利用基于體素的光刻技術(shù)形成帶有插入件的眼科鏡片的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于加工眼科鏡片的裝置、系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及加工帶有嵌入 插入件的鏡片，其中所述鏡片的至少一部分可按照自由成形方式來形成。甚至更具體地，本 發(fā)明涉及利用基于體素的光刻的自由成形工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上，眼科鏡片可通過澆鑄成型來制成，其中可在相對(duì)模具部件的光學(xué)表面之 間限定的腔體中沉積單體材料。用于將水凝膠塑造成可用制品（諸如，眼科鏡片）的多部 件模具可包括第一模具部件和第二模具部件，所述第一模具部件具有與眼科鏡片的后曲面 對(duì)應(yīng)的凸面部分，所述第二模具部件具有與眼科鏡片的前曲面對(duì)應(yīng)的凹面部分。為了使用 此類模具部件來制備鏡片，可將未固化的水凝膠鏡片制劑放置在一次性塑性前曲面模具部 件與一次性塑性后曲面模具部件之間。
[0003] 前曲面模具部件和后曲面模具部件通?？山?jīng)由注塑技術(shù)形成，其中可迫使熔化的 塑料進(jìn)入具有至少一個(gè)光學(xué)質(zhì)量表面的精加工鋼質(zhì)模具中?？筛鶕?jù)期望的鏡片參數(shù)將前曲 面和后曲面模具部件結(jié)合在一起以成形鏡片。隨后可（例如通過暴露于熱和光）使鏡片制 劑固化，從而形成鏡片。在固化之后，可將模具部件分離并且可將鏡片從模具部件取出。
[0004] 對(duì)于鏡片大小和光焦度種類不多但批量很大的情況，澆鑄模塑眼科鏡片尤其有 用。然而，注塑工藝的特性和設(shè)備可使得很難根據(jù)具體患者的眼睛或具體應(yīng)用來形成定制 鏡片。因此，已研究出其他技術(shù)，例如車床加工鏡片紐和立體光刻技術(shù)。然而，車床加工可 能需要高模量鏡片材料，可能耗時(shí)，并且可用表面的范圍可能有限，立體光刻還未生產(chǎn)出適 用于人使用的鏡片。
[0005] 近來，已提出可包括插入件的新型眼科鏡片，其中所述插入件可被結(jié)合到標(biāo)準(zhǔn)眼 科鏡片材料（例如，水凝膠）中。目前的模塑技術(shù)可能不適合于制造這些示例性眼科鏡片， 與車床加工和立體光刻相關(guān)聯(lián)的問題可能由于插入件的增加而加重。例如，在眼科鏡片表 面中車床加工過于深可能損壞封裝的插入件。
[0006] 與標(biāo)準(zhǔn)眼科鏡片不同，可能需要附加制造步驟以允許標(biāo)準(zhǔn)眼科鏡片附著或封裝插 入件。通過典型的模塑技術(shù)，將前曲面模具部件從后曲面模具部件牽拉的應(yīng)力可能使鏡片 材料與插入件分離。因此，可能可取的是開發(fā)另選的技術(shù)來形成帶有插入件的眼科鏡片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的這些制造方法的自由成形方法和相應(yīng)設(shè)備克服如上面簡 要描述的與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。另外，本發(fā)明公開了利用基于體素的光刻技術(shù)制造帶 有插入件的眼科鏡片的方法，其中一個(gè)表面的至少一部分可由反應(yīng)性混合物自由形成。在 一些實(shí)施例中，可經(jīng)由可控制的光化輻射源在具有光學(xué)質(zhì)量表面的基片上形成眼科鏡片前 體，所述可控制的光化輻射可使一定體積的反應(yīng)性混合物的可限定部分固化。
[0008] 在示例性實(shí)施例中，在前曲面模具塊或后曲面模具塊上形成眼科鏡片可限制在從 自由成形設(shè)備取出時(shí)施加在帶有插入件的眼科鏡片上的應(yīng)力。類似地，在其它示例性實(shí)施 例中，自由成形技術(shù)可與傳統(tǒng)的模塑方法集成，其中所述自由成形技術(shù)可降低在兩個(gè)模具 部件之間形成鏡片所需的壓力。
【附圖說明】
[0009] 下文是附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的更為具體的說明，通過這些說明，本發(fā)明 的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。
[0010] 圖1示出可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例的自由成形設(shè)備的示例性實(shí)施 例。
[0011] 圖2示出可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例的凸模具芯軸上的自由成形鏡 片或自由成形鏡片前體的實(shí)施例。
[0012] 圖3A示出眼睛上的可通電眼科鏡片的示例性實(shí)施例的剖面圖。
[0013] 圖3B示出可通電眼科鏡片的示例性實(shí)施例的前視圖。
[0014] 圖4示出介質(zhì)插入件的示例性實(shí)施例的前視圖，其中可通電眼科鏡片可包括示例 性介質(zhì)插入件。
[0015] 圖5A-5F示出利用自由成形方法將介質(zhì)插入件封裝在生物相容性聚合材料內(nèi)的 工藝流程的示例性實(shí)施例。
[0016] 圖6A-6D示出利用自由成形方法將介質(zhì)插入件封裝在生物相容性聚合材料內(nèi)的 工藝流程的另選的示例性實(shí)施例。
[0017] 圖7示出帶有插入件的鏡片的示例性實(shí)施例，其中可通過在可根據(jù)本發(fā)明的一些 實(shí)施例形成的自由成形處理的生物相容性聚合材料上生成的特征結(jié)構(gòu)來捕集所述插入件。
[0018] 圖8示出圖7所示的裝置的示例性附加工藝，其中在裝置上添加附加捕集特征結(jié) 構(gòu)。
[0019] 圖9示出利用基于自由成形的工藝來封裝被置于生物相容性聚合材料上的插入 件的設(shè)備的示例性實(shí)施例。
[0020] 圖10示出采用環(huán)形插入件的設(shè)備的示例性實(shí)施例，其中可利用自由成形方法生 成定制的光學(xué)區(qū)。
[0021] 圖11示出可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的形成帶有插入件凹坑限定特征結(jié)構(gòu) 的光學(xué)器件的設(shè)備的示例性實(shí)施例。
[0022] 圖12A-12F示出可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的利用帶有插入件凹坑限定特 征結(jié)構(gòu)的成形光學(xué)器件的工藝流程的示例性實(shí)施例。
[0023] 圖13A-13F示出可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的形成包含眼科裝置的插入件 的示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明提供用于形成帶有嵌入或部分嵌入的插入件的鏡片的方法、裝置和系統(tǒng)。 以下章節(jié)將詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。雖然作了詳述，但優(yōu)選和可供選擇的實(shí)施例均僅為 示例性實(shí)施例，可理解其變化、修改和更改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此應(yīng) 該理解示例性實(shí)施例并不限制下述發(fā)明的各個(gè)方面的廣泛性。
[0025] 術(shù)語表
[0026] 在涉及本發(fā)明的該說明書和權(quán)利要求書中，所使用的各個(gè)術(shù)語定義如下：
[0027] 光化輻射：如本文所用，是指能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的輻射。
[0028] 弧形：如本文所用，是指象弓一樣的彎曲形狀。
[0029] 比爾定律（Beer's Law)或比爾朗伯定律（Beers-Lambert Law):如本文所用，是 指I (X)/Itl= exp (_acx)，其中I (X)可以是作為距受輻照表面的距離X的函數(shù)的強(qiáng)度，I河 以是表面處的入射強(qiáng)度，a可以是吸收組分的吸收系數(shù)，c可以是吸收組分的濃度。
[0030] 準(zhǔn)直：如本文所用，是指限制輻射的錐角，所述輻射包括諸如作為來自設(shè)備的輸出 而行進(jìn)的光，所述設(shè)備接收輻射用作輸入。在一些示例性實(shí)施例中，可限制錐角，使得行進(jìn) 的光束是平行的。因此，準(zhǔn)直器包括執(zhí)行此功能的設(shè)備，準(zhǔn)直的則描述作用于輻射的結(jié)果。
[0031] 遠(yuǎn)側(cè)：如本文所用，是指在遠(yuǎn)離成形光學(xué)器件的位置的表面。例如，鏡片前體的遠(yuǎn) 端可以是與接觸成形光學(xué)器件的表面相比更遠(yuǎn)離成形光學(xué)器件的表面。
[0032] DMD :如本文所用，是指數(shù)字微鏡裝置，其可以是由功能性地安裝在CMOS SRAM之 上的活動(dòng)微鏡陣列組成的雙穩(wěn)態(tài)空間光調(diào)制器?？赏ㄟ^將數(shù)據(jù)載入反射鏡下的存儲(chǔ)單元來 獨(dú)立控制各個(gè)反射鏡以引導(dǎo)反射光轉(zhuǎn)向，從而將視頻數(shù)據(jù)的像素空間映射到顯示器上的像 素。數(shù)據(jù)以二進(jìn)制方式靜電地控制反射鏡的傾斜角，其中反射鏡狀態(tài)為+X度（開）或-X度 (關(guān)）。對(duì)于當(dāng)前的裝置，X可為10度或12度（標(biāo)稱）。然后由開反射鏡反射的光可通過 投影鏡片并投射到屏幕上。光可在反射關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生暗視場，并確定圖像的暗電平基準(zhǔn)。圖 像通過介于開電平與關(guān)電平之間的灰度調(diào)制來形成，開關(guān)速率快到足以讓觀看者將其視為 完整圖像。DMD (數(shù)字微鏡裝置）可包括DLP投影系統(tǒng)。
[0033] DMD腳本：如本文所用，是指空間光調(diào)制器的控制協(xié)議以及任何系統(tǒng)部件的控制 信號(hào)，系統(tǒng)部件例如為光源或?yàn)V光輪，其中任何者都可包括一系列時(shí)序命令。使用首字母縮 寫DMD可能并不表示將該術(shù)語的使用限于空間光調(diào)制器的任何一種具體類型或尺寸。
[0034] 依他菲康：如本文所用，是指可用作反應(yīng)性混合物的示例性材料，并且可包括約 95% HEMA(2-甲基丙烯酸羥乙酯）、1· 97% MAA(甲基丙烯酸）、0· 78% EGDMA(乙二醇二甲 基丙烯酸酯）和〇. 10% TMPTMA(三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯）-交聯(lián)劑、約1% N0RBL0C 7966( -種苯并三唑類紫外線阻滯劑）和約1 %光引發(fā)劑CGI 1700以及稀釋劑-BAGE(甘 油硼酸酯）（US 4, 495, 313)，并且活性組分：稀釋劑的比率為52 : 48。
[0035] 固化輻射：如本文所用，是指足以進(jìn)行下列一者或多者的光化輻