專利名稱：無(wú)接合部的鏡片和制造這種透鏡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及鏡片的設(shè)計(jì)，具體涉及無(wú)接合部的鏡片和制造這種具有無(wú)接合部三維表面鏡片的方法。
隱形眼鏡的設(shè)計(jì)一般包括許多步驟。經(jīng)常首先根據(jù)眼角膜的形狀和要求的角膜-透鏡匹配關(guān)系設(shè)計(jì)透鏡的后表面。然后形成透鏡的前表面，以獲得對(duì)眼睛必須的折射矯正和要求的透鏡性能。這種性能取決很多因素，包括透鏡質(zhì)量分布以及其它的結(jié)構(gòu)因素，為了達(dá)到與眼瞼的有效的相互配合，以獲得要求的透鏡運(yùn)動(dòng)和透鏡位置，需要一定的透鏡質(zhì)量分布，其它的結(jié)構(gòu)性因素可以確保戴眼鏡人舒適程度，但不限于這些因素。
眾所周知，正常人眼角膜的表面形狀通常不是球面的。例如，眾所周知，眼的角膜表面為一種曲面，該曲面從眼角膜的中心到四周一般是變平的。產(chǎn)生更平的周邊透鏡表面和在透鏡邊緣和位于下面的角膜/結(jié)膜之間產(chǎn)生滿足要求的邊緣間隙的通常方法將會(huì)產(chǎn)生一系列的錐形部分曲面，各個(gè)錐形部分曲面的曲率半徑大于前一個(gè)錐形部分曲面(即比前一個(gè)錐形部分曲面更平)。已經(jīng)采用一系列的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱表面部分用二維來描述常規(guī)隱形眼鏡裝置的前表面和后表面。這些表面可以偏離對(duì)稱軸或者不偏離對(duì)稱軸。
因此常規(guī)設(shè)計(jì)的透鏡用二維進(jìn)行描述，例如，用一系列的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱表面部分進(jìn)行描述，因此可以用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述。通過例如對(duì)各部分的仿樣函數(shù)或者多項(xiàng)式或者彎曲進(jìn)行組合可使得二維表面部分的數(shù)學(xué)描述平滑和連續(xù)。這種平滑的連續(xù)的表面可認(rèn)為是不存在組合，或者是無(wú)接合部的。具有結(jié)點(diǎn)的鏡片表面具有一些部分，這些部分在突變點(diǎn)相交，這些突變點(diǎn)造成不舒適和/或者造成一個(gè)或者多個(gè)透鏡性能的降低。因此，最好形成一種具有一個(gè)或者多個(gè)基本上無(wú)接合部表面的鏡片。
Ducharme的美國(guó)專利No.5452031公開一種隱形眼鏡和制造一種具有無(wú)接合部平滑表面的隱形眼鏡的方法，該專利已作為參考文獻(xiàn)包含在本文中。具體是，Ducharme的專利公開一種方法，該方法先確定角膜表面和參照曲面之間的關(guān)系，由此確定隱形眼鏡表面形狀。根據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)用分段多項(xiàng)式和仿樣函數(shù)可得到參照曲面。計(jì)算機(jī)控制的車床可以接收仿樣數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生表示所需切削透鏡形狀的信號(hào)。
Vayntraub的美國(guó)專利No.815237提出一種制造隱形眼鏡的方法，該透鏡具有用指數(shù)函確定的外圍區(qū)域表面，該專利已作為參考文獻(xiàn)整個(gè)包含在本文中。Vayntraub的美國(guó)專利No.5815236類似地公開一種隱形眼鏡的方法，該透鏡具有用對(duì)數(shù)函數(shù)確定的外圍區(qū)域表面，該專利也作為參考文獻(xiàn)包含在本文中。
雖然可以比先前的球形隱形眼鏡形狀更接近于人眼的曲面，但是這些現(xiàn)有的常規(guī)透鏡計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法還是基于應(yīng)用多項(xiàng)式和仿樣內(nèi)插法，或者基于應(yīng)用指數(shù)函和對(duì)數(shù)函數(shù)，所以造成透鏡仍局限二維描述表面形狀。
正常人的眼角膜表面形狀通常是獨(dú)一無(wú)二的，包括不規(guī)則區(qū)域，不對(duì)稱區(qū)域和非球面區(qū)域，這種區(qū)域不能用二維進(jìn)行充分的描述。同樣，不能用二維充分描述需要達(dá)到最佳透鏡性能的透鏡前表面形狀或者后表面形狀。具體是，在這些情況下常規(guī)的二維計(jì)算機(jī)輔助透鏡設(shè)計(jì)方法是不夠的。
在后表面或者前表面中的一個(gè)或者多個(gè)表面涉及非對(duì)稱組成部分即轉(zhuǎn)動(dòng)非對(duì)稱組成部分時(shí)，用二維方法設(shè)計(jì)透鏡是不能滿足要求的。雖然計(jì)算機(jī)控制制造技術(shù)在近年來有助于制造透鏡，但是這種技術(shù)實(shí)際上只有有限應(yīng)用，不能滿足設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有一個(gè)或者多個(gè)非對(duì)稱組成部分的透鏡的要求，具體是，不適合用在眼睛上或者眼睛內(nèi)的透鏡，例如，隱形眼鏡、眼內(nèi)透鏡和放在角膜上的透鏡。這是因?yàn)橥哥R設(shè)計(jì)的現(xiàn)在工藝需要通過平均和合成許多二維表面來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行假定和折中。這種假定和折中可能降低透鏡性能，既降低光學(xué)性能，又降低使用人的舒適性。
最好提出一種新的鏡片和設(shè)計(jì)與制造這種鏡片的方法，這種鏡片和制造方法可以克服現(xiàn)有透鏡、透鏡設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方法中一個(gè)或者多個(gè)問題。
發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)提出新的鏡片和設(shè)計(jì)與制造這種鏡片的方法。本發(fā)明的透鏡和方法顯著優(yōu)于常規(guī)的透鏡和方法，因?yàn)樘峁┑溺R片具有基本上無(wú)接合部的光滑三維表面，這些三維表面包括一個(gè)和多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)非對(duì)稱組成部分。用本發(fā)明方法生產(chǎn)的透鏡包括適合于用在眼睛上或者眼睛內(nèi)的鏡片，例如所有類型的隱形眼鏡如復(fù)曲面隱形眼鏡、單焦點(diǎn)和多焦點(diǎn)隱形眼鏡等、眼內(nèi)透鏡(IOL)如前眼房眼內(nèi)透鏡、后眼房眼內(nèi)透鏡等、放在角膜上的透鏡如固定在角膜上的透鏡、放在或者附著角膜內(nèi)的透鏡等，但不限于這些透鏡。另外，在角膜折射的激光手術(shù)期間可以利用本發(fā)明的方法，例如用來成形眼角膜。
本發(fā)明提供一種設(shè)計(jì)和制造鏡片的方法，該透鏡具有一個(gè)或者多個(gè)基本上平滑的無(wú)接合部三維表面，例如其中，一個(gè)表面或者多個(gè)表面可以具有一個(gè)或者多個(gè)非對(duì)稱組成部分。本發(fā)明的范圍還包括這種透鏡、用來制造這種透鏡的工具模芯和模具部分以及制造這種工具模芯和模具部分的方法。
與先有技術(shù)相比，本發(fā)明有利地提供一個(gè)或者多個(gè)附加的自由度，以便在透鏡設(shè)計(jì)中控制透鏡形狀、表面輪廓、質(zhì)量分布、屈光位置(optical power location)等參數(shù)。因此，本發(fā)明提高了鏡片性能，例如，舒適性、適配性、視力和/或者透鏡的配置。
還應(yīng)當(dāng)看到，本發(fā)明方法在用于對(duì)稱約束條件原本是缺點(diǎn)的透鏡設(shè)計(jì)時(shí)，特別有利。例如，本方法很適合于設(shè)計(jì)復(fù)曲面隱形眼鏡，例如包含后部復(fù)曲面光學(xué)區(qū)域和前表面的復(fù)曲面隱形眼鏡，該前表面成形為使透鏡具有合適的屈光度和厚度分布，從而以平衡方式有利于透鏡的取向和穩(wěn)定。
本發(fā)明可以確保提高鏡片尺寸和表面的重現(xiàn)性。本發(fā)明還有效地補(bǔ)全已經(jīng)用來制造眼鏡透的現(xiàn)代CNC車床。
在本發(fā)明的一個(gè)廣泛方面中，提供了制造鏡片的方法，這些方法一般包括以下步驟根據(jù)特定表面例如特定的眼角膜表面(透鏡使用人的眼角膜表面)，或者特定的要求的透鏡前表面提供或者確定選出的樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；采用至少一種算法在樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插法運(yùn)算，從而確定模擬的三維特定表面，該模擬的三維特定表面最好與例如該特定表面相關(guān)，或者至少部分基于該特定表面；形成具有該模擬三維特定表面的鏡片。最好在例如內(nèi)插計(jì)算步驟中將該模擬設(shè)計(jì)表面準(zhǔn)確確定為平滑的基本上無(wú)接合部的三維表面。在一個(gè)實(shí)施例中，在內(nèi)插運(yùn)算步驟期間采用樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)和一個(gè)或者多個(gè)因素或者一個(gè)或者多個(gè)透鏡設(shè)計(jì)參數(shù)之間關(guān)系來確定該模擬三維表面。形成步驟最好使得鏡片具有要求的透鏡設(shè)計(jì)參數(shù)，這些參數(shù)包括要求的一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)矯正、尺寸、結(jié)構(gòu)、眼角膜和透鏡后表面之間的空間或者間隙以及其它要求的光學(xué)適配關(guān)系等，但不限于這些參數(shù)。
最好采用本發(fā)明方法來生產(chǎn)隱形眼鏡，該隱形眼鏡具有不限于用二維轉(zhuǎn)動(dòng)表面確定輪廓的表面。相反，本發(fā)明透鏡最好由一個(gè)或多個(gè)平滑的基本上無(wú)接合部的三維表面形成，包括獨(dú)一無(wú)二的或者按照使用人眼睛定作的任何轉(zhuǎn)動(dòng)非對(duì)稱組成部分。這樣便改進(jìn)了透鏡/角膜的適配關(guān)系和/或者改進(jìn)了前表面形狀，達(dá)到了要求的物理、生理透鏡運(yùn)動(dòng)和/或者視力矯正的目的。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了鏡片，該鏡片包括透鏡主體，該主體最好做成為適合配置在眼睛內(nèi)和眼睛上，具有前表面和大體相對(duì)的后表面。前表面和后表面中的至少一個(gè)表面是基本上光滑的無(wú)接合部的三維表面。該無(wú)接合部的表面可以是非對(duì)稱表面。
雖然為了例示目的，本發(fā)明的說明強(qiáng)調(diào)了隱形眼鏡和制造隱形眼鏡的方法，但是應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明適合用于一般的鏡片，最好用于適合裝在眼睛內(nèi)或者眼睛上的鏡片以及這種鏡片的制造方法。這些透鏡和方法均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明適合于采用任何適當(dāng)?shù)募庸し椒ɑ蛘呗?lián)合這些加工方法來制造這種鏡片。在一個(gè)有效的實(shí)施例中，本發(fā)明結(jié)合常規(guī)鑄造造型技術(shù)例如可用來初始設(shè)計(jì)工具模芯，該模芯的表面大體對(duì)應(yīng)于所需透鏡的表面。如技術(shù)人員周知的，可以用工具模芯或工具來形成模具部分，該模具部分一般構(gòu)成最后透鏡制品表面的負(fù)模型(negative impression)。
例如，該工具模芯具有用本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的三維基本上無(wú)接合部表面，將該工具模芯配置在模塑裝置中，例如配置在常規(guī)設(shè)計(jì)的模塑裝置中。將可模塑的混合物例如聚合物材料或者聚合物材料的混合物引入到模塑裝置中，并在一定條件下進(jìn)行處理，由此形成具有工具表面負(fù)模型的模具部分。用工具形成的模具部分可以是后表面模具部分或者前表面模具部分，這取決于工具模芯的設(shè)計(jì)。換言之，工具表面一般對(duì)應(yīng)于要制作的鏡片的后表面或者前表面。
通常，將模具部分與互補(bǔ)的模具部分組裝在一起，在其間形成透鏡形狀的模腔。然后將隱形眼鏡的前體材料加入到透鏡形模腔中。在脫?；蛘邚哪＞卟糠种腥〕龊蠹纯傻玫酵哥R制品，接著對(duì)脫模的隱形眼鏡制品進(jìn)行后形成加工處理。這些處理包括水合、消毒、包裝等。這些步驟是周知的，不是本發(fā)明考慮的部分。
按照本發(fā)明，工具模芯包括不規(guī)則的或者非對(duì)稱的表面輪廓，這些輪廓是按照使用人的眼定作的或者獨(dú)一無(wú)二的輪廓，或者是不能用二維曲面或者內(nèi)插法確定的基本上無(wú)接合部表面的輪廓。最好用一種方法設(shè)計(jì)工具模芯，該方法包括根據(jù)規(guī)定的三維表面，例如根據(jù)規(guī)定的角膜表面，或者規(guī)定的或要求的透鏡前表面，提供或者確定樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；采用至少一種算法在該數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，以得到模擬的三維指定表面；然后，在工具模芯例如在加工的模芯坯上形成該模擬的三維表面。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，鑄造模制的鏡片，例如隱形眼鏡具有改進(jìn)的適配性和/或者前表面形狀和/或者視力矯正性能和/或者其它的性能，比用常規(guī)的或先有技術(shù)的鑄造模制透鏡，例如比用對(duì)稱工具模芯、圓錐工具模芯和球形工具模芯常規(guī)生產(chǎn)的透鏡有改進(jìn)。
本發(fā)明的方法還可以與另外一種透鏡制造技術(shù)聯(lián)用。例如，可以將算法與例如車床或者磨床的透鏡表面成形裝置結(jié)合，但不限于這些裝置。例如可以用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的表面切削工具直接在透鏡坯子上進(jìn)行切削，形成模擬的規(guī)定三維表面。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了整形眼角膜的方法。這種方法包括根據(jù)三維已矯正眼角膜表面，提供或者確定樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)，該三維已矯正眼角膜表面是要在病人眼角膜上設(shè)置的眼角膜表面，以便得到要求的結(jié)果，例如要求的視力矯正；用至少一種算法在樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，從而產(chǎn)生平滑的基本上為無(wú)接合部的模擬三維表面；將角膜表面成形為接近模擬的三維表面，由此得到對(duì)角膜的光學(xué)矯正。在一個(gè)有效的實(shí)施例中，該方法還包括根據(jù)病人角膜未矯正表面的三維表面提供樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；用至少一種算法在樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，從而得到平滑上基本上無(wú)接合部的模擬三維未矯正表面，然后將該表面應(yīng)用在設(shè)置步驟中。
本發(fā)明可以有效確定整形角膜所需要的程度，以達(dá)到視力矯正。該模擬三維矯正角膜表面是提供所需例如視力矯正的矯正的表面。根據(jù)未矯正角膜樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)插計(jì)算得到的未矯正表面代表整形之前的角膜表面。因此，可以確定從角膜原來未矯正形狀整形到要求的或者矯正的角膜形狀所需的整形程度，以達(dá)到要求的矯正。
整形本身可以用任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行，該方法適合于用本發(fā)明進(jìn)行控制。在一個(gè)特別有用的實(shí)施例中，提供的矯正步驟包括用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的激光系統(tǒng)切除眼角膜表面，像通常用來整形眼角膜表面一樣。進(jìn)行矯正的步驟包括在眼角膜表面上例如在對(duì)稱的眼角膜表面上形成非對(duì)稱表面。
在本文中說明的每一個(gè)特征以及兩個(gè)或多個(gè)這種特征的每一個(gè)聯(lián)合均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要這些包含在這種聯(lián)合中的特征不相互矛盾。
下面參考附圖進(jìn)行說明，由此可以更容易理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，這些附圖是圖1示出是放在眼表面上隱形眼鏡的簡(jiǎn)化橫截面示意圖；圖2a、2b和2c分別示出包含厚度數(shù)據(jù)、通過透鏡中心的水平橫截面的標(biāo)稱徑向厚度分布的前視示意圖以及按照本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱球面隱形眼鏡的側(cè)視圖。用虛線形成的區(qū)域(2a)表示基本上不同表面類型相鄰區(qū)域之間的過渡區(qū)域；圖3a、3b和3c分別示出包含厚度數(shù)據(jù)、通過透鏡中心的水平橫截面的標(biāo)稱徑向厚度分布的前視示意圖以及按照本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)非對(duì)稱復(fù)曲面隱形眼鏡的側(cè)視圖。用虛線為界的區(qū)域(3a)表示基本上不同表面類型相鄰區(qū)域之間的過渡區(qū)域；圖4是前視截面圖，圖中包括按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的復(fù)雜設(shè)計(jì)隱形眼鏡的厚度數(shù)據(jù)。以虛線為界的區(qū)域表示基本上不同表面類型相鄰區(qū)域之間的過渡區(qū)域；圖5a和5b分別示出圖2a-2c所示徑向?qū)ΨQ透鏡的后表面/角膜的間隙(α)和徑向厚度(δ)分布的三維示意圖；圖6a和6b示出圖3a-3c所示復(fù)曲面透鏡的后表面/角膜的間隙(α)和徑向厚度(δ)分布的三維示意圖；以及圖7a和7b示出圖4所示復(fù)雜設(shè)計(jì)透鏡的后表面/角膜的間隙(α)和徑向厚度(δ)分布的三維示意圖；圖8是示意圖，示出本發(fā)明制造透鏡的一種方法。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及鏡片以及設(shè)計(jì)和制造這種透鏡的方法，該鏡片包括單焦點(diǎn)的、多焦點(diǎn)的和復(fù)曲面的隱形眼鏡、眼內(nèi)置透鏡、放在角膜上的透鏡和其它鏡片，但不限于這些透鏡。
為簡(jiǎn)便和清楚地例示，以下主要詳細(xì)說明隱形眼鏡的設(shè)計(jì)。本領(lǐng)域普通人員可以看到，可以利用本發(fā)明的方法來設(shè)計(jì)這些透鏡和其它類型的透鏡，本發(fā)明方法可能具有一個(gè)或者多個(gè)適當(dāng)?shù)淖冃头椒ā?br>
按照本發(fā)明的方法，可采用數(shù)學(xué)算法和有限數(shù)目的技術(shù)要求來設(shè)計(jì)鏡片，獲得三維空間的單一連續(xù)無(wú)接合部數(shù)學(xué)表面。
具體是，在對(duì)群體或者選出的病人確定眼角膜形狀以后，設(shè)計(jì)隱形眼鏡的后表面，方法采用數(shù)學(xué)算法在樣品分散數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，設(shè)計(jì)隱形眼鏡的后表面，由此來形成模擬的三維表面(透鏡后表面)，該表面至少部分根據(jù)眼角膜形狀例如更逼近眼角膜各種曲面中的一個(gè)或多個(gè)曲面，該數(shù)學(xué)算法最好包括一個(gè)或者多個(gè)最后透鏡要求的參數(shù)關(guān)系，這些參數(shù)如其它地方所述，有角膜和透鏡后表面之間的空隙或者間隙。隨后提供厚度數(shù)據(jù)以及技術(shù)要求，或者一個(gè)或多個(gè)透鏡性能要求的關(guān)系或者參數(shù)，再利用上述選出的數(shù)學(xué)算法，形成具有要求厚度分布的三維表面(透鏡前表面)。
可以采用常規(guī)的制造方法在透鏡上形成模擬的三維表面，例如采用鑄造模塑方法。另外，本發(fā)明可以采用現(xiàn)代CNC車床。
采用下面詳細(xì)說明的這種方法可以設(shè)計(jì)透鏡的前表面和/或者后表面，而不需要進(jìn)行大的折中。
下面參照?qǐng)D1，圖中示出隱形眼鏡10和角膜12的簡(jiǎn)化垂直截面圖，x為橫軸，z為縱軸，y軸伸入紙的平面。該透鏡10包括后表面14，該后表面在(0，0，0)點(diǎn)與x和y軸相切。該眼角膜12位于透鏡10后表面14中心的下面，隔開距離αmm，而前表面18位于角膜12的上面，隔開距離δmm。該角膜具有表面22，該表面為橢圓形，其半軸長(zhǎng)度為R0和R1，下面將進(jìn)一步說明。
采用本發(fā)明可以設(shè)計(jì)任何隱形眼鏡。
下面參考圖2a-2c，圖中示出轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱單視隱形眼鏡30，該透鏡代表最簡(jiǎn)單隱形眼鏡設(shè)計(jì)中的一種設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)和制作更復(fù)雜轉(zhuǎn)動(dòng)非對(duì)稱透鏡時(shí)，本發(fā)明是特別有利的。例如圖3a-3c示出復(fù)曲面隱形眼鏡40，該透鏡具體是按本發(fā)明設(shè)計(jì)的棱鏡形平衡復(fù)曲面透鏡。
圖4a-4c示出按照本發(fā)明設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的很復(fù)雜透鏡，這種很復(fù)雜透鏡50包括不能用常規(guī)二維方法和技術(shù)進(jìn)行滿意設(shè)計(jì)的非對(duì)稱三維表面組成部分。
本發(fā)明的透鏡設(shè)計(jì)具體包括以下步驟。首先確定病人眼角膜形狀。然后用常規(guī)方法提供代表該眼角膜的預(yù)定數(shù)目的樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后確定透鏡后表面和眼角膜之間要求的適配關(guān)系，以滿足使用人生理要求、物理要求和/或者光學(xué)要求。然后用一種算法在這些數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，確定模擬的三維表面。然后將這個(gè)模擬的三維表面形成在工具模芯上，或者例如利用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的表面切銷裝置、磨床或者車床直接形成在透鏡后表面上。
接著，設(shè)計(jì)透鏡的前表面。具體是，確定關(guān)鍵的透鏡厚度數(shù)據(jù)點(diǎn)，以達(dá)到要求的治療性能，例如視力矯正復(fù)、曲面透鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)取向等。在圖2a-ab、圖3a-3b和圖4中示出三種透鏡的這種厚度數(shù)據(jù)的例子。然后，采用一種算法設(shè)計(jì)與該關(guān)鍵透鏡厚度數(shù)據(jù)相結(jié)合來設(shè)計(jì)透鏡前表面。
圖5a-7b用三維示意圖示出用本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的三種透鏡前表面和后表面結(jié)構(gòu)的最后結(jié)果。具體是，圖5a、6a和7a示出三種透鏡后表面/角膜的間隙，而圖5b、6b和7b示出三種透鏡的徑向厚度分布。
下面具體參照?qǐng)D7a和7b，圖中復(fù)雜透鏡裝置50被表示為光滑的基本上為無(wú)接合部的透鏡，盡管其表面形態(tài)變化。技術(shù)人員可明顯看出，這種復(fù)雜透鏡裝置不能采用常規(guī)二維透鏡設(shè)計(jì)技術(shù)和方法制造。還應(yīng)當(dāng)注意到，圖7b所示的透鏡表面輪廓不能用錯(cuò)開的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱曲面和其它的現(xiàn)在熟悉的設(shè)計(jì)方法形成。
可以采用常規(guī)技術(shù)和設(shè)備完成樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集，在這種技術(shù)和設(shè)備中可以確定，提供或者選擇代表指定表面的樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)，例如徑向深度。
如技術(shù)人員預(yù)料到的，如果已知有限數(shù)目的分散數(shù)據(jù)點(diǎn)和技術(shù)要求，則可以采用很多方法數(shù)學(xué)描述特殊形狀和設(shè)計(jì)技術(shù)要求的三維光滑表面。眾所周知，一種算法可能比另一種算法提供更好的描述，例如由于提供不同程度的準(zhǔn)確度。利用下面說明的三種算法可以簡(jiǎn)化本發(fā)明，當(dāng)然，本發(fā)明不限于任何特定算法和這些算法的聯(lián)合算法。
形成三維輪廓透鏡表面的步驟包括用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的磨床或者車床或者其它合適的切銷裝置成形透鏡。該模擬的三維表面可以用數(shù)字形式輸入到計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的車床內(nèi)，使車床程序化，從而在透鏡坯子、工具模芯(例如在鑄造模塑透鏡時(shí)用的模芯)上或者在眼角膜(例如在激光手術(shù)期間)上形成無(wú)接合部的三維表面。
鏡片的中心部分通常稱為透鏡的“光學(xué)區(qū)域”，此區(qū)域中形成光學(xué)矯正。根據(jù)使用人，該光學(xué)區(qū)域可以用球面錐形部分來描述，或者可以是其它更復(fù)雜的區(qū)域例如復(fù)曲面光學(xué)區(qū)域。在設(shè)計(jì)復(fù)曲面隱形眼鏡以及進(jìn)行更復(fù)雜的設(shè)計(jì)時(shí)，本發(fā)明是特別有利的。
通常采用具有復(fù)曲面光學(xué)區(qū)域的隱形眼鏡(通常稱作“復(fù)曲面隱形眼鏡”)來矯正眼睛散光的折射異常。這種散光可能與其它的折射異常例如近視眼、遠(yuǎn)視眼、老花眼等相關(guān)。復(fù)曲面隱形眼鏡可以具有一個(gè)或者多個(gè)球面矯正。
雖然球面隱形眼鏡可以在眼睛上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但是復(fù)曲面隱形眼鏡通常包括平衡部分或者加厚的透鏡部分，以制止透鏡在眼睛上的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得復(fù)曲面區(qū)域的圓柱軸線基本上與散光的軸線重合。該平衡部分構(gòu)成本發(fā)明透鏡的非對(duì)稱組成部分。
下面參照?qǐng)D8，本發(fā)明還包括分別用于模制鏡片后表面和前表面的工具或者工具模芯112和113。該工具模芯112和113在形成第一模具部分或者半模117和第二模具部分或者半模118時(shí)，放置在模制裝置115和116中，各個(gè)半模具有相應(yīng)工具模芯表面的負(fù)模型。工具模芯112和113的表面基本上是平滑的無(wú)接合部的三維非對(duì)稱表面，該表面分別對(duì)應(yīng)于所需鏡片的后表面和前表面。模具部分或者半模117和118可組裝在一起形成組裝的模具120，該模具形成透鏡形的模腔。然后將可聚合的/可固化的單聚物混合物放置在該模腔內(nèi)并進(jìn)行處理，例如進(jìn)行聚合和/或者固化，由此形成隱形眼鏡。這種是常規(guī)的，眾所周知，因此這里不詳細(xì)說明。然后取出透鏡，進(jìn)行常規(guī)的其它附加處理，例如消毒和包裝等。
工具模芯或者用這種工具模芯制造出的模具部分如上所述屬于本在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提出整形眼角膜的方法。該方法一般包括選擇或者指定代表病人眼睛已矯正角膜表面的樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；采用至少一種算法在該樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，以形成基本上平滑的連續(xù)三維表面。最好根據(jù)病人眼角膜未矯正表面的三維表面取得樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后用至少一種算法在這些點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，由此得到平滑的基本上無(wú)接合部的模擬三維未矯正表面。采用裝有模擬表面輪廓的并最好裝有模擬未矯正表面輪廓的常規(guī)計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)激光系統(tǒng)來整形角膜，以逼近模擬的表面輪廓。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，方法可以與常規(guī)的角膜折射激光手術(shù)系統(tǒng)聯(lián)用，從而通過選擇性切除或者整形角膜基質(zhì)組織改變眼的折射能力，在某些情況下，需要在暫時(shí)除去前角膜瓣之后進(jìn)行。該方法可用于形成非對(duì)稱表面例如角膜表面，以矯正散光，還可用于成形定做的眼角膜，以改善光學(xué)矯正，還可用于在角膜頂點(diǎn)上面進(jìn)行矯正，該角膜頂點(diǎn)經(jīng)常與瞳孔中心等不重合。
下面非限定性例子例示出本發(fā)明的某些方面。
舉例根據(jù)本發(fā)明方法設(shè)計(jì)復(fù)曲面透鏡按照本發(fā)明設(shè)計(jì)復(fù)曲面隱形眼鏡的步驟包括(1)確定眼角膜形狀；(2)選擇和提供要求的透鏡/角膜的適配關(guān)系；(3)確定包含復(fù)曲面光學(xué)區(qū)域的后表面；(4)采用算法X算出透鏡的三維后表面；(5)確定透鏡的中心厚度；(6)選擇透鏡的屈光率；(7)確定透鏡的質(zhì)量分布(選擇的樣品點(diǎn))；(8)應(yīng)用算法X算出透鏡的三維前表面，包括提供圖像表示。
算法X可以是任何合適的可以有效進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算而得到所需模擬三維表面的算法。下面提出和說明用在數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算的三種這樣的數(shù)學(xué)方法。
內(nèi)插方法一般講，先確定n個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和其數(shù)值(z1...zn)＝[z(xi，yα)1......z(xn，yn)]的目錄，該目錄構(gòu)成未知潛在表面f*(x，y)的不完全表示?？傊x擇內(nèi)插函數(shù)f(x，y)，對(duì)于該函數(shù)，f(xi，yi)＝zi，i＝1，......n，而且當(dāng)n→∞時(shí)，f單調(diào)地變到f*。
已經(jīng)假定在該潛在表面f*的光滑性一般在至少C1(或者可能分段C1)，這種假定形成在數(shù)學(xué)公式中。
I.SHEPARD方法(1968年Shepard提出)在基本的Shepard方法中，可利用數(shù)據(jù)點(diǎn)的加權(quán)和確定在任何點(diǎn)(x，y)的內(nèi)插值φ，其中，加權(quán)正比于(x，y)和數(shù)據(jù)點(diǎn)之間距離負(fù)二次方。
在其最簡(jiǎn)單的形式中，可以用以下方程表示這種算法φ(x,y)=Σi=1Nhi|(x,y)-(xi,yi,)|-2Σi=1N|(x,y)-(xi,yi)|-2]]>公式中，hi是第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，(xi，yi)是其位置，而N是數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目。
II.內(nèi)插方法(1984年Cilne和Renka提出)下面簡(jiǎn)要說明以后稱作CR方案的內(nèi)插方法，該方法詳細(xì)說明于Cline A.K.和Renka，R.J.的論文“A Storage-efficient Method forConstruction of a Thiessen Triangulation”(Rocky MountainJ.Math.14(1)，119-139(1984))、Renka，R.J.和Cline A.K.的論文”ATriangle-based C1 Interpolation Method”(Rocky Mountain J.Math.14(1)223-237(1984))以及Renda R.J.的論文“Algorithm 624Triangulation and Interpolation at Arbitrarily DistributedPoints in The Plane”(ACM Trans.Math，Software 10(4)440-442(1984))中。其中各個(gè)論文已作為參考文獻(xiàn)整個(gè)包含在本文中。
CR方案包含以下步驟a.將已知數(shù)據(jù)點(diǎn)集{(x1，y1)，...(xn，yn)}有關(guān)的凸包分成三角形(CR步驟1)；b.在各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算內(nèi)插函數(shù)f(x，y)的偏導(dǎo)數(shù)(CR步驟2)；c.對(duì)于凸包上的任一點(diǎn)(x0，y0)，用包含(x0，y0)的各個(gè)三角形頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)值和偏導(dǎo)數(shù)計(jì)算內(nèi)插函數(shù)f(x0，y0)。這種計(jì)算是基于覆蓋三角形的三次曲面(CR步驟3)。
步驟1.三角形法假定S是節(jié)點(diǎn)(數(shù)據(jù)點(diǎn))集{(x1，y1)，...(xn，yn)}，其中n≥3，并且在i≠j時(shí)(xi，yi)≠(xj，yj)。Ni表示節(jié)點(diǎn)(xi，yi)。假定H是S的凸包。
S的三角網(wǎng)是三角形T的集，該三角形具有以下特性(i)各個(gè)三角形精確包含三個(gè)節(jié)點(diǎn)；(ii)三角形的內(nèi)部區(qū)域是成對(duì)的不連接；(iii)在H中的每個(gè)點(diǎn)包含在T的一些三角形中。
為了盡量增加步驟(ii)和步驟(iii)的準(zhǔn)確度，形成一個(gè)盡可能接近等邊三角形的三角形。為此，將連接T中三角形兩個(gè)頂點(diǎn)的一段弧定義為不定向線段NiNj，i≠j。如果該弧位于H的邊界上，或者如果由一對(duì)共用節(jié)點(diǎn)的相鄰三角形形成的四邊形不是嚴(yán)格的凸面形狀，則弧NiNj局部最佳的。
要求的三角網(wǎng)是所有弧均局部?jī)?yōu)化的三角網(wǎng)。最后的三角網(wǎng)稱為Thiessen三角網(wǎng)或者Delaunay三角網(wǎng)。Cline和Renka(1984)給出了形成Thiessen三角網(wǎng)的以下算法。
*對(duì)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)Ni，將與Ni相關(guān)的Thiessen區(qū)域確定為點(diǎn)(x，y)的集，該點(diǎn)集對(duì)于所有i≠j滿足|(x，y)-Ni|(x，y)-Nj|*如果節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)Thiessen區(qū)域共有至少一個(gè)點(diǎn)，則該對(duì)節(jié)N1和N2被稱為Thiessen相鄰點(diǎn)。如果該區(qū)域?qū)嶋H上共有一個(gè)點(diǎn)，則N1和N2稱為弱Thiessen相鄰點(diǎn)，如果該區(qū)域共有兩個(gè)或者多個(gè)點(diǎn)，則N1和N2稱為強(qiáng)Theissen相鄰點(diǎn)。
*連接所有對(duì)強(qiáng)Thiessen相鄰點(diǎn)，并任意選擇k-3個(gè)非相交弧，當(dāng)k節(jié)點(diǎn)共圓時(shí)(k≥4)，該非相交弧連接弱相鄰點(diǎn)。
步驟2.計(jì)算內(nèi)插函數(shù)f(x，y)在各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的偏導(dǎo)數(shù)。
在劃分三角形以后，CR方案的下一步驟是確定內(nèi)插函數(shù)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的偏導(dǎo)數(shù)。
應(yīng)當(dāng)計(jì)算以下偏導(dǎo)數(shù)向量的數(shù)值D(x,y)=(∂f∂(x,y)(xi,yi)···∂f∂(x,y)(xn,yn))---(1)]]>這種向量可以盡量減小在內(nèi)插函數(shù)f(x，y)的H上的線性化曲線的范數(shù)L2。這樣便直接產(chǎn)生尋找偏導(dǎo)數(shù)(1)數(shù)值的問題，該值使四邊形泛函達(dá)到最小
Qk(Dx,Dy)=∫∫′k{(∂2f∂x2)2+2(∂2f∂x∂y)2+(∂2f∂y2)2}dxdy---(2)]]>式中Pk是包含節(jié)點(diǎn)k的三角形節(jié)距。如Renke和Sline(1984)所述，方程(2)導(dǎo)出線性系統(tǒng)。
∂Qk∂Dx=0,∂Qk∂Dy=0---(3)]]>可以利用block Gausss-Seidel方法解上述方程(3)，由此重新獲得要求的導(dǎo)數(shù)DxDy。
步驟3.取樣對(duì)于凸包上的任一點(diǎn)，可以包含任意點(diǎn)的各個(gè)三角形頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)值和偏導(dǎo)數(shù)值計(jì)算內(nèi)插函數(shù)的值。這種計(jì)算是根據(jù)覆蓋三角形的三次曲面。
前面兩個(gè)步驟已經(jīng)在表面的已知數(shù)據(jù)點(diǎn)基礎(chǔ)上構(gòu)成內(nèi)插函數(shù)的骨架。在缺少潛在表面的基本公式時(shí)，當(dāng)代表f(x，y)的算法給出有關(guān)區(qū)域中任何點(diǎn)(x，y)＝(x0，y0)合理數(shù)值時(shí)，便完成該表面的數(shù)學(xué)描述。
這種方法是內(nèi)插法和無(wú)限元分析中的共用方法，因此本文不詳細(xì)說明。簡(jiǎn)言之，可以利用Lawson(1976)的方法計(jì)算某些(x0，y0)＝H的f(x0，y0)的值。在包含點(diǎn)(x0，y0)的三角形T上，可以用跨越該三角形的三次元F(x，y)描述f的局部結(jié)構(gòu)，使得f(x0，y0)＝F(x0，y0)。該局部元F具有以下特性1.F是三個(gè)等面積小三角形中各個(gè)三角形真正的三次元(不是雙三次元)，這三個(gè)小三角形是通過將頂點(diǎn)連接于包含點(diǎn)(x0，y0)的三角形重心形成的。
2.F是C1。
3.在各個(gè)三角形邊上，當(dāng)NiNj時(shí)，F(xiàn)是zi，zj的Hermite立方插入值和在端點(diǎn)Ni和Nj的方向?qū)?shù)，另外，在垂直于NiNj方向的F的導(dǎo)數(shù)內(nèi)插在點(diǎn)Ni和Nj的法向?qū)?shù)。
最后兩個(gè)特性可以確保在三角形邊界上(因此在整個(gè)區(qū)域H上)的C1連續(xù)性，因?yàn)樵谌切芜吷先魏吸c(diǎn)的導(dǎo)數(shù)完全由該邊端點(diǎn)的值確定。
利用局部三次元F的結(jié)構(gòu)，可以確定位于局部已知數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的數(shù)值。因此，已知該表面上由數(shù)據(jù)點(diǎn)覆蓋區(qū)域中的任何點(diǎn)的坐標(biāo)。
III.內(nèi)插法(雙三次仿樣法)在P.Dierck的論文“An Algorithm for Surface Fitting WithSpline Functions”，(IMA Journal of Numerical Analysis，V.1，PP.267-283(1981))中說明的這種方法可以計(jì)算分散數(shù)據(jù)點(diǎn)(xi，yi，hi)加權(quán)wi集的光滑雙三次仿樣近似函數(shù)φ(x，y)，其中i＝1......N。仿樣函數(shù)為B-仿樣表示φ(x,y)=ΣkΣicklQk(x)p1(y)---(4)]]>式中，Qk(x)和P1(y)是根逐步逼進(jìn)計(jì)算的節(jié)點(diǎn)集確定的歸一化三次B-仿樣函數(shù)，而系數(shù)Ck1待確定。
在進(jìn)行第k次迭代時(shí)，可以用現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)集擬合數(shù)據(jù)的雙三次仿樣函數(shù)，采用最小二乘法擬合。然后計(jì)算殘存方差θ=Σi=lNwi2(hi-φk(xi,yi))2---(5)]]>如果θ大于使用人確定的非負(fù)極限S，則可以在擬合很差的區(qū)域(即θ最大的區(qū)域)增加額外的節(jié)點(diǎn)來改善節(jié)點(diǎn)集，由此形成進(jìn)行第(k+1)次迭代的節(jié)點(diǎn)集。在進(jìn)行很多次這種迭代之后，可以滿足標(biāo)準(zhǔn)θ≤S，得到公認(rèn)的節(jié)點(diǎn)集。
由P.kierck提出的上述論文已作為參考文獻(xiàn)包含在本文中。
然后計(jì)算表面的最后近似表面，作為尋找方程(4)中系數(shù)優(yōu)化問題的解，該系數(shù)將服從約束條件θ＜S的球面光滑度量減小到最小。
雖然為了說明有利利用本發(fā)明的方式，上面已經(jīng)說明本發(fā)明的具有無(wú)接合部三維表面的具體鏡片和制造這種透鏡的方法，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于此。
雖然已參照各種具體的例子和實(shí)施例說明本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)明白，本世紀(jì)發(fā)明不限于這些例子和實(shí)施例，而且本發(fā)明可以在以下權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行各種各樣的實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種鏡片，包括透鏡主體，該透鏡主體做成為適合配置在眼睛內(nèi)或者眼睛上，具有前表面和大體相對(duì)的后表面，其中該前表面和后表面中的至少一個(gè)表面是基本上光滑的無(wú)接合部三維非對(duì)稱表面。
2.如權(quán)利要求1所述的鏡片，其特征在于，該后表面是基本上光滑的無(wú)接合部三維非對(duì)稱表面。
3.如權(quán)利要求1所述的鏡片，其特征在于，該前表面是基本上光滑的無(wú)接合部三維非對(duì)稱表面。
4.如權(quán)利要求1所述的鏡片，其特征在于，該前表面和后表面二者均為基本上光滑的無(wú)接合部三維非對(duì)稱表面。
5.如權(quán)利要求1所述的鏡片，其特征在于，該透鏡主體是從一組透鏡主體中選出的透鏡主體，該組透鏡主體由隱形眼鏡、眼內(nèi)透鏡和放在角膜上的透鏡組成。
6.用一種方法制造的鏡片，該方法包括以下步驟形成第一工具，該工具的表面大體對(duì)應(yīng)于鏡片的后表面；將該第一工具配置在模制裝置中；將可模塑的材料加入到模制裝置中，并使該可模塑材料置于有效形成第一模具部分的狀態(tài)下，該模具部分具有第一工具表面的負(fù)模型；形成第二工具，該第二工具具有大體對(duì)應(yīng)于鏡片前表面的表面；將第二工具配置在模制裝置中；將可模塑的材料加入到模制裝置中，并使該可模塑的材料置于有效形成第二模具部分的狀態(tài)下，該模具部分具有第二工具表面的負(fù)模型；將第一模具部分和第二模具部分組裝起來，使其間形成透鏡形模腔；在組裝的模具部分透鏡形模腔中形成鏡片，其中形成第一工具和形成第二工具步驟中的至少一個(gè)步驟包括以下步驟從至少一個(gè)指定三維表面上取得樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；用至少一種算法在樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，由此形成模擬指定三維表面；在第一工具或者第二工具上形成該模擬指定三維表面。
7.如權(quán)利要求6所述的鏡片，其特征在于，內(nèi)插運(yùn)算的步驟形成大體光滑的無(wú)接合部模擬指定三維表面。
8.如權(quán)利要求6所述的鏡片，其特征在于，形成模擬指定三維表面的步驟包括將該至少一種算法與形成表面工具相結(jié)合的步驟。
9.如權(quán)利要求6所述的鏡片，其特征在于，該至少一個(gè)指定三維表面包括角膜表面，該模擬指定三維表面形成在第一工具上。
10.如權(quán)利要求6所述的鏡片，其特征在于，該至少一個(gè)指定三維表面包括鏡片后表面，該模擬指定三維表面形成在第二工具上。
11.如權(quán)利要求10所述的鏡片，其特征在于，該鏡片的前表面用前表面的數(shù)據(jù)點(diǎn)描述，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)至少部分根據(jù)角膜表面和鏡片后表面中的至少一個(gè)表面測(cè)量鏡片的厚度。
12.如權(quán)利要求6所述的鏡片，其特征在于，該透鏡選自一組透鏡，這組透鏡包括隱形眼鏡、眼內(nèi)透鏡和放在角膜上的透鏡。
13.如權(quán)利要求6所述的鏡片，其特征在于，該模擬三維表面包括非對(duì)稱的表面形狀。
14.一種制造鏡片的方法，該方法包括以下步驟形成第一工具，該工具具有體對(duì)應(yīng)于鏡片后表面的表面將該第一工具配置在模制裝置中；將可模塑的材料加入到模制裝置中，并使該可模塑材料置于有效形成第一模具部分的狀態(tài)下，該模具部分具有第一工具表面的負(fù)模型；形成第二工具，該第二工具具有大體對(duì)應(yīng)于鏡片前表面的表面；將第二工具配置在模制裝置中；將可模塑的材料加入到模制裝置中，并使該可模塑的材料置于有效形成第二模具部分的狀態(tài)下，該模具部分具有第二工具表面的負(fù)模型；將第一模具部分和第二模具部分組裝起來，使其間形成透鏡形模腔；在組裝的模具部分透鏡形模腔中形成鏡片，其特征在于，形成第一工具和形成第二工具步驟中的至少一個(gè)步驟包括以下步驟從至少一個(gè)指定三維表面上取得樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；用至少一種算法在樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，由此形成模擬指定三維表面；在第一工具或者第二工具上形成該模擬指定三維表面。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，內(nèi)插運(yùn)算的步驟形成基本上平滑的無(wú)接合部模擬指定三維表面。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，形成模擬指定三維表面的步驟包括將該至少一種算法與表面成形工具相結(jié)合的步驟。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該至少一個(gè)指定三維表面包括角膜表面，該模擬指定三維表面形成在第一工具上。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該至少一個(gè)指定三維表面包括鏡片的前表面，該模擬指定三維表面形成在第二工具上。
19.如權(quán)利要求18述的方法，其特征在于，該鏡片前表面由前表面數(shù)據(jù)點(diǎn)描述，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)至少部分根據(jù)角膜表面和鏡片后表面中的至少一個(gè)表面度量鏡片的厚度。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該鏡片選自一組透鏡，該組透鏡有隱形眼鏡、眼內(nèi)透鏡和放在角膜上的透鏡。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該模擬三維表面包括非對(duì)稱表面形狀。
22.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，形成第一工具的步驟和形成第二工具的步驟均包括取得樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)的步驟、在樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算的步驟和在第一工具和第二工具上形成相應(yīng)模擬指定三維表面的步驟。
23.一種制造工具模芯的方法，該模芯用來鑄造模塑鏡片，該方法包括從至少一個(gè)指定三維表面上測(cè)取樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；采用至少一種算法在樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，由此形成模擬指定三維表面；在工具模芯坯料上形成模擬指定三維表面。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該至少一個(gè)指定三維表面是角膜表面。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，內(nèi)插運(yùn)算步驟形成大體光滑的無(wú)接合部模擬指定三維表面。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，形成模擬指定三維表面的步驟包括將該至少一種算法與計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)車床相結(jié)合的步驟。
27.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該至少一個(gè)指定三維表面是非對(duì)稱表面。
28.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該模擬指定三維表面大體對(duì)應(yīng)于鏡片的后表面。
29.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該模擬指定三維表面大體對(duì)應(yīng)于鏡片的前表面。
30.一種用來制造模具部分的工具，該模具用于鑄造模塑鏡片，該工具包括一種模芯，該模芯在制造模具部分時(shí)適合于放在模制裝置中，該模具部分具有工具表面的負(fù)模型，該模芯的表面包括基本上光滑的無(wú)接合部三維對(duì)稱表面，此表面對(duì)應(yīng)于鏡片要求的表面，該鏡片做成適合于配置在眼睛內(nèi)和眼睛上。
31.一種用來制造隱形眼鏡的模具，包括第一模具部分，具有大體光滑的無(wú)接合部三維非對(duì)稱表面，此表面對(duì)應(yīng)隱形眼鏡的負(fù)表面；第二模具部分，具有一個(gè)表面，該表面的一般形狀為隱形眼鏡的相對(duì)表面的負(fù)表面形狀；該第一和第二模具適合于組裝在一起，形成模腔。
32.如權(quán)利要求31所述的模具，其特征在于，該模腔為隱形眼鏡的一般形狀，具有基本上光滑的無(wú)接合部三維非對(duì)稱表面。
33.一種制造鏡片的方法，該方法包括以下步驟從指定的角膜表面上測(cè)取選出的樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；采用至少一種算法在該樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，從而形成基本上光滑的無(wú)接合部模擬三維表面；形成具有該模擬三維表面的鏡片。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括確定鏡片的設(shè)計(jì)參數(shù)，然后進(jìn)行形成步驟，使得鏡片具有要求的透鏡設(shè)計(jì)參數(shù)。
35.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，形成鏡片的步驟包括采用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)車床的步驟。
36.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，形成鏡片的步驟包括形成復(fù)曲面隱形眼鏡。
37.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，形成鏡片的步驟包括形成多焦點(diǎn)隱形眼鏡。
38.一種整形眼角膜的方法，該方法包括從三維已矯正角膜表面上測(cè)取樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)；采用至少一種算法在樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，由此形成光滑的基本上無(wú)接合部的模擬三維表面；通過將眼角膜整形為近似于該模擬三維表面而對(duì)眼角膜提供光學(xué)矯正。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，該方法還包括從眼角膜的未矯正表面的三維表面上測(cè)取樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)，并采用至少一種算法在上述樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，由此形成光滑的基本上無(wú)接合部的模擬三維非矯正表面，此表面可用在形成步驟中。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，形成光學(xué)矯正的步驟包括用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的激光系統(tǒng)切除角膜表面。
41.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，形成光學(xué)矯正的步驟包括形成非對(duì)稱表面。
全文摘要
本發(fā)明提出制造無(wú)接合部鏡片的方法，另外還提出具有無(wú)接合部三維表面例如非對(duì)稱前表面和/或者后表面的鏡片以及用來制造這種透鏡的模制工具。該方法一般包括測(cè)取樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)，以形成表面輪廓，并采用一種算法在這些數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，由此形成模擬的三維表面。該模擬三維表面可用于制造鏡片，例如鑄造模塑隱形眼鏡。
文檔編號(hào)B29L11/00GK1500225SQ01821905
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2001年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者A·候, A·貝克, A 候 申請(qǐng)人:眼科科學(xué)公司