專利名稱:使用光學(xué)相干斷層成像術(shù)測(cè)量鏡片和鏡片模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及測(cè)量鏡片和/或鏡片模具的特征。更明確地說(shuō),本發(fā)明涉及使用光學(xué)相干 斷層成像術(shù)的用于鏡片(包括視力校正鏡片,例如隱形眼鏡)的度量衡學(xué)方法、設(shè)計(jì)方 法和制造方法。
背景技術(shù):
測(cè)量鏡片的物理特征對(duì)于確定鏡片的適當(dāng)設(shè)計(jì)和制造方面較重要。此重要性在視力 校正鏡片的設(shè)計(jì)和制造中尤其顯著,所述視力校正鏡片例如為隱形眼鏡、人工晶狀體、 角膜覆蓋鏡片、角膜鑲嵌鏡片和眼鏡片,其中所述鏡片經(jīng)生產(chǎn)以校正或提高患者視力。
通常,當(dāng)測(cè)量視力校正鏡片(例如隱形眼鏡)時(shí),有必要在物理上分段或切割所述 鏡片。舉例來(lái)說(shuō),為了檢驗(yàn)隱形眼鏡的厚度輪廓,有必要沿一個(gè)或一個(gè)以上子午線切割 鏡片且接著獲得所述鏡片的橫截面的圖像。經(jīng)常僅沿單個(gè)子午線執(zhí)行鏡片分段,且因此, 為了獲得隱形眼鏡的精確厚度輪廓圖,有必要從一批鏡片中切割許多個(gè)別鏡片。
為了確定或檢驗(yàn)鏡片(例如隱形眼鏡)的曲率,通過(guò)將所述鏡片放置于平坦表面上 來(lái)估計(jì)所述曲率,使得可測(cè)量從鏡片邊緣到鏡片最高點(diǎn)的物理距離以確定鏡片的中切面 高度。所述中切面高度可接著用以估計(jì)鏡片的曲率。雖然此方法可用于確定球面鏡片的 曲率,但當(dāng)檢驗(yàn)非球面鏡片時(shí),所述方法變得較不精確。另一種估計(jì)鏡片曲率的方法包 括使用角膜曲率計(jì)。舉例來(lái)說(shuō),角膜曲率計(jì)可用以通過(guò)測(cè)量從鏡片背表面反射的兩個(gè)反 射圖像來(lái)估計(jì)鏡片曲率。
因此,仍需要一種新方法,其能夠在無(wú)需物理切割鏡片的情況下測(cè)量鏡片,且提供 對(duì)球面和非球面鏡片兩者的精確表面測(cè)量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方法試圖解決這種和其它需要。本發(fā)明的方法使用一個(gè)或一個(gè)以上光學(xué)相 干斷層成像術(shù)(OCT)系統(tǒng)以提供鏡片或模具(可從其獲得鏡片)的一個(gè)或一個(gè)以上圖 像。如本文描述,OCT系統(tǒng)可用以在鏡片度量衡學(xué)方法、鏡片設(shè)計(jì)方法和鏡片制造方法 中對(duì)鏡片成像。OCT系統(tǒng)不僅可用以在鏡片度量衡學(xué)方法中測(cè)量正被成像的鏡片的一個(gè) 或一個(gè)以上特征,而且OCT系統(tǒng)可用作鏡片制造系統(tǒng)的質(zhì)量控制組件。OCT系統(tǒng)可用 以提供多種鏡片的圖像,所述鏡片包括視力校正鏡片,例如隱形眼鏡、人工晶狀體、角膜覆蓋鏡片、角膜鑲嵌鏡片和眼鏡片??蓹z驗(yàn)所述圖像以確定所述鏡片的一個(gè)或一個(gè)以 上特征,例如鏡片曲率、鏡片形狀、鏡片厚度、鏡片邊緣設(shè)計(jì)等。因此,本發(fā)明的方法 準(zhǔn)許在無(wú)需物理切割鏡片的情況下且通過(guò)針對(duì)球面和非球面鏡片兩者精確地確定鏡片 的表面形狀來(lái)測(cè)量、設(shè)計(jì)或生產(chǎn)一個(gè)或一個(gè)以上鏡片。
在以下詳細(xì)描述內(nèi)容和額外揭示內(nèi)容中詳細(xì)描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。本文描述的 任何特征或特征組合處于本發(fā)明的范圍內(nèi),只要任何此類組合中所包括的特征不會(huì)與將 從上下文、本說(shuō)明書和所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員的知識(shí)明白的特征互相矛盾。另外,可將任 何特征或特征組合明確地排除在本發(fā)明的任何實(shí)施例外??稍谝韵略敿?xì)描述內(nèi)容、圖式 和額外揭示內(nèi)容中明白本發(fā)明的額外優(yōu)點(diǎn)和方面。
圖1說(shuō)明使用OCT系統(tǒng)進(jìn)行體外成像的隱形眼鏡的截面圖。 圖2說(shuō)明隱形眼鏡的偽彩色表面圖的實(shí)例。 圖3說(shuō)明使用OCT系統(tǒng)進(jìn)行體內(nèi)成像的隱形眼鏡的截面圖。 圖4說(shuō)明隱形眼鏡的子午線。 圖5說(shuō)明隱形眼鏡的表面圖的實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
已發(fā)明了測(cè)量鏡片和/或鏡片模具、設(shè)計(jì)鏡片和制造鏡片的新方法。本發(fā)明的方法準(zhǔn) 許測(cè)量一個(gè)或一個(gè)以上鏡片而無(wú)需用檢驗(yàn)裝置或儀器切割所述鏡片或接觸所述鏡片。通 過(guò)使用本發(fā)明的方法,可確定尤其例如鏡片厚度和鏡片表面形狀等鏡片特征。本發(fā)明的 方法使用光學(xué)相干斷層成像術(shù)(OCT)系統(tǒng)以產(chǎn)生正被測(cè)量的鏡片的一個(gè)或一個(gè)以上圖 像,如本文描述。
OCT是產(chǎn)生光學(xué)反射率的高分辨率橫截面圖像的已知生物組織光學(xué)掃描技術(shù)。OCT 是基于使用低相干干涉儀(邁克爾森(Michelson)干涉儀)的原理,其中從反射信號(hào)的 時(shí)間延遲萃取關(guān)于各種生物結(jié)構(gòu)的距離信息。OCT系統(tǒng)能夠以微米分辨率提供生物組織 的圖像。
如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解,OCT系統(tǒng)可將寬帶超發(fā)光二極管(SLD)用作光源 來(lái)發(fā)射光??蓪⑺l(fā)射的光導(dǎo)向干涉儀,例如常規(guī)的邁克爾森干涉儀??墒褂霉馐至?器從所發(fā)射的光獲得兩個(gè)光束。 一個(gè)光束稱為樣本光束。所述樣本光束通常聚焦在正被 成像的物體上。第二光束可稱為參考光束。所述參考光束被導(dǎo)向到鏡面。
樣本光束穿透正被成像的材料,且可接著在其與具有不同反射率的材料或材料部分交互時(shí)向后反射或散射。檢測(cè)器裝置組合從樣本路徑向后反射的光和參考光束的反射 光。當(dāng)樣本路徑反射光束與參考路徑反射光束之間的光學(xué)路徑差在光源的相干長(zhǎng)度內(nèi)時(shí) 發(fā)生干涉。
OCT系統(tǒng)用光束執(zhí)行一系列掃描。軸向或縱向掃描通常稱作A掃描。所述A掃描 提供單個(gè)維度中的數(shù)據(jù)。然而,當(dāng)在連續(xù)或相鄰橫向點(diǎn)處獲得一個(gè)以上A掃描時(shí),可組 合各個(gè)掃描以提供二維數(shù)據(jù)?,F(xiàn)有OCT系統(tǒng)的軸向分辨率僅受光源的相干長(zhǎng)度限制。 現(xiàn)有OCT系統(tǒng)的橫向分辨率受光束直徑限制。
先前已描述了 OCT系統(tǒng)且公開可用。OCT系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例為OCT掃描儀(美國(guó)加 州圣萊昂納多的漢弗萊儀器公司(Humphrey Instruments, Inc., San Leandro, CA)),如題 為"光學(xué)相干斷層成像術(shù)角膜映射設(shè)備(Optical coherence tomography corneal mapping apparatus)"的第5,491,524號(hào)美國(guó)專利中描述。另一 OCT系統(tǒng)被稱為海德堡視網(wǎng)膜斷層 成像術(shù)(HRT;德國(guó)海德堡的海德堡制造有限公司(Heidelberg Engineering GmbH, Heidelberg, Germany)),如題為"用于物體成像的設(shè)備(Apparatus for imaging an object)" 的第5,170,276號(hào)美國(guó)專利中描述。又一 OCT系統(tǒng)被稱為可從卡爾.蔡司醫(yī)療技術(shù)公司 (Carl Zeiss Meditec)(加拿大都柏林)購(gòu)得的維尚特(Visante) OCT系統(tǒng)。
維尚特OCT系統(tǒng)已被開發(fā)且描述為用于對(duì)眼睛的前房成像。其使用1300 nm波長(zhǎng) 的光源以用最小散射提供穿過(guò)眼睛鞏膜和虹膜的所需穿透。
這些公開可用的OCT系統(tǒng)在時(shí)域中起作用,且具有約3微米的軸向分辨率和從約 15至20微米的橫向分辨率。這些系統(tǒng)可在約4秒內(nèi)產(chǎn)生由約600個(gè)A掃描組成的單個(gè) 圖像。
已描述了另一OCT系統(tǒng),其相對(duì)于時(shí)域OCT系統(tǒng)具有改進(jìn)的靈敏性,且相對(duì)于現(xiàn) 有系統(tǒng)具有更短的獲取時(shí)間。這些OCT系統(tǒng)被稱作頻譜光學(xué)相干斷層成像術(shù)(SOCT) 系統(tǒng)。SOCT系統(tǒng)可實(shí)時(shí)產(chǎn)生三維圖像。與SOCT系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的高速成像可有助于減少 可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)假象。最近已描述了一種SOCT系統(tǒng),其用以評(píng)估配合在患者上的隱形 眼鏡(卡路茲尼(Kaluzny)等人的"頻譜光學(xué)相干斷層成像術(shù)隱形眼鏡實(shí)踐中的新 成像技術(shù)(Spectral optical coherence tomography: a new imaging technique in contact lens practice.)",眼科生理學(xué)學(xué)報(bào)(Ophthal. Physiol. Opt.), 26:127-132, 2006年)。
如本文描述,已發(fā)明了使用OCT系統(tǒng)來(lái)測(cè)量鏡片的方法。如本文使用,鏡片是指 除眼睛鏡片或眼睛角膜以外的裝置。因此,鏡片可為視力校正鏡片,或光學(xué)儀器或裝置 的鏡片,或診斷儀器或裝置的鏡片。
在一個(gè)實(shí)施例中,用于鏡片的度量衡學(xué)方法包含使用OCT系統(tǒng)對(duì)鏡片成像,以獲
7得所述鏡片的至少一個(gè)圖像。所述鏡片選自由視力校正鏡片、光學(xué)儀器鏡片、診斷儀器 鏡片和其組合組成的群組。
OCT系統(tǒng)還可在鏡片設(shè)計(jì)和/或鏡片制造中使用。因此,本發(fā)明還涉及鏡片設(shè)計(jì)方 法和鏡片制造方法。
舉例來(lái)說(shuō),本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種設(shè)計(jì)鏡片的方法,其包含檢驗(yàn)從用OCT 系統(tǒng)成像的第一鏡片的至少一個(gè)圖像獲得的信息,且使用所述第一鏡片的檢驗(yàn)信息設(shè)計(jì) 第二鏡片。
在另一實(shí)施例中, 一種制造鏡片的方法包含在鏡片制造期間檢驗(yàn)從用OCT系統(tǒng)成 像的鏡片的至少一個(gè)圖像獲得的信息,且使用所述鏡片的檢驗(yàn)信息控制所生產(chǎn)的鏡片的 質(zhì)量。OCT系統(tǒng)的使用可有助于在制造過(guò)程期間對(duì)所生產(chǎn)的鏡片的質(zhì)量控制。至少在某 些實(shí)施例中,可了解OCT系統(tǒng)的使用提供對(duì)包括隱形眼鏡等鏡片的"流線"質(zhì)量控制。 舉例來(lái)說(shuō),通過(guò)在鏡片制造線中包括一個(gè)或一個(gè)以上OCT成像站,可針對(duì)適當(dāng)特征(例 如厚度輪廓、倍率、曲率等)生產(chǎn)和檢查例如隱形眼鏡等鏡片,而在制造過(guò)程中沒有實(shí) 質(zhì)性的停工時(shí)間或延遲。包括OCT系統(tǒng)作為質(zhì)量控制組件或位于質(zhì)量控制站中的本發(fā) 明方法的實(shí)施例可包括基于通過(guò)OCT系統(tǒng)獲得的圖像來(lái)接受或拒絕經(jīng)成像鏡片或一批 鏡片的步驟。另外或作為替代方案,方法可包括將經(jīng)成像鏡片或?qū)?yīng)于經(jīng)成像鏡片的一 批鏡片分類成一個(gè)或一個(gè)以上類別的步驟。舉例來(lái)說(shuō),如果使用OCT系統(tǒng)對(duì)一批鏡片 中的一鏡片成像(如本文描述),且被確定為具有與起初既定的光學(xué)倍率不同的光學(xué)倍 率,則所述批鏡片可被分類成具有相同光學(xué)倍率(與既定光學(xué)倍率相對(duì))的鏡片類別, 且仍可使用而不被拒絕。因此,與由不包括OCT成像組件的制造線獲得的鏡片的良率 相比,OCT圖像的使用可有助于增加正被制造的可接受鏡片的良率。舉例來(lái)說(shuō),使用本 發(fā)明方法的臨床可接受的隱形眼鏡的良率對(duì)于預(yù)萃取或預(yù)水合的隱形眼鏡來(lái)說(shuō)可大于 95%,對(duì)于水合的非硅酮水凝膠隱形眼鏡來(lái)說(shuō)可大于80%,且對(duì)于硅酮水凝膠隱形眼鏡 來(lái)說(shuō)可大于20%。在某些方法中,臨床可接受的水合硅酮水凝膠隱形眼鏡的良率可大于 40%、大于50%、大于60%、大于70%、大于80%或大于90%。
本發(fā)明的方法使用一個(gè)或一個(gè)以上OCT系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)或一個(gè)以上鏡片或鏡片模 具(從其獲得鏡片)的一個(gè)或一個(gè)以上圖像。接著可檢驗(yàn)所述鏡片圖像以測(cè)量所述鏡片 的一個(gè)或一個(gè)以上特征,例如物理特征、光學(xué)特征等。OCT系統(tǒng)可為常規(guī)的OCT系統(tǒng), 例如本文描述的公開可用的OCT系統(tǒng),或者OCT系統(tǒng)可為SOCT系統(tǒng),如上文描述。
在實(shí)踐本發(fā)明的方法中,可使用OCT系統(tǒng)來(lái)提供多種不同鏡片的圖像。舉例來(lái)說(shuō), 某些方法可使用OCT系統(tǒng)以對(duì)視力校正鏡片或眼屈光校正裝置成像??捎肙CT系統(tǒng)成像的鏡片的實(shí)例包括(但不限于)隱形眼鏡、人工晶狀體、角膜覆蓋鏡片、角膜鑲嵌鏡 片和眼鏡片。在本文揭示的某些特定實(shí)施例中,本發(fā)明的方法中所使用的鏡片為隱形眼 鏡。
根據(jù)本發(fā)明的方法成像的隱形眼鏡可由多種材料形成,且可具有所需的設(shè)計(jì)特征。 舉例來(lái)說(shuō),本發(fā)明的隱形眼鏡可理解為水凝膠鏡片,或者水可膨脹的鏡片或吸水膨脹的 鏡片。 一些水凝膠鏡片可能沒有硅,例如基于聚(2-羥乙基丙烯酸脂)(聚HEMA)的 鏡片,如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。其它水凝膠鏡片可包括含硅成分或含硅酮成分, 舉例來(lái)說(shuō),本發(fā)明的隱形眼鏡可為硅酮水凝膠隱形眼鏡。可用于本發(fā)明隱形眼鏡的硅酮 水凝膠材料的實(shí)例包括具有Lotrafilcon (例如Lotrafilcon A;視康(Ciba Vision))、 Balafilcon (例如Balafilcon A;博士倫(Bausch & Lomb))、 Galyfilcon (例如Galyfilcon A;衛(wèi)康(Vistakon))或Comfilcon (例如Comfilcon A:酷柏(Cooper Vision))的美國(guó) 采用的名稱(USAN)的材料。用以制造隱形眼鏡的適合材料的額外實(shí)例包括(但不限 于)etafilconA、 genfilconA、 senofilconA、 lenefilconA、 lotrifilcon B或polymacon。
使用本發(fā)明的方法成像的隱形眼鏡可為球面隱形眼鏡或非球面隱形眼鏡。另外,所 述隱形眼鏡可為選自由單焦點(diǎn)隱形眼鏡、多焦點(diǎn)隱形眼鏡(包括雙焦點(diǎn)隱形眼鏡)、復(fù) 曲面隱形眼鏡和其組合組成的群組的鏡片。在某些實(shí)施例中,用本發(fā)明的方法成像的隱 形眼鏡包括波前像差校正或縮徑隱形眼鏡。
如本文論述,本發(fā)明的方法使用一個(gè)或一個(gè)以上OCT系統(tǒng)以提供或獲得鏡片的圖 像,所述鏡片包括視力校正鏡片,例如隱形眼鏡??煞治鏊鲧R片或所述鏡片的圖像以 測(cè)量鏡片的一個(gè)或一個(gè)以上特征。因此,本發(fā)明的方法的實(shí)施例可理解為鏡片度量衡學(xué) 方法,且在鏡片為視力校正鏡片(例如隱形眼鏡)的實(shí)施例中,本發(fā)明的方法的實(shí)施例 可理解為隱形眼鏡度量衡學(xué)方法。OCT系統(tǒng)的使用和從其獲得的圖像可用于鏡片(例如 隱形眼鏡)的設(shè)計(jì)。因此,本發(fā)明的方法的實(shí)施例可理解為設(shè)計(jì)鏡片的方法或設(shè)計(jì)隱形 眼鏡的方法。另外或作為替代方案,OCT系統(tǒng)和從其獲得的圖像可用于鏡片(例如隱形 眼鏡)的制造。因此,本發(fā)明的方法的實(shí)施例可理解為制造鏡片的方法或制造隱形眼鏡 的方法。
在鏡片度量衡學(xué)方法的至少一個(gè)實(shí)施例中,所述鏡片為視力校正鏡片,且使用OCT 系統(tǒng)在不與個(gè)體(例如人)的眼睛接觸時(shí)對(duì)所述鏡片成像。舉例來(lái)說(shuō),可使用OCT系 統(tǒng)在視力校正鏡片不與人眼的一部分(例如眼睛角膜)接觸時(shí)對(duì)所述鏡片成像。能夠在 視力校正鏡片(例如隱形眼鏡或其它軟性柔性鏡片)不與人眼接觸時(shí)對(duì)視力校正鏡片成 像使得能夠測(cè)量或確定鏡片的某些特征,所述特征原本由于眼睛與鏡片的交互而無(wú)法精確確定。舉例來(lái)說(shuō),相信與未放置于角膜表面上的鏡片相比,鏡片(例如隱形眼鏡)在 放置于眼睛的外部角膜表面上時(shí)將具有不同的曲率和輪廓。因此,在鏡片(例如隱形眼 鏡不與眼睛接觸時(shí)使用OCT系統(tǒng)來(lái)對(duì)鏡片)成像可能是有利的。另外,通過(guò)對(duì)不與眼 睛接觸的鏡片成像,有可能避免運(yùn)動(dòng)引起的假象,其與眨眼和其它眼睛狀況相關(guān)聯(lián)。即 使當(dāng)使用常規(guī)OCT系統(tǒng)而非SOCT系統(tǒng)時(shí),也可消除或減少這些假象或失真,如本文 描述。雖然本發(fā)明的方法的實(shí)施例可對(duì)不與眼睛接觸的鏡片成像,但其它實(shí)施例可準(zhǔn)許 在與個(gè)人眼睛接觸時(shí)對(duì)視力校正鏡片成像。舉例來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)視力校正鏡片(例如隱形眼 鏡)的方法可包含在鏡片與人眼或眼睛的一部分接觸時(shí)使用OCT系統(tǒng)對(duì)所述鏡片成像。 類似地,制造視力校正鏡片(例如隱形眼鏡)的方法可包含在鏡片與人眼或眼睛的一部 分接觸時(shí)使用OCT系統(tǒng)對(duì)所述鏡片成像。此些方法可包括額外步驟(如本文論述),其 在針對(duì)配合在眼睛上的鏡片用OCT系統(tǒng)檢驗(yàn)隱形眼鏡時(shí)不存在。另外,OCT系統(tǒng)可用 以測(cè)量其它鏡片,例如角膜覆蓋鏡片(即,結(jié)構(gòu)上放置在眼睛的角膜上皮與鮑氏薄膜之 間的鏡片)和角膜鑲嵌鏡片(即,結(jié)構(gòu)上放置在眼睛基質(zhì)內(nèi)的鏡片),同時(shí)此些其它鏡 片與眼睛的一部分接觸。
在其中對(duì)鏡片進(jìn)行體外成像(即,在不接觸眼睛時(shí))的本發(fā)明方法的實(shí)施例中,可 在容器中對(duì)所述鏡片成像。舉例來(lái)說(shuō),可在具有至少一個(gè)大體上或完全透明的側(cè)壁的容 器中對(duì)鏡片成像,以準(zhǔn)許通過(guò)OCT系統(tǒng)對(duì)位于其中的鏡片成像。在另外的實(shí)施例中, 可將所述鏡片放置在位于容器中的大量液體內(nèi)。舉例來(lái)說(shuō),鏡片可位于含水液體(例如 水,包括去離子水)或緩沖溶液(例如緩沖的鹽溶液)中。所述容器可被密封或可具有 開口。在某些實(shí)施例中,在位于試管的大量水中對(duì)隱形眼鏡成像。
雖然本發(fā)明的方法可經(jīng)實(shí)踐以對(duì)處于水合狀態(tài)的鏡片(例如隱形眼鏡)(例如吸水 部分膨脹或完全膨脹的鏡片)成像,但本發(fā)明的方法還可經(jīng)實(shí)踐以對(duì)未水合的鏡片成像。 舉例來(lái)說(shuō),方法可包含使用OCT系統(tǒng)對(duì)鏡片(例如隱形眼鏡)成像,其中所述鏡片尚 未水合或已脫水。舉例來(lái)說(shuō),可在以下時(shí)間使用OCT系統(tǒng)對(duì)隱形眼鏡成像在脫模程 序之后,例如在隱形眼鏡與鏡片模具中的一個(gè)模具部件接觸時(shí);在脫鏡片的程序之后,
例如在隱形眼鏡已與模具部件分離時(shí);在萃取程序之后且在用水進(jìn)行水合之前;和/或在 水合程序和使水合鏡片脫水的脫水程序之后。
用于本發(fā)明方法的OCT系統(tǒng)提供鏡片的至少一個(gè)圖像。在包括鏡片度量衡學(xué)方法、
鏡片設(shè)計(jì)方法和鏡片制造方法的某些實(shí)施例中,所述至少一個(gè)圖像可選自由鏡片表面圖 像、鏡片截面圖像和其組合組成的群組。舉例來(lái)說(shuō),圖像可為前鏡片表面圖像、后鏡片 表面圖像或所述兩者。因此,通過(guò)本發(fā)明的方法,可精確測(cè)量鏡片的各種特征,例如鏡片厚度、鏡片形狀等。與現(xiàn)有的鏡片度量衡學(xué)方法相比,本發(fā)明的度量衡學(xué)方法能夠在 無(wú)需切割鏡片的情況下和在無(wú)需接觸鏡片的情況下提供鏡片(例如隱形眼鏡)的一個(gè)或 一個(gè)以上特征的測(cè)量。因此,可在由個(gè)人使用所述鏡片之前確定和評(píng)估所述鏡片的"天 然"物理和/或光學(xué)特征。
在包括隱形眼鏡度量衡學(xué)方法、隱形眼鏡設(shè)計(jì)方法和隱形眼鏡制造方法的本發(fā)明方 法的某些實(shí)施例中,所述方法還可包含確定正被成像的鏡片的鏡片特征。舉例來(lái)說(shuō),方 法可包含確定選自由鏡片厚度、鏡片形狀、鏡片曲率、鏡片倍率、鏡片邊緣輪廓和其組 合組成的群組的鏡片特征。在額外實(shí)施例中,所述方法可包含確定選自由鏡片的厚度輪 廓、鏡片的背表面形狀、鏡片的前表面形狀和其組合組成的群組的鏡片特征。所述確定 可包括從所述經(jīng)成像鏡片的一個(gè)或一個(gè)以上圖像測(cè)量一個(gè)或一個(gè)以上此些特征的一個(gè) 或一個(gè)以上步驟。舉例來(lái)說(shuō),OCT系統(tǒng)可用以提供一個(gè)或一個(gè)以上圖像,例如鏡片(例 如隱形眼鏡)的計(jì)算機(jī)化或數(shù)字圖像,且可以由人手動(dòng)或使用機(jī)器自動(dòng)地檢驗(yàn)所得圖像, 以確定上述特征中的一者或一者以上。
在至少一個(gè)特定實(shí)施例中, 一種方法(包括鏡片度量衡學(xué)方法)包含沿鏡片的子午 線確定所述鏡片的鏡片厚度輪廓,所述子午線選自由0度子午線、30度子午線、45度 子午線、90度子午線、135度子午線、150度子午線、180度子午線、210度子午線、225 度子午線、270度子午線、300度子午線、315度子午線和其組合組成的群組。可在鏡片 位于眼睛上(例如,體內(nèi))或在鏡片不接觸眼睛(例如,體外)時(shí)實(shí)踐此些方法。鏡片 的不同子午線是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的,其中一些子午線的實(shí)例在圖4中說(shuō)明。
本發(fā)明方法的某些實(shí)施例通過(guò)將寬帶光(例如由OCT系統(tǒng)提供)導(dǎo)向正被成像的 鏡片來(lái)對(duì)鏡片進(jìn)行成像。如果需要提供具有較窄波長(zhǎng)的光,則可對(duì)寬帶光進(jìn)行濾波。這 些或其它實(shí)施例可包含將紅外或近紅外激光光或能量導(dǎo)向正被成像的鏡片。舉例來(lái)說(shuō), 在某些方法中,從超發(fā)光二極管以從約800 nm到約1400 nm的波長(zhǎng)且以從約200微瓦 到1毫瓦的功率發(fā)射光。在其它方法中,用于成像的光的功率可大于1毫瓦。舉例來(lái)說(shuō), 在某些方法中,所發(fā)射光的功率可高達(dá)50毫瓦。與生物組織成像(例如視網(wǎng)膜和角膜 OCT成像)或體內(nèi)成像相比,通過(guò)本發(fā)明的體外方法,可使用比在體內(nèi)使用時(shí)大的功率 的光,因?yàn)椴淮嬖趽p害患者的生物組織的危險(xiǎn)。在某些方法中,光的功率從約300微瓦 到約40毫瓦。舉例來(lái)說(shuō),光的功率可在約400微瓦與約30毫瓦之間,在約500微瓦與 20毫瓦之間,或在600微瓦與IO毫瓦之間。或者,所發(fā)射光的功率可小于50毫瓦、小 于40毫瓦、小于30毫瓦、小于20毫瓦、小于10毫瓦、小于5毫瓦或小于2毫瓦???從光源以任何以上功率發(fā)射光。另外,可使用衰減器來(lái)衰減光,以使光強(qiáng)度從較大功率減少到可用以獲得圖像的功率。另外,其它方法可使用一種以小于800 nm或大于1400 nm的波長(zhǎng)的光對(duì)鏡片或鏡片模具進(jìn)行成像的OCT系統(tǒng)。在此類方法中,可能需要使用 光傳感器,其感測(cè)這些其它波長(zhǎng)的光。使用本發(fā)明的方法成像的鏡片的軸向分辨率為從 約1微米到約100微米,例如從約2微米到約20微米或從約3微米到約10微米;且橫 向分辨率可小于約IOO微米,例如約80微米,或約70微米,或約50微米,或約25微 米,或更少。
本發(fā)明的方法還可包括檢查鏡片缺陷的一個(gè)或一個(gè)以上步驟。舉例來(lái)說(shuō),通過(guò)檢驗(yàn) 由OCT系統(tǒng)提供的鏡片的圖像,可識(shí)別一個(gè)或一個(gè)以上鏡片缺陷,所述鏡片缺陷可充 當(dāng)鏡片對(duì)于其既定目的為不可接受的指示。舉例來(lái)說(shuō),可檢查所述鏡片或鏡片圖像是否 有氣泡、表面不規(guī)則性(例如波紋等)、裂縫、碎片、不透明性和所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 所理解的其它缺陷。
如本文中所論述,本發(fā)明的方法包括使用視需要包括SOCT系統(tǒng)在內(nèi)的一個(gè)或一個(gè) 以上OCT系統(tǒng)設(shè)計(jì)鏡片的方法。舉例來(lái)說(shuō),實(shí)施例涉及設(shè)計(jì)視力校正鏡片的方法。
一種設(shè)計(jì)視力校正鏡片的方法包含檢驗(yàn)從用OCT系統(tǒng)成像的第一視力校正鏡片的 至少一個(gè)圖像獲得的信息,且使用所述第一視力校正鏡片的檢驗(yàn)信息設(shè)計(jì)第二視力校正 鏡片。在某些實(shí)施例中,視力校正鏡片為隱形眼鏡,包括硅酮水凝膠隱形眼鏡。所述檢 驗(yàn)信息可包括任何鏡片特征或特征組合。在某些實(shí)施例中,所述檢驗(yàn)信息選自由鏡片形 狀、鏡片曲率、鏡片倍率、鏡片厚度輪廓、鏡片前表面形狀、鏡片后表面形狀、鏡片邊 緣輪廓和其組合組成的群組。
所述設(shè)計(jì)方法還可包括使用OCT系統(tǒng)確定人角膜的形狀的步驟。另外,設(shè)計(jì)視力 校正鏡片的方法可包括檢驗(yàn)隱形眼鏡在人眼上的配合和基于所述鏡片配合來(lái)設(shè)計(jì)第二 隱形眼鏡。舉例來(lái)說(shuō),如果第一鏡片的鏡片配合為可接受的,則可將第二隱形眼鏡設(shè)計(jì) 成具有相同或大體上相同的配合。或者,如果第一鏡片的鏡片配合為不可接受的,則可 將第二隱形眼鏡設(shè)計(jì)成具有與第一鏡片相比更好或更舒適的配合。
作為一實(shí)例,隱形眼鏡設(shè)計(jì)方法可包含以下步驟中的一者或一者以上確定或測(cè)量 患者的角膜表面拓?fù)湟援a(chǎn)生可用計(jì)算機(jī)操縱的角膜表面拓?fù)湫畔?;在?jì)算機(jī)中提供患者 的淚液膜信息或數(shù)據(jù);基于角膜表面拓?fù)湫畔?、淚液膜信息或所述兩者而設(shè)計(jì)后隱形眼 鏡表面;基于患者的處方和/或計(jì)算機(jī)中存在的信息而設(shè)計(jì)隱形眼鏡的厚度和前隱形眼鏡 表面;使用OCT系統(tǒng)驗(yàn)證或確認(rèn)隱形眼鏡厚度;以及其組合。舉例來(lái)說(shuō),可使用OCT 系統(tǒng)來(lái)確認(rèn)特定設(shè)計(jì)的隱形眼鏡具有所需特性。
另外,方法可包含收集隱形眼鏡的表面數(shù)據(jù)。舉例來(lái)說(shuō),可確定前表面拓?fù)?、后表面拓?fù)浠蛩鰞烧???纱_定隱形眼鏡的光學(xué)倍率,例如使用從OCT圖像獲得的厚度數(shù) 據(jù)、表面拓?fù)鋽?shù)據(jù)和其組合來(lái)自動(dòng)計(jì)算隱形眼鏡的光學(xué)倍率。
本發(fā)明的方法還包括制造鏡片的方法,如本文描述。在某些實(shí)施例中,所述制造方 法用以生產(chǎn)視力校正鏡片。舉例來(lái)說(shuō),在一些特定實(shí)施例中,正被制造的鏡片可為角膜 覆蓋鏡片或隱形眼鏡。本發(fā)明的制造方法可包括用車床加工鏡片、旋鑄模制鏡片或鑄造 模制鏡片。
在某些特定實(shí)施例中,鏡片為鑄造模制的隱形眼鏡或鑄造模制的角膜覆蓋鏡片。
如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解,本發(fā)明的方法可包括一個(gè)或一個(gè)以上額外步驟,例 如鑄造模制程序的步驟。舉例來(lái)說(shuō),制造鏡片(例如隱形眼鏡)的某些方法包括將可聚 合鏡片形成材料放置于鏡片模具中,在鏡片模具中固化可聚合鏡片形成材料,將鏡片模 具脫模以產(chǎn)生具有聚合鏡片產(chǎn)品的模具部件,使聚合鏡片產(chǎn)品從鏡片模具的模具部件脫 鏡片,從已脫鏡片的聚合鏡片產(chǎn)品萃取可萃取組份,水合已脫鏡片的聚合鏡片產(chǎn)品,檢 查從鏡片模具獲得的水合鏡片,將鏡片封裝在封裝的大量液體中,對(duì)位于密封封裝內(nèi)的 鏡片進(jìn)行消毒。本發(fā)明方法的實(shí)施例還可包括先前步驟的一個(gè)或一個(gè)以上組合。
另外或作為替代方案,本發(fā)明的制造方法還可包括使用OCT系統(tǒng)對(duì)鏡片模具或鏡 片模具部件成像的步驟。舉例來(lái)說(shuō),在包括模制鏡片(例如隱形眼鏡)的鏡片制造過(guò)程 期間,可隨時(shí)間發(fā)生的鏡片模具中的變化可能會(huì)影響從其獲得的鏡片的質(zhì)量和良率。本 發(fā)明方法的實(shí)施例可包含對(duì)鏡片模具(例如兩件式鏡片模具)的單個(gè)模具部件成像,或 單獨(dú)對(duì)鏡片模具的兩個(gè)模具部件成像。額外實(shí)施例可包含對(duì)適用于形成鏡片的整個(gè)模具 成像。作為實(shí)例,通過(guò)使用本發(fā)明的方法,有可能測(cè)量單個(gè)模具部件的曲率,尤其例如 界定模具部件區(qū)的鏡片表面的曲率、鏡片模具的鏡片形空腔的厚度、鏡片模具或鏡片模 具部件的厚度。測(cè)量鏡片模具的這些和其它特征可有助于制造鏡片(例如隱形眼鏡)。 舉例來(lái)說(shuō),鏡片模具厚度隨時(shí)間的變化可影響用以生產(chǎn)鏡片的可聚合材料的固化。通過(guò) 使用本發(fā)明的方法,可監(jiān)視所述鏡片模具的質(zhì)量以持續(xù)生產(chǎn)大量可接受的鏡片。
如圖1中展示,使用維尚特OCT系統(tǒng)對(duì)隱形眼鏡IO成像以提供隱形眼鏡的截面的 圖像??捎闷渌麿CT系統(tǒng)在體外獲得隱形眼鏡的類似截面圖像。例如圖l所說(shuō)明的圖 像可用以確定隱形眼鏡的厚度輪廓。
通過(guò)使用OCT圖像(例如圖1或圖3中所說(shuō)明的圖像),可獲得隱形眼鏡的數(shù)字或 計(jì)算機(jī)化表示。此些表示可提供例如可有助于鏡片設(shè)計(jì)和制造的表面特征和形狀等信 息。另外,所述表示可用于確定鏡片的曲率,尤其例如鏡片的基本曲線。舉例來(lái)說(shuō),通 過(guò)使用軟件和自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)例行程序,可對(duì)圖像進(jìn)行偽彩色編碼,以提供經(jīng)成像鏡片
13表面的視覺可識(shí)別區(qū),例如厚度信息、空間特征等。
在圖2中說(shuō)明隱形眼鏡的數(shù)字表示的實(shí)例。所述表示包括說(shuō)明沿許多子午線的鏡片 厚度的計(jì)算機(jī)生成代碼??芍苽鋸腛CT截面圖像獲得的數(shù)字鏡片表示或鏡片圖像,且 其看起來(lái)類似于圖2中所說(shuō)明的那些。
如圖3中所示,在隱形眼鏡位于人眼的角膜14上時(shí)使用維尚特OCT系統(tǒng)對(duì)隱形眼 鏡12成像??墒褂闷渌麿CT系統(tǒng)(包括SOCT系統(tǒng))在體內(nèi)獲得其它隱形眼鏡的類似 截面圖像。此類體內(nèi)圖像可用以基于相對(duì)于人角膜的鏡片形狀和鏡片配合來(lái)幫助設(shè)計(jì)其 它隱形眼鏡。
在圖5中說(shuō)明隱形眼鏡的數(shù)字表示的另一實(shí)例。所述表示尤其包括鏡片表面拓?fù)湫?息和鏡片曲率信息。此外,可將此表示編碼為包括鏡片厚度信息??芍苽鋸腛CT截面 圖像獲得的數(shù)字鏡片表示或圖像,且其看起來(lái)類似于圖5中所說(shuō)明的那些。
在一個(gè)實(shí)施例中, 一種方法包含提供一OCT系統(tǒng)或多個(gè)OCT系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō),可 從公開可用的來(lái)源獲得所述OCT系統(tǒng)??蓪㈢R片(例如隱形眼鏡或其它視力校正鏡片) 放置于含有大量液體(例如水)的容器內(nèi)。將具有鏡片的容器放置于OCT系統(tǒng)的光路 徑內(nèi)。人或計(jì)算機(jī)或者所述兩者操作OCT系統(tǒng)以執(zhí)行對(duì)位于容器內(nèi)的鏡片的多個(gè)光學(xué) 區(qū)段掃描。由計(jì)算機(jī)收集從其獲得的數(shù)據(jù)且可在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或其它顯示裝置上顯示。 可使用軟件來(lái)分析所述數(shù)據(jù)并提供在本發(fā)明的方法中有用的圖像??蓹z驗(yàn)所述圖像以確 定厚度輪廓、邊緣輪廓、表面設(shè)計(jì)、表面曲率等,其接著還可用于額外隱形眼鏡的設(shè)計(jì) 和制造。因此,通過(guò)本發(fā)明的方法,可設(shè)計(jì)具有改進(jìn)的患者舒適度的鏡片,且可獲得由 于提高的質(zhì)量控制具有改進(jìn)的良率的鏡片。
鑒于本文的揭示內(nèi)容,本發(fā)明方法的某些實(shí)施例可理解為包含使用不同于SOCT系 統(tǒng)的OCT系統(tǒng)對(duì)鏡片(例如隱形眼鏡)成像、基本上由其組成,或由其組成。
雖然本文的揭示內(nèi)容指代某些特定實(shí)施例,但應(yīng)理解,以實(shí)例方式而非以限制方式 呈現(xiàn)這些實(shí)施例。雖然論述了示范性實(shí)施例,但先前詳細(xì)描述意在解釋為涵蓋所述實(shí)施 例的所有修改、替代方案和等效物,只要其可處于權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)。
上文已引用了許多公開案和專利。所引用的公開案和專利中的每一者均以全文引用 的方式并入本文中。
權(quán)利要求
1. 一種用于鏡片的度量衡學(xué)方法,其包含使用光學(xué)相干斷層成像術(shù)系統(tǒng)對(duì)視力校正鏡片、光學(xué)儀器鏡片或診斷儀器鏡片進(jìn)行成像,以獲得所述鏡片的至少一個(gè)圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述鏡片為視力校正鏡片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中所述鏡片為隱形眼鏡、人工晶狀體、角膜覆蓋鏡 片、角膜鑲嵌鏡片或眼鏡片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中所述鏡片為隱形眼鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述鏡片為視力校正鏡片,且在所述鏡片不與個(gè) 人的眼睛接觸時(shí)對(duì)所述鏡片進(jìn)行成像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中在容器中對(duì)所述鏡片進(jìn)行成像。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中在將所述鏡片放置于容器中的大量液體中時(shí)對(duì)所 述鏡片進(jìn)行成像。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述鏡片為視力校正鏡片,且在所述鏡片與個(gè)人 的眼睛接觸時(shí)對(duì)所述鏡片進(jìn)行成像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述鏡片為水合鏡片或未水合鏡片。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中所述鏡片的所述至少一個(gè)圖像包括選自由鏡片表 面圖像、鏡片截面圖像和其組合組成的群組的圖像。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法,其中所述圖像為選自由前鏡片表面圖像和后鏡片表 面圖像組成的群組的鏡片表面圖像。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在不切割所述鏡片的情況下或在不使所述鏡片與 所述光學(xué)相干斷層成像術(shù)系統(tǒng)的一部分接觸的情況下執(zhí)行所述成像。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中使用不同于頻譜光學(xué)相干斷層成像術(shù)系統(tǒng)的光學(xué) 相干斷層成像術(shù)系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行所述成像。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述成像包含將寬帶光導(dǎo)向正被成像的所述鏡 片。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述成像包含將紅外激光導(dǎo)向正被成像的所述鏡 片。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其進(jìn)一步包含使用所述鏡片的所述至少一個(gè)圖像來(lái)確 定選自由所述鏡片的鏡片厚度、所述鏡片的鏡片形狀、所述鏡片的鏡片曲率、所述鏡片的鏡片倍率、所述鏡片的鏡片邊緣輪廓和其組合組成的群組的鏡片特征。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其進(jìn)一步包含使用所述鏡片的所述至少一個(gè)圖像來(lái)確 定選自由所述鏡片的厚度輪廓、所述鏡片的背表面形狀、所述鏡片的前表面形狀和 其組合組成的群組的鏡片特征。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其進(jìn)一步包含沿所述鏡片的子午線確定所述鏡片的鏡 片厚度輪廓,所述子午線選自由0度子午線、30度子午線、45度子午線、90度子 午線、135度子午線、150度子午線、180度子午線、210度子午線、225度子午線、 270度子午線、300度子午線、315度子午線和其組合組成的群組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中所述鏡片為球面隱形眼鏡或非球面隱形眼鏡。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述鏡片為單焦點(diǎn)隱形眼鏡、多焦點(diǎn)隱形眼鏡或 復(fù)曲面隱形眼鏡。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述鏡片為硅酮水凝膠隱形眼鏡。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其進(jìn)一步包含使用所述鏡片的所述至少一個(gè)圖像檢查 所述鏡片的缺陷。
23. —種設(shè)計(jì)視力校正鏡片的方法,其包含檢驗(yàn)從使用光學(xué)相干斷層成像術(shù)系統(tǒng)成像的第一視力校正鏡片的至少一個(gè)圖像 獲得的信息,以及使用所述第一視力校正鏡片的所述檢驗(yàn)信息來(lái)設(shè)計(jì)第二視力校正鏡片。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法,其進(jìn)一步包含使用所述光學(xué)相干斷層成像術(shù)系統(tǒng)來(lái) 確定人的角膜的形狀。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法,其中所述視力校正鏡片為隱形眼鏡。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法,其中所述檢驗(yàn)信息選自由鏡片形狀、鏡片曲率、鏡 片倍率、鏡片厚度輪廓、鏡片前表面形狀、鏡片后表面形狀、鏡片邊緣輪廓和其組 合組成的群組。
27. —種制造鏡片的方法,其包含檢驗(yàn)在鏡片制造期間從使用光學(xué)相千斷層成像術(shù)系統(tǒng)成像的所述鏡片的至少一 個(gè)圖像獲得的信息,以及使用所述鏡片的所述檢驗(yàn)信息來(lái)控制所生產(chǎn)的鏡片的質(zhì)量。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法,其中所述鏡片為視力校正鏡片。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法,其中所述鏡片為角膜覆蓋鏡片或隱形眼鏡。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法,其進(jìn)一步包含選自由以下步驟組成的群組中的步驟將可聚合鏡片形成材料放置于鏡片模具中、在鏡片模具中固化可聚合鏡片形成材 料、將鏡片模具脫模以產(chǎn)生具有聚合鏡片產(chǎn)品的模具部件、使聚合鏡片產(chǎn)品從鏡片 模具的模具部件脫鏡片、從已脫鏡片的聚合鏡片產(chǎn)品萃取可萃取組份、水合已脫鏡 片的聚合鏡片產(chǎn)品、檢查從鏡片模具獲得的水合鏡片、將鏡片封裝在封裝中的大量 液體中、對(duì)位于密封封裝內(nèi)的鏡片進(jìn)行消毒和其組合。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法,其進(jìn)一步包含選自由以下步驟組成的群組中的步驟 使用所述檢驗(yàn)信息來(lái)接受所述經(jīng)成像鏡片或類似于所述經(jīng)成像鏡片的一批鏡片、拒 絕所述經(jīng)成像鏡片或類似于所述經(jīng)成像鏡片的一批鏡片、對(duì)所述經(jīng)成像鏡片或類似 于所述經(jīng)成像鏡片的一批鏡片進(jìn)行分類和其組合。
32. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法,其進(jìn)一步包含使用光學(xué)相干斷層成像術(shù)系統(tǒng)獲得鏡 片模具的至少一個(gè)圖像,以用于生產(chǎn)鏡片或其一部分。
全文摘要
本發(fā)明揭示用以測(cè)量鏡片的光學(xué)相干斷層成像術(shù)(OCT)系統(tǒng)。本發(fā)明的方法使用OCT系統(tǒng)來(lái)獲得鏡片的一個(gè)或一個(gè)以上圖像。舉例來(lái)說(shuō),OCT系統(tǒng)可用以獲得視力校正鏡片或非視力校正鏡片的截面圖像、表面圖像或截面圖像與表面圖像的組合,所述視力校正鏡片例如為隱形眼鏡、人工晶狀體、角膜覆蓋鏡片、角膜鑲嵌鏡片和眼鏡片,且所述非視力校正鏡片例如為光學(xué)儀器和診斷儀器鏡片。所述圖像可用以確定所述鏡片的特征,尤其例如表面形狀、厚度、曲率、鏡片倍率和邊緣輪廓。本發(fā)明的方法包括鏡片度量衡學(xué)方法、鏡片設(shè)計(jì)方法和鏡片制造方法。
文檔編號(hào)G02C7/02GK101454708SQ200780019278
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者阿瑟·巴克, 魏建平 申請(qǐng)人:庫(kù)柏維景國(guó)際控股公司