JP4769371B2 - 成形された反転マーク付きのコンタクトレンズ - Google Patents

Description

【０００１】
背景
本発明は、可視的マーキング標示を伴うコンタクトレンズに関する。より特定的には、本発明は、レーザーエッチングシステムによって作り出された可視的マーキング標示を伴うコンタクトレンズ、及びマークの作製方法に関する。
【０００２】
コンタクトレンズ上にマーキング標示を設置するためにはさまざまな方法が知られている。これらの技術は、一般に、コンタクトレンズ上に直接マークを適用すること又は、注型（キャスティング）成形コンタクトレンズについては、型枠インサート又は成形された注型用カップ上に反転マークを置き、このようにしてマークが注型（キャスティング）成形プロセス中にレンズ上に複製された状態となるようにすることのいずれかが関与している。標準的には、マーキング標示は、レンズの供給源を識別するため、非対称レンズにおける特定の方向づけを識別するため、又はレンズのおもて面又はうら面を識別するために用いられる。
【０００３】
反転マークを作製するための１つのこのような方法は、マークを金属型枠インサートに焼き付けるための放電の使用が関与している。電極は、マークに対応するように形作られ、型枠インサートの近くに設置され、放電によってマークをインサートの表面内に溶融させる。マーク内の文字のサイズと形状は、ワイヤカット電極で可能な最小０.１０mmの半径によって制限される。放電は、火炎の危険をはらみ、機器は内蔵型の消火器を有していなくてはならない。
【０００４】
マークを作製するためのもう１つの方法は、型枠インサートの表面にマークをカットするべくダイヤモンド点刻機を使用することにある。この技術に伴ういくつかの問題点は、カッターの円弧を型枠インサートの湾曲した表面と心合せさせるのが困難であるために進入深さが均等でないという点にある。同様に、マークの輪郭形状は、カッターの形状によって制限される。
【０００５】
型枠インサートをマーキングすることを通して間接的に又は直接的にコンタクトレンズ上に標示を設置するためのその他の技術には、レンズ上に可視的マークを印刷すること、レンズ上に可視的マークを染色すること、レンズ上に球形−円筒形光学マーキング要素を配置すること、型枠インサート上にマークを化学的にエッチングすること、及び型枠インサートにマークをレーザー書込みすることが含まれる。それでも、可視性、経済性、装用者の快適性、製造の容易さ及び製造上の安全性に関して新しいマーキング技術にはなお改善の余地がある。
【０００６】
発明の要約
本発明は、注型（キャスティング）成形（モールド）されたコンタクトレンズ上の反転マーク、及びこのような反転マークの作製プロセスに関する。本発明の１つの態様においては、レンズ上に可視的マーキング標示をもつコンタクトレンズが提供されている。マーキング標示には、側壁をもつ複数の陥入スポットが内含されている。陥入スポットの最大深さ部域は、一般に、スポットの周囲を取囲む側壁に近接している。陥入スポットは同様に、実質的に凸状の底部表面をも内含している。凸状底部表面は、陥入スポットの最大深さよりも浅い中央表面部域を有している。
【０００７】
本発明のもう１つの態様においては、コンタクトレンズ内に注型成形された反転マークを作製する方法が提供されている。この方法は、金属型枠インサート内に予め定められたパターンで複数の陥入スポットを形成する段階を含む。好ましくは、陥入スポットは、実質的に凸状の底部表面を有する。この方法は、型枠インサートを用いて熱可塑性の注型用カップを射出成形することそして次にこの注型用カップでコンタクトレンズを注型することによって進められる。このプロセスにより、型枠インサート内の予め定められたパターンの陥入したスポットは、注型用カップ上に隆起したスポットとして複製され、これらのスポットは次に、コンタクトレンズ上で予め定められたパターンの可視的陥入スポットとして複製される。
【０００８】
本発明はさらに、第３の態様において、コンタクトレンズ型枠インサート内で注型成形された反転マークを作製する方法を提供している。この方法は、コンタクトレンズの注型用カップを作製するのに用いられる金属型枠インサートを提供する段階、孔アレイを有するレーザーマスクをインサートの上に配置する段階を内含する。次に、この方法は、インサートの表面内に陥入スポットをエッチングするべくマスクを通して、１以上のレーザービームパルスを投射することによって進行する。この方法はさらに、レーザービームパルスとの関係において同時にインサート及びマスクを走査し、このようにして型枠インサート上に反転マークを形成する段階も内含している。
【０００９】
本発明は、レンズの取扱い中は可視的ウェットヒドロゲルコンタクトレンズ上にきわめて可視性の高いマークを提供し、眼に装用した時点で、アイケア専門家がマークを容易に見ることができるという利点を有する。さらに、インク又は染料といったようないかなる付加的な材料も、マークの可視性を増強する目的でレンズに付加する必要がない。
【００１０】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１Ａ及び１Ｂは、本発明の１つの実施形態に従ったコンタクトレンズ１０を描いている。コンタクトレンズは、好ましくはレンズのおもて面のレンズの周囲に位置設定された可視的反転マーク１２を内含する。これらの反転マークは、レンズ内に注型成形された「ＷＪ」の文字の裏返し画像の形をしている。文字「Ｗ」及び「Ｊ」は、レンズ内の陥入スポット又はマークのアレイで構成されている。以下の記述から明白となるように、これらの陥入スポットは、従来のレンズ注型成形プロセスの通常の過程中にコンタクトレンズの中に形成される。
【００１１】
図１Ｃは、図１Ａでコンタクトレンズ１０上に示された反転マーク１２の拡大図を描いている。この反転マークは、「Ｊ」及び「Ｗ」の文字の裏返し画像を形成するように配置された陥入スポット１４のアレイを含む。コンタクトレンズ上の文字は約２.０mmの高さを有する。２つの文字のグループは、約３.５mmという組合せ幅を有する。
【００１２】
図１Ｄは、図１Ｃに示された文字「Ｊ」の上部部分の拡大図を描いている。個々の陥入スポット１４は、この図においてより良く見える。幾つかのスポット１４が、ラインＡ−Ａに沿って切断されて、文字「Ｊ」の側面を形成している。縁部は以下で本発明のレンズの作製プロセスと関連して記述するレーザーエッチングプロセスにおいて、孔アレイをもつ第１の層、及び文字「Ｊ」の輪郭をもつ第２の層という２層マスクを使用することによって切取られている。
【００１３】
本発明によって利用されるコンタクトレンズ注型成形プロセスは、先行技術において周知である。好ましい製造プロセスは、金属型枠インサートを使用する。１対の型枠インサートを用いて熱可塑性射出成形される注型用カップを数多く製造できるものの、各々の注型用カップ対の方は、単一のコンタクトレンズを注型するためにその後一回しか使用されない。このプロセスにおいては、熱可塑性注型用カップは、金属インサート型枠内で射出成形される。注型用キャビティを形成するべくプロセス中で１対のカップが接合される。注型用カップを接合させることによって形成された注型用キャビティは、開放され、次に単量体で充てんされ、その後閉鎖される。次に重量体は硬化されるか又は重合されてレンズを形成し、このレンズは注型用カップから取り外され、最終製品であるソフトヒドロゲルコンタクトレンズを生み出すべくさらに処理される。
【００１４】
注型用カップは、射出成形可能でありかつ必要とされる光学特性をもつ最終注型レンズを提供するあらゆる熱可塑性材料から製造することができる。注型用カップのための好ましい材料は、ポリスチレン及びポリプロピレンである。注型用カップを射出成形するためには、当該技術分野において周知のとおり必要とされる形態の金属治具インサートが射出成形機の中にとりつけられる。このようにして射出成形された注型用カップは、これにより金属型枠インサートの反転複製となるように作られる。
【００１５】
本発明のコンタクトレンズを作るためには、金属インサートの表面上に、反転マーク形態がレーザーエッチングされる。注型用カップを作るためのその後に続く、射出成形プロセスにおいては、熱可塑性重合体材料は、金属インサートの形状及び寸法に適合している。従って、射出成形された注型用カップは、金属型枠インサート内の陥入スポットに適合する隆起した部分をその表面上に有している。コンタクトレンズのためのその後の注型作業においては、注型用カップキャビティ内に秤量される反応性プリポリマーは、注型用カップ表面に適合する。従って重合の後、レンズは、注型用カップ上の隆起部分に適合しかつ金属型枠インサート内にあった陥入部分を複製する形態をもつ陥入部分を有する。
【００１６】
図２は、型枠インサートの表面内にエッチングされた陥入スポット１４の干渉顕微鏡画像の複製を内含している。この干渉顕微鏡画像は、ＡＧ電気光学干渉顕微鏡を用いて撮られたものである。この干渉顕微鏡はAG-electro-Optics, Tarporly Cheshire, England から入手できるものである。ここでわかるように、陥入スポットは全体として円形をしており、その急な垂直側壁は、型枠インサート内をスポットの最大深さ部域に至るまで進入する。最大深さ部域から半径方向内向きに移動すると、陥入スポットの底部は、一般に凸状の底部表面まで上昇する。この底部表面の中央部域は一般に、スポットの周囲で最大深さよりも浅い深さにある。アレイの右縁部に見ることができるように、陥入スポットの側面１６は、後述するマスク輪郭オーバーレイ上でラインＡ−Ａに沿ったマーク輪郭の縁部により切取られてしまっている。
【００１７】
図３は、型枠インサートの表面内の代表的な陥入スポット１８の三次元プロットを描いている。この陥入スポットは、ＷＹＫＯ、ＭＴ２００干渉顕微鏡によって測定され、画像はＷＹＫＯ Vision ３２ソフトウェアを用いて分析された。このプロットは、本発明の好ましい方法によって形成された表面の大まかな特性を示している。図３に描かれた表面断面形状についての考えられる１つの説明は、マスク内の各アパーチャを通してレーザー光を投射することによって、レーザー光線が各々の投射されたスポットの周囲に集中させられるということにあると考えられるが、この説明に制限されるわけではない。これにより、スポットの周囲のまわりにより深い陥入スポット２０が作り出される。回折及び干渉効果は、文字の被投射部域全体にわたる表面粗度に寄与する。幾分かの少量のデブリがクレータ様に陥入スポットの縁部２２のまわりに蓄積させられる。陥入スポットの中央部域２４は、実質的に凸状の底部表面を作り出すべく一般に上向きのスラストを有する。しかしながら、底部凸状表面の最も上方の点は、標準的に金属インサートの公称表面より下にある。
【００１８】
図３に示されている粗表面とは対照的に、図４Ａ及び４Ｂは、型枠インサートの表面上の陥入スポット２６及び２８の様式化された「平坦な」断面形状を描いている。単一の陥入マークについて正確ではないものの、この様式化された輪郭形状は、数多くの陥入スポットについての平均的な表面断面形状を代表するものと考えられる。完全な条件下で、この様式化された輪郭形状は、本発明の範囲内での陥入スポットの理想的達成となる。しかしながら、図２及び３に示されているような粗表面をもつ陥入スポットも同様に本発明の範囲内に入る。図４Ａでは、底部凸状表面の中央部域３０は、垂直目盛上でゼロまで進む破線として示されている金属型枠インサートの表面よりも下にある。図４Ｂでは、底部凸状表面の中央部域３２は、金属型枠インサートの表面より上にある。凸状底部表面の中央部域が金属型枠インサートの公称表面より上にあるか下にあるかは、マークの作製方法の無作為な人工産物であると考えられている。従って両方の実施形態が本発明の範囲内に入ると意図されている。両方のケースにおいて、型枠インサートの陥入スポットの最大深さは、１０ミクロン未満であり、底部表面は実質的に凸状の断面形状を有する。好ましくは、最大深さは約５ミクロンから約８ミクロンの間にある。
【００１９】
反転マークは、その後ヒドロゲルへ膨潤する注型成形された重合体コンタクトレンズ上に複製されることから、水和されたレンズ内の陥入スポットの最大深さは、型枠インサートの深さより大きいものと考えられている。例えば、ネトラフィルコン材料で成形されたコンタクトレンズについては、水和に起因する予想上の膨潤は約４６％である。このようにして、そのレンズ内のスポットの好ましい最大深さは、レンズの公称表面より下約７.５〜約１２ミクロンの間にあると予想されることになる。それでも、例えば「湿式注型」ゼロ膨潤重合体を使用することなどによって、膨潤しないコンタクトレンズを作ることもできる。これらの材料で作られたレンズについては、型枠インサート内のスポットの寸法を、膨潤されたヒドロゲルレンズで得られるものと類似した寸法を最終的コンタクトレンズ内に得るように修正する必要がでてくることになる。
【００２０】
本発明の好ましい方法は、金属型枠インサート内に陥入スポットをエッチングするために、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザー又はチタンサフィアレーザーといったようなレーザービームシステムの使用に依存している。好ましくは、マスク及び走査技術と関連して、エキシマレーザービームシステムが使用される。好ましくは、操作式ビーム彫刻技術に関連して、ＹＡＧレーザービームシステムが使用される。エキシマレーザーを使用する場合、この方法は、マスク投射されたレーザー光の円の直径を横断したエネルギー密度の分布を利用する。このことはすなわち、金属型枠インサート上の投射レーザー光の円によって作られた陥入スポットの横断面形状が平坦でないことを意味している。円形スポットは、周囲で深く、中心で浅い横断面を有する。金属型枠インサート上に反転マークを作るためのその他の方法に比べて、この方法は安価で迅速である。電気放電による火災の危険性は全くない。厄介な誘電性も存在しない。微小機械加工又はダイヤモンド彫刻に付随する心合せの問題も全くない。陥入スポットがもつ独特な横断面の結果、陥入スポットが一般に型枠インサート内で約８ミクロン（０.００８マイクロメータ）の深さしかないのに、反転マークは容易に目に見えることになる。
【００２１】
レーザーシステムは好ましくは、２４８ナノメートルの波長で動作するエキシマＵＶパルスレーザーを使用する。これらのレーザーは、英国オックスフォードにあるExitech Limited から市販されているマイクロ機械加工システムの一部である。これらのマイクロ機械加工システムは、Ｍ２０００、シリーズ７０００及びシリーズ８０００といった複数の型式番号で入手可能である。これらのエキシマＵＶレーザーは、型枠インサートから「剥離（affation）」を介して材料を除去することによって作動すると考えられている。レーザービームパルスは、標的材料の表面層を非常に小さい細片にカットし、次にこれらの細片を吹きとばし、こうして図２及び３の顕微鏡写真画像に見られるおおまかな表面特性が得られることになる。ＵＶエネルギーのうちのわずかな部分しか熱に変換されないことから、表面を平坦化するためのメルト（融解）プールは全く存在しない。破断した標的材料の断片は上向き及び外向きに放出され、陥入スポットの周囲にクレータ様の縁部を構築する。恐らくは、一部のデブリがスポットの中心部に落下するかも知れず又は、中心よりも多くのデブリが周囲からはじき出され、このようにして実質的に凸状の底部表面形成に貢献することになるものと考えられている。
【００２２】
図５を参照すると、型枠インサートをエッチングするためのエキシマＵＶレーザービームシステムの標準的な構成が示されている。作動中、レーザービーム３４は、１つのスポットに集束されない。むしろビームは好ましくは、マスク３８上へ横断して２０ミリメートル×４ミリメートルの矩形として集束される。レーザービーム３４は、供給源（図示せず）から１つのパルスとして発出される。ビームは、レーザーマスクの２層３６及び３８を通して矩形形状として、均質化、凝集、集束される。例えば、図示された実施形態において、レーザーマスクは、円形孔又はアパーチャのアレイを有する１つの層３６及び、「Ｗ」と「Ｊ」という文字の輪郭をもつもう１つの層３８を内含する。これらのようなマスクが、図７及び８に詳細に示されている。代替的には、図６に示されているように、単一層のマスクを使用することもできる。
【００２３】
マスクの中を通過した後、レーザービームは、そのサイズを１０分の１に縮める縮小レンズ４０を通して投射される。１０倍の縮小率で、レンズ４０は、０.１という開口数をもつ。このサイズ縮小により、レーザービームのエネルギー密度は増大し、このため、金属インサートの効率の良い機械加工が行えるようになる。換言すると、マスクサイズは、型枠インサート４２内にエッチングすべき型枠インサートのサイズより１０倍大きい。
【００２４】
レーザービームはパルス状で発出され、陥入スポットのアレイの形で材料をエッチングして除去するため型枠インサートの表面４４上に投射される。レーザービームのエネルギーに応じて、所望の深さを達成するのに型枠インサート上の同じ部域上に多数のレーザービームパルスが必要となり得る。このレーザーエッチングプロセス中、型枠インサートの表面を横断してアシストガスを吹きつけることができる。このアシストガスは、レーザーにより融除されたデブリを除去する助けとなり、バリ形成の確率を減らす。好ましくは、このアシストガスは、窒素又はヘリウムといったような不活性ガスである。代替的には、型枠インサートを、レーザーエッチングの間不活性ガスブランケットの下に置くことができる。
【００２５】
好ましくは、雌型枠インサート４４をエッチングするためにレーザービームを使用する。雌型枠インサートは、雌注型用カップを作るために使用される。雌注型用カップには、完成したコンタクトレンズのおもて面又はうら面を形成する１つの表面を内含する。従って、このプロセスは好ましくはコンタクトレンズの表面又はうら面すなわち装用者のまぶたの内側と接触状態にあるおもて面の上に反転マークを作り出す。このインサートは、レーザービームパルスの方向との関係において４８度の角度でインサートを維持するホルダー４６の中に納まっている。これは、レーザービームに対し垂直な関係で型枠インサートの作用表面を呈示する。好ましくは、各々の金属インサートを再現可能の最適な位置に設置できるような形で、インサートホルダー上に基準マークを置く。
【００２６】
レーザーマスクは、実質的にレーザービームのサイズよりも大きいことから、型枠インサートの表面を横断してレーザービームの走査を提供するべくレーザービームを横断して同期的に型枠インサートとマスクを移動させることが必要である。レーザービーム及びレンズシステムは、固定された静止位置にとどまっている。マスクと型枠インサートは、それぞれ反対方向４８及び５０に同期的に移動し、レーザービームパルスと時間的にステッピングする。換言すると、レーザービームは１以上の２０ナノセカンドパルスを発射し、次にマスクとインサートが新しい位置までステッピングし、次にレーザーが再び発射する。走査すなわちマスクと標的の同期的運動を提供するための機器は、標準的にレーザーシステムの一部を成す。
【００２７】
マークを型枠インサートの表面内にエッチングした後、各スポットの周囲の隆起材料のあらゆるバリを除去するつまり平坦化するため、インサートを研摩することができる。金属インサートを研摩するのに適した既知のあらゆる金属研摩技術を使用することができる。例えば、往復運動する研摩用当て盤上に保持されたクロスに対し金属インサートを回転させる研摩機と共に、水ベースのダイヤモンド研摩化合物を使用することができる。代替的には、材料を機械加工で除去することによって、隆起材料を除去することができる。もう１つの代替案は、例えば深さ０.０２０mmといったようなより深いスポットを金属型枠インサート内に作り、次に、０.０１０mmの深さの表面層を機械で除去して、インサートの新しい公称表面との関係において０.０１０mmの深さをもつスポットを達成することにある。
【００２８】
図６は、単一層のビームマスク５２の１実施形態を描いている。このマスクは、「Ｗ」５６及び「Ｊ」５８という文字の裏返し画像といったような予め選択されたパターンにある孔又はアパーチャ５４のアレイを内含している。好ましくは、各々の個々のアパーチャ５４は約０.７ミリメートルの直径をもつ。マスク上にある各々個別の文字の高さは、好ましくは約１３.０ミリメートルである。好ましくは、孔の中心間のスペースつまり中心間距離は、約０.９５ミリメートルである。縮小率が１０倍のレンズでは、型枠インサート内のマークの対応する寸法は、１０分の１に縮小されることになる。仕上ったコンタクトレンズは、注型及び硬化の後の水和時点で膨潤することから、水和されたコンタクトレンズとしてのスポット及びマークの最終寸法は、このとき、およそ水和によりひき起こされたレンズの膨潤量だけ増大されることになる。
【００２９】
最終的マークの可視性を増強するため、マークの記号は、好ましくは、記号の部分を作り上げている各ラインの幅を横断する２つ、３つ又は４つの陥入スポットで構成される。より好ましくは、３つの陥入スポットが、マーク内の文字、数字又は記号を作り上げるラインの幅を作り上げている。従って、型枠インサート上の０.２５mmというライン幅について、各々直径０.０７mmの３つのスポットがラインを横断して心合せされて、きわめて可視性の高いマークを生成する。同様に、無作為設置ではなく規則的な配置に組織されたスポットがより良い結果をもたらすと考えられている。
【００３０】
図７及び８は、２層マスクを内含するレーザーマスクの第２の実施形態を描いている。図８内に示されているような１つの層６０は、規則的に間隔どりされたアパーチャ６２のアレイである。アパーチャは好ましくは０.７ミリメートルの直径をもつ。アパーチャの中心間距離は好ましくは０.９ミリメートルである。図７に示されているような第２のマスク層６４は、マスク内にカットされた文字又はその他のマーキング標示の輪郭６６を内含する。アパーチャアレイ層上にオーバーレイする輪郭層は、レーザービームが、マスクのオーバーレイ層内にカットされた文字の輪郭又は境界内に入るような孔を通してのみ投射され得るようにしている。このようにして文字の輪郭は、下にあるマスク層中のアパーチャの円周を切取ることができる。この場合、切取られたアパーチャは、図２に見られる切取られた陥入スポットと類似の陥入スポットを型枠インサートの表面内に提供する。
【００３１】
好ましくは、マスク内のアパーチャは円形形状をもつが、その他の形状を用いることも可能である。レーザービームが適切に集束された時点で、陥入スポットは、アパーチャの形状と同じ形状で作られることになる。円形アパーチャがマスク内にあるとき、好ましくは円形スポットが形成される。それでも、レーザービームが適切に集束されていない場合、スポットの形状はわずかにゆがむ可能性がある。例えば、円形アパーチャの場合、レーザービームが焦点より「上」の位置にある時、楕円形のスポットが形成されることがわかった。レーザービームが焦点より「下」の位置にある時、楕円の長軸が焦点より「上」の位置から９０度回転した状態で、楕円スポットが形成された。この教示を使用する当業者は、標的内に形成されたスポットを改変するためにこの特長を利用することができる。
【００３２】
図９は、金属型枠インサート８０上の反転マークパターン６８の一変形実施形態を描いている。反転マーク６８は、「Ｗ」及び「Ｊ」という文字のパターンで形成された一連の陥入スポット７０で作られている。好ましくは、スポットは、約０.１０mmの直径を有し約０.１５mmの中心間距離で離隔され、こうしてライン幅は約０.２５mmとなる。これらのスポットは好ましくは、型枠インサートの表面内に小さなドーナツ形のリセスすなわち円環表面の一部分を描くように小さな円の形にレーザービームを操作することによって１つのスポットをエッチングするべく、操作型ビームＹＡＧレーザーを用いることによって形成される。ＹＡＧレーザーと共にマスクを使用するのではなく、その代り型枠インサート表面上に各スポットを刻みつけるようにレーザービームを操作することが好ましい。レーザービームは、反射されたレーザービームを標的表面上に導く２つの反射鏡の動きを制御することにより、操作される。エキシマーレーザーとは対照的に、ＹＡＧレーザーは、「連続波」モードで動作することもできる。使用可能な標準的なＹＡＧレーザービームシステムは、Hahn and Kolb Technologres Ltd. Rugby, Englandにより販売されている型式番号ＨＫＲ５の下で、６５ワット出力システムとして商業的に入手可能である。
【００３３】
このような陥入スポットの様式化された断面形状は、図１０に描かれている。陥入スポット７２は、その周囲を取囲む隆起縁部７４及び型枠インサート８０内の最大深さ部域７８に進入する勾配のついた側壁７６を有する。最大深さは、好ましくは１０ミクロン未満である。より好ましくは、最大深さは約５ミクロンから８ミクロンの間である。陥入スポットの底面７８を内含する中央部域８２は、一般に凸状形状を有する。中央部域８２は、型枠インサートの公称表面８４と同じ高さにあるものとして示されている。より大きいドーナツ形のスポットをエッチングするために狭いレーザービームが使用される場合、中央部域は、レーザービームが触れることなく残されレーザービームによる境界線で囲まれた型枠インサートの公称表面であって良い。より幅の広いビームが使用される場合、又は円の直径がさらに小さい場合、中央部域を型枠インサートの公称表面より低くエッチングすることができる。標準的には、公称面積にある中央部域８２の部分の直径は約０.０３９mmであり得る。スポット７２の全直径は、約０.１１mmであり得る。
【００３４】
このような陥入スポットの実際の表面は、ＹＡＧレーザーが特徴的にエキシマＵＶレーザーに比べてより平坦なエッチング済み表面を提供する傾向をもつことから、エキシマレーザーエッチングされたスポットよりもさらに平坦であると予想される。それでも、操作されるレーザービームの経路の幅を横断して蓄積した材料の尾根つまり粗表面が存在する可能性がある。
【００３５】
図１１は、本発明に従って作られた方向性マーク９０及び基準マーク８８を伴うコンタクトレンズ８６を描いている。方向性マーク９０は、バラスト調整されたコンタクトレンズが患者の眼の上に納まっているオフセット度に留意するために有用である。基準マークは、円環コンタクトレンズ内の乱視補正軸の方向を指示するために有用でありうる。同様にして、基準マークは、自動式目視検査システムのための比較基準を心合せするためにも有用でありうる。図１２は、方向性マーク９０のクローズアップ細部を描いている。このマークは、１本の水平ライン９２と３本の半径方向ライン９４、９６及び９８で構成されている。３本の半径方向ラインは、好ましくは、レンズの中心１００を中心としてそれぞれ２０度離隔している。各ラインは、本発明に従った陥入スポット１０２のアレイで構成されている。本書に参考として内含されているHahn et al. に対する米国特許第４９７６５３３号及びDrazba et alに対する第５,０６２,７０１号は、本発明に従って作ることのできる印刷された方向性マーキング標示を開示している。
【００３６】
例：
「ＷＪ」のパターンで金属型枠インサート上に反転マークを作り出すために、Exitech Ltd., Oxford, England から入手可能なシリーズ８０００のエキシマレーザーシステムを使用した。このレーザーは、１０ジュール／cm²のレーザーフルエンスで２４８ナノメートルの波長で作動させられた。図７及び８で描かれた通りの２層マスクを、薄い銅シートを化学的にエッチングすることによって作った。マスクを、２０mm×４mmの矩形レーザービームの経路内に設置した。１０倍の縮小率をもつ投射レンズが、マスクより下のレーザービームサイズを縮小した。レーザービームを２０Hzの繰返しで２０ナノセカンドの持続時間でパルス送りした。マスク及び金属インサートを、同期的に走査して、型枠インサートの単位面積あたり１２のレーザービームパルスを得た。圧縮空気のアシストガスを、レーザーエッチングプロセス中金属インサートの表面を横断して吹きつけた。
【００３７】
この例において形成された結果としてのスポットは、以上に記述された図２及び図３の中で描かれている。パルス繰返し、走査速度及びレーザーフルエンスは、組合わさって金属インサートの各々の単位面積に向けられた合計エネルギーを決定することから、きわめて重要なパラメータであると考えられている。陥入スポットの深さは、標的各々の単位面積により吸収された合計エネルギーに正比例すると考えられている。例えば、６ジュール／cm²のレーザーフルエンス及び単位面積あたり３０パルスでレーザーシステムを作動させることで、この例と同じ結果が得られることになると考えられている。
【００３８】
この金属型枠インサートを用いて、既知の技術に従ってヒドロゲルコンタクトレンズを作るべく、注型用カップを成形し使用した。コンタクトレンズを、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）とＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）の共重合体であるネトラフィルコン材料で作製した。反転マークを、コンタクトレンズ上で複製した。レンズを約６５重量パーセントの含水量まで水和させ、１.４６の膨潤率がこれに付随していた。反転マークは、レンズを取扱う通常の観察者にとってきわめて高い可視性をもつものであった。マークは、レンズ検分数秒以内に発見することができた。コンタクトレンズは、装用が快適で、反転マークは装用者が知覚できるものではなかった。反転マークは、スリットランプを用いて検分したとき、装用者の眼の上できわめてよく見えた。
【００３９】
本発明の利点は、ユーザーがレンズを自らの指の上に置いてから数秒以内に容易に見ることのできるウエットコンタクトレンズ上の反転マークを提供するということにある。さらに、ユーザーが自らの眼に入れたとき、このマークを感じることはできない。
【００４０】
ここで示されている反転マークには、Westley-Jessen Corporationによって作られているレンズの供給源の標示を提供する「ＷＪ」が内含されているものの、コンタクトレンズ上の望ましいあらゆるマーキング標示として、その他の適切な反転マークを使用することが可能である。例えば、１つのレンズが左眼又は右眼のいずれで使用すべきかを表示するためのマーキング標示も提供できる。同様に、円環レンズの非対称軸又は垂直軸を表わすためコンタクトレンズ上に方向性マークを使用することもできる。本書に参考として内含されているRhody et al., 米国特許第６,０４７,０８２号によって記述されているもののような自動化された目視検査システムのための基準マークとして有益であることが証明されているその他のマークを提供することも可能である。
【００４１】
本発明は同様に、レンズの処方情報のマーキングを提供するためにも使用可能である。しかしながら、非常に小さい制限された部域しかレンズ上で利用できないことから、レンズ上に多大な量の情報を内含することは実用的でなくまた不可能であろう。従って、バーコード又はドットマトリクスといったような機械読取り可能なコードが、制限された空間内に大量の情報を提供するために有用であり得る。ドットマトリクス又はデータマトリクス、コードは、半導体機器製造業者協会（ＳＥマーキング標示）及びその他の産業組織によって採用されているような国際規格に従って情報を表わすスポットの機械読取り可能なアレイである。データマトリクスコード及びそれらを読取るための方法は本書に参考として内含されている米国特許第４,９３９,３５４号中でPriddy et al.,によって記述されてきた。データマトリクスは、バーコードよりも少量のスペース内により多くの情報を収納することができ、従って、型枠インサート、注型用カップ及びコンタクトレンズ上ではバーコードよりもさらに適している。
【００４２】
本発明では、コンタクトレンズ処方情報、製造場所などといったような情報を保持するためにデータマトリクスを使用することができる。図１３は、コンタクトレンズ１０６上のデータマトリクス１０４を描いている。データマトリクス１０４は、所望の情報を表わすべく産業規格に従って設置される陥入スポット１０８の外見上無作為なアレイで構成されている。同様にコンタクトレンズ上に転写されない注型用カップ上の在庫情報を提供するため注型用カップのフランジを構成する型枠インサート部分の中にデータマトリクスをエッチングすることも考えられる。
【００４３】
さらに、レーザー軸に沿った光学要素及びマスクのサイズ及び位置を変更することにより、コンタクトレンズ上にフレネル「近視野」回折像を提供することもできる。
【００４４】
当然のことながら、本発明の範囲から逸脱することなく上述の好ましい実施形態に対し変更及び修正を加えることもできるということを理解すべきである。従って、以上の詳述された記述を制限的な意味をもたない例示的なものとみなすこと、そして本発明の範囲を定義づけるのが、全ての等価物を含めた冒頭のクレームであると理解すべきであること、が意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明に従ったレンズの周囲上に位置設定された反転マークをもつコンタクトレンズの平面図を表わす。
【図１Ｂ】本発明に従ったレンズの周囲上に位置設定された反転マークをもつコンタクトレンズの斜視図を表わす。
【図１Ｃ】図１Ａ内に描かれているコンタクトレンズ上の反転マークの拡大平面部分図を表わす。
【図１Ｄ】図１Ａ内に描かれているコンタクトレンズ上の反転マークの拡大平面部分図を表わす。
【図２】型枠インサート上の反転マークの干渉顕微鏡クローズアップ斜視画像を表わす。
【図３】個々の陥入スポットのコンピュータ増強された斜視画像を表わす。
【図４Ａ】各々、金属インサート表面上にある陥入スポットの様式化された断面形状を表わす。
【図４Ｂ】各々、金属インサート表面上にある陥入スポットの様式化された断面形状を表わす。
【図５】型枠インサートの表面上にレーザービームを投射するレーザーエッチングシステムを表わす。
【図６】本発明の方法において使用するためのレーザーマスクの一実施形態を表わす。
【図７】本発明において使用するためのレーザーマスクの１つの層を表わす。
【図８】本発明において使用するためのレーザーマスクの他の層を表わす。
【図９】反転マークパターンの一変形実施形態である。
【図１０】金属インサートの表面上の陥入スポットの一変形実施形態の様式化された断面形状を表わす。
【図１１】本発明に従って作られた方向性マーク及び基準マークを有するコンタクトレンズの平面図を表わす。
【図１２】図１１の方向性マークのクローズアップ細部を表わす。
【図１３】機械読取り可能な情報マークを有するコンタクトレンズの平面図を表わす。
【符号の説明】
１０、８６、１０６ コンタクトレンズ
１２ 反転マーク
１４、２６、２８、７０、７２、１０２、１０８ 陥入スポット
１６ スポット側面
１８、２０ スポット
２２ スポット縁部
２４ スポット中央部域
３０、３２ 底部凸状表面の中央部域
３４ レーザービーム
３６、３８ レーザーマスク
４０ 縮小レンズ
４２ 型枠インサート
４４ 型枠インサート表面
４６ ホルダー
５２、６０、６４ ビームマスク
５４ アパーチャ
６８ 反転マークパターン
７４ 隆起縁部
７６ 側壁
７８ 最大深さ部域
８０ 金属型枠インサート
８２ 中央部域
８８ 基準マーク
９０ 方向性マーク
９２ 水平ライン
９４、９６、９８ 半径方向ライン
１００ レンズの中心
１０４ データマトリクス

Claims (7)

1. コンタクトレンズ型枠インサート内に陥入スポットのアレイを含む反転マークの作製方法であって、
   ａ） コンタクトレンズ注型用（キャスティング）カップを作製するために使用される金属型枠インサートを用意する段階、
   ｂ） アパーチャアレイを含むレーザーマスクをインサート上に配置する段階、
   ｃ） インサートの表面内にスポットアレイをエッチングするべくマスク内のアパーチャを通して１以上のレーザービームパルスを投射する段階、
   ｄ） インサートとマスクを１以上のレーザービームパルスとの関係において走査し、こうして型枠インサート上に反転マークを形成する段階、
   を含んで成る方法であって、
   レーザーマスクがさらに、第１のマスクにオーバーレイする第２のマスクを含み、この第２のマスクが、文字、数字又は方向づけマークの輪郭内に少なくとも１つの開口部を有する、方法。
2. 型枠インサート内のスポットが、第２のマスク内の輪郭に対応する輪郭をもつ１つのアレイを形成する請求項１に記載の方法。
3. レーザービームパルスを縮小する段階をさらに含んで成る、請求項１に記載の方法。
4. レーザーマスク内のアパーチャが０.７mmの直径を有する、請求項１に記載の方法。
5. 型枠インサート内のスポットが５ミクロンと８ミクロンとの間の深さを有する請求項１に記載の方法。
6. アパーチャを通して投射されるパルスの数が、それによって形成されるスポットの深さに対応している、請求項１に記載の方法。
7. アパーチャを通して投射されるパルスのパワーが、それによって形成されるスポットの深さに対応している、請求項１に記載の方法。

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