TW539884B - Design of a soft contact lens based upon novel methods of corneal topographic analysis - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539884 A7 B7_ 五、發明說明（1 ) 發明領域 本發明一般係有關於軟性隱形眼鏡以及一種設計該 等眼鏡之方法。吏特別在於，本發明有關於一軟性隱形眼 鏡以及使用新穎角膜分析方法來設計該眼鏡。 5 發明背景 非屈曲軟性隱形眼鏡（諸如將一鏡片置於生理食鹽 溶液中）之曲率係與將該鏡片置於眼睛上的曲率不同。此 曲率之變-化通常係稱之為屈曲（參見例如眼科配鏡師 A.G.Bennet所著「由於彎曲在軟性隱形眼鏡中所造成之 10 焦度變化」”Power Changes In Soft Contact Lenses Due To Bending” 16:939-945，1976年，其内容在此處併入本案以 為參考資料）。在薄軟性鏡片置於一典型眼睛上的案例 中，如此的曲率變化並不會明顯地影響鏡片之焦度。然 而，在高度正像焦度之厚鏡片、雙焦點軟性鏡片；或者用 15 來對角膜畸形的標的而言（例如，由於圓錐形角膜）的案 例中，由於屈曲所造成之曲率變化可能相當顯著。 發明概要 本發明將角膜之拓樸（topography)配對到一軟性隱 形眼鏡之對應的拓樸。以一方式使用一種將角膜高度對應 20 到一非屈曲軟性隱形眼鏡之後表面上的幾何轉換，該使用 方式使得由鏡片之屈曲所導致的誤差降到最低，對應轉換 考慮到屈曲之影響。所得到的隱形眼鏡其後表面具有與角 膜之特定高度相配的曲率’同時鏡片之前表面可為球面或 是任何所需的對稱或非對稱形狀。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —---------41^-裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 539884 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2) 將角係:用-種幾何轉換，該幾何轉換 m. 未屈曲鏡片的後表面之中，角膜之 例如衫像角膜鏡加以測量。以一種使由鏡# 到最低之方式執行對應。本發:: 厅而之鏡片設計中利用了一此的簡度(，離一= 等鏡片持相同之方㈣。這㈣化㈣於達成該 寺鏡片叹计之實用工程解決方案。 产# =程序係以兩個步驟加以執行，首先，角膜之高 鱼一非p 1 又大比例的表面，该表面所具有之曲率半徑 /、非屈曲軟性隱形眼鏡相配合。再 轉換將放大之高度資訊加以縮小。再者’使用一面積保留 本發明其他的特性與優點將從以下之詳細說明，配 圖式而變的顯而易見’該圖式經由範例顯示本發 圖式之說明 第^係為實㈣㈣高度以及其最佳球面配合度 以取小的方形檢測）之圖示，各自以f⑴與 (x)表示； 第2圖係為原始高Μ(θ)、原始高度之最佳球面 配合度ΗΘ)、放大高度π(Θ);以及放大高度之 最佳球面配合度g(1) ( 0 )的圖示； -4- 1本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21Q x 297公爱- ίο 15 20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539884 A7 B7_ 五、發明說明（3 ) 第3圖係為原始角膜高度f(0)、放大高度ί<υ (Θ );以及縮小高度θ2) ( 0 )，加上最佳球面配合度 g ( 0 )與g(2) ( 0 )的圖示； 第4圖係為一範例之圖示，其中原始角膜高度係藉 5 著一以二維正弦函數疊加之球面建立模型； 第5圖係為第4圖中所顯示之角膜高度的放大版 本；且 第6圖係為使用方程式（4)而得到之角膜高度縮小 版本之圖示。 10 較佳具體實施例之詳細說明 根據本發明，從一受測者之眼睛獲得任意的角膜拓 樸資訊。此資訊係使用：例如一角膜拓樸測量器加以獲 得，該測量器沿著高於與低於角膜之平均球體表面的z轴 方向具有高解析度。此資訊接著以數學方式轉換成高度資 15 料，高度資料接著可以轉換到一網格樣式之上，該網格樣 式可為直線、極同心；或者為一螺旋之形態，其與機構相 配合，藉著該機構可以使用：一 CNC (電腦數值控制） 車床；銑床；或二進位可尋址的裝置來加工鏡片或鏡片模 子之表面。加工或切削之表面可以係為：一非水合之角膜 20 隱形眼鏡聚合性釦狀物；或者一射出成形加工鑲塊的表 面。該表面亦可以使用一程式控制雷射燒熔裝置加以加工 或切削。 最初，高度資料（elevation data)係應用到處於其非 屈曲狀態中之軟性隱形眼鏡模型。同樣地，高度資料可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明說明（ 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 •:用於1¾形眼鏡之後表面；僅應用於隱形眼鏡之前 又面’〔是某些結合前表面與後表面所界定之處。 著藉著考慮當鏡片置於眼睛之上時，軟性隱形 眼鏡之屈φ (亦即彎曲）來轉換高度資料。一般而言，軟 性眼鏡比鏡片^[客罢# 各 將置於其上之角膜較平坦1.0到1.5毫米。 夺 > 田和用原始角膜拓樸資料來製造一軟性隱形眼鏡或 模製镶塊之時’必須考慮高度與彎曲。 屈曲轉換之高度資料可以對應到-CNC網格樣式之 ^ ’ 用來製造一鏡片或一模製工具的表面。利用該資 =曰^鏡片將顯示網格樣式上之厚度波動，其可以是 或不疋疑轉對稱於鏡片之中心。當製 彎曲到下方的角膜之日士 生鏡片兀吳地度中之波動（亦即，高於 Γ=平均球表面)一般將會消失。在此方式之 二的不規則性，且同樣可㈣地消除由 於」的角膜拓樸所造成的光學像差。欲達到任何額外 正，諸如球面或散光焦距’可以將適當的曲 率併入鏡片之：前表面中；後表面中；或是前表面與後表 面。 對於實用之考量，假設理想之角膜係為球面。於該 案例之中’實際角膜高度以及其最佳球㈣合度（以一最 小方塊檢測）係、個別以f (χ)與g (χ)指示，如第i圖 中所示。函數g(x)係為—具有半徑1之球形的一部 份 般而言，非屈曲軟性隱形眼鏡之半徑1係為球 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 539884 五、發明說明（5) 面，且係大於最佳球面配合度g (χ)之半徑。因此，第 一步驟係來將角膜的高度f(x)轉換成一較大之比例， 使隶佳球面配合度將具有一等於R2之半徑。一種簡化轉 換之方法係以極座標f(0)表示函數f(x)。接著，使 5用一比例係數α =R2/R1，角膜高度之放大版本可以下式表 示： ^ι\θ )=α f( θ ) ⑴ 第2圖顯示：原始高度f(0);對於原始高度之最 佳球面配合度g ( 0 );放大之高度( 0 );以及對 於放大鬲度之最佳球面配合度g(" ( θ )。 於第二階段之中，將放大之角膜高度γυ ( θ )縮 以至於使軟性鏡片所覆蓋之面積與角膜的面積相配 於二維之案例中，此縮小係根據以下之關係加以獲 10 小 合 得 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 户)(θ >α _'f⑴[(θ - π/2)/α + π/2]+R2(M/α )⑵ 第3圖顯示原始角膜高度f(0);放大之高产^) ⑷；以及縮小之高度⑼⑷；加上最佳球面又配合 度 g ( θ )與 g(1) ( 0 )。 方私式（1)與（2)之對應轉換並非限於角膜轉 形眼鏡之後表面係為球面的案例。更具體而言，藉著影像 角膜鏡所測量的角膜與鏡片之真實曲率可以使用^計=比 例參數α，作為鏡片與角膜之曲率半徑之間的比率。=一 般的案例中’比例參數將為θ之-函數，— ⑷/R“e)=…）。 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ^--------訂--------- Γ%先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} A7 B7 五、發明說明（6 ) 10 15 以上所討論之對應轉換可以概括到 例。於該案例中，可以藉由 、的案的高度，其中⑽各自表示方位角二7二表⑽ :論二的高度資料係使用以下的轉換關係，從:二 放大比例到—表面之上，該表面具0 (θ，ρ)之曲率半徑： f0) ( θ，φ ) f ( (9，φ ) (3)其中 a =r2 ( 0，p ) /Ri f ( Θ9 )。 ） 第4圖顯示一範例，其中原始之角膜高度係藉著一 八有一維正弦函數疊加之球面建立模型。第$圖顯示第* 圖中所示之_高4使用上叙方程式（3)所獲得的放 大比例版本。 =獲得所g之軟性隱形眼鏡後表面，將函數f<”（Θ， P )、、宿J回纟如以上所討論。然而，於三維的案例之 了，、其執行_誠之操作具有—些騎，以至於保持該 品或例如’如果假②材料之變形係為均勻的放射狀，可 乂僅藉著縮放回度角’留下原始的方位角來進行縮放。如 此可以用以下關係加以表示： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 (4) 第6圖顯不使用方程式⑷所獲得之角膜高度的縮 小比例版本。 雖然已經顯示並說明發明之赋，對熟知此技藝 之人士而 :297公釐）

®-裝--------訂----------AWI. (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五 發明說明（ 不預計 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

n ϋ ϋ ϋ I i^i ϋ I I 0 I 1 n mm— ϋ Βϋ 1 訂--------- p (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539884 六、申請專利範圍 專利申請案第89116151號 ROC Patent Appln. No. 89116151 修正之中文申請專利範圍-附件（一） Amended Claims in Chinese - Enel. I (民國91年9月丨V曰送呈） (Submitted on September 5 2002) 1. 一種用於形成一軟性隱形眼鏡之方法，該方法包含有 以下步驟： 使用一角膜拓樸測量器來獲得角膜之拓樸資料； 將拓樸資料轉換成高度資料； 將高度資料對應到一網格樣式之上； 利用網格樣式來形成一鏡片之表面； 至少將曲率併入該鏡片之一後表面、一前表面、 以及一後表面與前表面三者其中之一; 將該鏡片之該角膜高度轉換成放大比例之角膜高 度，來對原始的角膜高度獲得一最適化的球面配合 度；及 一 將該放大比例之角膜高度縮小，來獲得由該鏡片 所覆蓋之區域，該區域與一眼睛之角膜相配合。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該利用網格樣式 之步驟包含經由一電腦數值控制(CNC)車床、銑床以及 二進位可尋址裝置加工鏡片之表面。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該表面包含有： 一非水合之角膜鏡片聚合性釦狀物；以及一射出成形 加工鑲塊其中之一者。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該利用網格樣式 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 89410claim

   、申請專利範圍 之步驟包含有經由-程式控制雷射燒溶裝置加工鏡片 之表面。 5. 如申請專利範圍第i項之方法，其更包含有以下之步 驟： 將該高度資料應用到-軟性隱形眼鏡之拓樸；及 當鏡片屈曲時轉換高度資料。 6. 2請專利範圍第丨項之方法，其Μ轉換角膜高度 之步驟係根據一關係加以執行·· ^ι\θ)=αί(θ)； 其中α係為r2/Ri ; f⑻係為極座標之角膜高度； "(Θ)係為放大比例之角膜高度；&係為第一鏡 侵，且R2係為第二鏡片半徑。 7. =請專，@第6項之方法，其中&係為鏡片未屈 曲％之-半徑，且Ri係為一眼睛角膜之半徑。 項之方法’其中由該_蓋 ::係為鏡片之-後表面’該區域與-眼晴之角 9.如申請專利範圍第i項之方法 驟係根據-關係加以執行：、中趣小比例之步 高度其二;為:^ 徑Γ 為弟一鏡片半徑’且R2係為第二鏡片半 1〇.如申請專利範圍第9項之方法，其中R2_㈣未屈 -11 本紙張尺度適用中國國家標準(CN^ 規格（210x297公釐） AS

   丄 -- /'、申請專利 16,如申請專利範圍第15項之方法， 為該鏡片之-曲率半徑，且R 係 曲率半徑。 ^1(θ，9)係為-角膜之 17·如申請專利範圍第i項之方法，其中網格樣式係以直 線，極性，同心，圓柱，以及螺旋其中之一形態形 成。 •計丨 線丨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 539884

   9/1