TWI588012B - 眼用鏡片預形物及鏡片 - Google Patents
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Description
本申請案主張申請於2009年1月30日標題為「眼用鏡片預形物及鏡片」的美國專利申請案案號12/363,138之優先權，本申請案為申請於2008年8月20日且標題為「形成眼用鏡片預形物及鏡片的裝置」的美國專利申請案案號12/194,981的部分連續申請案，本申請案也同時為申請於2008年8月20日且標題為「形成眼用鏡片預形物及鏡片的方法」的美國專利申請案案號12/195,132的部分連續申請案，其相關內容併入本文作為參考資料。
本發明係描述一種用於製造眼用鏡片的裝置，並在一些實施例中，更確切地說，描述一種使用於形成客製化隱形眼鏡的鏡片預形物之生產製造。
眼用鏡片常以鑄模成型法製造，該法將單體材料置於藉由兩相對模件的光學面間定義之模穴中。用於將水凝膠製成有用物品(例如眼用鏡片)的多部件模具可包含例如第一個具有對應眼用鏡片背曲線之凸部的模件以及第二個具有對應眼用鏡片前曲線之凹部的模件。
要使用該等模件製備鏡片，要將未固化的水凝膠鏡片配方置於塑膠拋棄式前曲線模件及塑膠拋棄式背曲線模件之間並使其聚合。然而，由此延伸出的眼用鏡片設計就會被所利用的模具設計給限制。
因此，需要有其他方法和裝置協助形成預定尺寸及形狀的眼用鏡片，如此可為特定病患或用途提供客製化產品。
本發明係針對眼用鏡片預形物，其中該鏡片預形物可隨後被利用於形成眼用鏡片。一般，包含光吸收成分的反應混合物，係透過具有弧形表面的基板曝光於光化輻射源中。至少部分的弧形表面可包含光學品質表面。部分反應混合物係藉由一可控制光化輻射固化成預定樣式。該預定樣式可包含沿著光學品質基板表面形成的一表面以及在反應混合物體積內自由形成的第二表面。
各種實施例可包含用於控制光化輻射的裝置，例如均質機及準直器。光化輻射源可包含空間光線調變器，例如像是數位反射鏡裝置。在一些實施例中，該基板可包含眼用鏡片模件。
其他實施例包含用於支撐一鏡片預形物的一基板與鄰近該鏡片預形物的一液態流質去除裝置，其中該液態流質去除裝置係經設置來去移以下各物中之一或更多：部份反應、反應及未反應的反應混合物及膠凝物。其他方面可包含環境控制，例如在形成鏡片預形物或鏡片的期間用於調整以下之一或更多的機制：溫度、濕度、微粒、光線及氣體環境。
一些實施例中可包含定影光化輻射源，其中該光化輻射適用於將一鏡片預形物形成一眼用鏡片。其他方面
可包含能夠控制本文中所述自動裝置之處理器及其軟體儲存裝置。
該裝置的第一部件提供用於取出所需光學參數及將其轉變成材料產物的構造，該材料產物之眼用鏡片參數符合後續生產所需。該第一部分包含基於三維像素之光刻光學裝置。藉由以數位方式編程強度曝光並傳送該曝光橫越光學組件曲面的離散位置，使光化反應藉由該裝置以可控制及可程式的方式。
其中一個能藉由使用該裝置的三維像素光刻光學部件的方法而產生的產品被稱為鏡片預形物。該鏡片預形物具有液態區與結構區。在一較佳實施例中，該結構性區域主要藉三維像素光刻部件定義；而該液態區域之定義受不同層面影響，同時也受三維像素光刻部件影響。替代實施例可由三維像素光刻部件作用形成鏡片，無需經過鏡片預形物中間產物。
用於處理液態組分的新穎裝置的第二次級部件中，可用於進一步處理該鏡片預形物。該芯吸部件包含可用於調整及控制鏡片預形物實體上液態組分數量及其他特徵的裝置。
該裝置其他次級部件包含在會影響此材料之液態方面之力下考慮到其餘液態材料之受控加工的組件。藉由控制流量，當液態材料在第二個光化照射過程中定影之後可產生獨特的高品質表面。
不同次級部件之鏡片輸出另需藉由用於測量膨脹及未膨脹形式鏡片之部件進一步處理。同樣地，用於水合
及膨脹鏡片的裝置還更包含其他該裝置之次級部件。最終產出為符合光學和功能需求的眼用鏡片。
一些實施例之裝置產出物，係經部件或和裝置整體所形成，藉由自由成形的方式形成可客製化之眼用鏡片。
進一步的實施例之裝置可延伸其功能，以彈性和可程式的方式經基於三維像素之光刻處理形成鏡片預形物。
將各種不同形式的鏡片預形物加工成高品質眼用鏡片的功能；包含該新穎裝置的其他實施例。
其他實施例利用三維像素光刻裝置的性能以形成眼用鏡片預形物及鏡片，並具有部分光學特性以外的特徵。
利用該裝置的方法進一步揭露於本案之共同申請案，標題「形成眼用鏡片預形物及鏡片的方法」，二案同時進行申請。
因此，本發明係包含一種裝置，其係以彈性與可程式方式形成具有各種光學性能和各種非光學特性的客製化隱形眼鏡。眼用鏡片產出物包含材料性質各異；其包含水凝膠鏡片，並在一些實施例中包含聚矽氧水凝膠鏡片。
本發明提供一種眼用鏡片預形物裝置，包含：一鏡片預形物形式，其包含一可交聯的介質，該可交聯介質包含一光吸收成分；一第一凹表面和一第二凸表面，其中該第一凹表面包含部分至少部分地在凝膠點之上聚合的一第一交聯密度程度，且該第二凸表面包含在約凝膠點或低於凝膠點固化的一第二交聯密度程度。
或者，該眼用鏡片預形物裝置另外包含：至少與該鏡片預形物形式第一凹表面和第二凸表面其中之一有接觸的液態鏡片反應介質。
根據該眼用鏡片預形物裝置，該鏡片預形物第一凹表面和該鏡片預形物第二凸表面的其中之一會連接到成形光學裝置。
根據該眼用鏡片預形物裝置，該成形光學裝置包含一用於儲存一水合眼用鏡片的鏡片包裝。
根據該眼用鏡片預形物裝置，該可交聯的介質包含一著色劑。
本發明進一步提供一種生醫裝置預形物，包含：一生醫裝置預形物形式，其包含一可交聯的介質，該介質包含一光吸收成分；一第一凹表面和一第二凸表面，其中該第一凹表面包含一部分至少部分地在凝膠點之上聚合的一第一交聯密度程度，且該第二凸表面包含在約凝膠點或低於凝膠點固化的一第二交聯密度程度。
或者，該生醫裝置預形物另外包含：至少與該生醫裝置預形物形式第一凹表面和第二凸表面其中之一有接觸的液態鏡片反應介質。
根據該生醫裝置預形物，該生醫裝置預形物形式第一凹表面包含模仿一人類器官的一起伏表面。
根據該生醫裝置預形物，該人類器官包含一皮膚區域。
本發明提供用於形成鏡片和用於形成鏡片預形物的方法和裝置，並且該鏡片預形物較佳者係眼用鏡片預形物。在下面的章節中將會有本發明實施例的詳細敘述。較佳與其他實施例之詳盡敘述在此僅做為示範之實施例，於發明範圍內顯然對熟習該領域之技藝者應瞭解而言，仍可有變異、修飾和修改。因此，應瞭解所舉實施例僅為示範並不用於限制本發明所涵蓋之範疇。
在本發明之詳細說明與申請專利範圍中，各式所使用術語可用定義如下：如本文中所使用，「光化輻射(Actinic Radiation)」意指能夠致動化學反應的照射。
如本文中所使用，「弧形」意指如弓的曲線或彎曲。
如本文中所指，「比爾定律(Beer’s Law)」(有時也被稱為「比爾-藍伯定律」)為：I(x)/I0=exp(-αcx)，其中I(x)係指強度，該強度係以與被照射表面間距離x表示之函數，I0係表面的入射強度，α係吸收成分的吸收係數，以及c係吸收成分的濃度。
如本文中所使用，「準直(Collimate)」意指用於限制照射的圓錐角，例如像是接收照射輸入之裝置所輸出之光線；在一些實施例中，可限制該圓錐角度使發出光線平行。於是，「準直器(Collimator)」包含執行該功能之裝置，而「準直的(Collimated)」描述對照射所發生影響。如本文中所使用，「DMD」(數位反射鏡裝置)係一雙穩態空間光線調變器，由一可移動微鏡陣列所組成，其功
能連接於CMOS靜態隨機存取記憶體上。每個反射鏡經獨立控制，藉由上傳資料到反射鏡下的記憶體元件來引導反射光，將視訊資料的每一像素空間映射到顯示器上的每一像素。該資料以二進位的方式靜電控制該反射鏡的傾斜角度，其中該反射鏡狀態為+X度(開)或是-X度(關)。目前的裝置，X可以為10度或是12度(標稱)。打開狀態的反射鏡所反射的光接著穿過投影透鏡的鏡片並投射到屏幕上。光被反射關閉以產生暗視場及定義該影像的黑色位準底值(black-level floor)。藉由在開及關位準間以夠快速率進行灰階調變，形成觀察者能察覺之影像。該DMD(數位反射鏡裝置)有時為DLP投影系統。
如本文中所使用，「DMD腳本(Script)」意指用於空間光線調變器的控制協定及任何系統組件的控制信號，例如像是光源或濾光輪，其中可包含時間指令序列中之一序列串。使用DMD縮寫並不意味限制該術語使用在任何一個特定類型或大小的空間光線調變器。
如本文中所使用，「定影照射(Fixing Radiation)」意指符合一或多個以下敘述的光化輻射：實質上聚合和交聯所有包含鏡片預形物或鏡片的反應混合物。
如本文中所使用，「液態鏡片反應介質」意指反應混合物其原始形式、反應形式或部份反應形式下為可流動形態者，該介質於進一步加工形成眼用鏡片的部件。
「自由形成」，如本文中所使用，「自由成形的」或「自由形成」意指藉由反應混合物的交聯所形成的表面，而非根據鑄模成型。
如本文中所使用，「凝膠點」應意指凝膠或不溶部份首次發現的時間點。凝膠點係液體聚合混合物變成固體的轉化程度。凝膠點可以用索氏實驗(soxhlet experiment)來測定：於不同時間點停止聚合物反應，分析所得的聚合物以測定殘餘不溶聚合物的重量分率。該數據可用於外推沒有凝膠出現的時間點。該沒有凝膠出現的時間點即為凝膠點。該凝膠點也可以藉由分析反應混合物在反應期間的黏度而測定之。使用平行板流變計可測量板與板之間的反應混合物的黏度。用於裝合作用的波長的照射可穿透裝置中至少一板件。當黏度趨於無窮大時所得時間點即為凝膠點。在已知聚合物系統和特定反應條件下，凝膠點轉化程度相同。
如本文中所使用，「鏡片」意指任何存在於眼睛裡或眼睛上的眼用裝置。該等裝置可用於視力矯正或裝飾。例如，鏡片一詞可意指隱形眼鏡、人工水晶體、覆蓋鏡片(overlay lens)、眼嵌入物(ocular insert)、光學嵌入物(optical insert)或其他之類似裝置，可矯正或修改視力，或在不阻防礙視力的情況下可提高眼睛生理裝飾功能(例如虹膜顏色)。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性隱形眼鏡，其包含但不限於聚矽氧水凝膠及氟水凝膠。
如本文中所使用，「鏡片預形物」意指由鏡片預形物形式和與鏡片預形物形式接觸的液態鏡片反應混合物所組成的複合物體。在一些實施例中，液態鏡片反應介質在反應混合物的體積內產生鏡片預形物形式之過程中形成。鏡片預形物係藉由用於生產鏡片預形物形式的反應混合
物體積中，分離鏡片預形物形式及黏附的液態鏡片反應介質而產生。此外，藉由去除相當數量的液態鏡片反應混合物，或將相當數量的液態鏡片反應介質轉換為非液態合併材料，可將鏡片預形物轉換為不同實體。
如本文中所使用，「鏡片預形物形式」意指至少有一個光學品質表面的非液態物體，該形式與於後續加工成眼用鏡片二者一致。
如本文中所使用的「鏡片成形混合物」，該術語或「反應混合物」或「RMM」(反應單體混合物)意指可固化交聯或交聯形成眼用鏡片的的單體或預聚合物材料。各相異實施例中可包含具有一或多個添加物的鏡片成形混合物，該添加物像是：紫外線阻斷劑、染劑、光起始劑或催化劑，及其他可在眼用鏡片形成所需之添加物，該眼用鏡片可為隱形眼鏡或是人工水晶體。
如本文中所使用，「模具」意指可被用來使未固化配方形成鏡片的剛性或半剛性物體。一些較佳的模具包含成形前曲面模件與後曲面模件的兩個模件。
如本文中所使用的「照射吸收組份」，該術語意指可以與反應單體混合配方合併的照射吸收組份，其可吸收在特定波長範圍的照射。
反應混合物(有時在本文中也意指：鏡片成形混合物、可交聯的介質或反應單體混合物，並與「鏡片成形混合物」涵義相同。)
如本文中所使用的「從模具脫開」，「從模具脫開」意指鏡片變得完全脫離模具或只是鬆散地連接，因此可以藉由輕微攪動或用拭子推下而移除。
如本文中所使用，「立體光刻鏡片預形物」意指使用立體光刻技術形成鏡片預形物形式的鏡片預形物。
「基板」，放置或形成其他實體的物理實體。
如本文中所使用，「暫態鏡片反應介質」意指在鏡片預形物形式上可維持液態或非液態形式的反應混合物。然而，在其被併入眼用鏡片之前，係經一或多個以下步驟：清洗、溶解和水合來大量移除暫態鏡片反應介質。因此，在此說明，鏡片預形物形式與該暫態鏡片反應混合物之結合不會組成鏡片預形物。
如本文中所使用的「三維像素」，「三維像素」或「光化輻射三維像素」為體積元素，代表三維空間中規則網格上的值。一三維像素可以被視為是三度空間中的一像素，即使一像素代表二維影像時，其對應三維像素仍包含第三維。此外，三維像素經常被使用於顯像及分析醫學和科學數據，在本發明中，三維像素被使用來界定到達特定量的反應混合物的光化輻射數量範圍，以控制反應混合物比容的交聯或聚合速率。以實例來說，本發明考慮到存在於與二維模具表面共形之單層的三維像素，其中可引導該光化輻射與二維表面垂直以及在各個三維像素的共軸維度舉例，可藉由768×768三維像素交聯或聚合成特定體積之反應混合物。
「基於三維像素之鏡片預形物」，如本文中所使用，「基於三維像素之鏡片預形物」意指基於三維像素之光刻技術形成鏡片預形物形式的鏡片預形物。
「X凝膠」，如本文中所使用，X凝膠表示可交聯反應混合物之凝膠分率變成大於零時的化學轉化程度。
本發明中所揭露裝置於文中大致以五個主要次級部件呈現，該裝置實施例之第一部分討論係依照次級部件分層之邏輯敘述進行。該等次級部件各為基於三維像素之光刻光學裝置、芯吸裝置、穩定與定影裝置、量測裝置及水合裝置。然而，根據次級部件的實施例，該等次級部件同時可做為整體裝置單獨運行。
該基於三維像素之光刻光學裝置係為使用光化輻射以產生鏡片形式和鏡片預形物的組件。在本發明中，裝置採用高度均勻的照射強度，本質上根據三維像素對三維像素的方式，控制照射到成形光學裝置的表面上的光，該表面具有諸離散點遍及成形光學裝置。該控制使該組件得以控制反應混合物中沿著特定三維像素位置的光徑反應發生程度；最終可決定發生反應材料體積，以及形成其上之鏡片預形物形狀。
圖5中係描繪基於三維像素之光刻光學裝置的主要組件的示範實施例。每一標示組件在稍後的章節中均會進行詳細討論。在此，進行次級部件功能之示範概述。
參考圖5，成形裝置500，於示範中功能操作始於光源520。該實施例中，在光源520中產生的光出現為具有定義波段的波長的光，但具有一些強度和方向的空間變化。元件530係一空間密度控制器或準直器，用於聚集、擴散光線，於一些實施例中用於準直光線產生出強
度高度均勻之光束540。此外，在一些實施例中，該光束540射向數位反射鏡裝置DMD 510上，使光束被分成數個各強度可指定開或關之數位值的像素單元。實際上，該反射鏡功能為在各像素上以兩種路徑中之一反射光線。「開」路徑，元件550，係導引光子向反應化學介質行進的路徑。反之，在一些實施例中，「關」狀態之光線被反射到不同路徑，該路徑介於元件516和517的路徑間。此「關」路徑導引光子到束集堆515上，該束集堆經特別設計用來吸收和收集任何導引過來的光子。再參考「開」路徑550，該路徑描繪的光實際上包含潛在的諸相異像素值，其設置為「開」值並於空間中被導引到對應於彼等像素位置的適當個別路徑。各像素單元沿著各自路徑550的時間平均強度可以表示為一個空間強度分佈560，橫越由DMD 510定義的空間網格。或者以恆定強度照射每一反射鏡，元件560可代表空間時間曝光分佈。
接著，在開狀態的各像素單元皆具有導引至路徑550的光子。在一些實施例中，該光束可以用聚焦元件來集光。以實例說明之，圖5的元件500描繪一實施例，其中所表示之光徑550基本上以垂直方式照射到成形光學裝置580的光學表面。所示光線通過該成形光學裝置580，並進入儲存器590中含有反應鏡片混合物的空間。該光與已知像素位置的彼此影響，定義了儲存器590體積中以及圍繞成形光學裝置580的開狀態三維像素單元。該體積中的光子可被吸收並加速吸收光子分子之光化反應，導致廣大鄰近區域中單體的聚合狀態發生改變。
對一個特定的實施例，基於三維像素之光刻光學裝置係以此方式作用之。每個元件本身各具有其特性以及用於描述該裝置功能模式的實施例。若欲更了解以下發明，則需進一步深究其個別複雜性。
於基本了解上示裝置功能後，接著將以整體角度討論整個系統。在一些實施例中，基於三維像素之光刻系統其整體係用於產生眼用鏡片。(此一成形鏡片的波前圖形示於圖4)。
在一些實施例中，可控制圍繞裝置(encompassing apparatus)500的周圍環境，包含溫度及濕度。其他的實施例中，其與實驗室環境一致的環境亦可控制改變。
例如使用氮氣沖洗控制周圍氣體環境的性質。進行沖洗可增加或遞減氧分壓到預定水平。濕度也可維持在相對預定水平，如相對低於辦公環境的水平。
另一可在一些實施例中控制的環境參數為可與獨立裝置組件彼此影響之振動能水平。在一些實施例中，巨大的支撐結構係用於定義一相對低振動環境其他的實施例可包含一些或全部基於三維像素之光刻系統500，係以主動型震動撐體支撐。於不限定可能的解決方案之一般性前提下，本技藝習知之氣囊支撐活塞(air bladder support piston)可以大幅遞減振動轉移到隔離系統中。另有其他振動隔離的標準構件與本發明範圍一致。
裝置環境中的微粒可導致鏡片預形物及鏡片中各種類型缺陷模式。舉例來說，在光徑中，微粒可調變一或多個三維像素單元的實際強度且或影響特定反射鏡元件的功能。由於該等原因，本發明範圍中至少提供了一種
在環境中控制微粒材料的方法。實施例中之上述實現例係為將高效率粒子空氣(HEPA)過濾器併入該主體裝置環境，以及一構件使空氣通過該過濾器，該構件足以在裝置的暴露部分建立層流區。儘管如此，任何在裝置中或裝置周圍可顯著限制微粒程度的實施例均在本發明的範圍之內。
本發明光學裝置的細部環境支撐物的另一方面為控制其周圍光線和方式。在一些實施例中，周遭光線提供光化輻射，因此可限制光子能的雜散源。
因此，在一些實施例中，裝置500可封於符合前述環境需求之不透明的材料中。一較佳實施例中，可在裝置環境使用過濾光源，避免曝光裝置的活動部分至污染的環境照明。
圖6中光源以形式600中表示。光源特點是所有光刻系統的基本特性，本發明使用基於三維像素之光刻光學裝置之實施例中，光源本質是系統中很重要的部分。
在一些實施例中，光源620需在狹窄的譜帶中提供光線。示例照明系統600的組件可用於提供該窄光譜特性。在一個較佳實施例中，光源包含發光二極體620，設置於環境支架及外殼610。為示例說明，在一些實施例中，發光二極體來源620可包含型號AccuCure ULM-2-365的光源，其包含一控制器購自Digital Light Lab Inc.(Knoxville,TN USA)。該型光源發出以365nm為中心的窄帶光並進一步具有半峰全幅值(full width at half maximum breadth)約9nm的特性。因此，該市售光源組件可用於發出理想的窄帶發射光線，因此無需另設
其他裝置。當然，亦可使用任何LED或其他具有相似特性的發光產品。
或者，亦可使用寬光譜光源，例如像是碳弧燈或氙燈620。替代選擇中，可用寬光譜光源620。光自環境支架及外殼610發射出並通過在光源620上展開的濾光輪630。該濾光輪630可包含相異操作地點之諸相異過濾器631，該過濾器631可包含例如帶通濾波器，以365nm為中心傳輸且以半峰全幅值相似10nm表現的光。該實施例中，該濾光輪可由馬達致動器致動，其可索引調整該濾光輪到不同過濾器；使示例的三維像素光刻系統實施例500能以在多段可選擇波長操作。
顯然地根據本發明，可輕易實施諸多實施例，非限制觀點下，在寬帶光源620鄰近固定安裝過濾器631也可作為一適用實施例。另一方面，具有多LED光源620的替代實施例可提供多波長功能，於環境支架及外殼610中個別激發以得到不同波長。
更普遍地說，顯然一些實施例中可包含各種光源，例如白熾燈、雷射、發光體及其他具有或不具有各式種不同過濾器的類似產品。更者，在一些實施例中，本發明範圍亦包含光源具有能在控制的可利用光譜帶內發光的功能。
該光源600，可另有穩定、均勻和相對強烈的特性。在一些較佳實施例中，AccuCure LED光源620輸出強光並包含一個內部監測的反饋迴路以隨著時間推移維持穩定強度。
光源620可包含以控制方式調變強度的構件；包含以定義的工作週期來調變來源的開和關。因此，在完整時段間，此強度控制模式產生可選擇的時間平均強度位準。在另一操作實施例中，該LED來源可透過電壓控制的操作模式來調變強度，其中與時間無關之強度位準會有強度變化。
為穩定所有光源組件620輸出，光源環境中的附加特徵可包含其他具體化定義。此方面的示例可包含透過經由冷卻系統實施之控溫構件。其他的環境控制可包含與本發明目的一致的不同具體實施定義。
另一方面，該光源裝置600提供一個可強度調變的替代實施例。該個別光源620可控制發射一給定強度，該濾光輪630可裝設發動機元件致動，以用中性密度過濾器631攔截發射光。因此，供給其他餘三維像素光刻系統500的光強度可調變到較低的強度。一般而言，應注意個別過濾器631(濾光器)的設計具有很大自由度，並且各有其不同實施例考量。以一個非限制的實施例來說明，過濾器可設計成藉由空間定義的方式調變強度，使其定義產生出一通過本體路徑且相較另一條路徑強度較高之光線。在第二個非限制的實施例中，濾光輪設計可利用另一方式調變強度，使之與DMD的操作同步，並使每個濾光輪部分的密度值定義的像素和強度能彼此協調。替代的實施例可使用該等操作模式組合，任何控制具有該描述特性的光強度的構件顯然地均在本發明範圍之內。
不論光源組件620的實施例和其環境為何，藉由完全遮蔽其餘光學系統500照射光，一具有濾光輪630的實施例，可用於在過濾器631中執行一阻斷操作模式之實施例。加入該功能可產生諸多優點，如改善下游光學組件的穩定和增長使用時間。此外，在一些實施例中，在連續操作時，可用於改善光源組件620的穩定性。作業系統其他設計中，遮蔽過濾器631可作為執行構件，該作業系統無需光源600的光。對熟習此技藝者顯然地，即使濾光輪630的已有特定位置描述，本發明範圍內可接受實施例中，可包含光徑上可有不同適當位置。
基於三維像素之光刻光學裝置的附加組件包含均質和準直光學裝置。該裝置設計用於接收光源520的光輸出並產出照射540，使光強度更均勻集中地照射到DMD 510。概括來說，可不使用該部件而達到本發明的目的，特別是該光源具有相似功能的組件時。
圖7的元件700係一本發明較佳實施例。正如所提到的，該裝置部件目的為準直以及相對於其強度均質化來自光源的光。在較佳實施例中顯示，該AccuCure 365nm LED光源620附有光學組件可準直光輸出。在一更廣義實施例中，該準直裝置可包含第一組件用於準直與均質化。然而，在較佳實施例中，經被光源620充分準直的光行進至元件700並照射一組約1英寸的聚焦光學裝置710，例如可購自CVI Laser,Inc,(Albuquerque,NM USA)之鏡片組件中具有該光學裝置。
這兩個鏡片(例如該聚焦光學裝置710)聚焦光源於光導管720上。該組件720主要功能在於平順空間強度
之不均勻性，使輸入光均質化。光導管720包含以UV級丙烯酸材料所製之六角形光學管。於描述實施例詳細細節後，顯而易見地任何提供用於均質來源光空間均勻性的光學裝置的替代實施例包含本發明範圍中所預見之解決方法。
光導管720的均質光輸出可由現成的光學級元件730再一次聚焦，該元件的類型可從例如CVI Laser Inc.(Albuquerque,NM USA)的公司購得。聚焦光線現在行進通過孔徑光闌740到一組大約2英寸的聚焦元件750上。同樣，該等聚焦元件是標準的、現成的光學級元件，例如可由Thorlabs Inc.(Newton NJ USA)獲得。該聚焦光學元件750的目的係將光導向數位反射鏡裝置(DMD)510的聚焦位置，以完成基於三維像素之光刻系統的照明部件中的光徑。諸實施例中，可以考量使用準直器和均質機組件達成相同目的，即以強烈、均勻、具有理想中心波長和頻寬的光線照射DMD 510，其亦包括在本發明範圍之內。
在一較佳實施例中，照明系統元件520及530使光線(鑑別為圖8的800中的820)照射到包含德州裝置數位反射鏡裝置510的活動元件上及周圍。在較佳實施例中使用的DMD係由DMD開發者套件(DMD Developer Kit)購得：DMD Discovery 3000可由DLi(Digital Light Innovations,Austin Texas,USA)購得。該套組包含A DLi DMD Discovery 3000板，其具有UV穿透窗選項的德州裝置DLPTM XGA DMD晶片(768×1024反射鏡)對角線0.7英吋。也包含在內的是一個與D3000板密切結合的
ALP-3高速光處理板，連接電腦到D3000。圖8基於三維像素之光刻系統的較佳實施例中，元件800中的810成像系統組件具有該等組件。該TI DLPTM XGA DMD的詳細描述可參閱德州裝置(TI)的DMD DiscoveryTM 3000數位控制器(DDC3000)之入門套件技術參考手冊。
DMD裝置810可用於照明系統所發出光線強度之空間調變。來自德州裝置的DMD係以數位方法藉微鏡組件反射光線執行該功能，該組件在裝置作用區的空間網格具有一單一可定址位置。因此，從DMD 810反射得出光強度，與進一步向下到成像系統800的光強度，不會因為控制反射鏡的工作週期進入開狀態或關狀態而改變，而從單一的像素位置反射出的時間平均強度則可修改。
在其他的實施例中，像購自德國的勞恩佛荷光子微系統研究所(Fraunhofer Institut Photonische Microsysteme)的空間光線調變器(SLM)可用來在三維像素對三維像素的基準上控制照射，並且可包含強度函數的空間調變功能810。SLM如鏡的表面實際上可由多個(即上千個)迷你的活動反射鏡組成，每個反射鏡在積體電路內有自己的儲存單元。當所需強度分佈的影像被送到SLM，個別反射鏡會彎曲或持平(不像TI DMD會旋轉或傾斜微鏡)。光藉由彎曲反射鏡散射，因此不會通過並使得光化反應化學混合物曝光。
此時，請再參考圖8，如上面所述，作用的成像元件DMD 810以數位方式處理光使其反射到兩方向中之一。在關狀態，光的反射路徑旨在永遠不會行進到光化反應
化學混合物的位置。為了確保導引到關閉方向之光永遠不會行進到此路徑，成像系統800的設計中可包含光收集器830。此收集器包含高吸收表面，可顯著吸收任何入射其上的光並只會將光反射到該收集器的更深處。在較佳實施例中，作為非限制的示例，該等表面包含如同購自Hoya Inc.(Tokyo,Japan)的高吸收力的釹玻璃板。
從「開」位置的反射鏡元件反射的光循相異路徑行進至聚焦元件840。與其他的光學裝置一樣，該等約1英寸的聚焦鏡片為現成組件，可購自如Thorlabs Inc.(Newton NJ USA)公司。聚焦鏡片840將DMD 810發出的「開」狀態光聚焦到光與反應單體混合物會發生反應之成形光學裝置上。
在一些實施例中，最好提供一可成像和可直接監測光徑狀態的構件，而非由鏡片產生結果推斷。基於三維像素之光刻光學裝置的較佳實施例中，提供了可用於該直接監測的構件。以一反射鏡850攔截聚焦到成形光學裝置580上的光，使其可切換進出光束路徑。導引光線接著入射至光偵測成像裝置860。
此時，請參考圖9，成形裝置900的組件發出該光束到反應混合物的最終目標區域。如上所述，在一些實施例中，該光線聚焦到與成形光學裝置930自身表面垂直的方向。所示之實施例900中，該光線以約垂直的方式照射至成形光學裝置930表面。在替代的實施例中，如元件921所示，可通過和環或其他固定件固定鏡片位置，使該鏡片保持在相對於成形光學裝置930的正確方
向。廣義地說，應注意本發明包含諸實施例，行進光線由越過成形光學裝置930一個個相連的三維像素形成。
繼續參考圖9，由於儲存器與成形光學裝置對光束的相對方向很重要，在一些實施例中可定義機構用於鎖定二者位置，可見於成形光學裝置固定構件970及用於包含反應單體混合物的儲存器950二構件間之相互關係。二者對齊可將儲存器950中心正向控制成形光學裝置930。在一些實施例中，該位置控制也可用間隔環951的作用來加強。該等間隔亦可控制加入儲存器950之反應單體混合物數量。
圖9也表示實施例之一附加層面，關於反應單體混合物附近的周圍氣體之控制。由於在一些實施例中，氧可修改單體的光化學並淨化光生自由基，在一些實施例中，需要將氧從儲存器950周圍的氣體中排除。可藉由圖9中元件900之圍阻管990來實現。藉由使惰性氣體例如氮氣流經960，可從環境中排除氧氣。此外，於另一實施例中，藉由控制流經圍阻管990的氣體960中的稀釋度，可維持一定氧氣水平。經使用氣體質量流量控制器以達到氣體960中氧氣的恆定稀釋水平的標準方法構件係周知技術，且屬於本發明精神內的實施例。
適量的該反應混合物可填滿包含反應混合物的儲存器950。在一些實施例中，可於設置成形光學裝置930相對於儲存器950之前進行。在其他實施例中，該成形光學裝置930及該儲存器950可放置在圍阻管990內並以氣流960沖洗之。也可在使用前先過濾該反應混合物。之後，一定量反應混合物945可先填入儲存器950。
用於轉移反應混合物945之各構件中，包含手填、藉由自動構件的定量流體輸送或填充，直到位準檢測器可測得在儲存器950中反應混合物945的適當水平。一般而言，熟習此技藝者顯而易見地可實施轉移適當量的反應混合物945的諸實施例，且此等技術均在本發明範圍內。
在氧氣水平對光學處理步驟具關鍵性的實施例中，顯然地，氧氣可為溶解形式存在反應單體混合物945中。在此等實施例中，需要建立反應單體混合物945中氧氣濃度的構件。實現該功能的一些實施例包含允許該混合物滯留於沖洗氣體960會流經的氣體環境中。替代實施例可包含真空沖洗在該單體混合物的供應中溶解的氣體，並在混合物分配期間透過膜交換氣體及分配液體以重組所需氧氣量。在本發明範圍內，顯然可接受任何來建立適當濃度的所需溶解氣體之構件。此外，更普遍來說，溶解氧存在或不存在時，其他材料可作為適當抑制劑。更者，更普遍來說，可預見本發明範圍中已包含建立和維持抑制劑適當水平的裝置的實施例。
此時，請再參考圖10，圖中描繪成形光學裝置的示範形狀及其保持和定位裝置1000。保持住成形光學裝置的結構可包含平坦玻璃圓盤1040。該成形光學裝置可用光學一致的粘合劑1020設置並固定，並用裝配架以確保該圓盤與該成形光學裝置之間對齊。圓盤的平坦表面在垂直方向提供了正定位，而座落的凹口1030及其他沒有說明的平面可允許放射狀的和水平的位置控制。
請參考圖11，該圓盤1000緊密結合儲存器系統1100。該平面坐在三個相配的表面1130之上。一些實施例可另外包含裝有彈簧的定位銷1120，其明確地結合並定位元件1030。兩個靜態定位銷(圖未示)與成形光學裝置配件上的兩個其他平面嚙合，而且組合物在運動學上用來任意固定成形光學裝置組成，因此確保可重複、穩定地定位成形光學裝置在光學光徑上。在一些實施例中，可被包含用於包含反應單體1110的儲存器。更普遍來說，有諸多與本文中所揭露的產生性技藝一致的實施例，對熟習該技藝者顯而易見地，有許多與本發明技藝一致的方法實施例，具有方法可用來定位成形光學裝置於中心位置，將該光學裝置定位於將包含反應混合物的儲存器鄰近，及在環境控制的環境中設定一或多個該功能。
成形光學裝置1010至少部分透射光化輻射的所需光譜。因此，在各種不同實施例中，例如成形光學裝置1010可包含一或多種：石英、塑膠、玻璃或其他可透射能有效固化使用的RMM的光波長的材料。應亦注意成形光學裝置1010的形狀包含具有待加入鏡片或鏡片預形物的特性的表面1011中之一，其可由成形光化輻射沿著表面1011通過成形光學裝置1010產生聚合作用而形成。本發明的技藝可包含許多形狀實施例。
利用於成形光學裝置1010的設計和特性之諸等實施例中，該等部件的個別示例可有其獨特性，例如關於庫存材料、生產、使用歷史和/或其他原因。該等層面可能或可能不會與三維像素光刻系統500的整體功能彼此
影響，但於達到最終產品流程中該層面為必須，其三維像素對三維像素的強度分佈可產生獨特光學偏移。因此，一些實施例中可利用構件形成、維持並追蹤成形光學裝置1010。實施例中，一實施例可將識別標誌在成形光學裝置部分1040的平面上編碼為機器可讀格式。其他實施例可包含例如沿著該識別標誌附加RF識別裝置以提供機器可讀性。可有諸其他實施例來識別個別的成形光學裝置部分1040，其亦包含在本發明目的中。
基於三維像素之光刻光學設備500的輸出產物可包含諸實施例。在一實施例中，如同元件900所示，反應產物940形成於成形光學裝置930的表面上，同時含有殘餘的反應化學混合物945。從化學混合物945移除帶有反應產物940的成形光學裝置930的執行部分另屬該裝置的附加實施例。在一些該等實施例中，可藉由例如機器人自動化的動作從化學混合物945移除成形光學裝置930及黏附的反應產物940。
在一些實施例中，上述所製造物件可稱作鏡片預形物的實體。該鏡片預形物可於形成時黏附到成形光學裝置上。示意圖1700表示預形物中可包含物件，當中沒有基板或是鏡片預形物可黏附上的成形光學裝置。然而，此粗略示意圖表示了鏡片預形物的關鍵特徵。該反應產物具有固體成份，稱為鏡片預形物形式，今以元件1740識別之。該實施例中，附加面(成形光學裝置圖未示)表示成光學表面如1750。該鏡片預形物形式1740今有一表面1730，其定義係根據基於三維像素之光刻系統500之操作。黏附到表面1730的是一液態鏡片反應混合物
1745。此實施例中，介質(例如該液態鏡片反應混合物1745)將繼續留在成形光學裝置上，當中可執行本文所述其他處理程序。
在一些實施例中的鏡片預形物1700係藉由先前敘述的基於三維像素之光刻光學系統500所生產，定義了一個新的實體。可流動材料去除裝置(有時稱為芯吸裝置)係一套可作用於鏡片預形物1700之上的裝置，並於以下詳細描述。
參考圖12的元件1200，該示意圖表示了一個可流動化學材料去除裝置的實施例的部分。該鏡片預形物顯示連接到成形光學裝置1250，並附有對準板1260。該結合顯示係為鏡片預形物表面之面朝向下的實施例。液態鏡片反應混合物1240受各種力量影響而移動，包含重力。芯吸毛細管1210設置於鄰近液態鏡片反應混合物1240處，液態化學材料周圍或裡面會沿著鏡片表面集中在低點。在一較佳實施例中，該芯吸毛細管可包含由Safecrit的模型HP8U未處理塑膠微分血器管(Safecrit,Model HP8U Untreated Plastic Microhematocrit tube)所製成的芯吸模型。替代實施例中，該毛細管也可包含玻璃、金屬或其他符合流體化學材料去除的物理和化學/材料所需材料。
液態化學材料(例如該液態鏡片反應混合物1240)導入毛細管1210並形成一該鏡片預形物之導出體積1241。在一實施例中，該過程可重複數次。處理後，該
鏡片預形物1200仍有較少量的液態鏡片反應混合物黏附到鏡片預形物形式(例如該光學表面1750)上。
該液態鏡片反應混合物的外觀可受該處理影響；其中包含例如分離或移除液態鏡片反應混合物中較不黏性的成份。對熟習技藝者顯然地，諸不同實施例的選擇是關於化學材料移除過程之可進行方式，一切均屬本發明範圍之內。
一般來說，實施例的選擇可包含諸物理設計以從表面導出化學材料。一個不同實施例的示例可為致動真空系統組件1220協助導出液態鏡片反應混合物1240。經由非限制性的示例，另一實施例可包含多組毛細管裝置1210，將其端點仿照成形光學裝置表面1250的形狀而展開。此外，可用高表面積材料進行該化學材料的移除，像是作為示例的海綿或具有高表面積的奈米等級材料。重申前述概念，替代的實施例可包含控制在成形光學裝置930上鏡片預形物從反應混合物945撤回速率。該實施例中的表面張力可包含化學材料移除的形式，與毛細管芯吸步驟相似；並使當鏡片預形物產生同時，持續降低液態鏡片反應混合物1710數量。一般而言，可執行移除液態鏡片反應混合物1240部分功能之裝置的諸實施例均屬本發明範圍內之技藝。
該真空系統組件1220，在較佳實施例中，具有可替代先前定義功能。處理多鏡片預形物時，該化學材料移除裝置1200可進行多次化學材料移除。該真空系統組件1220可用來清潔並排空毛細管裝置1210。一個相異實施
例可包含連結清潔溶劑流過與真空系統組件1220之毛細管裝置1210。
一般來說，圖12中的實施例元件1200描繪化學材料移除系統如何作用，且著重於組件之細部微觀部分。相較之下，圖13巨觀表示一化學材料移除系統1300實施例中的部分，闡述一較佳實施例中可利用的設備及變化。圖13的元件1300包含毛細管移除組件1305及以相似配置安裝在成形光學裝置及成形光學裝置板上的鏡片預形物，該鏡片預形物筆直向下。
再參考圖13，顯然可看出毛細管芯吸裝置1306的配置可在替代實施例中放置偏離成形光學裝置鏡片預形物的中心，即中心點。元件1330表示一個xy轉換表中之單一維度，其調整用來對齊毛細管對成形光學裝置的中心。經由實施例，在一較佳實施例中1330表示為手動游標調整形式。然而，熟習該技藝者明白該調整可自動化進行，包含例如步進馬達；更普遍來說，本發明可預見在xy轉換表定位的自動化設備中使用各種不同等級逐步複雜化之技術。從更高層次概括來看，並為了簡化下文討論，可預設任何裝置上的移動功能於諸實施例中可具有相似自由度。
元件1320係為一成形光學裝置保持裝置，其包含一所需穩固位置的裝置可彈性保持成形光學裝置。該成形光學裝置部份，如先前討論的1000所示，使用之位置結構可同於此實施例中基於三維像素之光刻裝置500中相似位置結構。替代的實施例，可藉由自動化方式轉移成形光學裝置保持裝置1000。顯然地，諸保持該成形光學
裝置和用於鎖定可流動化學材料移除裝置於適當位置的替代方式與當前發明一致。
目前討論中，普遍描述了成形光學裝置的軸位置垂直於水平面並在重力方向上的實施例。替代實施例可允許該軸於該垂直方向周圍以些微角度旋轉。元件1350包含調整構件以調整成形光學裝置的軸因重力造成的角度。此改變最根本的作用即為鏡片預形物上的液態鏡片反應混合物1710會傾向集中在一個偏離成形透鏡中心的中心的位置。在一些實施例中，在偏離中心的位置導出液態介質可有其優點。
圖13中的一表示元件係關於毛細管芯吸裝置1306的位置，垂直於鏡片預形物上的液態介質。例如1340可包含該維度粗略初步調整，藉由沿著垂直軸移動附加在該毛細管芯吸裝置1306的台子。此外，1345包含該相同移動微調。同樣沿著相同的軸，相對於毛細管芯吸裝置1306調整成形光學裝置固定台1310。元件1370包含微調裝置達成該目的。
為了移動芯吸毛細管到相異方向1360，可更包含一旋轉運動裝置。舉例來說，該等實施例可用於簡化和自動化改善毛細管芯吸裝置1306。
如之前所述，可有諸多關於流動化學材料移除裝置1300的各組件間的自動化動作的實施例。此外，包含用於控制化學材料移除過程的光學測量的替代實施例均屬本發明範圍。用於這樣監測的進一步替代實施例可包含例如各種液位感測器。經歸納，對熟習該技藝者顯而易
見地，在來自撐體的流體化學混合物部分的可控制性移除處理可需各種感測和量測裝置。
根據上述液態鏡片反應混合物移除裝置的實施例精神，其包含用於從鏡片預形物形式1730的表面移除部分液態鏡片反應混合物1710的方法和裝置。對熟習該技藝者顯然地，該化學清洗步驟可包含具有更有效清潔方式的實施例。藉由工業標準的清洗技術，該液態鏡片反應混合物1710可部份移除或接近全部移除。根據定義，具有這樣清洗動作的裝置會轉換鏡片預形物1700為其他形式。然而，在一些實施例中，在該清洗技術執行後，可藉由將反應混合物塗回鏡片預形物形式的表面1730來重組鏡片預形物，像是通過沉積、噴霧、油墨噴射或芯吸。
化學材料移除的其他實施例可能不會使用鏡片預形物形式1740外部設備。另外，由於鏡片預形物形式1740的形狀可藉諸實施例定義，鏡片預形物形式的設計可包含在鏡片預形物形式1740某些位置上的低窪或渠道(圖4的元件440，400包含一些該特徵的示範實施例並在本文其他章節中被討論。)藉由導引該液態鏡片反應混合物1710進入該渠道，在該鏡片預形物形式1740「上」的液態鏡片反應混合物1710的量可能因而減量，其中並可包含該化學材料移除的替代實施例。一般來說，可顯然看出此實施例中，此方式作用的局部起伏特徵的實際形狀可改變並產生成一個自由曲面。
鏡片預形物1700包含用於眼用鏡片客製化形成裝置之附加實施例基礎。鏡片預形物的液態層，於一實施例的描繪中顯示為層(例如該液態鏡片反應混合物1710)，提供新的方式形成光學品質眼用鏡片表面。當直立放置鏡片預形物，該液態介質可隨著時間移動。在某些條件下，例如時間長度，該液態層可在重力和表面力影響下散佈形成穩定實體。該穩定的液態鏡片反應混合物1710表面可以元件1720表示。在某些實施例中，所得表面1720可包含一個與鏡片預形物形式1740的表面1730相較之下較高的光學表面。諸裝置可提供穩定液態鏡片反應混合物1710的功能。
參考圖14，其描繪在一較佳實施例中的穩定裝置1400。某個層面而言，該流動系統可從運動或振動能中隔離出來。這在元件1400中係以組件1450實現。隔振系統1440上可支撐一個相對厚重的桌檯1450。由於該實施例也使用重力，該厚重桌檯1450較佳地應具有水平平面。鏡片預形物1410可連接到成形光學裝置托座1430，與保持裝置1451相連接。在一些實施例中，可使用自動計時設備以最短時間控制流量介質達到相對穩定狀態。
在一些實施例中，光化照射步驟中，穩定化裝置包含用於曝光鏡片預形物之附加組件，以使鏡片預形物1700定影為成形眼用鏡片。在一些實施例中，定影照射造成光化學反應只在液態鏡片反應混合物1710中發生。在替代的實施例中，鏡片預形物的其他部份，像是例如鏡片預形物形式1740，在定影照射下可經一或多個
化學變化。其他基於包含鏡片預形物的材料性質而構成變化的實施例對專家顯而易見地，與現行的發明一致。
在元件1400中，定影幅射源識別為1460。實施例中，可用前述之基於三維像素之光刻光學系統520相似光源。舉例來說，在一些實施例中，購自Digital Light Lab Inc.(Knoxville,TN USA)控制器的AccuCure ULM-2-420光源1460可為適用之定影照射來源1461。適當參數執行穩定後，切換用於定影光源的控制器1460到開的位置，將鏡片預形物及周遭環境在定影照射1461下曝光，並形成一實施例形式的眼用鏡片。一般來說，諸實施例中，諸多穩定或移動液態鏡片之反應混合物橫越鏡片預形物形式1730表面後，可以不同方式以定影照射照射。
實施例中，一些定影裝置中處理替代實施例可包含液態材料清洗由系統洗除的鏡片預形物形式。此定影形式鏡片預形物形式已包含某些鏡片特性，本發明範圍內可預見更包含以一種方式無需穩定裝置亦可使用定影裝置的實施例。更普遍而言，本發明可預見諸材料和形式的實施例，其中該定影裝置可定影材料，先前在表面上流動的液態材料則無需定影。實施例中，基於三維像素之光刻光學系統形成並清洗掉液態鏡片反應混合物1710的鏡片預形物形式可包含一實施例，其中定影裝置能定影鏡片預形物到鏡片中。
一組實施例可包含造成液態鏡片反應混合物1710替代移動方式。在一些實施例中，搖動包含液態鏡片反應混合物1710的鏡片預形物表面，可移動液態鏡片反應
混合物1710。此外，舉例來說，在一些實施例中，藉由與膠片處理相同的旋轉塗布方式圍繞中心軸旋轉鏡片預形物可為理想方式。
還有其他實施例，藉由以控制方式降下鏡片預形物1410一定距離的方法，可包含最小化液態鏡片反應混合物1710所受重力。其他實施例可藉由改變表面水平(例如該桌檯1450)改變重力影響，該表面水平上置有鏡片預形物1410、成形光學裝置1420及托座1430。相異表面水平下，中央光學區的液態鏡片反應混合物1710上的力可改變並造成移動。
在另一方面，一些實施例可包含液態鏡片反應混合物1710的化學或物理改變。實施例中，替代實施例可包含導入液態反應化學材料裡面和周圍的溶劑物料，並以此方式改變其液態性質。此外，該添加的物料可影響鏡片預形物系統1700中成份的表面能特性。液態鏡片反應混合物1710的特性可通過定影照射1461的使用而部份改變之。本發明本質中可預見，用於轉變液態化學材料系統特性的一般性質的諸替代實施例。
在一個顯著基礎上，反應化學混合物945的性質可與各種相異裝置實施例彼此影響產生相異結果。顯然地，屬本發明範圍內，實施例可包含穩定與定影裝置1400的性質和來自改變反應化學混合物中基本化學成份變動實施例。實施例中，可包含例如定影照射利用的波長改變，且可導入具有該定影照射波長彈性的裝置實施例。
由於鏡片預形物的材料可包含成形鏡片的部件，對熟習該技藝者顯而易見地，穩定與定影裝置內部和周圍
的環境控制包含重要的實施例層面。舉例來說，例如藉由HEPA過濾的氣流控制微粒材料可包含一個環境控制的實施例。當該液態介質仍對光化輻射敏感時，雜散光進入環境的控制包含其他實施例選擇。同樣地，濕度和其他氣體污染物可影響鏡片品質，該等環境條件的控制可包含附加實施例。對熟習該技藝者顯然地，本發明範圍技藝包含環境控制的諸方面。
藉由穩定與定影裝置處理一些實施例中的鏡片預形物的產品可包含與眼用鏡片相似的裝置或鏡片預形物形式。多數情形下，該材料具有直接相關最終水合眼用鏡片的特性。然而，諸實施例在鏡片穩定與定影後，產生出仍然在成形光學裝置及托座1430上的一個非水合形式實體，其可藉由各種不同量測形式來度量。
接著，如圖15係表示一種可測量光學和材料特性之量測裝置之實施例。顯而易見地，經由上述定影裝置1400處理後，不論是所得「乾」鏡片以及水合鏡片，均能於該量測裝置上進行量測。然而，該實施例重點適用於仍附在成形光學裝置的乾鏡片之量測。參照圖15，乾鏡片1520仍附在成形光學裝置1530及成形光學裝置之適當支撐組件1540。在一實施例中，該支撐組件1540附於一組架座1550和1560，藉以控制鏡片以中軸為中心的旋轉移動。
在部份實施例中，當樣品1520成形光學裝置1530和固定夾具1540以中軸為中心旋轉時，來自例如
Keyence(Osaka,Japan)生產型號LT-9030雷射位移感測器1510之雷射光1515，可與鏡片樣品1520表面進行交互作用。旋轉伺服電動機1570可驅動樣品組合件所在的旋轉軸承運動平台運作。為了穩定旋轉，在部份實施例中，鏡片樣品組合件質量中心會盡量組裝於接近中心點處。當平台旋轉時，雷射位移感測器1510會沿鏡片1520表面軸環多點位置測量位移。在平台轉完一圈後，位移感測器1510沿方位角移動。每次運轉則於鏡片表面產生一新的環圈。在本實施例中，該過程會重覆進行，直到鏡片表面完全測量完畢。藉由測量未有鏡片樣品1520的一特定成形光學裝置1530，可從等效球面標記格式中求得成形光學裝置表面定位。光學裝置上有鏡片時所得結果減去該結果後，即可得到一鏡片產品厚度分佈圖。此外，經由附加之RFID或其他構件，本裝置之另一實施例亦可包含成形光學裝置之電子化格式唯一辨識碼。
在該類型之部份實施例中，樣品表面1520相對於感測器1510的自由振動位移可包含系統進行位移測量的顯著誤差因此，亦可包含振動減幅和隔離。是故，在部份實施例中，可使用隔震架座1590上的大型支撐桌1580以遞減振動效應。部份實施例對振動雜訊靈敏度會較其他實施例低；然而，一般而言，各種遞減振動能量傳遞模式至存有不同類型偵測器及置放樣品裝置環境之方法，均屬本發明實施例範圍內。
在部份例子中，除了第一個描述之雷射位移感測器，於其他實施例可使用不同測量系統擷取鏡片特性。經由非限制的實施例，Thorlabs公司(Newton,NJ,USA)
的Shack-Hartmann波前感測器可在部份實施例用於測得成形鏡片體厚度。
普遍來說，屬本發明範圍之量測裝置具高度多樣性，包含例如像是測定折射率、照射吸收和密度等技術部分。關於環境控制的方面，例如粒子偵測，亦屬本發明範圍。該相異技術，可設置於同一環境以及與實施例量測裝置1500相同位置，或於替代實施例中，可設置於整體系統環境之內或之外的其他位置。
有關特定樣品和用於生產特定樣品的組件之量測和物流數據，其收集、儲存和傳輸，亦屬本發明的一般實施例原則範圍中。該不同數據可助建立用於控制鏡片特性的反饋迴路。在較佳之說明實施例中，來自具雷射位移感測器之量測裝置1500針對鏡片樣品1520的輸出資料，記錄並儲存於一計算系統中。在一實施例中，單一成形光學裝置部份1530用於生產該樣品1520前，即已在該部份上進行過相似的雷射位移量測。透過數據計算系統，可依某種方式處理位移數據，由此產生該生產鏡片樣品的厚度示例。
在計算系統內，有助提供鏡片製造系統中使用不同組件之起始參數設定點的預設鏡片樣品模型，亦可與樣品1520和成形光學裝置1530位移數據操作進行比較。在部份實施例中，模型中相異定位點可對回影像系統單一組件或建立關聯；在較佳實施例中，可作為基於三維像素之光刻系統中之特定三維像素元素。透過調整三維像素參數，後續鏡片或鏡片預形物樣品，即可藉與先前樣品比較後之調整效能進行生產。在各量測以及不同計
算演算法和裝置實施例之中，熟習該技藝者應清楚理解諸多可數據取得、處理、模型建立、反饋以及傳輸之替代實施例，均屬本發明範圍要素內。
在部份實施例中，藉由用於一鏡片預形物形狀1720剖面校正特徵之設計，可改善生產之鏡片樣品1520厚度相關的特定系統量測數據。在圖4中的示範元件400，可用於產生上述相似方法所得之厚度量測。該元件400的其他討論見於本專利揭露其他部份；然為理解校正實施例的使用，可參見元件440。元件440可包含一鏡片樣品1520表面凹處較深的剖面。該設計特性可助於引導裝置中之諸處理步驟。在一實施例中，與400相關的訊號可由一演算法或操作量測數據進行擷取或辨識。此擷取方式有助於定位相近之不同裝置的部份，或有助於相對於校正特徵440位置之數據處理。對熟習該技藝者顯然地，諸不同校正特徵，包含使用標記材料和其他剖面特徵設計之實施例，均屬本發明範圍技藝。
其中，部份使用量測系統1500產生之量測數據的替代實施例中，可利用該數據進行判斷，以及提供整體眼用鏡片生產系統或其不同裝置控制使用。非限制之實施例中，針對上述成形光學裝置1530所儲存之測量值，可產生該類測量值的歷史記錄。透過其他計算和演算法處理，可比較不同時間表面特性，突發或穩定的特性變化量，用於生產中需要診斷介入時之標記用途。諸多可能原因可造成此等訊號改變，例如包含成形光學裝置表面有某種刮痕。在其他的實施例中，統計處理流程控制演算法可用於建立可接受量測結果範圍，並在自動感應測
量值明確改變時予以標記之。而在其他的實施例中，可於系統內提供自動化構件，對應該等標記產生自動化反應處理。然而，普遍來說，本發明範圍可預見將該等和各種其他例如系統1500產生的量測數，作為診斷並控制系統整體基礎之實施例。
目前為止所述之量測裝置實施例是相關「乾」鏡片樣品1520或其成形光學裝置1530之量測。然而，更普遍來說，實施例亦可相關於整個系統量測，或其他具測量形式特性的相似或替代量測。部分非限制之實施例中，「乾」鏡片可繼續加工並進行水合處理。量測此新定義樣品1520，可包含實施例，其範圍較本文實施例涵蓋更廣。進一步的實施例可包含在鏡片預形物樣品1700上進行量測。因此，普遍地說，諸多本發明範圍中預見的實施例可量測各式用於加工的形式材料，或包含該類眼用鏡片生產系統的產品。
本眼用鏡片生產裝置的另一次級部件包含由成形光學裝置移除、清洗與水合鏡片或鏡片預形物之步驟。在部份實施例中，該等步驟基本上為同時進行。再看圖16，元件1600描繪進行該等步驟的裝置之實施例，描述一簡化水合裝置。該裝置包含一裝有水合液之容器1610，浸有鏡片1630和成形光學裝置托座1640的水合液浴1620，以及一熱控制單元1650，以維持液槽恆溫。
在一較佳實施例中，該水合液浴1620包含去離子水，並加入介面活性劑。在該領域實務中，該水合液浴
有多種實施例，且與本發明範圍一致。在一替代實施例中，該水合液浴1620可包含一有機醇混合物，有時為去離子水和一介面活性劑混合物。因此，該容器1610之部份實施例可包含與裝有一定體積的水或與有機醇相同之材料，可於控溫單元1650和水合液浴1620間進行傳熱。普遍來說，組成容器之材料、容器之設計和注入和排空容器中液體構件，可有多種替代實施例，且均用於屬水合和清洗鏡片之範圍，其亦屬本發明技藝之實施例。
在部份實施例中，提高水合液浴的溫度以加速水合、清洗和移動之操作。在此實施例中，可藉由具有內部感測裝置加熱板1650維持溫度。更進一步之實施例可包含加熱水合液的替代方式，包含替代的放射式和傳導材料和裝置。此外，其他實施例可包含監測水合液浴溫度以及使溫度控制在範圍內的不同方式。更進一步之進階實施例中，可包含及時改變或設定水合液浴溫度的功能。熟習該技藝者顯而易見地，可用於控制水合液浴溫度之多種實施例，均屬本發明範圍內。
當鏡片1630和成形光學裝置1640進行水合液浴時，鏡片開始發生水合反應，在部份實施例中，鏡片本體膨脹且最後會脫離成形光學裝置1640。因此，部份實施例可包含接取脫落鏡片之構件，並與適用儲存和包裝構件結合。進階實施例可包含從液浴介質1620中定位並撿取脫落鏡片。另外，實施例可於排水過程中過濾該液浴介質1620，以便將鏡片由水合液中分離。普遍來說，多種鏡片定位以及將鏡片移至儲存裝置之方式皆包含與本發明範圍一致的實施例。
然而，如上述所述，膨脹形狀之鏡片可包含最符合病患於配戴該鏡片時該鏡片所需光學特性。因此，在部份實施例中，可於膨脹之鏡片上進行一種以上量測步驟。此類實施例可包含與其他量測步驟中討論之相似反饋、控制及診斷部份，而且對專家而言，顯然仍有其他的具體實施例可產生鏡片在水合裝置中的膨脹。
該等次級部件包含本發明之眼用鏡片製造裝置的五種主要次級部件。在一較佳實施例中，每項組成該裝置之次級部件均有個別實施例。然而，顯然地，由於裝置每一次級部件可含有多種替代實施例，即使在較高層級來看，亦有諸替代選擇，例如使用該次級部件不同組成架構，或者可省略一或多個次級部件，該等替代選擇均屬本發明範圍內之實施例。
本發明揭露之方法本身可包含五種主要次級部件，因此，部份討論之方法實施例係依照次級部件分層之邏輯敘述進行。該次級部件為有關基於三維像素之光刻鏡片預形物的製造方法、一更普遍性的鏡片預形物製造方法、各種相異鏡片預形物處理方法、鏡片和鏡片預形物之後處理，以及在不同部份間量測及反饋的方法。應注意下列步驟及方法的描述為示範性質，並不意指限制如其他方面所呈現或在此處附加之專利申請範圍所表示的本發明範圍。
因此，所揭露之方法實施例係包含所有次級部件或其細部構件，一或多個所述方法步驟順序和內容亦未限
制本發明。參照圖1，係為方法100的各次級部件方塊圖，並包含：一基於三維像素之光刻方法110；替代成形方法120；鏡片預形物處理方法130；後處理方法140；以及量測和反饋方法150。在圖1中，兩種實體以橢圓圖示表示；其為鏡片預形物，元件160；以及作為元件170的眼用鏡片。單向單一箭頭包含實施例採用的一般製造流向，單向雙頭箭頭代表部份或所有材料、數據和資訊，可從不同方法區塊流向中心測量和反饋區塊，及回到不同方法區塊。
基於三維像素之光刻方法。
基於三維像素之光刻裝置製造鏡片預形物的方法，包含各類與多種處理鏡片預形物中裝置實施例和在多種使用該等裝置方法之實施例之相關實施例。參照圖1，元件110係為基於三維像素之光刻方法，開始步驟如方塊115所示，可包含一該系統製造鏡片之起始步驟。輸入所需鏡片參數進行一演算法計算。在部份實施例中，該等參數可已藉由測量眼科病患光表面上光學像差獲得。該等測量值可轉為製造鏡片所需之波前特性。在其他實施例中，亦可輸入理論鏡片波前特性進行演算法計算以決定鏡片生產參數。對熟習該技藝者顯而易見地，可思及定義所需輸出鏡片特性之起始步驟之諸相關方法實施例。
接著看元件115，演算法取得上述輸入參數，且在部份實施例與先前生產鏡片之參數建立關聯。現在，即可定出將傳遞至空間光調變器之曝光「影片」或腳本的一
系列「畫面」。顯而易見地，關於定義輸入至演算法之必要參數的演算處理方法可有諸實施例。
同樣地，亦可有多種方法用於特定三維像素元素之演算法輸出，立即轉換成具有「DMD」腳本之預定光反射分佈。根據實施例，演算法所需之總強度數值，可依一序列的時步(time step)傳至反應混合物處之三維像素位置，並在整個過程中，反射回光照系統輸入強度會回來。使用另一時步來輔助全「開」時步的累積強度，在此係寫入部份數值於反射鏡元件，使得反射鏡有低於全開的工作週期「開」位準，至於會暴露整個反應混合物的其餘時步，此特定三維像素單元則在其餘的期間為「關閉」。一替代方法可包含，取得將傳送出之步數或「畫面」強度平均值，並使用該數值以設定送至DMD之大量畫面數量。熟習該技藝者明顯可知，於先前裝置討論所述之諸多空間光調變器，係亦為方法相關實施例用於產生該強度和時間曝光控制。
雖然上述方法實施例，係有關藉由空間光照裝置調控一固定強度，但更先進方法可延伸以光源或配有濾光之光學系統調控光源之強度。進階實施例，可延伸結合光照系統組件和空間光調變器強度控制。在其他進階實施例中，可藉由光照波長之控制達成上述目的。
廣義上「DMD」腳本形成方法，應視為有關於任何空間大小光調變器之控制訊號，以及任何系統組件之控制訊號，例如光源、濾光輪及相似物一般可即時產生一序列的程式化命令時序。熟習該技藝者顯而易見地可思及多種與產生控制訊號程序之方法相關實施例，包含諸
光化輻射細節、採用光學系統細節、以及包含反應單體混合物材料細節之實施例。
應注意，「DMD」腳本和演算法細節與處理所得結果間有關聯性。重要參數之反饋將在下文描述，目前暫不作細節討論。然而，有關方塊115中所示之DMD腳本的產生方法，單向雙頭箭頭指向來自基於三維像素之光刻技術方法和反饋及量測方法，部份代表在產生一DMD腳本方法中的資訊交換。
另一輸入形成鏡片預形物的方法，包含為系統調配和製備一反應混合物的各種方法。在圖1中，元件111方塊係為包含各種反應混合物所涉及之方法。對熟習該技藝者顯而易見的，如同在本發明範圍內所述裝置實施例，其包含與反應混合物之組成相同、結構和類型極具彈性，且其被預見為本發明之一部份，其中多種反應混合物元素的實施例屬本發明範圍之內。
在無損普遍性下，例如反應混合物中單體化學組成如部份實施例所述，可包含在紫外線光譜下對光線有光反應之化學物。然而，亦可選擇可見光譜為該等單體分子以利光反應性吸收照射進行。系統內組件亦可調整，以便與電磁波譜能與另一部份一致。因此應可理解，本發明相關材料方法可包含對大部份電磁光譜光化輻射敏感之分子。
在部份實施例中，單體混合物實際上為一種以上光化性反應單體類型混合物，亦可與其他化學組成混合。在非限制實施例中，可包含其他化學物作為吸收性化合物。舉例來說，此類單體混合物添加物對操作基於三維
像素之光刻技術實施例具有重要性，沿三維像素元素定義路徑之光化輻射強度，可藉由Beer-Lambert-Bouguer定律建立模型。該組成可大致確定出三維像素元素中形成過程的厚度敏感性。對熟習該技藝者顯而易見地，多數實施例在相關吸光區內吸收光的單體混合物加入一組成之技術可屬本發明範圍技藝。
在其他實施例中，單體混合物之吸收組成可包含其他所討論過之複體。例如，本發明範圍內所定吸收物組成方法，可包含多種以不同方式吸收光之分子。附加實施例可包含本身有多重、相關吸收帶分子組成之吸收物元素。更進一步的方法實施例可包含加入具有單體以及吸收功能之單體混合物組成。該方法具有雙重功能組成，在部份實施例中，即使單體在經過化學反應後，也能持續其吸收功能。而在一可包含本方法之實施例之相反例中，可包含本方法之實施例，其中加入之化學物，在光化反應發生時，具有改變吸光度性質。普遍來說，可清楚了解包含具有在一或多個有關光譜帶吸收照射的反應單體混合物的方法的實施例，可屬本發明範圍內。
若在製備單體混合物的方法中加入抑制劑組成，則可延伸出其他實施例。從此角度來看，在與反應單體混合物中已形成化學產物進行反應方面，抑制劑化合物具有特定功能。在部份實施例中，光化輻射吸收可產生一或多個自由基化學材料。抑制劑會與自由基化學材料反應作用，結束聚合反應路徑。此實施例作用之一為限制光化學聚合反應時間，或以其他方法限制原光吸收起始事件遠端發生聚合反應之距離。因此，顯然地於單體混
合物加入抑制劑之部份實施例中，與三維像素元素光子收集空間解析度相關，最後可反映起始反應空間定位。在一般情況下，抑制劑作用可包含諸多與實施例有關之技術。
以抑制方式作用之該類型的化學材料或成分之反應混合物，包含諸其他技術實施例。如同吸收劑，抑制多種聚合路徑且具有雙重作用之抑制劑，也屬本發明範圍內。此外，抑制劑可包含部分的單體分子本身。此外，在其他一般情況下性的抑制劑本身可有熱或光反應的敏感度。尚有其他實施例可來自與抑制劑在純化學狀態性質本身；如其在混合物中可包含溶解態，但在純材料型態時表現氣體、液體或固體的特徵。
製備單體混合物的方法，可有其他實施例與加入起始劑成分相關。起始劑可含有光吸收性成分，於吸收光子時產生化學材料而加速聚合反應。起始劑可含有在特定波段大量吸收的分子。進階實施例可為裝置中起始劑分子在多種相近波段中具有光吸收性。其吸光度也可包含較寬頻率區帶。其他實施例中，可為單體混合物的起始成分來自化學反應引發劑，且也屬於單體混合物中的一種或多種單體分子類型。在本發明範圍內，熟習該技藝者顯而易見地可知多種不同實施例中為可包含以某一成分作起始劑組成單體混合物之方法。
在某些實施例中，上述添加物的功能可用於眼用鏡片成形方法。其中一例中使用的單體混合物係為Etafilcon A，一種在鏡片生產中有廣泛用途的反應單體混合物。再參考圖3，Ftafilcon A含有單體成分，於聚
合作用後可形成固體狀或凝膠狀。Etafilcon A也含有吸收分子Norbloc，能在包含低波長的波段中吸收紫外線，如元件300中元件310所示。此外，Etafilcon A也含有可作為起始劑的成分，且吸光度如元件340所示。混合物中，溶解氣態氧的可作為抑制用途。因此，此實施例中形成反應單體混合物的方法學包含固體和/或液體成分混合物的配方，且進一步用於控制溶氧程度。此實施例說明僅為一例，不用於限制發明的範圍。此實施例的說明僅為示範性，並不意圖用於限制本發明範圍。
顯然地，本發明中形成反應單體混合物方法的其他實施例，可由透過控制單體混合物的物理層面而推知。在部分實施例中，可包含溶劑或稀釋劑的添加以改變混合物的黏度。其他實施例可透過其他方式改變混合物黏度。
在製作單體混合物的方法中，附加實施例可藉由處理對初生混合物定義之。非限制實施例中，混合物可處於淨空環境(evacuated environment)，導致某些溶解氣態材料的解吸(desorption)。在另一實施例中，單體混合物可經由將大量混合物曝光於光化輻射下的處理，因此於後續的光化處理步驟前改變混合物中多聚體成分的程度與粒子數分布(population distribution)。對熟習該技藝者顯而易見地，諸附加實施例可用於處理單體混合物後改變特性；所產生的混合物可用於進一步製作鏡片預形物與鏡片。
沿著圖1中的箭頭移動到方塊112，其係與用於投配及沉積反應性單體混合物的方法有關。在部分實施例
中，反應混合物的數量可經平衡化後得到目標溶氧濃度。在部分實施例中，將含有大量單體混合物的容器存放於密閉空間以達成平衡作用，空間周圍含有目標氧氣量，於溶解時平衡至目標濃度。其他實施例，可含有自動化設備，能將正確氧氣量透過薄膜技術轉換成流動反應混合物。熟習該技藝者明顯可知，有諸方式可以改變或調製反應混合物，達到與本發明範圍一致的混合氣體目標值。
在部分實施例中，定量的調劑反應單體混合物可經由手動方式送至儲存器中，內有存放混合物的容器，接近成形用光學物件表面的位置。其他實施例可包含將反應單體混合物填入儲存器的自動化機制。此發明的部分實施例可包含丟棄式灌裝容器，其可用於鏡片成形程序。
本發明範圍包含使用某種方法論於成形光學裝置表面旁的儲存器器中填入至少定量的反應單體混合物，其量大於所有處理程序後含有成形鏡片的材料量。熟習該技藝者應顯然地，有了不同裝置實施例的描述、反應單體混合物的材料實施例、光化輻射本質的物理實施例及腳本與所包含裝置的控制公式實施例，即可描述能形成基於三維像素之光刻技術之部分實施例。再參考圖1之流程圖，元件116表示使用該等不同實施例的成形方法。對熟習該技藝者顯然地，其他實施例可含有各上述成分，且有關此實施例的方法描述不限制本發明範圍。
於微觀程度檢視元件116的部分方法論可為有用的。非限定的實施例中，可包含一整體成形方法，其單體混合物含有吸收性要素，使成像光化輻射通過的深度
與強度上吸收大量遞減，與某些根據比爾定律公式(Beer’s law formalism)模型建立的實施例相同。同時以圖3中的實施例為範例，導向特定三維像素元素的光化照射波長使得反應混合物所含的起始劑位於主動吸收的波長區且該吸收物之吸收區改變快速。另可透過單體混合物包含抑制物之非限制實施例。為方便闡述，此討論中方法的結合可稱為實施例3。雖然透過實施例呈現，並不限制發明範圍與其他可使用的模型。
在實施例3的一實施例中，單體混合物可有一顯著濃度之抑制劑。在微觀層次下，此示範實施例可具有以下特性：入射光化照射在其四周界定極有限的局部區域，在此會以能夠超過高度濃縮抑制劑抑制其助長的速率出現由光化輻射在特定元件中致動的化學反應。由於有些空間光線調變器系統，在表面部分，在每單一調變的元件間，像是「無反應」的空間，其使用反射光線方法與調變元件不同。顯然地，該實施例中，在成形光學裝置上所產生的材料，會分離為個別基於三維像素之圓柱元件，甚者，與其他元件沒有連結。
接著，實施例3中實施例之非限制實施例中，可發現其抑制劑濃度會較低，該實施例中，舉例來說在一濃度下，根據一組光照射參數之空間擴散，應足以定義每一三維像素元素之光活性，在每三維像素元素之間產生更多部份的重疊。在此例中，微觀基礎下，單個圓柱元件於光照條件下互相融合，其中相鄰三維像素界定義了顯著強度條件。在部份實施例中，光成像系統係根據該等模式進行，以散焦的方式形成另一種方法的實施例，
以驅使融合單別圓柱狀元件。在其他實施例中，成形鏡片光學裝置及支架在空間的振動或搖晃，可造成相似影響，其中三維像素元素互相重疊，形成連續成形部分。
接著，為增進瞭解將以微觀形式描述三維像素元素尺寸成形方法。顯然地，根據實施例3的條件，特定三維像素元素之「DMD腳本」可定義為整合強度或曝光時間，使反應發生在三維像素元素遠離成形光學裝置表面的深度。在部份特定示範之深度上，該條件包含單體混合物中的強度驅動反應條件，其中反應程度可定義凝膠點。若深度低於該深度，該反應產物形成係屬三維；然若深度高於該深度，該反應產物可能無法達到凝膠點並可仍包含比周圍因某種程度已發生的單體反應而新生的反應性單體混合物更黏滯的成份混合物。應瞭解的是，該實施例下有足夠的體積，或是新生的反應混合物至少包含這兩個區域；即該反應發生在較凝膠點更高度數上的區域中，以及材料包含非凝膠層的區域，該凝膠層可為部份反應及未反應的單體混合物。在一些實施例下，該層中的部份可包含流體鏡片反應介質。在微觀層級下，其於該反應混合物的體積空間內形成。
在其他的實施例中，「DMD腳本」可有助於定義局部設計元素至反應超過了凝膠點的三維像素定義層。在部份實施例中，該實體可視為一鏡片預形物形式。非限制的實施例中，考慮內嵌基本的線性特質在DMD腳本內的功能，DMD腳本係包含各三維像素元素寬度和長度，且對於其所含之所有三維像素元素，擁有低整合性強度。實施例3所述之實施例中，經由非限制實施例，
應能想見該線性特徵會能實體定義至鏡片預形物形式內。在微觀層級下，鄰近的三維像素元素可包含在部份重要階層下定義鏡片預形物形式厚度強度。在線性特徵的第一個鄰近的三維像素元素，形式厚度會下降並造成有關定義在DMD腳本內線性特徵的剖面特性。
實施例中，參照圖4的元件400係表示根據本發明完整實施例所形成的鏡片厚度。在該實施例中，鏡片厚度表示部分具有該描述的線性特徵之特性。元件440，舉例來說，是諸多橫跨鏡片三維像素元素延伸之線性特徵。經推論顯而易見地，本發明各方面包含諸不同形狀和除了鏡片的光學表面定義之外可定義的剖面特徵的實施例。諸多可實施之實施例中，可包含校正特徵，如同特徵440的實施例目的所示。其他實施例可包含定義排水通道的剖面特徵，沿軸向朝鏡片預形物形式邊緣延伸之線性特徵；有各種形狀和尺寸的井或是底部孔洞；和鄰近的比較相較鄰近平均輪廓突然高起或低下；以及橫跨鏡片定義的區域細部構件穩定或是基本的平面特徵。對於熟悉成行步驟方法之熟悉該技藝者，該等實施例是該諸實施例中的少數。
接著，參考圖1之步驟117，說明反應單體混合物環境中移除有關從步驟116而來材料之部份方法實施例。在部份實施例中，移除的方法可包含使用支撐組件來抬高成形光學裝置與其支架升起流程，讓鏡片預形物形式從反應單體混合物的儲存器升起。在其他實施例中，可降低儲存器位置，遠離附有鏡片預形物形式之成形光學裝置。其他實施例可延伸，使部份精確控制該移除速率
的設備自動化降低或升起步驟。在替代的實施例中，可用部份方法排掉反應單體混合物儲存器，使附有鏡片預形物形式之成形光學裝置與反應單體混合物分離。一般來說，對於熟習該技藝者顯而易見地，有諸多包含移走步驟116產品中的反應單體混合物之步驟117的實施例；該等實施例均屬本發明範圍內之技藝。
在圖1中，橢圓圖示代表產物和中間產物。因此，在一些實施例中的鏡片預形物160包含裝置實體。為了瞭解其他有關方法部份之討論，在此進行鏡片預形物方面的回顧。鏡片預形物1700可包含兩層；鏡片預形物形式1740和元件1710的液態鏡片反應混合物。該等層與先前在一些實施例中成形方法的討論相同。在部份實施例中，鏡片預形物形式是被基於三維像素之光刻系統定義的材料且已反應超過凝膠點。其可含有先前討論過的各種結構實施例。在圖17中描繪的該實施例，三維像素行將會在成形方法中互相重疊。
在部份實施例中的液態鏡片反應混合物1710，係藉由基於三維像素之光刻製程所形成的層，其較在反應介質所產生的凝膠點更深。當成形光學裝置和反應材料從反應的單體混合物中移除時，或許有黏性材料附著於鏡片預形物形式的表層。在某些實施例中，液態膜或可藉由所述方法更進一步處理。在鏡片預形物形式與其液態鏡片反應混合物1710的結合可進一步處理成眼用鏡片裝置的部分後進行成形作為構成鏡片預形物的元素。顯然地，在某些實施例中，鏡片預形物具獨特結構。其可包含三維形狀的元件，然而因為吸附反應介質的液態性
質，使實體並沒有固定的三維形態。對於熟習該技藝者顯而易見地，本發明範圍包含了所有各種型態的實施例，包含元件116的成形方法實施例，從反應單體混合物中移除成形光學裝置所相關的實施例方法，及其對液態鏡片反應介質特性的影響。
現在參考圖18，圖例說明了鏡片預形物1800係藉由在三維像素1804基礎的三維像素1804上的聚合作用所形成。鏡片預形物包含了第一表面1801，其可沿著基底1805形成，例如具有光學品質表面的基底。第一表面1801包含部份介質，其第一交聯密度程度至少部份地在超過凝膠點以上聚合。鏡片預形物1800同樣包含第二表面1802，該第二表面包含在約凝膠點或低於凝膠點固化的第二交聯密度程度。
在某些實施例，元件131包含從鏡片預形物移除液態鏡片反應介質的實施例方法。如同執行該方法之先前部份實施例組成裝置，顯然地，有諸多可為此目的的方法實施例。非限制實施例中，毛細管作用可移除液態鏡片反應介質。在部份實施例中，方法可包含集中步驟，使一些液態鏡片反應介質於毛細管作用的步驟執行前先行聚集。在其他進階實施例中，可定位鏡片表面，使其表面軸能轉向至相對重力方向。顯而易見地，藉由基於毛細管作用之裝置來移除液態鏡片反應介質之諸相關方法實施例，均屬本發明範圍技藝。
在其他實施例中，可包含替代的毛細管芯吸作用裝置，作為移除液態鏡片反應介質的方法。例如，可包含部份實施例作為使用吸附表層來移除液態介質之方法。
附加實施例可相關於用毛細管點使用裝置的方法，而不用前述該方法。其他實施例可包含旋轉處理鏡片預形物的方法移除液態材料。對熟習該技藝者顯而易見地，任何使用裝置來移除部份液態材料的諸方法均屬本發明範圍內。
從鏡片預形物的最上層來移除材料之不同類型實施例，可包含定義鏡片本體輪廓特徵的方法。在該等實施例類型中，例如之前曾提過的洩流通道，其特徵可設計用來創建一位置，使相對較低黏性液態介質流出，並產生了低階空間使較高黏性液態介質可流入。在進階實施例，運用旋轉鏡片主體亦包含了結合設計輪廓特徵來移除鏡片材料實施例，使得材料可以流入。對熟習該技藝者顯而易見地，構成不同輪廓表層設計的各種實施例，亦屬本發明範圍技藝。
在部份實施例中，其可繞過移除液態鏡片反應介質步驟，並且繼續進行進一步處理流程。在圖1中，此部分可以藉由從元件160繞過方塊131的虛線箭頭來描繪出。
形成眼用鏡片方法的實施例之下一步驟，係描繪於圖1中的方塊元件132(穩定作用)。在部份實施例中，此新穎方法包含了一個處理方法，其可使液態鏡片反應介質在各種強度下流動，並沿著鏡片預形物形式表層找到一穩定或者低能量狀態。在微觀層面下，或者明顯可知預形物形式表面有一些程度局部粗糙。諸成形實施例層面可決定粗糙度的性質，例如此例中，抑制劑在其開始的臨近區域相對地突然停止反應所帶來影響。在諸實
施例中，液態介質的表面力、摩擦和擴散力、重力和其他應用之力結合，產生流過表面輪廓的平滑覆蓋物。決定該等力的方法中，根據本發明範圍可包含諸實施例。
在一實施例中，可設定鏡片預形物使液態鏡片反應介質在重力作用下流動。進行方法可包含將鏡片預形物移動到不同方向來協助流動。替代的實施例可包含：維持鏡片預形物於近乎不移動的固定狀態之相反策略。其他實施例可包含使鏡片預形物沿軸線轉動產生之相關力量施於該液態材料。在一些實施例中，該旋轉可繞著軸線於於鏡片預形物中央進行。在替代的實施例中，該旋轉可面向鏡片預形物最高點、或遠離軸點、或其間無數可能座向，使鏡片預形物沿外軸點旋轉。其他實施例中，鏡片預形物可在無重力環境下進行以遞減重力作用。熟習該技藝者顯然地，穩定的方法中可有諸多與應用流體力學於鏡片預形物相關的方法。
在其他實施例中，液態介質的流體性質可隨著方法而異。在一些實施例中，液態介質的黏度可隨著稀釋或溶解而改變。替代的實施例可包含蒸發一些稀釋液增加黏度。某些程度光化輻射之曝光，可包含更進一步方法來改變該液態薄膜黏度。有諸實施例與改變液態介質之黏度有關。
在其他實施例中，液態鏡片反應介質上的的相關表面能可隨方法而變化。在一些實施例中，可於初始的反應單體混合物加入介面活性劑。在替代的實施例中，為了改變表面能之目的，添加物或化學反應物中可加入鏡片預形物。
參考圖19，在部份實施例中，鏡片預形物1901的設計可包含人工構件1902，增進液態鏡片反應介質流動狀態。非限制的實施例中，通道1902可包含鏡片預形物區域中排除液態鏡片反應介質之構件。在替代的實施例中，可包含相關突然剖面改變的設計方法用於變動穩定狀態的方法。鏡片預形物區域所支援的近乎任何種類、形狀和類別皆可為人工構件。在一些實施例中，人工構件1903包含一或多個字母與數字符號構成的標記。其他記號可包含一個對準標記。而人工構件1902-1903是根據DMD腳本完成。
普遍來說，在穩定作用組成方法中，該等各種實施例類型不應限制完全穩定、部份穩定或不穩定特性的液態鏡片反應介質方法的普遍性。對熟習該技藝者顯而易見地，所述方法之其他實施例，例如各種實施例之組合。在執行穩定方法後，一些實施例中的液態材料可進行到下一個方法類型，如元件133所指的定影作用，以將其轉化成非液態狀態。在一些實施例中，應用於定影方法的光化輻射性質可包含替代性質。光譜帶或應用之區帶可為方法實施例類型之一例。替代實施例可包含施用之照射強度。在替代的實施例中，各種不同定影照射的方面應用，可包含時間的相依性。經由非限制的實施例，起始波長區帶可包含第一步驟，之後變更為不同區帶。對熟習該技藝者顯而易見地，本實施例範圍中定義光源條件方法之技藝係屬本發明範圍內。
在元件133的一些實施例中，定影方法可包含不同照射可發生路徑。在一實施例的示例中，照射可發生在鏡片預形物正面；或以背面來替代之。其他實施例可來自多種來源的照射，某些可有不同光性特質，以產生不同光性照射在鏡片預形物實體發生效果。其他實施例，可來自包含照射以外的其他能源形式定影方法。藉一般性方法，諸多可包含定影步驟的方法，都屬本發明範圍。
一些實施例，在定影作用已發生後，鏡片預形物130的處理已完成。在一些實施例中，可更進一步處理該完成產品。該產品形態包含在圖1的區塊120中所指之預形物替代成形技藝類型的優良實施例。非限制實施例中，如果該定影產物導回基於三維像素之光刻方法，可發生第二層處理。此一多通道層面可導出諸實施例方法選項。
在一些實施例中，可由多通道形成複合物鏡片預形物，包含經由非限制實施例，第一步驟定義眼用鏡片表面，第二步驟將剖面特性加入表面。其他複雜的方法實施例可包含，例如第一通道，基於三維像素之光刻系統，併以如先前所提的一些例子中的條件，沿著鏡片預形物形式朝向獨立的三維像素行進。第二個基於三維像素之光刻步驟，可包含在三維像素行間填入不同特性的材料。繼續通過系統的第三通道，可後續定義出眼用鏡片。顯而易見地，整體多通道系統方法中，可討論各極不同實施例之實施可能，所延伸之諸相異實施例均屬本發明範圍。
在其他一些實施例中，鏡片預形物可以經由將液態反應介質放置於鏡片預形物形式上而成形。例如，基於三維像素之光刻方法形成的鏡片預形物可進入清洗系統，作為清除鏡片液態反應介質的極端方法。從清洗方法可得鏡片預形物形式。在部份實施例中，可在該鏡片預形物形式表面加上後續的液態反應介質。在其表面加入下一液態介質的方法，在部份實施例中可包含浸泡和清除鏡片預形物，其方法類似於元件117中描述的例子。由此產生的鏡片預形物，可有不同單體和多聚分子的分佈，或在部份實施例中，可包含了相異聚合物化學，與原先用來形成鏡片預形物形式的有所不同。熟習該技藝者顯然地，諸多包含將液態介質安置於不同鏡片預形物實施例的方法之實施例，均屬本發明範圍技藝。
在另一實施例中，鏡片預形物可藉由基於三維像素之光刻技術之外其他方式形成。在第一個非限制性實施例中，以立體光刻技術做為鏡片預形物成形的基礎包含有諸相異實施例。在一些實施例中，進行如117所示之移除後，該由立體光刻技術形成的鏡片預形物形式可有液態鏡片反應介質，但其他的實施例可包含於立體光刻技術的基板上，加入一個液態鏡片反應介質。另一實施例中，亦可為經由使用遮罩的光刻方法來確定鏡片預形物形式，而接著應用於前述方法中。其他實施例中，可包含使用藉由在眼用鏡片製造中常用的標準鑄模製程形成的鏡片預形物形式，並接著用該所述方法形成鏡片預形物。顯然地，製成鏡片預形物形式的諸實施例可包含鏡片預形物成形的方法。
各種實施例的方法中的一種形成鏡片預形物後，在部份實施例中，可藉由方法實施例處理鏡片預形物形成一眼用鏡片。在一些實施例中，成形光學裝置表面上仍有鏡片。在大多數實施例中，也需進行清洗和水合，以形成眼用鏡片的產品形式。根據一般技術之普遍標準，鏡片及在部份實施例中的黏附形式可浸泡在水溶液浴中。在部份實施例中，這溶液浴會加熱到攝氏60度到95度之間，以利進行浸泡方法。該浸泡方法在部份實施例中將洗淨鏡片本體並進行水合。在水合的過程中，鏡片會膨脹，在部份實施例中，可從原附著之支撐物上脫開。在本發明範圍內顯然地，可有統合該處理程序的方法，使得相同支撐物和化學處理結構也可包含水合方法的實施例。應注意前面的步驟和方法描述為示範性，並不用於限制本發明範圍。
在諸實施例裡，在脫開後所得產品包含本發明之成形眼用鏡片。顯而易見地對該產品進行其他步驟，在生產可接受眼用鏡片產品時也有助益。該方法於部份實施例中，可包含的用於分離水合鏡片、將其封裝然後讓其接受元件142之殺菌過程的標準技藝。對熟習該技藝者顯而易見地，該等步驟包含的順序是彼此相關的，也與前面的步驟相關，並可包含諸多與本發明一致的實施例。
由本文所述的裝置和方法所製成的眼用鏡片的各種不同實施例，如元件170，包含本發明中另一層次的技術。熟習該技藝者可清楚可知，鏡片預形物的產品有其獨特存在形式。首先，鏡片在某種程度上，是兩片固化層複合物。其中之一，在部份實施例中，係藉由基於三
維像素之光刻裝置和方法形成鏡片預形物形式。該鏡片預形物形式可有很多相異實施例，其中部份實施例由先前討論之方法是顯而易見的。
例如，有些方法的實施例中，此形式可包含一組相對獨立的柱狀三維像素組件，各具有由三維像素光刻製程所決定的不同延長部。在其他實施例中，鏡片預形物形式可包含一組完全相連基於三維像素之材料柱。對熟習該技藝者顯而易見地，有諸實施例相關單體混合物實際組成。此外，如先前方法中提到的，鏡片預形物形式可由諸多基於三維像素之光刻技術之外的其他方法形成，包含但不限於立體光刻技術、基於遮罩之光刻和切削技術。實施例中，藉由基於三維像素之光刻形式產生者具有藉由基於三維像素技術設計之剖面特徵；該等包含但不限於線性特徵、曲線特徵、井、鏡片部份高度或全部高度、輪廓結構形狀的突然變化、平面和溝槽。
更進一步更複雜的實施例，可來自發明之多通道層面。非限制實施例中，鏡片預形物形式可藉由第一通道進行基於三維像素之光刻步驟的形成複合物，定義有邊緣突然特徵表面球形剖面。第二通道可定義客製化的眼部參數於鏡片的可見活動部分。概括方法中，顯然地，有大量的實施例包含藉由多通道之基於三維像素之光刻裝置和方法。變化可包含形成第一通道的不同方式，包含替代光刻選擇，例如鑄模眼用鏡片。
第一鏡片類型的材料包含鏡片預形物，當其在第二通道被作用時，最終可定義新的鏡片實施例。在某些實施例中，鏡片預形物第二部分的性質，液態鏡片反應介
質，併入鏡片中時亦定義了新式鏡片實施例。當以某些實施例中討論過的方法及裝置處理時，如元件130，該等實施例可包含第二具有光滑的表面可區分層。多種鏡片預形物形式實施例及多種液態鏡片反應介質實施例的組合，可包含眼用鏡片新的實施例。
眼用鏡片的形成，可透過量測和反饋150來改善。一些實施例可包含從方塊116至元件170所述之直接處理方法流程。甚者，較佳實施例可使用量測方法，以驅動不同被使用方法的參數控制。在圖1中，該等反饋機制和資訊流，圖示於來去單向雙頭箭頭與元件150間之關係。對熟習該技藝者顯然地，諸量測實施例可屬本發明範圍技藝。
接著看圖2，描繪有關基於三維像素之光刻法的鏡片實施例，其厚度和光學效能量測和反饋迴路示範實施例。在一些實施例中，可有一個反饋迴路，運作於元件200所描述，從元件205開始，代表從外部來源輸入的所需鏡片參數。為示例目的，鏡片表面模型可來自一個用於病人的眼睛的眼部測量裝置。在其他的實施例中，理論的輸入參數可包含步驟205的方法。該等輸入將在部份方法中被處理，調整以期符合基於三維像素之光刻技術210之輸入要求。各種裝置和方法實施例收到此輸入值，在部份實施例中，藉由演算法，將其轉換基於三維像素之光刻系統211中可用的參數。
再接著看圖2，鏡片預形物藉由基於三維像素之光刻系統製作，如元件220所示。隨後可由鏡片預形物加工方法230處理，形成「乾」眼用鏡片240。該乾眼用鏡
片，現在可於量測步驟250被測量。為示例目的，該步驟可包含使用雷射位移感測器。再看實施例中，所表示之測量所得的表面輪廓結構，在某些實施例中，如圖4的元件400項所示。演算法可處理該等數據，如元件251和252所示，比較所得數據結果與符合步驟205輸入參數預定之數據結果。在一些實施例中，可處理輸入參數差異，使之對應於用於三維像素的光刻系統211中之鏡片處理參數之改變需求。該數據和參數資料的反饋迴路，示於元件253的反饋迴路。處理該數據，並對應於鏡片預形物加工方法252中預定的參數變化。在系統252中，理想改變反饋至參數，示於反饋迴路254。顯然地，各種計算和控制方法，可在各種數據處理設備中執行，包含但不限於大型主機、個人電腦、工業電腦和其他類似的計算環境。
值得注意的是，圖2所示步驟及有關方法的說明為示範性，並不用於限制發明範圍。量測步驟250的結果，和各種數據處理251和252，在一些實施例中，可包含決定是否產出之鏡片240是在一組元件205輸入參數可接受範圍限制內的功能。對鏡片的決定，接著顯示在元件251中，在此，可因製造參數改變之另一鏡片而拋棄該鏡片產品。或者，鏡片可在可接受限度內，因此，繼續進行步驟260，進入後處理方法和裝置實施例。在鏡片膨脹和脫開後，可進行如元件270所示之另一量測方法。在一些實施例中，在此實施例中，量測結果可包含類似步驟250所指的反饋實施例。進行眼用鏡片的產品產出之元件280流程後，此製造流程可加入丟棄乾鏡片
的流程。之後，整個流程可回到步驟205循環，如元件290所示之條件返回步驟。對熟習該技藝者顯而易見的，在對本發明各種產品進行量測步驟，接著設計嵌入測量結果和調整系統的反饋迴路，有諸多調整、額外方法和替代法。
在一些稍微不同實施例中，另一測量的類型可衡量鏡片的品質方面，做為整體設備的反饋。作為非限制實施例，在一些實施例中，可使用粒子探測方法用於偵測產出鏡片預形物缺陷。如果該等測量結果顯示出微粒問題，可有反饋迴路，在一些實施例中，使用反饋至裝置操作對象和方法，以解決所顯示出的問題。對熟習該技藝者顯而易見地，諸量測實施例可屬本發明範圍技藝，其中測量結果係反饋至操作對象。
其他實施例中，物流資料可包含反饋迴路的元素。如該項裝置發明的前述討論，某些實施例中的裝置，其重要組件具有辨識碼。在一些例子中，組件辨識碼可用自動控制裝置追蹤。此反饋例可包含具有特定使用目的的組件，進行有效使用期限的追蹤。在某些實施例裡，反饋設計具有操作功能，或包含對系統做出自動化回應的功能。先前計量方法實施例之結果中，厚度結果對系統參數有影響，在使用組件辨識之其他進階實施例中，倘若為例如成形光學裝置加上一特定辨識碼，則可針對特定組件之整體通用參數進行組件的個別客製化。對熟習該技藝者顯而易見地，藉由本文所述各式不同型態的實施例得以：從中獲取物流和量測數據、使用各式算法和資料處理裝置處理數據、藉輸入鏡片需求辨別數據、
提供系統本身或系統外操作者反饋機制；上述均屬該發明範圍中。
上文已根據本發明進行描述各項實施例，與生產鏡片產品與鏡片預形物形式之流程。此節將討論一組實施例的結果作為範例。
該實施例中執行結果的裝置包含下列一般方面。使用基於三維像素之光刻光學裝置來形成鏡片預形物。從一般觀點，該裝置以一般365nm光源作為較佳實施例類型進行。如上所述，具有光學管與光學聚焦的均質機，係用於照明美商德州裝置DLPTM XGA數位反射鏡裝置。
成像系統內更包含成像光學裝置在圖10中所示之成形光學裝置之上。強度剖面和DMD像素值，是依光學的吸光度和包含Etafilcon A反應單體混合物的反應性為計算基礎。此系統的吸光特性，參照圖3，在365nm時照射高峰值320、在420nm形成另一高峰值330。
系統吸光度特性與比爾定律吸光度公式一致，此用以預估約每768×1024三維像素元素分佈在成形光學裝置表面的正確強度時間程序。為了說明進行，本例係使用Beer-Lambert-Bouguer公式以建立所需強度模型。該模型可產生基於本公式參數依賴性和有關例如Etafilcon A之類的材料和裝置變數。鏡片產生通道之結果後續係用於進行反饋，改良模型參數並生產出鏡片。模型邏輯如下。
比爾定律預測光化輻射強度將隨消光係數α(λ)在材料上依指數遞減。
I(x)/I0=exp(-α(λ)cx) 方程式1
隨距離遞減的強度下降速率為dI/dx=α(λ)-cI0 exp(-α(λ)cx) 方程式2
其中I(x)為自照射表面距離x的強度函數，I0表示表面的入射強度，α(λ)為吸光組成的吸光係數，為波長(λ)的函數，且c是相對透明介質中吸光組成的濃度。因此，藉由選擇照射波長可調變製程，選擇強度梯度(即α越大，組成成分性質變化越迅速，且因而鏡片更薄)。
現在參照圖3元件300的反應混合物透射譜，其顯示了由於吸收劑造成的過渡區310、與起始劑吸收光譜的重疊340，和成形照射源的發射光譜320以及定影照射源的發射光譜330。
反應單體混合物的自由基介質聚合速率，如下面一般情況的聚合速率方程式，其中聚合速率(Rp)等於反應官能基團濃度([C=C])乘以自由基濃度([˙])和動力學參數(k)Rp=k[C=C][˙] 方程式3
自由基濃度高度取決於起始速度和終止機制。典型來說，自由基-自由基/雙分子終止是主要終止機制。隨時間改變的自由基濃度等於起始速率(Ri)減去終止速率。
d[˙]/dt=Ri-kt[˙]2 方程式3
假設穩定態(d[˙]/dt=0)，為了得出自由基濃度解，把自由基濃度視作改變為起始速率½。因此，聚合速率取決於起始速率½。
[˙]=(Ri/kt)1/2 方程式4
Rp=k[C=C](Ri/kt)1/2方程式5
藉由考慮活化能(E)、理想氣體常數(R)、卡式溫度(T)、聚合速率比例因子(β)、阿瑞尼斯前因子(k0)，聚合速率如下呈現：Rp=koe-E/RT[C=C](Ri/kt)67 方程式6
光化學起始反應速率由下可得：Ri=k′I 方程式7
其中I是照射強度和k'是關於量子產率常數。假設所有的參數和起始劑濃度在整個反應保持不變，可簡化表達式，如此所有的參數是常數，歸併成k。
Rp=ke-E/RT[C=C](I)β 方程式8
聚合速率是官能基團濃度隨時間改變的速率(-d[C=C]/dt=Rp)，因此方程式可表示成：-d[C=C]/dt=ke-E/RT[C=C](I)β 方程式9
在解微分方程時代入換算，換算表示為X=1-[C=C]/[C=C]o；X=1-exp[-ke-E/RT(I)βt] 方程式10
其中t是以秒為單位的曝光時間。
如果反應混合物含有吸收劑，能吸收光化輻射的波長範圍的照射，換算範圍會變成一個強度函數，因此根據比爾定律作為一個與表面的距離函數，在動力學方程式插入比爾定律關係式，可以用表面的距離函數x，預測換算範圍。
X(x)=1-exp[-ke-E/RT(I0e-αcx)βt] 方程式9
藉由得知自由成形表面將會在邊界形成，其中轉換程度是在凝膠點(即X=X凝膠)，鏡片厚度xThick藉由重新排列的方程式來解出x，即可預測：
x Thick =f(I 0,t) 方程式16
X凝膠是配方由於光起始作用形成交聯，從液態轉型成固態的轉換程度。在重組方程式後，於特定轉換X凝膠下，得出的xThick解之後，就可以計算出薄膜的厚度。藉由維持所有的其他參數和屬性常數不變，若欲表面上任何x,y位置形成理想厚度，可由改變I0和曝光時間t估算。理想厚度也可由三維像素基礎在三維像素上估算，其中i和j代表特定三維像素行列座標，且在相同三維像素上形成厚度。
x Thick (x,y)=f(I 0(x,y),t(x,y)) 方程式17
方程式的典型數值(表1)可由動力學數據的分析建立。
使用模型和表1所示的參考參數，以離受照射表面之距離、時間為座標繪出自由成形表面的強度(假設20%的X凝膠)，可畫出一圖(未圖示於本案中)。以變數表示自由成形表面與成形光學裝置表面的距離估計值，以元件表示照射時間。再者，以3種不同入射強度顯示所算出的數值。從討論中明顯可知，由於照射產物將會是鏡片預形物1700，距離為鏡片預形物形式1730的厚度估計值。接續上述DLPTM裝置的討論，由於裝置操作為是數位強度控制，時間會與反射鏡元件在開啟狀態所需的整合時間相關。在特定三維像素位置確實發生強度，可用藉由技術精準測量，而此裝置功率，是第一通道之產出鏡片產品測量值，可與目標厚度比較，而依此圖關係，此間差異可用來為特定強度驅動時間差異性。舉例來說，假使在反射鏡「開」時到達鏡片上的三維像素位置強度是10mW/cm2，然後依此圖，藉由沿曲線滑動調整
後，可獲得新的厚度目標，產生新的時間參數。控制演算法可用此計算的時間目標去調整每個連續的一連串「影片」畫面的曝光度，並且平均所有數值而得出目標時間。或有另一方法，可以用每張畫面的最長時間，然後最後一個中間影像可以有每張影像最長時間分率，接著剩下的畫面就可定義為關閉。在一些方法中，調整時間後續可用於製作下個鏡片，重複製程。
曝光後，鏡片預形物會從反應混合物儲存器中移除，並經由液態化學移除裝置處理，如圖12和13所示。鏡片接著依相關章節的討論穩定化。接著，經由420nm照射曝光而穩定化鏡片，為Etafilcon A(Norbloc)中吸收劑在此不再顯著吸收入射光。然後，測量該鏡片，接著用上述裝置水合。
實際的鏡片已依使用Etafilcon A、反應單體混合物方法製造，並測量光功率。兩種鏡片所測得功率，以屈光度表示，列於下表。
以近似觀念理解，使用同樣化學系統用於製造另一鏡片的製程條件，Etafilcon A和鏡片係使用透射波前干涉儀裝置來測量該鏡片。在圖4中，在成形光學裝置和產出的鏡片之間相異訊號，如元件400所示，是該等產
出的鏡片之表面輪廓圖譜。值得注意的是，鏡片的光學區會以同心圓圓線410顯示成型良好表面輪廓。此表面是優良的眼用鏡片裝置。
在製造鏡片400和為其測量時，可加入特徵設計，且可表現在表面輪廓圖譜中。例如420，包含在曝光影片期間用程式化的低強度編入鏡片預形物形式的排水通道。另一不同類型的通道以元件符號440表示。元件440包含長通道，有助於作為鏡片表面對準標記。藉由近似形式複製該特徵於鏡片另一面，以及剛好在特徵440的上面，在軸向空間中使鏡片表面方位清楚。
如上述和下述於申請專利範圍之本發明係提供數種形成鏡片預形物及眼用鏡片的方法以及用於具體實施該等方法的裝置，以及藉此形成的鏡片預形物及眼用鏡片。
100‧‧‧方法
110‧‧‧基於三維像素之光刻技術
111‧‧‧單體混合物的準備
112‧‧‧給劑和沉積
115‧‧‧DMD腳本
116‧‧‧成形
117‧‧‧從反應單體混合物中移除
120‧‧‧另一種形成
130‧‧‧鏡片預形物加工
131‧‧‧移除液態材料
132‧‧‧穩定
133‧‧‧定影
140‧‧‧後處理
141‧‧‧脫開清洗水合作用
142‧‧‧包裝殺菌等等
150‧‧‧量測及反饋
160‧‧‧鏡片預形物
170‧‧‧眼用鏡片
200‧‧‧反饋迴路
205‧‧‧輸入要求
210‧‧‧基於三維像素之光刻技術
211‧‧‧參數+演算法
220‧‧‧鏡片預形物
230‧‧‧鏡片預形物處理
231‧‧‧參數
240‧‧‧眼用鏡片
250‧‧‧乾鏡片量測
251‧‧‧丟棄鏡片
252‧‧‧想要的製程資料
253‧‧‧反饋到光刻技術
254‧‧‧反饋到鏡片預形物處理
260‧‧‧後處理
270‧‧‧濕鏡片量測
280‧‧‧眼用鏡片產品
290‧‧‧根據需要重複
300‧‧‧反應混合物透射譜
310‧‧‧吸收劑(透射率)
320‧‧‧成形照射
330‧‧‧定影照射
340‧‧‧起始劑(吸光度)
400‧‧‧鏡片之表面輪廓圖譜
410‧‧‧鏡片的光學區之同心圓圓線
420‧‧‧鏡片預形物形式的排水通道
440‧‧‧通道
500‧‧‧基於三維像素之光刻光學系統
510‧‧‧數位反射鏡裝置DMD
515‧‧‧光束捕集器
516,517‧‧‧光線路徑
520‧‧‧光源
530‧‧‧控制器或準直器
540‧‧‧光束
550‧‧‧「開」路徑
560‧‧‧空間強度分布
580‧‧‧成形光學裝置
590‧‧‧儲存器
600‧‧‧光源
610‧‧‧環境支架及外殼
620‧‧‧發光二極體
630‧‧‧濾光輪
631‧‧‧過濾器
700‧‧‧均質和準直光學裝置
710‧‧‧聚焦光學裝置
720‧‧‧光導管
730‧‧‧光學級元件
740‧‧‧孔徑光闌
750‧‧‧聚焦元件
800‧‧‧數位反射儀器組件
810‧‧‧DMD裝置
820‧‧‧光線
830‧‧‧光收集器
840‧‧‧聚光元件
850‧‧‧反射鏡
860‧‧‧光偵測成像裝置
900‧‧‧成形裝置
921‧‧‧扣環或其他緊固件
930‧‧‧成形光學裝置
940‧‧‧反應產物
945‧‧‧反應混合物
950‧‧‧反應單體混合物的儲存器
951‧‧‧間隔環
960‧‧‧氣體
970‧‧‧成形光學裝置固定構件
990‧‧‧圍阻管
1000‧‧‧保持和定位裝置
1010‧‧‧成形光學裝置
1011‧‧‧表面
1020‧‧‧黏合劑
1030‧‧‧座落的凹口
1040‧‧‧平坦玻璃圓盤
1100‧‧‧儲存器系統
1110,1140‧‧‧反應單體的儲存器
1120‧‧‧裝有彈簧的定位銷
1130‧‧‧配合面
1200‧‧‧鏡片預形物
1210‧‧‧排空毛細管裝置
1220‧‧‧真空系統組件
1240‧‧‧液態鏡片反應混合物
1241‧‧‧體積
1250‧‧‧成形光學裝置表面
1260‧‧‧對準板
1300‧‧‧化學材料移除系統
1305‧‧‧毛細管去除組件
1306‧‧‧毛細管芯吸裝置
1310‧‧‧成形光學裝置固定台
1320‧‧‧成形光學裝置保持裝置
1330‧‧‧xy轉換表的單一維度
1340‧‧‧粗略初步調整
1345‧‧‧細微層級調整
1350‧‧‧調整裝置
1360‧‧‧旋轉運動裝置
1370‧‧‧微調儀器
1400‧‧‧穩定裝置
1410‧‧‧鏡片預形物
1420‧‧‧成形光學裝置
1430‧‧‧成形光學裝置托座
1440‧‧‧隔振系統
1450‧‧‧桌檯
1451‧‧‧保持裝置
1460‧‧‧定影幅射源
1461‧‧‧定影照射來源
1500‧‧‧量測裝置
1510‧‧‧雷射位移感測器
1515‧‧‧雷射光
1520‧‧‧鏡片樣品
1530‧‧‧成形光學裝置
1540‧‧‧支撐組件
1550,1560‧‧‧架座
1570‧‧‧旋轉伺服電動機
1580‧‧‧大型支撐桌
1590‧‧‧隔震架座
1600‧‧‧水合裝置
1610‧‧‧裝有水合液之容器
1620‧‧‧水合液浴
1630‧‧‧鏡片
1640‧‧‧成形光學裝置
1650‧‧‧熱控制單元
1700‧‧‧鏡片預形物
1710‧‧‧液態鏡片反應混合物
1720‧‧‧表面
1730‧‧‧表面
1740‧‧‧鏡片預形物
1745‧‧‧液態鏡片反應混合物
1750‧‧‧光學表面
1800‧‧‧鏡片預形物
1801‧‧‧第一表面
1802‧‧‧第二表面
1804‧‧‧三維像素
1805‧‧‧基底
1850,1890‧‧‧充填管
1901‧‧‧鏡片預形物
1902‧‧‧人工構件
1903‧‧‧人工構件
圖1係描繪一些根據本發明之實施例的實施方法步驟。
圖2係描繪一些根據本發明之實施例的其他實施方法步驟。
圖3係一示例描繪成形照射和定影照射之吸光度和透射率間關係。
圖4係一示例描繪以本發明揭露技術製造之鏡片。
圖5係描繪裝置組件，可用於一些根據本發明之實施例中，其中包含基於三維像素光刻之裝置組件。
圖6係描繪一示範光源裝置組件，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖7係描繪一示範光學裝置組件，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖8係描繪一示範數位反射裝置組件，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖9係描繪一附加裝置組件，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖10係描繪一示範成形光學裝置，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖11係描繪一示範單體儲存器，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖12係描繪一示範材料移除裝置，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖13係描繪一示範材料移除裝置之總運動系統，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖14係描繪一示範穩定與定影裝置，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖15係描繪一示範量測系統，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖16係描繪一示範水合和移除系統，可用於實施一些根據本發明之實施例。
圖17係描繪一鏡片預形物之示範橫切面圖。
圖18係描繪一鏡片預形物之示範橫切面圖，其經三維像素形成並具液態鏡片反應介質層。
圖19係描繪具有示範人工通道之一鏡片預形物。
400‧‧‧鏡片之表面輪廓圖譜
410‧‧‧鏡片的光學區之同心圓圓線
420‧‧‧鏡片預形物形式的排水通道
440‧‧‧通道
Claims (18)
- 一種眼用鏡片預形物裝置，包含：一鏡片預形物形式，其包含一可交聯的介質，該可交聯介質包含一光吸收成分；一第一凹表面和一第二凸表面，其中該第一凹表面包含部分至少部分地在凝膠點之上聚合的一第一交聯密度程度，且該第二凸表面包含在約凝膠點或低於凝膠點固化的一第二交聯密度程度；以及至少與該鏡片預形物形式第一凹表面和第二凸表面其中之一有接觸的液態鏡片反應介質。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該鏡片預形物形式第一凹表面包含一凹光學表面。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該鏡片預形物第二凸表面包含一凸光學表面。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該液態鏡片反應介質基本上至少覆蓋該鏡片預形物第一凹表面和該鏡片預形物第二凸表面的其中之一。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該鏡片預形物第一凹表面和該鏡片預形物第二凸表面的其中之一會連接到一成形光學裝置。
- 根據申請專利範圍第5項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該成形光學裝置包含一光學品質表面。
- 根據申請專利範圍第5項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該成形光學裝置包含一用於儲存一水合眼用鏡片的鏡片包裝。
- 根據申請專利範圍第5項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該成形光學裝置包含至少一用於單鏡片形成用途的光學部分。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該可交聯的介質包含一著色劑。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該液態鏡片反應介質包含液態的並可透過光化輻射曝光處理以形成一光學表面的一反應混合物。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該鏡片預形物形式包含的一固化可交聯介質體積大於一液態鏡片反應介質部分體積。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該液態鏡片反應介質包含一材料的部分聚合形式，其中該材料包含處於更聚合狀態的該鏡片預形物。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該眼用鏡片預形物裝置的邊緣包含一非球狀形體。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該眼用鏡片預形物裝置的邊緣包含一橢圓形體。
- 根據申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片預形物裝置，其中該眼用鏡片預形物裝置的邊緣包含一多形體。
- 一種生醫裝置預形物，包含：一生醫裝置預形物形式，其包含一可交聯的介質，該介質包含一光吸收成分；一第一凹表面和一第二凸表面，其中該第一凹表面包含一部分至少部分地在凝膠點之上聚合的一第一交聯密度程度，且該第二凸表面包含在約凝膠點或低於凝膠點固化的一第二交聯密度程度；以及至少與該生醫裝置預形物形式第一凹表面和第二凸表面其中之一有接觸的液態鏡片反應介質。
- 根據申請專利範圍第16項所述之生醫裝置預形物，其中該生醫裝置預形物形式第一凹表面包含模仿一人類器官的一起伏表面。
- 根據申請專利範圍第17項所述之生醫裝置預形物，其中該人類器官包含一皮膚區域。
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