TW201837549A - 用於具有客製化外觀之生物醫學裝置的方法及設備 - Google Patents

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Abstract

本文描述依要求形成具有美觀元件之隱形眼鏡的設計、設備、及方法。在一些實例中，界定美觀態樣之方法包括列印圖案。其他實例包括可提供依曝露至電磁輻射而圖案化之光致變色或熱致變色元件。在一些進一步實例中，在隱形眼鏡中之經賦能組件可提供美觀特性。

Description

用於具有客製化外觀之生物醫學裝置的方法及設備
本發明係關於建構及提供用於隱形眼鏡之美觀內容的方法及設備，連同用以提供個體彼功能性的設備及方法。
隱形眼鏡就是放置於眼睛上的鏡片。隱形眼鏡被視為醫療裝置並可經配戴以矯正視力並/或用於妝飾用或其他治療原因。從1950年代起，隱形眼鏡已商品化使用，用來改善視力。早期的隱形眼鏡係由硬性材料製造或加工而成，相對較為昂貴並且脆弱。此外，加工製成這些早期隱形眼鏡的材料不允許足夠的氧氣通過隱形眼鏡傳輸到結膜和角膜，此有可能引起許多不良臨床效應。雖然這些隱形眼鏡仍在使用，但是其剛開始的舒適性較差，因此並不適合所有患者。該領域的後續發展產生了基於水凝膠的軟式隱形眼鏡，該等軟式隱形眼鏡在當今極為流行且被廣泛使用。當今可得的聚矽氧水凝膠隱形眼鏡結合了具有極高透氧度之聚矽氧的效益、與水凝膠經證實的舒適度和臨床性能。基本上，與由早期硬性材料製成的隱形眼鏡相比，這些基於聚矽氧水凝膠的隱形眼鏡具有更高的透氧度值，並且配戴起來通常更舒適。另一方面，剛性透氣硬式隱形眼鏡(rigid gas permeable hard contact lens)係由含矽氧烷的聚合物製成，但比軟式隱形眼鏡更硬，且因此能保持其形狀且更為耐用。
目前可得的隱形眼鏡在視力矯正上仍為符合成本效益的手段。此薄型塑膠鏡片適配於眼睛角膜上方以矯正視力缺陷，包括近視或近視眼、遠視或遠視眼、散光(即，角膜的非球面性)、及老花(即，水晶體失去調變能力)。隱形眼鏡有許多形式且以各種材料製成，以提供不同的功能。日戴型軟式隱形眼鏡一般而言是由軟質聚合物材料製成，這些材料並與水結合以提供透氧性。日戴型軟式隱形眼鏡可為日拋式或長戴拋棄式。日拋式隱形眼鏡通常在配戴一日後即丟棄，而長戴式拋棄式隱形眼鏡則通常可配戴至多三十日以上。經著色軟式隱形眼鏡使用不同材料以提供不同功能。例如，可見性染色隱形眼鏡(visibility tint contact lens)使用淺色染色來協助配戴者找到掉落的隱形眼鏡；增強染色隱形眼鏡(enhancement tint contact lens)具有透明或半透明的染色意欲增強配戴者眼睛天生的顏色；變色用染色隱形眼鏡(color tint contact lens)包含不透明的染色意欲改變配戴者眼睛的顏色；而濾光用染色隱形眼鏡(light filtering tint contact lens)的作用以增強某些顏色同時弱化其他顏色。雙焦距隱形眼鏡(bifocal contact lens)及多焦距隱形眼鏡(multifocal contact lens)係專為老花患者所設計，並且有軟式與硬式兩種。複曲面隱形眼鏡(toric contact lens)係專為散光患者所設計，並也有軟式與硬式兩種。也有結合以上不同態樣之組合式鏡片，例如混合式隱形眼鏡(hybrid contact lens)。
妝飾用隱形眼鏡可包含由一或多個元件組成的圖案，其完全或更佳地部分上覆配戴者的虹膜。這些鏡片亦可包含一緣環(limbal ring)。一緣環基本上係一環狀色帶，當鏡片在眼睛上且置中時，會部分或完全上覆鏡片配戴者的鞏膜與角膜接面處的角膜緣區 (limbal region)。含有一緣環可使虹膜顯得比原本更大、更暗、並/或更分明。緣環與虹膜圖案的組合使眼睛上的鏡片外觀更自然。換言之，一虹膜圖案允許該緣環搭配配戴者眼睛自然融合，且一虹膜圖案及一緣環之組合建立融合、深度、對比度、及明晰度。
其他妝飾用隱形眼鏡著重於鞏膜，而非虹膜，或其他妝飾用隱形眼鏡除了虹膜外亦著重於鞏膜。例如，一隱形眼鏡可包含一經著亮色周邊部分(即，虹膜區外部)，其可係不透明、半不透明、並/或半透明。該亮部分可自角膜緣之邊緣延伸至隱形眼鏡之邊緣，建立更明亮或更白鞏膜的印象。這些隱形眼鏡亦可包括一緣環(如上文所述)，這些隱形眼鏡可使虹膜顯得比原本更大、更暗、並/或更分明。
隨著用於隱形眼鏡之製造技術的發展，客製化鏡片可在較低的成本下易於獲得。既然此客製可關於鏡片之幾何，例如依一個人處方建構鏡片，那麼進一步的客製選項亦係可能的。彼等可能的客製選項之一實例可包括美觀選項，而非純功能性或幾何選項。值得注意的美觀需求可包括隱形眼鏡之著色；此可達成對於配戴者的多種美觀品質，包括改變配戴者的外觀眼精顏色、或使眼精具有特別的及可能複雜的美觀圖案。
歸因於客製化鏡片之成本減少及可製造性增加，彼等藉以銷售之構件具有類似的發展。作為一值得注意的實例，在全世界許多部分中圖案化鏡片在十幾歲女孩中係特別受歡迎的。許多此等女孩使用不具任何視力矯正的鏡片，該等鏡片之功能係純粹美觀的。存在於購物中心及百貨商店中之零售店及販賣部可販賣數以千計的不同基於美觀的鏡片，其允許大量選擇。此等鏡片可能不總是最高品質，但其訴求可係其相對獨特性。相對輕鬆地，個人可擁有與其所有朋友不 同的一組鏡片。存在如此多選項以致於對使用者的朋友而言，甚至尋找相同的一對鏡片可能是困難的，此獨特性(事實上該特別的圖案可係「它們的」)係有用的。然而，可能存在進一步增強使用者獲得獨特設計能力的需求，及甚至參與鏡片設計的可能性。
如稍早所提及，當前所提供的鏡片可能存在品質上的一些減損。關於此，用以提供美觀客製同時亦提供高位準品質之能力係所欲的。此類鏡片可提供美觀態樣同時保護此類品質態樣為使用者舒及安全。
近來科技之可親性，自以按壓一按鈕而即時線上存取幾乎任何地方都有的電視節目，至在家中舒舒服服地允許用於客製化3D物品之列印的積層製造，科技已發展而給予消費者依要求取得其要求的產品或服務的能力。提供以類似方法來提供具有美觀特徵連同高品質與安全的客製化高品質鏡片可係所欲的。
因此，在本文中描述針對用以建構具有美觀特徵之客製化隱形眼鏡之裝置的設計及方法。
一通常態樣包括允許使用者美化一隱形眼鏡或隱形眼鏡組之裝置。此美化鏡片之程序可包括列印或以其他方式分配油墨或其他染料，該油墨或其他染料係著色的、磷光的、發光的、或以其他方式而能夠導致隱形眼鏡在多種光波長下的可見變化。
一通常態樣包括一隱形眼鏡裝置，其包括：一水凝膠基座，其中該水凝膠基座之一下表面經定形狀以舒適地配適於一使用者之角膜之一表面上；及一元件，其賦予一色彩至該隱形眼鏡之一本體內之一位置，其中該賦予一色彩之元件之該位置及在彼位置之該色彩 之一性質係藉由該使用者以顯示一色彩圖案之一影像的一軟體程式之互動而判定。
實施方案可包括下列特徵之一或多者。隱形眼鏡裝置其中該賦予一色彩之元件的位置之判定係在該賦予一色彩之元件被放置之前進行。賦予一色彩之元件可使用油墨以賦予該色彩。在一些實例中，該油墨係以一噴墨印表機列印至該隱形眼鏡上。在其他實例中，該油墨係藉由一針放置於該隱形眼鏡內。在一實施例中，該賦予一色彩之元件包括一光致變色染料。針對具有光致變色染料之實施例，該染料可藉由對紫外線輻射之一曝露而改變色彩。隱形眼鏡裝置進一步包括一第二聚合材料層，其中該第二聚合材料層置於該賦予一色彩之元件上面，且連同該水凝膠基座封裝該賦予一色彩之元件。
在一些實施例中，隱形眼鏡裝置包括一插件裝置，其中該插件裝置經封裝於該水凝膠基座內，且其中該插件裝置包括嵌入式微粉化聚合物片件，其中一光致變色染料係位於該微粉化聚合物片件內。該微粉化片之大小範圍可自數十奈米至大約100微米。為了賦予包含微粉化片之隱形眼鏡一圖案，可使用一隱形眼鏡圖案成像裝置，其可控地照射包含一光致變色染料之微粉化聚合物片的選擇區域。在一些實例中，該隱形眼鏡圖案成像裝置包括放射紫外光譜之一光源。該隱形眼鏡圖案成像裝置亦可具有功能，其中該光源提供在一紫外光區中之多個離散頻帶之輻射的來源，且其中該多個離散頻帶之輻射係用以在該隱形眼鏡中的該圖案內圖案化多個不同色彩。隱形眼鏡圖案成像裝置可包括不同類型之影像設備，包括一包括一液晶材料層之光強度調節器。在此等實例中，該液晶材料層置於電極之間，且施加至該等電極之一電信號調節在由該等電極限界之一區域中通過該成像裝 置之光之一強度。在一些實例中，隱形眼鏡圖案成像裝置可使用一DMD裝置以控制在該隱形眼鏡之選擇位置之光強度。
在一些實施方案中，形成一客戶圖案化隱形眼鏡之方法可包括藉由列印一油墨在一隱形眼鏡基座而賦予一著色劑至該隱形眼鏡基座。在一變化中，賦予該著色劑至該隱形眼鏡基座係藉由以針穿透該隱形眼鏡基座實施，其中該針以一油墨塗佈。
在一些實施方案中，賦予該著色劑至該隱形眼鏡基座之方法係藉由照射一光致變色染料實施，其中該光致變色染料係位於該隱形眼鏡基座之一本體內。在類似實施方案中，賦予該著色劑至該隱形眼鏡基座之方法係藉由照射一熱致變色染料實施，其中該熱致變色染料係位於該隱形眼鏡基座之一本體內。所描述技術之實施方案可包括硬體、一方法或程序、或在一電腦可存取媒體上之電腦軟體。
一通常態樣包括一隱形眼鏡圖案成像裝置，其中該隱形眼鏡圖案成像裝置包括下列：一容器，其經組態以固持一含有一對隱形眼鏡基座之包裝，其中該隱形眼鏡基座包括一埋入式光致變色染料，且其中該容器固持該對隱形眼鏡基座於一經對準位置；一光源，其中該光源係位於該隱形眼鏡圖案成像裝置內，在用以照明該對隱形眼鏡基座之一位置中，該對隱形眼鏡基座在彼等之經對準位置中；一光強度調節器，其中該光強度調節器在一圖案中遮蔽部分來自該光源的該光；一控制器，其中該控制器發送控制資訊至該光強度調節器以開啟或關斷在該光強度調節器內之元件以形成該圖案；及一通訊裝置，其中該通訊裝置接收資料通訊並傳遞其至該光強度調節器上。此態樣之其他實施例包括對應之電腦系統、設備、及記錄在一或多個電腦儲存裝置上之電腦程式，其各自經組態以該方法之動作。
實施方案可包括下列特徵之一或多者。該隱形眼鏡圖案成像裝置可包括一光源，其提供紫外線輻射的來源。該隱形眼鏡圖案成像裝置可包括一光源，其提供在一紫外光區中之多個離散頻帶之輻射的來源，且其中該多個離散頻帶之輻射係用以在該隱形眼鏡中的該圖案內圖案化多個不同色彩。該隱形眼鏡圖案成像裝置可包括一光強度調節器，其包括一液晶材料層，其中該液晶材料層置於電極之間，且施加至該等電極之一電信號調節在由該等電極限界之一區域中通過該成像裝置之光之一強度。該隱形眼鏡圖案成像裝置可包括一光強度調節器，其包括一DMD裝置。
一通常態樣包括一隱形眼鏡圖案化裝置，其包括：一容器，其經組態以固持含有一對隱形眼鏡基座之一包裝，其中該隱形眼鏡基座包括一表面處理，該表面處理令該表面對油墨液滴為黏著的；一第一印刷頭列印元件，其中該第一印刷頭列印元件係位於該隱形眼鏡圖案化裝置內在用以直接列印在對準位置之該對隱形眼鏡基座上之一位置，且其中該第一印刷頭列印元件列印油墨；一第二印刷頭列印元件，其中該第二印刷頭列印元件係位於該隱形眼鏡圖案化裝置內在用以直接列印在對準位置之該對隱形眼鏡基座上之一位置，且其中該第二印刷頭列印元件列印一反應性單體混合物；一控制器，其中該控制器發送控制資訊至該印刷頭以開啟或關斷在該印刷頭內之元件以形成油墨液滴之一圖案；及一通訊裝置，其中該通訊裝置接收資料通訊至該控制器中。此態樣之其他實施例包括對應之電腦系統、設備、及記錄在一或多個電腦儲存裝置上之電腦程式，其各自經組態以該方法之動作。
一通常態樣包括在一隱形眼鏡內形成一圖案之方法，該方法包括：形成一隱形眼鏡基座，其中該形成包括模製；放置該隱形 眼鏡基座進入用於儲存之一包裝中；與一設計系統互動以選擇一圖案設計；賦予一著色劑至該隱形眼鏡基座；沉積一單體混合物在該隱形眼鏡基座上，其中該單體混合物圍繞該著色劑之一經曝露表面；及藉由聚合作用固定該單體混合物。此態樣之其他實施例包括對應之電腦系統、設備、及記錄在一或多個電腦儲存裝置上之電腦程式，其各自經組態以該方法之動作。
一通常態樣包括在一隱形眼鏡中顯示一圖案之方法，其包括：形成包括一插件裝置之一隱形眼鏡，該插件裝置包括一賦能元件；一電活性層，其包括由一第一電極及一第二電極圍繞之一經對準液晶材料，其中跨該第一電極及該第二電極之一電位之一施加改變該液晶材料之分子的一定向，其減少電磁輻射通過隱形眼鏡之一透射，且其中該電活性層係位於該隱形眼鏡之一非光學區；一控制器，其中該控制器控制跨該第一電極及該第二電極施加之該電位；及一通訊裝置，其中該通訊裝置接收關於一圖案之資料，該資料決定該電位是否藉由該控制器施加；自一外部裝置傳送一通訊至在該隱形眼鏡內之該通訊裝置；及放置該隱形眼鏡在一使用者之一眼睛上。此態樣之其他實施例包括對應之電腦系統、設備、及記錄在一或多個電腦儲存裝置上之電腦程式，其各自經組態以該方法之動作。
100‧‧‧隱形眼鏡
110‧‧‧隱形眼鏡
120‧‧‧美觀修飾
210‧‧‧美觀元件
215‧‧‧基座層
220‧‧‧頂塗佈層
231-237‧‧‧步驟
240‧‧‧印刷頭
241‧‧‧移動
242‧‧‧列印頭元件
243‧‧‧液滴
244‧‧‧隱形眼鏡
250‧‧‧印刷頭
251‧‧‧移動
252‧‧‧列印頭元件
253‧‧‧液滴
254‧‧‧圖案
270‧‧‧頂塗佈層
280‧‧‧第二美觀元件
300‧‧‧商業實體
310‧‧‧服務代理人
320‧‧‧客戶
330‧‧‧列印系統
340‧‧‧臥室
350‧‧‧個人電腦、平板電腦、或智慧型裝置
360‧‧‧印表機
410‧‧‧包裝
420‧‧‧空白鏡片
430‧‧‧印刷頭
440‧‧‧移動元件
450‧‧‧移動致動器元件
460‧‧‧通訊元件
470‧‧‧有線連接
480‧‧‧無線通訊
501‧‧‧光活性元件
502‧‧‧頂隱形眼鏡層/鏡片封裝層
503‧‧‧基本隱形眼鏡層/鏡片封裝層
510‧‧‧包裝
515‧‧‧鏡片基座
520‧‧‧貯器
525‧‧‧閥
530‧‧‧致動機構
535‧‧‧具有控制器及通訊功能之賦能元件
540‧‧‧有線連接
545‧‧‧無線通訊
550‧‧‧聚焦系統
555‧‧‧成像元件
560‧‧‧經準直UV光
565‧‧‧UV輻照源
580‧‧‧光致變色或熱致變色元件
590‧‧‧照射設備
610‧‧‧移動
620‧‧‧針
630‧‧‧頂層
635‧‧‧鏡片基座層
700‧‧‧隱形眼鏡插件
705‧‧‧電路
711‧‧‧基材
714‧‧‧互連
720‧‧‧光學區
725‧‧‧互連特徵
750‧‧‧隱形眼鏡
755‧‧‧裙件
770‧‧‧電活性圖案化元件陣列
從以下對本發明較佳實施例之更具體敘述中，如所附圖式所繪示，將更清楚明白本發明之前述及其他特徵與優勢。
圖1A至圖1G繪示具有美觀特徵之例示性鏡片。
圖2A繪示具有美觀特徵之一例示性鏡片的一剖面特寫圖。
圖2B繪示用於生產具有美觀特徵之一例示性鏡片之一例示性方法的流程圖。
圖2C繪示列印一美觀特徵在一例示性鏡片上之一例示性設備的特寫圖。
圖2D繪示列印一塗層在具有美觀特徵之一例示性鏡片的上表面之一例示性設備的特寫圖。
圖2E繪示具有美觀特徵之一例示性鏡片的一剖面特寫圖，該美觀特徵包含多個層。
圖3A繪示提供數位列印之美觀鏡片的一例示性商業位置。
圖3B繪示使用數位美觀鏡片列印設備之一例示性家庭位置。
圖4繪示一例示性自含式數位美觀鏡片列印設備。
圖5A繪示包含光致變色或熱致變色染料之一鏡片基座的一例示性剖面圖。
圖5B繪示用於含有包含光致變色或熱致變色染料之鏡片基座的一例示性包裝。
圖5C繪示用於在包含光致變色或熱致變色染料之一鏡片中建立一美觀特徵之一例示性設備。
圖5D繪示包含光致變色或熱致變色染料之一鏡片基座之一例示性剖面圖，其中一些染料區域已經處理以具有一色彩。
圖6A繪示使用一針陣列輸送一美觀圖案至一隱形眼鏡之一設備。
圖6B繪示藉由針處理埋入色彩之一鏡片基座之一例示性剖面圖。
圖7A繪示包含一電活性圖案化裝置之一插件裝置之一例示性視圖。
圖7B繪包含圖7A之插件之一例示性鏡片。
已揭示用以建構及/或美化客製化隱形眼鏡之一裝置的多種實施例之設計及方法。實例之說明僅為例示性實施例，且所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解各種修改及變更。因此，實例並未限制本申請案之範圍。
名詞解釋
在說明和以下的申請專利範圍中，可被使用的各種用語將應用如下定義：如本文中所使用，「光化輻射(Actinic Radiation)」係指能夠啟動一化學反應的輻射。
如本文中所使用，「弧形」係指如一弓的一曲線或彎曲。
如本文中所使用，「DMD」(數位微反射鏡裝置)係指一雙穩態空間光調節器，由一可移動微反射鏡陣列所組成，其功能地設置於一CMOS SRAM上。各反射鏡係獨立控制，其控制係藉由將資料載入至該反射鏡下方的記憶體單元以引導反射光，從而將視訊資料的像素空間映射至顯示器上的像素。該資料以二進位方式靜電控制該反射鏡之傾角，其中該反射鏡狀態為+X度(開)或-X度(關)之其中一者。針對當前的裝置，X可為10度或12度(標稱)之其中一者。藉由打開狀態之反射鏡所反射的光接著傳遞通過一投射鏡片並投射至一螢幕上。光經反射離開以建立一暗視場及界定該影像的黑色位準底值(black-level floor)。藉由足夠快至觀察者可整合的速率在開及關位準間進行灰階調節以建立影像。該DMD(數位微反射鏡裝置)有時為DLP投影系統。
如本文中所使用，「DMD指令檔(Script)」指用於空間光調節器的控制協定及任何系統組件的控制信號，例如，一光源或濾光輪，其中可包括時間上之一序列串指令序列。使用DMD縮寫並不意指限制該用語使用於任何一特定類型或大小的空間光調節器。
如本文中所使用，「定影輻射」係指光化輻射足以使聚合與交聯作用之一或多者實質上發生於所有包含一鏡片前驅物或鏡片之反應性混合物。
如本文中所使用，「流動鏡片反應性介質」意指一反應性混合物在其原始形式、反應形式或部份反應形式下為可流動，該介質經進一步加工而形成一眼用鏡片的部件。
如本文中所使用，「凝膠點」應指首次觀察到一凝膠或不溶部分的點。凝膠點係液體聚合混合物變成固體時的轉化程度。凝膠點可用索氏實驗(soxhlet experiment)判定：於不同時間點停止聚合物反應，分析所得的聚合物以判定殘餘不溶聚合物的重量分率。該資料可用於外推沒有凝膠存在的時間點。沒有凝膠存在的時間點即為凝膠點。該凝膠點亦可藉由分析反應混合物於反應期間的黏度而判定。使用平行板流變計可測量板與板之間反應混合物的黏度。對用於聚合作用之波長下的輻射而言，至少一板件應為透明。黏度趨於無限大時，此點即為凝膠點。針對一給定之聚合物系統及特定之反應條件，凝膠點發生在相同的轉化程度。
如本文中所使用，「鏡片(Lens)」係指任何駐留於眼睛之內或之上的眼用裝置。這些裝置可提供光學矯正或可為妝飾性。例如，用語鏡片可指一隱形眼鏡、人工水晶體、覆蓋鏡片(overlay lens)、眼插件(ocular insert)、光學插件(optical insert)或其他之類似裝置，透過鏡片可矯正或修正視力，或在不阻礙視力的情況下可妝飾 性地改善(例如虹膜顏色)眼睛生理。在一些實施例中，本發明較佳的鏡片係由聚矽氧彈性體或水凝膠所製成的軟式隱形眼鏡，其包含但不限於聚矽氧水凝膠及氟水凝膠(fluorohydrogel)。
如本文中所使用，「鏡片前驅物」意指由一鏡片前驅物形式及與該鏡片前驅物形式接觸的一流動鏡片反應性混合物所組成的複合物體。例如，在一些實施例中，流動鏡片反應性介質在反應性混合物的體積內產生一鏡片前驅物形式之過程中形成。自用於生產該鏡片前驅物形式的一反應性混合物體積中分離該鏡片前驅物形式及黏附之流動鏡片反應性介質，可產生一鏡片前驅物。此外，一鏡片前驅物可藉由移除顯著量流動鏡片反應性混合物或使顯著量流動鏡片反應性媒介轉換為非流動之合併材料之其中一者轉化為不同實體。
如本文中所使用，「鏡片前驅物形式」意指具有至少一光學品質表面之非流動物體，其與經進一步處理後併入一眼用鏡片者一致。
如本文中所使用，「鏡片成形混合物」、「反應性混合物」、或「RMM」(反應性單體混合物)係指可硬化與交聯或交聯以形成一眼用鏡片的單體或預聚合物材料。多種實施例可包括具有一或多個添加劑的鏡片成形混合物，該添加劑諸如：UV阻斷劑、染劑、光起始劑或催化劑，及其他可能欲加入眼用鏡片(諸如隱形眼鏡或人工水晶體)之添加劑。
如本文中所使用，「模具」係指可被用來使未固化配方形成鏡片的剛性或半剛性物體。一些較佳的模具包括形成前曲面模具部件及後曲面模具部件的兩個模具部件。
如本文中所使用，「光學區(optical zone)」係指眼用鏡片中，眼用鏡片之配戴者透過其觀看之一區域。
「自模具脫模(released from a mold)」意指鏡片係完全自模具分離，或僅鬆弛地貼附，使得稍微搖動或使用拭子(swab)推出即可移除鏡片。
如本文中所使用，「X凝膠」係一交聯反應性混合物的化學轉化程度，在該程度時該凝膠分率變成大於零。
隱形眼鏡之例示性美觀修飾
現在參照圖1A，圖中繪示例示性非妝飾用隱形眼鏡100之平面圖。隱形眼鏡100包含：一光學區帶102；一周邊區帶104，其圍繞光學區帶102；一後曲表面，其經設計以當配戴時接觸個人眼睛；及一前曲表面，其與該後曲表面相對。光學區帶102係可透過其獲得視力矯正的隱形眼鏡100之部分。換言之，光學區帶102提供視力矯正並且針對特定需求而設計，諸如單一視力近視或遠視矯正、散光視力矯正、雙焦距視力矯正、多焦距視力矯正、定製矯正、或任何其他提供視力矯正之設計。周邊區帶104圍繞光學區帶102並且提供在眼睛上的隱形眼鏡100的機械穩定性。換言之，周邊區帶104提供隱形眼鏡100在眼睛上之定位或穩定化(包括共軸與定向)的機械特徵。當光學區帶102包括非旋轉對稱特徵時，諸如散光矯正及/或高階像差矯正，定向就非常重要。在一些隱形眼鏡設計中，可利用介於光學區帶102與周邊區帶104之間之一可選的中間區帶。該可選的中間區帶確保光學區帶102與周邊區帶104平滑地融合。
圖1A中繪示之隱形眼鏡100係圓形，但可為任何用於隱形眼鏡之便利形狀，諸如橢圓形或截圓形。除了圓形或非圓形外，隱形眼鏡100可係平面或非平面。
一妝飾用隱形眼鏡經設計以增強或改變其上配戴有隱形眼鏡的眼睛外觀。雖然不是必要項，但是亦可利用妝飾用隱形眼鏡來矯正折射誤差(refractive error)。此外，妝飾用隱形眼鏡亦可具有直接的醫療應用，例如，復原受損眼睛的外觀。遭受無虹膜畸形(aniridia)、虹膜不存在、瞳孔變形(dyscoria)、虹膜受損、及/或角膜弓(arcus senilis)受損、或角膜老年環(arcus senilus corneae)受損、角膜緣區域明亮異常或變色異常的個人，可利用將給出完整虹膜外觀的經著色隱形眼鏡。妝飾用隱形眼鏡可包括半透明/透明增色、色料、不透明色料、人工虹膜圖案、緣環、鞏膜增亮色料、及/或前述之任何組合。
更具體而言，可利用妝飾用隱形眼鏡以使鞏膜增亮並/或具有一緣環之一圖案，該緣環用以增強配戴者虹膜的明晰度，導致對於隱形眼鏡配戴者的觀察者而言，虹膜顯得更大。此外，妝飾用隱形眼鏡可具有完全或較佳地部分上覆配戴者虹膜上的額外圖案元件。可利用妝飾用隱形眼鏡來增強深色眼睛的個人虹膜，但亦可使用妝飾用隱形眼鏡來增強淺色眼睛的個人虹膜。
參照圖1B，其繪示先前已經由本揭露之發明實體所描述之隱形眼鏡110的美觀修飾之一實例。本實例繪示經列印在一插件上面之一例示性虹膜圖案，該插件經封裝至一水凝膠裙件以形成一隱形眼鏡，如在本文中較詳細說明。當一使用者配戴該隱形眼鏡時，內部電子及賦能組件係由該虹膜圖案美觀地覆蓋。
在其他實例中，在隱形眼鏡中經列印圖案可僅具有於配戴時提供一外觀之功能，可經列印在不具有內部組件之隱形眼鏡本體上。參照圖1C，其繪示具有美觀修飾120之一隱形眼鏡，其中該美觀修飾可係一實心列印圖案，其可給出大瞳孔之印象。
如先前所提及，針對美觀圖案化，存在巨大數量的圖案可施加至隱形眼鏡。參照圖1D、1E、及1F，其繪示虹膜圖案的多種變化，該等變化具有筆觸(brush stroke)130、線圖案140、線圖案與幾何形狀之組合150。此等圖案可造成比如圖1B及圖1C所示較標準美觀修飾之一些更人為的鏡片外觀。
可找到對具有預設計的美觀圖案化之鏡片的製造的進一步實現，如2015年4月15日申請之美國專利申請案第14/687321號中所闡述，該案以引用方式併入本文中。
圖案可經形成只具有圖案而不具有參考類似虹膜圖案之正常特徵。參照圖1G，其繪示寫實圖案160之一實例。在許多實例中，當其他人注視其眼睛時，單色或多色彩之任意圖案可經製造以賦予使用者一獨特外觀。如稍早所提及，此類美觀鏡片之實例可經形成其中存在對隱形眼鏡之光學修飾特性，該鏡片僅可使用以賦予美觀效果。
具有美觀內容之舒適隱形眼鏡之製造
參照圖2A，其繪示具有美觀內容之鏡片的例示性橫剖面。鏡片之一基座層215可經形成至一鏡片本體中。該形成可以多種方式發生在隱形眼鏡之標準製造中，包括可聚合材料在模具表面之間之模製以適合於隱形眼鏡之形式形成一經定形本體。
可使用以形成基座層215之材料可存在多種類型。在一些實例中，一較佳基座材料及在隱形眼鏡中具有插件裝置之其他實例中，一封裝材料可包括含聚矽氧組分。「含聚矽氧組分(silicone-containing component)」是在單體、大分子單體或預聚合物中含有至少一[-Si-O-]單元者。較佳為，在含聚矽氧組分中存在的總Si和接上 的O，其量相較於含聚矽氧組分之總分子量超過約20重量百分比，且更佳為超過30重量百分比。有用的含聚矽氧組分較佳為包含可聚合官能基，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙烯基、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯醯胺、以及苯乙烯基官能基。
在一些實例中，圍繞著插件、亦稱為插件封裝層的眼用鏡片裙件可包含標準水凝膠眼用鏡片配方。具有可對許多插件材料提供可令人接受之匹配之特性的例示性材料可包括Narafilcon族(包括Narafilcon A與Narafilcon B)、以及Etafilcon族(包括Etafilcon A)。較技術性的說明遵循與本文技術一致之材料的本質。所屬技術領域中具有通常知識者將認知到，所述者除外的其他材料也可形成密封與囊封之插件的可接受的外殼或部分外殼，且應將該等其他材料視為一致並予含括在申請專利範圍的範疇內，且藉由相同邏輯可形成一可接受之基座層在不具插件之隱形眼鏡的實例上。
合適之含聚矽氧組分包括式I之化合物 其中R1係獨立地選自單價反應性基團、單價烷基、或單價芳基，任何前述者可進一步包含選自羥基、胺基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、碳酸酯、鹵素或其組合的官能性；以及包含1至100個Si-O重複單元之單價矽氧烷鏈，其可進一步包含選自烷 基、羥基、胺基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、鹵素或其組合的官能性；其中b=0至500，其中應理解當b不等於0時，b為具有等同於一指定值之模式的分佈；其中至少一R1包含單價反應性基團，且在一些實施例中介於一至3個R1包含單價反應性基團。
如本文中所使用，「單價反應性基團」為可進行自由基及/或陽離子聚合作用的基團。自由基反應性基團之非限定實例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、(甲基)丙烯酸C1-6烷酯、(甲基)丙烯醯胺、C1-6烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯內醯胺、N-乙烯醯胺、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-乙烯基胺基甲酸酯及O-乙烯基碳酸酯。陽離子反應性基團的非限制性實例包括乙烯基醚或環氧基團與其混合物。在一個實施例中，自由基反應性基團包含(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺、及其混合物。
合適的單價烷基和芳基包括未經取代之單價C1至C16烷基、C6至C14芳基，例如經取代和未經取代之甲基、乙基、丙基、丁基、2-羥丙基、丙氧丙基、聚乙烯氧丙基，其組合等等。
在一實例中，b為0，一個R1為單價反應性基團，且至少3個R1係選自具有一至16個碳原子的單價烷基，且在另一實例中係選自具有一至6個碳原子的單價烷基。本實施例之聚矽氧組分的非限定實例包括2-甲基-,2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽基)氧基]二矽氧烷基]丙氧基]丙基酯(「SiGMA」)、 2-羥基-3-甲基丙烯醯氧丙基氧丙基-參(三甲基矽氧基)矽烷(2-hydroxy-3-methacryloxypropyloxypropyl-tris(trimethylsiloxy)silane)、3-甲基丙烯醯氧丙基參(三甲基矽氧基)矽烷(「TRIS」，3-methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane)、3-甲基丙烯醯氧丙基雙(三甲基矽氧基)甲基矽烷、及3-甲基丙烯醯氧丙基五甲基二矽氧烷(3-methacryloxypropylpentamethyl disiloxane)。
在另一實施例中，b為2至20、3至15或在一些實施例中為3至10；至少一個末端R1包含單價反應性基團，而其餘R1係選自具有1至16個碳原子的單價烷基，而在另一個實施例中係選自具有1至6個碳原子之單價烷基。在又一實施例中，b為3至15，一末端R1包含一單價反應性基團，另一末端R1包含具有1至6個碳原子的單價烷基，且剩下的R1包含具有1至3個碳原子的單價烷基。本實施例之聚矽氧組分的非限制性實例包括(單-(2-羥基-3-甲基丙烯醯氧丙基)-丙基醚封端的聚二甲基矽氧烷(400至1000MW)(「OH-mPDMS」)、單甲基丙烯醯氧丙基封端之單正丁基封端的聚二甲基矽氧烷(800至1000MW)(「mPDMS」)。
在另一實例中，b為5至400或從10至300，兩個末端R1皆包含單價反應性基團，而剩下的R1係獨立選自具有1至18個碳原子的單價烷基，其在碳原子間可具有醚鍵聯，並且可進一步包含鹵素。
在一實例中，在期望一聚矽氧水凝膠鏡片時，本發明之鏡片將由以下條件之反應混合物製成：基於製成該聚合物之反應性單 體組分之總重量，包含至少約20重量百分比且較佳的是介於約20至70重量百分比之間之含聚矽氧組分。
在另一實施例中，一至四個R1包含下式的乙烯基碳酸酯或者胺基甲酸酯：
其中：Y表示O-、S-或NH-；R表示氫或甲基；d為1、2、3或4；而q為0或1。
含聚矽氧碳酸乙烯酯或乙烯基胺基甲酸酯單體具體包括：1,3-雙[4-(乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二矽氧烷；3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[參(三甲基矽氧基)矽烷](3-(vinyloxycarbonylthio)propyl-[tris(trimethylsiloxy)silane])；3-[參(三甲基矽氧基)矽基]丙基烯丙基胺基甲酸酯(3-[tris(trimethylsiloxy)silyl]propyl allyl carbamate)；3-[參(三甲基矽氧基)矽基]丙基乙烯基胺基甲酸酯(3-[tris(trimethylsiloxy)silyl]propyl vinyl carbamate)；三甲基矽基乙基乙烯基碳酸酯；三甲基矽基甲基乙烯基碳酸酯，以及
在期望生物醫學裝置具有低於約200之模數的情況下，則僅有一個R1應包含一單價反應性基團，且剩餘R1基團中不超過兩個將包含單價矽氧烷基團。
另一類的含聚矽氧組分包括下式的聚胺甲酸酯大分子單體：式IV至式VI(*D*A*D*G)a *D*D*E1；E(*D*G*D*A)a *D*G*D*E1或者；E(*D*A*D*G)a *D*A*D*E1其中：D表示具有6至30個碳原子的烷基雙自由基、烷基環烷基雙自由基、環烷基雙自由基、芳基雙自由基或者烷芳基雙自由基，G表示具有1至40個碳原子且其主鏈中可含有醚、硫基或胺鍵聯之烷基雙自由基、環烷基雙自由基、烷基環烷基雙自由基、芳基雙自由基或烷芳基雙自由基；*表示胺甲酸酯或脲基鍵聯；a至少為1；A表示下式的二價聚合物基團：
R11獨立地表示具有1至10個碳原子且在碳原子間可含有醚鍵聯之烷基或經氟取代烷基；y至少為1；並且p提供400至10,000的分子部分重量(moiety weight)；E與E1各獨立地表示一由下式表示的可聚合不飽和有機自由基：
其中：R12係氫或甲基；R13為氫、具有1至6個碳原子的烷基自由基、或-CO-Y-R15自由基，其中Y為-O-、Y-S-或-NH-；R14為一具有1至12個碳原子的二價自由基；X表示-CO-或-OCO-；Z表示-O-或-NH-；Ar表示具有6至30個碳原子的芳族自由基；w為0至6；x為0或1；y為0或1；且z為0或1。
較佳的含矽氧烷的組分是由下式表示的聚胺甲酸酯大分子單體：
其中R16為移除異氰酸酯基團後之二異氰酸酯之雙自由基，如異佛爾酮二異氰酸酯之雙自由基。另一適用之含聚矽氧大分子單體為式X之化合物(其中x+y為一介於10至30之數字)，其係透過氟醚、羥基封端聚二甲基矽氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯、與異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯之反應而形成。
其他適用於本發明之其他含聚矽氧組分包括含有聚矽氧烷、聚伸烷基醚、二異氰酸酯、多氟化烴、多氟化醚與多醣基團之大分子單體；具有極性氟化接枝或側基之聚矽氧烷，該極性氟化接枝或側基具有一氫原子接附於一末端之經二氟取代碳原子；含醚及矽氧烷基鍵聯之親水性矽氧烷基甲基丙烯酸酯、以及含聚醚與聚矽氧烷基之可交聯單體。在一些實例中，聚合物主鏈可併入有兩性離子。當該材料存在於一溶液中時，此等兩性離子沿著該聚合物主鏈可展現兩個極性的電荷。該等兩性離子的存在可改良該聚合材料的可潤濕性。在一些實例中，任何前述的聚矽氧烷也可被用作為本發明中的一封裝層。
再次參照圖2A，一經著色材料可使用以建立該美觀元件210。在後續部分中描述用以放置經著色材料至或在一隱形眼鏡之該基座元件的表面上的多種手段。此等手段可使用以嵌入色彩進入隱形眼鏡或沉積色彩在表面上。該色彩可包括黑色油墨或可自在眼睛環境中係安全的油墨、染料及其他著色劑形成之其他多種色彩。在美觀元件210形成在基座層215中或上面之後，其可藉由一頂塗佈層220封裝。在其他實例中，其中該著色劑經注入該基座層，該頂塗佈層可表示該著色劑經注入通過的深度。
在一頂塗佈層可經施加之實例中，可使用含聚合潤濕劑之聚矽氧水凝膠配方，諸如聚(N-乙烯基吡咯啶酮)(PVP)及非環式聚 醯胺。在一些實例中，此等聚合物可係相當巨大且可能須使用需要客製之特殊相容化(compatibilizing)組分。相容化組分之實例可包括2-丙烯酸、2-甲基-,2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽)氧基]二矽氧烷基]丙氧基]丙酯(SiGMA)。包含單體形式及聚合潤濕劑之頂塗佈可經施加且接著進一步經聚合。
用以形成具有油墨列印之美觀鏡片之方法
參照圖2B，其繪示用於形成美觀鏡片之方法。在步驟231，形成一隱形眼鏡基座。用以形成基座之方法可自所屬技術領域之已知方法獲取，包括例如鑄造模製、鏡片機械加工、及自由成形沉積。在一些實例中，鏡片後曲表面可在步驟231中完全界定，然而前曲表面可以後續塗佈覆蓋。在步驟232中，隱形眼鏡基座可經放置至用於儲存隱形眼鏡之封裝中，直到施加一美觀元件。在一些實例中，鏡片可儲存於包裝溶液中。在一些實例中，鏡片可儲存在經控制或經降低的溫度下。稍後，及在遠端位置之一些實例中，使用者可與一設計系統互動以選擇用於彼等欲圖案化之鏡片的圖案233。在步驟234中，可賦予鏡片基座一著色劑。如進行部分所述，可存在賦予該著色劑的多種方式，其可包括例如油墨列印、光誘發反應、或針注入。在一些實例中，在步驟235中，經著色基座可以一封裝塗佈塗佈。在一些實例中，封裝塗佈可經噴塗或以其他方式僅塗佈至前曲表面上。在其他實例中，可塗佈前曲表面及後取表面兩者，例如藉由浸泡至一溶液中。在一些實例中，封裝材料塗佈可係單體混合物，其可在步驟236中經聚合。為了使用者的舒適，經聚合及經封裝之經著色鏡片可放置至包裝溶液中，以水合該鏡片，如步驟237所示。
著色劑之列印至隱形眼鏡上
參照圖2C，提供列印顏料在隱形眼鏡上面之圖示。如在圖示中所示，在一些實例中，噴墨類型印刷頭240可使用以列印著色劑在隱形眼鏡上面。噴墨類型印刷頭240可在經控制構件中跨隱形眼鏡之表面移動241，以建立液滴243之一圖案，該液滴將撞在隱形眼鏡244上面。存在多種類型之可生物相容油墨，其對噴墨印刷頭可係有用的。噴墨印刷頭可由一列印控制器控制，其可併入感測裝置以建立印刷頭之位置及其移動速率以計算電信號之正確時序，該電信號用以導致列印頭元件242釋放油墨液滴243。在一些實例中，控制器可具有用以執行一算法計算之能力，該算法計算可調整列印圖案之多種因素，諸如鏡片之曲率及對其中一或多個列印元件可能無法分配油墨之列印問題。在一些實例中，印刷頭可位於一靜態印表機上，用於客製之鏡片經放置在該靜態印表機中。在其他實例中，列印機構可位於將被客製之鏡片基座的包裝中。
參照圖2D，列印之第二次通過可經執行以將經列印表面封裝在鏡片材料之一覆蓋層中，使得著色劑埋在表面之下。存在與封裝經列印表面一致的多種材料，包括PVP或如先前提及賦予一舒適及經水合表面至使用者之其他材料。參照圖2D，印刷頭250可跨鏡片表面移動251。隨著印刷頭250移動251，電壓信號可經發送至印刷頭，其可導致列印頭元件252釋放油墨液滴253在鏡片表面上建立圖案254。在一些實例中，列印油墨的相同印刷頭可使用不同釋放元件以跨鏡片表面釋放封裝層材料。在其他實例中，一第二印刷頭可釋放封裝材料。大致上，封裝層可經釋至鏡片之整個表面；因此，一噴塗程序可分配封裝材料。在一些實例中，經分配材料在其經聚合之前可允許在表面上流動達一時間期間。聚合作用可經化學地觸發或可使用 一起始光源以起始聚合作用。在一些實例中，具有聚合層之鏡片可接著經浸沒進入一水性液體(諸如包裝溶液)以允許頂層經水合。
參照圖2E，提供一多階圖案之一例示性圖示。在一些實例中，列印圖案在鏡片本體之多個階層係所欲的。在多個階層上的圖案可賦予美觀圖案「深度」之感覺。在一些實例中，多階圖案可藉由重覆如關係到圖2A所提出之列印步驟而形成。再次，一基材可具有經列印在基座層上之色彩。該色彩可包括黑色油墨或可自在眼睛環境中係安全的油墨、染料及其他著色劑形成之其他多種色彩。在美觀元件210形成在基座層215中或上面之後，其可藉由一頂塗佈層220封裝。其後，著色劑之另一層可經施加建立一第二美觀元件280。其可藉由頂塗佈層270之另一層封裝。大致上，在本文中列印技術之任何者可經組態以多層形式形成圖案，以在鏡片上產生之圖案賦予外觀深度。
用於客製化美觀鏡片之分布模型
存在用以製作及分布客製化美觀鏡片之多種方式。在一第一實例中，一商業商店可以能夠執行如在本文中所描述之美觀特性之列印的列印系統建立。參照圖3A，一商業實體300可提供客製化美觀鏡片。一服務代理人310可與一客戶320互動。服務代理人310可協助客戶320判定他或她所欲的圖案。位於該商業商店處之列印系統330可接著生產客製化鏡片。
在另一模型中，客製化鏡片可在一使用者家中生產。參照圖3B，列印系統可位於一使用者家中。舉例而言，印表機360可位於使用者之臥室340中。使用者可在一個人電腦、平板電腦、或智慧型裝置350上與一設計系統互動。使用者可具備空白鏡片，該空白鏡 片係預配適且針對該使用者之光學需求客製化。客戶油墨匣及封裝層匣亦可由使用者獲得。個人電腦、平板電腦、或智慧型裝置350之間的通訊可發送所欲的圖案資訊至印表機。使用者可以印表機執行基本步驟以獲得客製化經列印之美觀鏡片。
經包裝之美觀鏡片列印系統
在另一模型中，一包裝可含有使用者需要用以列印其客製化鏡片之所有元件。該包裝可具有適合於一使用者之一組空白鏡片。參照圖4，一包裝410可含有一對空白鏡片420。包裝410可含有印刷頭430，該印刷頭具有預供給類型之油墨及封裝材料。印刷頭430可在包裝內藉由一移動元件440移動。印刷頭之移動可藉由元件(諸如連接至簡單導螺桿之小型馬達，例如精密步進馬達)致動。在其他實例中，電活性彈性體可使用以導致及控制移動。在又進一步實例中，壓電致動器可使用以導致移動。任何可由電池裝置供電之移動裝置可使用以控制移動。移動元件440之控制可由移動致動器元件450進行。移動致動器元件450可提供電信號，諸如在基於彈性體或壓電致動器之高電壓信號，或用於基於馬達移動之數位步進信號或類比控制信號。在所繪示實例中，其中僅顯示一維移動，由於列印元件可能足夠大以橫跨欲列印圖案於其上面的鏡片。在一些其他實例中，二維移動可經致能以允許小型印刷頭沿著鏡片移動，並跨鏡片在兩者之間逐線掃描。在其他實施例中，列印元件可具有足夠小且足夠密集的列印元件，其可位於鏡片元件上方且以靜態定向方式列印。賦能元件連同控制器及通訊元件460，若存在可發現，其可控制功率分布且亦控制至印刷頭以及至移動元件之信號。控制器可具有與包裝外側之互相連接，以接收對應於所欲列印圖案之資料。圖案資料進入包裝中 之通訊可以有線連接470或無線通訊480進行。有線連接可經由序列埠連接進行，序列埠連接諸如USB或其他序列通訊架構(諸如作為非限制性實例之SPI或I2C)。無線通訊可經協調經由多種無線標準，諸如藍牙、Zigbee、WiFi及其他此料協定。在一些實例中，圖案資料可在安裝在一些實例包裝上面的觸控螢幕上呈現至使用者。觸控螢幕信號，或通過所提及之多種通訊構件的通訊可允許使用者開始列印及可指示處理何時完成。
在一些實例中，基本隱形眼鏡元件可經儲存於一乾燥條件中且作為一乾燥開始鏡片處理。在此類情形中，完成之產品在其可由使用者配戴之前，可能需經水合。
在一些其他實例中，鏡片空白處可儲存於一水性溶液中，而當欲執行列印時，液體可能需要自鏡片本體排除。在一些實例中，在列印可開始之前，可能需要一乾燥期間。在一些實例中，流體之排出可藉由將包裝放置於當鏡片經放置在端部上之位置的方向完成，鏡片空白處可經浸泡於包裝溶液中，然而當其係平放，流體沿著包裝長度之底部攤開，並揭開鏡片空白處。在一些其他實例中，閥可允許液體自鏡片空白處排除。在一些其他實例中，泵或氣流可取決於需求推擠流體自鏡片空白處離開或至鏡片空白處。
美觀鏡片之光圖案化
存在以光書寫圖案至鏡片中而在隱形眼鏡上建立圖案的多種方法。參照圖5A，描述在隱形眼鏡內之光敏感性插件層的圖示。基本隱形眼鏡層503可以標準隱形眼鏡水凝膠模製配方模製。包含光活性元件501之插件層可夾在基本隱形眼鏡層503與頂隱形眼鏡層502之間。在一些實例中，包含光活性元件501之插件層可在模製操 作之前形成，而接著放置進入包含前隱形眼鏡光學形狀及後隱形眼鏡光學形狀之模具中。光可聚合材料可經注入模件前，且接著如所繪示可藉由水凝膠材料將插件封裝進入鏡片中。光可聚合材料可經埋入至一插入件，且插入件層可包含可熱成形材料，可熱成形材料允許插件光定形為隱形眼鏡之所欲曲線及形狀。
在一實例中，包含光活性元件501之插件層可具有嵌入之小特徵，或黏著至其中光活性元件之各者可包含一數量之光致變色油墨之層。存在多種類型之光致變色油墨，光致變色油墨之一些依曝露至紫外光而不可逆地改變色彩。光致變色油墨可經封裝於聚合物基質中及/或磨碎成離散小片，離散小片可係如所繪示之球形。其他形狀係可能的。不可逆光致變色顏料(諸如OliKrom’s hvOne顏料，可購自OliKrom公司，作為非限制性實例)可併入插件中。
包含具有光致變色顏料之插件的模製空白件在任何曝露至UV光之前可係透明的。因此，此類鏡片可藉由曝露至對應至所欲圖案之圖案形式的紫外光而圖案化。曝露程序隨後更詳細描述。產生的圖案可視為光致變色圖案。在一些實例中，多色圖案可藉由包括多層插件形成，其中插件層之各者可包含不同經著色之光致變色染料。當存在多個插件層時，該等插件層在離散波長之雷射照射可允許該多個層之一者經圖案化。圍繞光致變色染料之封裝層可包括可界定窄頻帶UV光之吸收染料，窄頻帶UV光可穿透進入經封裝之光致變色染料。因此，以多個不同成像照射步驟，各自以不同波長之UV光，多色圖案亦可經成像。
在一些實例中，光致變色染料可以熱致變色染料取代。在此等情況中，不同熱致變色染料可與吸收劑材料混合，其中吸收劑材料可吸收相對窄頻帶之電磁輻射，諸如在UV頻帶或頻譜中。藉由 經填入熱致變色染料之離散元件之光吸收可顯著提高局部溫度，從而將染料自非經著色轉變至經著色。在一些實例中，該光可藉由雷射光形成，其可跨鏡片本體掃描，且當圖案元件係所需時接通。在其他實例中，光源(其可經準直)可照射一遮蔽元件，該遮蔽元件與光至鏡片上之投射交叉，且允許光在指定區域穿透。再次，光照射鏡片之位置可吸收光能量且加熱熱致變色染料產生一圖案。
參照圖5B，其可繪示給使用者含鏡片基座515之包裝510。在一些實例中，鏡片基座可係不具處方或焦度之乾淨鏡片。在其他實例中，鏡片基座可具有針對使用者之獨特處方。為了以良好精密度圖案化鏡片，在照射之前可能需要自鏡片基座排除鏡片包裝溶液。貯器520可位於包裝510內以允許包裝溶液自鏡片區域之排出。在一實例中，致動機構530可致動一閥525，該閥可允許包裝溶液自鏡片基座排除及進入一儲存位置。具有控制器及通訊功能之賦能元件535可控制功率分布及亦控制至閥致動器之信號。控制器可具有與包裝外側之互相連接，以接收對應於所欲列印圖案之資料。進入包裝中之通訊可以有線連接540或無線通訊545進行。有線連接可經由序列埠連接進行，序列埠連接諸如USB或其他序列通訊架構(諸如作為非限制性實例之SPI或I2C)。無線通訊可經協調經由多種無線標準，諸如藍牙、Zigbee、WiFi及其他此料協定。在一些實例中，圖案寫入狀態可在安裝在包裝上面的觸控螢幕上呈現至使用者。觸控螢幕信號，或通過所提及之多種通訊構件的通訊可允許使用者開始列印及可導致水性溶液之排出。
參照圖5C，其繪示一例示性照射設備590。針對欲寫入之圖案，包裝510或一類似者可經插入至照射設備590中。照射設備可具有一UV輻照源565。在一些實例中，自UV輻照源565發射 之光可經準直560。經準直UV光560可接著行進通過成像元件555，其可將光成像為可行進通過至鏡片之像素及彼等不可通過者。在一些實例中，成像元件可包含DMD型反射鏡成像裝置。在其他實例中，成像元件可自一液晶裝置形成，液晶裝置可基於至圍繞液晶之一區域的電極之電信號而遮蔽光或令光通過。電極可經形成為一像素圖案，其允許用於在隱形眼鏡中之光致變色或熱致變色元件之圖案化。自成像元件555露出之UV光可以一聚焦系統550以多種方式聚焦，以允許影像之大小經調整至鏡片基座上。
參照圖5D，其繪示經成像之光致變色或熱致變色元件之一實例。鏡片封裝層502及503可圍繞插件，其中係如所討論之微粉化光變色或熱致變色元件。如顯示為經成像之光致變色或熱致變色元件580、該等元件之組合可經成像以建立在鏡片中之圖案。
美觀鏡片之針圖案化
參照圖6A，其繪示一針圖案化裝置。針可使用以攜帶油墨以及刺穿基於鏡片之表面，其係意欲圖案化者。在一實例中，一針頭陣列可經附接至能夠以電信號之施加而展開長度之元件上面。在一些實例中，電位之施加可導致針增長，使得當針陣列經移動與一油墨貯器接觸時，僅已經由電信號增長之彼等針將與油墨接觸。在一稍後時間，針陣列可經按壓進入鏡片空白處。其上具有油墨之針將轉移油墨進入鏡片基座中。藉由重覆該程序數次，一圖案可經賦予進入鏡片基座中，如一刺青以針穿透形成於人類皮膚上。
在其他實例中，當陣列經移動而與油墨接觸時，針陣列可皆係在相同長度。在一稍後時間，電信號可皮用以增長對針之支撐之長度。彼等經自表面增長之針可穿透鏡片基座，而其他針未能穿透 鏡片基座之表面。對針之支撐可以諸如壓電材料或電活性彈性體材料之材料形成，壓電材料可以施加電壓增長長度，電活性彈性體材料亦可在電位存在時增長。
在又進一步實例中，針之表面可經塗佈以可令針對油墨之親和力降低之材料。在針及油墨貯器內之電極可藉由一電位至針之施加，允許特定針之潤濕之變換。若在電位施加時針變成親水性，則針陣列可令經選擇之針經塗佈以著色劑。當陣列經按壓進入鏡片基座中，具有油墨之彼等針可以藉由電信號施加至該等針之圖形所判定的圖形留下色彩。針陣列可步進遍及鏡片基座之表面各處，以形成完整圖案。
當針穿透表面且留下油墨在針接觸之表面上時，提供一封裝層以覆蓋穿透孔可係所欲。在一些實例中，含PVP單體混合物可經噴塗或列印至鏡片基座上，如稍早部分所描述。單體混合物之熱或光化學聚合作用可使用以固定塗佈且有效隔離在鏡片之本體內經沉積之油墨。在其他實例中，針穿透通過之頂層可經形成以經部分地膠凝。在針穿透表面層之後，部分經膠凝層可傾向藉由擴散填入孔中。部分膠凝層可藉由進一步曝露至光化學源中而固定。參照圖6A，鏡片基座層635可支撐鏡片之一頂層630。如在一些實例中所提及，隨著陣列在鏡片基座635上方移動610、隨著針620移動進入及離開鏡片基座635之位置、當針穿透鏡片，頂層630可經附加至鏡片基座635。如所提及，頂層可經部分膠凝，或可添加一額外量之可聚合材料至鏡片。此等處理之任一者可接著經曝露至UV光以固定可聚合材料。如圖6B所繪示，著色劑640之沉積可經埋藏進入鏡片基座，以在一圖案中提供色彩。
電活性美觀圖案化鏡片
在一些實例中，基於在鏡片自身內之電活性功能在隱形眼鏡上建立美觀圖案可係可能的。具有嵌入式能量源(諸如電池)之隱形眼鏡可具有基於電能量之控制而執行功能之能力。在一實例中，液晶二極之陣列可使用以控制光之透射及從而建立圖案。在一些實例中，反射表面可位於液晶裝置之後面，使得入射光可往回反射。以及，元件之堆疊可包括偏振濾光器，其可經定向於垂直角度。當跨橫跨液晶層之電極的電信號經啟動時，其等可導致液晶分子對準之移動，且開始阻止光行進通過液晶層。藉由以圖案方式配置電極，且選擇性判定電極中何者被啟動及何者不啟動，則複雜圖案可在鏡片之非光學區形成。在一些其他實例中，低位準光源可自液晶裝置後面照射光。當其等經賦能，經發射之光可被吸收。當液晶裝置不經賦能，光可行進通過液晶層且自隱形眼鏡浮現，而賦予在隱形眼鏡配戴者之眼睛上亮及暗圖案區域之印象。隱形眼鏡可具有能量源(諸如電池)以及電子電路，其可控制跨電極電位之施加，該等電極間隔液晶之區域。電路之部分可經設計以自外側發射器接收無線通訊，其可寫入一圖案進入隱形眼鏡之記憶體中。記憶體元件可使用以控制跨液晶材料之像素的電位之施加。
參照圖7A，可使用以在鏡片上建立電活性圖案之隱形眼鏡插件的一實例經描述作為隱形眼鏡插件700。在隱形眼鏡插件700中，可存在電活性圖案化元件陣列770，其可適應形成圖案。可由諸如生物可相容性電池元件的賦能元件來供電給用以提供控制電壓信號以及用以提供諸如針對外部控制信號控制環境感測的其他功能之電路705。賦能元件可具有各種互連特徵以將片件接合在一起，如可描繪在互連714之區域下方者。賦能元件可連接至電路元件，該電路元 件可具有其基材711，互連特徵725可定位在基材上。可為積體電路形式之電路705可電氣且實體地連接至基材711以及其互連特徵725。電活性圖案化元件770可置於此等其他組件上方，且可包含在隱形眼鏡之非光學區中之一完整環(即使為了說明，暗圖案在多個位置被打斷以允許觀察在下面的構造)。非光學區可係圓形光學區720之外側區域，光學區係當鏡片經配戴時使用者可觀看通過之部分。
參照圖7B，隱形眼鏡750之一橫剖面形貌(cross sectional relief)可含有隱形眼鏡插件700以及其已討論之構成部分。隱形眼鏡插件700可封裝於隱形眼鏡水凝膠之一裙件755中，該裙件可封裝該插件，並提供隱形眼鏡750之一舒適介面至使用者的眼睛。
存在可以電活性方式操作之圖案化裝置的多種其他類型。在非限制性實例中，此等可包括以一亮油性層切換一暗水性油墨層之電微射流像素元件以建立圖案。在另一實例中，微型發光元件(諸如發光二極體)可經形成為具有非常小的圖案化電極之極薄陣列，以提供用以控制發射為預期圖案之光的電信號。

Claims (22)

  1. 一種隱形眼鏡裝置，其包含：一水凝膠基座，其中該水凝膠基座之一下表面經定形狀以舒適地配適於一使用者之角膜之一表面上；及一元件，其賦予一色彩至該隱形眼鏡之一本體內之一位置，其中賦予一色彩之該元件之該位置及在彼位置之該色彩之一性質係藉由該使用者與顯示一色彩圖案之一影像的一軟體程式之互動而決定。
  2. 如請求項1所述之隱形眼鏡裝置，其中賦予一色彩之該元件的該位置之該決定係在放置賦予一色彩之該元件之前進行。
  3. 如請求項2所述之隱形眼鏡裝置，其中賦予一色彩之該元件包含一油墨。
  4. 如請求項3所述之隱形眼鏡裝置，其中該油墨係藉由一噴墨印表機放置在該隱形眼鏡內。
  5. 如請求項3所述之隱形眼鏡裝置，其中該油墨係藉由一針放置在該隱形眼鏡內。
  6. 如請求項2所述之隱形眼鏡裝置，其中賦予一色彩之該元件包含一光致變色染料。
  7. 如請求項6所述之隱形眼鏡裝置，其中包含一光致變色染料之賦予一色彩之該元件係藉由至紫外線輻射之一曝露而轉變色彩。
  8. 如請求項1所述之隱形眼鏡裝置，其進一步包含一第二聚合材料層，其中該第二聚合材料層置於賦予一色彩之該元件上面，且一起連同該水凝膠基座封裝賦予一色彩之該元件。
  9. 如請求項1所述之隱形眼鏡裝置，其進一步包含一插件裝置，其中該插件裝置經封裝於該水凝膠基座內，且其中該插件裝置包含嵌入 式微粉化聚合物片件，其中一光致變色染料係位於該等微粉化聚合物片件內。
  10. 如請求項1所述之隱形眼鏡裝置，其進一步包含一插件裝置，其中該插件裝置經封裝於該水凝膠基座內，且其中該插件裝置包含嵌入式微粉化聚合物片件，其中一熱致變色染料係位於該等微粉化聚合物片件內。
  11. 一種隱形眼鏡圖案成像裝置，其包含：一容器，其經組態以固持一含有一對隱形眼鏡基座之包裝，其中該隱形眼鏡基座包含一埋入式光致變色染料，且其中該容器固持該對隱形眼鏡基座於一經對準位置；一光源，其中該光源係位於該隱形眼鏡圖案成像裝置內、在用以照明在該對隱形眼鏡基座之經對準位置中之該對隱形眼鏡基座之一位置中；一光強度調節器，其中該光強度調節器在一圖案中遮蔽部分來自該光源的該光；一控制器，其中該控制器發送控制資訊至該光強度調節器以開啟或關斷在該光強度調節器內之元件以形成該圖案；及一通訊裝置，其中該通訊裝置接收資料通訊並將其傳遞至該光強度調節器上。
  12. 如請求項11所述之隱形眼鏡圖案成像裝置，其中該光源提供紫外線輻射的來源。
  13. 如請求項12所述之隱形眼鏡圖案成像裝置，其中該光源提供在一紫外光區中之多個離散頻帶之輻射的來源，且其中該多個離散頻帶之輻射係用以在該隱形眼鏡中的該圖案內圖案化多個不同色彩。
  14. 如請求項11所述之隱形眼鏡圖案成像裝置，其中該光強度調節器包含一液晶材料層，其中該液晶材料層置於電極之間，且其中施加至該等電極之一電信號調節在由該等電極限界之一區域中通過該成像裝置之光之一強度。
  15. 如請求項11所述之隱形眼鏡圖案成像裝置，其中該光強度調節器包含一DMD裝置。
  16. 一種隱形眼鏡圖案化裝置，其包含：一容器，其經組態以固持含有一對隱形眼鏡基座之一包裝，其中該隱形眼鏡基座包含對油墨液滴為黏著的表面；一第一印刷頭列印元件，其中該第一印刷頭列印元件係位於該隱形眼鏡圖案化裝置內、在用以直接列印在該對隱形眼鏡基座之經對準位置中之該對隱形眼鏡基座上之一位置中，且其中該第一印刷頭列印元件列印油墨；一第二印刷頭列印元件，其中該第二印刷頭列印元件係位於該隱形眼鏡圖案化裝置內、在用以直接列印在該對隱形眼鏡基座之經對準位置中之該對隱形眼鏡基座上之一位置中，且其中該第二印刷頭列印元件列印一反應性單體混合物；一控制器，其中該控制器發送控制資訊至該印刷頭以開啟或關斷在該印刷頭內之元件以形成油墨液滴之一圖案；及一通訊裝置，其中該通訊裝置接收資料通訊至該控制器中。
  17. 一種在一隱形眼鏡內形成一圖案的方法，該方法包含：形成一隱形眼鏡基座，其中該形成包含模製；放置該隱形眼鏡基座至用於儲存之一包裝中；與一設計系統互動以選擇一圖案設計；賦予一著色劑至該隱形眼鏡基座； 沉積一單體混合物在該隱形眼鏡基座上，其中該單體混合物圍繞該著色劑之一經曝露表面；及藉由聚合作用固定該單體混合物。
  18. 如請求項17所述之方法，其中該賦予該著色劑至該隱形眼鏡基座係藉由列印一油墨在該隱形眼鏡基座上來實施。
  19. 如請求項17所述之方法，其中該賦予該著色劑至該隱形眼鏡基座係藉由以針穿透該隱形眼鏡基座來實施，其中該針以一油墨塗佈。
  20. 如請求項17所述之方法，其中該賦予該著色劑至該隱形眼鏡基座係藉由照射一光致變色染料實施，其中該光致變色染料係位於該隱形眼鏡基座之一本體內。
  21. 如請求項17所述之方法，其中該賦予該著色劑至該隱形眼鏡基座係藉由照射一熱致變色染料實施，其中該熱致變色染料係位於該隱形眼鏡基座之一本體內。
  22. 一種在一隱形眼鏡中顯示一圖案的方法，其包含：形成一隱形眼鏡，其包含：一插件裝置，該插件裝置包含：一賦能元件；一電活性層，其包含由一第一電極及一第二電極圍繞之一經對準液晶材料，其中跨該第一電極及該第二電極之一電位之一施加改變該液晶材料之分子的一定向，其減少電磁輻射通過隱形眼鏡之一透射，且其中該電活性層係位於該隱形眼鏡之一非光學區；一控制器，其中該控制器控制跨該第一電極及該第二電極施加之該電位；及 一通訊裝置，其中該通訊裝置接收關於一圖案之資料，該資料決定該電位是否藉由該控制器施加；自一外部裝置傳送一通訊至在該隱形眼鏡內之該通訊裝置；及放置該隱形眼鏡在一使用者之一眼睛上。
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