專利名稱：隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種隱形眼鏡的保養(yǎng)系統(tǒng)，特別是關于能提供在一整體單元內(nèi)清洗及消毒隱形眼鏡的系統(tǒng)。
隱形眼鏡已廣為使用，最近幾年并引進精密隱形眼鏡材料及保養(yǎng)制品。但適當保養(yǎng)仍然是很昂貴及耗費時間之事，因而使隱形眼鏡使用人望而生畏，甚至放棄所規(guī)定的保養(yǎng)程序。適當?shù)碾[形眼鏡保養(yǎng)包括將外來塵埃、霧膜以及如粘液、蛋白質(zhì)及酶等沉積物自隱形眼鏡上除去，并將沉淀和隱形眼鏡中的有機體消毒，以防止眼睛在隨后使用時受到感染。消毒工作對使用“軟”性(親水性)隱形眼鏡尤其重要，因此種軟性隱形眼鏡會在清洗溶液中吸收水分。
傳統(tǒng)的清洗程序包括日常擦拭法(人工控拭)，即以肥皂或清潔劑人工擦拭，再在水中洗濯。使用自來水，因其中有硬礦物質(zhì)，故不適宜。除了不方便之外，人工擦拭處理隱形眼鏡會將隱形眼鏡擦傷或在顯微鏡下可看到的對隱形眼鏡的損傷。于是隱形眼鏡須改為浸入化學溶液和/或加熱六小時至一夜之久，消毒周期太長;且浸泡溶液中通常含有清潔劑、酵素除去劑、防腐劑及其他化學藥劑，此類藥劑會被吸入眼鏡內(nèi)，因而將刺激眼睛及粘膜。加熱消毒對清洗隱形眼鏡的沉積物不太有效，并且會使礦物沉積在隱形眼鏡表面。此外，使隱形眼鏡重復加熱以消毒會逐漸造成眼鏡材料實質(zhì)上的退化。
某些對隱形眼鏡的消毒設計是以紫外線輻射來殺死微生物，如頒給N.Baron的美國專利4，063，890號及頒給P.Tittel等人的美國專利4，868，397號所示。但在不斷消毒周期后紫外線輻射會對隱形眼鏡聚合材料造成退化危險。此外，事前仍然需要人工清洗，不但不便且易造成隱形眼鏡損傷。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能清洗沉積物并能方便地消毒隱形眼鏡，且時間亦甚短。其具體目的在于發(fā)展一種不用刺激的化學藥品、防腐劑、清潔劑或去酵劑的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能消毒隱形眼鏡而不必加熱或使用消毒用化學溶液。
根據(jù)本發(fā)明，一種隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)包括一封閉的外殼，其中有一小室以容納一定容積的液體;一個裝在小室上方部位而在一定量液體之上的紫外線輻射源;一個眼鏡盒以容納隱形眼鏡于小室內(nèi)并浸入在該液體中;一擾動機構(gòu)用來引致液體擾動使其有足夠力量以去除眼鏡上的塵埃、霧膜及其他沉積物使之落入液體中;以及一電控單元，以操作紫外線輻射源去消毒液體中的被除去的塵埃、霧膜及其他沉積物。
在一較佳的實施例中，眼鏡盒有一對下方的鏡盒部分，被裝在一上方支架上，該支架有一對臂部，裝在外殼的各側(cè)面，以懸吊鏡盒部分于液體中。上方支架部分浸沒在液體中，液體則位于紫外線(以下簡稱UV)源與鏡盒部分之間，以防止UV光線直接照射在隱形眼鏡上，因此可防止UV對隱形眼鏡聚合材料造成退化。
擾動機構(gòu)為一磁踏板或磁轉(zhuǎn)子形式，置于小室底部的中央位置，并由磁通發(fā)生器驅(qū)動，以產(chǎn)生一旋渦在鏡盒部分中及其四周旋轉(zhuǎn)。從隱形眼鏡上去除的塵埃、霧膜及其他沉積物被旋渦帶到液體上部，即在隱形眼鏡盒上方支架之上的液體中，雜物在該處被UV輻射消毒。消毒后的沉積物留在上方支架處，然后被收集清除。
外殼最好做成包括一下方基座部分，該部分中包含上述清洗及消毒小室、擾動機構(gòu)及系統(tǒng)的電控部分。UV源為一種UV殺菌燈，裝在上方外殼部分中，在使用時該部分扣合在下方基座部分上。上方部分有供UV燈用的電接觸點，在使用時該接觸點與基座部分的接觸點成電連接。此種結(jié)構(gòu)可保證電源僅在上方部分已與基座部分裝妥時才供電給UV燈，因而可防止對使用人造成意外的UV照射之傷害。監(jiān)視電路可監(jiān)視UV燈及擾動機構(gòu)，并由一發(fā)光二極管(LED)提供目視指示。
旋渦擾動產(chǎn)生出足夠的流體力以清除隱形眼鏡上的沉積物，因而可避免對人工擦拭及使用清潔劑的化學藥物之需求。UV輻射可迅速將清除的沉積物和液體消毒，而不需加熱且不需使用防腐劑和化學藥物。清洗液體為簡單的鹽水溶液，其對眼睛不會造成刺激。
清洗工作可在一清洗單元中以單一循環(huán)方式完成而無須外界參予。全部清洗循環(huán)可在30分鐘內(nèi)完成。此系統(tǒng)設計為具有自備的電子控制單元，在低電壓(14V)下工作，該電壓可由壁插式標準線電壓變壓器降壓獲得。此系統(tǒng)不產(chǎn)生任何過量的熱，不用有毒或刺激性化學品，亦無危險之輻射。
本發(fā)明的其他特點及優(yōu)點將通過對下述較佳實施例并配合下列附圖的詳細說明而更為明顯

圖1為本發(fā)明的隱形眼鏡清洗消毒系統(tǒng)外觀圖。
圖2為隱形眼鏡清洗消毒系統(tǒng)的蓋子部分、隱形眼鏡盒子及下方基座部分的側(cè)剖視圖。
圖3為一示意圖，說明隱形眼鏡清洗及消毒系統(tǒng)的清洗及消毒功能。
圖4為用來在清洗消毒系統(tǒng)中產(chǎn)生液體擾動的磁踏板的細節(jié)圖。
圖5為顯示清洗消毒系統(tǒng)在使用時各組件安排情況的側(cè)視圖。
圖6為清洗消毒系統(tǒng)中使用的隱形眼鏡盒的細節(jié)圖。
圖7為清洗消毒系統(tǒng)中電控單元的示意圖。
圖8表示出該清洗消毒系統(tǒng)循環(huán)的各步驟。
參看圖1，本發(fā)明的隱形眼鏡清洗系統(tǒng)的一個較佳實施例中有一上方外殼部分1，其內(nèi)包含一殺菌紫外線(UV)燈及一下方基座部分2，基座部分中容綱一清洗及消毒室及系統(tǒng)的電控電路。備有一指示燈3以指示本單元在清洗消毒循環(huán)時的作業(yè)情況。低壓(14V)經(jīng)由一接頭連接器4接至此單元，該連接器耦合至低壓插頭5，插頭5末端與降壓變壓器7的電源線6連接。變壓器單元7為一典型的隔離式UL核準的壁插式變壓器，可以選擇在120或220伏之線電壓下使用。
圖2更詳細顯示出隱形眼鏡清洗消毒系統(tǒng)的組件。紫外線燈10裝在外殼上方部分1內(nèi)，其燈頭部位于空腔11中并作為由UV燈產(chǎn)生的紫外線光的局部反射器。燈的基座10a固定在一框架隔間1a上，該隔間與單元底架接地，中心接觸點10b與金屬接觸元件12成電接觸。由外殼上方部分1中的開口13可接觸到該接觸元件12。
下方基座部分2是由基座外殼壁18、有一上方消毒部分15及下方清洗部分16所形成的小室、以及密封在彈性不銹鋼彈簧20b(圖4)末端的塑料踏板20a中的碟形永久磁鐵17形式的擾動誘發(fā)機構(gòu)組成。驅(qū)動變壓器19位于清洗室的底壁16a下面，以產(chǎn)生不規(guī)則磁通來驅(qū)動磁踏板20a使其振動。當清洗液充滿清洗及消毒室15、16時，磁踏板20a之振動會在液體中產(chǎn)生旋渦效應而用于清洗及消毒循環(huán)中，以下將會詳細說明。與基座部分2一起尚示有系統(tǒng)的電控單元21、供插入開口13中以建立與接觸元件12電連接的電源供應接觸針22，使之在使用時，當上方外殼部分上之后供UV燈通電之用，以及還示出安裝部分23，用以固定踏板彈簧20b的另一端。
設置隱形眼鏡盒子14是用以盛裝浸入清洗及消毒室15和16液體中的隱形眼鏡。隱形眼鏡盒子有一對下方鏡盒部分14a和14b，裝在上方框架14c上。上方框架14c延伸出一對臂部14d和14e，這兩個臂裝在外殼基座部分2的各側(cè)面上，以懸吊放在液體中的鏡盒部分。
圖3示出該清洗消毒系統(tǒng)在使用時各部件的作用。一定量的液體24充滿清洗及消毒室15和16中。隱形眼鏡裝在眼鏡盒子14的鏡盒部分。驅(qū)動變壓器19提供擾動磁通的磁耦合使磁碟形踏板17、20振動，因而在小室內(nèi)引起旋渦波26。振動波26可將隱形眼鏡上的塵埃及霧膜去掉并清洗鏡片。這些沉積物由旋渦波26帶到上方清毒室15的眼鏡盒上方框架14c之上，在該處被UV燈10的UV輻射線27消毒。消毒后的沉積物停留在上方框架14c處，然后被收集除去。上方框架部分14c插在UV燈與眼鏡盒子之間，以阻止UV光直接照射在隱形眼鏡上。UV光的能量隨在液體中所通過的距離成指數(shù)下降，因此UV光的能量在小室底部可完全消散。這樣，UV使隱形眼鏡聚合材料退化作用即可避免。
在圖4中，顯示出碟形磁鐵17是密封在塑料踏板20a中的。塑料密封可保護磁鐵不致受到鹽溶液的腐蝕。用不銹鋼彈簧20b亦可抵抗腐蝕。作為另一方式，也可使用磁轉(zhuǎn)子而不用裝彈簧的踏板。轉(zhuǎn)子由驅(qū)動變壓器19產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁通驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。圖5顯示出當上方外殼1裝在下方基座部分2上時各組件的安排。
圖6更詳細顯示出隱形眼鏡盒子，其中上方框架14c由左右兩個半圓形部分組成，以其遮住眼鏡，故可保護眼鏡不受UV光的直接照射。隱形眼鏡的塑料聚合材料當長久曝露在UV光下會逐漸退化。對隱形眼鏡的遮蔽保護使之不受UV直接輻射是較一般UV消毒單元更為重要的優(yōu)點。上方框架的一部分亦作為托盤，用以收集浮在室內(nèi)上方的消毒后的沉淀，因而可防止其停留在眼鏡片上。隱形眼鏡盒子的左及右半球部分可沿連結(jié)葉片30旋轉(zhuǎn)而向外打開，使各片鏡片可放在鏡盒部分14a和14b中。盒子可用注入模具法制成一個無絞鍵的單件，以避免出現(xiàn)相鄰的死角或邊沿，而這些死角或邊沿可能會留存微生物。分離件29可將兩個鏡盒部分分開，并備有搭扣以將一個或兩個鏡盒部分合而為一。
圖7為該清洗消毒系統(tǒng)的電子控制電路圖。降壓電源變壓器7提供約14伏低電壓的交流電壓，經(jīng)電線6、插頭5及插座4至電控電路21，該電路21設在外殼下方的基座部分的電路板上。這一隔離式的壁插式變壓器7能選擇工作在120或220伏電源上。使電源變壓器與含鹽溶液的清洗單元分開即可免除受電擊的危險。此外，降低的電壓能更好地作到安全操作并可延長使用壽命。
低的交流電壓輸入經(jīng)一全波橋式整流器33變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓，供控制電路及UV燈用。該直流電壓通到定時器34上，使驅(qū)動器電流源35的循環(huán)定時，從而使消毒UV燈10的電流穩(wěn)定并受到控制。該定時器還使驅(qū)動電路36定時，以控制送至驅(qū)動變壓器19的交流電流，供旋渦產(chǎn)生踏板或轉(zhuǎn)子17用。監(jiān)視電路37監(jiān)視供應UV燈的驅(qū)動電流和供應旋渦驅(qū)動變壓器19的電壓，并經(jīng)指示器燈3(可以是一個發(fā)光二極管)指示工作是否正常。監(jiān)視電路37可由電流和電壓比較器組成，該比較器是可由市場上構(gòu)得的普通電子器件。萬一清洗和消毒電路二者之一失效或關閉，通過檢測到不正?；蛘唠娐返碾娏骰螂妷簽榱?，這時指示燈將不亮，使用者將目視出清洗消毒循環(huán)已終止，或單元工作不正常。
現(xiàn)在解釋清洗消毒系統(tǒng)操作的電子控制。使用人首先將隱形眼鏡置于眼鏡盒子14的鏡盒部分14a和14b內(nèi)(不必事先清洗或以肥皂擦拭)，并將隱形眼鏡盒子裝在底座部分2的清洗和消毒室15和16之內(nèi)。將鹽水溶液注入室內(nèi)至指定的注入線上，例如對本單元大小約20毫升已足夠。接著將上方外殼部分1裝在基座部分2上，其接觸插針22則插入開口13之內(nèi)，從而與UV燈接觸點12成電接觸。必須將上方外殼部分置于基座部分上才能使UV燈達到電接觸這一點為系統(tǒng)提供了開關內(nèi)鎖安全特性。此情況在圖7中以開關22和接觸點12表示。
當電源線插頭5插入電源供應插座4后，直流電源即供應至計時器電路34，其把UV燈驅(qū)動電路35打開并同時將旋渦驅(qū)動電路36打開。指示燈3亦被打開發(fā)亮。清洗及消毒電路開始共同工作一特定的清洗消毒循環(huán)過程，例如30分鐘。計時器于是暫停，并將UV燈電流源35和旋渦驅(qū)動電路36同時關閉，或以一選擇的時間順序關閉。當清洗及消毒電路關閉后，指示燈關閉。
消毒燈為上方外殼的一部分，上方外殼必須插入下方基座后才能開始清洗消毒循環(huán)。燈一旦連接，且電源已供應，計時器即被觸發(fā)，于是開啟系統(tǒng)作20-30分鐘的清洗消毒循環(huán)。在循環(huán)完成后，計時器使系統(tǒng)組件關閉，并保持為待命狀態(tài)，直到上方外殼已移除或不再插入電源為止。
UV燈為一般殺菌組件，可在市上購得。這種燈在制藥工業(yè)界已使用很久，人們早已知道這種燈是殺滅細菌、病原體、霉原胞子及其他微生物的消毒佳品。標準殺菌UV燈多為一水銀蒸氣燈(即G4S11單元)，其產(chǎn)生短波長光，最高在大約253.7毫微米，該波長被發(fā)現(xiàn)可最有效殺滅微生物。UV輻射的時間及強度決定了消毒的效益。高強度輻射以短時間或者低強度輻射以長時間均能殺滅細菌。UV燈能量量度是以每平方厘米微瓦(μW/cm2)計。最壞情形為真菌類，需要400，000μW/cm2·秒才能殺滅。以標準強度的燈欲得此標準的能量，必須長時間曝露。例如，標準UV燈的平均能量在一吋距離時為1000μW/cm2，暴露時間對真菌類應為400秒，等于6.6分鐘。完全清洗及消毒隱形眼鏡，發(fā)現(xiàn)20-30分鐘時間消毒暴露循環(huán)已足夠。
下方清洗室16的設計應能使UV光至鏡片盒子中的隱形眼鏡之反射為最小。下方室內(nèi)的旋渦動作及水壓力將沉積物及旋渦動作除去的微生物驅(qū)至上方消毒室15，在該處由UV光在近距離消毒。清洗溶液在上方室內(nèi)被消毒后由旋渦動作帶回下方室內(nèi)，供在20-30分鐘清洗消毒循環(huán)中，進一步清洗及沖洗隱形眼鏡。圖8說明在清洗循環(huán)中各步驟的總體情況。
磁性踏板17可以大約50-120周/秒的振動速度被驅(qū)動，以產(chǎn)生適當?shù)男郎u作較低聲波擾動清洗。這種較低聲波作業(yè)在超聲波方法中最為有利，其可用氣穴作用溶解沉淀而并非將沉積物由鏡片表面擦去，故沉積可在遠離隱形眼鏡處除去及進行UV消毒。比較起來，本發(fā)明的較低聲波旋渦清洗及沖洗可產(chǎn)生極佳的鏡片表面清洗效果，而不會在溶液中產(chǎn)生任何熱或氣穴作用，并可沉淀移至上方室內(nèi)進行UV消毒。旋渦踏板設計成以穩(wěn)定波幅的振動來攪拌溶液。踏板以彈簧系在容器壁上以防止其漂動(與本技術中使用的磁攪拌有別)。踏板的驅(qū)動變壓器設在小室外的底壁下，可以是一般形式的帶有一開放核心的音頻變壓器。
本發(fā)明系統(tǒng)綜合了有效的清洗及消毒功能，避免了一般隱形眼鏡清洗消毒方法的昂貴、不便、消耗時間、鏡片材料退化、以及使眼睛受刺激及感染的危險。簡單的單一設計、短時間清洗周期及安全特性(如低電壓電源供應及UV燈的內(nèi)鎖開關)，使本系統(tǒng)能方便而安全地使用，更便于旅行中攜帶。并且，不需外部干預或事先人工擦拭或清洗。此系統(tǒng)可以清洗和消毒任何形式的隱形眼鏡(硬式，軟式等)，能在單一的簡短的清洗消毒循環(huán)中有效地完成清洗和消毒，而僅需預備少量的鹽水溶液。
盡管本發(fā)明是以較佳實施例予以說明，但仍可作許多修改而不脫離本發(fā)明的原則。因此，該較佳實施例及所有修正均應包含在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，設有一密封外殼(1，2)，外殼中有一小室(15，16)，以容納少量液體；一紫外線(UV)輻射源(10)，裝在小室的上方部分；其特征在于該系統(tǒng)還包括-隱形眼鏡盒子(14)，其具有鏡盒部分(14a，14b)，以盛裝各片隱形眼鏡，使之浸于所述小室內(nèi)的液體中；-擾動機構(gòu)(17，19，20a)，以在所述液體中引起擾動，從而以足夠的力量將隱形眼鏡上沉積的塵埃、霧膜及其他沉積物清除到液體中；以及-電子控制單元(21)，用以操作所述紫外輻射源，以消毒眼鏡上由擾動機構(gòu)清除到液體中的塵埃、霧膜及其他沉積物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述小室有一下方清洗部分(16)及上方消毒部分(15);所述隱形眼鏡盒子有一對下部的鏡盒部分(14a，14b)，裝在一個上方框架(14c，14d，14e)上;該框架裝在外殼中，以懸吊所述鏡盒部分于小室下方的清洗部分中，且該框架插在UV源與鏡盒部分之間，以阻止UV光直接輻射隱形眼鏡，因此可防止UV使隱形眼鏡聚合材料退化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述擾動機構(gòu)包括一踏板(20a)，其中具有磁元件(17)，位于朝向小室底壁的中央部位，在位于底壁下部的一個磁通發(fā)生器(19)驅(qū)動下使所述踏板以穩(wěn)定的振動周期振動，從而產(chǎn)生一旋渦在鏡盒部分及其四周旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述磁通發(fā)生器的操作可使踏板以每秒50-120次振動周期振動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制單元包括第一驅(qū)動電路，供UV源之用;第二驅(qū)動電路，供擾動機構(gòu)用;以及一定時器電路，以在循環(huán)時按預定時間操縱第一及第二驅(qū)動電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制單元還包括一監(jiān)視電路，以監(jiān)視第一和第二驅(qū)動電路循環(huán)周期的工作;以及一指示燈，與該監(jiān)視電路連接，以提供對所述UV源及擾動機構(gòu)在循環(huán)周期是否正常工作的目視顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述外殼有一可取下的上方外殼部分(1)，以安裝紫外線(UV)輻射源(10);以及一下方基座部分(2)，內(nèi)含所述電子控制電路(21)，及一個接觸元件(22)，以供應電源至UV源，該下方基座部分上的接觸元件配置成當上方外殼部分裝到下方基座部分上時與輻射源的接觸元件構(gòu)成電接觸，以啟動清洗消毒循環(huán)過程，因而可避免UV源的意外操作及輻射。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述小室中所用的液體僅為鹽水溶液，其中不含任何化學刺激物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制電路控制消毒UV源及清洗擾動機構(gòu)，使之在20-30分鐘內(nèi)作清洗消毒循環(huán)，無需使隱形眼鏡加熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱形眼鏡的清洗與消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述UV源為一殺菌UV燈，其產(chǎn)生的UV最大峰值波長約為253.7毫微米。
全文摘要
一種隱形眼鏡清洗與消毒系統(tǒng)，其上外殼部分含紫外線燈；下基座部分含充滿鹽水的清洗消毒室；擾動機構(gòu)在水中引起擾動；電控單元在清洗消毒周期內(nèi)控制紫外線燈及擾動機構(gòu)。隱形眼鏡盒有一對盛眼鏡的下方鏡盒部分及可遮住紫外線的上方支架。擾動機構(gòu)有一磁踏板系在一彈簧末端。踏板由磁通發(fā)生器驅(qū)動，在水中產(chǎn)生旋渦，帶走鏡片上的沉積物，沉積物在支架以上被紫外線消毒。該系統(tǒng)不用擦洗和加熱鏡片，也不用清潔劑，防腐劑和化學藥品。
文檔編號G02C13/00GK1070051SQ92105960
公開日1993年3月17日 申請日期1992年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月19日
發(fā)明者S·博羅夫斯基 申請人:美國視力有限公司