件上具有印刷着色剂图案的设备和装置。更具体地，本发明描述了在具有多件式插件的眼科镜片装置的制造中具有印刷图案的眼科镜片插件的各个方面。
背景技术
传统上，眼科装置(例如接触镜片、眼内镜片或泪点塞)包括具有矫正、美容或治疗性质的生物相容性装置。例如接触镜片可提供以下功能中的一种或多种：视力矫正功能、美容增强、以及治疗效应。每种功能由镜片的物理特性提供。将折射性质结合到镜片中的设计可提供视力矫正功能。结合到镜片中的颜料可提供美容增强。结合到镜片中的活性剂可提供治疗功能性。无需使眼科镜片处于通电状态即可实现此类物理特性。
最近，已有理论表明有源组件可被结合到接触镜片中。一些组件可包括半导体器件。一些实例已示出在置于动物眼睛上的接触镜片中嵌入半导体器件。然而，此类装置缺少独立的通电机制。尽管可在镜片至电池之间连接电线以向此类半导体器件供电，但已有理论表明该装置可无线地供电，尚没有此类无线供电机制可供利用。
包含插件和组件的眼科镜片的所得产品可产生当佩戴时具有视觉投射的装置，该视觉投射显示似乎与使用者眼睛的标准样子不同的组件和连接线以及各种其它特征。对于一些使用者可能理想的是最终眼科产品在其上具有印刷特征，其使得产生与使用者眼睛的标准样子类似的外观。因此，与用插件形成的眼科和生物医学装置中各种组件的图案化相关的新型方法、装置和设备是重要的。
发明内容
本发明包括与各种组件的图案化相关的创新，各种组件包括例如可结合到眼科装置中的插件。此类眼科装置的实例可包括例如接触镜片或泪点塞。从更普遍的角度来看，许多其它生物医学装置在本发明的范围内可能是相关的。此外，提供了用于形成具有密封或封装的图案化多件式插件的眼科镜片的方法和设备。在一些实施例中，插件处于能够给能提取电流的组件供电的通电状态。组件的非限制性实例可包括可变光学镜片元件、半导体器件以及有源或无源电子器件中的一者或多者。这些组件还可包括通过各种类型的外部信号被激活的能力。一些实施例还可包括具有以生物相容的方式包含在眼科镜片内的刚性或可成形的通电插件的浇铸模塑的有机硅水凝胶接触镜片，其中图案化发生在插件的表面上或在眼科装置本身的表面上或在眼科装置本身的表面处或表面附近。
在一些实施例中，公开了眼科镜片的多件式插件装置。在一些实施例中，该方法包括第一插件后曲面件；邻近第一插件后曲面件的至少第一插件前曲面件中的一者或两者；在第一插件前曲面件和第一插件后曲面件中的一者或两者上的导电材料；附接到第一插件前曲面件和第一插件后曲面件中的一者或两者的电子组件，其中对所述导电材料进行至少部分地附接，以及；在第一插件前曲面件和第一插件后曲面件中的一者或两者的表面上的第一着色剂图案。
在一些实施例中，多件式插件装置包括与第一后面曲面件接触的至少第二插件后曲面件。在一些实施例中，第一着色剂图案为缘环图案。在一些实施例中，第一着色剂图案为虹膜图案。在一些其它实施例中，第一着色剂图案为迷彩图案，所述迷彩图案通过改变所述插件内组件的外观而阻挡对它们的观察。
在一些其它实施例中，第一着色剂图案内为第一区域，在所述第一区域中所述图案化允许可见光穿过插件表面。在一些其它实施例中，在插件前曲面件与插件后曲面件之间和在其中图案化允许可见光穿过的第一区域之后定位光检测器。在一些其它实施例中，第一着色剂图案内为第二区域，第二区域包含对可见光不透明的着色剂。
在一些实施例中，在插件前曲面件与插件后曲面件之间和第一着色剂图案中的第二区域之后为集成电路装置的至少一部分。在一些实施例中，缘环图案包含黑色着色剂。
在一些实施例中，公开了眼科镜片装置。在一些实施例中，装置包括至少第一插件后曲面件；至少第一插件前曲面件；在第一插件前曲面件和第一插件后曲面件中的一者或两者上的导电材料；附接到第一插件前曲面件和第一插件后曲面件中的一者或两者的电子组件，其中对所述导电材料进行至少部分地附接；封装层，其中插件封装层为水凝胶；以及在封装层表面上的第一着色剂图案。
在一些实施例中，装置另外包括至少第二插件后曲面件。在一些其它实施例中，第一着色剂图案为缘环图案。在一些其它实施例中，第一着色剂图案为虹膜图案。在一些其它实施例中，第一着色剂图案为迷彩图案，所述迷彩图案通过改变所述插件内组件的外观而阻挡对它们的观察。在一些其它实施例中，第一着色剂图案内为第一区域，在所述第一区域中图案化允许可见光穿过插件前曲面表面。
在一些实施例中，光检测器定位在插件前曲面件与插件后曲面件之间和在其中图案化允许可见光穿过的第一区域之后。在一些其它实施例中，第一着色剂图案内为第二区域，所述第二区域包含对可见光不透明的着色剂。在一些其它实施例中，在插件前曲面件与插件后曲面件之间和在第一着色剂图案中的第二区域之后为集成电路装置的至少一部分。在一些实施例中，装置另外包括液体弯月形镜片元件。在一些实施例中，装置另外包括插件和图案之上的涂层，其中涂层包括比无涂层的插件和图案更一致的粘附性能。在一些实施例中，涂层包含聚对二甲苯。
附图说明
图1示出了根据本发明的一些实施例的模具组件设备。
图2用密封的插件实施例示出了通电眼科镜片。
图3用密封的环形插件实施例示出了通电眼科镜片。
图4从正面透视图示出了非图案化眼科镜片插件的外观。
图5示出了图案化眼科镜片的外观，其中图案化从正面和横截面透视图两者类似缘环图案。
图6示出了图案化眼科镜片的外观，其中图案化从正面和横截面透视图两者类似虹膜图案。
具体实施方式
本发明包括用于制造具有多件式插件的眼科镜片的方法和设备，其中插件的部分或由插件形成的眼科镜片可包括图案化的方面。此外，本发明包括具有结合到眼科镜片中的多件式插件的眼科镜片，该多件式插件包括图案化的方面。
根据本发明，眼科镜片装置与嵌入式插件一起形成，在一些情况中，嵌入式插件包括能量源，例如用作能量存储装置的电化学电池或电池组。在一些实施例中，可以多种方式使形成的眼科镜片图案化，包括但不限于在完全形成的眼科镜片装置上、在部分形成的眼科装置上或在基本上形成到眼科镜片装置中的插件的表面部分上的图案的印刷。
在一些实施例中，多件式插件还包括电路的图案、组件和能量源。各个实施例可包括围绕光学区的周边定位电路的图案、组件和能量源的多件式插件，镜片的佩戴者可通过该光学区观看。在一些实施例中，多件式插件可包括电路的图案、组件和能量源，这些可能足够小而不会不利地影响接触镜片佩戴者的视线。在一些实施例中，组件和能量源定位在光学区内或光学区外部。在一些实施例中，由在插件内、附接到插件或在插件上的这些各种组件形成的图案可产生对图案的需要，该图案以隐藏或阻挡由组件形成的图案的方式放置。
在本发明的一些实施例中，多件式插件通过自动化装置嵌入眼科镜片中，该自动化装置将能量源放置在与用来制作镜片的模具部件相关的所需位置。将各种组件放置在眼科镜片中的实施例可采用一个或多个步骤，在该步骤中将组件密封并粘附到位或者将组件封装。
在一些实施例中，能量源放置成与组件电连通，该组件可按指令激活并从包含在眼科镜片内的能量源提取电流。在一些实施例中，组件可包括但不限于半导体器件、有源或无源电气装置或电力启动的机械。在一些实施例中，电力启动的机械可包括但不限于微机电系统(MEMS)、纳米机电系统(NEMS)或微型机械。在一些实施例中，在放置能量源和组件之后，反应性混合物可通过模具部件成型并聚合以形成眼科镜片。
以下部分将给出本发明实施例的详细说明。文中描述的优选实施例和可供选择的实施例均仅为示例性实施例，并且应当理解，对于本领域技术人员而言，其变化、修改和更改均可能显而易见。因此，应当了解，所述示例性实施例不限制作为其基础的本发明的范围。
术语
在涉及本发明的该说明书和权利要求中，可使用以下定义将适用的各个术语：
后曲面件：如本文所用(并且有时为插件后曲面)是指多件式插件的实体元件，当其被组装到插件中时将占据后面的镜片侧面上的位置。在眼科装置中，此类件将位于更靠近使用者眼睛表面的插件的侧面。在一些实施例中，后曲面件可包含和包括眼科装置中心中的区域，光可穿过该区域进入使用者的眼睛或光学区。在一些实施例中，件可采用环形形状，在该环形形状中，件不包含或包括光学区中的一些或全部区域。在一些实施例中，可存在插件的多个后曲面件，其中插件之一可包括光学区，同时其它可为环形或环面的多个部分。
组件：如本文所用，是指能够从能量源中提取电流以执行一种或多种逻辑状态或物理状态变化的装置。
封装：如本文所用，是指产生屏蔽以将实体例如介质插件与和该实体邻近的环境隔开。
封壳：如本文所用，是指围绕实体例如介质插件形成的层，其产生屏蔽以将实体与和该实体邻近的环境隔开。例如，封壳可包括有机硅水凝胶，例如Etafilcon、Galyfilcon、Narafilcon和Senofilcon或其它水凝胶接触镜片材料。在一些实施例中，封壳可能是半渗透的以包含实体内的某些指定物质并且防止指定物质例如水进入该实体。
通电：本文中指能够提供电流或者其内存储有电能的状态。
能量：如本文所用，是指使物理系统做功的能力。本发明中的多种用途可能涉及在做功的过程中能够执行电动作的所述能力。
能量源：如本文所用，是指能够供能或使生物医学装置处于通电状态的装置。
能量采集器：如本文所用，是指能够从环境中提取能量并将其转化为电能的装置。
前曲面件：如本文所用(并且有时为插件前曲面)是指多件式插件的实体元件，当其被组装到插件中时将占据前面的镜片侧面上的位置。在眼科装置中，此类件将位于更远离使用者眼睛表面的插件的一侧上。在一些实施例中，该件可包含和包括眼科装置中心中的区域，光可穿过该区域进入使用者的眼睛或光学区。在其它实施例中，该件可采用环形形状，在该环形形状中件不包含或包括光学区中的一些或全部区域。在一些实施例中，眼科插件可包括多个前曲面件，其中多个件之一可包括光学区，同时其它可为环形或环面的多个部分。
眼科镜片；如本文所用，是指位于眼睛中或眼睛上的任何眼科装置。这些装置可提供光学矫正或可为装饰品。例如，术语镜片可指用于矫正或改进视力或用于增强眼部生理美容(例如虹膜颜色)而不影响视力的接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插件、光学插件或其它类似装置。在一些实施例中，本发明的优选镜片为软质接触镜片，其由有机硅弹性体或水凝胶制成。
镜片形成混合物或“反应性混合物”或“RMM”(反应性单体混合物)：如本文所有，是指可固化、交联或交联以形成眼科镜片的单体或预聚物材料。多个实施例可包括含有一种或多种添加剂的镜片形成混合物，添加剂例如但不限于紫外线隔离剂、着色剂、光引发剂或催化剂以及眼科镜片、接触镜片或眼内镜片中的其它合适的添加剂。
镜片形成表面：指用于模塑镜片的表面。在一些实施例中，任何此类表面都可以具有光学质量表面光洁度，这表示它足够光滑，并且成型为使得镜片表面具有合格的光学特性，该镜片表面通过与模具表面接触的镜片形成材料的聚合作用而成型。此外，在一些实施例中，镜片形成表面可以具有给镜片表面赋予期望的光学特性所必需的几何形状，包括但不限于球面、非球面以及柱面度数、波前像差矫正、角膜形貌学校正等，以及它们的任何组合。
锂离子电池：如本文所用，是指其中锂离子移动穿过电池以产生电能的电化学电池。该通常称之为电池的电化学电池可以其典型形式重新通电或重新充电。
多件式插件：如本文所用，是指能够支撑眼科镜片内能量源的可成形的基片或刚性的基片。在一些实施例中，多件式插件也支撑一个或多个组件。
模具：如本文所用，是指可用于由未固化的制剂来形成镜片的刚性或半刚性物体。一些优选的模具包括形成前曲面模具部件和后曲面模具部件的两个模具部件。
光学区：如本文所用，是指眼科镜片佩戴者可以透过眼科镜片看到的眼科镜片区域。
功率：如本文所用，是指每单位时间所做的功或所传递的能量。
可再充电或可再通电：能够被恢复到以较高性能进行工作的状态。本发明范围内的多种用途可与能够在特定的恢复时间周期内使电流以特定速率流动的恢复能力相关。
再通电或再充电：如本文所用，是指恢复到以较高性能进行工作的状态。本发明范围内的多种用途可涉及使装置恢复至使电流在某一再设定的时间段内以某一速率流动的能力。
从模具脱离：如本文所用，是指镜片或与模具完全分离，或只松散附接以使得可通过轻轻晃动移除或用拭子推离。
堆叠的集成组件装置：如本文所用并且有时称为“SIC装置”，是指堆叠技术的产品，所述堆叠技术可将可包含电气和机电装置的基底的薄层通过将每一层的至少一部分堆叠在彼此上而组装成可操作的集成装置。在一些实施例中，这些层可包括各种类型、材料、形状和大小的组件装置。此外，这些层可由各种装置制备技术制成以适配和呈现可能期望的各种轮廓。
参见图1，示出了形成包含密封和封装插件的图案化眼科装置的设备100。设备100包括示例性的前曲面模具102和匹配的后曲面模具101。在一些实施例中，插件104和眼科镜片装置103的主体可发现于这两个模具101和102内部。在一些实施例中，眼科镜片装置103的主体可为水凝胶材料，并且插件104可被该材料包围在所有表面上。
插件104可为许多不同类型的插件之一。在图1的描述中，在插件104中可存在至少一个图案化的表面105。可存在许多使插件104或形成图案化表面105的眼科镜片装置103的主体图案化的方式。在一些实施例中，设备100可产生新型眼科装置，该新型眼科装置由具有多个密封区域的组件的组合构成。
重新参见图1，示出了用于眼科镜片的示例性模具装置100的示意图，其中具有多件式插件104。如本文所用，模具装置100包括形成为使腔体106成形的塑料，可将镜片形成混合物分配到该腔体中，使得当镜片形成混合物反应或固化时产生期望形状的眼科镜片。在一些实施例中，模具和模具装置100由不止一个“模具部件”或“模具件”101-102构成。可将模具部件101-102组合在一起，这样在模具部件101-102之间形成腔体105，镜片可在此腔体中形成。优选地，模具部件101-102的该组合是暂时的。形成眼科镜片装置后，可再次分离模具部件101-102以移除镜片。
在一些实施例中，至少一个模具部件101-102使其表面的至少一部分与形成镜片的混合物接触，使得形成镜片的混合物反应或固化后，表面使与其接触的镜片部分具有所需的形状和形式。上述情况也适用于其它模具部件101-102。
在一些实施例中，模具装置100由两个部件101-102形成，即凹形件(前件)102和凸形件(后件)101，它们之间具有腔体106。凹形表面上与镜片形成混合物接触的那部分具有待在模具装置100中制备的眼科镜片的前曲面的曲率，且足够光滑并且成型为使得眼科镜片的表面是光学上可接受的，该眼科镜片的表面通过聚合与凹形表面接触的镜片形成混合物而成型。
在一些实施例中，前模具件102也可具有与眼科镜片装置的周围边缘一体的且围绕眼科镜片装置的周围边缘的环形凸缘。在一些实施例中，镜片形成表面可以包括具有光学治疗表面光洁度的表面，这表示它足够光滑并被形成为使得通过聚合与模具表面接触的镜片形成材料而形成的镜片表面是光学上可接受的。此外，在一些实施例中，模具件的镜片形成表面101-102可具有给镜片表面赋予期望的光学特性所必需的几何形状，包括但不限于球面、非球面以及柱面度数、波前像差矫正、角膜形貌学校正等，以及它们的任何组合。
在一些实施例中，示出了多件式插件104，在其上安装能量源和组件。多件式插件104可为在其上可设置能量源的任何接纳材料，并且在一些实施例中也可包括电路路径、组件以及用于设置能量源使其与组件电连通并使该组件能够从能量源中提取电流的其它方面。在一些实施例中，密封和封装105允许将功能性插件制成多个件，然后牢靠地组装和密封以最终纳入眼科装置，其中眼科装置的外部材料和插件装置内部的材料不能穿过插件材料或密封件105扩散。
各个实施例也包括在将多件式插件104放入用于形成镜片的模具部分之前将能量源放入多件式插件104。多件式插件104还可包括一个或多个能通过能量源接受电荷的组件。
在一些实施例中，具有多件式插件104的镜片可包括刚性中心和软裙边设计，其中中心刚性光学元件与相应的前表面和后表面上的大气环境和角膜表面直接接触。此外，镜片材料的软裙边(通常由水凝胶材料制成)附接到刚性光学元件的周边。在一些实施例中，刚性光学元件也用作为所得眼科镜片提供能量和功能性的多件式插件。
另一些实施例包括多件式插件104，该多件式插件为完全封装在水凝胶基质内的刚性镜片插件。可通过使用例如微注塑成型技术来制造为刚性镜片插件的多件式插件104。实施例可包括(例如)聚(4-甲基-1-戊烯)共聚物树脂，其直径介于约6mm至10mm之间，前表面半径介于约6mm和10mm之间，后表面半径介于约6mm和10mm之间，中心厚度介于约0.050mm和0.5mm之间。一些示例性实施例包括此类插件，其直径为约8.9mm，前表面半径为约7.9mm，后表面半径为约7.8mm，中心厚度为约0.100mm，并且边缘轮廓为约0.050半径。一种示例性微成型机械可包括由Battenfield Inc.提供的微系统50五吨系统(Microsystem 50 five-ton system)。包括沟槽、狭槽、唇缘和刃形边缘等的密封特征的一些或全部可在模塑过程中形成或随后通过后续加工模塑过程的后续加工而形成。
在一些实施例中，可将多件式插件放置在用于形成眼科镜片装置的模具部件101-102中。在一些实施例中，模具部件101-102的材料可包括(例如)：以下一种或多种聚烯烃：聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和改性聚烯烃。其它模具可包括陶瓷或金属材料。
在一些实施例中，可与一种或多种添加剂结合使用以形成眼科镜片模具的其它模具材料包括(例如)Zieglar-Natta聚丙烯树脂(有时称为znPP)、透明无规共聚物(其用于根据FDA法规21CFR(c)3.2清洁模具)、具有乙烯基的无规共聚物(znPP)。
在一些实施例中，模具部件101-102可包含聚合物，例如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、主链上包含脂环烃部分的改性聚烯烃以及环状聚烯烃。该共混物可用在模具部件101-102的任一者上或两者上。在一些实施例中，该共混物用在后模具部件101和前模具部件102上；并且包括脂环烃共聚物。
在一些实施例中，根据已知的技术利用注射成型，但是，实施例还可包括通过其它技术制作的模具，其它技术包括例如：车床加工、金刚石车削或激光切割。
在一些其它实施例中，眼科镜片装置形成在两个模具部件101-102的至少一个表面上。然而，在一些实施例中，镜片的一个表面可由模具部件101-102形成，并且镜片的另一个表面可以用车床加工方法或任何其它方法形成。
继续参见图2，以横截面示出了具有嵌入式插件的非图案化眼科镜片装置200的实例。在一些实施例中，周围眼科装置外壳210可由图1的模塑特征形成，并且可由多种材料制成，包括水凝胶化合物。
另外，眼科镜片装置200可包括插件220。在一些实施例中，插件220可由多个件构成并且具有用于完成插件220的各种密封件。
在一些实施例中，眼科镜片装置200也可包括组件装置层230，其可包括但不限于触发元件、加工元件、通电元件和感测元件。在一些实施例中，可存在与纳入该层有关的多种封装方案。另外，在一些实施例中，如图1所示在将所得插件固定到眼科装置中前可将层210粘附至其它组件240例如有源光学装置。
重新参见图2，示出了形成的眼科装置的非图案化形式和各种组件的结合。
参见图3，示出了示例性眼科装置的边缘的关闭横截面300。在一些实施例中，示出了横截面300的俯视图390。在一些实施例中，眼科装置可被认为是完整的，因为在光学区310中可存在插件或各种类型的其它有源组件。例如，在弯月形镜片中，区域光学区310可被形成弯月形有源镜片的基础的两种不混溶流体包围。在一些实施例中，光学区310可代表插件的前表面，并且可以是在其上已沉积了多个导电电极金属层的模塑分离件。在一些实施例中，存在多个电组件330和具有通电元件320的电轨迹(electrical trace)。
在一些实施例中，模塑前件310可具有模塑在其上的凹口371，该凹口371然后将与所示的模塑但分离的后件360相交。在一些实施例中，凹口371可称为胶槽。在一些其它实施例中，当使前件和后件邻近彼此时——在将流体填充到由该两个件形成的腔体中之前或之后——可推动后件以牢固地配准(register)到凹槽371中。之后，可将添加剂或密封剂沉积到凹槽371的剩余空间中。在一些实施例中，凹槽371可位于眼科镜片装置本身的整个周边的周围。在一些实施例中，表面370可呈现其中可设置图案以产生通过插件本身的图案化而形成的图案化插件的示例性位置。在一些其它实施例中，可图案化并且形成其它表面。另外，在一些实施例中，封装剂331可界定可被图案化的表面。然而在许多实施例中，前面表面370仍可与后曲面表面360或位于后曲面侧面的表面上的任何图案一起被图案化。
在一些其它实施例中，插件不是如上所述的完整装置，而是其中中心部分的至少一部分可缺乏材料的环形装置。参见图4，可发现此类环形插件类型400的图示。该环形插件400可具有前曲面件410，该前曲面件可具有前面表面470。在一些实施例中，内边缘415界定环形插件400的内特征。
在一些实施例中，公开了环形插件400的横截面490。在横截面490中，具有表面470的前曲面件可从环形的两个端部上的模塑边缘471和472延伸。在一些实施例中，可存在覆盖并封装前曲面件与后曲面件之间的区域的后曲面件460。该后曲面件460可具有在模塑特征461和462范围内的长度。在一些其它实施例中，后曲面件460可提供在其上可形成图案化特征的另外表面。
在一些实施例中，环形插件400可包含多个组件。在一个非限制性示例性感测装置中，插件400可包括电子器件430。在一些实施例中，电子器件430可通过连接特征例如锡球440和感测元件420而电气连接。在一些实施例中，电轨迹可存在于由件470和460以及通电元件界定的腔体内。与项目300的完整装置一样，如果在多个表面的至少一些上不进行图案化，那么这些多个组件和装置的存在可使环形装置具有与图2所示相似的外观。
在一些实施例中，多件式插件400可具有包括可变镜片(variable optic)412的光学区415，可变镜片412由位于多件式插件400上的能量源430供电。多件式插件400还可包括电路425以控制包括在光学区415中的可变镜片412。在一些实施例中，可变镜片412可被认为是组件。
在一些实施例中，能量源430可与组件435电连通。组件435可包括响应于电荷而发生状态变化的任何装置，例如，半导体芯片、无源电气装置或诸如水晶镜片之类的光学装置。
在一些具体实施例中，能量源包括(例如)：电池或其它电化学电池、电容器、顶级电容器、超级电容器、或其它储能元件。一些具体实施例可包括位于多件式插件400上的电池组，该多件式插件位于光学区415之外的眼科镜片的周边。
参见图5，可观察到示例性图案化眼科镜片装置500的外观。在所述眼科镜片装置500中显示的图案的类型可被认为为缘环图案。在一些实施例中，水凝胶510可代表用于插件512的封装层。在一些实施例中，印刷的图案可从致密的边缘环520到另一侧530完全覆盖插件512。在一些实施例中，眼科镜片装置500的内部区域540可将有源光学装置定位在光学区中。在一些其它实施例中，如果插件512是环形的，那么内部区域540可由单独水凝胶材料制成。
重新参考图5，在以下的横截面中，可示出图案的性质和其覆盖其下面的材料的能力。再次，图案代表缘环图案并且被印刷在区域520至区域530。多个组件和特征可位于图案之下，包括但不限于集成电路590和电连接线570。
在一些实施例中，图案可以是包括在插件装置中的一个或多个项目的附接表面，例如，在前曲面件的表面、插件装置的件或插件装置的后曲面件上。在其它实施方案中，图案可设置在眼科镜片装置的主体上。在其它实施方案中，图案可通过注射工艺或者通过形成眼科镜片装置的主体的多层工艺设置在眼科镜片装置的表面之下。
在一些实施例中，可对图案和插件施加涂层以促进具有图案的插件装置和眼科镜片的水凝胶部分之间一致的粘附性能。在一些实施例中，涂层可例如包含聚对二甲苯。
参见图6，示出了图案化的眼科镜片装置600的不同类型。在一些实施例中，印刷的图案可代表虹膜型图案。在一些实施例中，图案的颜色可呈现多种选择，从颜色的天然着色类型到其它颜色。图案化的镜片可具有类似的界定的区域，例如，中心光学区640，或从内部环630到外部环620的图案化区域。在一些实施例中，插件可由眼科镜片材料例如水凝胶封装。在一些其它实施例中，存在围绕插件并界定眼科镜片装置600的外部形状的裙边610。
重新参考图6，在横截面中，示出项目620与630之间的图案化区域。如在图5中所讨论的，图案化区域可覆盖或掩盖下面的组件。在一些实施例中，图案化化区域可进一步包括例如集成电路690和电连接线670的特征。在一些其它实施例中，许多其它特征和组件可位于眼科镜片装置600内的图案化区域之下。
在一些实施例中，透明的图案化或非图案化区域625位于图案设计内。作为非限制性实例，示出了集成电路690。在示例性实施例中，集成电路690可包括允许其检测当使用者眨眼时可发生的集成电路环境中周围光线的变化的功能元件。可存在许多检测此类眨眼可能可用的原因，包括例如使用眨眼控制或希望改变眼科镜片的状态的标志。在此类实施例中，对于镜片上的任何图案可能理想的是具有允许光线穿过图案化区域并进入下面的检测器690的窗口625。窗口625可由缺乏图案形成材料制成，或由对检测器可检测的某些波长的光透明的替代材料制成。在一些实施例中，集成电路690上(除了用于检测的区域中)光线的存在可能对眼科镜片装置600的性能具有不利影响。因此，除了使镜片图案化的美学目的外，延长通电元件的寿命的功能性动机(例如从电路元件排除光线)也可能是相关的。
在一些其它实施例中，公开了从视觉识别隐蔽组件和特征的多种类型的图案化。在一些实施例中，大量可能的图案设计与已设计的本发明技术一致。作为非限制性实例，可采用基于迷彩原则的设计方法，其中代替封闭下面特征的外观，印刷图案使它们难以辨认。当使具有插件的眼科装置图案化时，可存在许多可采用的图案。
在一些实施例中，眼科镜片可包括具有含有有机硅的组分的镜片。“含有有机硅的组分”是在单体、大分子单体或预聚物中含有至少一个[-Si-O-]单元的组分。优选地，以含有机硅的组分的总分子量计，所有Si和所连接的O在含有机硅的组分中的含量大于约20重量％，还更优选地大于30重量％。可用的含有机硅的组分优选地包含可聚合的官能团，例如但不限于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。
在一些实施例中，围绕插件的眼科镜片裙边或插件封装层可由标准水凝胶眼科镜片制剂构成。具有可提供与许多插件材料的可接受的匹配的特征的示例性材料可包括Narafilcon家族，包括Narafilcon A和Narafilcon B。作为另外一种选择，具有可提供与许多插件材料的可接受的匹配的特征的示例性材料可包括Etafilcon家族，包括Etafilcon A可代表良好的示例性材料选择。在一些实施例中，可包括可形成密封和封装插件的可接受密闭或部分密闭的任何材料。
在一些实施例中，合适的含有机硅的组分包括式I的化合物
其中：
R1独立地选自一价反应性基团、一价烷基、或一价芳基，上述基团中的任一种都还可包含选自以下的官能团：羟基、胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸根、碳酸根、卤素或它们的组合；以及包含1至100个Si-O重复单元的一价硅氧烷链，其还可包含选自以下的官能团：烷基、羟基、胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸根、卤素或它们的组合；
其中b＝0至500，其中应当理解，当b不为0时，b为众数(mode)等于指定值的分布；
其中至少一个R1包含一价反应性基团，并且在一些实施例中，介于1和3个之间的R1包含一价反应性基团。
如本文所用，“一价反应性基团”为可经历自由基和/或阳离子聚合的基团。自由基反应性基团的非限制性实例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、C1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基、C1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸酯以及O-乙烯基碳酸酯。阳离子反应性基团的非限制性实例包括乙烯基醚或环氧基以及它们的混合物。在一些实施例中，自由基反应性基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺以及它们的混合物。
在一些实施例中，合适的一价烷基和芳基包括未取代的一价C1至C16烷基、C6-C14芳基，例如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、丙氧基丙基、聚氧乙烯丙基、它们的组合等。
在一些实施例中，b为0，一个R1是一价反应性基团，并且至少三R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基。在一些其它实施例中，R1选自具有1至6个碳原子的一价烷基。本实施例的有机硅组分的非限制性实例包括2-甲基-2-羟基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(“SiGMA”)、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(“TRIS”)、3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷以及3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。
在一些其它实施例中，b为2至20、3至15或在一些实施例中为3至10；至少一个末端的R1包含一价反应性基团并且其余的R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基。在一些其它实施例中，R1选自具有1至6个碳原子的一价烷基。在另一个实施例中，b为3至15，一个末端的R1包含一价反应性基团，另一个末端的R1包含具有1至6个碳原子的一价烷基，并且其余的R1包含具有1至3个碳原子的一价烷基。本实施例的有机硅组分的非限制性实例包括(单-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙醚封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为400-1000)(“OH-mPDMS”)、单甲基丙烯酰氧基丙基封端的单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为800-1000)(“mPDMS”)。
在其它实施例中，b为5至400或10至300，两个末端的R1均包含一价反应性基团，并且其余的R1独立地选自具有1至18个碳原子的一价烷基，所述一价烷基在碳原子之间可具有醚键并且还可以包含卤素。
在一个需要有机硅水凝胶镜片的实施例中，本发明的镜片将由反应性混合物制成，其中按据以制备聚合物的反应性单体组分的总重量计，反应性混合物包含至少约20重量％的含有机硅的组分，优选在约20重量％和70重量％之间。
在其它实施例中，1至4个R1包含碳酸乙烯酯或下式的氨基甲酸酯：
式II
其中：Y代表O-、S-或NH-；
R代表氢或甲基；d为1、2、3或4；q为0或1。
含有机硅的碳酸乙烯酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包括：1,3-双[4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷、3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯、碳酸三甲基甲硅烷基乙基酯乙烯酯、碳酸三甲基甲硅烷基甲基酯乙烯酯，并且
在期望生物医疗装置的模量在约200以下的情况中，只有一个R1应包含一价反应性基团，并且剩余的R1基团中不超过两个将包含一价硅氧烷基团。
另一类含有机硅组分包括以下式的聚氨酯大分子单体：
式IV-VI
(*D*A*D*G)a*D*D*E1；
E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E1或
E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E1
其中：
D代表具有6至30个碳原子的烷二基、烷基环烷二基、环烷二基、芳二基或烷基芳二基，
G代表具有1至40个碳原子并且主链中可包含醚键、硫代键或胺键的烷二基、环烷二基、烷基环烷二基、芳二基或烷基芳二基；
*代表氨基甲酸酯或脲基键；
a为至少1；
A代表下式的二价聚合基团：
式VII
R11独立地代表具有1至10个碳原子的烷基或氟取代的烷基，其在碳原子之间可含有醚键；y为至少1；并且p提供400至10,000的部分权重；E和E1的每个独立地代表由下式表示的可聚合不饱和有机基：
其中：R12为氢或甲基；R13为氢、具有1至6个碳原子的烷基、或—CO—Y—R15基，其中Y为—O—、Y—S—或—NH—；R14为具有1至12个碳原子的二价基团；X代表—CO—或—OCO—；Z代表—O—或—NH—；Ar代表具有6至30个碳原子的芳基；w为0至6；x为0或1；y为0或1；并且z为0或1。
优选的含有机硅的组分是由如下式表示的聚氨酯大分子单体：
式IX(可通过连接相应的星号区域来理解完全的结构，*至*，**至**)
其中R16为移除异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的双基，例如异佛尔酮二异氰酸酯的双基。其它合适的含有机硅的大分子单体为由氟醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯反应形成的式X的化合物(其中x+y为在10至30范围内的数值)。
式X(可通过连接相应的星号区域来理解完全的结构，*至*)
适用于本发明的其它含有机硅的组分包括含聚硅氧烷、聚亚烷基醚、二异氰酸酯、聚氟代烃、聚氟醚和多糖基团的大分子单体；具有极性氟化接枝或侧基(末端二氟代碳原子上连接有氢原子)的聚硅氧烷；含醚键和硅氧烷键的亲水硅氧烷基甲基丙烯酸酯、以及含聚醚和聚硅氧烷基的可交联单体。也可用任一前述的聚硅氧烷作为本发明中的含有机硅的组分。
结论
如上所述并且如以下权利要求进一步定义，本发明提供用于使多件式插件和或由嵌入式插件形成的眼科镜片图案化的方法。本发明还包括用于实施该方法的设备，以及由已图案化多件式插件形成的眼科镜片。

Claims (28)

1.一种用于眼科镜片的多件式插件装置，包括：
第一插件后曲面件；
邻近所述第一插件后曲面件的第一插件前曲面件，使得第一插件前曲面件与所述第一插件后曲面件配准并且在第一插件前曲面件与所述第一插件后曲面件之间形成腔体；
在所述第一插件前曲面件和所述第一插件后曲面件中的一者或两者上设置并且位于所述腔体内的导电材料的图案；
附接到所述导电材料至少一部分的电子组件；以及
在所述第一插件前曲面件和所述第一插件后曲面件中的一者或两者的表面上的第一着色剂图案。
2.根据权利要求1所述的多件式插件装置，还包括：
与所述第一后曲面件接触的至少第二插件后曲面件。
3.根据权利要求1所述的多件式插件装置，其中：
所述第一着色剂图案为缘环图案。
4.根据权利要求1所述的多件式插件装置，其中：
所述第一着色剂图案为虹膜图案。
5.根据权利要求1所述的多件式插件装置，其中：
所述第一着色剂图案为迷彩图案，所述迷彩图案通过改变所述电子组件的外观而阻挡对所述的多件式插件装置内所述电子组件的观察。
6.根据权利要求1所述的多件式插件装置，还包括：
位于所述第一着色剂图案内的第一区域，所述第一区域允许可见光穿过。
7.根据权利要求6所述的多件式插件装置，其中：
位于所述第一插件前曲面件与所述第一插件后曲面件之间并且位于所述第一区域之后的光检测器。
8.根据权利要求6所述的多件式插件装置，还包括：
位于所述第一着色剂图案内并且包括对可见光不透明的着色剂的第二区域。
9.根据权利要求8所述的多件式插件装置，还包括：
位于所述第一插件前曲面件与所述第一插件后曲面件之间的集成电路装置，使得所述集成电路装置的至少一部分位于所述第二区域之后。
10.根据权利要求3所述的多件式插件装置，其中：
所述缘环图案包含黑色着色剂。
11.一种眼科镜片装置，包括：
多件式插件，具有至少第一插件后曲面件和第一插件前曲面件，其中所述第一插件后曲面件与第一插件前曲面件配准并且在所述第一插件后曲面件与第一插件前曲面件之间形成腔体，
位于所述腔体内并且在所述第一插件前曲面件和第一插件后曲面件中的一者或两者上设置的导电材料；
附接到所述导电材料的至少一部分的电子组件；
围绕所述多件式插件的封装层，其中所述封装层包括水凝胶；以及
在所述封装层的表面上的第一着色剂图案。
12.根据权利要求11所述的眼科镜片装置，还包括：
第二插件后曲面件。
13.根据权利要求11所述的眼科镜片装置，其中：
所述第一着色剂图案为缘环图案。
14.根据权利要求11所述的眼科镜片装置，其中：
所述第一着色剂图案为虹膜图案。
15.根据权利要求11所述的眼科镜片装置，其中：
所述第一着色剂图案为迷彩图案，所述迷彩图案通过改变所述电子组件的外观而阻挡对所述多件式插件内所述电子组件的观察。
16.根据权利要求11所述的眼科镜片装置，还包括：
位于所述第一着色剂图案内的第一区域，所述第一区域允许可见光穿过。
17.根据权利要求16所述的眼科镜片装置，还包括：
位于所述第一插件前曲面件与所述第一插件后曲面件之间并且位于所述第一区域之后的光检测器。
18.根据权利要求16所述的眼科镜片装置，还包括：
位于所述第一着色剂图案内的第二区域，所述第二区域包含对可见光不透明的着色剂。
19.根据权利要求18所述的眼科镜片装置，还包括：
位于所述第一插件前曲面件与所述第一插件后曲面件之间并且位于所述第二区域之后的集成电路装置。
20.根据权利要求11所述的眼科镜片装置，还包括：
液体弯月形镜片元件。
21.根据权利要求11所述的眼科镜片装置，还包括：
所述多件式插件和所述第一着色剂图案之上的涂层，其中所述涂层包括比无所述涂层的所述多件式插件和所述第一着色剂图案更一致的粘附性能。
22.根据权利要求21所述的眼科镜片装置，其中所述涂层包含聚对二甲苯。
23.如权利要求11所述的眼科镜片装置，其中：
所述着色剂图案包括具有允许光穿过所述着色剂图案的窗口的区域，并且
所述多件式插件装置进一步包括位于所述窗口之后的光检测器，使得穿过所述窗口的光落在所述光检测器上。
24.如权利要求23所述的眼科镜片装置，其中所述光检测器能够检测落在所述光检测器上的光的变化使得所述光检测器确定何时所述眼科镜片的佩戴者眨眼。
25.如权利要求11所述的眼科镜片装置，其中所述第一插件前曲面件和所述第一插件后曲面件设置在所述眼科镜片的光学区之外。
26.如权利要求1所述的多件式插件装置，其中：
所述着色剂图案包括具有允许光穿过所述着色剂图案的窗口的区域，并且
所述多件式插件装置进一步包括位于所述窗口之后的光检测器使得穿过所述窗口的光落在所述光检测器上。
27.如权利要求26所述的多件式插件装置，其中所述检测器能够检测落在所述检测器上的光的变化，使得所述检测器确定何时所述眼科镜片的佩戴者眨眼。
28.如权利要求1所述的多件式插件装置，其中所述第一插件前曲面件和所述第一插件后曲面件设置在所述眼科镜片的光学区之外。
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