TWI685692B - 用於降低近視之隱形眼鏡及製造彼之方法 - Google Patents

用於降低近視之隱形眼鏡及製造彼之方法 Download PDF

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TWI685692B TW107115604A TW107115604A TWI685692B TW I685692 B TWI685692 B TW I685692B TW 107115604 A TW107115604 A TW 107115604A TW 107115604 A TW107115604 A TW 107115604A TW I685692 B TWI685692 B TW I685692B
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美商賽特眼鏡視光有限公司
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Abstract

本發明係關於一種製造隱形眼鏡之方法，該方法包括提供用於該隱形眼鏡之圓柱坯料，該圓柱坯料包括第一部分及第二部分。該第一部分係由均質的光學透明材料形成且該第二部分係由非均質的光散射材料形成。該方法包括塑形該圓柱坯料以提供該隱形眼鏡。該隱形眼鏡包括由第二區圍繞之第一區，該第一區由該均質的光學透明材料形成且該第二區由該非均質的光散射材料形成。

Description

用於降低近視之隱形眼鏡及製造彼之方法
本發明之特徵在於用於降低近視之隱形眼鏡及製造此類眼鏡之方法。
眼睛係光學感測器，其中藉由眼鏡將來自外源之光線聚焦於視網膜之表面上，該視網膜係一批波長相關之光感測器。眼睛晶狀體可採納之各種形狀中之每一者與最佳或幾乎最佳聚焦外部光線以產生對應於眼睛所觀測到之外部影像之視網膜的表面上之倒轉影像所處於之焦距相關。在眼睛晶狀體可採納之各種形狀中之每一者中，眼睛晶狀體最佳或幾乎最佳地聚焦由外部物體發射或自外部物體反射之光線，該外部物體處於距眼睛一定距離範圍內，且欠佳地或未能聚焦處於超過距離範圍外之物體。
在正常視力之個體中，眼睛之軸長，或晶狀體與視網膜表面之距離對應於遠端物體之幾乎最佳聚焦之焦距。正常視力之個體之眼睛在不需要神經輸入至施加力以改變眼睛晶狀體之形狀的肌肉下聚焦遠端物體，此為稱為「調節」之過程。由於調節，正常個體聚焦更近之鄰近物體。
然而，許多人患有眼睛長度相關之病症，諸如近視(myopia)(「近視(nearsightedness)」)。在近視個體中，眼睛之軸長長於在無調節下聚焦遠端物體所需要之軸長。因此，近視個體可清晰觀察附近物體，但進一步遠離之物體為模糊的。儘管近視個體一般能夠調節，但其可聚焦物體所處於之平均距離短於正常視力之個體的平均距離。
通常，嬰兒出生為遠視的，眼睛長度短於在無調節下遠端物體之最佳或接近最佳聚焦所需之眼鏡長度。在稱為「正視化」之眼睛之正常發育期間，相對於眼睛之其他大小，眼睛之軸長提高達至在無調節下提供遠端物體之接近最佳的聚焦之長度。理想地，隨著眼睛生長至最終成年大小，生物過程維持對眼睛大小接近最佳的相對眼睛長度。然而，在近視個體中，相對於總體眼睛大小之眼睛之相對軸長在發育期間繼續增加，超過提供遠端物體之接近最佳的聚焦之長度，從而導致日益明顯之近視。
咸信近視受行為因素以及基因因素影響。因此，近視可由解決行為因素之療法裝置緩解。舉例而言，用於治療眼睛長度相關之病症(包括近視)之療法裝置描述於美國公開案第2011/0313058A1號中。
一般而言，在一個態樣中，本發明之特徵在於製造隱形眼鏡之方法，該方法包括提供用於隱形眼鏡之圓柱坯料，該圓柱坯料包括第一部分及第二部分。第一部分係由均質的光學透明材料形成且第二部分係由非均質的光散射材料形成。該方法包括塑形(例如研磨)圓柱坯料以提供隱形眼鏡。該隱形眼鏡包括由第二區圍繞之第一區，該第一區由均質的光學透明材料形成且該第二區由非均質的光散射材料形成。
方法之實施可包括以下特徵及/或其他態樣之特徵中之一或 多者。舉例而言，第一部分可為圓柱部分且第二部分可為圍繞第一部分之圓柱環狀部分。第一部分可為第一圓柱層且第二部分可為鄰近第一部分之第二圓柱層，第一及第二部分具有相同直徑。第一部分可為嵌入於第二部分中之圓錐形部分。
方法之實施可包括其他態樣之一或多個特徵。
一般而言，在另一態樣中，本發明之特徵在於製造隱形眼鏡之方法，其包括：在轉移基板上形成(例如印刷，例如使用噴墨印刷機)呈一定圖案(例如環狀圖案)之複數個離散的材料圓點；使該圖案與隱形眼鏡之表面對準；使該圖案與隱形眼鏡之表面接觸；及在離散圓點與表面接觸之同時自轉移基板釋放材料圓點以將圓點之圖案轉移至隱形眼鏡之表面。
一般而言，在另一態樣中，本發明之特徵在於製造隱形眼鏡之方法，該方法包括：模製第一部分以提供由圍繞孔徑之非均質的光散射材料形成之環狀部分；及藉由在模具中組合第一部分及均質的光學透明材料使得孔徑填充有均質的光學透明材料來模製隱形眼鏡。
方法之實施可包括以下特徵及/或其他態樣之特徵中之一或多者。舉例而言，環狀部分可嵌入於均質的光學透明材料中。在一些實施例中，環狀部分圍繞均質的光學透明材料。
一般而言，在另一態樣中，本發明之特徵在於用於製造隱形眼鏡之鈕狀物，其包括：由均質的光學透明材料形成之第一區；及由非均質的光散射材料形成之第二區。該鈕狀物塑形為圓筒。
方法之實施可包括以下特徵及/或其他態樣之特徵中之一或多者。舉例而言，第一區可為圓柱內部核心且其中第二區可為圍繞第一區 之環狀包層。第一區可為底層且第二區可為頂層，其中頂層及底層形成基本上平行於第一平坦表面及第二平坦表面之界面。在一些實施例中，第一區係錐體，且第二區經組態以圍繞第一區。
一般而言，在另一態樣中，本發明之特徵在於製造隱形眼鏡之方法，該方法包括：將鏡片形成材料分配於包含凹形模具表面之第一模具部分，其中凹形模具表面包括複數個表面特徵；將包含凸形模具表面之第二模具部分按壓至第一模具部分以符合凹形模具表面及凸形模具表面；施加足以使鏡片形成材料呈現且維持由凹形模具表面及凸形模具表面形成之形狀的條件；及分離第一模具部分及第二模具部分。凹形及/或凸形模具表面包含複數個伸出部分及/或凹陷部分，使得隱形眼鏡在凸形或凹形鏡片表面中之至少一者上包括複數個光散射圓點。
方法之實施可包括其他態樣之一或多個特徵。
100‧‧‧降低近視之隱形眼鏡
110‧‧‧通光孔徑
120‧‧‧模糊區域
200‧‧‧隱形眼鏡
202‧‧‧表面
210‧‧‧伸出部分
220‧‧‧隱形眼鏡
222‧‧‧表面
230‧‧‧凹坑
240‧‧‧隱形眼鏡
250‧‧‧散射中心之分散體
260‧‧‧隱形眼鏡
262‧‧‧層
270‧‧‧散射中心之分散體
300‧‧‧隱形眼鏡
301‧‧‧點圖案
302‧‧‧光軸
310‧‧‧轉移基板
311‧‧‧表面
320‧‧‧噴墨印刷機
330‧‧‧表面
400‧‧‧雷射系統
401‧‧‧隱形眼鏡
410‧‧‧控制器
420‧‧‧雷射
430‧‧‧截光器/斬波器
440‧‧‧聚焦光學器件
450‧‧‧鏡子
460‧‧‧致動器
470‧‧‧載台
480‧‧‧彎曲安裝表面
500‧‧‧隱形眼鏡
510‧‧‧聚焦之雷射光束
550‧‧‧隱形眼鏡
560‧‧‧離散粒子
570‧‧‧連續相材料
600‧‧‧鈕狀物
601‧‧‧鈕狀物
602‧‧‧隱形眼鏡
610‧‧‧末端
611‧‧‧凸形鏡片表面/凸形表面
612‧‧‧凹形表面
620‧‧‧另一側
630‧‧‧研磨工具
631‧‧‧凹形研磨表面
640‧‧‧研磨工具
641‧‧‧凸形研磨表面
700‧‧‧鏡片
710‧‧‧圓柱鈕狀物
711‧‧‧環狀包層
712‧‧‧內部核心
720‧‧‧圓柱鈕狀物/隱形眼鏡
721‧‧‧頂部透明層
722‧‧‧底層
730‧‧‧圓柱鈕狀物
731‧‧‧圓柱形套管
732‧‧‧圓錐形部分/圓柱部分
800‧‧‧模具
801‧‧‧隱形眼鏡
810‧‧‧第一模具部分
812‧‧‧凸形模具表面
820‧‧‧第二模具部分
822‧‧‧凹形模具表面/凹形表面
830‧‧‧鏡片形成材料
910‧‧‧模具部分
911‧‧‧伸出部分
912‧‧‧凹形模具表面
920‧‧‧模具部分
921‧‧‧凹陷部分
922‧‧‧凹形模具表面
930‧‧‧模具部分
931‧‧‧散射粒子
932‧‧‧表面
1000‧‧‧降低近視之隱形眼鏡
1010‧‧‧模製部分
1020‧‧‧孔洞
1030‧‧‧通光孔徑
1100‧‧‧降低近視之隱形眼鏡
1110‧‧‧模製部分
1120‧‧‧孔洞
1200‧‧‧隱形眼鏡
1210‧‧‧通光孔徑
1220‧‧‧對比度降低之區域
1230‧‧‧透明外部區域
BR‧‧‧徑向側向尺寸
CA‧‧‧外側直徑
ID‧‧‧內徑
OD‧‧‧外徑
圖1A係降低近視之隱形眼鏡之實施例的平面視圖。
圖1B係圖1A中所展示之降低近視之隱形眼鏡的橫截面側視圖。
圖2A係包括鏡片之模糊區域中之表面上的伸出部分之降低近視之隱形眼鏡的實施例之橫截面側視圖。
圖2B係包括鏡片之模糊區域中之表面上的凹坑之降低近視之隱形眼鏡的實施例之橫截面側視圖。
圖2C係具有分佈在整個鏡片之模糊區域中之包涵物的降低近視之隱形眼鏡之實施例的橫截面側視圖。
圖2D係具有受限於鏡片之模糊區域中之離散層的包涵物之降低近視 之隱形眼鏡的實施例之橫截面側視圖。
圖3A-3C係展示用於形成降低近視之觸點之不同轉移過程的示意圖。
圖4係用於形成降低近視之隱形眼鏡之雷射系統的實施例之示意圖。
圖5A係說明藉由選擇性暴露於雷射輻射散射包涵物在隱形眼鏡中形成之示意圖。
圖5B係說明藉由選擇性暴露於雷射輻射通光孔徑在隱形眼鏡中形成之示意圖。
圖6A及6B係說明研磨來自鈕狀物之隱形眼鏡之凸形表面的實施例之示意圖。
圖6C及6D係說明研磨來自鈕狀物之隱形眼鏡之凹形表面的實施例之示意圖。
圖7A係用於形成降低近視之隱形眼鏡之鈕狀物的實施例之橫截面視圖。
圖7B係用於形成降低近視之隱形眼鏡之鈕狀物的另一實施例之橫截面視圖。
圖7C係用於形成降低近視之隱形眼鏡之鈕狀物的又一實施例之橫截面視圖。
圖8A-8C係展示隱形眼鏡模製製程之實施中之不同步驟的示意圖。
圖9A係在橫截面中展示用於在隱形眼鏡之凸形表面上形成凹陷部分之模具部分的示意圖。
圖9B係在橫截面中展示用於在隱形眼鏡之凸形表面上形成伸出部分之模具部分的示意圖。
圖9C係在橫截面中展示用於將圓點嵌入隱形眼鏡之凸形表面之在其表面上具有離散的材料圓點的模具部分。
圖10A展示降低近視之隱形眼鏡之模製部分的平面視圖。
圖10B展示圖10A中所展示之降低近視之隱形眼鏡的模製部分之橫截面視圖。
圖10C展示包括圖10A及10B中所展示之部分的完全降低近視之隱形眼鏡之橫截面視圖。
圖11A展示另一降低近視之隱形眼鏡之模製部分的橫截面視圖。
圖11B展示包括圖11A中所展示之部分的完全降低近視之隱形眼鏡之橫截面視圖。
圖12係降低近視之隱形眼鏡之另一實施例的平面視圖。
參考圖1A及1B，降低近視之隱形眼鏡100包括通光孔徑110及模糊區域120。通光孔徑110具有外側直徑CA。模糊區域120具有徑向側向尺寸BR，其中2BR+CA係隱形眼鏡之直徑。
通光孔徑110之大小及形狀可變化。一般而言，通光孔徑110為佩戴者提供觀察錐體，可對其視力最佳校正(例如至20/15或20/20)。通常，在正常室內照明條件(諸如其中使用者能夠自書籍輕易讀取文本之典型的教室或辦公室照明)下，外側直徑CA小於使用者之光瞳直徑。此確保在此類照明條件下，使用者之周邊視野中之影像對比度降低。
在一些實施例中，孔徑之外側直徑CA在約0.2mm(例如約0.3mm或更大、約0.4mm或更大、約0.5mm或更大)至約2mm(例如在約0.75mm至約1.75mm範圍內、在約0.9mm至約1.2mm範圍內、約0.6 mm或更大、約0.7mm或更大、約0.8mm或更大、約0.9mm或更大、約1mm或更大、約1.1mm或更大、約1.2mm或更大、約1.9mm或更小、約1.8mm或更小、約1.7mm或更小、約1.6mm或更小、約1.5mm或更小、約1.4mm或更小、約1.3mm或更小)範圍內。
通光孔徑110可對向觀看者之視野中之約30度或更小(例如約25度或更小、約20度或更小、約15度或更小、約12度或更小、約10度或更小、約9度或更小、約8度或更小、約7度或更小、約6度或更小、約5度或更小、約4度或更小、約3度或更小)的立體角。水平及垂直觀察平面中所對向之立體角可相同或不同。
一般而言，隱形眼鏡100之模糊區域120包括散射中心，該散射中心散射至少一些在此區域中穿過鏡片之光線，此將另外有助於在佩戴者之視網膜上成像。因此，經由模糊區域120觀測之場景相對於經由通光孔徑110由佩戴者觀測之同一場景為模糊的。一般而言，散射中心可形成於隱形眼鏡100之表面上及/或遍及鏡片自身之主體。
在一些實施例中，散射中心在隱形眼鏡之表面上呈凸塊(「伸出部分」)形式。舉例而言，參考圖2A，隱形眼鏡200在鏡片之表面202上包括一批伸出部分210。伸出部分可經配置以具有一定順序(例如呈有序陣列形式)或經隨機配置。
在一些實施例中，散射中心在隱形眼鏡之表面上呈凹坑(「凹陷部分」)形式。舉例而言，參考圖2B，隱形眼鏡220在鏡片之表面222上包括一批凹坑230。凹陷部分可經配置以具有一定順序或經隨機配置。
散射中心經尺寸化及塑形使得散射中心散射入射光以降低 經由減少之對比區觀測之物體的對比度。散射中心可為基本上球體、橢球形或不規則形狀。一般而言，散射中心應具有大到足以散射可見光，又足夠小以免在正常使用期間由佩戴者解析之尺寸(例如若為球形則為直徑)。舉例而言，散射中心之尺寸(如在中鏡片表面之切面中所量測)可在約0.001mm或更大(例如約0.005mm或更大、約0.01mm或更大、約0.015mm或更大、約0.02mm或更大、約0.025mm或更大、約0.03mm或更大、約0.035mm或更大、約0.04mm或更大、約0.045mm或更大、約0.05mm或更大、約0.055mm或更大、約0.06mm或更大、約0.07mm或更大、約0.08mm或更大、約0.09mm或更大、約0.1mm)至約1mm或更小(例如約0.9mm或更小、約0.8mm或更小、約0.7mm或更小、約0.6mm或更小、約0.5mm或更小、約0.4mm或更小、約0.3mm或更小、約0.2mm或更小、約0.1mm)範圍內。
應注意對於較小的散射中心，例如尺寸與光線波長相當(例如0.001mm至約0.05mm)之散射中心，光散射可考慮為瑞利(Rayleigh)散射或米氏(Mie)散射。對於較大的散射中心，例如約0.1mm或更大的散射中心，光散射可歸因於散射中心之鏡片效應，諸如由於藉由具有極小曲率半徑之鏡片聚焦至使用者之視網膜前方較遠的點。在此情況下，當各散射中心之光線到達使用者之視網膜時，其已基本上自其焦點發散且無法由使用者解析為影像。
一般而言，散射中心之尺寸在整個鏡片中可相同或可變化。舉例而言，尺寸可作為散射中心之位置之函數(例如如自通光孔徑所量測)及/或作為與鏡片邊緣之距離之函數增加或減小。
散射中心之間距亦可變化以提供所需的光效應。通常，散 射中心之間距(亦即如在鄰近的散射中心之中心之間所量測)在約0.05mm(例如約0.1mm或更大、約0.15mm或更大、約0.2mm或更大、約0.25mm或更大、約0.3mm或更大、約0.35mm或更大、約0.4mm或更大、約0.45mm或更大)至約1mm(例如約0.9mm或更小、約0.8mm或更小、約0.7mm或更小、約0.6mm或更小、約0.5mm或更小)範圍內。
咸信入射於散射中心之間的模糊區域120中之鏡片上的來自場景之光線有助於在使用者之視網膜上場景之影像，而入射於散射中心上之來自場景之光線不會如此。此外，入射於散射中心上之光線仍傳輸至視網膜，因此具有在基本上不降低視網膜處之光強度下降低影像對比度之作用。因此，咸信使用者之周邊視野中之對比度降低量與由散射中心覆蓋之對比度降低區域之表面積的比例相關(例如與其近似成比例)。一般而言，散射中心佔模糊區域120之區域之至少10%(例如20%或更多、30%或更多、40%或更多、50%或更多、諸如90%或更少、80%或更少、70%或更少、60%或更少)。
一般而言，散射中心在無顯著降低此區域中之佩戴者之視力下降低佩戴者之周邊視覺中之物體的影像對比度。在本文中，周邊視覺指代通光孔徑視場外部之視野。此等區域中之影像對比度相對於使用如所測定之鏡片之通光孔徑所觀測的影像對比度可降低40%或更多(例如45%或更多、50%或更多、60%或更多、70%或更多、80%或更多)。可根據各個體案例之需求設定對比度降低。咸信典型的對比度降低將在約50%至55%範圍內。低於50%之對比度降低可用於極輕度之案例，而更加易患之個體可需要高於55%之對比度降低。周邊視力可校正為如藉由主觀折射所測定之20/30或更佳(例如20/25或更佳、20/20或更佳)，同時仍實現有意 義的對比度降低。
在本文中，對比度指代相同視野內之兩個物體之間的亮度差異。因此，對比度降低指代此差異之變化。
儘管表面散射中心展示於圖2A及2B中之凸形鏡片表面上，可替代地或另外，散射中心亦可形成於凹形表面上。
在某些實施例中，散射中心呈模糊區域中之隱形眼鏡之主體內的離散包涵物形式。舉例而言，參考圖2C，隱形眼鏡240包括分散遍及以其他方式連續之鏡片材料的散射中心之分散體250。
在某些實施例中，散射中心受限於隱形眼鏡之主體內之離散層。舉例而言，參考圖2D，隱形眼鏡260包括其中限制散射中心之分散體270之層262。
儘管圖2C及2D中所展示之包涵物係離散包涵物，但包涵物之其他形式亦為可能的。舉例而言，在一些實施例中，模糊區域中之光散射由分佈遍及所有或一部分鏡片之模糊區域之材料網路提供。舉例而言，交聯聚合物網路(例如由多官能丙烯酸酯單體或寡聚物形成)可提供具有與離散包涵物相似效果之散射包涵物。一般而言，此類聚合物網路具有足夠漫射性以容納滲透網路之填隙物質。網路與填隙物質之間的界面提供用於光散射之光學界面。
一般而言，散射中心可以多種方式包括於隱形眼鏡中。在一些實施例中，可首先形成隱形眼鏡且可經由後續處理添加特徵。可替代地，特徵可形成為隱形眼鏡製造方法之部分。下文描述此等兩種模式中之每一者之實例。
在一些實施中，散射中心(圓點)藉由將圓點沈積於已經形 成之隱形眼鏡之表面上形成。
用於在鏡片上形成圓點之噴墨方法描述於例如2016年8月1日申請之發明人Jay Neitz、James Kuchenbecker及Maureen Neitz之名為SPECTACLE LENSES FOR REDUCING SIGNALS IN THE RETINA RESPONSIBLE FOR GROWTH OF EYE LENGTH的具有申請案第62/369,351號之臨時申請案中，該臨時申請案之全部內容以引用之方式併入本文中。
一般而言，隱形眼鏡之主體由光學透明材料形成。光學透明材料可為剛性或柔軟的。剛性材料之實例包括氟矽酮丙烯酸酯及聚矽氧丙烯酸酯。一般而言，聚矽氧丙烯酸酯具有比氟矽酮丙烯酸酯更高的折射率。氟矽酮丙烯酸酯可具有在1.423至1.469範圍內之折射率。聚矽氧丙烯酸酯可具有在1.458至大於1.473(例如達至1.480)範圍內之折射率。
軟材料通常為水凝膠，其為薄且柔韌且符合眼睛之前表面之凝膠狀含水塑膠。廣泛用於隱形眼鏡之水凝膠類型係聚矽氧水凝膠。
可用於製造柔軟的隱形眼鏡之水凝膠之實例包括balafilcon A、lotrafilcon B、etafilcon A、Narafilcon A、Galyfilcon A、Senofilcon A、Ocufilcon D、Hioxifilicon A、Enfilcon A、Comfilcon A、Nesofilcon A、Filicon II 3、Deleficon A、Methafilcon A/B、Vifilcon A、Phemfilcon A、Nelfilcon A、Stenfilcon A、Polymacon、Hefilcon B、Tetrafilcon A、Omafilcon A、Balafilcon A、Polymacon、Polymacon B、Hilafilcon B、Alphafilcon A。
水凝膠之其他實例包括tefilcon、lidofilcon B、etafilcon、bufilcon A、tetrafilcon A、surfilcon、bufilcon A、 perfilcon、crofilcon、lidofilcon A、deltafilcon A、dimefilcon、ofilcon A、droxifilcon A、Ocufilcon B、hefilcon A & B、xylofilcon A、phemfilcon A、phemfilcon A、phemfilcon A、scafilcon A、ocufilcon、tetrafilcon B、isofilcon、methafilcon、mafilcon、vifilcon A、及polymacon。
Lotrafilcon B可具有近似1.422之折射率。Etafilcon A可具有近似1.405之折射率。
水凝膠之折射率可視水合作用狀態而變化，因為水之折射率通常低於水凝膠之構成材料。舉例而言，乾燥的水凝膠可具有1.51之折射率，且濕潤時之同一材料可具有1.41之折射率。
散射中心可由光學透明材料或光學不透明材料形成。在一些實施例中，散射中心可由具有類似於形成隱形眼鏡之主體之材料之折射率的材料形成。舉例而言，對於當散射中心係位於隱形眼鏡表面上之伸出部分、凹陷部分或離散粒子時之案例而言，散射中心之幾何形狀可導致散射作用(例如藉由折射或繞射)，該散射作用可降低光線之對比度，在散射中心與隱形眼鏡之主體之間的折射率無對比度。
在一些其他實施例中，散射中心可由具有顯著不同於形成隱形眼鏡之主體之材料的折射率之材料形成，諸如0.05或更大(例如0.08或更大、0.1或更大、0.12或更大、0.15或更大、0.2或更大、0.25或更大、諸如達至約0.4)之折射率差異。此類材料提供散射中心與周圍介質之間的折射率之對比度。折射率之對比度例如可在散射中心嵌入形成隱形眼鏡之主體之材料內時使光散射經由瑞利或米氏散射。
在其中散射中心嵌入隱形眼鏡之主體內之實施例中，可涵 蓋各種材料對。
舉例而言，就剛性隱形眼鏡而言，氟矽酮丙烯酸酯可用於形成主體且聚矽氧丙烯酸酯可用於形成散射中心，或反之亦然以可能提供折射率對比度範圍。舉例而言，折射率對比度可在約0.1%或更大(例如約0.25%或更大、約0.5%或更大、約0.75%或更大、約1.0%)至約5%或更小(例如約4.5%或更小、約4.0%或更小、約3.5%或更小、約3.0%或更小、約2.5%或更小、約2.0%或更小、約1.5%或更小)範圍內。
在一些實施例中，散射中心可由無機玻璃材料形成。一般而言，無機玻璃可由多種材料形成，在各種情況下經選擇以提供所需折射率對比度。舉例而言，熔融矽石可具有約1.46之折射率，且肖特玻璃8625生物相容玻璃(Schott Glass 8625 Biocompatible Glass)可具有約1.53之折射率。一些類別之高折射率玻璃可具有1.50-1.90之折射率範圍。高折射率玻璃之實例包括N-BK7、N-K5、B270/S1、Schott ZERODUR®、N-SK11、N-BAK4、N-BaK1、L-BAL35、N-SK14、N-SSK8、N-F2、BaSF1、N-SF2、N-LAK22、S-BaH11、N-BAF10、N-SF5、N-SF8、N-LAK14、N-SF15、N-BASF64、N-LAK8、N-SF18、N-SF10、S-TIH13、N-SF14、藍寶石、N-SF11、N-SF56、N-LASF44、N-SF6、N-SF57、N-LASF9、N-SF66。
在一些實施例中，散射中心可由塑膠形成。舉例而言，可使用用於製造眼鏡片之聚碳酸酯材料Trivex材料。聚碳酸酯材料可具有在1.58至1.74範圍內之折射率。Trivex材料可具有約1.53之折射率。
一般而言，用於所描述之材料之折射率在560-600nm之間，例如587.6nm(氦氣d線)或589.0nm(鈉D2線)之波長下量測。
用於軟隱形眼鏡之水合軟材料一般具有低於用於散射中心之前述材料之折射率。因此，由前述材料形成之散射中心可嵌入軟材料以實現折射率對比度。
一般而言，形成隱形眼鏡之主體之材料應為生物相容的。生物相容性之準則可包括細胞毒性、基因毒性、遲發型超敏反應及刺激。
在一些情況下，形成散射中心所期望之具有光學特性之材料可能並非生物相容的。在此類情況下，生物相容性之缺乏可能藉由避免非相容材料直接暴露於周圍環境(例如眼睛)來緩解。舉例而言，散射中心可塗佈有生物相容材料。作為另一實例，散射中心可嵌入於隱形眼鏡之主體中。
在一些實施例中，點圖案可藉由轉移過程形成於隱形眼鏡表面上。舉例而言，參考圖3A，使用噴墨印刷機320使點圖案301形成於轉移基板310之表面311上。如下將點圖案301轉移至隱形眼鏡300之表面330。參考圖3B，使轉移基板310與具有光軸302之隱形眼鏡300對準，使得點圖案301中之孔徑與鏡片之光軸302對準。使轉移基板在表面311面向隱形眼鏡之表面330下對準。在對準之後，基板與隱形眼鏡300接觸置放，點圖案301包夾在隱形眼鏡與轉移基板之間。在足以使圓點黏附於隱形眼鏡之表面330之條件下進行接觸。舉例而言，可在高溫(例如高於室溫)及/或壓力(例如高於大氣壓)下進行接觸。
參考圖3C，在允許圓點黏附於隱形眼鏡300之表面330之足夠時間之後，自隱形眼鏡抽取轉移基板，從而自轉移基板釋放點圖案301。
在一些情況下，僅壓力及熱量足以將圓點轉移至表面 330。
可替代地或另外，隱形眼鏡300及轉移基板310暴露於額外刺激，同時其接觸以便促進點圖案301之轉移。舉例而言，在一些實施例中，圓點可暴露於穿過轉移基板及/或穿過隱形眼鏡之輻射，例如以增強圓點與隱形眼鏡300之表面330之間的黏附或促進圓點自轉移基板310之表面311之釋放(或兩者)。
在一些實施例中，轉移製程包括轉移後步驟。舉例而言，隱形眼鏡300可暴露於輻射、熱及/或材料以便例如促進圓點與表面330之間的黏附及/或硬化圓點材料。
在一些實施例中，散射包涵物藉由使隱形眼鏡暴露於雷射輻射而形成於隱形眼鏡之主體內。在暴露區域雷射輻射局部改變隱形眼鏡材料之光學特性，從而產生光學散射特徵。藉由使隱形眼鏡表面選擇性地暴露於雷射輻射，可於隱形眼鏡之主體中形成包涵物分佈。舉例而言，在脈衝光束時雷射光束可相對於隱形眼鏡移動。光束與隱形眼鏡表面之間的相對運動可藉由以下引起：移動光束而使表面固定，移動表面而使光束固定，或光束及表面兩者皆移動。
參考圖4，用於在隱形眼鏡401內形成散射包涵物之雷射系統400包括雷射420、截光器430、聚焦光學器件440、鏡子450及載台470。雷射420引導雷射光束朝向鏡子450，該鏡子使光束偏向隱形眼鏡401，該隱形眼鏡藉由載台470相對於鏡子450安置。致動器460(例如壓電致動器)與鏡子450連接。載台包括支撐隱形眼鏡401之彎曲安裝表面480。雷射系統400亦包括與雷射420、截光器430及致動器460連通之控制器(例如計算機控制器)。
截光器430及聚焦光學器件440沿光束路徑安置。斬波器430週期性地阻斷光束使得隱形眼鏡401暴露於雷射光之離散脈衝。一般包括一或多個透射光學元件(例如一或多個鏡片)之聚焦光學器件440使光束在隱形眼鏡401之表面上聚焦為足夠小之光點，使得由鏡片表面上之光束融化之區域對應於所需包涵物尺寸。致動器460改變鏡子450相對於光束之取向以掃描脈衝光束至隱形眼鏡表面上之不同標靶點。控制器410協調雷射420、斬波器430及致動器460之運行使得雷射系統在隱形眼鏡內形成預定之包涵物分佈。
在一些實施中，載台470亦包括致動器。載台致動器可為多軸致動器，例如沿與光束傳播方向正交之兩個橫向尺寸移動隱形眼鏡。可替代地或另外，致動器可沿著光束方向移動載台。沿著光束方向移動載台可用於維持鏡片表面之暴露部分處於光束之聚焦位置，不管鏡片表面之曲率，進而在整個鏡片中維持基本上恆定之暴露區域。載台致動器亦可受控制器410控制，該控制器410使用系統之另一元件協調此載台運動。在一些實施例中，使用載台致動器代替鏡子致動器。
一般而言，雷射420可為能夠產生具有適當波長及足夠能量以在隱形眼鏡材料中引起所需光化學反應之光線的任何類型之雷射。可使用氣體雷射、化學雷射、染料雷射、固態雷射、及半導體雷射。
通常選擇脈衝持續時間及脈衝能量使得各脈衝與隱形眼鏡材料相互作用以形成具有所需尺寸之散射包涵物。
包涵物形成製程說明於圖5A中，該圖5A展示將隱形眼鏡500之離散區選擇性暴露於雷射輻射之聚焦之雷射光束510。在一些實施中，雷射輻射光引發隱形眼鏡材料中之化學反應，形成光學散射穿過鏡片 之光線之離散包涵物。在一些其他實施中，雷射輻射經由多光子吸收由材料局部吸收，從而產生可充當散射中心之微裂。
可替代地，在一些實施中，選擇性雷射輻射可用於在包括其中分散散射中心之隱形眼鏡材料中形成通光孔徑。此製程說明於圖5B中。在本文中，隱形眼鏡550由包括分散遍及連續相材料570之離散粒子560之材料形成，該材料包括於鏡片光軸處/附近之區域中。在暴露於聚焦之雷射光束510後，來自雷射光束之熱量造成鄰近粒子之材料擴散於連續相材料中，從而導致對應於鏡片之通光孔徑之光學均質區域的形成。
舉例而言，離散粒子560可由連續相材料570形成但另外包括修改粒子560之折射率之摻雜劑。摻雜劑可提高或降低材料570之折射率以實現粒子560與材料570之間的指數對比度。
在藉由雷射光束加熱至對於摻雜劑擴散足夠之溫度(例如接近材料570之熔融溫度)後，摻雜劑可擴散以圍繞材料570。擴散可降低或消除粒子560與材料570之間的指數對比度，從而形成光學均質區域。
在某些實施中，降低近視之隱形眼鏡由圓柱鏡片坯料或鈕狀物研磨而成。參考圖6A-6D，鈕狀物600在兩步驟製程中研磨以製備隱形眼鏡。參考圖6A，在第一步驟中，鈕狀物600之第一側面使用研磨工具630研磨，該研磨工具630具有凹形研磨表面631，該凹形研磨表面631具有凸形鏡片表面之所需曲率。研磨一般藉由在旋轉工具之同時抵靠工具按壓鈕狀物600之末端610進行。此製程自鈕狀物600移除材料，使用與凹形研磨表面631相同之曲率形成凸形表面。
參考圖6B，所得經部分研磨之鈕狀物601在未研磨側面上具有其原始圓柱形式，但特徵在於另一側上之凸形鏡片表面611。
參考圖6C，接著，經部分研磨之鈕狀物601之另一側620使用研磨工具640研磨，該研磨工具640具有凸形研磨表面641，該凸形研磨表面641具有凹鏡片表面之所需曲率。參考圖6D，第二研磨步驟之結果係隱形眼鏡602，具有凸形表面611及凹形表面612。
可對任一表面進行額外的拋光步驟以獲得所要程度之表面光滑度。
可以多種方式形成用於形成降低近視之隱形眼鏡之鈕狀物。一般而言，其係多組分物品，由透明材料部分(其將最終對應於隱形眼鏡之通光孔徑)及由分散體(其將最終對應於模糊區域)構成之部分形成。
可以各種方式形成分散體，在整個分散體中懸浮散射中心。在一些實施中，分散體可藉由在散射中心(例如由相對於圖2A-2D之具有折射率對比度之先前所描述的材料形成之粒子、珠粒或球體)中混合為液體鏡片形成材料，繼之以固化製程(例如固化)來形成。
在一些實施例中，鈕狀物由兩個同心層形成，其中中心圓柱層由透明材料形成而外部環狀層由分散體形成。舉例而言，參考圖7A，其展示橫截面中之圓柱鈕狀物710，鈕狀物710由被環狀包層711圍繞之內部核心712構成。核心712由透明(亦即光學透明)材料形成，而包層711由分散體形成。隱形眼鏡700之形狀展示核心712如何提供鏡片之通光孔徑，同時包層711如何提供模糊區域。舉例而言，如圖6A-6C中所描述之研磨製程可用於形成隱形眼鏡700。
在某些實施例中，鈕狀物由分散體層之頂部上之透明材料層形成。舉例而言，參考圖7B，圓柱鈕狀物720由頂部透明層721及由分 散體形成之底層722形成。如圖6A-6C中所描述之研磨製程可用於形成隱形眼鏡720。在研磨之後，鏡片700之曲率產生由透明材料(層721)形成之鏡片之中心部分，而鏡片之外部部分由分散體(層722)形成。藉由控制自圓柱鈕狀物720之第一及第二側面移除之材料量，通光孔徑之直徑CA可在有限範圍內控制。
在一些情況下，鈕狀物由嵌入分散體內之透明材料之圓錐形體積形成。舉例而言，參考圖7C，圓柱鈕狀物730由嵌入圓柱形套管731內之圓錐形部分732形成。圓錐形部分732由透明材料形成，而殼體731由分散體形成。在研磨後，隱形眼鏡700包括對應於圓柱部分732之透明材料之中心部分，及對應於殼體731之分散體之外部部分。應注意，通光孔徑及模糊區域之相對尺寸(亦即CA相對於BR，參見圖1A-B)視鈕狀物之研磨深度而定。因此，此類鈕狀物可用於形成具有不同通光孔徑尺寸之隱形眼鏡。如先前所提及，而非由鈕狀物研磨製得，隱形眼鏡亦可經模製。參考圖8A-8C，一般而言，隱形眼鏡模製涉及固化兩個彎曲表面之間的隱形眼鏡材料，一個凹形另一個凸形，對應於隱形眼鏡表面之所需曲率。在此等圖式中所示之實施例中，模具800由具有凸形模具表面812之第一模具部分810及具有凹形模具表面822之第二模具部分820構成。鏡片形成製程涉及將鏡片形成材料830注入模具部分820之凹形表面822，如圖8A中所說明。隨後如圖8B中所示將模具部分810及820按壓在一起，迫使鏡片形成材料在一側符合凸形表面812及在另一側符合凹形表面822。將模具部分810及820固持在一起足夠長時間且處於足以使鏡片形成材料呈現及維持隱形眼鏡801之形狀之條件下。
一般而言，鏡片形成材料830係可聚合組合物。可聚合組 合物可用於形成先前所描述之水凝膠。適用於製造軟隱形眼鏡之可聚合組合物之實例包括含乙烯基單體、含乙烯基交聯劑及矽氧烷單體。此組合物在固化時可形成聚矽氧水凝膠。一些可聚合組合物可為可使用光線固化之光聚合物。一些可聚合組合物可為熱固性聚合物。
一般而言，模製鏡片所處於之條件視所使用之鏡片形成材料而定。此等條件可包括使用足夠的壓力及/或在高溫下將部分按壓在一起使得鏡片形成材料呈現適當形狀。對於某些材料，例如熱固性聚合物，可在模製鏡片後降低溫度以設定鏡片形狀。
對於聚矽氧水凝膠，條件可包括在高溫，例如在50-95℃之間固化一定持續時間，例如在15-60分鐘之間。在一些情況下，固化可在多個階段中進行，漸進地提高溫度直至完全固化。
對於光聚合物，條件可包括藉由可見或UV輻射照射以起始聚合反應，其可使鏡片形成材料維持隱形眼鏡801之形狀。
在設定隱形眼鏡801之形狀之足夠時間以後，模具部分經分離且自模具移除鏡片，如圖8C中所說明。
一般而言，模製可用於形成在其表面具有散射中心或分散遍及鏡片主體之散射中心的降低近視之隱形眼鏡。
圖9A展示用於在隱形眼鏡之凸形表面上形成凹陷部分之模具部分910。具體而言，凹形模具表面912包括佈置於圖案中之伸出部分911。在模製製程期間，伸出部分911在鏡片之對應凸形表面上壓印凹陷部分。
圖9B展示用於在隱形眼鏡之凸形表面上形成伸出部分之模具部分920。在本文中，凹形模具表面922包括佈置於圖案中之凹陷部分 921。在模製製程期間，凹陷部分921填充有隱形眼鏡材料，從而在鏡片之對應凸形表面上產生伸出部分。
在一些情況下，在模製製程期間散射中心可嵌入在隱形眼鏡表面上。舉例而言，參考圖9C，將散射粒子931沈積於模具部分930之表面932上。在後續鏡片模製步驟期間，隱形眼鏡材料填充周圍粒子931，將粒子嵌入鏡片之凸形表面。一般而言，粒子圖案可使用多種技術形成，例如包括噴墨印刷或轉移印花。
可替代地或另外，亦可使用用於在鏡片表面之凹形表面上形成凹陷部分、伸出部分或包涵物之模具部分。
儘管前述實例展示用於在隱形眼鏡表面中之一或兩者處或上形成或嵌入散射中心，但亦可使用模製製程形成包括遍及模糊區域中之鏡片主體之散射中心的分散體之降低近視之隱形眼鏡。在一些實施例中，此類隱形眼鏡使用超過一個模製步驟形成。舉例而言，第一模製步驟可用於使用包括分散遍及鏡片材料之粒子之隱形眼鏡材料形成模糊區域。可隨後在第二模製步驟中形成通光孔徑。此類製程之實例說明於圖10A-10C中。
參考圖10A，展示具有孔洞1020之模製部分1010。模製部分1010可例如使用圖8A-8C中所描述之模製製程形成，之後形成界定通光孔徑之孔洞1020。模製部分1010對應於模糊區域，且可例如使用分散體形成。孔洞1020可使用各種製程形成，該等製程包括雷射切割、水刀切割、釘板條及衝壓。圖10B展示模製部分1010之橫截面視圖。
參考圖10C，展示降低近視之隱形眼鏡1000。隱形眼鏡1000可藉由形成通光孔徑1030來形成。通光孔徑1030可例如藉由用先前 已描述之光學透明材料填充孔洞1020及重複用於形成模製部分1010之模製製程來形成。藉由使用模具部分之相同設定，通光孔徑1030與模製部分1010之間的界面處之間斷可經最小化，且可在整個界面中維持鏡片表面之曲率。
多步驟模製製程亦可用於將分散體之離散層嵌入光學透明材料層內。舉例而言，參考圖11A-11B，降低近視之隱形眼鏡1100可藉由首先形成類似於圖10A之模製部分1010之模製部分1110來形成。隨後，可以各種方式將模製部分1110嵌入光學透明材料層內。舉例而言，對於具有足夠黏性之鏡片形成材料，形成材料之第一層可首先分配於類似於圖8A之模具部分820之模具上。隨後，可將模製部分1110置放於第一層上，繼之以形成材料在模製部分1110之頂部上之第二分配以填充孔洞1120。此時，模製部分1110懸浮於鏡片形成材料。隨後，類似於圖8A-8C之模製製程可用於形成隱形眼鏡之表面且設定所得隱形眼鏡1100之形狀。
儘管上文所述之降低近視之隱形眼鏡的實施例之特徵在於由延伸至隱形眼鏡之邊緣之模糊區域圍繞的通光孔徑，但其他實施例亦為可能的。舉例而言，在一些實施例中，模糊區域並非一直延伸至隱形眼鏡之邊緣，而由外部透明區域圍繞。此實例展示於圖12中，其中隱形眼鏡1200包括通光孔徑1210、對比度降低之區域1220及透明外部區域1230。對比度降低之區域1220係具有內徑ID及外徑OD之環狀區域。ID對應於通光孔徑1210之直徑。隱形眼鏡具有大於OD之鏡片直徑LD。
通常，在正常室內照明條件(諸如其中使用者能夠自書籍輕易讀取文本之典型的教室或辦公室照明)下ID小於使用者之光瞳直徑。此確保在此類照明條件下，使用者之周邊視野中之影像對比度降低。在一些 實施例中，ID在約0.2mm至約2mm(例如在約0.75mm至約1.75mm範圍內、在約0.9mm至約1.2mm範圍內、約0.6mm或更大、約0.7mm或更大、約0.8mm或更大、約0.9mm或更大、約1mm或更大、約1.1mm或更大、約1.2mm或更大、約1.9mm或更小、約1.8mm或更小、約1.7mm或更小、約1.6mm或更小、約1.5mm或更小、約1.4mm或更小、約1.3mm或更小)範圍內。
一般而言，OD足夠大使得在正常室內照明條件下對比度降低之區域延伸超過使用者之光瞳。在一些實施例中，OD為約2.5mm或更大(例如約3mm或更大、約4mm或更大、約5mm或更大、諸如約10mm或更小、約8mm或更小、約7mm或更小、約6mm或更小)。
一般而言，隱形眼鏡中之圓點之間的尺寸及間距經選擇以便提供所需光效應(例如如上文所述)。類似地，圓點之間距亦可變化以便提供所需光效應(例如如上文所述)。
LD對應於隱形眼鏡之直徑且通常在約10-20mm範圍內。一般而言，LD比OD大至少1mm或更大(例如約2mm或更大、約3mm或更大、約4mm或更大、約5mm或更大、約6mm或更大、約7mm或更大、如約8mm)。在不包括圓點之隱形眼鏡之邊緣處包括至少一些空間確保圓點不降低其邊緣處之隱形眼鏡之完整性(例如藉由流淚)或降低隱形眼鏡與使用者之眼球之間的密封之完整性。
具有透明外部區域之隱形眼鏡可使用上文所述方法中之任一者形成。舉例而言，在隱形眼鏡藉由在鏡片表面上形成散射中心製得之情況下，中心可僅在對應於環狀模糊區域之表面區域上形成。在藉由自圓柱鈕狀物塑形鏡片形成之實施例中，鈕狀物可由額外的環狀部分形成，該 額外的環狀部分由圍繞例如上文所述之鈕狀物之透明材料形成。在藉由注射模製形成之實施例中，模具可經尺寸化使得散射部分不徑向延伸直到透明部分。
描述多個實施例。其他實施例在以下申請專利範圍中。
100‧‧‧降低近視之隱形眼鏡
110‧‧‧通光孔徑
120‧‧‧模糊區域
BR‧‧‧徑向側向尺寸
CA‧‧‧外側直徑

Claims (11)

  1. 一種製造隱形眼鏡之方法，其包含，提供用於該隱形眼鏡之圓柱坯料，該圓柱坯料包含第一部分及第二部分，該第一部分由均質的光學透明材料形成且該第二部分由非均質的光散射材料形成；及塑形該圓柱坯料以提供該隱形眼鏡，其中該隱形眼鏡包含由第二區圍繞之第一區，該第一區由該均質的光學透明材料形成且該第二區由該非均質的光散射材料形成。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一部分係圓柱部分且該第二部分係圍繞該第一部分之圓柱環狀部分。
  3. 如請求項1之方法，其中該第一部分係第一圓柱層且該第二部分係鄰近該第一部分之第二圓柱層，該第一部分及該第二部分具有相同直徑。
  4. 如請求項1之方法，其中該第一部分係嵌入於該第二部分中之圓錐形部分。
  5. 一種製造隱形眼鏡之方法，其包含：模製第一部分以提供由圍繞孔徑之非均質的光散射材料形成之環狀部分；及藉由在模具中組合該第一部分及均質的光學透明材料使得該孔徑填 充有該均質的光學透明材料來模製該隱形眼鏡。
  6. 如請求項5之方法，其中該環狀部分嵌入於該均質的光學透明材料中。
  7. 一種用於製造隱形眼鏡之鈕狀物，其包含：由均質的光學透明材料形成之第一區；及由非均質的光散射材料形成之第二區；其中該鈕狀物塑形為圓筒。
  8. 如請求項7之鈕狀物，其中該第一區係圓柱內部核心且其中該第二區係圍繞該第一區之環狀包層。
  9. 如請求項7之鈕狀物，其中該第一區係底層且該第二區係頂層，且其中該頂層及該底層形成基本上平行於第一平坦表面及第二平坦表面之界面。
  10. 如請求項7之鈕狀物，其中該第一區係錐體，且該第二區經組態以圍繞該第一區。
  11. 一種製造隱形眼鏡之方法，其包含：將鏡片形成材料分配至包含凹形模具表面之第一模具部分，其中該凹形模具表面包含複數個表面特徵； 將包含凸形模具表面之第二模具部分按壓於該第一模具部分以符合該凹形模具表面及該凸形模具表面；施加足以使該鏡片形成材料呈現且維持由該凹形模具表面及該凸形模具表面形成之形狀的條件；及分離該第一模具部分及該第二模具部分，其中該凹形及/或凸形模具表面包含複數個伸出部分及/或凹陷部分，使得該隱形眼鏡在該凸形或凹形眼鏡表面中之至少一者上包含複數個光散射圓點。
TW107115604A 2017-05-08 2018-05-08 用於降低近視之隱形眼鏡及製造彼之方法 TWI685692B (zh)

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