眼科透镜成形制造技术

描述了包括由非晶粘弹性材料制成并具有光学设计的附加透镜(24)的装置和方法。通过将附加透镜(24)加热到非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度，以及使附加透镜(24)成形，来改变附加透镜(24)的曲率以符合基础眼镜透镜(22)的曲率，而不导致附加透镜(24)的光学设计的损失。随后，附加透镜(24)粘附到基础眼镜透镜(22)。附加透镜(24)的光学设计使得在粘附到基础眼镜透镜(22)时，被粘附的基础眼镜透镜(22)和附加透镜(24)提供具有期望的光学处方的组合透镜(20)。还描述了其它应用。光学处方的组合透镜(20)。还描述了其它应用。光学处方的组合透镜(20)。还描述了其它应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】眼科透镜成形
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求以下申请的优先权：
[0003]Halahmi等人于2020年3月31日提交的，标题为“Shaping an ophthalmic lens”的第63/002,388号美国临时专利申请，以及
[0004]Halahmi等人于2020年3月31日提交的，标题为“Stress
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release procedure for an ophthalmic lens”的第63/002,393号美国临时专利申请。
[0005]上面引用的两个美国临时申请均通过引用并入本文。
[0006]本专利技术的实施例的领域
[0007]本专利技术的一些应用总体上涉及眼科透镜(ophthalmic lenses)。特别地，一些应用涉及使眼科透镜成形。
[0008]背景
[0009]眼科透镜通常由非晶粘弹性聚合物(其表现出弹性和塑性两种性质)制成。在具有纯弹性性质的理论材料中，应变作为应力的响应立即表现出来。在具有纯塑性性质的理论材料中，应力引起的应变以相对于施加到材料上的应力的延迟(从几毫秒到几年)表现出来。与塑性相关的现象有蠕变(creep)(其中只要向塑性材料施加应力，应变就会连续地变化)和松弛(其中只要塑性材料保持在预定尺寸并具有内部预加载应力，应力就会下降)。
[0010]当理论上的纯塑性材料被以正弦方式变化的应力加载时，所产生的应变被检测到，但在一个延迟之后才检测到，这可以被表征为相移。现实世界中的材料通常是粘弹性的(viscoelastic)，同时表现出塑性性质和弹性性质。粘弹性材料表现出相移，但比理论上纯塑性材料的相移要小。图1表明了这一点，图1示出了正弦应力
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时间曲线和所得到的正弦应变
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时间曲线，应变
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时间曲线相对于应力
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时间曲线发生相移。
[0011]粘弹性材料对向材料施加机械能的响应可以通过它的储能模量(storage module)(E
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)和它的损耗模量(loss module)(E”)来表征，这两个模量都与温度有关。材料的储能模量是对其弹性行为的度量，即施加到材料上的机械能在沿着聚合物链的键拉伸中储存(以便在恢复过程中进行释放)的程度。损耗模量是对材料塑性行为的度量，即施加到材料上的机械能由于聚合物链之间的内部摩擦而损失的程度(这些能量没有被储存和随后释放)。另一参数(其也与温度有关并且被称为材料的损耗角正切(Tan Delta))测量在任何温度下损耗模量与储能模量的比。因此，材料的损耗角正切是材料耗散和尺寸不稳定的趋势的度量。如所述，通常，上述所有三个参数(即储能模量、损耗模量和损耗角正切)随着材料温度的变化而变化。上述这些参数是通过使用动态机械分析(也称为“DMA分析”)对材料进行分析来确定的。
[0012]老花眼是一种逐渐影响大多数40岁以上人群的疾病。这种疾病会导致清晰地聚焦在近距离物体上的能力逐渐恶化。老花眼通常用多焦点眼镜、渐进眼镜(progressive eyeglasses)或隐形眼镜治疗，因为激光辅助的原位角膜磨镶术(keratomileusis)(即LASIK)和其他类型的手术不适合治疗这种疾病。
[0013]矫正透镜用于眼镜中以矫正老花眼和其他调节障碍。许多患有老花眼的人还患有
近视眼(即近视)。针对这些人的基本解决方案是使用多焦点眼镜透镜。多焦点眼镜透镜包含两个或更多个透镜焦度，其中每个焦度适用于处于相应距离的物体。双焦点眼镜包含两个透镜焦度；三焦点眼镜包含三个透镜焦度。渐进眼镜透镜的特征在于增加透镜焦度的梯度。梯度从佩戴者的距离处方开始，并在透镜的下部达到最大附加焦度或全读数附加值。透镜中间的附加值通常在中间范围内实现清晰的视觉，例如阅读计算机屏幕上的文本。透镜表面上的渐进焦度梯度的长度取决于透镜的设计，其中最终的附加焦度通常在0.50屈光度和3.50屈光度之间。规定的附加值取决于患者的老花眼程度。
[0014]实施例的概述
[0015]根据本专利技术的一些应用，一个或更多个透镜由基础透镜和粘附到基础透镜的附加透镜制成。对于一些应用，附加透镜是渐进透镜，而基础透镜是单焦点矫正透镜(例如，远视矫正透镜)，其中附加透镜的光学设计使得在粘附到基础透镜时，组合透镜成为匹配期望处方的渐进透镜。
[0016]如上文背景部分所述，粘弹性材料对向材料施加机械能的响应可以通过它的储能模量(E
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)和它的损耗模量(E”)来表征。材料的储能模量是对其弹性行为的度量，即施加到材料上的机械能在沿着聚合物链的键拉伸中储存(以在恢复过程中释放)的程度。损耗模量是对材料塑性行为的度量，即施加到材料上的机械能由于聚合物链之间的内部摩擦而损失的程度(这些能量没有被储存和随后释放)。另一个参数，被称为材料的损耗角正切，测量损耗模量与储能模量的比。因此，材料的损耗角正切是材料耗散和尺寸不稳定的趋势的度量。通常，上述所有三个参数(即储能模量、损耗模量和损耗角正切)随着材料温度的变化而变化。上述这些参数是通过使用动态机械分析(也称为“DMA分析”)对材料进行分析来确定的。
[0017]通常，附加透镜由非晶粘弹性聚合物制成，并且根据上文所述的需要，最初被形成为呈现给定的透镜光学设计(例如，当粘附到基础透镜时，基础透镜和附加透镜的组合形成渐进透镜)。例如，附加透镜最初可以使用诸如注射成型、注射压缩成型、压缩成型、冲压、3D打印和/或铸造的形成工艺来形成。为了将附加透镜粘附到基础透镜，通常期望附加透镜经历进一步的成形工艺，以使附加透镜的曲率符合基础透镜的曲率。特别地，粘附到基础透镜的附加透镜的表面需要被成形为基本符合该附加透镜所粘附到的基础透镜的表面。应当注意，在一些情况下，附加透镜的曲率被制成略大于基础透镜的曲率，以促进本文所述的粘附过程。此外，应当注意，在一些情况下，并且特别是如果附加透镜的曲率和基础透镜的曲率彼此相似，则不必在粘附步骤之前使附加透镜成形。然而，专利技术人已经发现，附加透镜和基础透镜的组合的很大一部分通常需要如本文所述的成形技术被持久地应用于附加透镜。当眼科处方包括具有相关联的柱面轴值的柱面时尤其如此，柱面倾向于对基础透镜的凹曲率产生影响。
[0018]注意，使附加透镜重新成形以使附加透镜的曲率符合基础透镜的曲率的替代方案是最初将附加透镜成形为使得附加透镜具有所期望的光学设计并且还被成形为符合基础透镜的形状。然而，这将极大地增加零售商或光学实验室需要储备的附加透镜的数量，因为有必要储备具有给定光学设计但具有不同曲率的附加透镜的单独库存单元，以便符合相应的不同形状的基础透镜。(如上所述，当眼科处方包括具有相关联的柱面轴值的柱面时尤其如此，柱面倾向于对基础透镜的凹曲率产生影响。)替代地，这将意味着附加透镜将不得不(基于患者的光学要求和基础透镜的选择)以定制的方式制造，在这种情况下，使用基础透
镜和附加透镜而不是使用传统制造技术制造渐进透镜的许多优点将会丧失。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种与基础眼镜透镜一起使用的方法，所述方法包括：由非晶粘弹性材料形成附加透镜，使得所述附加透镜具有光学设计；通过以下步骤改变所述附加透镜的曲率，使得所述附加透镜的曲率符合所述基础眼镜透镜的曲率，而不导致所述附加透镜的所述光学设计的损失：将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度；以及当所述附加透镜处于所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的所述温度时，使所述附加透镜成形为使得所述附加透镜的曲率符合所述基础眼镜透镜的曲率；以及随后，将所述附加透镜粘附到所述基础眼镜透镜，所述附加透镜的光学设计使得在粘附到所述基础眼镜透镜时，被粘附的基础眼镜透镜和所述附加透镜提供具有期望的光学处方的组合透镜。2.根据权利要求1所述的方法，其中，加热所述附加透镜包括将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度，并且加热到比所述非晶粘弹性材料的损耗角正切处于其峰值的温度更低的温度。3.根据权利要求1所述的方法，其中，加热所述附加透镜包括将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度，并且加热到比所述非晶粘弹性材料的损耗角正切处于其峰值的温度低至少5摄氏度的温度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述非晶粘弹性材料形成所述附加透镜包括由非晶热塑性材料形成所述附加透镜。5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度包括促进所述附加透镜的成形，而所述附加透镜不保持显著的内应力。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基础眼镜透镜包括单焦点光学矫正透镜，并且其中，将所述附加透镜粘附到所述基础眼镜透镜包括形成提供期望的光学处方的组合渐进透镜。7.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述附加透镜成形包括，当所述附加透镜处于所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的所述温度时，在0.1秒至1小时之间的时间段内使所述附加透镜成形。8.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述非晶粘弹性材料形成所述附加透镜以使所述附加透镜具有光学设计包括：使用形成工艺来由所述非晶粘弹性材料形成所述附加透镜，所述形成工艺选自由以下项组成的组：注射成型、注射压缩成型、压缩成型、冲压、3D打印、铸造及这些项的任意组合。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中，将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度包括将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.3与0.8之间的温度。10.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.3与0.8之间的温度包括将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.5与0.8之间的温度。11.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中，将所述附加透镜加热到所述非晶粘
弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度包括将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.5之间的温度。12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.5之间的温度包括将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.3之间的温度。13.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中，所述附加透镜涂覆有功能涂层，并且其中，改变所述附加透镜的曲率使得所述附加透镜的曲率符合所述基础眼镜透镜的曲率包括：改变所述功能涂层的曲率而不导致所述功能涂层的功能的损失。14.根据权利要求13所述的方法，其中，改变所述功能涂层的曲率而不导致所述功能涂层的功能的损失包括改变所述功能涂层的曲率而不向所述附加透镜引入显著应力。15.根据权利要求13所述的方法，其中，改变所述功能涂层的曲率而不导致所述功能涂层的功能的损失包括改变所述功能涂层的曲率而不向所述功能涂层引入显著应力。16.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述附加透镜加热到所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度包括将所述附加透镜加热到制成所述功能涂层的材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的温度。17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述附加透镜涂覆有硬涂层，并且其中，改变所述功能涂层的曲率而不导致所述功能涂层的功能的损失包括改变所述硬涂层的曲率而不向所述硬涂层引入显著应力。18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述附加透镜涂覆有硬涂层，并且其中，改变所述功能涂层的曲率而不导致所述功能涂层的功能的损失包括改变所述硬涂层的曲率而不向所述附加透镜引入显著应力。19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述附加透镜涂覆有硬涂层，并且其中，改变所述功能涂层的曲率而不导致所述功能涂层的功能的损失包括改变所述硬涂层的曲率而不使所述硬涂层开裂。20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述附加透镜涂覆有选自由以下项组成的组中的功能涂层：硬涂层、抗反射涂层、超疏水涂层、抗静电涂层、清洁涂层、蓝光滤光器、反射涂层、抗UV涂层、光致变色涂层、偏振涂层及这些项的任意组合。21.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中，使所述附加透镜成形包括，当所述附加透镜处于所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的所述温度时，对所述附加透镜施加每平方厘米0.01
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100kg的压力。22.根据权利要求21所述的方法，其中，使所述附加透镜成形包括，当所述附加透镜处于所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的所述温度时，对所述附加透镜施加每平方厘米0.2
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1kg的压力。23.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中，使所述附加透镜成形为使得所述附加透镜的曲率符合所述基础眼镜透镜的曲率包括：将所述附加透镜的曲率改变超过正/负2屈光度。24.根据权利要求23所述的方法，其中，使所述附加透镜成形为使得所述附加透镜的曲率符合所述基础眼镜透镜的曲率包括：将所述附加透镜的曲率改变高达正/负4屈光度。25.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，还包括在将所述附加透镜粘附到所述基础
眼镜透镜之后，对所述附加透镜施加热处理，以释放来自所述附加透镜的应力。26.根据权利要求25所述的方法，还包括在将所述附加透镜粘附到所述基础眼镜透镜之后，对所述组合透镜施加压力处理，以去除可能位于所述附加透镜与所述基础透镜之间的任何空置体积。27.根据权利要求25所述的方法，还包括，在将所述附加透镜粘附到所述基础眼镜透镜之后，对所述组合透镜施加压力处理，以去除可能设置在所述附加透镜与所述基础透镜之间的任何气泡。28.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中，使所述附加透镜成形包括，当所述附加透镜处于所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的所述温度时，使用由相对软的材料制成的压力施加表面将所述附加透镜压入模具中。29.根据权利要求28所述的方法，其中，当所述附加透镜处于所述非晶粘弹性材料的损耗角正切在0.2与0.8之间的所述温度时使所述附加透镜成形包括：经由所述压力施加表面直接加热所述附加透镜。30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述压力施加表面包括垫，并且其中，经由所述压力施加表面直接加热所述附加透镜包括使用设置在所述垫内的加热流体直接加热所述附加透镜。31.根据权利要求29所述的方法，其中，经由所述压力施加表面直接加热所述附加透镜包括经由耦合到所述压力施加表面的螺旋加热元件直接加热所述附加透镜。32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述螺旋加热元件的相邻绕组之间的间隙从螺旋的中心向螺旋的外部减小。33.根据权利要求28所述的方法，其中，所述压力施加表面由硬度小于90肖氏A的材料制成。34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述压力施加表面由硬度在20肖氏A与85肖氏A之间的材料制成。35.一种方法，包括：将第一透镜粘附到第二透镜，以形成具有给定光学设计的组合透镜，所述粘附包括：将所述第一透镜和所述第二透镜放置在对应的第一压力室和第二压力室中，其中在所述第一透镜与所述第二透镜之间设置有粘合剂层，所述第一压力室和所述第二压力室中的每一个内的压力是独立可...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊扎尔，
申请(专利权)人：艾得安光学有限公司，
类型：发明
国别省市：