專(zhuān)利名稱(chēng)：用于蒸汽相加工眼科裝置的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明描述了與眼科裝置的制造有關(guān)的設(shè)備，并且更具體地講，在一些實(shí)施例中，描述了用于蒸汽相加工下列中的一者或多者的設(shè)備可用于形成定制眼科鏡片的鏡片坯件、眼科鏡片坯形和眼科鏡片。
背景技術(shù)：
眼科鏡片通常通過(guò)注塑成型制成，其中將單體材料沉積在相對(duì)的模具部件的光學(xué) 表面之間限定的腔體中。用于將水凝膠塑造成可用制品(例如，眼科鏡片)的多部件模具可以包括(例如)第一模具部件和第二模具部件，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，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。為用此類(lèi)模具部件來(lái)制作鏡片，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。前曲面模具部件和后曲面模具部件通常采用注模技術(shù)形成，其中迫使熔化的塑料進(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。根據(jù)所需的鏡片參數(shù)將前曲面和后曲面模具部件結(jié)合在一起形成鏡片形狀。隨后(例如通過(guò)暴露于熱和光)使鏡片制劑固化，從而形成鏡片。固化之后，分開(kāi)模具部件，從中取出鏡片。對(duì)于鏡片大小和焦度種類(lèi)不多但批量很大的情況，注塑成型眼科鏡片尤其有用。然而，注模工藝的特性和設(shè)備使得很難根據(jù)具體患者的眼睛或具體應(yīng)用來(lái)定制鏡片。因此，已經(jīng)探索出其他技術(shù)，例如車(chē)制鏡片紐扣和立體光刻技術(shù)。然而，車(chē)制需要高模量的鏡片材料，費(fèi)時(shí)且可用表面范圍有限，而立體光刻技術(shù)尚未制造出適合人眼使用的鏡片。在現(xiàn)有技術(shù)描述中，已經(jīng)描述了用于通過(guò)使用基于體素的光刻技術(shù)形成定制鏡片的方法和設(shè)備。這些技術(shù)的一個(gè)重要方面是以新穎的方式制造鏡片，其中兩個(gè)鏡片表面之一以自由成形方式形成，而不采用注塑成型、車(chē)制或其他模具。自由成形表面和基部可包括自由成形表面中所包括的自由流動(dòng)流體介質(zhì)。這種組合將得到有時(shí)稱(chēng)為鏡片坯件的裝置。根據(jù)本發(fā)明，包括自由表面和流體介質(zhì)的鏡片坯件在經(jīng)受通常用來(lái)將鏡片坯件轉(zhuǎn)化為眼科鏡片的固定輻射和水合處理之前先要經(jīng)過(guò)加工步驟。因此希望利用自由成形表面和其上介質(zhì)的可達(dá)性，在附加的裝置中通過(guò)用坯件表面周?chē)臍庀嗷瘜W(xué)物質(zhì)處理來(lái)處理鏡片坯件。從對(duì)于將鏡片坯件經(jīng)受固定方法之后形成的眼科鏡片的自由成形表面進(jìn)行的類(lèi)似處理可衍生出另外的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于在蒸汽相中處理眼科鏡片坯件的方法，其中，在一些實(shí)施例中，處理過(guò)的鏡片坯件可隨后用來(lái)形成眼科鏡片。一般地，根據(jù)本發(fā)明，鏡片坯件通過(guò)聚合過(guò)程而形成，并且在隨后或者同時(shí)定位在可控制所形成的鏡片坯件周?chē)臍怏w環(huán)境的設(shè)備中。本發(fā)明的各種實(shí)施例將鏡片坯件周?chē)倪@種氣體環(huán)境控制為具有不同組分的蒸汽相，其中，組分中的至少一種會(huì)影響鏡片坯件或由鏡片坯件形成的鏡片的物理特性。另外的方法包括在設(shè)置于軸柄或成形鏡片(forming optic)上的鏡片上進(jìn)行蒸汽相處理。


圖I示出了在蒸汽相室內(nèi)的鏡片坯件的圖示。
圖2示出了所描述的有利于控制鏡片坯件和鏡片的蒸汽相加工的另外的示例性加工環(huán)境。圖3示出了具有控制閥的蒸汽相室設(shè)備。圖4示出了蒸汽相室和控制器。圖5示出了包括熱控裝置的蒸汽相室。圖6示出了包括輻射源的蒸汽相室。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了通過(guò)蒸汽相加工處理鏡片和鏡片坯件中的一者或兩者的設(shè)備和方法。以下章節(jié)將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。雖然作了詳述，但優(yōu)選和可供選擇實(shí)施例均僅為示例性實(shí)施例，應(yīng)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(jiàn)的。術(shù)語(yǔ)在針對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
和權(quán)利要求中，所使用的各個(gè)術(shù)語(yǔ)定義如下如本文所用，“光化輻射”是指能夠引發(fā)諸如反應(yīng)性混合物的聚合之類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)的輻射。如本文所用，“弓形”是指象弓一樣的彎曲形狀。如本文所稱(chēng)，“比爾定律”以及有時(shí)所稱(chēng)的“比爾-朗伯定律”為I (X) /I0=eXp(-aCX)，其中I(X)為強(qiáng)度，其為距照射表面的距離X的函數(shù)，IO為在表面處的入射強(qiáng)度，α為吸收組分的吸收系數(shù)，c為吸收組分的濃度。如本文所用，“準(zhǔn)直”表示限制輻射的錐角，例如作為來(lái)自接收輻射(作為輸入)的設(shè)備的輸出而行進(jìn)的光輻射的錐角；在一些實(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)直儀”包括執(zhí)行此功能的設(shè)備，“已準(zhǔn)直”則描述作用于輻射的結(jié)果。如本文所用，“DMD ”是數(shù)字微鏡器件，一種由功能性地安裝在CMOS SRAM上的可移動(dòng)微鏡陣列組成的雙穩(wěn)態(tài)空間光調(diào)制器。通過(guò)將數(shù)據(jù)載入反射鏡下的存儲(chǔ)單元來(lái)獨(dú)立控制每一面反射鏡使反射光轉(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角，其中反射鏡狀態(tài)為+X度(開(kāi))或-X度(關(guān))。對(duì)于當(dāng)前的器件，X可為10度或12度(標(biāo)稱(chēng))。由開(kāi)反射鏡反射的光隨后通過(guò)投影鏡片并投射到屏幕上。光在反射關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生暗視場(chǎng)，并限定用于圖像的暗電平基準(zhǔn)。圖像通過(guò)介于開(kāi)電平與關(guān)電平之間的灰度調(diào)制來(lái)形成，開(kāi)關(guān)速率快到足以讓觀看者將其視為完整圖像。DMD (數(shù)字微鏡器件)有時(shí)是DLP投影系統(tǒng)。如本文所用，“DMD腳本”應(yīng)指空間光調(diào)制器的控制協(xié)議以及任何系統(tǒng)元件的控制信號(hào)，系統(tǒng)元件例如為光源或?yàn)V光輪，其中任何者都可以包括一系列時(shí)序命令。使用首字母縮寫(xiě)詞DMD并不表示將該術(shù)語(yǔ)的使用限于空間光調(diào)制器的任何一種具體類(lèi)型或大小。如本文所用，“固定輻射”是指足以進(jìn)行下列一者或多者的光化輻射聚合和交聯(lián)構(gòu)成鏡片坯件或鏡片的基本所有反應(yīng)性混合物。如本文所用，“流體鏡片反應(yīng)介質(zhì)”表示反應(yīng)性混合物，其天然形態(tài)、反應(yīng)后的形態(tài)或部分反應(yīng)后的形態(tài)是可流動(dòng)的，并且所有反應(yīng)介質(zhì)或一部分可在進(jìn)一步加工成為眼科鏡片的一部分之后形成。如本文所用，“自由成形”是指由反應(yīng)性混合物交聯(lián)形成的表面，而不是按照注塑成型、車(chē)制或激光燒蝕成形的。 如本文所用，“凝膠點(diǎn)”應(yīng)指第一次觀察到凝膠或不溶物的點(diǎn)。凝膠點(diǎn)是轉(zhuǎn)化程度，在該點(diǎn)液態(tài)聚合混合物變?yōu)楣虘B(tài)。 如本文所用，“鏡片”是指位于眼睛內(nèi)或眼睛上的任何眼科裝置。這些器件可提供光學(xué)矯正作用或可以起到美容的作用。例如，術(shù)語(yǔ)鏡片可以指用于矯正或改進(jìn)視力或用于增進(jìn)眼部生理美容(如虹膜顏色)而不會(huì)影響視力的接觸鏡片、眼內(nèi)鏡片、覆蓋鏡片、眼部插入劑、光學(xué)植入物或其他類(lèi)似器件。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的優(yōu)選鏡片是由有機(jī)硅彈性體或水凝膠制成的軟質(zhì)接觸鏡片，其中水凝膠包括(但不限于)有機(jī)硅水凝膠和含氟水凝膠。文中所用的“鏡片坯件”表示由鏡片坯形和與鏡片坯形接觸的流體鏡片反應(yīng)混合物組成的復(fù)合物。例如，在一些實(shí)施例中，在一定體積的反應(yīng)性混合物內(nèi)制備鏡片坯形的過(guò)程中，會(huì)形成流體鏡片反應(yīng)性介質(zhì)。從用于制備鏡片坯形的一定體積的反應(yīng)性混合物中分離出鏡片坯形和所粘附的流體反應(yīng)性介質(zhì)，可得到鏡片坯件。另外，鏡片坯件可通過(guò)移除大部分流體鏡片反應(yīng)性混合物或?qū)⒋蟛糠至黧w鏡片反應(yīng)介質(zhì)轉(zhuǎn)化成非流體復(fù)合材料而轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌膶?shí)體。如本文所用，“鏡片坯形”表示具有至少一個(gè)光學(xué)質(zhì)量表面的非流體物，其經(jīng)進(jìn)一步加工即可相容地復(fù)合到眼科鏡片中。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“鏡片形成混合物”或“反應(yīng)性混合物”或“RMM”(反應(yīng)單體混合物)是指可交聯(lián)形成眼科鏡片的單體或預(yù)聚物材料。各個(gè)實(shí)施例可包括具有一種或多種添加劑的鏡片形成混合物，例如uv阻擋劑、著色劑、光引發(fā)劑或催化劑，以及人們可能想在眼科鏡片(例如接觸鏡片或眼內(nèi)鏡片)中加入的其他添加劑。如本文所用，“模具”是指可以用于利用未固化的制劑來(lái)形成鏡片的剛性或半剛性物體。一些優(yōu)選的模具包括形成前曲面模具部件和后曲面模具部件的兩個(gè)模具部件。文中所用的術(shù)語(yǔ)“輻射吸收組分”是指可與活性單體混合制劑組合并且可在特定波長(zhǎng)范圍吸收輻射的輻射吸收組分。反應(yīng)性混合物(在本文中有時(shí)也稱(chēng)為鏡片形成混合物或反應(yīng)單體混合物，與“鏡片形成混合物”的意思相同)。如本文所用，“從模具脫離”表示鏡片完全從模具分離，或僅松弛地附連，以使得可通過(guò)輕輕晃動(dòng)取出或用藥簽推出。
如本文所用，“立體光刻鏡片坯件”表示鏡片坯形是使用立體光刻技術(shù)制成的鏡片坯件?！盎濉睘槲锢韺?shí)體，其他實(shí)體可在其上面放置或形成。 如本文所用，“瞬態(tài)鏡片反應(yīng)性介質(zhì)”表示保留在鏡片坯形上且不完全聚合并且可保持流體或非流體形態(tài)的反應(yīng)性混合物。瞬態(tài)鏡片反應(yīng)性介質(zhì)通過(guò)下列方式中的一種或多種基本移除在其復(fù)合到眼科鏡片中之前的清潔、溶劑化和水合步驟。因此，為清楚起見(jiàn)，鏡片坯形和瞬態(tài)鏡片反應(yīng)性混合物的組合不構(gòu)成鏡片坯件。文中所用的“體素”或“光化輻射體素”是一種體積元，表示三維空間中規(guī)則格網(wǎng)上的值。但是，體素可看成三維的像素，其中像素表示二維圖像數(shù)據(jù)而體素包含第三維。此夕卜，其中體素常用于可視化以及醫(yī)療和科研數(shù)據(jù)分析，在本發(fā)明中，體素用于限定到達(dá)特定體積的反應(yīng)性混合物的光化輻射量的邊界，從而控制該具體體積的反應(yīng)性混合物的交聯(lián)或
聚合反應(yīng)速度。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明中的體素被視為存在于與二維模具表面共形的單層內(nèi)，其中光化輻射可垂直地輻射到二維表面并以每一個(gè)體素的共同軸向尺寸表示。例如，具體體積的反應(yīng)性混合物可以按768X768個(gè)體素交聯(lián)或聚合。如本文所用，“基于體素的鏡片坯件”表示鏡片坯形是使用基于體素的光刻技術(shù)形成的鏡片坯件。如本文所用，“Xgel ”是可交聯(lián)反應(yīng)性混合物的化學(xué)轉(zhuǎn)化率，在該化學(xué)轉(zhuǎn)化率下，混合物中凝膠份額變得大于零。如本文所用，“軸柄”包括用于固定眼科鏡片的具有成形表面的制品。方法本發(fā)明的領(lǐng)域涉及通過(guò)蒸汽相加工處理眼科鏡片和眼科鏡片坯件中的一者或兩者。一般來(lái)講，眼科鏡片坯件和眼科鏡片中的一者或兩者通過(guò)基于體素光刻的技術(shù)而形成。參見(jiàn)圖1，示出了一般形態(tài)的鏡片坯件100。形成了鏡片坯形140，其具有第一和第二大致弓形的表面，并且第一大致弓形表面150由在其上形成基部的軸柄145的表面限定。第二大致弓形表面130通過(guò)體素光刻技術(shù)而形成。鏡片坯形140可由形成為通過(guò)其凝膠點(diǎn)的聚合物的聚合物構(gòu)成，在凝膠點(diǎn)，鏡片形態(tài)尚未經(jīng)受固定輻射。在一些實(shí)施例中，凝膠點(diǎn)可使用索氏設(shè)備測(cè)定。聚合物反應(yīng)可在不同時(shí)間點(diǎn)停止，然后分析所得聚合物以確定殘余不可溶聚合物的重量分?jǐn)?shù)。所得數(shù)據(jù)可外推至不存在凝膠的點(diǎn)。該不存在凝膠的點(diǎn)就是凝膠點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，也可通過(guò)在反應(yīng)期間分析反應(yīng)混合物的粘度來(lái)測(cè)定凝膠點(diǎn)。例如，可使用平行板流變儀將反應(yīng)性混合物放在板之間來(lái)測(cè)量粘度。至少一塊板應(yīng)透過(guò)聚合反應(yīng)所用波長(zhǎng)的輻射。粘度接近無(wú)窮大的點(diǎn)為凝膠點(diǎn)。對(duì)于給定的聚合物體系和指定的反應(yīng)條件，凝膠點(diǎn)可以相同的轉(zhuǎn)化度發(fā)生。繼續(xù)圖1，這類(lèi)鏡片坯件100包括在其中已達(dá)到凝膠點(diǎn)的坯形140和其中未達(dá)到凝膠點(diǎn)的流體介質(zhì)Iio之間的內(nèi)邊界130。鏡片坯形140和流體介質(zhì)110的加工可產(chǎn)生光學(xué)質(zhì)量表面120。例如，加工可包括將鏡片坯形140暴露于光化輻射。也可以使用多種聚合物體系以體素光刻方式形成實(shí)體100，并且此外可能明顯的是，其他技術(shù)可以限定包括其上布放流體介質(zhì)110的鏡片坯形140的鏡片坯件100。
示例性的體素光刻鏡片坯件100是不同區(qū)域110、120、130、140的組合，如上所述。這些區(qū)域110、120、130、140中的每一個(gè)可包括不同化學(xué)部分的組合。例如，每個(gè)區(qū)域可包括以下一者或多者聚合物實(shí)體、多聚體實(shí)體、單體、溶劑和溶解的化學(xué)品等。鏡片坯件100還未經(jīng)受固定輻射，因此在一些實(shí)施例中，將發(fā)生各種材料的顯著水平的相互擴(kuò)散。各種材料中的一些將進(jìn)入表面120，并且在一些實(shí)施例中可以直接接觸表面120以外的蒸汽相170的是邊界。
本發(fā)明提出了用于控制蒸汽相170和鏡片坯件的表面120之間的相互作用的方法和設(shè)備。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，靠近坯件表面120的蒸汽相170通過(guò)鏡片坯件100周?chē)姆庹?60來(lái)控制。一些實(shí)施例也可包括封閉用于支撐鏡片坯件的基板145?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖2，示出了通過(guò)體素光刻加工技術(shù)形成的鏡片坯件201。鏡片坯件201位于弓形光學(xué)形成表面212上。其中形成鏡片坯件的一定量的反應(yīng)性單體混合物已從封罩中排出。在排出之后，靠近鏡片坯件的環(huán)境包括蒸汽相203。在一些實(shí)施例中，蒸汽相203由包括在加工設(shè)備200中的壁201-208來(lái)容納。通過(guò)蒸汽相203的液體或氣體的流204-206可用于將所需屬性引入到蒸汽相中。該設(shè)備可具有包括入口 209和出口 210的接口夾具，其允許外部控制環(huán)境形成蒸汽流或在一些實(shí)施例中形成靜態(tài)蒸汽相條件，或作為另外一種選擇部分或基本完全地抽空蒸汽相203。在一些實(shí)施例中，機(jī)械夾具允許抽空蒸汽相。在一些具體實(shí)施例中，在室的內(nèi)部203和室的外部206之間提供流體連通的管211或任何其他裝置可限定用于抽空的出口。例如，在一些實(shí)施例中，可通過(guò)使用抽空管211來(lái)形成不同流型204-206，其中管211可以不同方式和位置定位在設(shè)備內(nèi)，并且基本上允許從靠近鏡片坯件201的區(qū)域移除蒸汽相203中的一些或全部，并且具體地講是從靠近暴露于蒸汽相203的表面202的大氣中移除蒸汽相203中的一些或全部。在一些實(shí)施例中，管211的位置或提供流體連通的另一裝置的位置允許蒸汽相203的流靠近鏡片表面202被導(dǎo)向。其他實(shí)施例包括鏡片坯件201，其具有大致垂直于重力方向的頂點(diǎn)和帶有用于抽出下列中的一種或兩種的開(kāi)口的管頂點(diǎn)平面以下的氣體和液體，氣體和液體中的這樣一種或兩種向下經(jīng)過(guò)鏡片坯件。許多控制結(jié)構(gòu)可用于控制蒸汽相與鏡片或鏡片坯件201在環(huán)境中的相互作用。作為非限制性例子，結(jié)構(gòu)可包括以下一者或多者成形管211、氣體噴射器、氣體分配器、閥門(mén)、質(zhì)量流量控制器、壓力調(diào)節(jié)器、真空系統(tǒng)、氣體混合系統(tǒng)和未示出的其他此類(lèi)設(shè)備。例如，在一些實(shí)施例中，鏡片坯件201的處理可能涉及使氣體經(jīng)由入口 209和出口210流入和流出由安全殼屏蔽207-208限定的區(qū)域。某些特定實(shí)施例可包括惰性氣體流，該惰性氣體包括以下一者或多種氬氣和氮?dú)?。氣體的流量可通過(guò)例如質(zhì)量流量控制器控制，以調(diào)節(jié)將在鏡片坯件201上經(jīng)過(guò)的包括在蒸汽相203中的特定量的氣體。在一些實(shí)施例中，這樣的惰性氣體流204-206可用來(lái)有利于限制鏡片坯件201接觸本來(lái)存在于典型環(huán)境中的具體氣體。在其他實(shí)施例中，惰性氣體流204-206可使鏡片坯件201除去具有可測(cè)蒸汽壓力且在這樣的環(huán)境中會(huì)從鏡片坯件201中滲氣的組分。作為非限制性例子，存在于用來(lái)形成鏡片坯件201的反應(yīng)性單體混合物中的溶劑可從鏡片坯件201移入蒸汽相203中并經(jīng)出口 210離開(kāi)。使惰性環(huán)境流動(dòng)的另外的實(shí)施例可涉及通過(guò)除氣而從鏡片坯件201的環(huán)境中脫水或移除所存在的材料，鏡片坯件201的環(huán)境與鏡片坯形和流體鏡片反應(yīng)性介質(zhì)本身中的一者或多者相反。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可能清楚的是，可能存在多種加工方案，通過(guò)使惰性氣體流過(guò)能夠隔絕鏡片坯件環(huán)境的設(shè)備將導(dǎo)出這些加工方案。其他實(shí)施例可包括通過(guò)入口 204引入液體，其中液體與蒸汽相203相互作用并因此賦予蒸汽相203可用于處理鏡片坯件201的表面202的特性。附加并相關(guān)的實(shí)施例包括支撐實(shí)體的軸柄212，該實(shí)體已經(jīng)經(jīng)受固定輻射并因此構(gòu)成鏡片而不是鏡片坯件201。在另外的實(shí)施例中，通過(guò)將流體鏡片反應(yīng)性介質(zhì)添加到鏡片表面，可將通過(guò)使所述體素光刻鏡片坯件201經(jīng)受固定輻射而形成的鏡片隨后轉(zhuǎn)化為鏡片坯件201。同樣，這樣的鏡片坯件201的環(huán)境可包括其中用惰性蒸汽相203加工鏡片坯件201的加工實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可能明顯的是，可從加工多種類(lèi)型的鏡片坯件·201而導(dǎo)出一系列類(lèi)似的實(shí)施例，包括但不限于其中使用立體光刻技術(shù)、車(chē)制技術(shù)或注塑成型技術(shù)制備鏡片還形的鏡片還件201?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖3，在一些可供選擇的實(shí)施例中，加工鏡片坯件、鏡片坯形和鏡片中的一者或多者的設(shè)備300包括連接到入口 310和出口 320的閥門(mén)311-312。在一些示例性實(shí)施例中，入口閥門(mén)310和出口閥門(mén)320能夠閉合以有效隔絕室314內(nèi)的大氣環(huán)境，其中室314包含通過(guò)逐體素聚合(voxel by voxel polymerization)形成的鏡片還件315或軸柄313或其他基板。在一些實(shí)施例中，設(shè)備在鏡片還件315上方保持靜態(tài)環(huán)境大氣或蒸汽相314。在其他受控的、變化的大氣環(huán)境中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可能明顯的是，這樣的隔絕可以將蒸汽環(huán)境中存在的具體物質(zhì)的量限制到僅包括當(dāng)設(shè)備被設(shè)為隔絕狀態(tài)時(shí)所存在的量。另外的實(shí)施例可從以類(lèi)似的方式加工鏡片坯件315而導(dǎo)出，其中通過(guò)該設(shè)備隔絕環(huán)境以在鏡片坯件315上保持靜態(tài)的蒸汽相。在這種實(shí)施例類(lèi)型中，鏡片坯件315本身可包含揮發(fā)性且從鏡片坯件315向靜態(tài)蒸汽相中滲氣的物質(zhì)。在一些實(shí)施例中，該材料可存在于流體鏡片反應(yīng)性介質(zhì)本身中，并且其可擴(kuò)散通過(guò)頂部表面120并進(jìn)入蒸汽相。揮發(fā)性物質(zhì)最初可存在于鏡片坯形中并擴(kuò)散到流體鏡片反應(yīng)性介質(zhì)中。在一些情況下，滲氣過(guò)程向環(huán)境蒸汽相314中添加組分，環(huán)境蒸汽相314達(dá)到該組分的蒸汽壓力并隨后在鏡片坯件315表面上方維持平衡濃度。在不同的實(shí)施例中，滲氣可以不達(dá)到這樣的平衡狀態(tài)，并且可隨時(shí)間推移增加蒸汽相中的該組分的分壓。鏡片坯件315上的靜態(tài)蒸汽相也可導(dǎo)致這樣的實(shí)施例其中蒸汽相311在以下化學(xué)部分中變得含量較高，該化學(xué)部分是在鏡片坯件315本身的一部分中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的所得副產(chǎn)物。在這類(lèi)可供選擇的實(shí)施例中，在鏡片坯件315處于蒸汽相加工設(shè)備300的環(huán)境中的同時(shí)，生成副產(chǎn)物的反應(yīng)本身可由在鏡片坯件315上的作用所激活。不受限制，在一些實(shí)施例中，這種外部激活類(lèi)型的過(guò)程可例如通過(guò)熱加工鏡片坯件315、通過(guò)光激活加工、通過(guò)除光之外的輻射中的一者或多者來(lái)激活。實(shí)施例也可包括經(jīng)由可控制閥311-312引入室314中的液體或氣體。各種實(shí)施例可包括引入惰性氣體，其中其他實(shí)施例包括引入包含用于在鏡片坯件315上或內(nèi)部引發(fā)反應(yīng)的催化劑的氣體。在一些具體實(shí)施例中，可經(jīng)由閥門(mén)引入單體，其中該單體可以等同于用來(lái)形成鏡片坯件315的單體或可以可控地聚合(例如通過(guò)逐體素聚合)以增強(qiáng)鏡片坯件315的不同單體?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖4，當(dāng)隔絕的環(huán)境可包含化學(xué)組分的液相時(shí)，可導(dǎo)出靜態(tài)蒸汽相加工的另外的實(shí)施例。液相組分409可包含例如來(lái)自反應(yīng)性單體混合物的單體形式，或者作為另外一種選擇存在于反應(yīng)性單體混合物中的溶劑。通過(guò)將液相組分409包含在環(huán)境中可導(dǎo)出各種實(shí)施例，其中蒸汽相413被隔絕并變得被構(gòu)成液相409的氣體形式的分子所填充。實(shí)施例也可包括帶有入口閥410的反應(yīng)設(shè)備400，入口閥410將氣體412經(jīng)由出口411引入液相組分409中。在一些實(shí)施例中(如圖所示)，出口 411在室外部的區(qū)域415和室內(nèi)部的區(qū)域413之間提供液體連通。另外，可能有利的是將出口的位置相對(duì)于以下一者或多者而定位鏡片坯件401、鏡片坯形和鏡片。例如，在一些實(shí)施例中(如圖所示)，出口 411可位于鏡片坯件401的頂點(diǎn)下方的某一點(diǎn)處。其他實(shí)施例可包括在鏡片坯件401的頂點(diǎn)上方的入口 411A。
當(dāng)氣體412越過(guò)、以氣泡方式穿過(guò)或以其他方式與液相組分409相互作用時(shí)，氣體可提取構(gòu)成液相組分409的氣體形式的分子并將該分子帶入靠近鏡片坯件401的蒸汽相環(huán)境413中。可影響這樣的實(shí)施例的變量可包括以下一者或多者改變氣體的流量、改變氣體的類(lèi)型、氣體的溫度、氣體的組合、氣體的引入次序。在各種實(shí)施例中，蒸汽相化學(xué)品可與鏡片坯件和鏡片坯形中的一者或兩者相互作用。此類(lèi)相互作用的細(xì)節(jié)可憑其自身形成不同的實(shí)施例。在第一例子中，蒸汽相中的組分能夠在鏡片坯件401的表面上進(jìn)行物理吸附或化學(xué)吸附中的一者或兩者。組分被吸附，或以其他方式與鏡片坯件表面相互作用；其可與該表面相互作用并產(chǎn)生化學(xué)改性的表面區(qū)域。在一些實(shí)施例中，吸附的材料最初可以不反應(yīng)，而是可以在流體鏡片反應(yīng)性介質(zhì)內(nèi)擴(kuò)散并且也可能擴(kuò)散到鏡片坯形中。當(dāng)該蒸汽相組分因此吸附并擴(kuò)散到本體中時(shí)，可以進(jìn)行后續(xù)的加工以改變吸附了蒸汽相組分的鏡片坯件或鏡片坯形的特性。在一些實(shí)施例中，蒸汽相組分409包含與鏡片坯件401或鏡片的表面相互作用的反應(yīng)性單體。通過(guò)固定輻射進(jìn)行的后續(xù)加工使存在于鏡片坯形、鏡片坯件401或鏡片的表面上的反應(yīng)性單體聚合并導(dǎo)致鏡片、鏡片坯件401或鏡片坯形的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可使用種類(lèi)豐富的化學(xué)化合物和混合物，從而使得大量的實(shí)施例成為可能。本領(lǐng)域?qū)㈢R片坯件401暴露于吸附或化學(xué)吸附的材料以使鏡片坯件401改性的另一種方式基于在蒸汽相中暴露于鏡片坯件401的化學(xué)化合物或化學(xué)混合物是否已經(jīng)是鏡片坯件401的組分。在一些實(shí)施例中，蒸汽相組分可包含已經(jīng)存在于反應(yīng)性混合物(諸如Etafilcon A反應(yīng)性單體混合物)中的單體。Etafilcon A可用來(lái)使用基于體素的光刻過(guò)程形成鏡片坯件401。將Etafilcon A單體復(fù)合到鏡片坯件401中可導(dǎo)致在鏡片坯件401中的不同位置處具有不同含量的該單體。作為另外一種選擇，當(dāng)對(duì)于鏡片坯件401為新化學(xué)物質(zhì)的蒸汽相化學(xué)品暴露于鏡片坯件401時(shí)，產(chǎn)生另一個(gè)實(shí)施例類(lèi)型。該新化學(xué)物質(zhì)可直接引起、充當(dāng)催化劑、或以其他方式有利于鏡片坯件401內(nèi)的各種位置的性質(zhì)變化。另外的實(shí)施例包括暴露于也為鏡片坯件401的組分的蒸汽相組分的鏡片坯件401。如果使得蒸汽相在鏡片坯件401的環(huán)境中為可控地靜態(tài)的，則存在于鏡片坯件401中的揮發(fā)性物質(zhì)可從鏡片坯件解吸到蒸汽相中。當(dāng)解吸發(fā)生時(shí)，解吸物質(zhì)的分壓將升高，直到或除非該壓力處于在蒸汽和鏡片坯件401的表面之間出現(xiàn)平衡的點(diǎn)處。因此，在一些實(shí)施例中，已達(dá)到平衡的靜態(tài)環(huán)境可允許鏡片坯件內(nèi)的揮發(fā)性物質(zhì)的濃度達(dá)到平衡。由于例如水合能力的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于鏡片和鏡片坯件401這兩者的組分構(gòu)成，因此這種靜態(tài)蒸汽相處理方案可導(dǎo)致以這種方式制造的鏡片具有限定的性質(zhì)。在一些可供選擇的實(shí)施例中，蒸汽相組分可以通過(guò)與鏡片坯件401或鏡片的具體部分相互作用而反應(yīng)。在一些實(shí)施例中，蒸汽相組分可以在鏡片坯件401、流體反應(yīng)性介質(zhì)的頂部表面上反應(yīng)。在其他實(shí)施例中，該組分可以在反應(yīng)之前首先擴(kuò)散到流體鏡片反應(yīng)性介質(zhì)中或作為另外一種選擇在反應(yīng)之前通過(guò)流體介質(zhì)并進(jìn)入鏡片坯形中。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可能明顯的是，這些實(shí)施例類(lèi)型中的每一個(gè)可導(dǎo)致通過(guò)這些蒸汽相加工創(chuàng)新技術(shù)配制的鏡片的不同物理和/或化學(xué)性質(zhì)。在本發(fā)明的另一方面，在一些實(shí)施例中，傳感器(例如基于在室413內(nèi)的條件生成 模擬或數(shù)字信號(hào)的傳感器)可位于室413內(nèi)或靠近室413并基于室413內(nèi)的條件生成信號(hào)。能夠執(zhí)行邏輯指令的邏輯控制器(例如，計(jì)算機(jī)服務(wù)器、工作站、微處理器、微控制器或其他裝置)可與傳感器416、閥門(mén)410、414或其他可控結(jié)構(gòu)中的一者或多者進(jìn)行邏輯通信。邏輯控制器可接收數(shù)據(jù)、發(fā)出命令和存儲(chǔ)可用于設(shè)備的操作的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖5，除了蒸汽相加工環(huán)境和已相對(duì)于蒸汽相加工描述的各式各樣的實(shí)施例之外，可通過(guò)增加加熱鏡片坯件環(huán)境的能力來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充?？拷羝嗵幚碓O(shè)備500設(shè)置的諸如熱源或制冷裝置的熱能控制裝置502可用來(lái)增加鏡片坯件501和蒸汽相環(huán)境中的一者或兩者中的熱能。對(duì)環(huán)境加熱的可供選擇方式可包括加熱被送入處理設(shè)備中的蒸汽相本身。事實(shí)上，可存在通過(guò)外部熱加工來(lái)處理鏡片或鏡片坯件501環(huán)境的許多方式。包括加熱設(shè)備的熱控制裝置502可包括電阻線圈、換熱單元和熱電珀耳帖裝置中的一者或多者。熱加工可用于實(shí)現(xiàn)鏡片坯件或鏡片的性質(zhì)的多種變化。以非限制性例子的方式，在鏡片、鏡片坯形或流體鏡片反應(yīng)性介質(zhì)中的一者或多者內(nèi)的揮發(fā)性成分可通過(guò)加熱鏡片坯形、鏡片坯件501和鏡片中的一者或多者所處的環(huán)境而變得更具揮發(fā)性。因此，在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)施加熱量而有效地除去各種鏡片、鏡片坯件和鏡片坯形中的揮發(fā)性成分。熱加工也可用來(lái)使反應(yīng)過(guò)程以更高的速率進(jìn)行。在另一非限制性例子中，可通過(guò)加熱的存在而加速交聯(lián)。蒸汽相可用來(lái)將單體化合物輸送到鏡片、鏡片坯件501或鏡片坯形中，并且通過(guò)熱處理可使其在鏡片、鏡片坯件501或鏡片坯形內(nèi)反應(yīng)。另外的實(shí)施例包括熱能控制裝置502，其包括冷卻裝置，例如制冷機(jī)、熱電冷卻器、冷水源或其他設(shè)備，該設(shè)備能夠減少蒸汽相環(huán)境內(nèi)可用的熱能的量并因此減少可用于鏡片坯形、鏡片坯件501和眼科鏡片中的一者或多者的熱能的量。減少的熱能可用來(lái)延緩出現(xiàn)在鏡片坯形、鏡片坯件501和眼科鏡片中的一者或多者中的某些化學(xué)反應(yīng)?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖6，在本發(fā)明的另一方面，用于提供蒸汽相加工的設(shè)備600也可包括能夠發(fā)出用于光加工以下一者或多者的光輻射的輻射源鏡片坯件601 ;鏡片坯形和鏡片。在一些實(shí)施例中，光加工通過(guò)與用于形成鏡片坯件601、鏡片坯形、鏡片或其他鏡片物體相同的體素光刻加工光系統(tǒng)來(lái)控制。
在一些實(shí)施例中，光源602可控制在以下一者或多者的表面603上的光反應(yīng)性化學(xué)品的曝光鏡片坯件601、鏡片坯形、鏡片或其他鏡片物體。曝光的光反應(yīng)性化學(xué)品可物理吸附到表面603上，在這里，它們可與光子輻射相互作用并且在這樣的相互作用過(guò)程中發(fā)生化學(xué)改性并復(fù)合到表面上。許多類(lèi)型的或基于光的反應(yīng)均可包括在本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例中，并且在不喪失一般性的同時(shí)可包括通過(guò)體素光刻處理、掩模光刻處理或更一般地對(duì)整個(gè)鏡片坯件601或鏡片物體的無(wú)掩模光子輻射來(lái)對(duì)鏡片坯件601或鏡片物體進(jìn)行局部處理。可能明顯的是，已經(jīng)以相對(duì)簡(jiǎn)單的單工序或步驟組合的方式描述了在用設(shè)備控制周?chē)恼羝嗟沫h(huán)境中處理鏡片物體或鏡片坯件601的方法的許多例子。然而，還應(yīng)清楚的是，這些各種各樣的工序也可組合成更復(fù)雜的處理工序。在非限制性意義上，這些組合可以是以順序方式進(jìn)行的加工技術(shù)的組合。作為另外一種選擇，多種加工技術(shù)可以按并行方式進(jìn)行。作為已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的領(lǐng)域描述的加工實(shí)施例的結(jié)果，存在可以在所制造的鏡片坯件601和鏡片物體兩者中引發(fā)的許多變化。這些所得產(chǎn)品本身可限定體素光刻技術(shù)的新 裝置實(shí)施例。不加限制地，鏡片物體和鏡片坯件601的變化性質(zhì)可包括對(duì)鏡片坯件或鏡片物體的表面和本體材料性質(zhì)的化學(xué)變化。在其他裝置實(shí)施例中，蒸汽相處理可導(dǎo)致材料應(yīng)力方面的變化、鏡片物體和鏡片坯件601某些部分的密度變化以及從更一般的角度來(lái)看這些裝置在其最終形態(tài)中將呈現(xiàn)的形狀變化。另外的裝置可從鏡片物體和鏡片坯件的表面組成的變化導(dǎo)出，這些變化可導(dǎo)致表面潤(rùn)濕性的變化。由顏色變化、模具組合或鏡片坯件601或鏡片物體某些區(qū)域的吸光度變化可引起進(jìn)一步的裝置多樣性?？杉庸さ界R片物體和鏡片坯件601中的其他變化也可包括構(gòu)成裝置的本體材料的滲透性的變化。在作出了改變的裝置的其他實(shí)施例中，通過(guò)蒸汽相加工的變化可包括改變裝置的熱穩(wěn)定性。這些加工技術(shù)也可使包含化學(xué)品或藥物化合物的鏡片物體能夠通過(guò)蒸汽相加工而包括在內(nèi)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可能明顯的是，這些裝置實(shí)施例作為可能的例子而提及，不意味著限制可從鏡片坯件601和鏡片物體的蒸汽相加工導(dǎo)出的改變裝置的多樣性。
權(quán)利要求
1.一種用于加工鏡片坯件的設(shè)備，所述設(shè)備包括 軸柄，所述軸柄具有用于支撐所述鏡片坯件的表面；以及室，所述室封閉靠近所述軸柄的所述表面的蒸汽相環(huán)境。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括用于從所述室內(nèi)部的區(qū)域向所述室外部的區(qū)域抽出氣體和液體中的一者或兩者的出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括用于將所述氣體和液體中的一者或兩者引入所述室中的入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述氣體包括惰性氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述液體包含與用來(lái)形成支撐在所述軸柄上的所述鏡片坯件的單體不同的單體。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，還包括控制所述氣體和液體中的一者或兩者從所述出口通過(guò)的閥門(mén)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，還包括控制所述氣體和液體中的一者或兩者從所述入口通過(guò)的閥門(mén)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括在所述室內(nèi)部和所述鏡片坯件的頂點(diǎn)下方的區(qū)域與所述室外部的區(qū)域之間提供流體連通的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中在所述室內(nèi)部的點(diǎn)和所述室外部的區(qū)域之間提供流體連通的所述裝置從所述室內(nèi)部的所述區(qū)域向所述室外部的所述區(qū)域輸送氣體和液體中的一者或多者。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中在所述室內(nèi)部的點(diǎn)和所述室外部的區(qū)域之間提供流體連通的所述裝置從所述室外部的所述區(qū)域向所述室內(nèi)部的所述區(qū)域輸送氣體和液體中的一者或多者。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括 傳感器，所述傳感器測(cè)量所述室內(nèi)的條件；以及 控制器，所述控制器與閥門(mén)功能相通，所述閥門(mén)基于在所述室內(nèi)的所述條件的測(cè)量控制所述氣體和液體中的一者或兩者從所述出口通過(guò)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述室還用于容納單體，并且所述設(shè)備還包括排放孔，所述排放孔用來(lái)在所述單體的一部分在所述鏡片坯件形成期間發(fā)生聚合之后從所述室移除單體。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述軸柄包括供單次使用的塑料。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中用于支撐所述鏡片坯件的所述表面包括具有光學(xué)質(zhì)量的所述表面的至少一部分，并且所述光學(xué)質(zhì)量部分與在其上形成的接觸鏡片的光學(xué)區(qū)相關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括用于對(duì)齊所述設(shè)備與外部裝置的配準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述外部裝置包括逐體素輻射的源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述逐體素輻射的源包括數(shù)字反射鏡裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括熱能控制裝置，所述熱能控制裝置控制所述室的至少一部分內(nèi)的熱能的量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述熱能控制裝置包括熱源。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述熱能控制裝置包括冷卻裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述熱能控制裝置包括熱交換器。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述熱能控制裝置包括熱電晶圓。
全文摘要
用于蒸汽相加工眼科裝置的設(shè)備。本發(fā)明公開(kāi)了一種用于加工鏡片坯件(201)、鏡片坯形和眼科鏡片中的一者或多者的設(shè)備。所述設(shè)備包括軸柄(212)和封閉所述鏡片坯件周?chē)恼羝喹h(huán)境的室(203)。
文檔編號(hào)B29D11/00GK102791471SQ201180013677
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者J.B.恩斯, J.M.伍德, M.F.維德曼, P.M.鮑威爾, T.金德特-拉森 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司