專利名稱：：設(shè)計有色角膜接觸鏡片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有色角膜接觸鏡片。特別地，本發(fā)明提供設(shè)計能增強或者改變鏡片佩戴者的虹膜、角膜緣環(huán)(limbalring)和瞳孔中的一或多個的顏色的角膜接觸鏡片的方法。
背景技術(shù)：
：使用有色的或著色的角膜接觸鏡片來改變眼睛的本色和掩蓋眼異常已經(jīng)為大家所熟知。通常這些鏡片在當(dāng)其位于眼上時覆蓋鏡片佩戴者的虹膜、瞳孔和角膜緣環(huán)中的一或多個的鏡片部分中結(jié)合有圖案。提供所述圖案的傳統(tǒng)方法是手工或使用計算機制圖程序繪制所述圖案?；蛘?，可以通過攝取實際虹膜、瞳孔或角膜緣環(huán)中的一或多個的數(shù)字圖象并提取圖象的一部分用于圖案中來形成所述圖案。這些方法的缺點在于，由于圖案的復(fù)雜幾何形狀，為了創(chuàng)建用于制備結(jié)合了所述圖案的鏡片的刀具加工(toolmg)而準(zhǔn)確描述所得圖案、向鏡片模具施加所述圖案、和圖案度量等等都很困難。圖1是本發(fā)明的方法的流程圖。圖2是本發(fā)明的第二種方法的流程圖。圖3是按照本發(fā)明的方法制造的圖案。圖4是按照本發(fā)明的方法制造的第二種圖案。圖5是按照本發(fā)明的方法制造的第三種圖案。圖6是本發(fā)明的第三種方法的流程圖。圖7是本發(fā)明的第四種方法的流程圖。圖8是按照本發(fā)明的方法制造的第四種圖案。圖9是按照本發(fā)明的方法制造的第五種圖案。具體實施例方式本發(fā)明提供設(shè)計用于有色角膜接觸鏡片的圖案的方法，制造所述鏡片的方法以及結(jié)合有所述圖案(其中所述圖案是使用算法產(chǎn)生的)的鏡片。所產(chǎn)生的圖案，在結(jié)合到角膜接觸鏡片中時，用于增強或改變佩戴者的虹膜、瞳孔和角膜緣環(huán)中的一或多個的顏色。本發(fā)明的方法為用于工具加工的圖案、度量和制造結(jié)合了所述圖案的鏡片提供了對所述圖案的客觀描繪。在一個實施方案中，本發(fā)明提供制造用于有色角膜接觸鏡片的圖案的方法，其包括使用至少一種算法產(chǎn)生圖案的至少一部分的步驟、主要由使用至少一種算法產(chǎn)生圖案的至少一部分的步驟組成或由使用至少一種算法產(chǎn)生圖案的至少一部分的步驟構(gòu)成。對于本發(fā)明來說，"算法"是指產(chǎn)生一組點的一套規(guī)則并包括但不限于一個或多個數(shù)學(xué)公式。在本發(fā)明的方法中，使用了一或多種算法來產(chǎn)生用于有色角膜接觸鏡片的圖案的至少一部分。用于本發(fā)明的算法本質(zhì)上是分形的(fractal)。適合的算法可以源自例如但不限于混沌系統(tǒng)、擴散系統(tǒng)、聚集系統(tǒng)、L系統(tǒng)、P系統(tǒng)、元胞自動機(cellularautomata)等結(jié)構(gòu)。5作為一個例子，所述算法源自L系統(tǒng)。圖l顯示了用于導(dǎo)出這樣一種算法和根據(jù)本發(fā)明制造圖案的流程圖。在第一步(101),定義了內(nèi)外圖案邊界。所述邊界可以是任何適合的大小和形狀的。通常，所述邊界是人類瞳孔、虹膜和角膜緣環(huán)中的一或多個的平均半徑的邊界。所述內(nèi)外邊界可通過在所述邊界加上或減去相應(yīng)起始半徑的小分?jǐn)?shù)"或"來改變(102)。此改變可通過用0和1之間的隨機數(shù)乘以"或5外來變成隨機的，其產(chǎn)生的效果將是使所述邊界顯得更自然?？梢栽诿總€迭代步驟中進行所述改變和選擇隨機變量，意味著每一次繪制一條線段。另外，隨機選擇起始角度、移距和變化角度(103)，以及隨機選擇起始串、迭代串和迭代次數(shù)(104)。然后所述算法運行以產(chǎn)生圖案(105),并對所產(chǎn)生的圖案是否可接受做出判斷(106)。如果圖案不可接受，則改變某些或全部參數(shù)和約束條件(constraint)來重復(fù)所述過程。在更具體的實施例中，由L系統(tǒng)導(dǎo)出了算法，且邊界條件將L系統(tǒng)符號的圖形命令限定在與傳統(tǒng)的美容鏡片虹膜圖案覆蓋的區(qū)域基本相等的區(qū)域上。另外并優(yōu)選地，向此L系統(tǒng)提供隨機要素。更特別地，約束5階L系統(tǒng)被約束以在由兩個圓限定的區(qū)域內(nèi)制造圖案。換句話說，在由下式定義的區(qū)域之內(nèi)制造所述圖案("P"):R外±S外<P<R內(nèi)±5內(nèi)5其中R外士S外是圓的半徑，此半徑基本上等于人類虹膜的平均半徑加上或減去該半徑乘以0和1之間的隨機變量得到的分?jǐn)?shù)；和R內(nèi)±S內(nèi)是圓的半徑，此半徑基本上等于人類瞳孔的平均半徑加上或減去該半徑乘以0和1之間的隨機變量得到的分?jǐn)?shù)。用于此系統(tǒng)的算法以起始串或公理(axiom)為起點，所述起始串或公理由代表圖形命令的符號組成。計算機代碼使用所述命令來繪制以像素單元定義的構(gòu)成用于有色鏡片中的圖案的線段。例如，所述公理可以為符號t-f"，且在第一次迭代過程中，由設(shè)計師隨機選擇的迭代串代替每個"f"。然后代碼執(zhí)行所述新串中的命令。在第二次迭代時，用該迭代串代替前一串中的每個"f'，且代碼執(zhí)行這些命令。例如，如果公理"f-f"的迭代串為"f+f+"，則在第一次迭代之后，所述串為"f+f如f+F+"。在第二次迭代之后，所述串為'下+++++++-f+f++f+f++"。進行后續(xù)迭代直至達到由系統(tǒng)的階數(shù)決定的預(yù)定迭代次數(shù)。例如，對于5階l系統(tǒng)來說會進行5次迭代。所用階數(shù)將通過觀察什么階數(shù)能提供期望的圖案來決定。圖形含義與針對所述公理的符號有關(guān)。例如，針對上述公理的符號^口下表戶斤示。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在上表中，移距(traveldistance)為選擇的長度。移距或在遇到符號f時所畫線段的長度、轉(zhuǎn)折角或在遇到符號"+"或"&"時角度的變化、迭代串和在出現(xiàn)違反邊界條件時線段的新起點位置的值，都由設(shè)計師選擇。這些值中每個都將由產(chǎn)生所希望的圖案的值決定，其中所述所希望的圖案是指在結(jié)合到鏡片中時獲得期望的眼上美容效果的圖案。第一個線段的起始位置是在內(nèi)圏附近位置隨機選擇的。如果要在R外±5外之內(nèi)和R^士"之內(nèi)繪制線段并且線段大于R外士S外或小于Rrt士^,則將針對所述線段的新起始位置，在此之后代碼將繼續(xù)執(zhí)行圖形命令。如果線段在R外士S外和R^士^之內(nèi)，則不會發(fā)生變化。圖2中是這樣一種方法的流程圖。圖3-5是由圖l和2所示方法產(chǎn)生的圖案的例子。對于這些圖而言，外圓和內(nèi)圓分別為350和150像素。如圖3-5所示，內(nèi)外圓邊界是模糊的，這意味著在定義了每個線段的最終位置后，該算法進行檢查以判斷是否超出了圍繞內(nèi)外圓邊界隨機變化的邊界。另外，所用算法是隨機性的，因為如果超出了邊界條件則將為線段隨機選擇新的起點位置。圖3中顯示了適合用作美容性角膜接觸鏡片中圖案的圖案IO。圖案起始角度為和水平面夾角180度，移距為5像素，轉(zhuǎn)折角為45度，rimover距離為150像素。圖4顯示了使用與圖3相同的公理、迭代串、起始角度和移距，但采用22.5度的轉(zhuǎn)折角和200像素的nmover距離在5次迭代之后產(chǎn)生的圖案20。圖5的圖案30是按與產(chǎn)生圖3所示圖案相同的方式產(chǎn)生的，除了采用2像素的移距以外。圖3-5所示的設(shè)計是使用用于繪制線段的算法的結(jié)果。作為另一個實例，可以使用類似于物理過程，如擴散，算法來產(chǎn)生圖案。例如，可以通過發(fā)射限定數(shù)量的圓并使每個圓可以找到它的位置來形成圖案。圖6顯示了這樣一種過程的流程圖。在第一步驟(201),定義了基準(zhǔn)(horizon)和襯底(substrate)圖案邊界，優(yōu)選地其為圓?；鶞?zhǔn)是指從該處發(fā)射圓的位置。襯底是指發(fā)射的圓累積的位置。所述基準(zhǔn)和襯底圓可以是任何半徑的，但優(yōu)選地所述基準(zhǔn)圓與所述襯底圓是同心的且半徑比它大。在每個迭代步驟可以通過加上或減去相應(yīng)的起始基準(zhǔn)或襯底半徑的隨機選擇的分?jǐn)?shù)來改變所述基準(zhǔn)和襯底邊界(202)。此隨機選擇分?jǐn)?shù)的幅度將通過目測檢查此改變對所形成的圖案的影響來決定。在本發(fā)明的方法的這個實施方案中，選擇待發(fā)射的圓的最小和最大數(shù)目的準(zhǔn)則基于圓之間的區(qū)域待被填充的程度以便制造所希望的圖案。這將通過目測檢查在改變圓的最小和最大數(shù)目時對所生成的圖案的影響來決定。使用該相同準(zhǔn)則來選擇發(fā)射的圓的最大和最小半徑(204)。然后所述算法運行以產(chǎn)生圖案(205),并對所產(chǎn)生的圖案是否可接受做出決定(206)。更具體地例如和如圖7的流程圖所示，算法可以為使用隨機位置和軌道從圓形基準(zhǔn)發(fā)射小圓(301)。容許每個圓運動直到其遇到另一個圓(302)或超出R基準(zhǔn)士5基準(zhǔn)邊界(303)。如果發(fā)射的圓接觸到另一個這種圓，則其被定在該接觸點并且然后從該點發(fā)射另一個圓。如果發(fā)射的圓運動到R基準(zhǔn)士S基準(zhǔn)邊界之外，則其被除去(304)并發(fā)射另一個圓，或者如果發(fā)射的圓在R基準(zhǔn)士5基準(zhǔn)邊界之內(nèi)，則不進行改變(305)?；蛘撸?dāng)質(zhì)疑粒子是否運動到了基準(zhǔn)圓半徑之外時，可以隨機少量改變所述基準(zhǔn)圓的半徑。當(dāng)發(fā)射的圓穿過其它圓與襯底圓之間的區(qū)域時，其可能與背景粒子碰撞。背景粒子是指改變用于定義所述圖案的所述圓之一的軌道的顆粒，優(yōu)選地是看不見的。這種碰撞是彈性的，因為圓的軌道可能由于所述石並撞而#皮某隨機因素改變。經(jīng)歷這樣碰撞的概率可以使用變量來控制，所述變量的行為與溫度和密度變量類似且由此可被認為是擴散系數(shù)。隨同碰撞概率一起，設(shè)計師可以改變所述基準(zhǔn)和襯底半徑以及發(fā)射的圓的數(shù)目及其半徑。圖8和9顯示了采用這樣算法的實例。對于這些實例而言，擴散系數(shù)是無限的，意味著不存在背景碰撞。圖8中顯示了使用上述擴散算法、750像素的基準(zhǔn)半徑、450像素的襯底半徑和100000個半徑為1像素的圓產(chǎn)生的圖案40。圖9中顯示的圖案50是采用所述擴散算法、750像素的基準(zhǔn)半徑、550像素的襯底半徑和IOO,OOO個半徑為I像素的發(fā)射的圓產(chǎn)生的。使用本發(fā)明的方法可以創(chuàng)造出用于有色角膜接觸鏡片的圖案，其中所述圖案由一或多種算法定義。所述圖案可在鏡片中用于增強或改變佩戴者的虹膜、瞳孔和角膜緣環(huán)顏色中的一個或多個，根據(jù)希望的在眼上的效果所述圖案的元素可以是半透明的或不透明的。對于本發(fā)明而言，"半透明"是指這種顏色，它容許380-780nm范圍的平均透光率(。/。T)為約60%-約99%,優(yōu)選地約65%-約85%丁。"不透明"是指這種顏色，它容許380-780nm范圍的平均透光率(。/。T)為0到約55,優(yōu)選地,7到約50%丁。圖案元素的顏色可以彼此基本上相同或互補，且圖案元素選擇的顏色將由鏡片佩戴者的虹膜的本色和期望的增強或變色決定。由此，元素可以是任何顏色的，包括但不限于各種色調(diào)和飽和度的藍、綠、灰、褐、黑、黃、紅或其組合中的任何。角膜緣環(huán)優(yōu)選的顏色包括但不限于各種色調(diào)和飽和度的黑、褐和灰中的任何。圖案元素可以由適用于角膜接觸鏡片的任何有機或無機顏料或這類顏料的組合構(gòu)成?？梢酝ㄟ^改變所用的顏料和/或二氧化鈦的濃度來控制不透明度，用量越高不透明度越大。示例性有機顏料包括但不限于酞菁藍、酞菁綠、?？ㄟ蜃?、還原橙#1等及其組合?？捎玫臒o機顏料的例子包括但不限于鐵黑、鐵棕、鐵黃、鐵紅、鈦白等及其組合。除了這些顏料之外，可用的的可溶性和不溶性染料包括但不限于基于二氯三嗪和乙烯砜的染料。可用的染料和顏料都可商購。所選染料或顏料可以與預(yù)聚物、粘合聚合物和溶劑中的一種或多種結(jié)合形成用于制造本發(fā)明的鏡片中使用的半透明和不透明層的著色劑。也可使用其它可用于角膜接觸鏡片著色劑中的添加劑。所述可用于本發(fā)明的顏色層的粘合聚合物、溶劑和其它添加劑都是已知的，可以商購或者其制造方法是已知的。所述元素可被施加到或打印在鏡片的一或多個表面上，或者可被印刷到將向其中沉積和固化鏡片形成材料的模具的一或多個表面上。在優(yōu)選的用于形成結(jié)合了本發(fā)明的設(shè)計的鏡片的方法中，使用了由任何適合的材料制造的熱塑性光學(xué)模具，其中所述材料包括但不限于環(huán)聚烯烴和聚烯烴如聚丙烯或聚苯乙烯樹脂。元素被沉積到模具的型面的期望部分上。"型面"是指模具或半模中用于形成鏡片表面的表面。優(yōu)選地，所述沉積如下所述通過壓印(padprinting)進行。用固化后能變成不溶于水的光刻膠材料覆蓋優(yōu)選地由鋼更優(yōu)選地由不銹鋼制成的金屬板。選擇或設(shè)計所述元素，然后使用例如照相等技術(shù)中的任何一種將其縮小到要求的尺寸，放置在金屬板上，固化所述光刻膠材料。接著用水溶液沖洗所述板，生成的圖象被蝕刻在板中到適合的深度，例如約20微米。然后向所述元素上沉積含粘合聚合物、溶劑和顏料或染料的著色劑，以用著色劑填充所述凹坑。用具有適用于在表面上印刷的幾何形狀和可變硬度，通常為約I-約IO,的硅墊壓靠板上的圖像以除去著色劑，然后通過蒸發(fā)溶劑將著色劑輕微地干燥。然后將所述墊壓在光學(xué)模具的型面上。必要時，對模具脫氣至多12小時以除去過量的溶劑和氧，之后用鏡片材料填充模具。然后使用互補的半模來完全合型，并將合型暴露于適合固化所用鏡片材料的條件。這些條件在領(lǐng)域中是眾所周知的且將取決于所選擇的鏡片材料。一旦完全固化就從模具中脫模鏡片，在緩沖鹽水溶液中使其均衡。在優(yōu)選實施方案中，使用了透明的預(yù)聚物層，此預(yù)聚物層覆蓋在圖案上并構(gòu)成鏡片最外層表面的全部。所述透明的預(yù)聚物層優(yōu)選地首先施加到型面，隨后再向所述預(yù)聚物上施加所述著色劑。所述預(yù)聚物可以是能夠分散所用顏料和任何不透明劑的任何聚合物。本發(fā)明可用于提供由任何已知的鏡片形成材料或適于制造這種透鏡的材料制造的有色硬或軟角膜接觸鏡片。優(yōu)選地，本發(fā)明的鏡片為軟角膜接觸鏡片，所選用于形成鏡片的材料為任何適于制造軟角膜接觸鏡片的材料。適于采用本發(fā)明的方法形成軟角膜接觸鏡片的優(yōu)選材料包括但不限于有機硅彈性體、含硅樹脂的大分子單體、水凝膠、含硅樹脂的水凝膠等及其組合，其中所述含硅樹脂的大分子單體包括但不限于美國專利5,371,147、5,314,960、和5,057,578中公開的那些，這些專利通過引用完全并入。更優(yōu)選地，所述鏡片由含硅氧烷官能團的材料、硅樹脂水凝膠或由含羥基和/或羧基制成的水凝膠及其組合制成，其中所述硅氧烷官能團包括但不限于聚二甲基硅氧烷大分子單體、曱基丙烯酰氧丙基聚烷基硅氧烷及其混合物。用于制造軟角膜接觸鏡片的材料是眾所周知的且可商購。葉尤選；也4竟片才才沖+為acquafilcon、etafilcon、genfilcon、lenefilcon、balafilcon、lotrafilcon或galyfilcon。10權(quán)利要求1.制造用于有色角膜接觸鏡片的圖案的方法，包括使用至少一種算法產(chǎn)生圖案的至少一部分的步驟。2.權(quán)利要求l的方法，其中所述算法本質(zhì)上是分形的。3.權(quán)利要求2的方法，其中所述算法源自混沌系統(tǒng)、擴散系統(tǒng)、聚集系統(tǒng)、L系統(tǒng)、P系統(tǒng)、元胞自動機等。4.權(quán)利要求3的方法，其中所述算法源自L系統(tǒng)。5.權(quán)利要求4的方法，進一步包括以下步驟a.)定義內(nèi)和外圖案邊界；b.)選擇起始角度、移距和變化角度；c.)選擇起始串、迭代串和待執(zhí)行的迭代次數(shù)；和d.)使用所述算法產(chǎn)生圖案。6.權(quán)利要求4的方法，其中所述算法源自改進的L系統(tǒng)，所述改進的L系統(tǒng)是5階L系統(tǒng)，約束所述5階L系統(tǒng)在由下式定義的區(qū)域之內(nèi)制造圖案P:R外±5外<P<R內(nèi)±S內(nèi)其中R外±S外是圓的半徑，此半徑基本上等于人類虹膜的平均半徑加上或減去該半徑的分?jǐn)?shù)；和R內(nèi)±S內(nèi)是圓的半徑，此半徑基本上等于人類瞳孔的平均半徑加上或減去該半徑的分?jǐn)?shù)。7.權(quán)利要求5的方法，其中所述算法源自改進的L系統(tǒng)，所述改進的L系統(tǒng)是5階L系統(tǒng)，約束所述5階L系統(tǒng)在由下式定義的區(qū)域之內(nèi)制造圖案P:R外土5外<P<R內(nèi)土S內(nèi)其中R外±S外是圓的半徑，此半徑基本上等于人類虹膜的平均半徑加上或減去該半徑的分?jǐn)?shù)；和R內(nèi)土S內(nèi)是圓的半徑，此半徑基本上等于人類瞳孔的平均半徑加上或減去該半徑的分?jǐn)?shù)。8.權(quán)利要求3的方法，其中所述算法源自擴散系統(tǒng)。9.權(quán)利要求8的方法，進一步包括以下步驟a.)定義基準(zhǔn)和襯底邊界；b.)選擇最大和最小圓半徑；和C.)使用所述算法產(chǎn)生圖案。10.使用權(quán)利要求1的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。11.使用權(quán)利要求2的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。12.使用權(quán)利要求3的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。13.使用權(quán)利要求4的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。14.使用權(quán)利要求5的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。15.使用權(quán)利要求6的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。16.使用權(quán)利要求7的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。17.使用權(quán)利要求8的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。18.使用權(quán)利要求9的方法制造的用于有色角膜接觸鏡片的圖案。全文摘要本發(fā)明提供設(shè)計用于有色角膜接觸鏡片的圖案的方法，其中所述圖案是使用算法產(chǎn)生的。本發(fā)明的方法為用工具加工、度量和制造結(jié)合了所述圖案的鏡片提供了對所述圖案的客觀描繪。文檔編號G02C7/04GK101454710SQ200780019528公開日2009年6月10日申請日期2007年3月23日優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日發(fā)明者D·G·克拉克,G·J·霍夫曼申請人:莊臣及莊臣視力保護公司