KR20240059628A - 하이브리드 콘택트 렌즈를 제조하기 위한 삽입체 배치 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
렌즈 삽입체가 렌즈 본체 내에서 정확하게 제어된 위치에 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈 제품을 제조하기 위한 시스템, 장치, 및 방법이 개시된다. 몰드 결합 및 지지 기부는 렌즈 성형 몰드에 결합되어 이를 실질적으로 고정된 위치에서 유지한다. 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치가 삽입체 픽업 헤드를 포함하고, 이러한 삽입체 픽업 헤드는 렌즈 삽입체의 해제 가능한 결합을 위해서 구성된 접촉 면, 및 삽입체를 접촉 면에 결합시키기 위해서 석션을 인가하기 위한 접촉 면 내의 적어도 하나의 석션 개구부를 갖는다. 포지셔닝 하우징이 몰드 및/또는 지지 기부와 상호 작용하여 몰드 내의 렌즈 삽입체의 정확한 위치적 포지셔닝을 제공한다. 렌즈 본체 성형 재료가 몰드에 전달되어 렌즈 삽입체를 캡슐화한다.
Description
본 발명은 일반적으로 안과용 콘택트 렌즈를 포함하는 제품의 제조 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 렌즈 삽입체가 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈를 성형하거나 또는 삽입체가 내장된 다른 몰딩 제품을 성형하기 위한 장치, 시스템, 및 방법에 관한 것이다.
다양한 제품이 몰딩 또는 주조 공정에 의해 제조되거나 제작된다. 예를 들어, 광학 콘택트 렌즈 및 다른 제품은, 미경화 단량체 렌즈 전구체 재료(들)와 같은 하나 이상의 렌즈 성형 재료를 몰드 또는 다른 성형 장치 또는 구조물 내로 전달하고, 재료를 경화시켜 중합체 콘택트 렌즈 또는 다른 제품을 성형하고, 추가적인 처리 또는 사용을 위해서 렌즈 또는 다른 제품을 탈형(demolding)함으로써 제조될 수 있다.
일부 특정 예에서, 몰딩 제품 내에 내장되는 상이한 재료로 성형된 삽입체 부분을 갖는 하이브리드 제품을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 콘택트 렌즈는, 제2 재료로 성형된 렌즈 본체 내에 내장되는, 제1 재료로 성형된 렌즈 삽입체 부분을 포함할 수 있다.
렌즈 본체 내에 삽입체를 정확하게 배치하거나 또는 포지셔닝(positioning)하는 것은 하이브리드 콘택트 렌즈의 성능에 있어서 매우 중요할 수 있다. 복셀 기반의 리소그래피(voxel-based lithography), 3D 프린팅, 및 선반 컷팅을 포함하는, 이전에 공지된 하이브리드 콘택트 렌즈 제조 시스템 및 방법은 복잡한 장비 및 제조 공정이 요구되어 바람직하지 않을 수 있으며, 이는 대량의 자동화 생산에 적합하지 않다. 그리고 몰딩 중에 삽입체를 지지하기 위해서 렌즈 몰드의 전방 곡선부에 기둥 구조물(post structure)을 활용하는 시스템 및 방법은 일반적으로 생산된 렌즈의 표면에 구멍이나 재료 불연속부를 남겨, 박테리아의 번식 및/또는 사용자의 불편함을 초래할 수 있다.
따라서, 렌즈 삽입체가 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈를 성형하거나 또는 삽입체가 내장된 다른 몰딩 제품을 성형하기 위한 개선된 장치, 시스템, 및 방법이 필요한 것으로 보인다. 본 발명이 주된 목적으로 하는 것은 이러한 그리고 다른 요구 사항을 충족하는 개선된 장치, 시스템, 및 방법을 제공하는 것이다.
예시적인 실시형태에서, 본 발명은 렌즈 본체 내에 렌즈 삽입체가 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈를 성형하고/하거나 삽입체가 내장된 다른 하이브리드 몰딩 제품을 성형하기 위한 개선된 장치, 시스템, 및 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 이러한 장치, 시스템 및 방법을 사용하여 생산된 하이브리드 콘택트 렌즈, 광학 렌즈, 및 다른 제품을 포함한다. 특정 예에서, 진공 또는 석션(즉, 대기압 대비 음압) 작동 시스템은 렌즈 삽입체를 렌즈 몰드 내에서 원하는 축방향 및 반경방향 위치에 정확하게 배치 및 포지셔닝한다. 이러한 시스템 및 방법의 예시적인 실시형태는 몰딩 중에 삽입체를 지지하기 위한 기둥 구조물의 필요성을 제거하고, 그에 따라 박테리아 번식에 대해서 보다 양호한 내성을 가지고 개선된 편안함을 제공하는 연속적이고 온전한 표면을 갖는 하이브리드 렌즈를 생산할 수 있다. 또한, 예시적인 실시형태는, 복잡한 능동적 배치 보정 방식이나 장비를 필요로 하지 않으면서, 기존 렌즈 몰드 및 제조 시스템을 제한적이거나 또는 최소한으로 수정하여 구현될 수 있어, 대량의 자동화 생산으로 쉽게 확장할 수 있다.
특정 적용예에서, 개시된 장치, 시스템 및 방법은 강성 가스 투과성(RGP) 렌즈 삽입체 또는 실리콘 하이드로겔(SiHy) 렌즈 본체 캐리어에 의해서 완전히 둘러싸인 삽입체 렌즈를 갖는 하이브리드 콘택트 렌즈의 제조에 적용될 수 있다. 대안적인 적용예에서, 더 큰 전체 렌즈 본체보다 더 경질이거나, 더 연질이거나, 또는 달리 상이한 재료로 이루어진 더 작은 삽입체 부분들을 갖는 렌즈 또는 다른 하이브리드 제품이 생산될 수 있고; 삽입체 부분들은, 예를 들어 광학적 마스킹 또는 다른 시력 치료 목적을 위해서, 상이한 굴절률 또는 광학 굴절력을 가지며; 삽입체 부분은 광변색 재료, 착색제 또는 틴팅(tinting)을 포함하고/하거나 삽입체 부분은 혈당 모니터링용 센서 또는 능동형 광학기기(active optics)와 같은 전자 요소를 포함한다.
일 양태에서, 본 발명은 렌즈 삽입체가 렌즈 본체 내에 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈 제품을 제조하기 위한 삽입체 배치 및 몰딩 시스템에 관한 것으로서, 렌즈 삽입체는 제1 재료를 포함하고 렌즈 본체는 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함한다. 삽입체 배치 및 몰딩 시스템은 바람직하게는 적어도 하나의 몰드 결합 특징부를 포함하는 몰드 결합 및 지지 기부를 포함하며, 이러한 특징부는 렌즈 성형 몰드 요소와 결합되고 렌즈 성형 몰드 요소를 몰드 결합 및 지지 기부에 대해서 실질적으로 고정된 위치에서 유지하도록 구성된다. 또한, 삽입체 배치 및 몰딩 시스템은 바람직하게는, 삽입체 픽업 헤드, 석션 도관, 및 포지셔닝 하우징을 포함하는, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 포함한다. 삽입체 픽업 헤드는 바람직하게는, 렌즈 삽입체의 협력적인 해제 가능한 결합을 위해서 구성된 삽입체 접촉 면, 및 석션 도관과 유체 연통되는 적어도 하나의 석션 개구부를 포함한다. 포지셔닝 하우징은 바람직하게는, 삽입체 픽업 헤드를 렌즈 성형 몰드 요소에 대해서 정확하게 위치적으로 포지셔닝하기 위한 적어도 하나의 포지셔닝 특징부를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은, 하이브리드 콘택트 렌즈 제품을 제조하기 위해서 렌즈 삽입체를 렌즈 성형 몰드 요소에 대해서 정확하게 포지셔닝하기 위한 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치에 관한 것이다. 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치는 바람직하게는 삽입체 픽업 헤드를 포함하고, 이러한 삽입체 픽업 헤드는 렌즈 삽입체의 협력적인 해제 가능한 결합을 위해서 구성된 삽입체 접촉 면, 및 삽입체 접촉 면 내에 형성된 적어도 하나의 석션 개구부를 갖는다. 또한, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치는 바람직하게는, 삽입체 픽업 헤드를 렌즈 성형 몰드 요소에 대해서 정확하게 위치적으로 포지셔닝하기 위한 적어도 하나의 포지셔닝 특징부를 포함하는, 포지셔닝 하우징을 포함한다. 또한, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치는 바람직하게는, 삽입체 접촉 면 내에 형성된 적어도 하나의 석션 개구부와 유체 연통되는 석션 도관을 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 렌즈 삽입체가 렌즈 본체 내에 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 렌즈 삽입체는 제1 재료를 포함하고 렌즈 본체는 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함한다. 방법은 바람직하게는, 제1 재료를 포함하는 렌즈 삽입체를 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 삽입체 접촉 면 상에 해제 가능하게 결합시키는 단계; 제1 재료와 상이한 제2 재료의 제1 양을 렌즈 성형 몰드 요소의 몰드 수용부(mold receptacle) 내로 전달하는 단계; 렌즈 성형 몰드 요소의 몰드 수용부 내의 제2 재료의 제1 양과 접촉하도록 렌즈 삽입체를 정확하게 포지셔닝하는 단계로서, 렌즈 삽입체의 정확한 포지셔닝이, 적어도 부분적으로, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 포지셔닝 하우징의 적어도 하나의 포지셔닝 특징부와 렌즈 성형 몰드 요소 사이의 위치적 상호 작용에 의해서 제어되는, 단계; 렌즈 삽입체를 삽입체 접촉 면과의 결합으로부터 해제하는 단계; 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 렌즈 성형 몰드 요소로부터 후퇴시키는 단계; 제2 재료의 제2 양을 렌즈 성형 몰드 요소의 몰드 수용부 내로 전달하여 렌즈 삽입체를 제2 재료 내에서 캡슐화하는(encapsulate) 단계; 및 제2 재료를 경화시켜 렌즈 삽입체가 렌즈 본체 내에 캡슐화된 렌즈 본체를 성형하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 양태, 특징, 및 장점은 본원의 도면 및 상세한 설명을 참조함으로써 이해될 것이고, 첨부된 청구범위에 구체적으로 기술된 여러 요소 및 조합에 의해서 실현될 것이다. 전술한 전반적인 설명과 이하의 도면의 간략한 설명 및 예시적인 실시형태에 관한 구체적인 설명은 모두 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하기 위한 것이며, 청구된 바와 같은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 몰딩 시스템의 횡단면도이다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 하이브리드 콘택트 렌즈를 위한 삽입체 렌즈 부분을 성형하는 시퀀스를 도시한다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치에 의한 삽입체 렌즈 센터링 및 픽업의 시퀀스를 도시한다.
도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e 및 도 4f는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 렌즈를 캡슐화하기 위한 삽입체 렌즈의 배치 및 포지셔닝 그리고 렌즈 본체의 몰딩의 시퀀스를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 추가적인 예시적 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 몰딩 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 추가적인 상세 부분을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 삽입체 픽업 헤드 부분의 추가적인 상세 부분을 도시한다.
도 8은 다른 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 위한 삽입체 픽업 헤드 부분을 도시한다.
도 9는 다른 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 위한 삽입체 픽업 헤드 부분을 도시한다.
도 10은 다른 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 위한 삽입체 픽업 헤드 부분을 도시한다.
도 11은 다른 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 위한 삽입체 픽업 헤드 부분을 도시한다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 몰드 결합 받침대 부분, 및 몰드 섹션을 받침대에 결합시키는 시퀀스를 도시한다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 하이브리드 콘택트 렌즈를 위한 삽입체 렌즈 부분을 성형하는 시퀀스를 도시한다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치에 의한 삽입체 렌즈 센터링 및 픽업의 시퀀스를 도시한다.
도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e 및 도 4f는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 렌즈를 캡슐화하기 위한 삽입체 렌즈의 배치 및 포지셔닝 그리고 렌즈 본체의 몰딩의 시퀀스를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 추가적인 예시적 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 몰딩 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 추가적인 상세 부분을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 삽입체 픽업 헤드 부분의 추가적인 상세 부분을 도시한다.
도 8은 다른 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 위한 삽입체 픽업 헤드 부분을 도시한다.
도 9는 다른 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 위한 삽입체 픽업 헤드 부분을 도시한다.
도 10은 다른 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 위한 삽입체 픽업 헤드 부분을 도시한다.
도 11은 다른 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 위한 삽입체 픽업 헤드 부분을 도시한다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 몰드 결합 받침대 부분, 및 몰드 섹션을 받침대에 결합시키는 시퀀스를 도시한다.
본 개시 내용의 일부를 형성하는 첨부 도면과 관련하여 이루어지는 예시적인 실시형태에 관한 이하의 구체적인 설명을 참조함으로써 본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 본원에 설명되고/되거나 도시된 구체적인 장치, 방법, 조건 또는 매개변수에 제한되지 않으며, 본원에 사용된 용어는 단지 예로서 특정 실시형태를 설명하기 위한 것이고, 청구된 발명을 한정하기 위한 것으로 의도되지 않는다는 점을 이해해야 한다. 본 명세서에 기재된 모든 특허 및 기타 간행물은 본원에 전반적으로 충분히 기술된 바와 같이 참조로서 포함된다.
또한, 문맥상 달리 명시되어 있지 않는 한, 첨부된 청구범위를 포함하여 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태("a" "an" 및 "the")는 복수형을 포함하고, 특정 수치 값에 대한 언급은 적어도 그러한 특정 값을 포함한다. 범위는 본원에 "약" 또는 "대략"의 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 또는 "대략"의 다른 특정 값까지인 것으로서 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현되어 있는 경우, 다른 실시형태는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 마찬가지로, 값이 근사치로 표현되어 있을 경우, 선행사 "약"을 사용함으로써, 특정 값이 다른 실시예를 형성한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이제, 유사한 참조 번호들이 여러 도면 전반에 걸쳐 해당하는 부분들을 나타내는 첨부 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 몰딩 시스템(10)의 횡단면도를 도시한다. 시스템(10)은 일반적으로 몰드 결합 및 지지 기부 또는 받침대(20), 몰드(40), 및 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치(60)를 포함한다.
도시된 예시적인 실시형태에서, 지지 기부 또는 받침대(20)는 원통형이거나 또는 다른 형상의 본체 부분을 포함하고, 이러한 본체 부분은 대체로 평면형이거나 또는 편평한 상단 및 하단 표면(22, 24), 상단 표면(22)으로부터 위쪽으로 연장되는 적어도 부분적으로 환형이거나 또는 링 형상인 칼라(26), 및 칼라(26)에 의해서 경계지어지는 상단 개구부까지 본체를 통해서 연장되는 개방 챔버(30)를 갖는다. 예시적인 형태에서, 지지 기부 또는 받침대(20)는 스테인리스 강, 알루미늄 또는 기타 금속(들), 플라스틱 또는 다른 중합체 재료, 세라믹, 복합체, 및/또는 다른 실질적으로 강성이고 내구성을 갖는 구성 재료(들)로 제조될 수 있다.
도시된 예시적인 실시형태에서, 몰드(40)는 렌즈 성형 몰드 요소이고, 이러한 렌즈 성형 몰드 요소는 대체로 원형이며 오목한 중앙 몰드 수용부(42)를 갖는 암놈형 또는 전방 곡선(FC) 몰드 부분 또는 몰드 절반부, 몰드의 외부 주변부 부근에서 몰드 수용부를 둘러싸는 편평한 상부 포지셔닝 표면(44)을 갖는 환형 테두리, 및 테두리에 인접한 몰드 수용부를 둘러싸는 주변 함몰부(46)를 포함한다. 몰드는 또한, 대체로 수평인 기부 링 부분(48) 및 대체로 수직인 직립 원통형 또는 관형 벽 부분(50)을 갖는, 대체로 (횡단면에서) L자 형상의 외부 원주방향 플랜지를 포함한다. 상부 포지셔닝 표면(44) 아래의, 주변 함몰부(46)와 직립 벽 부분(50) 사이의 반전된 환형 함몰부 또는 채널은, 몰드(40)가 기부 상에 장착될 때 지지 기부(20)의 칼라(26) 위에 결합되는 리시버(receiver)(52)를 형성한다. 예시적인 형태에서, 정확한 위치 제어를 위해서, 몰드(40)가 장착될 때 몰드(40)를 기부(20)에 대해서 대체로 고정된 위치에서 유지하기 위해, 몰드(40)가 적어도 부분적으로 탄성 재료로 성형될 수 있고/있거나, 리시버(52)가 칼라(26)에 밀접하게 일치되도록 구성될 수 있다. 추가적인 예시적 형태에서, 몰드(40)는 적어도 부분적으로 투명, 반투명, 또는 광 투과성 재료로 형성되고, 그에 따라 UV 광이 몰드를 통과하여 몰드 수용부(42) 내에 포함된 렌즈 성형 재료를 경화시킬 수 있게 한다. 대안적 또는 부가적으로, 내부에 포함된 렌즈 성형 재료를 열 경화시키기 위해서, 몰드(40)는 적어도 부분적으로 열 전도성 재료로 형성된다.
도시된 예시적인 실시형태에서, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치(60)는 포지셔닝 하우징(62), 포지셔닝 하우징을 통해서 대체로 중앙에서 그리고 축방향으로 연장되는 진공 또는 석션 관 또는 도관(64), 진공 도관에 장착된 삽입체 픽업 헤드(66), 및 진공 도관과 포지셔닝 하우징을 커플링시키는 포지셔닝 링(68)을 포함한다. 포지셔닝 하우징(62)은, 몰드(40)의 직립 벽 부분(50)의 내경 및 기하학적 구조 내에 틈새 끼워맞춤되거나(clearance fit)(위치, 활주, 밀접 연장(close running) 또는 연장) 또는 약간의 억지 끼워맞춤(interference fit)되도록 구성되는 기부 주위의 외부 기하학적 구조 및 크기(외경)을 가지며, 그에 따라 사용 중에 몰드와 포지셔닝 하우징 사이에서 정확한 반경방향 또는 횡방향(수평) 포지셔닝 정합(positioning registration)(즉, 수평 또는 X축 데이터 위치 기준)을 제공한다. 포지셔닝 하우징(62)은 또한 몰드(40)의 상부 포지셔닝 표면(44)에 접경 또는 접촉하도록 구성되고 배치되는 하부 접촉 표면을 가지며, 그에 의해서 사용 중에 몰드와 포지셔닝 하우징 사이에서 정확한 축방향(수직) 포지셔닝 정합(즉, 수직 또는 Y축 데이터 위치 기준)을 제공한다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 포지셔닝 특징부는 약 ± 0.050 mm 또는 그보다 양호한 반경방향 배치 정확도 또는 공차, 및 약 ± 0.010 mm 또는 그보다 양호한 축방향 배치 정확도 또는 공차, 그리고 약 ± 0.005 mm 또는 그보다 양호한 정점과 하드 스탑(hard stop) 사이의 거리에 대한 고정구 수직(축방향) 공차를 제공한다.
삽입체 픽업 헤드(66)는 삽입체 접촉 면(72) 및 그 내부에 형성된 적어도 하나의 석션 통로 또는 개구부(74)를 가지며, 이러한 석션 통로 또는 개구부는 진공 관(64)의 내부 루멘(internal lumen)(76)과 유체 결합된다. 삽입체 접촉 면(72)은 바람직하게는, 예를 들어 삽입체 본체의 직경 및 곡률반경과 실질적으로 동일한 직경 및 곡률반경을 갖는, 몰딩 공정 중에 내장되는 렌즈 삽입체 또는 다른 삽입체 본체의 후방 표면에 대체로 매칭되고 밀접하게 일치되도록 구성된 매끄러운 반경의 볼록 표면을 포함한다. 삽입체 픽업 헤드(66)와 진공 관(64) 사이의 나사산형 연결(78)을 통해, 포지셔닝 하우징(62)이 몰딩 공정 중에 삽입체의 정확한 축방향 포지셔닝을 위해서 몰드(40)와 정합되어 완전히 결합될 때, 픽업 헤드의 삽입체 접촉 면(72)과 몰드 수용부(42)의 내부 표면 사이의 상대적인 포지셔닝 및 간격을 축방향으로 미세하고 정확하게 조정할 수 있다. 진공 관(64)은 관통 연장되는 내부 루멘(76), 및 관 또는 다른 도관을 통해서 외부 진공 공급원 또는 석션 공급원에 부착되는 커플링 또는 연결을 갖는다. 포지셔닝 링 또는 록커(68)는 록킹 너트를 포함할 수 있고, 이러한 록킹 너트는 손에 의해 수동으로 풀리거나 조여질 수 있고, 그에 따라 Y축 데이터 위치 기준에서 포지셔닝 하우징의 하부 접촉 표면의 축방향 하드 스탑에 대한 픽업 헤드(66)의 선단부의 축방향 위치를 조정 및 록킹할 수 있다. 축방향을 따른 선단부 포지셔닝의 추가적인 미세 조정을 위해서, 나사 또는 나사산형 커플링이 진공 관(64)과 픽업 헤드(66) 사이에 제공될 수 있다. 진공 관(64)은, 고정구 하우징 내로 압입되거나 접착되는 나사산형 부싱(82)으로 하우징에 장착될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 부품들을 접촉시키고 이어서 내장된 삽입체를 픽업 헤드 상에서 유지하면서 픽업 헤드의 선단부를 알려진 양만큼 몰드로부터 멀리 후퇴시켜 몰드 정점과의 원하는 오프셋을 설정함으로써, 높이 조정이 픽업 헤드의 선단부와 몰드의 정점 사이에 제공될 수 있다.
도 2a 내지 도 2d 그리고 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 렌즈 삽입체의 제조, 센터링, 및 픽업의 시퀀스를 도시한다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 렌즈 삽입체를 제조하는 예시적인 시퀀스에서, 렌즈 삽입체 성형 재료(150)가 암놈형 또는 전방 곡선 삽입체 몰드(160)의 몰드 수용부 내로 전달되거나 투입된다(도 2a). 이어서, 숫놈형 또는 후방 곡선 삽입체 몰드(170)가 전방 곡선 삽입체 몰드(160)와 결합되어 렌즈 삽입체 성형 재료(150)를 폐쇄된 몰드 조립체 내에서 캡슐화한다(도 2b). 렌즈 삽입체 성형 재료(150)는, 예를 들어 UV 광, 열, 또는 다른 경화성 에너지(E)의 전달에 의해서, 폐쇄된 몰드 조립체 내에서 경화된다. 이어서, 후방 곡선 삽입체 몰드(170)는 전방 곡선 삽입체 몰드(160)로부터 분리되고(도 2c), 성형된 렌즈 삽입체(180)가 몰드로부터 제거된다. 특정의 예시적 실시형태에서, 렌즈 삽입체 성형 재료(150)는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 원하는 기계적, 광화학적, 및/또는 광학적 특성을 갖는 강성 가스 투과성(RGP) 재료 또는 임의의 경질 또는 연질 중합체 재료를 성형하기에 적합한 임의의 전구체 재료일 수 있다.
렌즈 삽입체(180)는 이어서 도 3a에 도시된 바와 같이 센터링 지그 또는 고정구(210)에 전달될 수 있다. 도시된 예에서, 센터링 지그 또는 고정구(210)는, 모따기된 상단 개구부(212), 하단부에 위치되는 바닥(214), 및 원통형 측벽(216)을 갖는, 대체로 원통형인 하우징을 포함한다. 함몰부(218)는, 고정구 하우징(210)과 동심적으로, 바닥(214)의 중심에 형성된다. 함몰부(218)는 바람직하게는 렌즈 삽입체(180)의 크기 및 형상에 거의 일치하는 크기 및 형상을 갖는다. 예시적인 형태에서, 함몰부(218)는 렌즈 삽입체(180)의 직경보다 약간 더 큰 직경을 가지며, 그에 따라 렌즈 삽입체는 실질적인 간섭 또는 변형 없이 함몰부 내로 삽입될 수 있고 그로부터 제거될 수 있다. 릴리프 개구부(222)가 바람직하게는 함몰부(218) 아래에서 바닥(214)을 통해 성형되고, 그에 따라 진공 또는 압력이 함몰부로의 렌즈 삽입체(180)의 삽입 및 그로부터의 제거를 방해하는 것을 방지한다. 함몰부 내의 렌즈 삽입체(180)의 배치는 삽입체 픽업을 위한 렌즈 삽입체의 정확하고 일정한 포지셔닝을 보장한다.
이어서, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치(60)는 도 3b에 도시된 바와 같이 센터링 지그 또는 고정구(210) 내로 하강된다. 센터링 지그 또는 고정구(210)의 모따기된 상단 개구부(212) 및 측벽(216)의 내부 기하학적 구조는 바람직하게는 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치(60)의 외측 기하학적 구조를 수용하고 이에 밀접하게 일치하도록 구성되어, 렌즈 삽입체가 센터링 지그로부터 픽업 헤드로 전달될 때 픽업 헤드(66)의 삽입체 접촉 면(72) 상의 렌즈 삽입체(180)의 정확하고 일정한 포지셔닝을 추가적으로 보장한다. 진공 또는 석션(S)이 진공 관(64) 및 픽업 헤드(66)의 적어도 하나의 석션 통로 또는 개구부(74)를 통해서 인가되어, 렌즈 삽입체(180)를 픽업 헤드(66)의 삽입체 접촉 면(72) 상에 해제 가능하게 고정하고, 도 3c에 도시된 바와 같이, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치(60)가 센터링 지그 또는 고정구(210)의 외부로 상승될 때 렌즈 삽입체가 함몰부(218)의 외측으로 들어 올려지게 한다.
도 4a 내지 도 4f는, 몰딩 중에 삽입체를 지지하기 위한 기둥 구조물을 필요로 하지 않으면서, 상이한 제2 재료로 성형된 더 큰 전체 본체 부분 내에 내장되는 제1 재료로 성형된 더 작은 삽입체 부분을 가지는 몰딩 제품을 성형하는 시퀀스를 도시한다. 도시된 실시형태에서, 몰딩 제품은 렌즈 삽입체가 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈이다. 몰드(40)는, 기부의 칼라(26) 상에 결합된 몰드의 리시버 채널(52)을 이용하여 지지 기부(20) 상에 장착된다. 미경화 렌즈 본체 성형 재료(310)의 제1 양이 도 4a에 도시된 바와 같이 몰드 수용부(42) 내로 전달 또는 투입된다. 렌즈 본체 성형 재료(310)는 피펫, 주사기, 펌프, 또는 다른 수동 또는 자동 투입, 분배, 또는 전달 수단에 의해서 몰드 수용부(42)에 전달될 수 있다. 렌즈 본체 성형 재료(310)의 제1 양은 이하에서 설명되는 바와 같이 배치될 때 렌즈 삽입체(180)와 접촉하기에 충분하다. 특정 예시적 실시형태에서, 렌즈 본체 성형 재료(310)는, 비 실리콘 하이드로겔 재료(즉, 실리콘이 없는 하이드로겔 재료) 또는 실리콘 하이드로겔(SiHy) 재료와 같은, 연질 중합체 재료를 성형하기 위한 임의의 전구체 재료(즉, 하이드로겔 렌즈 제형)일 수 있다.
"하이드로겔" 또는 "하이드로겔 재료"는, 물에서 불용성이지만, 완전히 수화되는 경우, 3차원 중합체 네트워크(즉, 중합체 매트릭스)에서 적어도 물의 10 중량%를 유지할 수 있는 가교 결합된 중합체 재료를 지칭한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "비 실리콘 하이드로겔"은 이론적으로 실리콘이 없는 하이드로겔을 지칭한다.
여러 비 실리콘 하이드로겔 렌즈 제형이 본 출원의 출원일까지 공개된 수많은 특허 및 특허 출원에 기술되어 있으며, 상용 비 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈를 생산하는 데 사용되고 있다. 상용 비 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈의 예에는, 비제한적으로, alfafilcon A, acofilcon A, bufilcon A, crofilcon A, deltafilcon A, etafilcon A, focofilcon A, helfilcon A, helfilcon B, hilafilcon B, hioxifilcon A, hioxifilcon B, hioxifilcon D, lidofilcon A, lidofilcon B, mafilcon A, methafilcon A, methafilcon B, nelfilcon A, nesofilcon A, netrafilcon A, ocufilcon A, ocufilcon B, ocufilcon C, ocufilcon D, omafilcon A, omafilcon B, perfilcon A, phemfilcon A, polymacon, samfilcon A, surfilcon A, tefilcon A, tetrafilcon A, vasurfilcon A, 및 vilfilcon A가 포함된다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "실리콘 하이드로겔"은 실리콘을 함유하는 하이드로겔을 지칭한다. 실리콘 하이드로겔은 일반적으로 적어도 하나의 실리콘 함유 비닐 단량체 또는 적어도 하나의 실리콘 함유 비닐 거대단량체 또는 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 실리콘 함유 예비중합체를 포함하는 중합성 조성물의 공중합에 의해 수득된다.
여러 SiHy 렌즈 제형이 본 출원의 출원일까지 공개된 수많은 특허 및 특허 출원에 기술되어 있으며, 상용 SiHy 콘택트 렌즈를 생산하는 데 사용되고 있다. 상용 SiHy 콘택트 렌즈의 예에는, 비제한적으로, asmofilcon A, balafilcon A, comfilcon A, delefilcon A, efrofilcon A, enfilcon A, fanfilcon A, galyfilcon A, kalifolcon A, lehfilcon A, lotrafilcon A, lotrafilcon B, narafilcon A, narafilcon B, samfilcon A, senofilcon A, senofilcon B, senofilcon C, sifilcon A, somofilcon A, stenfilcon A, verofilcon A가 포함된다.
이어서, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치(60)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 렌즈 삽입체(180)를 몰드(40) 내의 원하는 위치로 전달 및 배치한다.
렌즈 삽입체(180)는 바람직하게는, 예를 들어 전술한 바와 같이, 센터링 및 픽업 공정에 의해서 픽업 헤드(66)의 접촉 면(72) 상에 정확하게 센터링된다. 또한, 전술한 바와 같이, 렌즈 삽입체(180)의 반경방향(수평) 포지셔닝은, 몰드(40)의 직립 벽 부분(50) 내의 포지셔닝 하우징(62)의 정렬 및 정합으로 인해서, 배치 중에 정확하게 제어된다. 그리고 렌즈 삽입체(180)의 축방향(수직) 포지셔닝은 몰드(40)의 상부 포지셔닝 표면(44)에 대한 포지셔닝 하우징(62)의 하부 접촉 표면 사이의 접경 또는 접촉에 의해서 배치 중에 정확하게 제어된다. 필요한 경우, 축방향(수직) 포지셔닝은 삽입체 픽업 헤드(66)와 진공 관(64) 사이의 나사산형 커플링의 조정에 의해서 미세하게 조절될 수 있다.
렌즈 삽입체(180)가 배치 및 포지셔닝 장치(60)에 의해서 몰드(40) 내의 원하는 위치에서 유지되는 동안, 렌즈 본체 성형 재료(310)의 제1 양이 선택적으로 적어도 부분적으로 경화 또는 안정화될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 광 공급원 UV로부터의 자외선 광이 몰드(40)의 광 투과 부분을 통해서 지향되어 렌즈 본체 성형 재료(310)를 적어도 부분적으로 경화시킬 수 있다. 대안적으로, 렌즈 본체 성형 재료(310)는 열의 인가에 의해서 열적으로 경화될 수 있거나, 화학적 촉매에 의해서 경화될 수 있거나, 또는 달리 적어도 부분적으로 경화되거나 안정화될 수 있다. 대안적으로, 미경화 렌즈 본체 성형 재료(310)가 충분한 점도를 갖는 경우, 부분적인 경화는 불필요할 수 있다.
진공 관(64) 및 픽업 헤드(66)의 적어도 하나의 석션 통로 또는 개구부(74)를 통해서 이전에 인가되었던 진공 또는 석션은 이어서 중단되고, 임의의 음압이 방출되어 렌즈 삽입체(180)가 픽업 헤드(66)의 접촉 면(72)으로부터 분리되게 한다. 선택적으로, 작은 양압의 공기 전달을 진공 관(64) 및 적어도 하나의 석션 통로 또는 개구부(74)를 통해서 전달하여 렌즈 삽입체(180)가 픽업 헤드(66)로부터 분리되도록 보장할 수 있다. 이어서, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치(60)가 몰드(40)와의 결합에서 분리되어 상승되고, 그에 따라 도 4c에 도시된 바와 같이 렌즈 본체 성형 재료(310)의 제1 양 상에 배치된 렌즈 삽입체(180)를 남긴다.
이어서, 미경화된 렌즈 본체 성형 재료(310)의 추가적인 제2 양이 투입 또는 전달되어, 도 4d에 도시된 바와 같이, 최종 렌즈 제품을 성형하기에 충분하게 몰드 수용부(42)를 충전한다. 이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 숫놈형 또는 후방 곡선 몰드 부분(350)이 암놈형 또는 후방 곡선 몰드 부분(40)과 결합되고, 렌즈 본체는 예를 들어 UV 광, 열 등에 의해서 완전히 경화된다. 이어서, 몰드 절반부들(40, 350)이 분리되고, 최종 하이브리드 렌즈 제품(370)이 추가적인 처리 또는 사용을 위해서 탈형되어 제거된다. 도 4f에 도시된 바와 같이, 최종 하이브리드 렌즈 제품(370)은, 바람직하게는 경화된 렌즈 본체 성형 재료(310)로 성형된 더 큰 전체 렌즈 본체(375)에 의해서 완전히 내장되고 덮인, 더 작은 렌즈 삽입체(180)를 포함하고, 몰딩 공정 중에 렌즈 삽입체를 지지하기 위해서 기둥을 이용하여 생산된 하이브리드 렌즈에서 일반적으로 발생될 수 있는 것과 같은 어떠한 개구부 또는 불연속부도 렌즈의 외부 표면에 가지지 않는다. 전술한 바와 같이, 렌즈 삽입체(180)는 더 큰 전체 렌즈 본체(375)보다 더 경질이거나, 더 연질이거나, 또는 그와 다른 재료로 성형될 수 있고; 상이한 굴절률 또는 광학적 굴절력을 가질 수 있으며; 또는 광변색 재료, 착색제 또는 틴팅을 포함하고/하거나 혈당 모니터링용 센서 또는 능동형 광학기기와 같은 전자 요소를 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 렌즈 삽입체는 제1 재료로 성형될 수 있거나, 포함할 수 있거나, 구성될 수 있거나, 본질적으로 구성될 수 있으며; 렌즈 본체는 제1 재료와 다른 제2 재료로 성형될 수 있거나, 포함할 수 있거나, 구성될 수 있거나, 본질적으로 구성될 수 있다. 특정 예시적 실시형태에서, 하이브리드 제품은, 온전한 외부 표면이 홀 또는 불연속부를 가지지 않는, 실리콘 하이드로겔(SiHy) 캐리어 렌즈 본체에 의해서 완전히 둘러싸이거나 또는 캡슐화된 강성 가스 투과성(RGP) 렌즈 삽입체를 갖는 하이브리드 콘택트 렌즈이다.
도 5a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 삽입체 배치 및 몰딩 시스템(510)의 다른 실시형태를 도시한다. 전술한 시스템과 유사하게, 배치 및 포지셔닝 장치(560)는 몰드(540) 내의 정확한 반경방향 및 축방향 포지셔닝을 위해서 픽업 헤드(566) 상에 이송되는 렌즈 삽입체(580)를 전달한다. 그러나, 축방향 포지셔닝을 위해서 몰드와 포지셔닝 장치 사이의 정렬 및 정합 접촉을 이용하는 대신, 시스템(510)은 몰드(540)의 내부 표면에 대한 픽업 헤드(566) 상의 렌즈 삽입체(580)의 포지셔닝을 모니터링하기 위한 센서 또는 프로브(525), 그리고 배치 및 포지셔닝 장치(560)의 포지셔닝을 제어하여 렌즈 삽입체와 몰드 사이의 간격 거리(D)를 제어하기 위한 피드백 제어기(535)를 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 센서 및 피드백 제어기는 몰드(540)를 통해서 고정구(560) 및/또는 삽입체(580)의 위치를 측정할 수 있고 축방향 포지셔닝 시스템을 위한 능동적 피드백을 제공한다. 렌즈 삽입체가 배치된 후에, 피드백 프로브가 이동될 수 있고 경화 광이 위치로 이동되어 렌즈 삽입체를 제 위치에서 경화시킬 수 있다. 사용을 위해 구성될 수 있는 예시적인 센서 및 시스템은, 예를 들어 Bristol Instruments 157 Series Optical Thickness Gauge 비접촉 두께 측정 시스템, Lumetrics OptiGauge II 비접촉 두께 측정 시스템 또는 Keyence CL-3000 공초점 변위 센서 등과 같은 저간섭 간섭계(LCI)를 포함할 수 있다.
도 5b는 몰드(540)의 내부 표면에 대해 픽업 헤드(566)의 선단부 상에 이송되는 렌즈 삽입체를 포지셔닝하고, 배치 및 포지셔닝 장치(560)의 포지셔닝과 그에 따른 렌즈 삽입체와 몰드 사이의 간격 거리(D)를 제어하기 위해서 능동적 피드백 제어를 이용하는 저간섭 간섭계(LCI) 센서(595)를 포함하는 삽입체 배치 및 몰딩 시스템의 다른 대안적인 실시형태를 도시한다. LCI 측정 빔은 몰드 내에 렌즈 삽입체를 최적으로 배치하기 위해서 거리(D)를 측정한다. 선택적으로, 몰드에 대한 렌즈 삽입체의 축방향 포지셔닝이 축방향 포지셔닝 시스템에 의해서 제공됨에 따라, 축방향(Y축) 기준 데이터 표면은 요구되지 않거나 변경되지 않는 반면; 반경방향(X축) 기준 데이터 표면은 몰드에 대한 렌즈 삽입체의 접촉 포지셔닝을 위해서 여전히 사용될 수 있다.
도 6은 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치(660)의 다른 예시적인 실시형태의 추가적인 상세 부분을 도시한다. 이러한 실시형태에서, 진공 또는 석션 관 또는 도관(664)이 외부 하우징(675)과 외부 진공 공급원 사이에 연장된다. 진공 또는 석션은 하우징을 통해서 (포지셔닝 하우징(662) 상에서 이송되는) 삽입체 픽업 헤드(666)의 삽입체 접촉 면(672) 내의 적어도 하나의 석션 통로 또는 개구부에 전달되어, 배치 중에 렌즈 삽입체를 접촉 면 상에 유지한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 삽입체 배치 및 몰딩 시스템과 함께 사용하기 위한 삽입체 픽업 헤드(766)의 다른 예시적인 실시형태의 추가적인 상세 내용을 도시한다. 이러한 실시형태에서, 복수의 석션 통로 또는 개구부의 어레이가 삽입체 접촉 면(772) 내에 형성된다. 특히, 개구부의 어레이는 하나의 중앙 개구부를 둘러싸는 10개의 개구부 링을 포함한다. 대안적인 실시형태에서, 더 적거나 더 많은 개구부, 또는 달리 구성되는 개구부의 어레이가 본 발명의 범위 내에서 활용될 수 있다. 또한, 4개의 더 큰 릴리프 개구부(755)가 전방 면(도 7a)과 후방 면(도 7b) 사이에서 픽업 헤드를 통해서 연장되고, 릴리프 채널(757)이 릴리프 개구부와 픽업 헤드의 외부 원주방향 연부 사이에서 후방 면 상에 형성된다. 개구부(755)는 고정구가 몰드 내로 삽입될 때 공기압이 축적되는 것을 방지한다. 고정구가 몰드의 연부를 밀봉할 수 있기 때문에, 이는 공기가 포획되게 할 수 있고 고정구가 하드 스톱 상에 적절히 안착되지 않게 할 수 있다. 개구부(755)는 또한 통기부로서의 역할을 하여 선단부 상에서 항력(drag)을 줄일 수 있고, 또한 삽입체를 주위에서 이동시킬 수 있는 몰드와 선단부 사이의 진공 압력을 최소화하는 역할을 한다. 채널(757)은, 홀(755)이 동작 시에 외부 하우징(675)에 의해서 덮이지 않도록 보장함으로써, 진공 압력이 방출될 수 있게 한다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 삽입체 배치 및 몰딩 시스템과 함께 사용하기 위한 삽입체 픽업 헤드(866 및 966)의 각각의 추가적인 예시적 실시형태를 도시한다. 이러한 실시형태는 석션 개구부 어레이의 상이한 구성을 삽입체 접촉 면(872, 972) 상에 포함하고, 도 8은 링을 이루는 10개의 개구부로 이루어진 어레이를 가지고, 도 9는 하나의 중앙 개구부를 갖는다. 특정 삽입체 렌즈 포맷에서 어떠한 것이 최적의 공정을 제공하는지에 기초하여 홀의 크기, 위치, 및 수를 최적화하기 위해 홀 패턴을 변경할 수 있다. 예를 들어, 너무 큰 음압은 삽입체 렌즈를 오목하게 할 수 있는 반면, 너무 작은 음압은 픽업 헤드 상의 삽입체 렌즈의 충분한 유지 및 포지셔닝을 제공하지 못할 수 있다. 따라서, 선단부에 대한 삽입체의 접촉을 개선하고 삽입체가 선단부 상에 존재할 때 삽입체의 안정성을 개선하기 위해서, 픽업 헤드의 홀 구성을 변경할 수 있다. 추가적인 실시형태에서, 더 큰 진공 압력으로 렌즈 삽입체를 픽업하고 이어서 배치 및 몰딩 중에 오목화가 발생되지 않도록 매우 낮은 진공 압력으로 전환하기 위해서, 차압 시스템이 선택적으로 제공된다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 삽입체 배치 및 몰딩 시스템과 함께 사용하기 위한 삽입체 픽업 헤드(1066 및 1166)의 각각의 추가적인 예시적 실시형태를 도시한다. 이러한 실시형태는, 전방 면과 후방 면 사이에서 픽업 헤드의 원주방향 측면을 따라서 축방향으로 연장되는, 4개의 압력 릴리프 채널(1077)(도 10) 및 6개의 압력 릴리프 채널(1177)(도 11)을 포함한다.
도 12는 본 발명의 추가적인 예시적 실시형태에 따른 아버 프레스 받침대(arbor press pedestal)(1210) 및 몰드(1240)를 도시한다. 예시적인 적용예에서, 받침대(1210)는, 예를 들어 전술한 실시형태의 지지 기부(20)와 같은, 삽입체 배치 및 몰딩 시스템의 지지 기부의 일부에 부착될 수 있거나 일부를 형성할 수 있다. 받침대(1210)는, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치가 렌즈 삽입체의 배치 및 포지셔닝 중에 몰드와 결합 및 분리될 때 안정성을 개선하기 위한 몰드(1240)의 확실한 록킹 결합을 제공한다. 몰드(1240)는 일반적으로 전술한 실시형태의 몰드(40)와 형태 및 기능이 대체로 유사하고, 도시된 예에서 몰드의 외부 주변부로부터 외측으로 반경방향 또는 측방향으로 연장되는 대각선 방향으로 대향된 한 쌍의 결합 플랜지 또는 날개부(1245)를 포함하는 적어도 하나의 받침대 록킹 결합 및 분리 부재(들)이 추가되어 있다. 받침대(1210)는 상단 표면(1222)을 포함하고, 중앙에 배치된 환형 또는 링 형상의 내부 칼라(1226)가 상단 표면으로부터 위쪽으로 연장된다. 내부 칼라(1226)는, 전술한 실시형태와 유사하게, 받침대에 대한 몰드의 정확한 반경방향 위치 포지셔닝을 위해서 몰드(1240)의 협력 환형 리시버 채널과 결합하는 기능을 한다. 받침대(1210)는 내부 칼라(1226)와 동심적으로 배치되고 상단 표면(1222)으로부터 위쪽으로 연장되는 적어도 부분적으로 환형이거나 또는 링 형상인 외부 록킹 결합 칼라를 추가로 포함한다(도시된 실시형태에서, 2개의 부분적으로 환형인 외부 록킹 결합 칼라 세그먼트 또는 플랜지(1233)가 받침대(1210) 상의 대각선 방향으로 대향되는 위치에 배치됨). 대각선 방향으로 대향되는, 회전 대칭적이고 원주방향으로 배향된 한 쌍의 슬롯(1235)이 상단 표면(1222)과 각각의 칼라 세그먼트(1233) 사이에 형성된다.
예시적인 사용 방식에서, 몰드(1240)는, 예를 들어 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 축방향 동작에 의해서, 아버 프레스 받침대(1210)(도 12a 및 도 12b) 상으로 축방향으로 배치되고, 몰드의 날개부(1245)는 외부 록킹 결합 칼라 세그먼트들 또는 플랜지들(1233) 사이의 대각선 방향으로 대향되는 공간 또는 갭들 내에 배치되어 몰드의 리시버 채널을 받침대의 내부 칼라(1226) 상에 결합시킨다. 이어서, 몰드(1240)는 예를 들어 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 회전 동작에 의해서 회전되거나 비틀리고, 그에 따라 몰드의 날개부(1245)를 받침대(1210)(도 12b 및 도 12c)의 칼라 세그먼트(1233)의 슬롯(1235) 내로 결합시킨다. 슬롯(1235) 내의 날개부(1245)의 결합은 몰드(1240)를 제 위치에 록킹하는 기능을 하고, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치와 몰드의 결합 및 분리에 의한 렌즈 삽입체의 배치 및 포지셔닝 중에 받침대(1210)에 대한 몰드의 축방향 이동을 방지하거나 최소화하는 기능을 한다. 렌즈 삽입체의 배치 후에, 동작을 반전시켜 몰드(1240)를 받침대(1210)로부터 제거할 수 있다.
본원에 개시된 바와 같은 예시적인 방법 및 연관 장비를 이용하여, 온전한 외부 표면이 홀 또는 불연속부를 가지지 않는, 예를 들어 실리콘 하이드로겔(SiHy) 캐리어 렌즈 본체에 의해서 완전히 둘러싸이거나 또는 캡슐화된 강성 가스 투과성(RGP) 렌즈 삽입체를 갖는 하이브리드 콘택트 렌즈와 같은, 하이브리드 콘택트 렌즈를 포함하는 하이브리드 제품을 제조할 수 있다. 예시적인 형태에서, 제조 방법은 렌즈 삽입체를 캐리어 몰드 내의 원하는 위치에 정확하게 배치하기 위해서 특별히 설계된 진공 픽 도구를 사용하고, 그에 따라 온전한 표면의 하이브리드 렌즈가 제조된다. 하이브리드 콘택트 렌즈의 제조 중에 렌즈 삽입체를 정확하게 배치하는 것이 유리하다. 삽입체를 지지하기 위해서 하이브리드 렌즈 몰드의 전방 곡선부 상에서 기둥 구조물을 가지는 것은 하이브리드 렌즈의 표면 상에서 홀을 남길 것이고, 그에 따라 박테리아가 쉽게 번식하게 되어 바람직하지 않다. 본 발명에 따른 예시적인 제조 공정 및 시스템을 이용하여, 기둥 구조물을 이용할 필요 없이, 정확하게 삽입체를 픽업하여 원하는 위치에 배치할 수 있다. 그 결과, 온전한 표면을 갖는 내장 렌즈가 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 일부 예시적인 제조 공정 및 시스템은 일반적인 콘택트 렌즈 제조 공정 및 시스템에 대해 요구되는 최소한의 변경으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 일부 예시적인 제조 공정 및 시스템은, 몰드를 변경할 필요 없이, 통상적인 콘택트 렌즈 몰드를 사용하여 하이브리드 콘택트 렌즈를 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 예시적인 제조 공정 및 시스템을 이용하여, 난시 마스킹, 회절 다초점, 건강 모니터링 또는 다른 목적 및 기능을 위한 차세대 콘택트렌즈 제품을 제조할 수 있다.
내장 요소를 하이브리드 콘택트 렌즈 조립체 내에 배치하는 것과 관련된 반경방향 정확도는 일부 특정 렌즈 조립체의 성능에 있어서 매우 중요하다. 본 발명에 따른 예시적인 장치 및 공정은, 삽입체를 픽업하고 이어서 배치하기 위해서 삽입체 생성 몰드 및 하이브리드 렌즈 조립체 구성 몰드 상에서 동일한 위치 결정 표면(locating surface)을 사용함으로써, 내장 요소의 배치를 매우 정확하게 달성할 수 있다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태는 복잡한 능동적 배치 보정 방식 없이도 높은 반경방향 및 축방향 삽입체 배치 정확도를 달성하는 기계적 배치 솔루션만을 포함한다. 추가적인 예시적 실시형태에서, 능동 축방향 위치 피드백을 동일 고정구와 함께 사용하여, 렌즈 조립체 내의 삽입체의 미크론 수준의 배치 정확도를 보장할 수 있다. 일부 특정 예에서, 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 렌즈 삽입체 계면 표면은 렌즈 삽입체의 후방 측면 설계에 대한 매칭 프로파일을 가질 것이고, 그에 따라 삽입체의 변형(이는 광학 요소에서 중요할 수 있음)이 최소화되고, 진공 밀봉을 형성하여 렌즈 본체 액체 제형이 진공 시스템 내로 유입되는 것을 방지할 것이다. 진공 픽업 헤드는 픽업, 배치, 및 경화 공정을 최적화하기 위해서 하나의 홀 또는 다수의 홀을 포함할 수 있다. 하이브리드 렌즈 조립체 내의 삽입체의 배치는 양호한 반경방향 및 높이 위치를 제어하기 어려운 난제이다. 본 발명의 예시적인 시스템 및 방법은 삽입체 생성 정확도를 활용하여 삽입체의 정확한 배치를 향상시킨다. 예를 들어, 삽입체 렌즈 픽업 헤드의 진공 선단부는, 삽입체 렌즈를 몰드로부터 제거하고, 이를 UV 경화를 위해 제 위치에서 유지하면서, 렌즈 본체 제형 내에 내장될 다른 몰드의 중심에 정확하게 배치할 수 있다. 유리하게는, 본 발명에 따른 일부 예시적인 시스템 및 방법은, 하이브리드 렌즈 제품을 제조하기 위한 종래의 공지된 시스템 및 방법에서 인지된 삽입체 배치 문제에 대해 기계적으로 간단하고 확장 가능한 해결책을 제공한다.
예시적인 실시형태를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서, 다양한 수정, 추가, 및 삭제가 이루어질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
Claims (29)
- 하이브리드 콘택트 렌즈 제품을 제조하기 위해서 렌즈 삽입체를 렌즈 성형 몰드 요소에 대해서 정확하게 포지셔닝하기 위한 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치로서,
상기 렌즈 삽입체의 협력적인 해제 가능한 결합을 위해서 구성된 삽입체 접촉 면, 및 상기 삽입체 접촉 면 내에 형성된 적어도 하나의 석션 개구부를 포함하는 삽입체 픽업 헤드;
상기 삽입체 픽업 헤드를 상기 렌즈 성형 몰드 요소에 대해서 정확하게 위치적으로 포지셔닝하기 위한 적어도 하나의 포지셔닝 특징부를 포함하는 포지셔닝 하우징; 및
상기 삽입체 접촉 면 내에 형성된 상기 적어도 하나의 석션 개구부와 유체 연통되는 석션 도관
을 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 포지셔닝 하우징의 적어도 하나의 포지셔닝 특징부는 렌즈 성형 몰드 요소의 내부 기하학적 구조에 틈새 끼워맞춤 또는 약간의 억지 끼워맞춤되도록 구성되는 포지셔닝 하우징의 외부 기하학적 구조를 포함하는, 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 포지셔닝 하우징의 적어도 하나의 포지셔닝 특징부는 축방향 치수 및 횡방향 치수 모두에서 상기 렌즈 성형 몰드 요소에 대한 상기 삽입체 픽업 헤드의 정확한 위치적 포지셔닝을 제공하는, 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입체 접촉 면은 대체로 볼록한 곡률을 형성하는, 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입체 픽업 헤드를 상기 포지셔닝 하우징에 대해서 위치적으로 조정할 수 있는, 장치. - 제5항에 있어서,
상기 포지셔닝 하우징에 대한 상기 삽입체 픽업 헤드의 위치적 조정은 상기 삽입체 픽업 헤드와 상기 석션 도관 사이의 나사산형 커플링에 의해서 제공되는, 장치. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입체 픽업 헤드는 상기 석션 도관과 유체 연통되는 복수의 석션 개구부를 포함하는, 장치. - 제7항에 있어서,
상기 복수의 석션 개구부들이 원형 어레이로 배치되는, 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입체 픽업 헤드는 적어도 하나의 압력 릴리프 채널을 포함하는, 장치. - 렌즈 삽입체가 렌즈 본체 내에 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈 제품을 제조하기 위한 삽입체 배치 및 몰딩 시스템으로서, 상기 렌즈 삽입체는 제1 재료를 포함하고 상기 렌즈 본체는 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함하고, 상기 삽입체 배치 및 몰딩 시스템은,
렌즈 성형 몰드 요소와 결합되고 상기 렌즈 성형 몰드 요소를 몰드 결합 및 지지 기부에 대해서 실질적으로 고정된 위치에서 유지하도록 구성된 적어도 하나의 몰드 결합 특징부를 포함하는 몰드 결합 및 지지 기부; 및
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치
를 포함하는, 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 몰드 결합 특징부는 상기 몰드 결합 및 지지 기부의 표면으로부터 축방향으로 돌출되는 칼라를 포함하고, 상기 칼라는 상기 렌즈 성형 몰드 요소의 협력적으로 구성된 리시버 내에 결합되도록 구성되는, 시스템. - 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 칼라는 적어도 부분적으로 환형인 구조물을 포함하고, 상기 몰드 결합 및 지지 기부의 대체로 평면형인 상단 표면으로부터 축방향 위쪽으로 돌출하는, 시스템. - 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈 성형 몰드 요소는 내부 기하학적 구조를 형성하는 원주방향 플랜지를 포함하고, 상기 포지셔닝 하우징의 적어도 하나의 포지셔닝 특징부는 상기 원주방향 플랜지의 내부 기하학적 구조 내에 틈새 끼워맞춤 또는 약간의 억지 끼워맞춤되도록 구성되는 포지셔닝 하우징의 외부 기하학적 구조를 포함하는, 시스템. - 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈 성형 몰드 요소를 추가로 포함하는, 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 렌즈 성형 몰드 요소는 적어도 부분적으로 UV 투과성 재료를 포함하는, 시스템. - 제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 렌즈 성형 몰드 요소는 대각선 방향으로 대향된 한 쌍의 결합 날개부를 포함하고, 상기 몰드 결합 및 지지 기부의 적어도 하나의 몰드 결합 특징부는 대각선 방향으로 대향된 한 쌍의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯은 대응 결합 날개부를 수용하도록 구성되는, 시스템. - 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입체 픽업 헤드는 상기 석션 도관과 유체 연통되는 복수의 석션 개구부를 포함하는, 시스템. - 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈 삽입체를 성형하기 위한 삽입체 몰드를 추가로 포함하는, 시스템. - 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치에 의한 픽업을 위해서 상기 렌즈 삽입체를 포지셔닝하기 위한 센터링 지그를 추가로 포함하는, 시스템. - 제10항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 재료를 상기 렌즈 성형 몰드 요소에 전달하기 위한 투입 수단을 추가로 포함하는, 시스템. - 제10항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 재료를 상기 렌즈 성형 몰드 요소 내에서 경화시키기 위한 에너지 전달 수단을 추가로 포함하는, 시스템. - 제10항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 석션 도관을 통해서 석션을 전달하기 위한 진공 공급원을 추가로 포함하는, 시스템. - 제10항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입체 픽업 헤드를 상기 렌즈 성형 몰드 요소에 대해서 포지셔닝하도록 구성된 센서 및 피드백 제어기를 추가로 포함하는, 시스템. - 제23항에 있어서,
센서는 저간섭 간섭계 센서를 포함하는, 시스템. - 렌즈 삽입체가 렌즈 본체 내에 내장된 하이브리드 콘택트 렌즈 제품을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 렌즈 삽입체는 제1 재료를 포함하고 상기 렌즈 본체는 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함하며, 상기 방법은,
제1 재료를 포함하는 렌즈 삽입체를 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 삽입체 접촉 면 상에 해제 가능하게 결합시키는 단계;
상기 제1 재료와 상이한 제2 재료의 제1 양을 렌즈 성형 몰드 요소의 몰드 수용부 내로 전달하는 단계;
상기 렌즈 성형 몰드 요소의 몰드 수용부 내의 제2 재료의 제1 양과 접촉하도록 상기 렌즈 삽입체를 정확하게 포지셔닝하는 단계로서, 상기 렌즈 삽입체의 정확한 포지셔닝이, 적어도 부분적으로, 상기 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 포지셔닝 하우징의 적어도 하나의 포지셔닝 특징부와 상기 렌즈 성형 몰드 요소 사이의 위치적 상호 작용에 의해서 제어되는, 단계;
상기 렌즈 삽입체를 상기 삽입체 접촉 면과의 결합으로부터 해제하는 단계;
상기 제2 재료의 제2 양을 상기 렌즈 성형 몰드 요소의 몰드 수용부 내로 전달하여 상기 렌즈 삽입체를 상기 제2 재료 내에서 캡슐화시키는 단계; 및
상기 제2 재료를 경화시켜 상기 렌즈 삽입체가 상기 렌즈 본체 내에 캡슐화된 렌즈 본체를 성형하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제25항에 있어서,
상기 렌즈 삽입체를 상기 삽입체 접촉 면과의 결합으로부터 해제하는 단계 전에, 상기 몰드 수용부 내의 상기 제2 재료의 제1 양을 적어도 부분적으로 경화시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법. - 제25항 또는 제26항에 있어서,
상기 렌즈 삽입체는, 상기 삽입체 접촉 면 내의 적어도 하나의 석션 개구부를 통한 석션의 전달에 의해서, 상기 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치의 삽입체 접촉 면 상에 해제 가능하게 결합되는, 방법. - 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈 삽입체를 정확하게 포지셔닝하는 단계는, 적어도 부분적으로, 상기 삽입체 배치 및 포지셔닝 장치를 상기 렌즈 성형 몰드 요소에 대해서 포지셔닝하도록 구성된 센서 및 피드백 제어기에 의해서 제어되는, 방법. - 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈 성형 몰드 요소를 몰드 결합 및 지지 기부에 결합시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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