專利名稱：具有更自然外觀的有色隱形眼鏡及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色隱形眼鏡的設(shè)計，尤其是鏡片設(shè)計，這些設(shè)計通過從人虹膜的圖象中分離出不同的顏色設(shè)計然后將各種不同的顏色設(shè)計印刷到隱形眼鏡上形成，以便得到一種復(fù)制虹膜復(fù)雜外觀的有色隱形眼鏡。
一些有色隱形眼鏡已經(jīng)研究出來，如在Wichterle所申請的美國專利號3,679,504中所討論的那些，其中，具有多種顏色的虹膜的不透明鏡片用美術(shù)方法繪制或用照相法復(fù)制到鏡片的虹膜部分上。然而，這些鏡片也未能做到看起來自然，因此從未獲得商業(yè)上的成功。在美國專利號3,536,386(Spivak)；3,712,718(LeGrand)；4,460,523(Neefe)；4,719,657(Bawa)；4,744,647(Meshel等)；4,634,449(Jenkins)和歐洲專利公開號0 309 154(Allergan)及聯(lián)合王國專利申請?zhí)? 202 540A(IGEL)中公開了生產(chǎn)具有自然外觀的不透明鏡片的另一些嘗試。
第一個商業(yè)上成功的不透明有色隱形眼鏡已根據(jù)Knapp在美國專利號4,582,402中所公開的發(fā)明制造出來。在其優(yōu)選的實施例方案中，Knapp公開了一種具有若干著色的不透明斑點(diǎn)而不是一種整體式著色虹膜部分的隱形眼鏡。Knapp鏡片使用一種生產(chǎn)簡單且價格便宜的鏡片，用簡單的單色印刷的斑點(diǎn)圖案提供了自然的外觀。盡管各斑點(diǎn)的斷續(xù)圖案不完全覆蓋虹膜，但它提供了足夠的斑點(diǎn)密度，該斑點(diǎn)密度可以產(chǎn)生遮蔽效果。當(dāng)由普通觀察者觀看時，佩戴鏡片的人具有接近連續(xù)顏色的外觀。Knapp還公開了可以用不同的圖案以不同的顏色重復(fù)一次或多次的印刷步驟，因為在近處觀察時，發(fā)現(xiàn)虹膜包含一種以上的顏色。印刷的圖案不必絕對均勻，以增強(qiáng)虹膜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。目前得到商業(yè)上成功的單色Knapp鏡片，具有排列成不規(guī)則圖案的斑點(diǎn)，以便增強(qiáng)虹膜的結(jié)構(gòu)。
為對Knapp鏡片進(jìn)行改進(jìn)，已作出了各種各樣的嘗試。Jahnke申請的美國專利5,414,447公開了在著色劑的二或三個不同色調(diào)部分涂布間斷的油墨圖案，以便提供一種更自然的外觀。Jahnke的公開內(nèi)容描述了一種鋸齒形邊界，該鋸齒形邊界用來將不同著色的部分分開，由此增強(qiáng)有色鏡片的自然外觀。Jahnke的公開內(nèi)容還介紹了三種不同的著色部分，及用多個鋸齒形邊界來提供必要的分離。
為產(chǎn)生一種看起來更自然的鏡片所作的另一些嘗試包括Rawlings所申請的美國專利5,120,121，該專利公開了一簇從瞳孔部分周邊輻射到虹膜部分周邊的互連線。另外，歐洲專利0 472 496 A2公開了一種隱形眼鏡，該隱形眼鏡具有一種試圖復(fù)制在虹膜中所發(fā)現(xiàn)的線條的線條圖案。
盡管作了這些努力，但隱形眼鏡工業(yè)仍在繼續(xù)尋找一種低成本的有色鏡片，這種鏡片可以增加或改變虹膜的顏色，并同時提供人虹膜中固有的深度和結(jié)構(gòu)。通過提供能透過有色鏡片顯示某種自然的虹膜顏色和圖案的有色隱形眼鏡更接近于達(dá)到了這個目的。
發(fā)明提要本發(fā)明提供了一種有色隱形眼鏡。優(yōu)選的是，隱形眼鏡通過下述方法生產(chǎn)選定一個挑選的眼睛的圖象，把該圖象分成它的若干組成色和圖案，對這些組成色和圖案進(jìn)行處理，然后把這些顏色和圖案直接或間接地復(fù)制到隱形眼鏡上。
開始，人眼睛的圖象可以用照相法或某種其它的復(fù)制方法記錄?；蛘?，人眼睛的圖象可以用任何繪畫方法創(chuàng)作。任選地，所記錄的圖象在這時可以增強(qiáng)，以便達(dá)到一種特殊的化妝效果。
接著，將記錄的圖象進(jìn)行處理，以便把圖象分離成多個組成色及它們相關(guān)的圖案。任選地，這些顏色和圖案可以增強(qiáng)，以便達(dá)到特殊的化妝效果。分離過程可以用計算機(jī)和市售的軟件進(jìn)行。然后用這些組成色和圖案來制造多個含有不透明或接近不透明部分的印版，這些印版可以在有色鏡片制造過程中使用。然后通過用任何已知的印刷技術(shù)按特定的順序?qū)⒍鄬硬煌该骰蚪咏煌该鞯牟糠钟∷⒌诫[形眼鏡上來制造有色鏡片。
記錄的圖象，或者各個組成色其中的某些或全部，如果希望的話，可以用許多不同的方法改變或修飾，以便產(chǎn)生適合于改變眼睛外觀的圖案。這些改變方法包括從記錄的圖象或各個組成色中除去某些較暗的色調(diào)；把各組成色及它們相關(guān)的圖案轉(zhuǎn)變成元素如斑點(diǎn)或色島；使各組成色與可用的顏料及相關(guān)的油墨(這些顏料和油墨可由美國食品與藥品管理局批準(zhǔn)，因而增加了政府批準(zhǔn)的機(jī)會)匹配；用額外的顏色和圖案、經(jīng)向線、對比區(qū)等增強(qiáng)記錄的圖象或組成色和圖案；采用某些數(shù)學(xué)算法如二維傅里葉變換；和用軟件如Adobe Photoshop進(jìn)行其它圖案處理。這些修改可以在把記錄的圖象加工成分開的各組成色和圖案之前，在記錄的圖象上進(jìn)行。各種修改還可以在這種加工之后加到各個組成色上。
在單色鏡片、兩種和三種顏色的鏡片外觀上的改善，及企圖復(fù)制人眼的另一些公開內(nèi)容十分與眾不同。象某些先前的有色鏡片一樣，按照本發(fā)明所制造的鏡片讓佩戴者虹膜的表觀顏色和顏色圖案發(fā)生根本性變化。例如，不難將表觀虹膜顏色從淡褐色改變到亮藍(lán)色或綠色等。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施方式是一種4種顏色部分或?qū)拥溺R片，但也可采用少于或多于4層。層的數(shù)目僅僅是操縱用于從記錄的人眼圖象中分離出所需要的顏色和圖案數(shù)之軟件的操作人員所希望的。通常，分離出和印刷到有色隱形眼鏡上的顏色和圖案越多，則鏡片與人眼及眼睛上所希望的化妝外觀效果越接近。
本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式的目的是提供一種有色隱形眼鏡，該有色隱形眼鏡具有一個瞳孔部分，一個圍繞瞳孔部分的虹膜部分和虹膜部分上的有色圖案。有色圖案優(yōu)選用下述方法產(chǎn)生記錄一個化妝上有吸引力的人眼或這種眼睛的照片，然后把記錄的圖象在它們相關(guān)的圖案中分成多個組成色。然后用多種顏色分離部分來形成印刷過程中所用的不同部分，以便制造有色鏡片。對不同部分的每個部分都形成一個分開的印版或電鑄版，上述的不同部分包括從記錄的圖象中分離出的特定顏色。然后用這些印版將不同的顏色或?qū)悠渲械拿恳环N印刷到隱形眼鏡上或用于形成隱形眼鏡的模具中的薄膜上，從而薄膜變成最終隱形眼鏡的一部分。最終的鏡片包含所有的層和顏色，并且非常近似地復(fù)制出起初記錄的人眼圖象。有色隱形眼鏡能夠改變佩戴鏡片的人虹膜的表觀顏色和顏色圖案，同時賦予很自然的外觀。
組成色及它們相關(guān)的圖案可以用許多方法復(fù)制在隱形眼鏡上。Rawlings的美國專利5,116,112(引入本文作為參考)公開了一種印刷方法，該印刷方法包括將油墨印刷到一層上或鑄模中的薄膜上；形成隱形眼鏡；然后取出隱形眼鏡，從而包含油墨的層或薄膜變成隱形眼鏡表面的一部分。Knapps的美國專利4,704,007和4,582,402(引入本文作為參考)公開了一種可用于本發(fā)明的凹版印刷法(pad printing)。也可使用其它將圖象復(fù)制到隱形眼鏡上的方法，如激光印刷法和噴墨印刷法。
本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式的另一個目的是提供一種有色隱形眼鏡，該有色隱形眼鏡具有一個瞳孔部分，一個圍繞瞳孔部分的虹膜部分和虹膜部分上的彩色圖案。彩色圖案可以用下述方法產(chǎn)生對一個化妝上有吸引力的人眼拍照；然后將拍成照片的人眼掃描并存儲掃描的圖象。一旦存儲起來，就可以用分離軟件把存儲的數(shù)據(jù)分離成多個組成色和圖案。層的數(shù)目僅僅是操縱用來從記錄的人眼圖象中分離出所需要的顏色和圖案數(shù)的軟件的操作人員所希望的。對不同顏色/圖案分離部分中的每個部分都形成一個分開的印版或電鑄版。然后在將各種不同的顏色或?qū)佑∷⒌诫[形眼鏡上的過程中使用這些印版。最終的鏡片包含所有的層、顏色和圖案，并復(fù)制原先記錄的人眼睛圖象。有色隱形眼鏡能改變佩戴鏡片的人虹膜的表觀顏色和顏色圖案，同時賦予很自然的外觀。
本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式的另一個目的是提供一種有色隱形眼鏡，該有色隱形眼鏡具有一個瞳孔部分，一個圍繞瞳孔部分的虹膜部分和虹膜部分上的彩色圖案。彩色圖案可以通過下述方法產(chǎn)生記錄化妝上有吸引力的人眼或這種眼睛的照片；然后將記錄的圖象分離成多個組成色及它們相關(guān)的圖案。然后用多個顏色分離部分來形成在印刷過程中所用的不同部分，以便制造有色鏡片。對不同部分的其中每個部分都形成一個獨(dú)立的設(shè)計，上述的不同部分包括從記錄的圖象中分離出的特定顏色?？梢杂酶鞣N方法將不同設(shè)計中的各種設(shè)計加到隱形眼鏡上。最終的鏡片包含所有的層或顏色，并復(fù)制最初記錄的人眼圖象。有色隱形眼鏡能改變佩戴眼鏡的人虹膜的表觀顏色，同時賦予很自然的外觀。
可以理解，視人的眼睛或在方法中所用的人眼照片而定，可以產(chǎn)生許多不同的著色部分。另外，視所用的分離軟件而定，可以從同一人眼圖象產(chǎn)生出不同的層或部分。此外，即使使用相同的圖象，最終產(chǎn)品可以不同，這視從圖象中分離出的顏色或?qū)拥臄?shù)量而定。
術(shù)語“普通觀察者”是指站在距佩戴本發(fā)明鏡片的人約2-約5英尺遠(yuǎn)、具有正常20-20視力的人。


圖1示出用于本發(fā)明所述隱形眼鏡的一種設(shè)計；圖2示出一幅待印刷在本發(fā)明所述隱形眼鏡上的彩色圖象；圖3示出圖2中圖象的第一組成色；圖4示出圖2中圖象的第二組成色；圖5示出圖2中圖象的第三組成色；圖6示出圖2中圖象的第四組成色。
優(yōu)選實施方式的詳細(xì)說明圖1示出按照本發(fā)明所述的隱形眼鏡10。它具有一個在鏡片中央的瞳孔部分20，和一個圍繞瞳孔部分的環(huán)形虹膜部分22。對于親水性或軟的隱形眼鏡，有一個周邊部分24圍繞虹膜部分22。彩色圖案26位于虹膜部分22上。圖案26由多個彩色部分組成，每個彩色部分都印刷成它自己的圖案。這些彩色圖案的組合改變了自然虹膜的表觀顏色和顏色圖案。
位于虹膜部分22上的圖案26通過將多層不同顏色的圖案組合在一起形成。為了產(chǎn)生這些多個彩色圖案中的每個圖案，首先必須記錄化妝上有吸引力的眼睛圖象(未示出)。眼睛的圖象可以是拍照的、彩繪的、手繪的、印刷的或用眾所周知的美術(shù)設(shè)計方法創(chuàng)作的。這包括粉筆、鉛筆、油墨、水彩涂料等，以及計算機(jī)創(chuàng)作的圖象。
然后將圖象記錄在一個媒體如計算機(jī)存儲器等上。記錄圖象可以用許多不同的方法完成，例如用掃描儀將圖象掃描到計算機(jī)存儲器中，或者用數(shù)字式照像機(jī)將圖象收集到計算機(jī)存儲器或某些其它媒體上。把眼睛圖象記錄到計算機(jī)存儲器中的方法可以是單步驟的，即，用數(shù)字式照像機(jī)拍下眼睛的照片。
一旦記錄或收集了化妝上有吸引力的眼睛圖象后，所記錄的圖象就可以任選地用眾所周知的方法例如計算機(jī)軟件如Adobe Photoshop增強(qiáng)。
接下來，可以將記錄的圖象分成它的組成色和它們的相關(guān)圖案。這種彩色圖案的分離可以用許多方法完成，這些方法包括使用計算機(jī)軟件例如Adobe Photoshop。程序把記錄的圖象分成它的組成色或相關(guān)圖案。每個組成色層都具有一個均勻的圖案，該均勻的圖案視所用眼睛的圖象、計算機(jī)程序及操作人員對計算機(jī)程序的使用而定。各組分的每一種都可以任選地在這一步用任何繪畫方法增強(qiáng)。
參見圖2-6，用于成品隱形眼鏡圖案的圖象用它的彩色圖案組成中的每種組成示出。圖2是待加到隱形眼鏡上的成品圖象，而圖3-6是各種彩色圖案組成。各組成可以按任何順序印刷在鏡片上(或者印在用于形成鏡片的模具中的薄膜上)，不過優(yōu)選的是印刷圖3，然后印刷圖4，然后印刷圖5，然后印刷圖6。
圖3示出一種彩色層30，該彩色層30是從化妝上有吸引力的眼睛照片中分離出的主要顏色圖案。在這個例子中，彩色層30是藍(lán)色，并且它覆蓋虹膜部分22和周邊部分24，但不覆蓋虹膜部分20。在優(yōu)選的實施方式中，藍(lán)色或綠色在中間虹膜區(qū)占優(yōu)。一種優(yōu)選的藍(lán)色油墨膏具有如下配方成分 重量百分?jǐn)?shù)乳酸乙酯 30.55粘合劑溶液61.15PCN藍(lán) 1.21TiO27.09一種優(yōu)選的綠色油墨膏具有如下配方成分重量百分?jǐn)?shù)乳酸乙酯 28.53粘合劑溶液63.85PCN藍(lán) 0.03Cr2O37.59圖4示出部分覆蓋虹膜部分22的彩色層32。彩色層32呈一種稱為內(nèi)部星芒的圖案。在圖示的實施方式中，內(nèi)部星芒是淡褐色。一種優(yōu)選的淡褐色油墨膏具有如下配方成分 重量百分?jǐn)?shù)乳酸乙酯 30粘合劑溶液 63.49PCN藍(lán)0.06氧化鐵(I.O)黃4.3氧化鐵(I.O)紅1.54TiO20.61圖5示出一種部分地覆蓋虹膜部分22的彩色層34。彩色層34呈一種稱為色斑的圖案。在所示的實施方式中，色斑是在已從記錄的圖象進(jìn)行了顏色分離之后用計算機(jī)鼠標(biāo)器繪出。在一個優(yōu)選的實施方式中，色斑是一種增強(qiáng)的紫色。一種優(yōu)選的紫色油墨膏具有如下配方成分重量百分?jǐn)?shù)乳酸乙酯 22.5粘合劑溶液 76咔唑 1.5圖6示出部分地覆蓋周邊部分24的彩色層36。彩色層36呈一種稱為外部星芒的圖案。在所示的實施方式中，外部星芒是在從記錄的圖象進(jìn)行了顏色分離之后用計算機(jī)鼠標(biāo)器繪出。在該例子中，彩色層36是黑色。一種優(yōu)選的黑色油墨膏具有如下配方成分重量百分?jǐn)?shù)乳酸乙酯 23.98粘合劑溶液 64.04氧化鐵(I.O.)黑 11.98最終將所有顏色及它們的相關(guān)圖案組合以便形成一種模擬化妝上有吸引力的眼睛的有色隱形眼鏡圖案。在一個優(yōu)選的實施方式中，采用四個彩色層一個黑色層，一個淡褐色層、一個灰色層，和一個藍(lán)色或綠色層。
為了產(chǎn)生一種適合于改變眼睛外觀的圖案，優(yōu)選修飾或改變所記錄的圖象或各個組成色圖案中的一些或全部。實施這種改變有許多不同的方法。利用軟件，可以除去所記錄圖象的較暗陰影或者單個組成色，以便修飾最終的外觀。另外，可以把組成色轉(zhuǎn)變成若干元素如斑點(diǎn)或色島。這種轉(zhuǎn)變可以使如下所述的印刷過程變得容易。另外，在該過程中所分離出來的顏色可以與美國食品與藥品管理局以前已批準(zhǔn)的顏料和油墨有關(guān)。這種改變可能有助于有色隱形眼鏡獲得批準(zhǔn)。
記錄的圖象或各個組成色可以通過添加顏色和圖案如徑向線和對比區(qū)(亦即，較亮的環(huán)形區(qū))來增強(qiáng)。額外的一些層可以更進(jìn)一步增強(qiáng)眼睛的外觀。還可以通過用軟件處理圖案或是用數(shù)學(xué)算法如二維傅里葉變換修改圖案來進(jìn)行修改和改變，上述軟件用來最初分離出若干顏色和圖案。在美國專利4,139,897中公開了一種用于傅里葉變換的裝置，該專利引入本文作為參考。另一些增強(qiáng)技術(shù)包括但不限于用計算機(jī)程序?qū)τ涗浀膱D案進(jìn)行彩繪、噴色、照相制版、使圖案清晰地恢復(fù)本來面目(sharp unmask)、使圖案模糊(smudge)、使圖案混亂(blur)、散焦、調(diào)色、局部遮光和用海綿擦拭(sponge)。
另外，有許多除上述顏色之外的其它顏色也可以按照本發(fā)明分離出來?？梢詮幕瘖y上有吸引力的眼睛中分離出來的另一些顏色包括棕色、紫色、藍(lán)綠色、品紅色和黃色等。另外，本發(fā)明不僅限于用四層來構(gòu)成最終的圖案。在某些情況下，少于四種顏色就可以提供所需的細(xì)節(jié)。在某些情況下，根據(jù)用來分離出彩色層的軟件，可以將四種以上的顏色組合來形成最終圖案。例如，如果設(shè)計人員確定在藍(lán)色的化妝上有吸引力的眼睛照片中有微量紫色，則設(shè)計人員還可以另加一個紫色層(第五層)。這個附加層添加了另外的印刷步驟，但它可以提供更有吸引力的有色隱形眼鏡。
視所希望的化妝效果而定，在鏡片虹膜部分上的著色可以調(diào)節(jié)，以便讓很少的自然虹膜透過鏡片顯示，或者讓大部分虹膜透過鏡片顯示。顯示自然虹膜可以通過把每個組成層制成用透明或半透明的空間隔開的彩色元素的圖案來完成，或是通過將一個或多個圖案用透明或半透明的空間穿孔來完成。用戶想要透過鏡片顯示多少虹膜取決于該用戶想達(dá)到顏色增強(qiáng)效果還是顏色改變效果。透過鏡片顯示的自然虹膜越多，則達(dá)到的顏色增強(qiáng)效果越強(qiáng)，透過鏡片顯示的自然虹膜越少，則達(dá)到顏色改變的效果越多強(qiáng)。
在一個優(yōu)選的實施方式中，人的自然虹膜顏色的約0.1％-約20％透過鏡片顯示。在另一個優(yōu)選的實施方式中，自然虹膜的約21％-約50％透過鏡片顯示。顏色可以調(diào)節(jié)，以便讓約51％-75％透過鏡片顯示，甚至約76-約99％透過鏡片顯示。
確定有多少自然虹膜透過鏡片顯示的另一種方法，取決于彩色圖案在隱形眼鏡上有多少覆蓋率。覆蓋率的意思是指在整個位于圖案環(huán)帶內(nèi)的一個給定的分析區(qū)域中，著色劑覆蓋的面積與總面積之比。分析覆蓋率有許多種方法。一種優(yōu)選的方法是按照使用手冊的說明用Bausch & LombOmnicon 5000圖象分析器進(jìn)行分析。
在虹膜部分22上產(chǎn)生彩色圖案優(yōu)選用已知的Knapp申請的美國專利4,582,402(引入本文作為參考)中的印刷法、已知的Rawlings申請的美國專利5,034,166(引入本文作為參考)及Rawlings申請的美國專利5,116,112(引入本文作為參考)中的印刷法，將鏡片印刷4次(每次用不同的顏色層)來完成。通常，將具有凹坑的印版或電鑄版用具有所需色調(diào)的油墨涂抹，所述凹坑對應(yīng)于每個彩色層中所產(chǎn)生的圖案。例如，圖3示出藍(lán)色層，該藍(lán)色層通過從化妝上有吸引力的眼睛照片中分離出的藍(lán)色而產(chǎn)生。對應(yīng)于藍(lán)色層的印版應(yīng)涂藍(lán)色油墨。
然后通過用醫(yī)用刀片刮擦印版的表面除去印版上過量的油墨，使印版中的凹坑填滿油墨，在這種情況下是淡褐色油墨。然后將硅橡膠凹板貼著印版壓緊，以便帶走凹坑中的油墨，然后將凹版貼著鏡片的表面壓緊，以便將圖案轉(zhuǎn)移到鏡片上。然后使印好的圖案固化，以使它不能從鏡片中被除去。當(dāng)然，無論是鏡片的前表面還是后表面都可以印刷，但目前優(yōu)選的是印刷前表面。
鏡片的前側(cè)和后側(cè)二者都可以直接或間接印刷。人們可將油墨直接印刷在模具的陽?；蜿幠；蚨呱?，用一種單體裝滿模具，使模具接合，然后將形成鏡片的單體和油墨固化一起。也可以實施在模具上印刷隨后在固化鏡片上印刷的組合，優(yōu)選采用印刷在陰模上接著印刷在固化的鏡片上的組合。這是一種達(dá)到雙面印刷的方便方法。
如上所述，優(yōu)選的實施方式設(shè)想按特定的順序印刷4層。然而，這既沒有限制各層的順序，也沒有限制層數(shù)。
在一個優(yōu)選的實施方式中，藍(lán)色隱形眼鏡通過印刷藍(lán)色化妝上有吸引力的眼睛照片所固有的4種顏色層(即，黑色、淡褐色、灰色和藍(lán)色)形成。
在Loshaek申請的美國專利4,668,240(引入本文作為參考)中描述了用來實施本發(fā)明的優(yōu)選的鏡片和油墨成分。下面將詳細(xì)描述特定成分和目標(biāo)重量。很簡單地說，將一種由具有-COOH、-OH或-NH2基團(tuán)的聚合物制成鏡片，用含有具有同樣功能團(tuán)的粘合聚合物、不透明的著色物質(zhì)和二異氰酸酯化合物的油墨印刷。首先制備粘合聚合物、顏料和溶劑的混和物，然后與更多的溶劑和二異氰酸酯混合，以形成一種可接受的油墨。優(yōu)選的粘合聚合物溶液對藍(lán)色、灰色、棕色和黑色來說具有約35,000CPS的粘度，而對綠色來說具有50,000CPS的粘度。將不透明的油墨印刷并固化在鏡片表面上。鏡片的化學(xué)組成不必局限于上述的化學(xué)組成。例如，在Narducy申請的美國專利4,857,072中所公開的系統(tǒng)，不需要上述功能團(tuán)來將著色劑賦予到鏡片上。
可用于本發(fā)明的油墨膏和顏料可以用以下油墨顏色圖表中所述的各成分和百分含量(重量計)通過多種不同的方法制造。油墨膏通常與粘附促進(jìn)劑組合來制備油墨。
例如，一種淡褐色油墨膏可以用63.49％(重量計，下同)粘合劑溶液，30.00％乳酸乙酯、0.61％二氧化鈦、0.06％PCN藍(lán)，4.30％氧化鐵黃和1.54％氧化鐵紅制成。盡管這些顏色用于優(yōu)選的實施方式，但其它顏色或不同重量百分?jǐn)?shù)的成分也可采用。下表僅僅是可能的油墨和顏料含量的代表性例子，并沒有全部列出。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以開發(fā)出可為佩戴隱形眼鏡的人提供對虹膜的增強(qiáng)效果的另一些油墨和顏料含量范圍。



可以將透明的膏體加到任何上述配方中以使顏色變亮。當(dāng)想要改變顏色而不是增強(qiáng)顏色時，這可以產(chǎn)生看起來更自然的顏色。任何親水性的聚合物膏都可用作透明膏體。在一個優(yōu)選的實施方式中，透明膏體是在用乳酸乙酯稀釋的環(huán)戊酮中的9∶1的甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)與甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯(EOEMA)的共聚物。
油墨配方可以制成能夠透過鏡片的表面，以便產(chǎn)生深度感。這類油墨和鏡片在GB 0384632中已有介紹。
彩色圖案可以用任何方式沉積在鏡片的虹膜部分上。目前優(yōu)選的方法包括用膠印凹版印刷法，該方法將在下面略微詳細(xì)地加以說明。其它可供選擇的方法包括使用激光(美國專利號4,744,647)或噴墨印刷機(jī)。
制備具有平的表面和若干圓形凹坑的印版(未示出)，所述凹坑對應(yīng)于所要印刷的所需彩色層。印版可以用眾所周知的制造集成模擬或數(shù)字電路的技術(shù)制造。首先，制備一個比所需圖案放大約20倍的圖案。接著，用眾所周知的照相技術(shù)將圖案縮小成一個正好是所希望尺寸的圖案，該圖案具有比其它區(qū)域更暗的待著色部分。將平的表面用一種光致抗蝕材料覆蓋，該光致抗蝕材料在曝光時會變得不溶于水。將光致抗蝕材料用圖案覆蓋并曝光。對應(yīng)于圖案暗區(qū)下的那些區(qū)域的光致抗蝕材料部分通過用水洗滌除去，并將所得到的印版蝕刻到所需深度。然后將光致抗蝕材料的其余部分用機(jī)械方法除去。
將著色劑沉積在印版的平表面上并用醫(yī)用刀片跨過圖案刮擦，所述著色劑含有顏料、用于顏料溶劑的粘合劑或載體以及二異氰酸酯。
將硅橡膠制成的凹板貼著圖案壓緊，從凹坑中除掉油墨，所述硅橡膠凹板用硅油浸透，以便很容易松脫。讓凹板上的油墨稍干以增加粘性，然后貼著隱形眼鏡的前表面壓緊，使油墨以所希望的圖案沉積在虹膜部分上。當(dāng)然，硅橡膠凹板必須具有足夠的韌性，以便能變形裝配在鏡片的凸形前表面上。對每個不同的顏色層用不同的顏色層印版，將印刷步驟重復(fù)多次。
接著，將沉積的顏色層進(jìn)行處理，以使它在曝露于眼內(nèi)液體之下時不會被從鏡片中除去，因為當(dāng)鏡片安放在眼中時，鏡片將會接觸到眼內(nèi)液體。防止除去的確切方法取決于構(gòu)成鏡片和圖案的材料。僅僅是風(fēng)干或是加熱鏡片可能就足夠了。對親水性鏡片而言，可以采用Wichterle申請的美國專利3,679,504(引入本文作為參考)中所描述的用于涂覆不透明圖案的技術(shù)。
盡管上面所列舉的步驟安排了一種不同彩色層印刷的順序，但對本發(fā)明來說，印刷順序和印刷次數(shù)可能都不重要，并且另一些印刷順序或印刷次數(shù)都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
另一種用于將不同層印刷在隱形眼鏡虹膜部分22上的實施方式是對各層進(jìn)行噴墨印刷而不是凹版印刷。完成噴墨印刷不需要凹版或印版，并且可以在比凹版印刷更高的分辨率下實施，因而提供更大的每個彩色層的細(xì)節(jié)并且在隱形眼鏡虹膜部分22上提供更自然的最終圖案。
采用噴墨印刷法還減少了與隱形眼鏡或其它裝置接觸的裝置數(shù)。例如，硅橡膠凹版必須先與一個印版或電鑄版接觸，然后再與隱形眼睛本身接觸。各部件之間的接觸易于磨損各部件，因此需要更換磨損的部件。在噴墨印刷法中，各微型噴嘴實際上不與隱形眼鏡接觸，也不與任何其它裝置接觸。因而減少了微型噴嘴磨損的機(jī)會。
另外，噴墨印刷機(jī)用電學(xué)方法控制，因此可以通過計算機(jī)控制很容易從一個顏色層改變到另一個顏色層。因此，一旦化妝上有吸引力的眼睛照片或圖片被記錄、存儲并分離成了它的多個彩色層，就可以用噴墨法將每一層加到有色隱形眼鏡上，由此產(chǎn)生一種能改變佩戴者虹膜的外觀顏色和顏色圖案的有色隱形眼鏡。
如果用噴墨印刷機(jī)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)調(diào)節(jié)油墨以便將它優(yōu)化用于噴墨印刷。例如，優(yōu)選的油墨含有至少一種顏料。顏料應(yīng)比油墨噴嘴小得多，以防在印刷機(jī)作業(yè)過程中堵塞。通常，這意味著優(yōu)選的顏料為3微米或更小。較大的顏料可以研磨成較小的顆粒，以便減少可能的堵塞。
優(yōu)選的油墨具有至少35mN/m的表面張力。任何表面張力參數(shù)都是可以接受的，只要油墨能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行噴射并且當(dāng)它接觸鏡片時可以擴(kuò)展即可。優(yōu)選的是，油墨基于它的表面張力可以分成輪廓分明的液滴流。油墨的表面張力可以通過增加或減少稀釋劑或表面活性劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。
優(yōu)選的油墨含有有機(jī)溶劑。它可以含有多種溶劑，其中包括醇類、二元醇類、酮類或酯類。優(yōu)選(但不是必需的)油墨在不到5秒鐘內(nèi)干燥。一種優(yōu)選的油墨可以任選地含有濕潤劑(比如乙二醇)和表面活性劑。
對于連續(xù)噴墨操作，還優(yōu)選將油墨通過電極荷電，以便從出料槽中滴落下來并漏到印刷表面上。這可以用本領(lǐng)域眾所周知的多種方法(包括添加約0.5％重量的鹽)來實現(xiàn)。
優(yōu)選的油墨在噴墨涂布時易于流動。優(yōu)選油墨具有約1厘泊到約50厘泊的粘度。更優(yōu)選的是，粘度是從約2厘泊到約30厘泊。最優(yōu)選的是，粘度是在5至15厘泊之間。
著色劑可以印刷成單層或多層，并印刷成任何可達(dá)到理想化妝效果的圖案。優(yōu)選的著色劑圖案包括在美國專利5,936,705；5,414,477和5,272,010中所確認(rèn)的那些，這些專利在此引入作為參考。
單層或多層著色劑在隱形眼鏡上形成的圖案優(yōu)選由若干色區(qū)組成，并且這些色區(qū)可由各色區(qū)內(nèi)的若干成形的彩色區(qū)域組成。成形的區(qū)域可以進(jìn)一步由若干斑點(diǎn)組成。色區(qū)的例子包括具有不規(guī)則的內(nèi)部和外部邊緣的單一環(huán)形虹膜彩色色區(qū)、多個同心的環(huán)形色區(qū)、具有外部星芒和內(nèi)部星芒的環(huán)形色區(qū)和沿著多個徑向線結(jié)構(gòu)不規(guī)則的單一虹膜色區(qū)。各色區(qū)內(nèi)成形的彩色區(qū)域的例子包括圓形區(qū)域、卵形區(qū)域、蛇形(worm-like shape)的不規(guī)則伸長區(qū)域、徑向片段及這些形狀的組合。
在一個優(yōu)選的實施方式中，有色隱形眼鏡涂覆有一種粘合溶液。粘合可在印刷期間或印刷之后發(fā)生。優(yōu)選的是，粘合溶液只加到隱形眼鏡不處于光學(xué)色區(qū)的那些區(qū)域。
涂覆隱形眼鏡的過程可以用本領(lǐng)域公知的任何方法進(jìn)行。在一種實施方式中，粘合溶液可以噴霧到鏡片上。如果采用這種方法，則在進(jìn)行噴霧之前，應(yīng)當(dāng)對鏡片的光學(xué)色區(qū)進(jìn)行掩蓋。在另一種實施方式中，粘合溶液可以用印刷凹板涂覆到鏡片上。
粘合溶液的優(yōu)選溶劑視所用的涂覆方法而定。如果采用噴霧涂覆法，則溶劑應(yīng)具有低粘度。亦即，優(yōu)選的是粘度小于50厘泊。如果采用印刷凹版涂覆法，則溶劑應(yīng)具有較高的粘度。亦即，優(yōu)選的是粘度大于100厘泊。粘度可以通過加減聚合物鏈或通過加減溶劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。有機(jī)混合物是優(yōu)選的溶劑。
優(yōu)選的是，粘合溶液包含至少一種單體。更優(yōu)選的是，粘合溶液包含至少一種親水性單體和至少一種疏水性單體。
任何可以起增塑劑作用的親水性單體都可以使用。親水性單體可以讓印刷的材料隨著鏡片一起變形而不會產(chǎn)生裂紋。其中優(yōu)選的親水性單體是甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、NVP、GMA和DMA。
任何疏水性單體都可以用來改善鏡片的強(qiáng)度和改善單體在有機(jī)溶劑中的溶解度。其中優(yōu)選的疏水性單體是甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯(EOEMA)、MMA和BMA。
優(yōu)選的是，粘合溶液含有一種引發(fā)劑。優(yōu)選使用紫外線(UV)或熱激活的引發(fā)劑。
優(yōu)選的是，粘合溶液可以形成一種緊密交聯(lián)的薄膜，該薄膜把著色劑截留在薄膜中。為此，優(yōu)選加入二甲基丙烯酸乙二醇酯。溶脹劑能使單體滲入隱形眼鏡，并且它們改善了粘附作用。優(yōu)選的溶脹劑包括環(huán)戊酮或環(huán)己酮。
優(yōu)選的是，粘合溶液含有一種粘附促進(jìn)劑。優(yōu)選的是，粘附促進(jìn)劑是1，6-己二異氰酸酯。任何粘附促進(jìn)劑都可以使用。其中包括美國專利號5,272,010中所公開的那些，該專利引入本文作為參考。
優(yōu)選的是，粘合溶液含有一種鏈轉(zhuǎn)移劑。優(yōu)選的是，鏈轉(zhuǎn)移劑是巰基乙醇。
任何噴墨印刷機(jī)都可用于本發(fā)明，只要其可以設(shè)定為能夠?qū)⑸鲜鲇湍∷⒃诰哂袕澢砻娴碾[形眼鏡上即可。
優(yōu)選的噴墨印刷機(jī)是按需滴液(drop-on-demand，DOD)或是連續(xù)噴射其中之一。一種優(yōu)選的噴墨印刷機(jī)可以印刷直徑小于150微米的象素，優(yōu)選的是直徑小于100微米的象素。為了得到這種結(jié)果，優(yōu)選的是，從噴嘴噴射出的油墨滴具有小于100微微升的體積，優(yōu)選的是小于50微微升體積，更優(yōu)選的是小于10微微升的體積。用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡技術(shù)測量象素尺寸。
將優(yōu)選的油墨噴嘴定好尺寸，以便形成規(guī)定油墨粘度和熱力的優(yōu)選體積的液滴。噴墨印刷機(jī)頭應(yīng)可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)隱形眼鏡的彎曲表面。優(yōu)選的是，噴嘴可以垂直面向鏡片表面，形成一個圍繞鏡片的半球。或者，鏡片表面可以旋轉(zhuǎn)。也可以用鏡片旋轉(zhuǎn)器給印刷機(jī)頭指向，用于具有非對稱圖案的非徑向?qū)ΨQ的鏡片。
在一個優(yōu)選的實施方式中，噴墨頭可以通過用計算機(jī)控制。
在一個優(yōu)選的實施方式中，可以用批量加工法快速地連續(xù)印刷許多隱形眼鏡。例如，可以將一批8個鏡片(一塊板)傳送到8個印刷頭處。用提升機(jī)構(gòu)推動鏡片杯，以便把鏡片杯放在印刷頭附近。各鏡片杯以一種受控制的方式旋轉(zhuǎn)。印刷頭根據(jù)計算機(jī)軟件發(fā)出的指令開始和停止噴射。然后提升機(jī)構(gòu)將鏡片下放回它們的印版上。然后，將印版通過一個系統(tǒng)傳送，以便將粘合溶液印刷或噴霧在鏡片上。然后，將鏡片傳送到一個固化工序中，以便加熱和干燥鏡片。
關(guān)于噴墨印刷機(jī)和噴墨技術(shù)的信息很容易從銷售商如Domino-Amjet(Gurnee Mill，IL)以及通過“噴墨研究院”獲得，該“噴墨研究院”在全世界的各個地方定期舉行，其中包括西班牙的巴塞羅那和佛羅里達(dá)的奧蘭多。
通過常規(guī)實驗，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以用各種可量化的分析技術(shù)優(yōu)化將著色劑印刷到隱形眼鏡上的方法。
不透明性，或者光反射能力可以進(jìn)行優(yōu)化。可以測量固體水凝膠上固體油墨圖案所反射的光量，以便確定哪種染料/顏料組合可形成最好的著色劑。紫外-可見(UV-Vis)分光光度計可以量化這種信息。
油墨的表面張力可以用Denoy環(huán)和動態(tài)接觸角(DCA)裝置監(jiān)測。油墨對隱形眼鏡的粘附作用可以用FDA所要求的磨耗試驗進(jìn)行試驗。更多的信息見FDA網(wǎng)站http//www.fda.gov。為了確定在成品隱形眼鏡中是否有殘留的單體，可用HPLC、LC/MS數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。
優(yōu)選用一種底層涂料處理鏡片或模具以使鏡片均勻地脫模，以便鏡片在膜模之后是在模具的陽模側(cè)上，以增加油墨對表面的粘附性，或是增強(qiáng)加入模具中的親水性成分。這種底層涂料在美國專利5,158,718和5,894,002中已有介紹，這些專利在此引入作為參考。
可以看出，本發(fā)明提供了能改變佩戴者虹膜外觀的有色隱形眼鏡。各部件的功能和排列可以作各種改變可以用等效的裝置代替所圖示和說明的那些裝置；并且在不脫離如下面權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以獨(dú)立地利用某些特點(diǎn)而與另一些特點(diǎn)無關(guān)。
權(quán)利要求
1.設(shè)計具有很自然外觀的有色隱形眼鏡的方法，包括a)記錄化妝上有吸引力的眼睛圖象；和b)將記錄的圖象分成許多個組成色和圖案，這些組成色和圖案可以在隱形眼鏡上復(fù)制。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中的圖象是實際的眼睛或是實際眼睛的復(fù)制品。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其中實際眼睛的復(fù)制品是一張照片。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中的圖象是用美術(shù)設(shè)計方法創(chuàng)作的。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其中的美術(shù)設(shè)計方法選自軟件包、鉛筆畫、墨水畫、粉筆畫、水彩畫、油畫及它們的組合。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中的圖象是實際眼睛的圖形增強(qiáng)式復(fù)制品。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中的圖象是用美術(shù)設(shè)計方法進(jìn)行圖形增強(qiáng)。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其中的美術(shù)設(shè)計方法選自軟件包、鉛筆畫、墨水畫、粉筆畫、水彩畫、油畫及它們的組合。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其中當(dāng)美術(shù)設(shè)計方法是軟件包時，圖形增強(qiáng)通過選自下列的方法達(dá)到彩繪、噴色、照相銅板法、使圖案清晰地恢復(fù)本來面目、使圖案模糊、使圖案混亂、散焦法、調(diào)色法、局部遮光法、海綿擦拭法及它們的組合。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中記錄圖象的步驟包括掃描圖象。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其中掃描包括在計算機(jī)存儲器中自動存儲圖象。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其中在計算機(jī)存儲器中存儲圖象包括用一個計算機(jī)程序。
13.按照權(quán)利要求11所述的方法，還包括增強(qiáng)所記錄的圖象。
14.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中增強(qiáng)是用計算機(jī)程序達(dá)到，該計算機(jī)程序執(zhí)行選自下列的任務(wù)彩繪、噴色、照相銅版法、使圖案清晰地恢復(fù)本來面目、使圖案模糊、使圖案混亂、散焦、調(diào)色、局部遮光、海綿擦拭及它們的組合。
15.按照權(quán)利要求11所述的方法，其中記錄的圖象包括具有一特定密度的元素，該方法還包括改變各元素的密度。
16.按照權(quán)利要求11所述的方法，其中將記錄的圖象分開的步驟包括用一個計算機(jī)程序?qū)⒏鱾€組成色或相關(guān)的圖案與其它的組成色或相關(guān)的圖案彼此分開。
17.按照權(quán)利要求16所述的方法，其中組成色包括從一組顏色中選定的一種顏色，這組顏色包括棕色、藍(lán)色、灰色、綠色、藍(lán)綠色、品紅色、黃色、黑色、紫色和淡褐色。
18.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中多個組成色由4種組成色組成。
19.按照權(quán)利要求18所述的方法，其中4種組成色是黑色、淡褐色、灰色和一種選自棕色、藍(lán)色和綠色的顏色。
20.按照權(quán)利要求18所述的方法，其中4種組成色按順序印刷，該順序包括黑色、淡褐色、灰色和選自藍(lán)色、棕色或綠色的一種顏色。
21.按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括改變多個組成色的至少其中之一。
22.按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括改變至少一個圖案。
23.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中通過把顏色或圖案直接印刷在隱形眼鏡上，把組成色或圖案復(fù)制在隱形眼鏡上。
24.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中通過把顏色或圖案印刷到用來制造隱形眼鏡的模具中的薄膜上將組成色或圖案復(fù)制在隱形眼鏡上，從而當(dāng)在模具中形成隱形眼鏡時，薄膜變成隱形眼鏡的一部分。
25.制造具有很自然外觀的有色隱形眼鏡的方法，包括a)記錄一個化妝上有吸引力的眼睛圖象；b)將記錄的圖象分成多個組成色；和c)將多個組成色中的每一種顏色轉(zhuǎn)移到隱形眼鏡上。
26.按照權(quán)利要求25所述的方法，還包括改變多個組成色的至少其中之一。
27.按照權(quán)利要求25所述的方法，其中的轉(zhuǎn)移包括a)提供多個鉛版供在凹版印刷過程中使用，其中每個鉛版對應(yīng)于多個組成色中的一種顏色；b)將多種組成色油墨其中的一種涂布到各個鉛版上，其中多種組成色油墨中的每一種油墨對應(yīng)于多個組成色中的一種顏色；c)用多種組成色油墨中的每種油墨涂覆多個凹版，其中多個凹版中的每個凹版對應(yīng)于多個鉛版中的每一塊鉛版；d)將多個凹版中的每一個凹版直接與隱形眼鏡接觸，從而使隱形眼鏡得到多種組成色油墨中的每種油墨，由此制造出具有很自然外觀的有色隱形眼鏡。
28.按照權(quán)利要求25所述的方法，其中的轉(zhuǎn)移包括a)提供多個鉛版供在凹版印刷過程中使用，其中每個鉛版對應(yīng)于多個組成色中的一種顏色；b)將多種組成色油墨其中的一種涂布到各個鉛版上，其中多種組成色油墨中的每一種油墨對應(yīng)于多個組成色中的一種顏色；c)用多種組成色油墨中的每種油墨涂覆多個凹版，其中多個凹版中的每個凹版對應(yīng)于多個鉛版中的每一塊鉛版；d)將多個凹版中的每一個凹版直接與模具中的薄膜接觸，以便當(dāng)隱形眼鏡在模具中形成時，薄膜變成隱形眼鏡的一部分，由此制造出具有很自然外觀的有色隱形眼鏡。
29.按照權(quán)利要求25所述的方法，其中的轉(zhuǎn)移包括用噴墨印刷機(jī)將相應(yīng)的顏色設(shè)計中的多種組成色油墨中的每一種涂布到隱形眼鏡上，由此制造出一種具有很自然外觀的有色隱形眼鏡。
30.按照權(quán)利要求25所述的方法，其中的轉(zhuǎn)移包括用噴墨印刷機(jī)將相應(yīng)的顏色設(shè)計中的多種組成色油墨中的每一種涂布到隱形眼鏡上，由此制造出一種具有很自然外觀的有色隱形眼鏡。
31.按照權(quán)利要求25所述的方法，其中的轉(zhuǎn)移包括將多種組成色油墨中的每一種印刷到在其中形成隱形眼鏡的鑄模的表面上，然后從模具中取出隱形眼鏡，從而在從模具中取出鏡片之前，鑄模中的表面粘附在隱形眼鏡上。
32.有色隱形眼鏡，包括一個瞳孔部分；一個圍繞瞳孔部分的虹膜部分；和一個彩色的間斷圖案，該圖案由位于整個虹膜部分上的多種組成色和設(shè)計構(gòu)成，該圖案覆蓋有效量的虹膜部分，以便改變虹膜的表觀顏色和顏色圖案，上述圖案包括多種組成色，多種組成色中的每一種對應(yīng)于一個特定的設(shè)計，多種組成色和特定設(shè)計中的每一個對應(yīng)于實際眼睛中的一個組成色和特定的設(shè)計，其中各組成色和特定設(shè)計的每一種都通過下述方法確定記錄化妝上有吸引力的眼睛的圖象；將記錄的圖象分成多個組成色和特定的設(shè)計，以及把多個組成色和特定的設(shè)計轉(zhuǎn)移到隱形眼鏡上，由此產(chǎn)生一種具有很自然外觀的隱形眼鏡。
33.按照權(quán)利要求32所述的鏡片，其中人的自然虹膜顏色的約0.1％到約20％透過鏡片示出。
34.按照權(quán)利要求32所述的鏡片，其中人的自然虹膜顏色的約21％到約50％通過鏡片示出。
35.按照權(quán)利要求32所述的鏡片，其中人的自然虹膜顏色的約51％到約75％通過鏡片示出。
36.按照權(quán)利要求32所述的鏡片，其中人的自然虹膜顏色的約76％到約99％通過鏡片示出。
全文摘要
提供了一種有色隱形眼鏡及其制造方法。記錄眼睛的圖象，任選地增強(qiáng)，將其分成若干顏色圖案組成，任選地增強(qiáng)，然后將每種顏色圖案組成直接或間接地印刷在隱形眼鏡上。最終得到一種看起來很自然的隱形眼鏡，這種隱形眼鏡增強(qiáng)了自然虹膜顏色或者改變了自然虹膜的表觀顏色。
文檔編號G02C7/02GK1436314SQ01811051
公開日2003年8月13日 申請日期2001年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月12日
發(fā)明者G·J·奧坎普, M·H·奎因 申請人:諾瓦提斯公司