WO2004026566A1 - Device and method for production of customer-specific soft contact lenses - Google Patents

Device and method for production of customer-specific soft contact lenses Download PDF

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WO2004026566A1
WO2004026566A1 PCT/EP2003/009567 EP0309567W WO2004026566A1 WO 2004026566 A1 WO2004026566 A1 WO 2004026566A1 EP 0309567 W EP0309567 W EP 0309567W WO 2004026566 A1 WO2004026566 A1 WO 2004026566A1
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contact lens
laser
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lens blank
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Kristian Hohla
Birte Jansen
Gerhard Youssefi
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Technovision Gmbh Ges Fuer Die
Kristian Hohla
Birte Jansen
Gerhard Youssefi
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    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/103—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining refraction, e.g. refractometers, skiascopes

Definitions

  • the present invention relates to a production method for customer-specific soft contact lenses according to the preamble of claim 1, and to a device which can be used therefor.
  • a generic manufacturing method is known from DE 100 06896. First, the wavefront aberration of a patient's eye is measured. The measured values are used to calculate how material has to be removed from a prefabricated, standardized contact lens blank in order to eliminate the aberrations of the eye. Following the calculated ablation profile, material is removed from the lens blank by means of laser radiation in the next step.
  • a similar manufacturing process for contact lenses is described in DE 4002029.
  • the topography of an eye surface is first measured without a contact lens. Taking into account an adapted back surface of the lens and a tear lens likely to form between the eye and the contact lens, it is calculated how the front surface of the lens should be shaped. Finally, according to the data obtained, material is removed from a lens blank in order to produce the contact lens.
  • the material properties of the hydrated, soft contact lens prevent the targeted production of a certain surface shape with which the wavefront aberration of the patient's eye could be corrected.
  • DE 100 24 080 describes a manufacturing process in which it is carried out iteratively.
  • it lies preferably on the eye. Material is alternately removed and the result is checked using a new wavefront measurement.
  • This manufacturing process is very time consuming, especially for the patient.
  • iterative processing only individual contact lenses are ever produced, so that mass production cannot be carried out and the individual contact lenses are therefore expensive.
  • An object of the present invention is to improve a generic manufacturing method for customer-specific contact lenses in such a way that it delivers predictable results even with soft contact lenses. Another object is to provide a device with which the method according to the invention can be carried out.
  • the manufacturing method according to the invention is based on a number of surprising findings. As described above, it has been found that soft contact lenses on the eye often have a different power than the nominal one. This is probably due to the fact that they adapt to the shape of the cornea and thereby change their refractive effect. From this knowledge it follows that for the successful production of a customer-specific contact lens, a refractive measurement should be carried out with the contact lens on the eye.
  • the post-processing is not carried out on the contact lens that has been measured on the eye, but on a contact lens blank that is the same as the contact lens that is produced.
  • "Blank” here refers to a soft contact lens before it is hydrated. Studies have shown that the processing result is much more predictable if a soft contact lens is processed before it is hydrated. On the one hand, this is certainly due to the fact that the contact lens is firmer before it is hydrated The improvement becomes even clearer, however, if a removal process is carried out using a laser for post-processing. While the result of hydrated contact lenses is hardly predictable, contact lenses can be processed very precisely before hydration.
  • the time required for the customer or patient to cooperate is very short in the manufacturing method according to the invention, since cooperation with the patient is only required for the refractive measurement of the contact lens on his eye.
  • the post-processing of the contact lens blank takes place separately from the eye.
  • the post-processing takes place on a contact lens blank which is the same as the contact lens to be measured.
  • This has the advantage that both have exactly the same material composition due to the common production process. This ensures that the machined contact lens blank expands and behaves almost exactly like the contact lens measured on the eye after it has been hydrated, so that the machining result is also more predictable for this reason.
  • contact lenses from the same manufacturing process differ in their strength by no more than 1/8 of a diopter (0.125 D).
  • a so-called swelling factor has to be taken into account, which results from the later water absorption. It can either be obtained by comparing the size of a hydrated contact lens and a non-hydrated one or taken from a material table.
  • the contact lens blank can then be processed in such a way that the measured spherical and / or cylindrical aberrations of the second order are corrected.
  • Such a manufacturing process would reduce the contact lens storage costs enormously. It would be enough in the eye clinic, at the Have an ophthalmologist or optician with a matching lens set with a relatively small number of different contact lens strengths and the associated blanks.
  • the blanks could then be adapted to the respective customer or patient on site and processed accordingly.
  • such lenses are immediately available to the customer and do not have to be ordered from a large contact lens manufacturer. Since a large number of contact lenses of the same manufacture can be processed on the basis of the data measured once, the method according to the invention is very inexpensive.
  • the refractive measurement taken into account in the post-processing comprises a measurement of the wavefront of the eye with the contact lens seated on it.
  • the measured aberrations of the wavefront can then either be eliminated or higher aberrations can be specifically produced for presbyopia-correcting contact lenses, for example a coma.
  • a single wavefront measurement would be sufficient, but preferably several wavefront measurements are carried out in order to obtain a more meaningful value.
  • the position of the contact lens on the eye is measured and the measured position data are taken into account during the post-processing. This can ensure, for example, that the optical zone of the reworked contact lens is centered in front of the pupil.
  • the decentration and / or the axial position of the contact lens on the eye are preferably measured. If the position measurement is carried out over a plurality of measurement times, at least one value can be calculated from the measured position data, which is then used as the basis for the reworking of the contact lens blank. The more frequently the position measurement is carried out, the more meaningful the calculated value is. However, in the interest of the patient, the measurement time should not be too long. Particularly meaningful values that can be calculated from the location data are, for example, the mean value of the measurements or the maximum of a frequency distribution of the measured location data.
  • the surface topography of the cornea of the eye could be measured without the contact lens, and the measured topography could be taken into account when reworking the contact lens blank.
  • the inner surface of the contact lens blank could be processed in such a way that, after hydration of the blank, it conforms to the topography of the cornea in a defined manner.
  • An ablation profile is preferably calculated on the basis of the refractive measurement and / or the topography measurement, which must be removed from the contact lens blank in order to obtain the desired customer-specific contact lens.
  • the ablation profile can be determined by subtracting the measured wavefront from a target wavefront.
  • the reworking of the contact lens blank can then be carried out by material removal in accordance with the calculated removal profile.
  • Other processing methods are also conceivable, for example targeted material deposition or thermal deformation.
  • a removal procedure is useful because it can be carried out relatively quickly and with little effort.
  • a laser is a particularly easy-to-use tool for material removal. It has the advantage that there are no mechanical loads or deformations on the blank contact lens during processing.
  • Precise processing of the contact lens blank is possible above all with a pulsed laser, since the material removal at each location can thus be determined by the number of laser pulses set at this location.
  • the laser beam profile plays a crucial role in the surface quality of the reworked contact lens. Particularly smooth surfaces, which are desirable for contact lenses with a view to a higher visual acuity of the patient, can be achieved with a soft beam profile, in which the intensity drops continuously towards the sides.
  • the positions of the laser pulses to be set on the blank contact lens can be calculated from this, taking into account the laser beam profile and the material removal per laser pulse. It is advisable to calculate all positions before the post-processing and save them in a file so that the processing does not have to be interrupted later to calculate shot positions.
  • the position of the laser beam on the blank can be changed by a scanner in the beam path of the laser, or the position of the blank relative to the laser beam is determined by methods changed the holder of the blank.
  • Piezo elements would be particularly suitable for the method of mounting.
  • Efficient material removal from the contact lens blank is possible with a UV laser, since ultraviolet radiation is strongly absorbed in the transparent contact lens material. In this case, the material is removed photoablatively, i.e. by destroying the chemical bonds.
  • an ultrashort pulse laser could be used, which also allows processing of transparent materials in the visible.
  • the material would be removed by a photodisruptive process.
  • Alternative material removal processes on the contact lens blank can also be used. For example, material can be milled off from the contact lens blank.
  • the surface roughness in contact lenses is an essential quality feature, it is advantageous to measure the surface roughness of at least one reworked surface of the contact lens blank.
  • the present invention also provides a device by means of which the manufacturing method according to the invention for customer-specific contact lenses can be carried out.
  • This device has in particular a processing station for reworking a non-hydrated contact lens blank in accordance with the data of a refractive measurement and / or a measurement of the eye surface topography.
  • the device itself has at least one measuring instrument for measuring the position data of a contact lens, for measuring a wavefront and / or for measuring the top surface of the eye.
  • the data obtained with these measuring instruments can then be used directly to calculate an ablation profile.
  • the processing station and in particular the device for material removal are preferably computer-controlled. This enables the data obtained during the refractive measurement to be taken into account and also leads to a reliable processing result.
  • the device can comprise a laser. Its advantages have already been described above.
  • the laser itself can be, for example, a pulsed laser, in particular an ultra-short pulse laser.
  • the laser radiation in UV enables a photoablative processing process.
  • excimer lasers or frequency-multiplied solid-state lasers can be used as UV lasers.
  • a beam shaping unit in the beam path of the laser for generating a soft beam profile, since particularly smooth surfaces can be produced with such a beam profile. If the beam profile emitted by the laser is not soft enough, the desired profile can be generated using the beam shaping unit, for example a Gaussian profile.
  • FIG. 1 vertical sections through a contact lens blank, a contact lens and a measured wavefront
  • FIG. 2 shows a flow diagram of an exemplary embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic drawing of an exemplary embodiment of a device that can be used for the method according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic representation of a laser-based processing station for contact lens blanks.
  • a contact lens blank 1 is shown. It has a convex, in this example spherically curved front surface 2 and a concave rear surface 3 facing the eye.
  • the contact lens blank 1 is made of a hydrophilic, soft contact lens material, for example a hydrogel. When hydrated, ie when absorbing water, the contact lens blank 1 expands largely isotropically. In this case, the contact lens blank 1 becomes a contact lens 4, which is also shown in FIG. 1. Since, in the hydrated state, it no longer extracts water from the tear film of the eye, the contact lens 4 can be put on an eye.
  • a measured wavefront 5 of the optical system composed of one eye and the contact lens 4 is shown in a highly simplified manner above the contact lens 4 in FIG. Starting from a point of light created on the retina of the eye, the light propagates through the eye media, in particular the eye lens and the cornea, and through the attached contact lens 4. On the wave front 5 shown are all those points at which the light propagating in this way has the same phase.
  • the wavefront 5 can be measured, for example, using a Hartmann shack sensor.
  • the wave front 5 shown in FIG. 1 is greatly simplified. It is largely flat and thus corresponds to an "ideal" wavefront 7, as it would occur in an emmetropic eye contact lens system. With such a system, all light rays incident in parallel would be concentrated at a single point on the retina.
  • the wavefront 5 deviates from the dashed, flat "ideal" wavefront 7.
  • the waves emerging from the eye are retarded compared to the adjacent areas.
  • the deviation 6 of the measured wavefront 5 from a target The wavefront, in this example a plane wavefront, is referred to as aberration and can be represented mathematically, for example, by Taylor or Zemike polynomials.
  • the desired wavefront 7 does not necessarily have to be a plane wavefront be advantageous, for example, if the desired wavefront has a pronounced coma.
  • the contact lens 4 In order to correct the wavefront 5 of the eye-contact lens system with the aim of a flat wavefront 7, the contact lens 4 must lie between the points A ′ and B ′ Material to be removed.
  • An ablation profile 8 can be calculated from the aberration 6 of the measured wavefront 5 from the desired wavefront 7.
  • the front surface 2 of the contact lens 4 has a depression 9 in the exemplary embodiment shown. The light rays emerging from the depression 9 are accelerated compared to the light rays emerging from the other regions. In this way, the light receives the desired wavefront 7.
  • the removal of material is not carried out on the hydrated contact lens 4, but on a contact lens blank 1 that is the same as its manufacture. Since both originate from the same production process, they have exactly the same material composition. However, the contact lens blank 1 can be processed significantly better and more reliably.
  • the profile to be removed from the contact lens blank differs from the ablation profile 8 of the contact lens 4 because of the swelling factor. It indicates the material expansion when hydrated, i.e. the size ratio between the hydrated contact lens 4 and the contact lens blank 1.
  • the swelling factor is usually between 1 and 2.5.
  • the points A 'and B' on the front surface 2 of the contact lens 4 correspond to the points a and b on the contact lens blank 1.
  • the ablation profile 10 lying between these points a, b is significantly smaller than that of the contact lens 4 due to the swelling factor removing profile 8. Because of this size ratio, the removal of the profile 10 can take place faster at the same removal rate than if the profile 8 had to be removed.
  • the contact lens blank 1 is consequently not only more precisely and reliably machinable than the hydrated contact lens 4, but moreover the processing time is shortened enormously.
  • the flow chart shown in FIG. 2 illustrates the manufacturing method according to the invention for customer-specific contact lenses. A large number of standardized contact lens blanks 1 of the same manufacture are removed from a production process 20.
  • a set of such contact lens blanks 1 is preferably selected, the spherical or cylindrical refractive power of which already corrects the customer or patient as well as possible. In this way, only a small amount of material is removed later.
  • One of the contact lens blanks 1 is hydrated in method step 21, so that it becomes a contact lens 4.
  • the contact lens 4 can now be put on the eye to be corrected.
  • a refractive measurement 22 This can either be a measurement of the spherical and / or cylindrical values that the contact lens-eye system has, or a measurement of the wavefront 5.
  • further measurements can be carried out, for example position measurements of the contact lens 4 the eye. After these measurements 22, the cooperation of the customer or patient is no longer necessary.
  • a profile 8 to be removed from the contact lens 4 results from the measured aberrations 6 and a desired wavefront 7 selected by the operator or specified by the device.
  • the measured position data of the contact lens 4 can be taken into account, in particular values calculated from the measured position data such as, for example an average or a maximum of a frequency distribution.
  • the measured position data preferably capture the decentration of the contact lens 4 in the horizontal and vertical directions and the axial position of the contact lens on the eye.
  • the analysis step 23 also includes the calculation of a profile 10 to be removed from the contact lens blank 1. It results from the removal profile 8 calculated for the contact lens 4, taking into account the swelling factor.
  • a control file for a machining tool can in turn be calculated from the removal profile 10.
  • the control file specifies how the post-processing 24 of a contact lens blank 1 is carried out. In the case of a milling cutter, for example, up to which is specified Depth the tool must penetrate at any point on the surface of the contact lens blank 1. If a laser is used to remove the profile 10, the control file specifies at which location on the contact lens blank 1 how many laser pulses are to be set.
  • the end product of the manufacturing process described is a custom contact lens blank 25 which, when hydrated, becomes a custom contact lens.
  • a control step 26 can optionally be inserted.
  • the surface roughness p of the processed contact lens blank 1 is measured.
  • the surface of the contact lens blank 1 can, for example, be scanned with a fine needle tip, as in atomic force microscopy. If the control step 26 shows that the surface roughness p is below a certain threshold value p 0 , the blank 1 does not have to be processed further. However, if the surface is too rough, this roughness would later impair the visual acuity of a patient.
  • the surface of the blank 1 must therefore be smoothed in a further step 27, for example by means of a thermal and / or photothermal process.
  • the contact lens blank 1 could also be considered finished immediately after the smoothing 27. However, it makes sense to repeat the control 26 of the surface roughness p. If the surface roughness is still above the threshold value p 0 , the smoothing 27 would have to be repeated.
  • Process steps 24 and possibly 26, 27, i.e. the post-processing, measurement of the surface roughness and smoothing can be repeated for further contact lens blanks 1 in order to produce further customer-specific contact lenses. Both a sequential processing of different contact lens blanks 1 and a parallel processing are conceivable, which would accelerate the manufacturing process.
  • FIG. 2 shows, by way of example, four contact lens blanks 1 of the same manufacture, one of which is hydrated and used as a contact lens 4 for the patient, while The other three are reworked, so that three customized contact lens blanks 25 are produced as a result.
  • the method according to the invention can be used for the production of only a single customer-specific contact lens as well as for the production of a large number of such contact lenses.
  • FIG. 3 shows a rough diagram of a device 30 by means of which the manufacturing method according to the invention can be carried out.
  • a device 31 is provided on the device 30 for the patient's head.
  • it can comprise a chin rest and / or a forehead rest and serves to bring the patient's head and in particular his eye 32 into a stable position relative to the device 30.
  • An optical measuring unit 33 can be aligned on the device 30 such that it detects the patient's eye 32.
  • the measuring unit 33 can comprise one or a plurality of measuring instruments. These are preferably a wavefront sensor, for example a Hartmann shack sensor, and / or a digital camera for recording the position data of the contact lens 4. Further measuring instruments are conceivable, for example for recording the spherical and / or cylindrical values of the eye or of the eye contact lens. system.
  • the measuring unit 33 can further comprise one or more light sources.
  • the measuring unit 33 can be controlled and read out by means of a computer 34 contained in the device 30. Data can be input via an input unit 35, for example a keyboard. Of particular interest would be patient-specific data and data of the contact lens blanks 1 used in the method. The entered data and the values measured by the measuring unit 33 are displayed on a monitor 36.
  • the processing station 37 serves to rework one or more contact lens blanks 1. It is shown in somewhat more detail in FIG. A laser 40, for example a UV laser, is used as the tool for post-processing the contact lens blanks 1 in the processing station 37. In a preferred embodiment, an ArF laser at 193 nm is used. Good processing results are achieved with pulse durations of 5 to 100 ns and pulse energies of 2 - 30 mJ.
  • the laser beam 41 passes through a beam shaping unit 42. It will usually consist of an arrangement of lenses, diaphragms and homogenizers.
  • a desired, soft profile of the laser beam 41 is generated by means of the beam shaping unit 42, preferably a Gaussian profile.
  • the lenses of the beam shaping unit 42 also serve to collimate the laser beam 41 and / or to focus it.
  • the focus of the laser beam 41 lies approximately on the surface of a contact lens blank 1 fastened in a holder 43.
  • a pair of scanner mirrors 44 are provided for deflecting the laser beam 41 and can be controlled by means of a control file created by the computer 34. Their orientation determines the location at which the laser beam 41 strikes the surface of the contact lens blank 1. The scanner mirrors 44 are moved in such a way that the ablation profile 10 is ultimately removed from the blank contact lens 1.
  • An alternative possibility would be to focus the laser beam at a fixed location and instead to move the holder 43.
  • 43 piezo elements could be provided on different sides of the holder, which could also be controlled by means of a control file.
  • the holder 43 moves with the contact lens blank 1 such that the profile 10 is removed by the laser beam 41.
  • the holder 43 can be moved on a rail 45.
  • the holder 43 can be moved by means of the rail 45 in such a way that the reworked contact lens blank is brought into a defined position D with respect to a further measuring instrument 46.
  • the measuring instrument 46 can be, for example, an operating microscope, by means of which the reworked surface is visually checked, or an atomic force microscope, by means of which the surface roughness p is measured.
  • the machined surface can be smoothed 27.
  • the method according to the invention and the device used for it can deviate in many ways from the preferred exemplary embodiments described.
  • the topography analyzer either being integrated in the device 30 or being spatially separated therefrom.
  • the rear surface 3 of the contact lens blank 1 can then be processed in such a way that it clings to the surface shape of the cornea after hydration.
  • a holder 43 could be provided, which receives a plurality of contact lens blanks 1.
  • Such a parallel post-processing of the contact lens blanks 1 would reduce the manufacturing costs enormously. Since all blanks 1 originate from the same production process 20 and have been subjected to the same post-processing 24, it is sufficient to carry out the surface roughness p, for example, on a single one of the post-processed blanks 1. If the measured surface roughness p is too great, smoothing 27 would be carried out over all contact lens blanks 1 machined in parallel. This would save time when measuring surface roughness.

Abstract

The invention relates to a device (30) and a method for the production of customer-specific soft contact lenses, whereby a pre-formed contact lens blank (1) is machined according to the data from a refractive measurement (22). In comparison with conventional production methods, said method is characterised in that the refractive measurement (22) is carried out on an eye (32) with a hydrated contact lens (4) placed thereon, whilst the machining is subsequently carried out on a contact lens blank (1) of the same construction as the contact lens (4), before the hydration (21) thereof.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN KUNDENSPEZIFISCHER WEICHER KONTAKTLINSEN DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING CUSTOMIZED SOFT CONTACT LENSES
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für kundenspezifische weiche Kontaktlinsen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , sowie auf eine dafür einsetzbare Vorrichtung.The present invention relates to a production method for customer-specific soft contact lenses according to the preamble of claim 1, and to a device which can be used therefor.
Ein gattungsgemäßes Herstellungsverfahren ist aus der DE 100 06896 bekannt. Dabei wird zunächst die Wellenfront-Aberration eines Patientenauges gemessen. Aus den Messwerten wird berechnet, auf welche Weise von einem vorgefertigten, standardisierten Kontaktlinsen-Rohling Material abgetragen werden muss, um die Aberrationen des Auges aufzuheben. Dem berechneten Ablätionsprofil folgend wird im nächsten Schritt Material vom Linsen-Rohling mittels Laserstrahlung abgetragen.A generic manufacturing method is known from DE 100 06896. First, the wavefront aberration of a patient's eye is measured. The measured values are used to calculate how material has to be removed from a prefabricated, standardized contact lens blank in order to eliminate the aberrations of the eye. Following the calculated ablation profile, material is removed from the lens blank by means of laser radiation in the next step.
Ein ähnliches Herstellungsverfahren für Kontaktlinsen ist in der DE 4002029 beschrieben. Dabei wird ohne eine Kontaktlinse zunächst die Topographie einer Augenoberfläche gemessen. Unter der Berücksichtigung einer daran angepassten Linsenrückfläche und einer sich voraussichtlich zwischen dem Auge und der Kontaktlinse bildenden Tränenlinse wird berechnet, wie die Linsenvorderfläche geformt werden sollte. Schließlich wird gemäß der gewonnen Daten von einem Linsenrohling Material abgetragen, um die Kontaktlinse herzustellen.A similar manufacturing process for contact lenses is described in DE 4002029. The topography of an eye surface is first measured without a contact lens. Taking into account an adapted back surface of the lens and a tear lens likely to form between the eye and the contact lens, it is calculated how the front surface of the lens should be shaped. Finally, according to the data obtained, material is removed from a lens blank in order to produce the contact lens.
Obwohl die erwähnten Herstellungsverfahren individuelle Eigenschaften der Augen berücksichtigen, führen sie insbesondere mit weichen Kontaktlinsenmaterialien, beispielsweise auf Silikonbasis, nicht zu befriedigenden Ergebnissen. Vermutlich liegt dies daran, dass das Verhalten der Kontaktlinse auf dem Auge nicht berücksichtigt wird. Dieses Verhalten kann jedoch bei weichen Kontaktlinsen kaum vorhergesagt werden, da sich die Kontaktlinse der Form des Auges, beziehungsweise dessen Hornhaut anschmiegt und sich dabei individuell verformt. Von Patient zu Patient führt dies zu nicht unerheblichen Variationen in der Brechkraft der Kontaktlinse. Das in der DE 40 02 029 beschriebene Herstellungsverfahren ist zudem mit einem erheblichen Rechenaufwand sowie den dabei unvermeidlichen Ungenauigkeiten verbunden. Eine denkbare Lösung wäre das Nachbearbeiten einer aufgesetzten, weichen Kontaktlinse. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass eine solche Nachbearbeitung mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist und schlechte Ergebnisse liefert. Zum einen ist es kaum möglich, die Kontaktlinse für die Bearbeitung zu fixieren. Zum anderen führt die Nachbearbeitung insbesondere mittels Laserstrahlung zu kaum vorhersagbaren Ergebnissen. Die Materialeigenschaften der hydratisierten, weichen Kontaktlinse vereiteln die gezielte Herstellung einer bestimmten Oberflächenform, mit der die Wellenfront- Aberration des Patientenauges korrigiert werden könnte.Although the production methods mentioned take individual properties of the eyes into account, they do not lead to satisfactory results, in particular with soft contact lens materials, for example based on silicone. This is probably due to the fact that the behavior of the contact lens on the eye is not taken into account. However, this behavior can hardly be predicted in the case of soft contact lenses, since the contact lens conforms to the shape of the eye or its cornea and deforms individually in the process. From patient to patient, this leads to considerable variations in the refractive power of the contact lens. The manufacturing method described in DE 40 02 029 is also associated with a considerable computational effort and the inevitable inaccuracies. A possible solution would be to rework a soft contact lens. However, studies have shown that such post-processing is associated with considerable difficulties and gives poor results. On the one hand, it is hardly possible to fix the contact lens for processing. On the other hand, post-processing, particularly by means of laser radiation, leads to hardly predictable results. The material properties of the hydrated, soft contact lens prevent the targeted production of a certain surface shape with which the wavefront aberration of the patient's eye could be corrected.
Möglicherweise wegen der mangelnden Vorhersagbarkeit des Bearbeitungsergebnisses beschreibt die DE 100 24 080 ein Herstellungsverfahren, bei dem iterativ vorgegangen wird. Bei der Nachbearbeitung der Kontaktlinse liegt diese vorzugsweise auf dem Auge auf. Abwechselnd wird nun Material abgetragen und das Ergebnis anhand einer erneuten Wellenfrontmessung überprüft. Dieses Herstellungsverfahren ist insbesondere für den Patienten sehr zeitaufwendig. Zudem werden bei einer solchen, iterativen Bearbeitung immer nur einzelne Kontaktlinsen hergestellt, so dass eine Massenproduktion nicht durchführbar ist und die einzelnen Kontaktlinsen daher teuer sind.Possibly due to the lack of predictability of the machining result, DE 100 24 080 describes a manufacturing process in which it is carried out iteratively. When reworking the contact lens, it lies preferably on the eye. Material is alternately removed and the result is checked using a new wavefront measurement. This manufacturing process is very time consuming, especially for the patient. In addition, with such iterative processing, only individual contact lenses are ever produced, so that mass production cannot be carried out and the individual contact lenses are therefore expensive.
Ein weiteres Herstellungsverfahren, bei dem eine auf ein Auge aufgesetzte Kontaktlinse nachbearbeitet wird, um die gemessenen Aberrationen zu korrigieren, ist aus der US 6,086,204 bekannt. Darin werden keine Angaben über das Material der Kontaktlinse gemacht. Allerdings sind die beschriebenen Bearbeitungsverfahren, beispielsweise durch eine Drehmaschine mit einem Diamantkopf, durch Ätzen oder durch Materialabtrag mit einem Laser, aus den oben beschriebenen Gründen für weiche Kontaktlinsenmaterialien nicht erfolgreich einsetzbar, da auf Grund der Materialeigenschaften das Ergebnis der Bearbeitung nicht genau genug vorhersagbar ist.Another manufacturing method, in which a contact lens placed on an eye is reworked in order to correct the measured aberrations, is known from US Pat. No. 6,086,204. There is no information about the material of the contact lens. However, for the reasons described above, the processing methods described, for example by means of a lathe with a diamond head, by etching or by material removal with a laser, cannot be used successfully for soft contact lens materials, since the result of the processing cannot be predicted sufficiently accurately due to the material properties.
Gleiches gilt für ein anderes Herstellungsverfahren, das aus der DE 19954523 C2 bekannt ist. Dort wird mit aufgesetzter Kontaktlinse eine Wellenfrontmessung am Patienten durchgeführt. Nachdem die Kontaktlinse vom Auge abgenommen wurde, wird sie nachbearbeitet. Obwohl in der DE 19954 523 unter anderem weiches Kontaktlinsenmaterial erwähnt ist, wird dort nicht befriedigend erklärt, wie mit solchem Material vorhersagbare Bearbeitungsergebnisse erzielt werden sollen.The same applies to another manufacturing process which is known from DE 19954523 C2. There, a wavefront measurement is performed on the patient with the contact lens attached. After the contact lens has been removed from the eye, it is reworked. Although in DE 19954 523, among other things, soft contact lens material mentioned, it is not satisfactorily explained how predictable machining results are to be achieved with such material.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Herstellungsverfahren für kundenspezifische Kontaktlinsen dahingehend zu verbessern, dass es auch bei weichen Kontaktlinsen vorhersagbare Ergebnisse liefert. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.An object of the present invention is to improve a generic manufacturing method for customer-specific contact lenses in such a way that it delivers predictable results even with soft contact lenses. Another object is to provide a device with which the method according to the invention can be carried out.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 27.These objects are achieved by a production method with the features of claim 1 and by an apparatus with the features of claim 27.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren beruht auf einer Reihe von überraschenden Erkenntnissen. Wie oben beschrieben, hat es sich herausgestellt, dass weiche Kontaktlinsen auf dem Auge häufig eine andere Stärke haben als die nominell angegebene. Dies liegt vermutlich daran, dass sie sich der Form der Hornhaut anpassen und dabei ihre refraktive Wirkung ändern. Aus dieser Erkenntnis ergibt sich, dass für die erfolgreiche Herstellung einer kundenspezifischen Kontaktlinse eine refraktive Messung unbedingt mit auf dem Auge aufsitzender Kontaktlinse durchgeführt werden sollte.The manufacturing method according to the invention is based on a number of surprising findings. As described above, it has been found that soft contact lenses on the eye often have a different power than the nominal one. This is probably due to the fact that they adapt to the shape of the cornea and thereby change their refractive effect. From this knowledge it follows that for the successful production of a customer-specific contact lens, a refractive measurement should be carried out with the contact lens on the eye.
Erfindungsgemäß wird die Nachbearbeitung nicht an derjenigen Kontaktlinse durchgeführt, die auf dem Auge vermessen worden ist, sondern an einem zur aufgesetzten Kontaktlinse herstellungsgleichen Kontaktlinsen-Rohling. Mit „Rohling" wird hier eine weiche Kontaktlinse vor ihrer Hydratisierung bezeichnet. Untersuchungen haben ergeben, dass das Bearbeitungsergebnis bedeutend besser vorhersagbar ist, wenn eine weiche Kontaktlinse vor ihrer Hydratisierung bearbeitet wird. Zum einen liegt dies sicherlich daran, dass die Kontaktlinse vor ihrer Hydratisierung fester und damit exakter positionierbar ist. Noch deutlicher wird die Verbesserung jedoch, wenn zur Nachbearbeitung ein Abtrageverfahren mittels eines Lasers durchgeführt wird. Während bei hydratisierten Kontaktlinsen das Bearbeitungsergebnis kaum vorhersagbar ist, sind Kontaktlinsen vor ihrer Hydratisierung sehr exakt bearbeitbar. Eine Erklärung liegt vermutlich darin, dass bei der Laserbearbeitung von hydratisierten Kontaktlinsen das Material austrocknet, und zwar zum einen bedingt durch die eingebrachte Laserenergie, zum anderen durch Ab- gäbe von Wasser oder Wasserdampf an die Umgebungsluft. Durch das Austrocknen verändern sich jedoch die Absorptionseigenschaften der Kontaktlinse und damit die Bearbeitungsgeschwindigkeit, d.h. insbesondere der Materialabtrag pro Laserpuls. Bei nicht-hydratisiertem Material hingegen sind der Materialabtrag pro Laserpuls und damit das Bearbeitungsergebnis deutlich genauer vorhersagbar. „Hydratisieren" sei hier so verstanden, dass damit gleichermaßen ein „Hydrieren" gemeint ist, bei dem das Material lediglich Wasser aufnimmt, ohne dass dabei ein neuer Stoff gebildet wird.According to the invention, the post-processing is not carried out on the contact lens that has been measured on the eye, but on a contact lens blank that is the same as the contact lens that is produced. "Blank" here refers to a soft contact lens before it is hydrated. Studies have shown that the processing result is much more predictable if a soft contact lens is processed before it is hydrated. On the one hand, this is certainly due to the fact that the contact lens is firmer before it is hydrated The improvement becomes even clearer, however, if a removal process is carried out using a laser for post-processing. While the result of hydrated contact lenses is hardly predictable, contact lenses can be processed very precisely before hydration. One explanation is probably that During the laser processing of hydrated contact lenses, the material dries out, partly due to the laser energy introduced and partly due to there would be water or water vapor in the ambient air. However, drying out changes the absorption properties of the contact lens and thus the processing speed, ie in particular the material removal per laser pulse. In the case of non-hydrated material, on the other hand, the material removal per laser pulse and thus the processing result can be predicted much more precisely. “Hydration” is understood here to mean “hydrogenation” in which the material only absorbs water without a new substance being formed.
Die für den Kunden oder Patienten zur Mitwirkung erforderliche Zeit ist bei dem erfin- dungsgemäßen Herstellungsverfahren sehr gering, da eine Zusammenarbeit mit dem Patienten lediglich für die refraktive Messung der Kontaktlinse auf seinem Auge benötigt wird. Die Nachbearbeitung des Kontaktlinsen-Rohlings erfolgt hingegen getrennt vom Auge.The time required for the customer or patient to cooperate is very short in the manufacturing method according to the invention, since cooperation with the patient is only required for the refractive measurement of the contact lens on his eye. The post-processing of the contact lens blank, however, takes place separately from the eye.
Erfindungsgemäß findet die Nachbearbeitung an einem zur vermessenden Kontaktlinse herstellungsgleichen Kontaktlinsen-Rohling statt. Dies hat den Vorteil, dass beide wegen des gemeinsamen Produktionsprozesses exakt dieselbe Materialzusammensetzung aufweisen. Damit ist gewährleistet, dass sich der bearbeitete Kontaktlinsen-Rohling nach seiner Hydratisierung fast genauso ausdehnt und verhält wie die auf dem Auge vermessene Kontaktlinse, so dass auch aus diesem Grund das Bearbeitungsergebnis besser vorhersagbar ist. Erfahrungsgemäß unterscheiden sich Kontaktlinsen aus demselben Herstellungsprozess in ihrer Stärke höchstens um 1/8 einer Dioptrie (0,125 dpt). Bei der Nachbearbeitung des Kontaktlinsen-Rohlings muss lediglich ein sogenannter Quellfaktor berücksichtigt werden, der sich durch die spätere Wasseraufnahme ergibt. Er kann entweder durch den Größenvergleich einer hydratisierten Kontaktlinse und einer nicht-hydratisierten gewonnen oder aus einer Materialtabelle entnommen werden.According to the invention, the post-processing takes place on a contact lens blank which is the same as the contact lens to be measured. This has the advantage that both have exactly the same material composition due to the common production process. This ensures that the machined contact lens blank expands and behaves almost exactly like the contact lens measured on the eye after it has been hydrated, so that the machining result is also more predictable for this reason. Experience has shown that contact lenses from the same manufacturing process differ in their strength by no more than 1/8 of a diopter (0.125 D). When reworking the contact lens blank, only a so-called swelling factor has to be taken into account, which results from the later water absorption. It can either be obtained by comparing the size of a hydrated contact lens and a non-hydrated one or taken from a material table.
Denkbar ist es, dass bei der refraktiven Messung lediglich die sphärischen und/oder zylindrischen Werte des Auges mit aufsitzender Kontaktlinse gemessen werden. Dies kann beispielsweise an einem Phoropter erfolgen. Der Kontaktlinsen-Rohling kann dann so bearbeitet werden, dass die gemessenen sphärischen und/oder zylindrischen Aberrationen 2. Ordnung korrigiert werden. Ein solches Herstellungsverfahren würde die Lagerkosten für Kontaktlinsen enorm senken. Es würde genügen, in der Augenklinik, beim Augenarzt oder Optiker einen Anpasslinsensatz mit einer relativ geringen Anzahl unterschiedlicher Kontaktlinsenstärken sowie die zugehörigen Rohlinge bereitzuhalten. Die Rohlinge könnten dann direkt vor Ort an den jeweiligen Kunden oder Patienten ange- passt und entsprechend bearbeitet werden. Zudem stünden solche Linsen dem Kunden sofort zur Verfügung und müssten nicht erst bei einem großen Kontaktlinsenhersteller bestellt werden. Da anhand der einmal gemessenen Daten eine Vielzahl von herstellungsgleichen Kontaktlinsen bearbeitet werden kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr kostengünstig.It is conceivable that in the refractive measurement only the spherical and / or cylindrical values of the eye are measured with the contact lens attached. This can be done, for example, on a phoropter. The contact lens blank can then be processed in such a way that the measured spherical and / or cylindrical aberrations of the second order are corrected. Such a manufacturing process would reduce the contact lens storage costs enormously. It would be enough in the eye clinic, at the Have an ophthalmologist or optician with a matching lens set with a relatively small number of different contact lens strengths and the associated blanks. The blanks could then be adapted to the respective customer or patient on site and processed accordingly. In addition, such lenses are immediately available to the customer and do not have to be ordered from a large contact lens manufacturer. Since a large number of contact lenses of the same manufacture can be processed on the basis of the data measured once, the method according to the invention is very inexpensive.
Noch deutlicher werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, wenn die bei der Nachbearbeitung berücksichtigte, refraktive Messung eine Messung der Wellenfront des Auges mit der aufsitzenden Kontaktlinse umfasst. Mit der nachbearbeiteten Kontaktlinse können dann entweder die gemessenen Aberrationen der Wellenfront beseitigt oder für presbyopiekorrigierende Kontaktlinsen gezielt höhere Aberrationen hervorgerufen werden, beispielsweise eine Koma. Zwar würde eine einzelne Wellenfrontmessung genügen, vorzugsweise werden jedoch mehrere Wellenfrontmessun- gen durchgeführt, um einen aussagekräftigeren Wert zu erhalten.The advantages of the production method according to the invention become even clearer if the refractive measurement taken into account in the post-processing comprises a measurement of the wavefront of the eye with the contact lens seated on it. With the reworked contact lens, the measured aberrations of the wavefront can then either be eliminated or higher aberrations can be specifically produced for presbyopia-correcting contact lenses, for example a coma. A single wavefront measurement would be sufficient, but preferably several wavefront measurements are carried out in order to obtain a more meaningful value.
Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren bieten sich weitere Vorteile, wenn die Lage der Kontaktlinse auf dem Auge gemessen wird und die gemessenen Lagedaten bei der Nachbearbeitung berücksichtigt werden. Damit kann beispielsweise gewährleistet werden, dass die optische Zone der nachbearbeiteten Kontaktlinse vor der Pupille zentriert ist.In the production method according to the invention, there are further advantages if the position of the contact lens on the eye is measured and the measured position data are taken into account during the post-processing. This can ensure, for example, that the optical zone of the reworked contact lens is centered in front of the pupil.
Bei der Lagemessung werden vorzugsweise die Dezentrierung und/oder die Achslage der Kontaktlinse auf dem Auge gemessen. Erfolgt die Lagemessung über eine Mehrzahl von Messzeitpunkten, so kann aus den gemessenen Lagedaten mindestens ein Wert errechnet werden, der anschließend der Nachbearbeitung des Kontaktlinsen-Rohlings zugrunde gelegt wird. Je häufiger die Lagemessung durchgeführt wird, desto aussagekräftiger ist der errechnete Wert. Allerdings sollte die Messzeit im Interesse des Patienten nicht zu lang werden. Als besonders aussagekräftige Werte, die aus den Lagedaten berechnet werden können, bieten sich beispielsweise der Mittelwert der Messungen oder das Maximum einer Häufigkeitsverteilung der gemessenen Lagedaten an.When measuring the position, the decentration and / or the axial position of the contact lens on the eye are preferably measured. If the position measurement is carried out over a plurality of measurement times, at least one value can be calculated from the measured position data, which is then used as the basis for the reworking of the contact lens blank. The more frequently the position measurement is carried out, the more meaningful the calculated value is. However, in the interest of the patient, the measurement time should not be too long. Particularly meaningful values that can be calculated from the location data are, for example, the mean value of the measurements or the maximum of a frequency distribution of the measured location data.
Als zusätzliche Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens könnte ohne die Kontaktlinse die Oberflächentopographie der Hornhaut des Auges vermessen und die gemessene Topographie bei der Nachbearbeitung des Kontaktlinsen-Rohlings berücksichtigt werden. Insbesondere könnte die innere Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohlings so bearbeitet werden, dass sie sich nach dem Hydratisieren des Rohlings definiert an die Topographie der Hornhaut anschmiegt.As an additional variant of the method according to the invention, the surface topography of the cornea of the eye could be measured without the contact lens, and the measured topography could be taken into account when reworking the contact lens blank. In particular, the inner surface of the contact lens blank could be processed in such a way that, after hydration of the blank, it conforms to the topography of the cornea in a defined manner.
Zweckmäßig ist es, den Kontaktlinse-Rohling bei der Nachbearbeitung in eine Halterung einzufassen, um ihn gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug positionieren zu können.It is expedient to enclose the contact lens blank in a holder during post-processing in order to be able to position it in relation to the processing tool.
Bevorzugt wird anhand der refraktiven Messung und/oder der Topographiemessung ein Abtragsprofil berechnet, das vom Kontaktlinsen-Rohling abgetragen werden muss, um die gewünschte kundenspezifische Kontaktlinse zu erhalten. Beispielsweise kann das Abtragsprofil durch Subtraktion der gemessenen Wellenfront von einer Soll-Wellenfront ermittelt werden.An ablation profile is preferably calculated on the basis of the refractive measurement and / or the topography measurement, which must be removed from the contact lens blank in order to obtain the desired customer-specific contact lens. For example, the ablation profile can be determined by subtracting the measured wavefront from a target wavefront.
Im nächsten Schritt kann dann die Nachbearbeitung des Kontaktlinsen-Rohlings durch einen Materialabtrag gemäß dem berechneten Abtragsprofil ausgeführt werden. Zwar sind auch andere Bearbeitungsverfahren denkbar, beispielsweise eine gezielte Materialablagerung oder thermisches Verformen. Ein Abtrageverfahren bietet sich jedoch an, da es verhältnismäßig schnell und unaufwändig durchführbar ist.In the next step, the reworking of the contact lens blank can then be carried out by material removal in accordance with the calculated removal profile. Other processing methods are also conceivable, for example targeted material deposition or thermal deformation. However, a removal procedure is useful because it can be carried out relatively quickly and with little effort.
Als besonders gut handhabbares Werkzeug für einen Materialabtrag bietet sich ein Laser an. Er hat den Vorteil, dass während der Bearbeitung keine mechanischen Belastungen oder Deformationen am Kontaktlinsen-Rohling auftreten.A laser is a particularly easy-to-use tool for material removal. It has the advantage that there are no mechanical loads or deformations on the blank contact lens during processing.
Eine exakte Bearbeitung des Kontaktlinsen-Rohlings ist vor allem mit einem gepulsten Laser möglich, da so der Materialabtrag an jedem Ort über die Zahl der an diesen Ort gesetzten Laserpulse bestimmbar ist. Eine entscheidende Rolle für die Oberflächenqualität der nachbearbeiteten Kontaktlinse spielt das Strahlprofil des Lasers. Besonders glatte Oberflächen, die bei Kontaktlinsen im Hinblick auf einen höheren Visus des Patienten gewünscht sind, lassen sich mit einem weichen Strahlprofil erzielen, bei dem die Intensität kontinuierlich zu den Seiten hin abfällt.Precise processing of the contact lens blank is possible above all with a pulsed laser, since the material removal at each location can thus be determined by the number of laser pulses set at this location. The laser beam profile plays a crucial role in the surface quality of the reworked contact lens. Particularly smooth surfaces, which are desirable for contact lenses with a view to a higher visual acuity of the patient, can be achieved with a soft beam profile, in which the intensity drops continuously towards the sides.
Ein Beispiel unter solchen „weichen" Strahlprofilen ist ein gaussförmiges Profil.An example among such "soft" beam profiles is a Gaussian profile.
Sobald ein zu erzielendes Abtragsprofil berechnet ist, können daraus unter Berücksichtigung des Laserstrahlprofils und des Materialabtrages pro Laserpuls die Positionen der auf dem Kontaktlinsen-Rohling zu setzenden Laserpulse berechnet werden. Es ist zweckmäßig vor dem Durchführen der Nachbearbeitung sämtliche Positionen zu berechnen und in einer Datei zu speichern, um später die Bearbeitung nicht für das Berechnen von Schusspositionen unterbrechen zu müssen.As soon as a removal profile to be achieved is calculated, the positions of the laser pulses to be set on the blank contact lens can be calculated from this, taking into account the laser beam profile and the material removal per laser pulse. It is advisable to calculate all positions before the post-processing and save them in a file so that the processing does not have to be interrupted later to calculate shot positions.
Für das Verändern der Positionen der auf dem Kontaktlinsen-Rohling zu setzenden Laserpulse stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung: Beispielsweise kann die Position des Laserstrahls auf dem Rohling durch einen Scanner im Strahlengang des Lasers verändert werden, oder die Position des Rohlings gegenüber dem Laserstrahl wird durch Verfahren der Halterung des Rohlings verändert. Für das Verfahren der Halterung würden sich insbesondere Piezo-Elemente anbieten.Various methods are available for changing the positions of the laser pulses to be placed on the contact lens blank: For example, the position of the laser beam on the blank can be changed by a scanner in the beam path of the laser, or the position of the blank relative to the laser beam is determined by methods changed the holder of the blank. Piezo elements would be particularly suitable for the method of mounting.
Ein effizienter Materialabtrag am Kontaktlinsen-Rohling ist mit einem UV-Laser möglich, da ultraviolette Strahlung im transparenten Kontaktlinsenmaterial stark absorbiert wird. Der Materialabtrag erfolgt in diesem Fall fotoablativ, d.h. durch Zerstören der chemischen Bindungen.Efficient material removal from the contact lens blank is possible with a UV laser, since ultraviolet radiation is strongly absorbed in the transparent contact lens material. In this case, the material is removed photoablatively, i.e. by destroying the chemical bonds.
Als alternative Variante könnte ein Ultrakurzpuls-Laser eingesetzt werden, der ebenfalls eine Bearbeitung von im Sichtbaren transparenten Materialien erlaubt. Der Materialabtrag würde in diesem Fall durch einen fotodisruptiven Prozess erfolgen. Alternative Materialabtrageverfahren am Kontaktlinsen-Rohling sind ebenfalls einsetzbar. Beispielsweise kann Material vom Kontaktlinsen-Rohling abgefräst werden.As an alternative variant, an ultrashort pulse laser could be used, which also allows processing of transparent materials in the visible. In this case, the material would be removed by a photodisruptive process. Alternative material removal processes on the contact lens blank can also be used. For example, material can be milled off from the contact lens blank.
Da die Oberflächenrauhigkeit bei Kontaktlinsen ein wesentliches Qualitätsmerkmal darstellt, ist es vorteilhaft, die Oberflächenrauhigkeit wenigstens einer nachbearbeiteten Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohlings zu vermessen.Since the surface roughness in contact lenses is an essential quality feature, it is advantageous to measure the surface roughness of at least one reworked surface of the contact lens blank.
Sollte diese Messung ergeben, dass die Oberfläche des Rohlings zu rau ist, um dem Patienten einen guten Visus zu ermöglichen, so könnte die Oberfläche in einem nächsten Bearbeitungsschritt geglättet werden.If this measurement shows that the surface of the blank is too rough to enable the patient to have a good visual acuity, the surface could be smoothed in a next processing step.
Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dieses Glätten mittels eines thermischen und/oder fotothermischen Prozesses durchzuführen, durch den die Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohlings leicht angeschmolzen wird. Unter Umständen könnte dafür sogar derselbe Laser verwendet werden, der zum Materialabtrag eingesetzt wird.For example, there is the possibility of carrying out this smoothing by means of a thermal and / or photothermal process by means of which the surface of the contact lens blank is easily melted. Under certain circumstances, the same laser could be used for this, which is used for material removal.
Zusätzlich zum beschriebenen Verfahren stellt die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zur Verfügung, mittels derer das erfmdungsgemäße Herstellungsverfahren für kundenspezifische Kontaktlinsen durchführbar ist. Diese Vorrichtung weist insbesondere eine Bearbeitungsstation zum Nachbearbeiten eines nicht-hydratisierten Kontaktlinsen-Rohlings entsprechend der Daten einer refraktiven Messung und/oder einer Messung der Augenoberflächentopographie auf.In addition to the described method, the present invention also provides a device by means of which the manufacturing method according to the invention for customer-specific contact lenses can be carried out. This device has in particular a processing station for reworking a non-hydrated contact lens blank in accordance with the data of a refractive measurement and / or a measurement of the eye surface topography.
Vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung selbst mindestens ein Messinstrument zur Messung der Lagedaten einer Kontaktlinse, zur Messung einer Wellenfront und/oder zur Messung der Augenoberflächentopographie aufweist. Die mit diesen Messinstrumenten gewonnenen Daten können dann direkt zur Berechnung eines Abtragsprofils verwendet werden.It is advantageous if the device itself has at least one measuring instrument for measuring the position data of a contact lens, for measuring a wavefront and / or for measuring the top surface of the eye. The data obtained with these measuring instruments can then be used directly to calculate an ablation profile.
Die Bearbeitungsstation und darin insbesondere die Vorrichtung zum Materialabtrag sind vorzugsweise computergesteuert. Dies ermöglicht es, die bei der refraktiven Messung gewonnen Daten zu berücksichtigen und führt zudem zu einem zuverlässigen Bearbeitungsergebnis. Als zweckmäßiges Werkzeug für einen Materialabtrag kann die Vorrichtung einen Laser umfassen. Seine Vorteile sind vorstehend bereits geschildert. Der Laser selbst kann beispielsweise ein gepulster Laser sein, insbesondere ein Ultrakurzpuls-Laser. Die Laserstrahlung im UV ermöglicht einen fotoablativen Bearbeitungsprozess. Als UV-Laser können beispielsweise Excimer-Laser oder frequenzvervielfachte Festkörperlaser eingesetzt werden.The processing station and in particular the device for material removal are preferably computer-controlled. This enables the data obtained during the refractive measurement to be taken into account and also leads to a reliable processing result. As an expedient tool for material removal, the device can comprise a laser. Its advantages have already been described above. The laser itself can be, for example, a pulsed laser, in particular an ultra-short pulse laser. The laser radiation in UV enables a photoablative processing process. For example, excimer lasers or frequency-multiplied solid-state lasers can be used as UV lasers.
Günstig ist es, im Strahlengang des Lasers eine Strahlformungseinheit zum Erzeugen eines weichen Strahlprofils vorzusehen, da mit einem solchen Strahlprofil besonders glatte Oberflächen hergestellt werden können. Sollte das vom Laser emittierte Strahlprofil nicht weich genug sein, so kann das gewünschte Profil mittels der Strahlformungseinheit erzeugt werden, beispielsweise ein gaussförmiges Profil.It is expedient to provide a beam shaping unit in the beam path of the laser for generating a soft beam profile, since particularly smooth surfaces can be produced with such a beam profile. If the beam profile emitted by the laser is not soft enough, the desired profile can be generated using the beam shaping unit, for example a Gaussian profile.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben. Im Einzelnen zeigen:The invention is described below with reference to a drawing. Show in detail:
Figur 1 Vertikalschnitte durch einen Kontaktlinsen-Rohling, eine Kontaktlinse und eine gemessene Wellenfront,FIG. 1 vertical sections through a contact lens blank, a contact lens and a measured wavefront,
Figur 2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,FIG. 2 shows a flow diagram of an exemplary embodiment of the method according to the invention,
Figur 3 eine schematische Zeichnung eines Ausführungsbeispiels einer für das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbaren Vorrichtung, undFIG. 3 shows a schematic drawing of an exemplary embodiment of a device that can be used for the method according to the invention, and
Figur 4 eine schematische Darstellung einer auf einem Laser basierenden Bearbeitungsstation für Kontaktlinsen-Rohlinge.Figure 4 is a schematic representation of a laser-based processing station for contact lens blanks.
In Figur 1 ist ein Kontaktlinsen-Rohling 1 dargestellt. Er hat eine konvexe, in diesem Beispiel sphärisch gekrümmte Vorderfläche 2 und eine konkave, dem Auge zugewandte Rückfläche 3. Der Kontaktlinsen-Rohling 1 ist aus einem hydrophilen, weichen Kontaktlinsenmaterial hergestellt, beispielsweise einem Hydrogel. Beim Hydratisieren, d.h. beim Aufnehmen von Wasser, dehnt sich der Kontaktlinsen- Rohling 1 weitgehend isotrop aus. Dabei wird aus dem Kontaktlinsen-Rohling 1 eine in Figur 1 ebenfalls dargestellte Kontaktlinse 4. Da sie im hydratisierten Zustand dem Tränenfilm des Auges kein Wasser mehr entzieht, kann die Kontaktlinse 4 auf ein Auge aufgesetzt werden.In Figure 1, a contact lens blank 1 is shown. It has a convex, in this example spherically curved front surface 2 and a concave rear surface 3 facing the eye. The contact lens blank 1 is made of a hydrophilic, soft contact lens material, for example a hydrogel. When hydrated, ie when absorbing water, the contact lens blank 1 expands largely isotropically. In this case, the contact lens blank 1 becomes a contact lens 4, which is also shown in FIG. 1. Since, in the hydrated state, it no longer extracts water from the tear film of the eye, the contact lens 4 can be put on an eye.
Oberhalb der Kontaktlinse 4 ist in Figur 1 stark vereinfacht eine gemessene Wellenfront 5 des aus einem Auge und der Kontaktlinse 4 zusammengesetzten optischen Systems gezeigt. Ausgehend von einem auf der Netzhaut des Auges erzeugten Lichtpunkt breitet sich das Licht durch die Augenmedien, insbesondere die Augenlinse und die Hornhaut, sowie durch die aufgesetzte Kontaktlinse 4 aus. Auf der dargestellten Wellenfront 5 liegen alle diejenigen Punkte, bei denen sich das auf diese Weise ausbreitende Licht dieselbe Phase hat. Die Wellenfront 5 kann beispielsweise mittels eines Hartmann-Shack- Sensors gemessen werden.A measured wavefront 5 of the optical system composed of one eye and the contact lens 4 is shown in a highly simplified manner above the contact lens 4 in FIG. Starting from a point of light created on the retina of the eye, the light propagates through the eye media, in particular the eye lens and the cornea, and through the attached contact lens 4. On the wave front 5 shown are all those points at which the light propagating in this way has the same phase. The wavefront 5 can be measured, for example, using a Hartmann shack sensor.
Gegenüber einer real auftretenden Wellenfront ist die in Figur 1 gezeichnete Wellenfront 5 stark vereinfacht. Sie ist weitgehend eben und entspricht damit einer „idealen" Wellenfront 7, wie sie bei einem emmetropen Augen-Kontaktlinsen-System auftreten würde. Bei einem solchen System würden sämtliche parallel einfallenden Lichtstrahlen an einem einzigen Punkt auf der Netzhaut gebündelt.Compared to a real wave front, the wave front 5 shown in FIG. 1 is greatly simplified. It is largely flat and thus corresponds to an "ideal" wavefront 7, as it would occur in an emmetropic eye contact lens system. With such a system, all light rays incident in parallel would be concentrated at a single point on the retina.
Zwischen den Punkten A und B weicht die Wellenfront 5 jedoch von der gestrichelt gezeichneten, ebenen „idealen" Wellenfront 7 ab. In diesem Bereich sind die aus dem Auge austretenden Wellen gegenüber den angrenzenden Bereichen retardiert. Die Abweichung 6 der gemessenen Wellenfront 5 von einer Soll-Wellenfront, in diesem Beispiel einer ebenen Wellenfront, wird als Aberration bezeichnet. Sie ist mathematisch beispielsweise durch Taylor- oder Zemike-Polynome darstellbar. Die Soll-Wellenfront 7 muss nicht notwendigerweise eine ebene Wellenfront sein. Im Hinblick auf die Korrektur von Presbyopie kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die Soll-Wellenfront eine ausgeprägte Koma aufweist.Between points A and B, however, the wavefront 5 deviates from the dashed, flat "ideal" wavefront 7. In this area, the waves emerging from the eye are retarded compared to the adjacent areas. The deviation 6 of the measured wavefront 5 from a target The wavefront, in this example a plane wavefront, is referred to as aberration and can be represented mathematically, for example, by Taylor or Zemike polynomials. The desired wavefront 7 does not necessarily have to be a plane wavefront be advantageous, for example, if the desired wavefront has a pronounced coma.
Um die Wellenfront 5 des Auge-Kontaktlinsen-Systems mit dem Ziel einer ebenen Wellenfront 7 zu korrigieren, muss zwischen den Punkten A' und B' von der Kontaktlinse 4 Material abgetragen werden. Aus der Aberration 6 der gemessenen Wellenfront 5 von der Soll-Wellenfront 7 kann ein Abtragsprofil 8 berechnet werden. Sobald dieses Profil 8 von der Kontaktlinse 4 entfernt worden ist, hat die Vorderfläche 2 der Kontaktlinse 4 im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Vertiefung 9. Die aus der Vertiefung 9 austretenden Lichtstrahlen werden gegenüber den aus den anderen Bereichen austretenden Lichtstrahlen beschleunigt. Auf diese Weise erhält das Licht die Soll-Wellenfront 7.In order to correct the wavefront 5 of the eye-contact lens system with the aim of a flat wavefront 7, the contact lens 4 must lie between the points A ′ and B ′ Material to be removed. An ablation profile 8 can be calculated from the aberration 6 of the measured wavefront 5 from the desired wavefront 7. As soon as this profile 8 has been removed from the contact lens 4, the front surface 2 of the contact lens 4 has a depression 9 in the exemplary embodiment shown. The light rays emerging from the depression 9 are accelerated compared to the light rays emerging from the other regions. In this way, the light receives the desired wavefront 7.
Wäre die Wellenfront zwischen den Punkten A und B nicht retardiert, sondern avanciert, würde sie also in diesem Bereich der Soll-Wellenfront 7 vorauseilen, so würde umgekehrt aus dem Bereich zwischen A' und B' von der Kontaktlinse 4 weniger Material abgetragen als aus dem übrigen Bereich.If the wavefront between points A and B were not retarded, but rather advanced, it would therefore lead ahead of the desired wavefront 7 in this area, conversely less material would be removed from the area between A 'and B' by the contact lens 4 than from that remaining area.
Erfindungsgemäß wird der Materialabtrag nicht an der hydratisierten Kontaktlinse 4 durchgeführt, sondern an einem zu ihr herstellungsgleichen Kontaktlinsen-Rohling 1. Da beide dem gleichen Produktionsprozess entstammen, haben sie exakt dieselbe Materialzusammensetzung. Der Kontaktlinsen-Rohling 1 lässt sich jedoch bedeutend besser und zuverlässiger bearbeiten.According to the invention, the removal of material is not carried out on the hydrated contact lens 4, but on a contact lens blank 1 that is the same as its manufacture. Since both originate from the same production process, they have exactly the same material composition. However, the contact lens blank 1 can be processed significantly better and more reliably.
Das vom Kontaktlinsen-Rohling zu entfernende Profil unterscheidet sich vom Abtrags- profil 8 der Kontaktlinse 4 wegen des Quellfaktors. Er gibt die Materialausdehnung beim Hydratisieren an, d.h. das Größenverhältnis zwischen der hydratisierten Kontaktlinse 4 und dem Kontaktlinsen-Rohling 1. Der Quellfaktor liegt üblicherweise zwischen 1 und 2,5.The profile to be removed from the contact lens blank differs from the ablation profile 8 of the contact lens 4 because of the swelling factor. It indicates the material expansion when hydrated, i.e. the size ratio between the hydrated contact lens 4 and the contact lens blank 1. The swelling factor is usually between 1 and 2.5.
Die Punkte A' und B' auf der Vorderfläche 2 der Kontaktlinse 4 entsprechen den Punkten a und b auf dem Kontaktlinsen-Rohling 1. Das zwischen diesen Punkten a, b liegende Abtragsprofil 10 ist aufgrund des Quellfaktors deutlich kleiner als das von der Kontaktlinse 4 zu entfernende Profil 8. Aufgrund dieses Größenverhältnisses kann der Abtrag des Profils 10 bei gleicher Abtragsrate schneller erfolgen, als wenn das Profil 8 abgetragen werden müsste. Der Kontaktlinsen-Rohling 1 ist folglich nicht nur exakter und zuverlässiger bearbeitbar als die hydratisierte Kontaktlinse 4, sondern darüber hinaus ist die Bearbeitungszeit enorm verkürzt. Das in Figur 2 dargestellte Flussdiagramm verdeutlicht das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für kundenspezifische Kontaktlinsen. Einem Produktionsprozess 20 wird eine Vielzahl standardisierter, herstellungsgleicher Kontaktlinsen-Rohlinge 1 entnommen. Sie bestehen alle aus demselben weichen Kontaktlinsenmaterial. Um den Herstel- lungsprozess der kundenspezifischen Kontaktlinsen zu beschleunigen, wird vorzugsweise ein Satz solcher Kontaktlinsen-Rohlinge 1 ausgewählt, dessen sphärische oder zylindrische Brechkraft den Kunden oder Patienten bereits möglichst gut korrigiert. Auf diese Weise ist später nur noch ein geringer Materialabtrag erforderlich.The points A 'and B' on the front surface 2 of the contact lens 4 correspond to the points a and b on the contact lens blank 1. The ablation profile 10 lying between these points a, b is significantly smaller than that of the contact lens 4 due to the swelling factor removing profile 8. Because of this size ratio, the removal of the profile 10 can take place faster at the same removal rate than if the profile 8 had to be removed. The contact lens blank 1 is consequently not only more precisely and reliably machinable than the hydrated contact lens 4, but moreover the processing time is shortened enormously. The flow chart shown in FIG. 2 illustrates the manufacturing method according to the invention for customer-specific contact lenses. A large number of standardized contact lens blanks 1 of the same manufacture are removed from a production process 20. They are all made of the same soft contact lens material. In order to accelerate the manufacturing process of the customer-specific contact lenses, a set of such contact lens blanks 1 is preferably selected, the spherical or cylindrical refractive power of which already corrects the customer or patient as well as possible. In this way, only a small amount of material is removed later.
Einer der Kontaktlinsen-Rohlinge 1 wird im Verfahrensschritt 21 hydratisiert, so dass er zu einer Kontaktlinse 4 wird. Die Kontaktlinse 4 kann nun auf das zu korrigierende Auge aufgesetzt werden. Daraufhin erfolgt eine refraktive Messung 22. Dies kann entweder eine Messung der sphärischen und/oder zylindrischen Werte sein, die das Kontaktlinsen-Augen-System hat, oder eine Messung der Wellenfront 5. Zudem können weitere Messungen durchgeführt werden, beispielsweise Lagemessungen der Kontaktlinse 4 auf dem Auge. Nach diesen Messungen 22 ist das Mitwirken des Kunden oder Patienten nicht mehr erforderlich.One of the contact lens blanks 1 is hydrated in method step 21, so that it becomes a contact lens 4. The contact lens 4 can now be put on the eye to be corrected. This is followed by a refractive measurement 22. This can either be a measurement of the spherical and / or cylindrical values that the contact lens-eye system has, or a measurement of the wavefront 5. In addition, further measurements can be carried out, for example position measurements of the contact lens 4 the eye. After these measurements 22, the cooperation of the customer or patient is no longer necessary.
Als nächstes folgt eine Analyse 23 der gemessenen Daten. Aus den gemessen Aberrationen 6 und einer vom Bediener gewählten oder von der Vorrichtung vorgegebenen Soll-Wellenfront 7 ergibt sich ein von der Kontaktlinse 4 abzutragendes Profil 8. Dabei können die gemessenen Lagedaten der Kontaktlinse 4 berücksichtigt werden, insbesondere aus den gemessenen Lagedaten berechnete Werte wie beispielsweise ein Mittelwert oder ein Maximum einer Häufigkeitsverteilung. Die gemessenen Lagedaten erfassen dabei vorzugsweise die Dezentrierung der Kontaktlinse 4 in horizontaler und vertikaler Richtung sowie die Achslage der Kontaktlinse auf dem Auge.An analysis 23 of the measured data follows next. A profile 8 to be removed from the contact lens 4 results from the measured aberrations 6 and a desired wavefront 7 selected by the operator or specified by the device. The measured position data of the contact lens 4 can be taken into account, in particular values calculated from the measured position data such as, for example an average or a maximum of a frequency distribution. The measured position data preferably capture the decentration of the contact lens 4 in the horizontal and vertical directions and the axial position of the contact lens on the eye.
Zum Analyseschritt 23 zählt ferner die Berechnung eines vom Kontaktlinsen-Rohling 1 abzutragenden Profils 10. Es ergibt sich aus dem für die Kontaktlinse 4 berechneten Abtragsprofil 8 unter Berücksichtigung des Quellfaktors. Aus dem Abtragsprofil 10 wiederum kann eine Steuerungsdatei für ein Bearbeitungswerkzeug errechnet werden. Die Steuerungsdatei gibt vor, auf weiche Weise die Nachbearbeitung 24 eines Kontaktlinsen-Rohlings 1 erfolgt. Bei einer Fräse wird beispielsweise vorgegeben, bis zu welcher Tiefe das Werkzeug an jedem Punkt der Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohlings 1 vordringen muss. Wird zum Abtrag des Profils 10 ein Laser eingesetzt, so gibt die Steuerungsdatei vor, an welchen Ort auf dem Kontaktlinsen-Rohling 1 wie viele Laserpulse zu setzen sind.The analysis step 23 also includes the calculation of a profile 10 to be removed from the contact lens blank 1. It results from the removal profile 8 calculated for the contact lens 4, taking into account the swelling factor. A control file for a machining tool can in turn be calculated from the removal profile 10. The control file specifies how the post-processing 24 of a contact lens blank 1 is carried out. In the case of a milling cutter, for example, up to which is specified Depth the tool must penetrate at any point on the surface of the contact lens blank 1. If a laser is used to remove the profile 10, the control file specifies at which location on the contact lens blank 1 how many laser pulses are to be set.
Das Endprodukt des beschriebenen Herstellungsverfahrens ist ein kundenspezifischer Kontaktlinsen-Rohling 25, der durch Hydratisieren zur kundenspezifischen Kontaktlinse wird.The end product of the manufacturing process described is a custom contact lens blank 25 which, when hydrated, becomes a custom contact lens.
Nach der Bearbeitung 24 des Kontaktlinsen-Rohlings 1 kann optional ein Kontrollschritt 26 eingefügt werden. Bei diesem Kontrollschritt 26 wird die Oberflächenrauhigkeit p des bearbeiteten Kontaktlinsen-Rohlings 1 vermessen. Dazu kann die Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohlings 1 beispielsweise mit einer feinen Nadelspitze abgetastet werden, wie bei der Rasterkraftmikroskopie. Ergibt der Kontrollschritt 26, dass die Oberflächenrauhigkeit p unter einem bestimmten Schwellwert p0 liegt, so muss der Rohling 1 nicht weiter bearbeitet werden. Ist die Oberfläche jedoch zu rau, so würde diese Rauhigkeit bei einem Patienten später zu einer Beeinträchtigung des Visus führen. Daher muss die Oberfläche des Rohlings 1 in einem weiteren Schritt 27 geglättet werden, beispielsweise mittels eines termischen und/oder fototermischen Prozesses. Zwar könnte der Kontaktlinsen-Rohling 1 auch unmittelbar nach dem Glätten 27 als fertiggestellt gelten. Es bietet sich jedoch an, die Kontrolle 26 der Oberflächenrauhigkeit p zu wiederholen. Liegt die Oberflächenrauhigkeit weiterhin über dem Schwellwert p0, so müsste das Glätten 27 wiederholt werden.After processing 24 of the contact lens blank 1, a control step 26 can optionally be inserted. In this control step 26, the surface roughness p of the processed contact lens blank 1 is measured. For this purpose, the surface of the contact lens blank 1 can, for example, be scanned with a fine needle tip, as in atomic force microscopy. If the control step 26 shows that the surface roughness p is below a certain threshold value p 0 , the blank 1 does not have to be processed further. However, if the surface is too rough, this roughness would later impair the visual acuity of a patient. The surface of the blank 1 must therefore be smoothed in a further step 27, for example by means of a thermal and / or photothermal process. The contact lens blank 1 could also be considered finished immediately after the smoothing 27. However, it makes sense to repeat the control 26 of the surface roughness p. If the surface roughness is still above the threshold value p 0 , the smoothing 27 would have to be repeated.
Die Verfahrensschritte 24 und gegebenenfalls 26, 27, d.h. die Nachbearbeitung, Messung der Oberflächenrauhigkeit und Glättung, können für weitere Kontaktlinsen- Rohlinge 1 wiederholt werden, um weitere kundenspezifische Kontaktlinsen herzustellen. Dabei ist sowohl eine sequentielle Bearbeitung verschiedener Kontaktlinsen- Rohlinge 1 denkbar, als auch eine parallele Bearbeitung, was den Herstellungsprozess beschleunigen würde.Process steps 24 and possibly 26, 27, i.e. the post-processing, measurement of the surface roughness and smoothing can be repeated for further contact lens blanks 1 in order to produce further customer-specific contact lenses. Both a sequential processing of different contact lens blanks 1 and a parallel processing are conceivable, which would accelerate the manufacturing process.
In Figur 2 sind beispielhaft vier herstellungsgleiche Kontaktlinsen-Rohlinge 1 gezeigt, von denen einer hydratisiert und als Kontaktlinse 4 dem Patienten eingesetzt wird, wäh- rend die anderen drei nachbearbeitet werden, so dass als Ergebnis drei kundenspezifische Kontaktlinsen-Rohlinge 25 entstehen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch genauso für die Herstellung lediglich einer einzigen kundenspezifischen Kontaktlinse einsetzbar, wie für die Herstellung einer großen Zahl solcher Kontaktlinsen.FIG. 2 shows, by way of example, four contact lens blanks 1 of the same manufacture, one of which is hydrated and used as a contact lens 4 for the patient, while The other three are reworked, so that three customized contact lens blanks 25 are produced as a result. However, the method according to the invention can be used for the production of only a single customer-specific contact lens as well as for the production of a large number of such contact lenses.
Figur 3 zeigt ein grobes Schema einer Vorrichtung 30, mittels derer das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren durchführbar ist. Für den Kopf des Patienten ist an der Vorrichtung 30 eine Anlageeinheit 31 vorgesehen. Sie kann beispielsweise eine Kinnstütze und/oder eine Stirnstütze umfassen und dient dazu, den Kopf des Patienten und insbesondere sein Auge 32 gegenüber der Vorrichtung 30 in eine stabile Position zu bringen. An der Vorrichtung 30 kann eine optische Messeinheit 33 so ausgerichtet werden, dass sie das Auge 32 des Patienten erfasst. Die Messeinheit 33 kann eines oder eine Vielzahl von Messinstrumenten umfassen. Vorzugsweise sind dies ein Wellenfrontsensor, beispielsweise ein Hartmann-Shack-Sensor, und/oder eine Digitalkamera zur Erfassung der Lagedaten der Kontaktlinse 4. Weitere Messinstrumente sind denkbar, beispielsweise zur Erfassung der sphärischen und/oder zylindrischen Werte des Auges oder des Augen-Kontaktlinsen-Systems. Die Messeinheit 33 kann ferner eine oder auch mehrere Lichtquellen umfassen.FIG. 3 shows a rough diagram of a device 30 by means of which the manufacturing method according to the invention can be carried out. A device 31 is provided on the device 30 for the patient's head. For example, it can comprise a chin rest and / or a forehead rest and serves to bring the patient's head and in particular his eye 32 into a stable position relative to the device 30. An optical measuring unit 33 can be aligned on the device 30 such that it detects the patient's eye 32. The measuring unit 33 can comprise one or a plurality of measuring instruments. These are preferably a wavefront sensor, for example a Hartmann shack sensor, and / or a digital camera for recording the position data of the contact lens 4. Further measuring instruments are conceivable, for example for recording the spherical and / or cylindrical values of the eye or of the eye contact lens. system. The measuring unit 33 can further comprise one or more light sources.
Mittels eines in der Vorrichtung 30 enthaltenen Rechners 34 ist die Messeinheit 33 steuerbar und auslesbar. Über eine Eingabeeinheit 35, beispielsweise eine Tastatur, können Daten eingegeben werden. Von Interesse wären insbesondere patientenspezifische Daten sowie Daten der im Verfahren eingesetzten Kontaktlinsen-Rohlinge 1. Die eingegebenen Daten sowie die von der Messeinheit 33 gemessenen Werte werden auf einem Monitor 36 dargestellt.The measuring unit 33 can be controlled and read out by means of a computer 34 contained in the device 30. Data can be input via an input unit 35, for example a keyboard. Of particular interest would be patient-specific data and data of the contact lens blanks 1 used in the method. The entered data and the values measured by the measuring unit 33 are displayed on a monitor 36.
Von besonderer Bedeutung in der Vorrichtung 30 ist eine Bearbeitungsstation 37, die ebenfalls mittels des Rechners 34 steuerbar ist. Bei dieser Steuerung werden die von der Messeinheit 33 gewonnenen und vom Rechner 34 analysierten Werte berücksichtigt. Die Bearbeitungsstation dient zum Nachbearbeiten eines oder mehrerer Kontaktlinsen-Rohlinge 1. Sie ist etwas detaillierter in Figur 4 dargestellt. Als Werkzeug für die Nachbearbeitung der Kontaktlinsen-Rohlinge 1 in der Bearbeitungsstation 37 wird ein Laser 40 eingesetzt, zum Beispiel ein UV-Laser. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein ArF-Laser bei 193 nm eingesetzt. Gute Bearbeitungsergebnisse werden mit Pulsdauern von 5 bis 100 ns und Pulsenergien von 2 - 30 mJ erzielt. Der Laserstrahl 41 durchläuft eine Strahlformungseinheit 42. Üblicherweise wird sie aus einer Anordnung von Linsen, Blenden und Homogenisatoren bestehen. Mittels der Strahlformungseinheit 42 wird ein gewünschtes, weiches Profil des Laserstrahls 41 erzeugt, vorzugsweise ein gaussförmiges Profil. Die Linsen der Strahlformungseinheit 42 dienen zudem dazu, den Laserstrahl 41 zu kollimieren und/oder ihn zu fokussieren. Der Fokus des Laserstrahls 41 liegt etwa auf der Oberfläche eines in einer Halterung 43 befestigten Kontaktlinsen-Rohlings 1.Of particular importance in the device 30 is a processing station 37 which can also be controlled by means of the computer 34. In this control, the values obtained from the measuring unit 33 and analyzed by the computer 34 are taken into account. The processing station serves to rework one or more contact lens blanks 1. It is shown in somewhat more detail in FIG. A laser 40, for example a UV laser, is used as the tool for post-processing the contact lens blanks 1 in the processing station 37. In a preferred embodiment, an ArF laser at 193 nm is used. Good processing results are achieved with pulse durations of 5 to 100 ns and pulse energies of 2 - 30 mJ. The laser beam 41 passes through a beam shaping unit 42. It will usually consist of an arrangement of lenses, diaphragms and homogenizers. A desired, soft profile of the laser beam 41 is generated by means of the beam shaping unit 42, preferably a Gaussian profile. The lenses of the beam shaping unit 42 also serve to collimate the laser beam 41 and / or to focus it. The focus of the laser beam 41 lies approximately on the surface of a contact lens blank 1 fastened in a holder 43.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Ablenkung des Laserstrahls 41 ein Paar von Scannerspiegeln 44 vorgesehen, die mittels einer vom Rechner 34 erstellten Steuerungsdatei ansteuerbar sind. Ihre Ausrichtung legt fest, an welchem Ort der Laserstrahl 41 auf die Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohlings 1 auftrifft. Die Scannerspiegel 44 werden so verfahren, dass letztlich das Abtragsprofil 10 vom Kontaktlinsen-Rohling 1 entfernt wird.In the exemplary embodiment shown, a pair of scanner mirrors 44 are provided for deflecting the laser beam 41 and can be controlled by means of a control file created by the computer 34. Their orientation determines the location at which the laser beam 41 strikes the surface of the contact lens blank 1. The scanner mirrors 44 are moved in such a way that the ablation profile 10 is ultimately removed from the blank contact lens 1.
Eine alternative Möglichkeit bestünde darin, den Laserstrahl an einen festen Ort zu fokussieren und statt dessen die Halterung 43 zu verfahren. Dazu könnten an verschiedenen Seiten der Halterung 43 Piezo-Elemente vorgesehen sein, die ebenfalls mittels einer Steuerungsdatei ansteuerbar wären. Bei der Bearbeitung verfährt die Halterung 43 mit dem Kontaktlinsen-Rohling 1 so, dass durch den Laserstrahl 41 das Profil 10 abgetragen wird.An alternative possibility would be to focus the laser beam at a fixed location and instead to move the holder 43. For this purpose, 43 piezo elements could be provided on different sides of the holder, which could also be controlled by means of a control file. During processing, the holder 43 moves with the contact lens blank 1 such that the profile 10 is removed by the laser beam 41.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Bearbeitungsstation 37 ist die Halterung 43 auf einer Schiene 45 verfahrbar. Mittels der Schiene 45 kann die Halterung 43 so verfahren werden, dass der nachbearbeitete Kontaktlinsen-Rohling gegenüber einem weiteren Messinstrument 46 in eine definierte Position D gebracht wird. Bei dem Messinstrument 46 kann es sich beispielsweise um ein Operationsmikroskop handeln, mittels dessen die nachbearbeitete Oberfläche visuell kontrolliert wird, oder um ein Rasterkraftmikroskop, mittels dessen die Oberflächenrauhigkeit p gemessen wird. In der Bearbeitungsposition C, der Kontrollposition D oder in einer nicht dargestellten dritten Position entlang der Schiene 45 kann ein Glätten 27 der bearbeiteten Oberfläche erfolgen.In the illustrated embodiment of the processing station 37, the holder 43 can be moved on a rail 45. The holder 43 can be moved by means of the rail 45 in such a way that the reworked contact lens blank is brought into a defined position D with respect to a further measuring instrument 46. The measuring instrument 46 can be, for example, an operating microscope, by means of which the reworked surface is visually checked, or an atomic force microscope, by means of which the surface roughness p is measured. In the processing position C, the control position D or in a third position (not shown) along the rail 45, the machined surface can be smoothed 27.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die dafür eingesetzte Vorrichtung können auf vielfache Weise von den beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispielen abweichen. Beispielsweise ist es möglich, die Kontaktlinsen-Rohlinge 1 nicht nur auf ihrer Vorderfläche 2, sondern auch auf ihrer Rückfläche 3 oder auf beiden Flächen 2, 3 zu bearbeiten. Es wäre möglich, die Topografie der Hornhautoberfläche des Auges 32 zu vermessen, wobei das Topografieanalysegerät entweder in der Vorrichtung 30 integriert oder räumlich davon getrennt ist. Aufgrund der gewonnenen Topografiedaten kann dann die Rückfläche 3 des Kontaktlinsen-Rohlings 1 so bearbeitet werden, dass sie sich nach dem Hydratisieren an die Oberflächenform der Hornhaut anschmiegt.The method according to the invention and the device used for it can deviate in many ways from the preferred exemplary embodiments described. For example, it is possible to process the contact lens blanks 1 not only on their front surface 2, but also on their rear surface 3 or on both surfaces 2, 3. It would be possible to measure the topography of the corneal surface of the eye 32, the topography analyzer either being integrated in the device 30 or being spatially separated therefrom. On the basis of the topography data obtained, the rear surface 3 of the contact lens blank 1 can then be processed in such a way that it clings to the surface shape of the cornea after hydration.
Wie oben bereits angedeutet, wäre es auch möglich, in der Bearbeitungsstation 37 eine parallele Nachbearbeitung an einer Vielzahl von Kontaktlinsen-Rohlingen 1 gleichzeitig durchzuführen. Dafür könnte eine Halterung 43 vorgesehen sein, die eine Mehrzahl von Kontaktlinsen-Rohlingen 1 aufnimmt. Durch eine solche parallele Nachbearbeitung der Kontaktlinsen-Rohlinge 1 würden die Herstellungskosten enorm gesenkt. Da alle Rohlinge 1 aus demselben Produktionsprozess 20 stammen und derselben Nachbearbeitung 24 unterzogen wurden, genügt es, die Oberflächenrauhigkeit p beispielhaft an einem einzigen der nachbearbeiteten Rohlinge 1 durchzuführen. Ist die gemessene Oberflächenrauhigkeit p zu groß, so würde das Glätten 27 über alle parallel bearbeiteten Kontaktlinsen-Rohlinge 1 ausgeführt. Beim Messen der Oberflächenrauhigkeit würde auf diese Weise Zeit gespart.As already indicated above, it would also be possible to carry out parallel post-processing on a plurality of contact lens blanks 1 simultaneously in the processing station 37. For this purpose, a holder 43 could be provided, which receives a plurality of contact lens blanks 1. Such a parallel post-processing of the contact lens blanks 1 would reduce the manufacturing costs enormously. Since all blanks 1 originate from the same production process 20 and have been subjected to the same post-processing 24, it is sufficient to carry out the surface roughness p, for example, on a single one of the post-processed blanks 1. If the measured surface roughness p is too great, smoothing 27 would be carried out over all contact lens blanks 1 machined in parallel. This would save time when measuring surface roughness.
Damit der Augenarzt oder Optiker nicht noch ein weiteres Gerät anschaffen, aufstellen und warten muss, wäre es möglich, die beschriebene Vorrichtung 30 zum Herstellen kundenspezifischer Kontaktlinsen mit einem zur Augenchirurgie mittels Laserstrahlung eingesetzten Gerät zu kombinieren. Dies bietet sich an, da sowohl für die Bearbeitung der Kontaktlinsen-Rohlinge 1 , als auch für die refraktive Chirurgie UV-Laser oder Ultrakurzpuls-Laser eingesetzt werden können. So that the ophthalmologist or optician does not have to purchase, set up and maintain another device, it would be possible to combine the described device 30 for producing customer-specific contact lenses with a device used for eye surgery using laser radiation. This is useful since UV lasers or ultrashort pulse lasers can be used both for processing the contact lens blanks 1 and for refractive surgery.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Herstellungsverfahren für kundenspezifische weiche Kontaktlinsen, bei dem ein vorgeformter Kontaktlinsen-Rohling (1 ) entsprechend der Daten einer refraktiven Messung (22) nachbearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die refraktive Messung (22) an einem Auge (32) mit aufsitzender, hydratisierter Kontaktlinse (4) durchgeführt wird, und dass die Nachbearbeitung (24) an einem zur Kontaktlinse (4) herstellungsgleichen Kontaktlinsen-Rohling (1) vor dessen Hydratisierung (21) durchgeführt wird.1. Manufacturing method for customer-specific soft contact lenses, in which a preformed contact lens blank (1) is reworked according to the data of a refractive measurement (22), characterized in that the refractive measurement (22) on one eye (32) with a seated, hydrated Contact lens (4) is carried out, and that the post-processing (24) on a contact lens blank (1) which is the same as the contact lens (4) is carried out before its hydration (21).
2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der refraktiven Messung (22) die sphärischen und/oder zylindrischen Werte einer Fehlsichtigkeit gemessen werden.2. Manufacturing method according to claim 1, characterized in that the spherical and / or cylindrical values of an ametropia are measured in the refractive measurement (22).
3. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die refraktive Messung (22) mindestens eine Wellenfrontmessung umfasst.3. Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the refractive measurement (22) comprises at least one wavefront measurement.
4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grund der gemessenen Wellenfront die Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohling (1) derart bearbeitet wird, dass mit der daraus gebildeten Kontaktlinse (4) höhere Aberrationen wie eine Koma erzeugt werden.4. Manufacturing method according to claim 3, characterized in that, based on the measured wavefront, the surface of the contact lens blank (1) is processed in such a way that higher aberrations such as a coma are generated with the contact lens (4) formed therefrom.
5. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Kontaktlinse (4) auf dem Auge (32) gemessen wird und die gemessenen Lagedaten bei der Nachbearbeitung (24) berücksichtigt werden.5. Manufacturing method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the position of the contact lens (4) on the eye (32) is measured and the measured position data are taken into account in the post-processing (24).
5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Lagemessung die Dezentrierung und/oder die Achslage der Kontaktlinse auf dem Auge (32) gemessen werden.5. The manufacturing method according to claim 5, characterized in that the decentering and / or the axial position of the contact lens on the eye (32) are measured in the position measurement.
7. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Kontaktlinse (4) über eine Mehrzahl von Messzeitpunkten ermittelt und aus den gemessenen Lagedaten mindestens ein Wert errechnet wird, der anschließend der Nachbearbeitung (24) zu Grunde gelegt wird. 7. The production method according to at least one of claims 5 or 6, characterized in that the position of the contact lens (4) is determined over a plurality of measuring times and at least one value is calculated from the measured position data, which is then used as the basis for the post-processing (24) becomes.
8. Herstellungsverfahren nach wenigstens Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der berechnete Wert ein Mittelwert oder das Maximum einer Häufigkeitsverteilung der gemessenen Lagedaten ist.8. The manufacturing method according to at least claim 7, characterized in that the calculated value is an average or the maximum of a frequency distribution of the measured location data.
9. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufsetzen oder nach dem Abnehmen der aufgesetzten Kontaktlinse (4) die Oberflächentopographie der Hornhaut des Auges (32) vermessen wird und die gemessene Topographie bei der Nachbearbeitung (24) des Kontaktlinsen- Rohlings (1) berücksichtigt wird.9. The production method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the surface topography of the cornea of the eye (32) is measured and the measured topography during the post-processing (24) of the contact lens before putting on or after removing the attached contact lens (4) - Blank (1) is taken into account.
10. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der refraktiven Messung (22) und/oder der Topographiemessung ein Abtragsprofil (10) berechnet wird.10. The production method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a removal profile (10) is calculated from the refractive measurement (22) and / or the topography measurement.
11. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktlinsen-Rohling (1) bei der Nachbearbeitung (24) in einer Halterung (43) eingefasst ist.11. The production method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the contact lens blank (1) is enclosed in a holder (43) during the post-processing (24).
12. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbearbeitung (24) des Kontaktlinsen-Rohlings (1) durch einen Materialabtrag gemäß dem berechneten Abtragsprofil (10) ausgeführt wird.12. The production method according to at least one of claims 10 or 11, characterized in that the post-processing (24) of the contact lens blank (1) is carried out by material removal in accordance with the calculated removal profile (10).
13. Herstellungsverfahren nach wenigstens Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag mittels eines Lasers (40) ausgeführt wird.13. Manufacturing method according to at least claim 12, characterized in that the material removal is carried out by means of a laser (40).
14. Herstellungsverfahren nach wenigstens Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des Laserstrahlprofils (41) zu den Seiten kontinuierlich abnimmt.14. Manufacturing method according to at least claim 13, characterized in that the intensity of the laser beam profile (41) decreases continuously to the sides.
15. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlprofil des Lasers (40) gaussförmig ist.15. Manufacturing method according to at least one of claims 13 or 14, characterized in that the beam profile of the laser (40) is Gaussian.
16. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein gepulster Laser (40) eingesetzt wird. 16. Manufacturing method according to at least one of claims 13 to 15, characterized in that a pulsed laser (40) is used.
17. Herstellungsverfahren nach wenigstens Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem berechneten Abtragsprofil (10) die Positionen der auf dem Kontaktlinsen- Rohling (1) zu setzenden Laserpulse berechnet werden.17. The production method according to at least claim 16, characterized in that the positions of the laser pulses to be set on the contact lens blank (1) are calculated from the calculated removal profile (10).
18. Herstellungsverfahren nach wenigstens Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen der auf dem Kontaktlinsen-Rohling (1) zu setzenden Laserpulse durch einen Scanner (44) im Strahlengang (41) des Lasers ansteuerbar sind.18. Manufacturing method according to at least claim 17, characterized in that the positions of the laser pulses to be placed on the contact lens blank (1) can be controlled by a scanner (44) in the beam path (41) of the laser.
19. Herstellungsverfahren nach wenigstens Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen der auf dem Kontaktlinsen-Rohling (1) zu setzenden Laserpulse durch Verfahren der Halterung (43) des Kontaktlinsen-Rohlings veränderbar sind.19. Manufacturing method according to at least claim 17, characterized in that the positions of the laser pulses to be placed on the contact lens blank (1) can be changed by moving the holder (43) of the contact lens blank.
20. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein UV-Laser (40) eingesetzt wird.20. Manufacturing method according to at least one of claims 13 to 19, characterized in that a UV laser (40) is used.
21. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultrakurzpuls-Laser (40) eingesetzt wird.21. The production method according to at least one of claims 13 to 19, characterized in that an ultra-short pulse laser (40) is used.
22. Herstellungsverfahren nach wenigstens Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Material vom Kontaktlinsen-Rohling (1) abgefräst wird.22. Manufacturing method according to at least claim 12, characterized in that material is milled from the contact lens blank (1).
23. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenrauhigkeit (p) wenigstens einer nachbearbeiteten Oberfläche (2, 3) des Kontaktlinsen-Rohlings (1) vermessen wird.23. Manufacturing method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the surface roughness (p) of at least one reworked surface (2, 3) of the contact lens blank (1) is measured.
24. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine nachbearbeitete Oberfläche (2, 3) des Kontaktlinsen-Rohlings (1) geglättet wird.24. The production method according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one reworked surface (2, 3) of the contact lens blank (1) is smoothed.
25. Herstellungsverfahren nach wenigstens Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Glätten (27) mittels eines thermischen und/oder fotothermischen Prozesses durchgeführt wird. 25. The production method according to at least claim 24, characterized in that the smoothing (27) is carried out by means of a thermal and / or photothermal process.
26. Herstellungsverfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kontaktlinsen-Rohlingen (1) simultan bearbeitet wird.26. Manufacturing method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of contact lens blanks (1) is processed simultaneously.
27. Vorrichtung (30) zur Durchführung eines Herstellungsverfahrens nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (30) eine Bearbeitungsstation (37) zum Nachbearbeiten eines nicht-hydratisierten Kontaktlinsen-Rohlings (1) entsprechend der Daten einer refraktiven Messung (22) und/oder einer Messung der Augenoberflächentopographie aufweist.27. The device (30) for carrying out a manufacturing method according to at least one of the preceding claims, wherein the device (30) is a processing station (37) for reworking a non-hydrated contact lens blank (1) according to the data of a refractive measurement (22) and / or a measurement of the eye surface topography.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation (37) eine Halterung (43) für mindestens einen Kontaktlinsen-Rohling (1) aufweist.28. The device according to claim 27, characterized in that the processing station (37) has a holder (43) for at least one contact lens blank (1).
29. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation (37) eine Vorrichtung zum Materialabtrag aufweist.29. The device according to at least one of claims 27 or 28, characterized in that the processing station (37) has a device for material removal.
30. Vorrichtung nach wenigstens Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Materialabtrag computergesteuert ist.30. The device according to at least claim 29, characterized in that the material removal device is computer-controlled.
31. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Materialabtrag einen Laser (40) umfasst.31. The device according to at least one of claims 29 or 30, characterized in that the device for material removal comprises a laser (40).
32. Vorrichtung nach wenigstens Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (40) ein gepulster Laser ist.32. Device according to at least claim 31, characterized in that the laser (40) is a pulsed laser.
33. Vorrichtung nach wenigstens Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (40) ein Ultrakurzpuls-Laser ist.33. Device according to at least claim 32, characterized in that the laser (40) is an ultrashort pulse laser.
34. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (40) ein UV-Laser ist.34. Device according to at least one of claims 31 to 33, characterized in that the laser (40) is a UV laser.
35. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang (41) des Lasers (40) eine Strahlformungseinheit (42) zum Erzeugen eines weichen Strahlprofils vorgesehen ist. 35. Device according to at least one of claims 31 to 34, characterized in that a beam shaping unit (42) for generating a soft beam profile is provided in the beam path (41) of the laser (40).
36. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Nachbearbeitung (24) eingesetzte Laserstrahlprofil gaussförmig ist.36. Device according to at least one of claims 31 to 35, characterized in that the laser beam profile used for post-processing (24) is Gaussian.
37. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Messinstrument (33) zur Messung der Lagedaten einer Kontaktlinse, zur Messung (22) einer Wellenfront und/oder zur Messung der Augenoberflächentopographie aufweist. 37. Device according to at least one of claims 27 to 36, characterized in that it has at least one measuring instrument (33) for measuring the position data of a contact lens, for measuring (22) a wavefront and / or for measuring the eye surface topography.
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