СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДШЕСТВЕННИКА ЛИНЗЫ
COMPOUND FOR MOULDING LENS PRECURSOR

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка истребует приоритет, заявленный в предварительной заявке на патент США №12/722820, поданной 12 марта 2010 года, содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение описывает устройство, относящееся к изготовлению офтальмологических устройств, и, более конкретно, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, это устройство для газофазной обработки одного или более: предшественника линзы, который может использоваться для изготовления индивидуальной офтальмологической линзы, формы предшественника линзы и офтальмологической линзы.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Офтальмологические линзы часто изготавливают способом литьевого формования, в котором мономерный материал помещается в полость, образованную оптическими поверхностями противоположных частей формы для литья. Составные формы для изготовления изделий из гидрогеля, таких как офтальмологические линзы, могут включать, например, первую часть формы с выпуклой поверхностью, соответствующей задней поверхности офтальмологической линзы, и вторую часть формы с вогнутой поверхностью, соответствующей передней поверхности офтальмологической линзы. Для получения линз при помощи таких частей формы неполимеризованная смесь для изготовления гидрогелевой линзы помещается между одноразовой пластиковой частью формы, соответствующей передней поверхности линзы, и одноразовой пластиковой частью формы, соответствующей задней поверхности линзы.
Части формы для литья, соответствующие передней и задней поверхности линзы, обычно формируют путем литья под давлением, когда расплав пластика помещается в оснастку из высокообработанной стали с по меньшей мере одной поверхностью с оптическим качеством.
Части формы для литья, соответствующие передней и задней поверхности линзы, складывают вместе для получения формы, которая соответствует желаемым параметрам линзы. Затем смесь для изготовления линзы полимеризуется, например, за счет воздействия тепла и света, тем самым формируя линзу. После полимеризации части формы для литья отделяются друг от друга, и линза извлекается из этих частей формы.
Литьевое формование офтальмологических линз особенно эффективно для крупносерийного изготовления линз с ограниченным количеством размеров и увеличений. Однако сущность процесса литья под давлением и оборудования делает затруднительным изготовление индивидуальных линз, специфичных для глаз конкретного пациента или для конкретного применения. Следовательно, были изучены другие методы, такие как: обработка на токарном станке заготовки линзы и метод стереолитографии. Однако обработка на токарном станке требует использования высокомодульного материала для изготовления линз, занимает много времени и ограничивается объемом доступной поверхности, а стереолитография не позволяет создавать линзы, которые были бы пригодны для ношения человеком.
В предыдущих описаниях были приведены способы и устройства для изготовления индивидуальных линз путем использования методов воксельной литографии. Важным аспектом этих методов является то, что линза изготавливается новым способом, при котором одна из двух поверхностей линзы создается в виде произвольной формы без литьевого формования, токарной или другой инструментальной обработки. Поверхность произвольной формы и основа могут включать свободнотекучую подвижную среду, включающуюся в поверхность произвольной формы. Эта комбинация приводит к получению устройства, которое иногда называют предшественником линзы. В соответствии с настоящим изобретением, предшественник линзы включает поверхность произвольной формы и подвижную среду, которая воздействует на него на отдельных технологических стадиях процесса перед воздействием отверждающего излучения и гидратационной обработкой, которые обычно используются для преобразования предшественника линзы в офтальмологическую линзу.
Поэтому предпочтительно использовать совместимость поверхности с произвольной формой со средой в связи с тем, что обработка предшественника линзы дополнительно может включать обработку химическими соединениями в газовой фазе, окружающей поверхность предшественника линзы. Дополнительные методы могут заключаться в аналогичных методах обработки поверхности произвольной формы офтальмологической линзы после применения метода отверждения предшественника линзы.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способам обработки предшественников офтальмологических линз в газовой фазе, где, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, обработанные предшественники линз могут впоследствии использоваться для получения офтальмологических линз. В целом, в соответствии с настоящим изобретением, предшественник линзы изготавливается путем полимеризации и либо последовательно, либо одновременно с этим находится в устройстве, которое позволяет регулировать газовый состав области, в которой обрабатывается заготовка линзы. Различные варианты осуществления настоящего изобретения регулируют газовую среду, окружающую предшественник линзы, в газовой фазе с различным составом, где по меньшей мере один компонент воздействует на физические свойства предшественника линзы или линзы, которая образуется из этого предшественника.
Дополнительные методы включают обработку в газовой фазе линзы, расположенной на оправке или формирующей поверхности с оптическими качествами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 изображает заготовку линзы внутри газовой камеры.
Фиг. 2 изображает дополнительные показательные производственные области, облегчающие контроль над процессом обработки предшественников линз и линз в газовой фазе.
Фиг. 3 изображает устройство с газовой камерой и регулировочными клапанами.
Фиг. 4 изображает газовую камеру и блок управления.
Фиг. 5 изображает газовую камеру с устройством для регулирования температуры.
Фиг. 6 изображает газовую камеру с источником излучения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение представляет собой устройство и способы обработки одной или обеих линз и предшественников линз в газовой фазе. В следующих разделах приведено подробное описание вариантов реализации настоящего изобретения. Приведенные описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления, несмотря на детальность, представляют собой лишь примеры возможных вариантов осуществления, и подразумевается, что для специалиста в данной области будет очевидна возможность вариаций, модификаций и изменений.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В приведенном ниже описании и пунктах формулы настоящего изобретения используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.
Используемый в настоящей заявке термин "Актиничное излучение" относится к излучению, которое способно инициировать протекание химической реакции, такой как, например, полимеризация реакционной смеси.
Используемый в настоящей заявке термин «изогнутый» означает линию или изгиб, подобный согнутому луку.
Упомянутый в настоящей заявке "Закон Бэра", иногда называемый "Законом Ламберта-Бэра", гласит, что: I(х)/I0=ехр(-αсх), где I(х) обозначает интенсивность как функцию расстояния х от облученной поверхности, I0 обозначает интенсивность падающего на поверхность излучения, α обозначает коэффициент поглощения поглощающего компонента и с обозначает концентрацию поглощающего компонента.
Используемый в настоящей заявке термин "Коллиматор" означает предел угла конусности излучения, такого как световое излучение, исходящее на выходе из аппарата, на входе в который оно поглощается; в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения угол конусности может быть ограничен, поскольку исходящие лучи света параллельны. Таким образом, «коллиматор» представляет собой устройство, выполняющее эту функцию, а «коллимированный» описывает его воздействие на излучение.
Используемый в настоящей заявке термин «ЦМУ» (цифровое микрозеркальное устройство) относится к бистабильному пространственному модулятору света, состоящему из массива подвижных микрозеркал, функционально сопряженных с и установленных на чип КМОП-памяти. Каждое зеркало управляется независимо путем загрузки данных в ячейку памяти непосредственно под данным зеркалом для направления отраженного света, позволяя отображать пиксел видеоданных на пиксел экрана. Загружаемые данные электростатически управляют углом наклона зеркала, которое может находиться в двух состояниях: под углом +Х градусов (вкл.) и под углом -X градусов (выкл.). Для доступных в настоящий момент устройств номинальная величина X может составлять 10 или 12 градусов. Отраженный находящимися во «включенном» состоянии зеркалами свет проходит через проектирующую линзу и направляется на экран. Находящиеся в «выключенном» состоянии зеркала отражают свет так, чтобы создать темное поле, тем самым задавая фоновый уровень черного для изображения. Сами изображения создаются модуляцией уровня серого путем быстрого переключения зеркал между двумя состояниями с частотой, достаточной для усредненного восприятия наблюдателем. Описанное ЦМУ иногда представляет собой цифровую проекционную систему DLP (Digital Light Processing).
Используемый в настоящей заявке термин «ЦМУ-скрипт» относится к протоколу управления пространственным модулятором света, а также к управляющим сигналам для любого компонента системы, например источника света или барабана с фильтрами, каждый из которых может состоять из упорядоченной по времени последовательность команд. Использование сокращения ЦМУ не предполагает ограничение использования данного термина для обозначения конкретного типа или размера пространственного модулятора света.
Используемый в настоящей заявке термин "Отверждающее излучение" относится к актиничному излучению, достаточному для одного или более процесса из: полимеризации и сшивания практически всей реакционной смеси, содержащей предшественник линзы или линзу.
"Используемый в настоящей заявке термин "Текучая линзообразующая реакционная смесь" означает текучую в своей нативной форме реакционную смесь, которая способна полностью или частично вступать в реакцию, и при дальнейшей обработке часть или вся реакционная среда может быть преобразована в часть офтальмологической линзы.
Используемый в настоящей заявке термин "Произвольная форма" или "произвольной формы" относится к поверхности, которая образуется вследствие сшивания реакционной смеси и не формируется при помощи формового литья, обработки на токарном станке или лазерной абляции.
Используемый в настоящей заявке термин «точка гелеобразования» означает точку, при которой впервые наблюдается появление геля или нерастворимой фракции. Точка гелеобразования является степенью конверсии, при которой жидкая полимеризационная смесь станет твердой.
Используемый в настоящей заявке термин «линза» означает любое офтальмологическое устройство, расположенное в глазу или на глазу. Подобные изделия могут использоваться для оптической коррекции или применяться в качестве косметического средства. Например, термин "линза" может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или иному устройству подобного назначения, служащему для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. В некоторых осуществлениях предпочтительные линзы, составляющие предмет изобретения, представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, в том числе, в частности, силиконгидрогелей и фторгидрогелей.
Используемый в настоящей заявке термин «предшественник линзы» означает составной объект, состоящий из формы предшественника линзы и текучей линзообразующей реакционной смеси, находящейся в контакте с формой предшественника линзы. Например, в ряде вариантов осуществления текучая линзообразующая реакционная среда формируется в процессе изготовления формы предшественника линзы в объеме реакционной смеси. Отделение формы предшественника линзы и находящейся в непосредственном контакте с ней текучей линзообразующей реакционной среды от остального объема реакционной смеси, использовавшейся для изготовления формы предшественника линзы, позволяет получить предшественник линзы. Кроме того, предшественник линзы может быть преобразован в другое изделие либо удалением значительного количества текучей линзообразующей реакционной среды, либо конверсией значительного количества текучей линзообразующей реакционной среды в нетекучий смешанный материал.
Используемый в настоящей заявке термин "Форма предшественника линзы" означает нетекучий объект с по меньшей мере одной поверхностью с оптическими качествами, которая остается плотной как при введении в область, так и при дальнейшей обработке для превращения в офтальмологическую линзу.
Используемый в настоящей заявке термин "Линзообразующая смесь" или "РСМ" (реакционная смесь мономера) относится к мономерному или преполимерному веществу, которое должно быть сшито для изготовления офтальмологической линзы. Различные осуществления могут включать линзообразующие смеси с одной или несколькими добавками, такими как: УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы и другие добавки, которые могут понадобиться в составе офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.
Используемый в настоящей заявке термин «форма для литья» означает жесткий или полужесткий объект, который может использоваться для формования линз из неполимеризованных составов. Некоторые предпочтительные формы состоят из двух частей - передней криволинейной поверхности и задней криволинейной поверхности формы для литья.
Используемый в настоящей заявке термин «поглощающий излучение компонент» означает поглощающий излучение компонент, который может быть введен в состав реакционной смеси мономера и который поглощает излучение в определенном диапазоне спектра.
Реакционная смесь (также иногда называемая в данной заявке как: линзообразующая смесь или реакционная смесь мономера, имеет то же значение, что и "линзообразующая смесь").
Используемый в настоящей заявке термин «отделение от формы для литья» означает, что линза либо полностью извлечена из использовавшейся формы для литья, либо слабо связана с ней и может быть извлечена при умеренном встряхивании или с помощью тампона.
Используемый в настоящей заявке термин «стереолитографический предшественник линзы» означает предшественник линзы, форма которого была образована с использованием стереолитографии.
Используемый в настоящей заявке термин «носитель» означает физический объект, на который помещаются или на котором формируются другие объекты.
Используемый в настоящей заявке термин "Промежуточная линзообразующая смесь" означает реакционную смесь, которая остается на форме предшественника линзы, неполностью полимеризуется и может оставаться в текучей или нетекучей форме. Промежуточная линзообразующая смесь большей частью удаляется при помощи одной или более стадии: очистки, сольватирования и гидратации перед тем, как она включится в офтальмологическую линзу. Таким образом, для ясности сочетание формы предшественника линзы и промежуточной линзообразующей смеси не будет считаться предшественником линзы.
"Воксел", используемый в данной заявке как "Воксел" или "Воксел актиничного излучения", является элементом объема, обозначающим объем на регулярной сетке в трехмерном пространстве. Воксел может рассматриваться как трехмерный пиксел, однако если пиксел представляет элемент двумерного изображения, воксел имеет и третье измерение. Кроме того, хотя вокселы часто используются для визуализации и анализа медицинских и научных данных, в настоящем изобретении воксел применяется для задания границ дозы актиничного излучения, попадающего в некоторый объем реакционной смеси и тем самым контролирующего скорость поперечной сшивки или полимеризации в конкретном элементе объема реакционной смеси. В качестве примера в рамках настоящего изобретения вокселы считаются расположенными в один слой, прилегающими к двумерной поверхности формы для литья, при этом используемое актиничное излучение может быть направлено по нормали к данной двумерной поверхности и вдоль общей для всех вокселов оси. В качестве примера обрабатываемый объем реакционной смеси может быть сшит или полимеризован в соответствии с разбиением на матрицу из 768×768 вокселов.
Используемый в настоящей заявке термин «воксельный предшественник линзы» означает предшественник линзы, форма которого была создана с использованием литографии с разбиением рабочего пространства на воксели (растровая литография).
Используемый в настоящей заявке термин «Xgel» означает степень химического превращения сшиваемой реакционной смеси, при которой доля геля в смеси становится равной больше нуля.
Используемый в настоящей заявке термин "Оправка" включает изделие с формой поверхности, которая позволяет удерживать офтальмологическую линзу.
Способы
Изобретенный способ в данной заявке содержит сведения об обработке одной или обеих офтальмологических линз и предшественников офтальмологических линз газовой фазой. В целом, один или оба предшественника офтальмологических линз и офтальмологических линз формируются при использовании литографии с разбиением рабочего пространства на воксели.
Со ссылкой на Фиг. 1 изображена характерная форма предшественника линзы 100. Форма предшественника линзы 140 с первой и второй большей частью дугообразной поверхностью и первой большей частью дугообразной поверхностью 150 определяется поверхностью оправки 145, на которой было сформировано основание. Вторая большей частью дугообразная поверхность 130 формируется при использовании литографии с разбиением рабочего пространства на воксели. Форма предшественника линзы 140 может состоять из полимеров, сформированных как полимеры, преодолевшие свою точку гелеобразования, когда форма линзы еще не подверглась воздействию отверждающего излучения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения точка гелеобразования может быть определена при помощи аппарата Сокслета. Реакция полимера может быть остановлена на различных моментах времени, и полученный полимер анализируется для определения весовой концентрации остаточного нерастворимого полимера. Полученные данные могут быть экстраполированы на момент времени, где гель отсутствует. Эта точка и является точкой гелеобразования.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения точка гелеобразования также может быть определена путем анализирования вязкости реакционной смеси в течение реакции. Вязкость может быть измерена, например, при помощи реометра с плоскопараллельным зазором, между пластинами которого помещена реакционная смесь. По меньшей мере одна пластина реометра должна быть прозрачной для излучения с длиной волны, используемой для инициации полимеризации. Точка, в которой измеряемая вязкость стремится к бесконечности, и является точкой гелеобразования. Точка гелеобразования может наступать при той же степени конверсии данной полимерной системы, что и в определенных условиях реакции.
Следуя Фиг. 1, этот тип предшественника линзы 100 включает внутреннюю границу 130 между формой 140, где точка гелеобразования была достигнута, и текучей средой 110, где точка гелеобразования не была преодолена.
Обработка формы предшественника линзы 140 и текучей среды 110 может образовать поверхность с оптическими качествами 120. Обработка может включать, например, воздействие на форму предшественника линзы 140 актинического излучения. Множество полимерных систем может быть использовано для формирования объекта 100 при использовании литографии с разбиением рабочего пространства на воксели, и все более очевидно, что другие способы могут описывать предшественник линзы 100, который включает форму предшественника линзы 140, на которой находится текучая среда 110.
Как было описано выше, предшественник 100 является комбинацией различных областей 110, 120, 130, 140. Каждая из этих областей 110, 120, 130, 140 может включать комбинацию различных химических составляющих. Например, каждая область может содержать одно или более: полимерное вещество, мультимерное вещество, мономер, растворитель и несколько упомянутых растворенных химических веществ.
Предшественник линзы 100 не был подвергнут воздействию отверждающего излучения, поэтому в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения был достигнут значительный уровень взаимодиффузии различных веществ. Некоторые различные вещества достигли поверхности 120, на которой, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, они вступили в физический контакт с газовой фазой 170 за пределами пограничной поверхности 120.
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для регулирования взаимодействий между газовой фазой 170 и поверхностью предшественника линзы 120.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения газовая фаза 170, находящаяся в непосредственной близости к поверхности предшественника 120, регулируется при помощи оболочки 160 вокруг предшественника линзы 100. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут также включать подложку 145, поддерживающую предшественник линзы.
Снова обращаясь к Фиг. 2, можно увидеть предшественник линзы 201, изготовленный с использованием литографической обработки с разбиением рабочего пространства на воксели. Предшественник линзы 201 расположен на дугообразной поверхности для формирования оптической поверхности линзы 212. Объем реакционной смеси мономера, в которой был сформирован предшественник, был слит из оболочки.
После слива область, находящаяся в непосредственной близости к предшественнику линзы, включала газовую фазу 203. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения газовая фаза 203 заключена в стенки 207, 208, находящиеся в устройстве для обработки линз 200. Поток 204-206 флюида или газа в газовой фазе 203 может быть использован для придания нужных свойств газовой фазе. Устройство может иметь сопряженные контактирующие приспособления, включающие впускное отверстие 209 и выпускное отверстие 210, которые позволяют производить внешнюю регулировку области для обеспечения потока газа, или, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устанавливать статичные условия в газовой фазе, или, в другом случае, частично или практически полностью удалять газовую фазу 203.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения механические зажимы позволяют удалять газовую фазу. В некоторых конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения трубка 211 или любое другое устройство, обеспечивающее обмен флюида между внутренней поверхностью камеры и внешней поверхностью камеры, могут быть определены как выходное отверстие для ее выведения. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения различные режимы потока 204-206 могут быть установлены за счет использования выводных трубок 211, где трубки 211 могут быть расположены различным образом и в различных частях устройства, и существенным образом позволяют удалить некоторую часть или всю газовую фазу 203 из области, находящейся в непосредственной близости к предшественнику линзы 201, и определенным образом удалить некоторую часть или всю газовую фазу 203 из газовой среды, находящейся в непосредственной близости к поверхности 202, которая подвергается воздействию газовой фазы 203.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения положение трубки 211 или положение другого устройства, обеспечивающего обмен флюида, позволяет потоку газовой фазы 203 проходить в непосредственной близости от поверхности линзы 202. Другие варианты осуществления настоящего изобретения имеют в своем составе предшественник линзы 201 с верхушкой, как правило, ортогональной к направлению гравитационной силы, и трубкой с отверстием для выведения одного или их обоих: газа и флюида ниже плоскости верхушки таким образом, что по отдельности или вместе газ и флюид опускаются ниже предшественника линзы.
Множество контролирующих устройств позволяет регулировать взаимодействия в области газовой фазы с линзой или предшественником линзы 201. Эти устройства могут включать, в виде неограничивающего примера, один или более объект: фасонную трубу 211, газовый нагнетатель, газораспределительную трубку, клапаны, регулятор массового расхода, регулятор давления, вакуумные системы, газосмесительные системы и другие подобные не изображенные устройства.
Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения обработка предшественника линзы 201 может включать введение и выведение потока газа в область, ограниченную защитными оболочками 207, 208, при помощи впускного 209 и выпускного отверстия 210. Некоторые конкретные варианты осуществления настоящего изобретения могут включать поток инертного газа, включающий один или более газ: аргон или азот. Поток газа может регулироваться, например, регулятором массового расхода, для регулирования удельного количества газа, входящего в состав газовой фазы 203, пропускаемого над предшественником линзы 201. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, включающих использование потока инертного газа 204-206, могут применяться для упрощения ограничения воздействия на предшественник линзы 201 определенных газов, которые так или иначе присутствуют в обычной окружающей среде. В других вариантах осуществления настоящего изобретения поток инертного газа 204-206 позволяет высушивать предшественник линзы 201 от компонентов, которые оказывают значительное давление паров, и удалять газ из предшественника линзы 201, который находится в подобной среде. В качестве неограничивающего примера, растворитель, присутствующий в реакционной среде мономера, используемый для изготовления предшественника линзы 201, может быть удален из предшественника линзы 201 в газовой фазе 203 и выведен через выходное отверстие 210.
Тем не менее, в других вариантах осуществления настоящего изобретения поток инертной среды может использоваться для высушивания или удаления путем дегазирования веществ, присутствующих в среде, окружающей предшественник линзы 201, в отличие от одной или более формы линзы и текучей линзообразующей реакционной смеси. Специалисту в данной области должно быть понятно, что многие параметры обработки могут быть достигнуты пропусканием инертного газа через устройство, способное изолировать предшественник линзы от окружающей среды.
Другие варианты осуществления настоящего изобретения могут включать введение флюида через входное отверстие 204, где жидкость взаимодействует с газовой фазой 203 и тем самым изменяет характеристики этой газовой фазы 203, которая может использоваться для обработки поверхности 202 предшественника линзы 201.
Дополнительные и родственные варианты осуществления настоящего изобретения включают оправку 212, поддерживающую изделие, которое уже подверглось воздействию отверждающего излучения и поэтому содержит линзу, а не предшественник линзы 201. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения линза, изготовленная при помощи упомянутой воксельной литографии из предшественника линзы 201, который был подвергнут воздействию отверждающего излучения, при добавлении текучей линзообразующей реакционной смеси на поверхность линзы затем преобразуется в предшественник линзы 201. Кроме того, область, в которой происходит обработка предшественника линзы 201, может включать вариант осуществления настоящего изобретения, где предшественник линзы 201 обрабатывается при помощи инертной газовой фазы 203. Специалистам в данной области будет очевидно, что широкий спектр схожих вариантов осуществления настоящего изобретения может происходить из множества видов обработки предшественников линз 201, включая, без ограничений, предшественники линз 201, где формы линзы изготавливаются при помощи метода стереолитографии, токарной обработки или метода формового литья.
Снова обращаясь к Фиг. 3, в некоторых альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения аппарат 300, предназначенный для обработки одних или более: предшественников линз, форм предшественников линз и линз, включает клапаны 311, 312, подсоединенные к входному отверстию 310 и выходному отверстию 320. В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения клапан входного отверстия 310 и клапан выходного отверстия 320 может быть закрыт для эффективной изоляции от окружающей среды камеры, где камера содержит предшественник линзы 315, изготовленный при помощи вокселей путем воксельной полимеризации, оправки 313 или другой подложки.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство поддерживает статичную внутреннюю область или газовую фазу 314 над предшественником линзы 315. Специалистам в данной области должно быть очевидно, что, как и в других регулируемых изменяющихся газовых областях, такая изоляция позволяет ограничить количество определенных соединений, присутствующих в газовой среде, которая содержит только те газы, которые должно поставлять устройство в изолированном состоянии.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения, состоящего в аналогичной обработке предшественника линзы 315, внутренняя область изолируется при помощи устройства, поддерживающего статичную газовую фазу над предшественником линзы 315. В таких видах вариантов осуществления настоящего изобретения предшественник линзы 315 может содержать соединения, которые испаряются и дегазируются из предшественника линзы 315 в статичную газовую фазу. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения это вещество может самостоятельно присутствовать в текучей линзообразующей реакционной смеси и может диффундировать через верхнюю поверхность 120 в газовую фазу. Легкоиспаряющиеся соединения могут изначально обнаруживаться в форме линзы и диффундировать в текучую линзообразующую реакционную смесь. В некоторых случаях в процессе дегазирования в газофазную среду 314 могут добавляться компоненты, которые могут повысить свое парциальное давление и после этого поддерживать свою равновесную концентрацию над поверхностью предшественника линзы 315. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения дегазирование может не достигнуть равновесного состояния и через некоторое время может повысить парциальное давление компонентов в газовой фазе.
В вариантах осуществления настоящего изобретения статичная газовая фаза 311 над предшественником линзы 315 может обогащаться химическими веществами, которые образуют побочные продукты химических реакций, которые происходят на частях предшественника линзы 315. В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения реакции этого типа, способные образовывать побочные продукты, могут активироваться за счет воздействия на предшественник линзы 315, когда он находится в газофазной среде устройства для обработки линз 300. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящего изобретения этот тип процессов, активирующихся за счет воздействия извне, может быть активирован, например, одной или более термической обработкой предшественника линзы 315, обработкой излучением, отличным от обычного света.
Варианты осуществления настоящего изобретения могут также включать жидкость или газ, которые вводятся в камеру через регулируемые клапаны 311, 312. Различные варианты осуществления настоящего изобретения могут включать введение инертного газа, в то время как другие варианты осуществления настоящего изобретения включают введение газа, в состав которого входит катализатор реакции на поверхности или внутри предшественника линзы 315. В некоторых конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения мономер может вводиться при помощи клапана, и этот мономер может быть аналогичен мономеру, используемому в форме предшественника линзы 315, или может быть другим мономером, который может подвергаться контролируемой полимеризации, такой как, например, воксельная полимеризация с использованием вокселов, для улучшения предшественника линзы 315.
Снова обращаясь к Фиг. 4, в других вариантах осуществления настоящего изобретения статичная газофазная обработка может проводиться в том случае, когда изолированная среда включает в себя текучую фазу химических веществ. Компонент 409 текучей фазы может включать, например, мономерную форму из реакционной смеси мономера или, в другом случае, растворитель, присутствующий в реакционной смеси мономера. Различные варианты осуществления настоящего изобретения могут образовываться за счет включения в область компонента текучей фазы 409, в то время как газовая фаза 413 является изолированной и заполняется газообразными формами молекул, входящих в состав текучей фазы 409.
Варианты осуществления настоящего изобретения могут включать реакционное устройство 400 с впускным клапаном 410, вводящим газ 412 через выпуск 411 в компоненты текучей фазы 409. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения (как показано на фигуре) выпуск 411 обеспечивает обмен флюидом между областью вне камеры 415 и областью внутри камеры. Кроме того, может быть выгодным расположение слива относительно одного или более: предшественника линзы 401, формы предшественника линзы и линзы. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения (как показано на фигуре) выпуск 411 может быть расположен на точке выше верхушки предшественника линзы 401. Другие варианты осуществления настоящего изобретения могут включать впуск 411А, который находится выше верхушки предшественника линзы 401.
При пропускании газа 412 над текучей фазой, газировании или ином взаимодействии с компонентами текучей фазы 409 газ может экстрагировать газообразные формы молекул компонентов текучей фазы 409 и помещать эти молекулы в газофазную среду 413 в непосредственной близости от предшественника линзы 401. Переменные параметры, которые могут оказывать влияние на варианты осуществления настоящего изобретения, могут включать один или более показатель: переменную скорость расхода газа, различные виды газа, температуру газа, комбинации газа, способ введения газа.
В различных вариантах осуществления настоящего изобретения химические соединения газовой фазы могут взаимодействовать по отдельности или одновременно с предшественником линзы и формой предшественника линзы. Подробная информация о таких взаимодействиях сама по себе позволяет создавать различные варианты осуществления настоящего изобретения.
В первом примере компоненты газовой фазы способны или только к физической абсорбции, или к только к химической абсорбции, или к обеим на поверхности предшественника линзы 401. Компонент абсорбируется или иначе взаимодействует с поверхностью предшественника линзы; он может вступать в реакцию с поверхностью и приводить к образованию химически-модифицированных областей на этой поверхности.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поглощающее вещество изначально не вступает в реакции, но зачастую может диффундировать в текучую линзообразующую реакционную смесь, а также, возможно, и в форму линзы. Когда этот компонент газовой фазы поглощается и диффундирует в основную массу смеси, может понадобиться последующая обработка для изменения характеристик предшественника линзы или формы линзы, которые поглотили компонент газовой фазы.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения состав газовой фазы 409 включает реакционноспособный мономер, который взаимодействует с поверхностью предшественника линзы 401 или линзы. Дальнейшая обработка при помощи отверждающего излучения полимеризует реакционноспособный мономер, присутствующий на поверхности формы линзы, предшественника линзы 401 или линзы, и приводит к изменениям физических и химических свойств линзы, предшественника линзы 401 или формы линзы. Может быть использовано большое разнообразие химических соединений, что позволяет создать большое разнообразие вариантов осуществления в рамках настоящего изобретения.
Еще одним способом в данной области техники является обработка предшественника линзы 401 веществом, которое абсорбируется или химически абсорбируется для модификации этого предшественника линзы 401 на основании того, что химическое соединение или химическая смесь, при помощи которой осуществляется обработка предшественника линзы 401 в газовой фазе, уже является компонентом предшественника линзы 401. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения компонент газовой фазы может включать мономер, который уже присутствовал в реакционной смеси, такой как реакционная смесь мономера Этафилкона А. Этафилкон А может применяться при изготовлении предшественника линзы 401 с использованием литографической обработки с разбиением рабочего пространства на воксели. Включение мономера Этафилкона А в предшественник линзы 401 может привести к различному содержанию этого мономера при различных положениях предшественника линзы 401.
В иных случаях могут быть получены другие результаты вариантов осуществления настоящего изобретения, если химические соединения газовой фазы являются новыми химическими соединениями для предшественника линзы 401, которые воздействуют на предшественник линзы 401. Новые химические соединения могут взаимодействовать напрямую, выступать в качестве катализатора или иным образом облегчать изменение свойств различных частей предшественника линзы 401.
Тем не менее, другие варианты осуществления настоящего изобретения включают предшественник линзы 401, который подвергся воздействию компонентов газовой фазы, которые также являются компонентами предшественника линзы 401. Если газовая фаза может быть контролируемой и статичной в области предшественника линзы 401, то быстро испаряющиеся соединения, обнаруживающиеся в предшественнике линзы 401, могут десорбироваться из предшественника линзы в газовую фазу. При этой десорбции парциальное давление выделившихся соединений будет повышаться до тех пор или останется на той точке, когда наступает равновесие между парами и поверхностью предшественника линзы 401. Поэтому в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения статичная среда достигает равновесия в тех концентрациях, при которых наступает равновесие между предшественником линзы и быстроиспаряющимися соединениями. Поскольку физические и химические свойства, например способность к гидратации, зависят от композиционного состава линз и предшественников линз 401, этот способ обработки статичной газовой фазой может привести к получению определенных свойств линзы, которая была изготовлена данным способом.
В некоторых альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения компоненты газовой фазы могут вступать в реакцию с определенной частью предшественника линзы 401 или линзы. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения компонент газовой фазы может вступать в реакцию с верхней поверхностью предшественника линзы 401, текучей реакционной средой. В других вариантах осуществления настоящего изобретения компонент перед реакцией сначала должен диффундировать в текучую линзообразующую реакционную смесь, или, в другом случае, перед реакцией он должен попасть как в текучую среду, так и в линзу. Специалистам в данной области должно быть ясно, что каждый из этих видов вариантов осуществления настоящего изобретения может привести к изменению физических и химических свойств линз, изготовленных при помощи инновационной газофазной обработки.
В другом аспекте настоящего изобретения, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения датчик, такой как, например, датчик, генерирующий аналоговый или цифровой сигнал, основанный на измерении условий в камере 413, может располагаться внутри или в непосредственной близости к камере 413 и генерировать сигнал, основанный на измерении условий в камере 413. Логический контроллер, такой как, например, компьютерный сервер, рабочая станция, микропроцессор, микроконтроллер или другое устройство, способное выполнять логические команды, может находиться в логической связи с одним или более датчиком 416, клапанами 410, 414 или другими контролируемыми устройствами. Логический контроллер может получать данные, подавать команды и хранить данные, которые могут использоваться для управления аппаратом.
Снова возвращаясь к Фиг. 5, в дополнение к среде для газофазной обработки и к разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, в которых была описана газофазная обработка, можно добавить возможность нагревания среды с предшественником линзы. Регулятор тепловой энергии 502, например источник тепла или устройство для охлаждения, помещенный в непосредственной близости к устройству для газофазной обработки 500, может быть использован для повышения тепловой энергии предшественника линзы 501, газовой фазы или и того, и другого. Альтернативные способы нагревания среды могут включать нагревание одной газовой фазы, которая поступает в устройство для обработки линз. На самом деле может быть множество способов обработки линз или предшественников линз 501 в газовой среде с использованием внешней термической обработки.
Терморегулятор 502 включает в себя нагреватель, включающий одну или более катушку сопротивления, теплообменник и термоэлектрическое устройство Пельтье. Термическая обработка может использоваться для множества изменений основных свойств предшественника линзы или линзы. В качестве неограничивающего примера можно отметить, что быстро испаряющиеся вещества в одной или более линзе, форме линзы или текучей линзообразующей реакционной смеси могут быть сделаны быстро испаряющимися путем нагревания области, в которой находится форма линзы, предшественник линзы 501 и линза. Поэтому в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения возможно эффективное удаление быстро испаряющихся компонентов из различных линз, предшественников линз и форм предшественников линз путем нагревания.
Термическая обработка также может использоваться для ускорения протекания химической реакции. В другом неограничивающем примере сшивание может быть ускорено при нагревании. Газовая фаза может использоваться для введения мономерных соединений в линзу, предшественник линзы 501 или форму линзы, и при термической обработке она может вступить в реакцию с линзой, предшественником линзы 501 или формой линзы.
Тем не менее, другие варианты осуществления настоящего изобретения включают регулятор тепловой энергии 502, который включает охлаждающее устройство, такое как, например, охладитель, термоэлектрическую пластину, установку для подачи охлажденной воды или другие устройства, способные уменьшать количество тепловой энергии, доступной в газофазной среде, и тем самым снижать количество тепловой энергии, доступной для одних или более форм предшественников линз, предшественников линз 501 и офтальмологических линз. Снижение тепловой энергии также может использоваться для замедления некоторых химических реакций, происходящих в одной или более форме предшественника линз, предшественнике линз 501 и офтальмологической линзе.
Снова возвращаясь к Фиг. 6, в другом аспекте настоящего изобретения аппарат для газофазной обработки 600 может также включать источник излучения, испускающий световое излучение для фотолитографии одного или более: предшественника линзы 601; формы предшественника линзы и линзы. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, фотолитография контролируется той же системой освещения, которая используется при литографической обработке с разбиением рабочего пространства на воксели для формирования предшественника линзы 601, формы предшественника линзы, линзы или других оптических объектов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения источник света 602 может регулировать воздействие фотореактивных химических веществ на поверхность 603 одного или более: предшественника линзы 601, формы предшественника линзы, линзы или другого оптического объекта. Воздействующие фотореактивные химические вещества должны физически абсорбироваться на поверхности 603, где они могут взаимодействовать с фотонами, и в химически-модифицированном виде вступают во взаимодействие и встраиваются в эту поверхность. Многие виды фотохимических реакций могут быть включены в рамки вариантов осуществления настоящего изобретения и без потери универсальности могут включать зональную обработку предшественника линзы 601 или оптического объекта путем воксельной литографии, экранированную литографию или, в более общем виде, неэкранированное воздействие фотонов на весь предшественник линзы 601 или оптический объект.
Очевидно, что множество примеров методов обработки оптических объектов или предшественников линз 601 в среде, где их окружает газовая фаза, которая регулируется при помощи устройства, было описано в виде относительно простых стадий обработки или в виде сочетаний этих стадий. Однако также должно быть ясно, что эти различные стадии обработки могут также сочетаться с более сложными процессами обработки. В неограничивающем смысле эти сочетания могут быть сочетаниями процессов обработки, которые применяются в последовательном порядке. В другом случае, некоторое количество процессов обработки может активироваться в параллельном режиме.
В результате обработки, описываемой в вариантах осуществления настоящего изобретения, относящегося к определенному уровню техники, появляется множество изменений, которые могут возникнуть в предшественниках линз 601 и изготовленных оптических устройствах. Эти полученные продукты могут сами устанавливать границы новых вариантов осуществления настоящих изобретений, изготавливаемых при помощи воксельной литографии. Без ограничения по изменениям основных свойств оптические устройства и предшественники линз 601 могут включать химические изменения на поверхности и изменения свойств основной массы вещества предшественника линз или оптического устройства. В других вариантах осуществления настоящего устройства газофазная обработка может привести к изменениям в механическом напряжении материала, в плотности частей оптического устройства и предшественника линз 601 и, с более глобальной точки зрения, к изменениям формы, которые примут эти устройства в своем окончательном виде. Тем не менее, другие устройства могут зависеть от изменения состава поверхности оптического устройства или предшественника линзы, которое может привести к изменениям смачиваемости поверхности. Дальнейшее разнообразие устройств может возникать в связи с их цветом, включением красителя и изменениями в спектре поглощения предшественника линзы 601 или оптического объекта. Другие изменения, которые происходят в обработанных оптических объектах и предшественниках линз 601, могут также включать изменения проницаемости основной массы вещества, из которого состоит устройство. В других вариантах осуществления настоящего изобретения устройства, измененные при помощи газофазной обработки, могут изменять свою термоустойчивость. Методы обработки также могут затрагивать оптические устройства, которые содержат химические или фармакологические соединения, которые могут вводиться во время газофазной обработки. Специалистам в данной области должно быть очевидно, что устройства из вариантов осуществления настоящего изобретения приводятся как возможные примеры и они не должны ограничивать разнообразие измененных устройств, которые были получены при помощи газофазной обработки предшественников линз 601 и оптических объектов.