用于具有非旋转对称边沿或边缘的接触镜片的模具的制作方法

背景技术：

本发明涉及用于眼科镜片的前曲面的模具，该模具使例如使用软模制工艺能够制造具有非旋转对称边沿或边缘的镜片。

相关领域的讨论

近视或近视眼为眼睛的光学缺陷或屈光缺陷，其中来自图像的光线在它们到达视网膜之前聚焦成点。一般来讲，因为眼球或球状体过长或角膜过陡发生近视。可利用负数或负光焦度球面镜片来矫正近视。远视或远视眼为眼睛的光学缺陷或屈光缺陷，其中来自图像的光线在它们到达视网膜之后或在视网膜后面聚焦成点。一般来讲，因为眼球或球状体过短或角膜过平发生远视。可利用正数或正光焦度球面镜片来矫正远视。散光为光学缺陷或屈光缺陷，其中个体的视力因眼睛不能将点目标在视网膜上聚焦到聚焦图像中而模糊不清。散光由角膜的非旋转对称曲率引起。正常的角膜为球面的，而在患有散光的个体中，角膜为非球面的。换句话讲，角膜实际上在一个方向上比在另一个方向上更弯曲或更陡，由此导致图像被拉伸出到两个线焦点中而不是聚焦成单个点。可利用柱面镜片而非球面镜片来消除散光。接触镜片可用于矫正近视、远视、散光以及其它视敏度缺陷。

可使用硬性或刚性透气性接触镜片来矫正角膜散光。在这种情况下，流体或泪膜可能存在于刚性接触镜片的后表面和角膜之间。这种流体或泪膜符合或呈现接触镜片的后表面的形状。由于流体或泪膜的折射率几乎与角膜匹配，因此角膜复曲面度被光学中和或减小。在这些情况下，将不需要复曲面镜片。然而，刚性透气性接触镜片和硬性接触镜片一般来讲不如软性或水凝胶接触镜片舒适。由于软性或水凝胶接触镜片包绕角膜，因此通常不存在流体膜并且眼泪流体更加类似于薄膜。在这种情况下，可能需要复曲面镜片设计。

复曲面镜片为在彼此垂直的两个取向上具有两种不同光焦度的光学元件。本质上，复曲面镜片具有内置于单个镜片中的用于矫正近视或远视的一种光焦度(球面)以及用于矫正散光的一种光焦度(柱面)。用以不同角度取向的相对于眼睛优选地保持的曲率来产生这些光焦度。复曲面镜片可用于眼镜、眼内镜片和接触镜片中。在眼镜和眼内镜片中使用的复曲面镜片通过眼镜架或触觉而相对于眼睛保持固定，由此始终提供最佳的视力矫正。然而，不具有稳定特征的复曲面接触镜片可能趋于在眼睛上旋转，由此临时性地提供亚最佳视力矫正。因此，目前使用的复曲面接触镜片还包括用于在佩戴者眨眼或环视时将接触镜片相对稳定地保持在眼上的机构。对于其中许多不是旋转对称的许多高阶像差而言，还需要位置稳定性和向心性以提供最佳视力矫正。

已知的是，可通过将非旋转对称性矫正特性(诸如，柱面、双焦点、多焦点、波前矫正特性或者光学区的偏心性)赋予到接触镜片的一个或多个表面来实现某些视力缺陷的矫正。还已知的是，需要将某些美容特征(诸如，印刷图案、标记物等)放置在相对于佩戴者眼睛的特定取向中。因此一对非旋转对称接触镜片中的每个非旋转对称接触镜片在佩戴于眼睛上时必须保持特定的取向才有效。当第一次将接触镜片放置在眼睛上时，它必须自动定位或自定位并随后随时间推移保持该位置。然而，一旦接触镜片被定位之后，其往往由于眼睑在眨眼期间施加到接触镜片上的力以及眼睑和泪膜运动而在眼睛上旋转。

通常通过改变接触镜片的机械特性来实现保持接触镜片的在眼睛上的取向。例如，棱镜稳定(包括接触镜片前表面相对于后表面的偏心化、下接触镜片周边的增厚、在接触镜片表面上形成凹陷或隆起、以及截去接触镜片边缘)为已使用的所有方法。

另外，已使用了静态稳定，其中通过使用厚区域和薄区域或其中接触镜片周边的厚度增大或减小的区域来稳定接触镜片。通常，厚区域和薄区域位于接触镜片的周边中且具有围绕竖直和/或水平轴线的对称性。例如，可将两个厚区域中的每个厚区域定位在光学区域的任一侧上，并沿着接触镜片的0-180度轴居中。在另一个示例中，可设计如下的单个厚区域，所述单个厚区域被定位在接触镜片的底部处，从而提供相似于棱镜稳定的类似重量效果，而且还结合厚度从顶部到底部递增的区域，以便利用上眼睑力来稳定接触镜片。重要的是应注意到，较早的技术文献使用术语动态稳定来指我们在本文中所指的静态稳定。因此，对于本发明而言，静态稳定和动态稳定可以互换地使用。

当前稳定区域的挑战在于接触镜片稳定性和舒适性以及与厚度增加相关联的物理限制之间的权衡。在静态稳定区域或动态稳定区域的情况下，稳定区域的坡度在接触镜片中为固定的。用于改善旋转速度的设计改变(诸如增加稳定区域的表面坡度)还增加接触镜片厚度并且可不利地影响舒适度。另外，接触镜片设计必须实现两件事情：(1)插入时旋转到适当取向以及(2)佩戴期间保持该取向。常规设计需要在这两种模式之间对性能进行权衡。

新生儿眼睛的晶状体具有一定程度的柔软性和柔韧性，从而使其极具柔性并且能够具有较大的适应或聚焦程度。随着人们变老，晶状体逐渐变得越加坚硬，并且因此，眼睛的适应程度降低，或者使自然晶状体弯曲，以聚焦到距观察者相对较近的物体上。这种病症被称为老花眼。

正光焦度镜片可用于恢复晶状体所损失的聚焦光焦度。正光焦度镜片可采用老花镜、双焦点眼镜或三焦点眼镜的形式。当个体不需要对距离进行折射校正时，易于使用老花镜。然而，透过老花镜观察时，远处的物体将变模糊。如果个体已经佩戴近视眼镜、远视眼镜和/或散光眼镜，那么可以将正光焦度以双焦点或三焦点镜片的形式添加到现有眼镜。还可佩戴接触镜片来解决老花眼问题。在一种类型的此类镜片中，围绕镜片的几何中心同心地布置远距视区和近距视区。穿过镜片的光学区的光集中并聚焦在眼睛中的多于一个点处。这些镜片常用于同视模式。在同视模式中，对于远距和近距聚焦的镜片光学区的部分可同时从两种物距聚焦光。这是不利的，因为图像质量和图像对比度可能降低。

在分段镜片中，近距视区和远距视区不是围绕镜片的几何中心同心的。分段镜片的佩戴者能够触及镜片的近距视区，因为镜片被构造成允许其自身相对于佩戴者眼睛的瞳孔平移或竖直运动。当镜片的佩戴者向下转移目光，例如以阅读时，该平移式镜片竖直地运动。这将近视部分向上地定位在佩戴者目光的中心中。基本上所有穿过光学区的光均可基于目光而聚焦在眼睛中的单个点处。

一种类型的平移式镜片具有平截形状。即，不同于呈基本上连续圆形或椭圆形的大多数镜片，平截的接触镜片的下部通过使镜片的该部分被切断或缩短而变平。这在镜片的底部处产生基本上平坦的厚边缘。此类镜片的示例性说明示出于多个专利中，包括美国专利7,543,935、美国专利7,430,930、美国专利7,052,132、以及美国专利4,549,794。然而，此类相对平坦的边缘可能趋于降低舒适度。因此希望具有一种没有这种类型的边缘设计，由此提供改善的舒适度的平移式接触镜片。

用于远视、散光和其他光学缺陷的接触镜片一般需要本文所述的非光学特征用于定位和保持镜片在眼睛上的旋转取向。这些特征需要某些权衡，例如舒适度和贴合性用于视敏度。因此，需要在保持高舒适度的同时具有改善的眼睛上性能的接触镜片。

具有改善的贴合性的接触镜片将优选地提供接触镜片在眼睛上的改善的定心、改善的旋转和/或平移以及改善的泪液交换。通过改变接触镜片的边沿或边缘设计，例如对于复曲面镜片来说，可保持在眼睛上的取向，而不需要稳定区或类似的构造。通过改变接触镜片的边沿或边缘设计，可解决远视问题，而不需要复杂的普遍贴合的平移式接触镜片。通过改变接触镜片的边沿或边缘设计，可获得在镜片后的泪膜中的压差，从而改善泪液交换，而不需要显著地改变接触镜片，由此促进提高的临床舒适度。边沿形状可基于包括眼睑几何形状、眼睑张力、眨眼运动特性和角膜/经角膜缘形貌特征在内的眼的解剖结构而优化。

图1示出用于接触镜片的前曲面的已知模具100，该模具具有内部区105和外部区110，以及位于区105和110之间的边界区115。内部区105为凹面，并且对应于接触镜片的前表面的形状。外部区110可为平坦的，诸如盘，其为模具的一部分，但不形成接触镜片的前表面的任何部分。外部区可具有表面特征结构，诸如边沿或突起，以实现制造。边界区115确定接触镜片边沿或边缘的形状。在图1中，镜片边缘将为圆形、平坦的，这意味着内部区105和外部区110之间的交界为圆形的，并且沿着边界区115的每个点位于单个平面中。示出了四个横截面(ab、ac、ad和ae)。这四个横截面具有相同的形状，因为模具相对于穿过点a的对称轴旋转对称。由该模具形成的接触镜片的前表面具有旋转对称的圆形边缘。

具有非旋转对称边沿或边缘的镜片存在诸多挑战，这些挑战在传统镜片模具中不存在。边沿或边缘路径为非旋转对称这一事实要求镜片模具具有定制的特征结构，以在保持当前制造工艺的同时在前曲面和后曲面之间实现完整的边缘接触(和切断)。这一点在高产量制造工艺诸如制造接触镜片时极其重要。

因此，存在对这样的镜片模具需求：该模具能够使用针对镜片诸如软性接触镜片的现有制造工艺生产具有非旋转对称边沿或边缘的镜片。

技术实现要素：

本发明的用于具有非旋转对称边沿或边缘的接触镜片的模具提供制造镜片的方法，该方法通过改变镜片外边缘的平面度、镜片的整体形状或对称性或这两者克服了与上文所简要描述的现有技术相关联的缺点。

本发明的用于具有非旋转对称边沿或边缘的接触镜片的模具提供制造镜片的方法，该方法通过改变镜片外边缘的平面度、镜片的整体形状或对称性或这两者克服了与上文所简要描述的现有技术相关联的缺点。

根据本发明的用于眼科镜片的前曲面的模具包括内部区和外部区，内部区限定眼科镜片的前表面或前曲面并且具有非旋转对称形状，并且外部区具有旋转对称形状。连续的中间区位于内部区和外部区之间。中间区的第一部分与内部区接触，从而限定眼科镜片的前表面或前曲面的非旋转对称边沿或边缘。中间区的第二部分与外部区接触并且为旋转对称的。

可利用现有技术，在相比于现有接触镜片不对成本产生任何显著影响的情况下制造该接触镜片。本发明的接触镜片可与任何类型的接触镜片光学器件一起使用而没有附加的成本，并且被优化以改善临床舒适度和/或生理机能。

可通过本发明的模具制造的具有改善的贴合性的接触镜片可按群体、亚群和/或个体定制。此外，这些接触镜片可与任何类型的接触镜片光学器件或构型一起使用而没有附加的成本，并且经过优化以改善临床舒适度和/或生理机能。

附图说明

通过对本发明的优选实施方案的以下更具体描述，如附图中所示，本发明的上述及其它特征结构和优点将显而易见。

图1为用于接触镜片的前曲面的已知模具的透视图。该模具使得接触镜片具有非旋转对称边沿或边缘。

图2为根据本发明实施方案的用于接触镜片的前曲面的示例性模具的透视图，示出了内部区和外部区以及中间区或区域。该模具使得镜片的前曲面具有非旋转对称边沿或边缘。

图3a为根据本发明实施方案的用于接触镜片的前曲面的模具的横截面侧视图，该模具附连到用于接触镜片的后曲面的模具。示出了前曲面模具的中间区或区域。所得的接触镜片(圆形的)具有为圆形、连续、和非平面的边沿或边缘。

图3b为根据本发明的具有四个横截面ab、ac、ad、ae的图3a模具的顶视图，并且示出了中间区或区域。

图3c为将图3a至图3b的模具的横截面ab和ad与横截面ac和ae进行比较的侧视图。接触镜片的边沿或边缘并不位于如通过虚线所示出的相同平面中。

图4a为根据本发明的具有四个横截面ab、ac、ad和ae的接触镜片模具的顶视图，并且示出了中间区或区域。所得的接触镜片具有非圆形、连续、和非平面的边沿或边缘。

图4b为将图4a的模具的横截面ab和ad与横截面ac和ae进行比较的侧视图。接触镜片的边沿或边缘并不位于由虚线所示出的相同平面中。

图5a为根据本发明的具有四个横截面ab、ac、ad和ae的接触镜片模具的顶视图，并且示出了中间区或区域。所得的接触镜片具有非圆形、不连续、和非平面的边沿或边缘。

图5b为图5a的接触镜片模具的横截面ab和ad的侧视图。图5c为将图5a的模具的横截面ae与横截面ac进行比较的侧视图。接触镜片的边沿或边缘并不位于由虚线所示出的相同平面中。

图6a为根据本发明的具有四个横截面ab、ac、ad和ae的接触镜片模具的顶视图，并且示出了中间区或区域。所得的接触镜片具有非圆形、连续、和平面的边沿或边缘。

图6b为将图6a的模具的横截面ab和ad与横截面ac和ae进行比较的侧视图。接触镜片的边沿或边缘位于由虚线所示出的相同平面中。

具体实施方式

接触镜片由前表面、后表面或底曲面以及边沿或边缘来限定。就本发明的目的而言，边沿或边缘的形状可通过圆形度、连续性和平面性来描述。如果到给定平面上的边沿或边缘突出是圆形的，则边沿或边缘是圆形的，否则边沿或边缘是非圆形的。如果边缘是被归类为至少为c1类曲面的曲面，则边沿或边缘是连续的。在这种意义上讲，连续被定义为平滑且闭合的形状，这意味着斜率(即，曲面的第一阶导数)是连续的，否则边沿或边缘是不连续的。如果边沿或边缘完全位于单个平面中，则其为平面的，否则为非平面的。

本发明涉及用于眼科镜片诸如接触镜片的前曲面的模具，该模具使能够制造具有非旋转对称边沿或边缘的镜片。具体地，根据本发明的前曲面模具允许将现有软模制制造工艺用于软性接触镜片。根据本发明的用于前曲面的模具具有中间区或区域，该中间区或区域在不同的模具区之间保持表面连续性，同时提供具有非旋转对称边沿或边缘的镜片。在示例性实施方案中，前曲面模具提供具有为非圆形、不连续、非平面的或它们的任意组合中至少一种的边沿或边缘的接触镜片。

现在参见图2，根据本发明的前曲面镜片模具200包括内部区205和外部区210，内部区形成所得镜片的前曲面，外部区不形成所得镜片的任何部分。内部区205具有非旋转对称形状，并且外部区210具有旋转对称形状。不同于图1中所示出的镜片模具，内部区205和外部区210不相交。

根据本发明，中间区或区域215位于内部区205和外部区210之间。为了确保模具的表面连续性，1)中间区215的第一部分与内部区205接触，由此限定非旋转对称边沿或边缘220，并且2)中间区或区域215的第二部分与外部区210接触并且限定旋转对称边沿或边缘225。

根据本发明，中间区或区域215不具有已知的三维(3d)几何形式。因此，中间区215不具有闭合形式方程。而是可将中间区215描述为几何形状根据经线而变化的二维(2d)可变表面。即，一个或多个横截面中的形状可能不同。限定该中间区215的另一种方式是通过以下操作来限定二维可变表面：将位于单个平面中的旋转对称边缘225连接到期望的非旋转对称镜片边缘几何形状(例如边缘220)，该边缘几何形状可能是非圆形、非平面、不连续的并且用线、曲面、多项式或可生成可变表面的多个曲面的组合连接这两个边缘，可变表面有利于模具的两个半边的相互作用，包括模具插入、模制和模具移除。尽管在附图中示出了横截面ab、ac、ad和ae，但应当理解可以使用额外的经线来描述中间区的可变表面。中间区接触内部区的部分的形状取决于所得镜片边沿或边缘的期望形状。在具体的实施方案中，中间区可由线、曲面、多项式或多个曲面的组合来限定以便有利于模制工艺。

现在参见图3a，示出了根据本发明的前曲面接触镜片模具300的一部分以及后表面接触镜片模具303的侧视图。示出了前曲面模具300的内部区305和外部区310。位于模具之间的所得接触镜片是圆形的。在该示例性实施方案中，中间区或区域315为二维线条。接触镜片具有为圆形、连续、和非平面的边沿或边缘320。

图3b为示于图3a中的模具300、303的顶视图，其中示出了中间区315、镜片边沿320以及横截面ab、ac、ad和ae。

图3c示出将图3a至图3b的模具的横截面ab和ad的部分与横截面ac和ae的部分进行比较的侧视图。虚线示出镜片边沿或边缘320不位于单个平面中。

现在参见图4a，示出用于具有非圆形、连续、和非平面的边沿或边缘420的接触镜片的前模具和后模具的顶视图。示出了根据本发明的前曲面模具的中间区415以及横截面ab、ac、ad和ae。

图4b示出将图4a的模具的前曲面接触镜片模具400和后曲面模具403的横截面ab和ad与横截面ac和ae进行比较的侧视图。示出了前曲面模具的内部区405、外部区410以及中间区或区域415。虚线示出横截面ab和ad的镜片边沿或边缘420处于与横截面ac和ae的镜片边沿或边缘420不同的平面，这是由于边沿或边缘为非圆形、和非平面这一事实。

现在参见图5a，示出用于具有非圆形、不连续、和非平面的边沿或边缘520的接触镜片的前模具和后模具的顶视图。示出了根据本发明的中间区515以及横截面ab、ac、ad和ae。

图5b示出将图5a的横截面ab和ad的前曲面接触镜片模具500和后曲面接触镜片模具503进行比较的侧视图。示出了内部区505、外部区510以及中间区515。图5c示出将图5a的横截面ae与图5a的横截面ac进行比较的侧视图。虚线示出横截面ac的镜片边缘或边沿520处于与横截面ae的镜片边沿或边缘520不同的平面，这是由于边沿或边缘为非圆形、不连续、和非平面这一事实。

现在参见图6a，示出了用于具有非圆形、连续、平面的边沿或边缘620的接触镜片的模具的顶视图。示出了根据本发明的前曲面模具的中间区615以及横截面ab、ac、ad和ae。

图6b示出将图6a的模具的前曲面接触镜片模具600和后曲面接触镜片模具603的横截面ab和ad与横截面ac和ae进行比较的侧视图。示出了内部区605、外部区610以及中间区或区域615。虚线示出横截面ab和ad的镜片边缘或边沿620处于与横截面ac和ae的镜片边沿或边缘620相同的平面中，这是由于接触镜片的边沿或边缘为平面这一事实。

尽管所示和所述的内容据信是最为实用和最优选的实施方案，但显而易见，对所述和所示的具体设计和方法的变更将为本领域中的技术人员提供借鉴，并且在不脱离本发明实质和范围的情况下可使用这些变型。本发明并不局限于所述和所示的具体构造，而是应当构造为与可落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。