CN109689347B - 用于制造隐形眼镜的方法及其中间产物 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种制造隐形眼镜(110)的方法。所述方法包括：制造镜片材料的杆(101)，所述杆(101)含有沿其长度隔开的多个电子组件(102)；将所述杆(101)分成多个镜片坯材(106)，每一镜片坯材(106)含有所述电子组件(102)中的至少一者；及加工镜片坯材(106)的前表面及/或后表面以产生含有所述至少一个电子组件(102)的隐形眼镜(110)。

Description

用于制造隐形眼镜的方法及其中间产物

技术领域

本发明主张2016年9月27日申请的第62/400,156号美国临时专利申请案的优先权。

本发明涉及隐形眼镜制造的领域。特定来说(但非排他地)，本发明提供用于制造含有电子组件的隐形眼镜的方法。

背景技术

已知制造隐形眼镜的各种方法，其包含旋转铸造、使用车床加工(例如通过金刚石车削)及铸塑(例如使用射出成型模具半部)。在典型使用车床加工过程中，形成镜片材料的杆。接着，切割杆以形成镜片坯材。接着，将镜片坯材放置于车床上且加工后表面及前表面以产生具有所需轮廓的隐形眼镜。尽管此类型的使用车床加工过程最初由隐形眼镜制造商广泛采用，但近年来，铸塑工艺的改进已导致抛弃使用车床加工，且铸塑已变成用于制造隐形眼镜的主要工艺。通常针对需要相对异常处方的病人以相对小批次生产的一些隐形眼镜(例如订制隐形眼镜)由混合工艺制造，其中铸塑具有所要后或前面的镜片坯材且接着加工另一前或后表面以产生所需轮廓。

微电子学中的新进展已导致重新关注将电子组件(尤其是微电子组件或微机电系统(MEMS))并入隐形眼镜中的理念。然而，需要识别允许以对于在商业基础上大量制造是实用的的方式将电子组件并入隐形眼镜中的制造工艺。特定来说，仍需要允许并入大量电子组件的隐形眼镜的成本有效及可靠生产的大量制造工艺。

US2016/0114172涉及用于通过模拟角膜、结膜及/或子结膜增加泪液分泌的装置、系统及方法。在一些变化中，所述装置可呈隐形眼镜的形式。所述隐形眼镜可包括镜片主体及刺激器芯片，其中所述刺激器芯片嵌入于所述镜片主体中。还涉及制造隐形眼镜的方法。

发明内容

概括来说，本发明提供针对制造包含电子组件的隐形眼镜的改进式方法的方法及设备。

在第一方面中，本发明提供一种制造隐形眼镜的方法，所述方法包括：制造镜片材料的杆，所述杆含有沿其长度隔开的多个电子组件；将所述杆分成含有所述电子组件的至少一者的至少一个镜片坯材；且加工所述镜片坯材的前表面及/或后表面以产生含有所述至少一个电子组件的隐形眼镜。

在第二方面中，本发明提供用于制造隐形眼镜的隐形眼镜材料的杆，其中多个电子组件并入所述杆中且沿所述杆的长度隔开。

在第三方面中，本发明提供一种用于制造包含电子组件的隐形眼镜的隐形眼镜生产线。

应了解，相对于本发明的一个方面描述的特征可并入本发明的其它方面中。举例来说，参考本发明的方法描述的特征可并入设备中，且反之亦然。此外，将从以下描述、图式及权利要求书明白额外实施例及方面。如可从上述及以下描述所了解，如果包含于此组合中的特征不相互矛盾，那么本文所描述的每一及每个特征及此类特征的两者或两者以上的每一及每个组合及界定范围的一或多个值的每一及每个组合包含于本发明的范围内。另外，任何特征或特征的组合或界定范围的任何(若干)值可明确地从本发明的任何实施例排除。

附图说明

现将参考附图仅以实例的方式描述本发明的方法及设备的实例，其中：

图1是根据第一实例性实施例的隐形眼镜材料的杆的示意图；

图2是根据第一实例性方法的展示制造隐形眼镜的方法的流程图；

图3A、3B、3C及3D展示根据第二实例性实施例的在制造的各种阶段处的隐形眼镜及其前体产物；及

图4展示根据第三实例性实施例的隐形眼镜生产线。

具体实施方式

本文在用于制造并入电子组件的隐形眼镜的改进式方法及系统的上下文中描述实施例。

所属领域的一般技术人员将认识到以下详细描述仅具说明性且不希望以任何方式限制。具有本发明的益处的此类技术人员将容易联想到本发明的其它实施例。将详细参考如附图中所说明的实施方案。将在整个图式及以下详细描述中使用相同元件符号以指称相同或相似部分。

如先前所述，第一方面涉及一种制造隐形眼镜的方法。所述方法包括制造镜片材料的杆，所述杆含有沿其长度隔开的多个电子组件。所述方法进一步包括将所述杆分成多个镜片坯材。每一镜片坯材含有所述电子组件中的至少一者。所述方法进一步包括加工镜片坯材的前表面、后表面或前面及后表面两者以产生含有所述至少一个电子组件的隐形眼镜。

镜片材料可为适合于加工的任何隐形眼镜材料。镜片材料可为非膨胀材料(例如刚性可透气材料)。或，镜片材料可为水凝胶材料，其包含硅酮水凝胶材料。

杆可包括细长主体。杆可具有比其直径大很多的长度。举例来说，杆的长度可比杆的直径大至少两倍。在一些实施例中，杆的长度介于杆的直径的两倍与十倍之间。杆可具有圆形或近似圆形横截面。然而，应了解杆不一定要具有圆形或近似圆形横截面。杆的直径可为镜片的所需直径。

电子组件可为微电子组件。每一电子组件可形成电子装置(例如微电子装置或MEMS(微机电系统)装置)的部分。所述多个电子组件可包含传感器、致动器、电池或功率收集装置(例如可利用待充电的感应或无线电波的电路)。因此，杆可包含沿其长度隔开的多个(微)电子装置。应了解，在相对于电子组件讨论本发明实施例的特征的情况下，所述特征可(视情况)同样涉及电子装置(及反之亦然)。

隐形眼镜可为刚性可透气隐形眼镜。因此，方法可为制造刚性可透气(RGP)隐形眼镜的方法。替代地，方法可为制造使用车床加工的水凝胶隐形眼镜的方法。

方法可包括固化镜片前体组合物以产生杆。镜片前体组合物可为液态组合物。方法可包括将每一电子组件浸润于液态镜片前体组合物内。在固化之前将电子组件(或装置)浸润于液态镜片前体组合物中可提供通过(例如)减少在电子组件周围形成气穴或空隙(其可影响最终镜片的光学特性)的风险而将电子组件并入镜片中的改进方式。

镜片前体组合物可为可聚合组合物。镜片前体组合物可包括具有可聚合单体及任选地可聚合巨分子单体(例如聚硅氧烷巨分子单体)的单体混合物。前体材料可包含一或多个含有硅酮的单体或巨分子单体组分。举例来说，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体或巨分子单体(例如氟硅酮(甲基)丙烯酸酯)。(若干)(甲基)丙烯酸酯单体及巨分子单体可为具有单个(甲基)丙烯酸酯基的单官能或包含一个以上(甲基)丙烯酸酯官能基的多官能。另外或替代地，可聚合组合物可包括不含硅的亲水性或疏水性单体(例如甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基乙酰胺及其类似物)。

制造镜片材料的杆的步骤可包括在模具中固化含有电子组件的一定量的液态镜片前体组合物。在一些实施例中，模具呈圆柱体的形状。可通过使含有镜片前体组合物的模具暴露于热或光(包含紫外光)来完成固化。在一些方法中，模具由塑料材料(例如聚丙烯)制成且位于塑料模具中的液态镜片前体组合物暴露于热以引起镜片前体组合物的聚合作用。在其它方法中，模具可由石英或允许紫外光通过的其它材料制成以引起模具中的镜片前体组合物的聚合作用。

制造镜片材料的杆的步骤可包括产生包含所述多个电子组件中的第一者的杆的第一长度且接着产生杆的第二长度，所述第二长度包含所述多个电子组件的第二者。因此，方法可包括产生杆的第一长度，接着产生相同杆的第二长度。第二长度可在一端处接合到第一长度。方法可包括产生相同杆的一或多个进一步长度，每一长度包含电子组件且在一端处接合到先前长度。因此，杆可在多个阶段中积聚，阶段包含电子组件。分阶段产生杆可促进含有电子组件的镜片的商业规模制造。

产生杆的每一长度可包括将电子组件定位于模具内、使用液态镜片前体组合物的部分覆盖电子组件且接着至少部分地固化液态镜片前体组合物的所述部分。

将电子组件定位于模具内的步骤可包括将电子组件放置于模具内的预定位置处及/或模具内的预定定向上。预定位置可位于已存在于模具中的一定量的镜片材料的邻近处(例如先前已被固化的液态镜片前体组合物)(例如搁置在已存在于模具中的一定量的镜片材料上)。因此，在方法包括在一系列长度中积聚杆的情况中，定位电子组件的步骤可包括使电子组件搁置在先前产生的长度的顶部上。预定位置可包括与模具的纵轴同心的中心位置。预定位置可包括中心区域外部的位置，中心区域对应于最终从杆产生的隐形眼镜的光学区域。定位电子组件的步骤可包括在与已存在于模具中的电子组件相同的定向上放置电子组件(例如囊封于存在于模具中的镜片材料中)。

使用液态镜片前体组合物的部分覆盖电子组件的步骤可包括将预定量的镜片前体施配于模具中。当覆盖时，电子组件可浸润于液态镜片前体组合物内(例如由液态镜片前体组合物包围)。因此，一旦液态镜片前体组合物固化，电子组件可包含于杆内。

方法可包含在形成下一长度之前仅部分地固化杆的每一长度。在首次产生杆的每一长度时仅部分地固化杆的每一长度的情况中，方法可进一步包括最终固化，其中同时完成杆的长度的一者以上(例如杆的所有长度)的固化过程。最终固化可包括固化整个杆。替代地，可在形成下一长度的工作开始之前完全固化杆的每一长度。固化(或部分地固化)镜片前体组合物可包括使模具暴露于对聚合镜片前体组合物有效的条件(例如热或紫外辐射水平)。

适合于生产模具的材料可包含热塑性聚烯烃树脂。如果此或此类树脂生产适合于产生用于生产高质量隐形眼镜的镜片材料的杆的模具，那么可在生产模具时采用任何适合热塑性聚烯烃树脂或此类树脂的混合物。此类热塑性聚烯烃树脂的实例包含热塑性聚乙烯树脂、热塑性聚丙烯树脂、热塑性聚苯乙烯树脂及其类似物及其混合物。可以任何适合方式(例如使用常规及众所周知的处理)制造当前有用的热塑性聚烯烃树脂。模具可通过所属领域中众所周知的方法从热塑性聚烯烃树脂或树脂的混合物射出成型。

模具可包括杆形成于其中的管状腔穴。模具可包括管。

聚合杆可以各种方式由管状模具移除。举例来说，如果模具由塑料(例如聚丙烯)制成，那么模具可沿其长度切割以允许模具被撬动打开以允许移除聚合杆。或，可在一或多个片段中正交于管的长度切割模具(其允许暴露聚合杆的片段)，且聚合杆的其余部分保留在管状模具中。模制材料可机械地与聚合杆片段分离，或可使用车床将聚合杆片段加工成隐形眼镜(如本文所描述)，其中在最初使用车床加工步骤期间附接模制材料，且将使用车床加工将模制材料与过量聚合杆材料一起除去。如果模具由石英或其它类似刚性材料制成，那么可机械地使模具破裂或劈开模具以允许移除聚合杆。

将杆分成一或多个镜片坯材(也称为纽扣状物)的过程可包括切割(例如使用刀片或激光切割)。将杆切成镜片坯材可包括在电子组件及/或装置之间(例如在每一电子组件及/或装置之间)切割。镜片坯材可包括一个以上电装置。所述或每一电装置可居中(轴向及/或径向)位于镜片坯材中。所述或每一电子组件及/或装置可定位为比镜片坯材的另一端更靠近镜片坯材的一端。将杆分成镜片坯材的步骤可包括移除杆的端部分且接着将杆的其余部分分成多个镜片坯材，所述多个镜片坯材中的每一者并入电子组件。

在分阶段铸造杆的情况中，应了解将存在其中两个阶段相交的接合区域(其可为不可见的)。方法可包括使杆在与每一接合区域隔开的位置处分离的步骤。电子组件可位于接合区域中。

方法可包括加工镜片坯材的前表面及/或后表面以产生具有预定轮廓的隐形眼镜。加工镜片坯材的方法可包括使用车床加工镜片坯材。应了解在加工步骤之后可能需要其它生产步骤来产生成品隐形眼镜。

电子组件可形成弯曲电子装置的部分。方法可包括匹配电子组件(或电子组件形成其的一部分的装置)的曲线及待制造的镜片的基础曲线的步骤，使得组件在完成加工镜片坯材的匹配之后保持囊封于镜片材料内。应了解，匹配组件及镜片的曲线不需要两种曲率是相同的。因此，方法可包括提供弯曲电子组件的步骤，其中电子组件的曲率类似于成品镜片的基础曲线。

因此，根据上述方法，产生包含一或多个电子组件的使用车床加工的隐形眼镜。如果杆足够长，那么可产生多个使用车床加工的隐形眼镜，其中使用车床加工的每一隐形眼镜包含一或多个电子组件。

第二方面提供用于制造隐形眼镜的隐形眼镜材料的杆。多个电子组件并入杆中且沿杆的长度隔开。电子组件可嵌入形成杆的镜片材料内。电子组件可嵌入镜片材料内使得装置完全含于杆内。杆可包括沿其长度隔开的2个、4个、6个、8个、10个或10个以上电子组件。

隐形眼镜材料的杆可适合于用于生产RGP隐形眼镜。或，隐形眼镜材料的杆可适合于用于生产使用车床加工的水凝胶隐形眼镜或硅酮水凝胶隐形眼镜。

电子组件可沿杆的长度以规则间隔隔开。电子组件可沿杆的纵轴规则地(例如等距离地)间隔。每一电子组件可沿杆的纵轴与任何其它电子组件隔开。组件的纵向离距可为至少2mm、至少3mm、至少4mm、至少5mm。纵向离距可不大于10mm，优选地不大于7mm。杆的直径将等于或大于所生产的镜片的直径。典型镜片直径是14mm。

杆可包括两个端部分，每一端部分位于杆的端处。杆可包括沿杆的长度在两个端部分之间延伸的中心部分。所述多个电子组件可位于杆的中心部分内。可能没有电子组件位于杆的端部分中。所述多个电子组件可沿杆的中心部分的长度隔开(例如规则地(例如等距离地)隔开)。

所述多个电子组件中的每一者(或电子组件形成其的一部分的任何电子装置)可弯曲。举例来说，电子装置或组件可具有圆顶形状。电子装置或组件可呈圆环的形状。

本发明的隐形眼镜理解为包含可直接配戴于眼睛上的任何眼科镜片。根据本发明的隐形眼镜可为用于(例如)治疗选自近视、远视、散光、老花眼及色觉缺陷的症状的矫正隐形眼镜。替代地或另外，隐形眼镜可为化妆品，即经设计以改变眼睛的外观(例如色彩)。替代地或另外，本发明的隐形眼镜可为治疗隐形眼镜(例如用于保护受损或病态眼角膜的隐形眼镜)。本发明的隐形眼镜可为(例如)用于监测配戴者的健康的传感器。应了解使用适当修改，本方法还可用于制造其它类型的眼科镜片。

本发明的另一方面提供根据用于制造根据任何其它方面的隐形眼镜的生产线。应了解，用于生产根据本发明的隐形眼镜的生产线可包括多个站。举例来说，系统可包含杆生产站、杆切割站及镜片坯材加工站中的一或多者。杆生产站可包括经布置以装配模具的设备。杆生产站可包括经布置以将电子组件放置于模具内的设备。杆生产站可包括经布置以将预定量的液态镜片前体组合物输送到模具的设备。杆生产站可包括经布置以固化预定量的镜片前体组合物的设备。杆生产站可包括经布置以使模具在各种设备之间(例如在用于放置电子组件的设备、输送预定量的镜片前体组合物的设备及/或固化所述材料的设备之间)移动的设备以在如本发明的任何其它方面中所描述的多个阶段中积聚杆。杆切割站或杆生产站可包括经布置以使镜片材料的杆从模具脱模的设备。杆切割站可包括经布置以将杆分成(例如切成)多个镜片坯材的设备，每一镜片坯材包括电子组件。镜片坯材加工站可包括用于加工镜片坯材以生产具有预定轮廓的隐形眼镜的设备(例如车床)。

参考图式，图1展示根据第一实例性实施例的镜片材料的杆1的示意图。杆具有圆形横截面且并入4个电子装置2。电子装置2沿杆1的纵轴等距离地隔开。无电子装置位于其内的区域定位于杆1的每一端的邻近处。

图2展示制造隐形眼镜的实例性方法的流程图。在第一步骤中，装配50具有对应于成品隐形眼镜的直径的直径的管状模具。为产生杆，首先在模具保持直立时将预定数的液态镜片前体组合物倾注52a到模具中。接着，热固化52b镜片前体组合物以形成杆的固态端部分。接着，通过重复以下过程在阶段中积聚杆的其余部分：(i)将电子装置放置54a于杆的先前固化的部分的顶部上、(ii)使用液态镜片前体组合物覆盖54b所述电子装置及(iii)固化54c所述液态镜片前体组合物。针对每一电子装置重复‘放置’54a、‘倾注’54b及‘固化’54c的过程。通过在每一阶段中使用相同量的液态镜片前体，根据本实例的方法可导致具有沿其长度等距离隔开的多个电子装置的杆。如果使用足够量的镜片前体组合物，那么最终阶段还将产生无电子装置位于其中的杆的第二端部分。

一旦固化54c最终阶段的镜片前体组合物，从模具移除56具有囊封于其中的规则间隔的装置的镜片材料的所得杆。切除58杆的(无电子装置)端部分，留下并入电子装置的杆的中心部分。接着，将杆的中心部分切成纽扣状物60，每一纽扣状物包含装置。接着，使用车床加工62每一纽扣状物以产生具有对应于特定处方的轮廓的隐形眼镜。如本文所描述，在一些实施例中，隐形眼镜是RGP隐形眼镜。然而，在其它实施例中，隐形眼镜是使用车床加工的水凝胶隐形眼镜或使用车床加工的硅酮水凝胶隐形眼镜。

图3A、3B、3C及3D展示在制造的各种阶段处的隐形眼镜及其前体产物。在图3A中，展示管状模具103中的杆101的长度的横截面图。在图3A中，虚线用于指示杆的每一长度之间的象征性边界。杆的第一固化长度101a位于模具103的底端处。杆的第二固化长度101b位于第一长度101a的顶部上且包含第一电子装置104，其位于杆的第一长度101a与第二长度101b之间的边界处。第二电子装置104搁置在第二长度101b的顶部上，且已由液态前体组合物层105覆盖。一旦固化，此液态前体组合物层105将形成杆101的第三长度101c。在图3B中，展示包含4个弯曲电子装置104的成品杆101的横截面图(应了解杆可包含比4个多很多的电子装置)。每一装置104包含电子组件102(图3A到3D中未展示)。图3C展示在将杆101切成4个纽扣状物106之后杆101的横截面图，每一纽扣状物106含有电子装置104及两个端部分108，端部分108不含有任何电子装置104。图3D展示在已加工纽扣状物106的前面及后面以产生所需光学轮廓之后由杆101产生的4个隐形眼镜110的横截面图，每一镜片110包含电子装置104。

图4展示根据本发明的隐形眼镜生产线80的示意图。生产线包括管状模具在其处装配50(参见图2)的杆模具装配站82。杆模制站包括电子装置在其处放置54a于模具中的放置子站83a、液态镜片前体组合物在其处倾注52a、54b到模具中的填充子站83b及液态镜片前体组合物在其处固化52b、54c的固化子站83c。杆模制站进一步包括处置设备84，其在重复循环中在放置子站83a、填充子站83b与固化子站83c之间传送模具。生产线还包括杆在其处从模具移除58，切断60杆的端且将杆的中心部分切成纽扣状物62的脱模及加工站86。生产线还包括在其处使用车床加工64镜片坯材以产生隐形眼镜的使用车床加工站88。

尽管已参考特定实施例描述及说明本发明，但所属领域的一般技术人员应了解本发明适用于本文中并未明确说明的许多不同变化。

本文相对于隐形眼镜的制造描述本发明。应了解使用适当修改，本方法及设备对于制造其它类型的眼科镜片可为有用的。

在已在上述讨论中提及具有已知的、明显的或可预见的等效物的整体或元件的情况下，此类等效物宛如个别陈述那样并入本文中。应参考用于确定本发明的真实范围的权利要求书，其应经解释以涵盖任何此类等效物。读者还应了解，视情况描述的本发明的整体或特征不限制独立权利要求的范围。此外，应理解，尽管在本发明的一些实施例中具有可能益处，但可不期望此类任选整体或特征，且因此其它实施例中可无此类任选整体或特征。

Claims (7)

1.一种制造隐形眼镜的方法，所述方法包括：制造镜片材料的杆，所述杆含有沿其长度隔开的多个电子组件；将所述杆分成含有所述多个电子组件的至少一者的至少一个镜片坯材；及加工所述至少一个镜片坯材的前表面及/或后表面以产生含有所述多个电子组件的所述至少一者的隐形眼镜，其中，制造所述镜片材料的所述杆包括以至少两个独立阶段产生所述杆，其中，在第一阶段中，产生包含所述多个电子组件中的第一者的所述杆的第一长度且接着在第二阶段中产生所述杆的第二长度，所述第二长度包含所述多个电子组件中的第二者，其中产生每一长度包括将电子组件定位于所述模具内，使用液态镜片前体组合物的一部分覆盖所述电子组件且接着至少部分地固化液态镜片前体组合物的所述部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述隐形眼镜是刚性可透气隐形眼镜、水凝胶隐形眼镜或硅酮水凝胶隐形眼镜。

3.根据权利要求1所述的方法，其中制造所述镜片材料的杆包括在模具中固化一定量的含有电子组件的液态镜片前体组合物。

4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述电子组件定位于所述模具内的步骤包含使所述电子组件搁置在所述杆的先前产生的长度的顶部上。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述模具包括管。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子组件形成弯曲电子装置的部分。

7.一种用于根据权利要求1所述的方法制造隐形眼镜的隐形眼镜生产线。

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