Линзы свободной формы с варьируемым показателем преломления

Офтальмологическая линза свободной формы содержит первый участок оптической зоны, содержащий множество вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала, содержащего фотопоглощающий компонент. Участок оптической зоны содержит первую область, содержащую первый показатель преломления, и вторую область, содержащую второй показатель преломления; и второй участок, содержащий слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного далее точки гелеобразования способного к поперечной сшивке материала. Технический результат - получение офтальмологических линз с поверхностью свободной формы и областями с различным показателем преломления, обеспечивающих коррекцию зрения за счет изменения фокусного расстояния. 17 з.п. ф-лы, 19 ил.

 

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИё

Настоящая заявка истребует приоритет по заявке на патент США за регистрационным номером 12/729334, поданной 23 марта 2010 года, и заявке на патент США за регистрационным номером 61/164995, поданной 31 марта 2009 года.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении описано устройство для изготовления офтальмологических линз, более конкретно, в ряде вариантов осуществления, для изготовления офтальмологических линз свободной формы с областями с различным показателем преломления.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известен способ изготовления офтальмологических линз путем литьевого формования, в котором мономерный материал помещается в полость, образованную оптическими поверхностями двух или более противоположных частей формы для литья. Составные формы для изготовления изделий из гидрогеля, таких как офтальмологические линзы, могут включать, например, первый участок формы с выпуклой поверхностью, соответствующей задней поверхности офтальмологической линзы, и второй участок формы с вогнутой поверхностью, соответствующей передней поверхности офтальмологической линзы.

Для изготовления линзы с использованием таких частей формы для литья неполимеризованная композиция для получения линзы из гидрогеля помещается между одноразовой пластиковой частью, формирующей переднюю поверхность линзы, и одноразовой пластиковой частью, формирующей заднюю поверхность линзы, а затем полимеризуется. Однако конструкция изготавливаемой таким образом офтальмологической линзы ограничивается конструкцией используемой формы для литья.

Поэтому необходимы дополнительные способы и устройства для изготовления офтальмологических линз заданной формы и размера, которые можно доработать для получения индивидуальной линзы для достижения конкретной цели и (или) удовлетворения потребностей конкретного пациента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к изготовлению офтальмологической линзы, которая включает первый участок, содержащий множество элементов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала, и второй участок, содержащий слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного выше точки гелеобразования. Кроме того, различные области линзы, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, могут иметь разные показатели преломления для дополнительного облегчения процесса коррекции зрения у пациента.

Как правило, реакционная смесь, содержащая фотопоглощающий компонент, облучается источником актиничного излучения через носитель с поверхностью изогнутой формы. По меньшей мере часть изогнутой поверхности может представлять собой поверхность оптического качества. Указанное актиничное излучение контролируется таким образом, чтобы полимеризовать часть указанной реакционной смеси с образованием изделия заданной геометрической формы. Заданная геометрическая форма может включать одну поверхность, сформированную на поверхности оптического качества подложки, и вторую поверхность, свободно сформированную в объеме реакционной смеси.

В состав линзы, составляющей предмет настоящего изобретения, может входить фотопоглощающий компонент. Указанный фотопоглощающий компонент может использоваться для формирования множества элементов объема (вокселов) материала линзы. Каждый воксел может иметь первый конец и второй конец, и указанная вторая часть линзы может содержать слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного далее точки гелеобразования, который существенно покрывает каждый второй конец. Различные варианты осуществления также могут включать оптические поверхности на одной или обеих из указанных первого и второго участков линзы.

Вокселы полимеризованного материала линзы могут быть сформированы путем облучения способного к поперечной сшивке материала множеством лучей актиничного излучения, при этом каждый луч актиничного излучения выходит из источника излучения и отражается в направлении некоторого заданного элемента реакционной смеси в течение некоторого заданного промежутка времени. Каждый луч актиничного излучения может быть отражен в направлении некоторого заданного элемента реакционной смеси в течение некоторого заданного промежутка времени, при этом его излучение имеет некоторую заданную длину волны. В ряде вариантов осуществления указанная вторая часть линзы формируется путем облучения реакционной смеси множеством лучей актиничного излучения, выходящих из различных множеств в пространстве.

В ряде дополнительных вариантов осуществления формируемая линза может иметь одну или несколько особенностей, таких как канальцы, сформированные вокселами полимеризованного способного к поперечной сшивке материала, один или несколько приподнятых участков, сформированных вокселами полимеризованного способного к поперечной сшивке материала.

Линзы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть сферическими или несферическими. В состав указанной первой поверхности может входить оптическая зона оптического качества, а указанная вторая поверхность может содержать артефакты.

В одном варианте осуществления слоистый объем способного к поперечной сшивке материала содержит схему поперечной сшивки, отличную от сшивки воксел к вокселу.

В другом варианте осуществления линза дополнительно содержит одну или более углубленных областей, сформированных из вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала.

В еще одном варианте осуществления слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного далее точки гелеобразования, повторяет форму углубленных областей, сформированных из вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала. В альтернативном варианте выполнения слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного далее точки гелеобразования, не повторяет форму углубленных областей, сформированных из вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала.

В еще одном варианте осуществления первый участок содержит дискретный узор, сформированный вдоль поверхности носителя.

В другом варианте осуществления периметр офтальмологической линзы имеет по существу некруглую форму.

В еще одном варианте осуществления периметр линзы имеет по существу овальную форму.

В ряде вариантов осуществления описываемая линза может быть сформирована из заготовки линзы, содержащей как текучую, так и структурообразующую области. В предпочтительном варианте осуществления указанные структурообразующие области в значительной степени формируются под действием растрового оптиколитографического устройства, однако указанная текучая область может быть сформирована множеством способов во время нахождения под воздействием оптиколитографического устройства. В альтернативных вариантах осуществления линза может быть полностью сформирована под действием растрового оптиколитографического устройства без изготовления заготовки линзы как промежуточного продукта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 представлена последовательность этапов, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления способов, составляющих предмет настоящего изобретения.

На фиг.2 представлены дополнительные этапы, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления способов, составляющих предмет настоящего изобретения.

На фиг.3 представлен пример взаимосвязи поглощения и пропускания для формирующего и фиксирующего актиничных излучений.

На фиг.4 представлен пример линзы, изготовленной в соответствии с принципами изобретения, описываемого в настоящем документе.

На фиг.5 представлены части устройства, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения, предусматривающих использование растровой литографии.

На фиг.6 представлен пример компонентов системы источника излучения, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.7 представлен пример компонентов оптической системы, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.8 представлен пример компонентов цифрового зеркального устройства, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.9 представлен пример дополнительных компонентов устройства, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.10 представлен пример формирующих оптических элементов, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.11 представлен пример емкости для мономера, которая может использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.12 представлен пример устройства удаления материала, которое может использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.13 представлены системы грубого позиционирования для примера устройства удаления материала, которые могут использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.14 представлен пример устройства стабилизации и фиксации, которое может использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.15 представлен пример системы измерения, которая может использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.16 представлен пример системы гидратации и отделения от формы, которая может использоваться для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.17 представлен пример сечения заготовки линзы со сформированными вокселами и слоистым объемом текучей линзообразующей реакционной среды.

На фиг.18 представлена заготовка линзы с примерами канальных артефактов.

На фиг.19 представлена линза, сформированная путем облучения заготовки линзы актиничным облучением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении описаны способы и устройство для изготовления линзы и заготовки линзы. В следующих разделах приведено подробное описание вариантов осуществления 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 будут очевидны возможности вариаций, модификаций и изменений. Поэтому необходимо понимать, что приведенные примеры возможных вариантов осуществления не ограничивают широту аспектов описываемого изобретения, зафиксированных в пунктах формулы изобретения.

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» означает излучение, способное инициировать химическую реакцию.

Используемый в настоящей заявке термин «изогнутый» означает линию или изгиб, подобный согнутому луку.

Упоминаемый в настоящей заявке «закон Бэра», иногда также называемый «законом Ламберта-Бэра», говорит о том, что I(x)/I0=ехр(-αcx), где I(x) - интенсивность как функция расстояния x от входной облучаемой поверхности, I0 - интенсивность падающего на входную поверхность излучения, α - коэффициент поглощения поглощающего излучение компонента, с - концентрация поглощающего излучение компонента.

Используемый в настоящей заявке термин «коллимировать» означает ограничивать угол расходимости излучения, такого как световое излучение, которое поступает в качестве выходного потока из устройства, получающего излучение в качестве входного потока. В ряде вариантов осуществления угловая расходимость может быть ограничена таким образом, что выходящие лучи света окажутся параллельными. 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 последовательности команд. Использование сокращения ЦМУ не предполагает ограничение использования данного термина для обозначения конкретного типа или размера пространственного модулятора света.

Используемый в настоящей заявке термин «фиксирующее излучение» означает актиничное излучение, достаточное для достижения одной или нескольких из следующих целей: практически полная полимеризация и поперечная сшивка реакционной смеси, составляющей линзу или заготовку линзы.

Используемый в настоящей заявке термин «текучая линзообразующая реакционная среда» означает реакционную смесь, которая способна течь в первоначальной форме, прореагировавшей форме или частично прореагировавшей форме и которая при дальнейшей обработке превращается в часть изготавливаемой офтальмологической линзы.

Используемые в настоящей заявке термины «свободно образованный» и «свободно сформированный» означают поверхность, которая была образована поперечной сшивкой реакционной смеси и в формировании которой не была задействована поверхность формы для литья.

Используемый в настоящей заявке термин «точка гелеобразования» означает точку, при которой впервые наблюдается появление геля или нерастворимой фракции. Точка гелеобразования представляет собой степень превращения, при которой степень поперечной сшивки жидкой полимеризуемой смеси возрастает настолько, что смесь становится твердым телом. Точка гелеобразования может быть определена в эксперименте Сокслета: реакцию полимеризации останавливают в разные моменты времени и полимерную смесь анализируют для определения массовой доли нерастворимого полимера. Затем полученные данные экстраполируют до точки, в которой гель еще не образовался. Эта точка и является точкой гелеобразования. Точку гелеобразования также можно определить путем анализа вязкости реакционной смеси в процессе полимеризации. Вязкость может быть определена с помощью реометра с плоскопараллельным зазором, между пластинами которого помещается полимеризующаяся 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. Для каждой заданной полимерной системы и условий проведения реакции точка гелеобразования всегда находится при одной и той же степени превращения.

Используемый в настоящей заявке термин «линза» означает любое офтальмологическое устройство, расположенное в или на глазу. Подобные изделия могут использоваться для оптической коррекции или выполнять косметическую функцию. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, искусственному хрусталику, 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 ряде вариантов осуществления предпочтительные линзы в соответствии с настоящим изобретением представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, в число которых, помимо прочего, входят силиконовые гидрогели и фторгидрогели.

Используемый в настоящей заявке термин «заготовка линзы» означает составной объект, содержащий форму для заготовки линзы и текучую линзообразующую реакционную смесь, находящуюся в контакте с формой для заготовки линзы. Например, в ряде вариантов осуществления текучая линзообразующая реакционная среда формируется в процессе изготовления формы для заготовки линзы в объеме реакционной смеси. Отделение формы для заготовки линзы и находящейся в непосредственном контакте с ней текучей линзообразующей реакционной среды от остального объема реакционной смеси, использовавшейся для изготовления формы для заготовки линзы, позволяет получить заготовку линзы. Кроме того, заготовка линзы может быть преобразована в другое изделие либо путем удаления значительного количества текучей линзообразующей реакционной смеси, либо путем превращения значительного количества текучей линзообразующей реакционной среды в нетекучий материал тела линзы.

Используемый в настоящей заявке термин «форма для заготовки линзы» означает нетекучий объект с по меньшей мере одной поверхностью оптического качества, который при дальнейшей обработке может стать частью офтальмологической линзы.

Используемые в настоящей заявке взаимозаменяемые термины «смесь для изготовления линзы», «линзообразующая смесь», «реакционная смесь мономера» (РСМ) и «способный к поперечной сшивке материал» означают мономерный или преполимерный материал, который может быть полимеризован и (или) поперечно сшит с образованием офтальмологической линзы или части офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать смеси для изготовления линзы с одной или несколькими добавками, такими как УФ-блокаторы, тонирующие добавки, фотоинициаторы или катализаторы, а также иные желаемые добавки для офтальмологических линз, таких как контактная или интраокулярная линза.

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 для литья содержат два участка: участок, образующий переднюю криволинейную поверхность части формы для литья, и участок, образующий заднюю криволинейную поверхность части 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.

Используемые в настоящей заявке термины «реакционная смесь», «линзообразующая смесь», «способная к поперечной сшивке среда» и «реакционная смесь мономера» эквивалентны и имеют тот же смысл, который имеет термин «смесь для изготовления линзы».

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 «стереолитографическая заготовка линзы» означает заготовку линзы, форма которой 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 может оставаться текучей или нетекучей на форме для заготовки линзы. Однако промежуточная линзообразующая смесь в значительной степени удаляется при проведении одной или нескольких из следующих операций: очистка, сольватирование и гидратация, перед тем как она станет частью готовой офтальмологической линзы. Таким образом, для ясности сочетание формы для заготовки линзы и промежуточной линзообразующей смеси не будет считаться заготовкой линзы.

Используемые в настоящей заявке термины «воксел» или «воксел актиничного излучения» означают элемент объема, представляющий некоторую величину 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 «воксельная заготовка линзы» означает заготовку линзы, форма которой 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.

На фиг.1 представлена блок-схема 100 ряда вариантов осуществления настоящего изобретения. Различные аспекты настоящего изобретения включают, например, методику растровой литографии 110, альтернативную методику формования 120, методику обработки заготовки линзы 130, методику пост-обработки 140 и методику измерений и организации обратной связи 150. На представленной блок-схеме указаны два изделия - заготовка линзы 160 и офтальмологическая линза 170.

Способы и устройство для изготовления заготовки линзы и офтальмологической линзы 170 подробно описаны в следующих заявках на патенты США, находящихся на одновременном рассмотрении: Способы и устройство для формирования заготовки линзы и офтальмологической линзы 170 подробно описаны в заявке на патент США №12/194981, находящейся на одновременном рассмотрении, поданной 20 августа 2008 года и озаглавленной «Устройство для формирования заготовки линзы и офтальмологической линзы», заявке на патент США №12/195132, поданной 20 августа 2008 года и озаглавленной «Способы формирования заготовки линзы и офтальмологической линзы», заявке на патент США №12/363138, поданной 30 января 2009 года и озаглавленной «Заготовка офтальмологической линзы и линза», и заявке на патент США №12/396019, поданной 02 марта 2009 года и озаглавленной «Офтальмологическая линза с поверхностью свободной формы», содержание каждой из которых является основой для настоящей заявки и включено в нее путем ссылки.

В представленной схеме одинарные стрелки могут показывать возможное для ряда вариантов осуществления общее направление, а двойные стрелки указывают, что некоторые или все из материалов, данных и (или) информации могут перемещаться между различными частями описываемой методики и центральной частью измерений и организации обратной связи.

Методики растровой литографии

На фиг.1 также представлены способы растровой литографии 110, которые являются первым этапом в изготовлении линзы в соответствии с рядом вариантов осуществления настоящего изобретения и включают ввод параметров линзы в компьютер или иное вычислительное устройство для выполнения расчета по некоторому алгоритму. В ряде вариантов осуществления эти параметры могут быть определены путем измерения оптических аберраций на оптических поверхностях офтальмологического пациента либо иных физических или неврологических аспектов зрительной системы пациента. Результаты таких измерений могут быть переведены в требуемые характеристики волнового фронта изготавливаемой линзы. В других вариантах осуществления могут использоваться теоретические характеристики волнового фронта, которые закладываются в алгоритм для определения требуемых параметров при изготовлении линзы.

На этапе 115 некоторый алгоритм получает вышеуказанные входные параметры и в ряде вариантов осуществления коррелирует их с изготавливавшимися ранее линзами. На этом этапе может быть определен набор «кадров» для последовательности экспозиции, или скрипта, который будет передан на пространственный световой модулятор.

Также возможны множество методик, которые могут использоваться для превращения результата работы такого алгоритма для конкретного элемента-воксела в подготавливаемый временной профиль интенсивности отраженного света, включающий ЦМУ-скрипт. В качестве примера рассчитанная в результате работы алгоритма суммарная интенсивность излучения может быть направлена в конкретный воксел реакционной смеси в виде последовательности дискретных периодов экспозиции, в течение которых падающий поток излучения от системы освещения отражается непрерывно. Интегральная интенсивность таких периодов непрерывной экспозиции может затем быть дополнена еще одним периодом экспозиции, для которого в управляющий зеркалом элемент записывается частичное значение, так что данное зеркало переводится во включенное состояние в виде последовательности импульсов с некоторой скважностью и в результате подаваемая интенсивность оказывается меньше, чем при непрерывном облучении. Альтернативная методика может заключаться, например, во взятии среднего значения интенсивности для нескольких периодов экспозиции, или «кадров», и использовании его для задания значения во всех кадрах, отправляемых на ЦМУ. Специалисту в данной области будет очевидно, что общность представленных при описании устройства пространственных световых модуляторов может также приводить к разработке методики, соответствующей целям контроля интенсивности и временной экспозиции.

Несмотря на то что описанные выше способы представляют собой примеры, относящиеся к модуляции попадающего на устройство пространственного освещения потока излучения фиксированной интенсивности устройством пространственного освещения, в усовершенствованных методиках может применяться модуляция интенсивности источника излучения либо в самом источнике, либо в оптической системе осветителя, использующей оптические фильтры. Дополнительные варианты осуществления могут быть получены путем сочетания контроля интенсивности как на уровне компонентов системы освещения, так и на уровне пространственного светового модулятора. Другие дополнительные варианты осуществления могут быть получены путем контроля длины волны излучения.

Поэтому способ формирования ЦМУ-скрипта, который, в целом, должен рассматриваться как связанный с управляющими сигналами любого пространственного светового модулятора любого размера, а также с управляющими сигналами любого другого соответствующего компонента системы, например, источника излучения, барабана с фильтрами и т.д., может, как правило, включать формирование программной временной последовательности управляющих команд. Специалисту в данной области будет очевидно, что возможны варианты осуществления, относящиеся к способу создания программной последовательности управляющих сигналов, которые охватывают различные варианты осуществления элементов источника актиничного излучения, используемой оптической системы и химического состава материалов, из которых изготовлена реакционная смесь мономера.

Необходимо отметить, что элементы реализации выбранного ЦМУ-скрипта и алгоритмов его подготовки могут иметь непосредственное отношение к результатам обработки. Система организации обратной связи по важным параметрам будет описана позднее, поэтому подробное обсуждение этих вопросов пока откладывается. Тем не менее, в терминах способа создания, представленного в блоке 115 ЦМУ-скрипта, двойные стрелки, входящие и выходящие из блока методики растровой литографии и блока методики проведения измерений и организации обратной связи, частично относятся к обмену информацией в рамках способов создания ЦМУ-скрипта.

Другим источником входной информации для методики формирования заготовки линзы являются различные способы приготовления и подготовки реакционной смеси для системы. Например, химические компоненты, выполняющие функцию мономерных звеньев в реакционной смеси, могут представлять собой фотоактивные в ультрафиолетовой части спектра химические соединения, как было описано в ряде вариантов осуществления. Однако в отличие от некоторых других методик, в которых не принимаются во внимание эффекты закона Бугера-Ламберта-Бэра, в состав реакционных смесей настоящего изобретения входят молекулы, которые поглощают актиничное излучение с инициированием фотореакции. Аналогичным образом, компоненты оптической системы также могут быть оптимизированы для работы в соответствующей области спектра электромагнитного излучения. Соответственно, методика настоящего изобретения в части используемых материалов может включать молекулы, чувствительные к актиничному излучению в широкой области электромагнитного спектра.

В ряде вариантов осуществления используемая мономерная смесь представляет собой смесь одного или нескольких типов фотохимически активного мономера, к которым также добавлены другие химические составляющие. В качестве не ограничивающего примера в смесь могут быть введены другие химические соединения для поглощения актиничного излучения. Такая добавка может играть важную роль, например, в вариантах осуществления, реализующих принцип растровой литографии таким образом, что интенсивность актиничного излучения вдоль задаваемого вокселом оптического пути может быть описана законом Бугера-Ламберта-Бэра. Один или несколько таких компонентов могут в значительной мере определять толщину слоя фоточувствительного формирования смеси в вокселе. Кроме того, в ряде вариантов осуществления в состав реакционной смеси может вводиться некоторый компонент, поглощающий излучение в соответствующей спектральной области.

В других вариантах осуществления указанный поглощающий компонент в реакционной смеси мономера может обеспечивать более сложный режим поглощения излучения по сравнению с описанным. Например, в рамках ряда вариантов осуществления настоящего изобретения находится способ введения в состав смеси поглощающего актиничное излучение компонента, содержащего множество поглощающих разным образом и (или) на разных длинах волн молекул. Дополнительные варианты осуществления могут быть получены при использовании поглощающих элементов, содержащих молекулы, которые сами способны поглощать излучение одновременно в нескольких предпочтительных областях спектра. Другие варианты осуществления описываемой методики могут включать введение в состав реакционной смеси мономера компонентов, которые сочетают функции мономера и поглощающего агента. Подобная комбинированная роль мономера может также позволить в ряде вариантов осуществления реализовать функцию поглощения даже после вступления мономера в химическую реакцию. В дополнительных вариантах осуществления может также использоваться введение в состав реакционной смеси соединений, которые обладают свойством изменять свои поглощающие характеристики после протекания фотоинициируемой реакции. С точки зрения общности используемых подходов, необходимо понимать, что возможны варианты осуществления методики введения в реакционную смесь мономера соединений для поглощения излучения в одной или нескольких предпочтительных областях спектра, которые находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В дополнительных вариантах осуществления в способе приготовления смеси мономера может также быть предусмотрен ингибирующий компонент. Ингибирующий компонент может вступать в реакцию с химическим продуктом, образовавшимся в реакционной смеси мономера. В ряде вариантов осуществления поглощение актиничного излучения может приводить к образованию в смеси одной или нескольких свободно-радикальных частиц. Роль ингибитора может заключаться в реакции с образовавшимися свободными радикалами и, следовательно, обрыве цепи реакций полимеризации. Одним из результатов такого осуществления может быть ограничение продолжительности фотоинициированной реакции полимеризации или ограничение иным образом расстояния, до которого может распространяться реакция полимеризации от исходного поглотившего квант света фотоинициатора. Необходимо понимать, что ряд вариантов осуществления с добавлением такого ингибитора в реакционную смесь мономера может иметь отношение к пространственному разрешению процесса литографии, поскольку набор попавших в воксел фотонов в конечном итоге будет отражен в пространственной локализации инициированных ими реакций. Как правило, действие ингибитора может являться предметом множества вариантов осуществления в рамках настоящего изобретения.

Типы химических соединений или компонентов реакционной смеси, которые могут выполнять функцию ингибитора, составляют множество других вариантов осуществления настоящего изобретения. Как и в случае поглощающего агента, использование ингибитора с двумя функциями для ингибирования сразу множества процессов полимеризации находится в рамках сферы действия настоящего изобретения. Более того, ингибитором может являться и часть собственно молекулы мономера. Используемый ингибитор может обладать термической или фоточувствительностью. Дополнительные варианты осуществления могут вытекать из природы ингибитора как химически чистого соединения, так как ингибитор может использоваться в виде растворенного в смеси соединения, но представлять собой газообразное, жидкое или твердое вещество в чистом виде.

Способ приготовления реакционной смеси мономера может быть также реализован в виде дополнительных вариантов осуществления, предусматривающих различные пути введения инициирующего компонента. В состав реакционной смеси мономера может входить фотопоглощающее соединение, молекула которого при поглощении фотона создает химическую частицу, инициирующую реакцию полимеризации. В ряде вариантов осуществления инициатор может представлять собой молекулу со значительным поглощением в некоторой спектральной полосе. Дополнительные варианты осуществления возможны при использовании инициатора, молекулы которого поглощают свет в нескольких областях спектра, соответствующих используемому в устройстве источнику актиничного излучения. Кроме того, поглощение может происходить в относительно широкой полосе частот, соответствующих используемому в устройстве источнику актиничного излучения. Дополнительные варианты осуществления возможны, если функции инициирующего компонента в реакционной смеси мономера выполняются группами, обладающими химической инициирующей способностью и входящими в состав молекул одного или нескольких типов мономеров, присутствующих в смеси.

На фиг.1 на этапе 112 также показано, что некоторый объем реакционной смеси дозируется в емкость, которая может быть доступна для введения формирующего оптического элемента. В некоторых вариантах осуществления указанная емкость представляет собой открытую емкость, в других вариантах осуществления указанная емкость может представлять собой часть формы для литья, которая может сопрягаться с другой частью формы для литья. Хотя варианты осуществления с несколькими частями формы для литья могут напоминать систему литьевого формования линзы, в рамках настоящего изобретения по меньшей мере часть одной из поверхностей конечной линзы свободно формируется в объеме смеси и не повторяет форму поверхности по меньшей мере одной из частей формы для литья, из которых состоит система отливки.

В ряде вариантов осуществления при использовании открытой или закрытой емкости находящаяся в ней реакционная смесь мономера может быть приведена в равновесие для достижения в ней требуемой концентрации растворенного кислорода или иного газа. В ряде вариантов осуществления такое приведение в равновесие может быть достигнуто путем выдерживания сосуда с некоторым объемом реакционной смеси мономера в камере с атмосферой, в которой присутствует такое заданное количество кислорода (или иного газа), что после установления равновесия в смеси окажется необходимая концентрация растворенного газа. В дополнительных вариантах осуществления может применяться автоматизированное оборудование для введения необходимого количества кислорода в поток реакционной среды мономера с использованием технологии обмена через мембрану. Возможны также иные способы изменения концентрации или введения необходимого количества газа в реакционную смесь для получения требуемого уровня растворенного в смеси газа, находящиеся в сфере действия настоящего изобретения.

В ряде вариантов осуществления дозированный объем реакционной смеси мономера может затем быть вручную перенесен в сосуд, содержащий емкость, в которой реакционная смесь мономера будет находиться в непосредственной близости от поверхности формирующего оптического элемента. В других вариантах осуществления могут использоваться автоматизированные механизмы заполнения указанной емкости реакционной смесью мономера. В дополнительных вариантах осуществления также возможно дозирование смеси в одноразовые емкости, которые затем могут использоваться по мере необходимости при проведении процесса изготовления линзы. Сфера действия настоящего изобретения охватывает использование некоторой методики подачи в емкость, расположенную в непосредственной близости к поверхности формирующего оптического элемента, по меньшей мере объема реакционной смеси мономера, превышающего объем материала, из которого будет состоять сформированная линза после завершения всех этапов обработки.

На этапе 116 осуществляется изготовление линзы. Как правило, в состав реакционной смеси мономера входит поглощающий элемент, так что наблюдается вызванное указанным поглощением значительное падение интенсивности формирующего изображения актиничного излучения с толщиной пройденного им слоя, что в ряде вариантов осуществления может быть описано законом Ламберта-Бэра.

В ряде вариантов осуществления после отработки ЦМУ-скрипта для облучения объема реакционной смеси мономера актиничным излучением формирующий оптический элемент, через который проектировался скрипт, извлекается из оставшегося объема реакционной смеси. В ряде вариантов осуществления формирующий оптический элемент может просто извлекаться из емкости с реакционной смесью мономера. В других вариантах осуществления сама емкость может быть опущена относительно неподвижного формирующего оптического элемента. В различных вариантах осуществления также может быть предусмотрено удаление находящейся на формирующем оптическом элементе структуры из оставшегося объема реакционной смеси. Указанные структуры могут представлять собой, например, форму для заготовки линзы, заготовку линзы или линзу.

В дополнительных вариантах осуществления описанный процесс подъема или опускания может быть автоматизирован с использованием оборудования, способного с достаточной точностью управлять скоростью удаления. В альтернативных вариантах осуществления сама емкость с реакционной смесью мономера может быть некоторым образом опорожнена, что приведет к отделению формирующего оптического элемента с расположенной на нем формой для заготовки линзы от реакционной смеси.

В настоящем изобретении описаны устройство и способы изготовления офтальмологической линзы с множеством зон в пределах оптической зоны линзы. Указанные зоны характеризуются одной или обеими оптическими характеристиками, обеспечиваемыми изменением показателя преломления и формы линзы в оптической зоне. В ряде вариантов осуществления в пределах оптической зоны имеются несколько пространственно распределенных зон с различными показателями преломления, соответствующих требуемой коррекции зрения для конкретного пациента.

В настоящем изобретении может использоваться модуляция актиничного излучения для создания одной или нескольких областей с различным показателем преломления на основе различных режимов/степеней полимеризации, а также модуляция актиничного излучения в соответствии с фотопоглощающими характеристиками реакционной смеси для формирования поверхности оптического качества. В дополнительном аспекте настоящего изобретения предложен способ модуляции или ослабления УФ-излучения для достижения различных режимов/степеней полимеризации в объеме материала реакционной смеси. Соответственно, в ряде вариантов осуществления имеется две или более оптических зон, при этом каждая такая оптическая зона может быть сформирована путем варьирования показателя преломления и (или) кривизны оптической поверхности.

Если не оговорено иное, все используемые в настоящем документе технические и научные термины имеют общепринятое значение, понятное любому специалисту в области, к которой имеет отношение настоящее изобретение. Как правило, используемые в настоящем документе номенклатура и производственные процессы хорошо известны и широко применяются в данной области. Для реализации указанных процессов используются стандартные способы, например, хорошо известные в данной области и описанные в разных общих руководствах. При использовании некоторого термина в единственном числе авторы настоящего изобретения также предполагают возможность использования данного термина во множественном числе.

Используемый в настоящей заявке термин «способный к поперечной сшивке и (или) полимеризуемый материал» означает материал, который может быть полимеризован и (или) поперечно сшит под действием актиничного излучения с получением поперечно-сшитого и (или) полимеризованного материала, который является биосовместимым. Примеры актиничного излучения включают УФ-излучение, ионизирующее излучение (например, гамма- или рентгеновское излучение), микроволновое излучение и т.д.

Используемый в настоящей заявке термин «полимер» означает материал, образованный полимеризацией одного или нескольких мономеров.

Используемый в настоящей заявке термин «преполимер» означает исходный полимер, который может быть полимеризован и (или) поперечно сшит под действием актиничного излучения с получением поперечно-сшитого полимера, молекулярный вес которого значительно превышает молекулярный вес исходного полимера.

Настоящее изобретение в целом относится к процессу изготовления и конструкции контактных линз. В одном аспекте настоящего изобретения предложен способ получения оптической зоны линзы с требуемой оптической силой путем модулирования источника энергии для создания переменной интенсивности светового потока в соответствии с требуемой схемой освещения. В соответствии с настоящим изобретением, указанная схема освещения может использоваться в сочетании с фотопоглощающими характеристиками реакционной смеси. Использование варьируемой интенсивности светового потока позволяет дифференцированно полимеризовать реакционную смесь для создания пространственного распределения показателя преломления в оптической зоне линзы в полимеризованной линзе. Интенсивность источника энергии, такой как УФ-излучение, варьируется для получения требуемых характеристик оптического волнового фронта. Характеристики оптического волнового фронта могут варьироваться в соответствии с некоторой схемой, например, базисным набором полиномов Цернике или схемой для коррекции аберраций, вызывающих дальнозоркость. Указанный оптический волновой фронт может быть построен на основе данных аберрометрии, данных топографии роговицы, либо может быть рассчитан, как, например, волновой фронт для коррекции дальнозоркости.

Составляющие предмет настоящего изобретения мягкие контактные линзы предпочтительно изготавливаются из реакционной смеси, такой как кремний- или фторсодержащий гидрогель или НЕМА, с характеристиками материала, обеспечивающими возможность модуляции показателя преломления. Необходимо понимать, что для изготовления контактных линз, составляющих предмет настоящего изобретения, может использоваться реакционная смесь любого типа. Предпочтительные материалы и композиции для этих целей предпочтительно содержат чистые или специфично модифицированные гидрогели, предпочтительно поливиниловые спирты (PVA), содержащие активируемые облучением и способные к поперечной сшивке функциональные группы, которые могут быть фотоинициированы воздействием излучения определенной длины волны.

В соответствии с рядом вариантов осуществления, офтальмологические линзы могут изготавливаться с использованием технологии двухстороннего литья в сочетании с методиками свободного формования в объеме и устройством с использованием процессов фотопоглощения, таких как описанные в настоящем документе, связанных с законом Ламберта-Бэра.

Конструкция описываемой линзы может содержать одну или несколько зон в объеме материала линзы, ограниченного геометрией линзы. Указанная геометрия линзы может предполагать однородный показатель преломления или несколько областей с различными показателями преломления в пределах оптической зоны линзы, в зависимости от требуемого типа оптической коррекции. Как правило, большинство изготавливаемых сегодня линз имеют преимущественно однородный показатель преломления.

В настоящем изобретении предложены линзы с пространственным распределением коэффициента преломления. Кроме того, линза может иметь зону с изменяемым градиентом/градиентами показателя преломления. Указанные один или несколько показателей преломления в сочетании или вместо геометрической формы оптической поверхности линзы предпочтительно создают требуемый профиль оптической силы линзы. Местоположение указанных зон определяется требуемыми оптическими характеристиками линзы. Одна или несколько зон с постоянным или варьирующимся градиентом показателя преломления могут использоваться для получения однофокальных линз, торических линз, бифокальных линз, мультифокальных линз, а также линз с любым сочетанием указанных характеристик.

Оптическая сила линзы определяется кривизной ее передней и задней поверхностей. Более конкретно, оптическая сила линзы измеряется в диоптриях, которые представляют собой обратную величину фокусного расстояния линзы.

В ряде вариантов осуществления для изменения фокусного расстояния линзы может использоваться изменение формы ее поверхности, что обеспечивает коррекцию зрения. Кроме того, в рамках настоящего изобретения предусматривается также изменение показателя преломления материала линзы, а форма поверхности линзы выбирается таким образом, чтобы изменить фокусное расстояние для проходящего через линзу света.

В настоящем изобретении предусматриваются формы оптической поверхности линзы, которые представляют собой сферические поверхности или несферические поверхности. Сфера может быть центрирована на оптической оси линзы. «Прогиб», или z-координата стандартной сферической поверхности, определяется следующим выражением: z стандартной сферической поверхности = cr21+1-(1+k).times.с2.times.r2, где [0055] с = кривизна (обратный радиус), [0056] r = радиальная координата в единицах линзы, [0057] k = коническая постоянная; указанная коническая постоянная составляет менее -1 для гиперболоидов, -1 для параболоидов, от -1 до 0 для эллипсоидов, 0 для сфер и более 0 для сплющенных эллипсоидов.

Ряд конструкций линз, описываемых в настоящем изобретении, позволяют устранить или скорректировать оптические аберрации и расфокусировку. Два основных способа коррекции расфокусировки заключаются в соответствующем выборе профиля поверхности линзы или в изменении показателя или показателей преломления путем полимеризации. В настоящем изобретении предусматривается одновременное создание пространственного распределения показателя или показателей преломления в оптической зоне линзы для компенсации дефектов зрения и создание требуемой формы поверхности линзы в одной линзе. Конструкция линзы может представлять собой некоторую общую конструкцию или может быть создана для конкретного пациента. В варианте осуществления, когда офтальмологическая линза разрабатывается для конкретного пациента, для измерения неровностей поверхности глаза может использоваться датчик волнового фронта, например, датчик волнового фронта Shack-Hartmann.

При этом, начиная с сетчатки, генерируется идеальный волновой фронт, который затем проходит через оптический путь глаза. Указанный датчик волнового фронта облучает центральную ямку сетчатки генерирующим узкий пучок источником света, как правило, лазерным диодом или светодиодом, и фиксирует положение рассеянного света через комплект линз многолучевой системы. При выходе из глаза указанный волновой фронт (оптический волновой фронт электромагнитной волны от оптического элемента) содержит полную карту аберраций глаза для анализа датчиком. Указанный комплект линз многолучевой системы разбивает практически коллимированный пучок на отдельные точки на цифровой матрице, как правило, ПЗС- или КМОП-оптической матрице. После регистрации волнового фронта датчиком возможно проведение сложной последовательности анализов для получения более полной картины оптического пути глаза. Затем полученные данные могут быть аппроксимированы некоторым набором полиномов Цернике.

После подготовки оптической и механической конструкции контактной линзы указанная конструкция предпочтительно имеет вид файла стандартного формата, такого как IGES или VDA файла, либо файла внутреннего формата производителя линзы. После представления известных дефектов в виде набора полиномов Цернике или ином математическом виде, указанное математическое представление преобразуется в требуемый профиль оптической силы.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения реакционная смесь, такая как гидрогель, полимеризуется для получения требуемого пространственного распределения показателя преломления материала линзы. Указанное пространственное распределение предпочтительно создается в виде геометрического образа, эквивалентного распределению интенсивности излучения и схемы облучения. Различие в показателях преломления пропорционально распределению интенсивности облучения и таким образом обратно пропорционально оптической плотности (ОП). Чем больше показатель преломления материала линзы, тем большим будет различие в оптических силах между разными оптическими зонами линзы. Как было указано ранее, для возможности коррекции зрения показатель преломления всей оптической системы в зоне зрачка должен быть постоянным. Изменение показателя преломления линзы в конкретных известных участках линзы для компенсации известных дефектов нескорректированного глаза позволяет нормализовать показатель преломления всей оптической системы.

В ряде вариантов осуществления настоящего изобретения модуляция источника энергии может быть обеспечена использованием маски уровня серого. В маске уровня серого, или полутоновой маске, может использоваться переменная оптическая плотность отдельных элементов для регулирования интенсивности поступающего в форму УФ-излучения или иного источника энергии, тем самым обеспечивая формирование различных показателей преломления или градиентов показателя преломления. В ряде вариантов осуществления с использованием маски уровня серого указанная маска может быть изготовлена с применением технологии стереолитографии, обеспечивающей высокую точность изготовления маски требуемой конструкции. Конструкция указанной маски и способность некоторых участков маски в большей или меньшей степени пропускать световую энергию может определяться используемыми процессами генерации и изготовления маски. Конструкция маски предпочтительно соответствует требуемой конструкции изготавливаемой линзы, в которой требуемый показатель преломления для некоторого элемента материала линзы зависит от количества световой энергии, пропускаемого маской в используемую для отливки линзы полость. Маска также может быть чувствительной к интенсивности падающего излучения.

В ряде вариантов осуществления для модификации материала может применяться композиция для материала линзы на основе PVA. Вторая композиция для материала линзы предпочтительно содержит повышающие показатель преломления добавки, химически связанные с каркасом гидрогеля, которые могут представлять собой замещенные бензальдегиды, прореагировавшие с гидроксильными группами PVA с образованием циклических ацеталей. Введение ароматических фрагментов в полимерную матрицу может использоваться для повышения общего показателя преломления матрицы, что приводит к повышению различия в показателях преломления между областями с различной плотностью полимера.

Дополнительное повышение показателя преломления может быть обусловлено взаимодействием между полимером и ароматическими фрагментами, которые повышают порядок упаковки полимерных цепей в областях высокой плотности, а также повышает эффективность. Поскольку вводимые в полимерную матрицу модификаторы химически связаны с матрицей, получаемый таким образом материал сохраняет свою биосовместимость и не требует дополнительных этапов экстрагирования после изготовления линзы.

В другом предпочтительном варианте осуществления способный к поперечной сшивке и (или) полимеризуемый текучий материал представляет собой водный раствор одного или нескольких преполимеров и, возможно, дополнительно одного или нескольких винильных мономеров, при этом в состав указанного водного раствора входят низкомолекулярные добавки, такие как NaCl, обладающие ограниченной совместимостью с полимером, образующимся из указанного способного к поперечной сшивке и (или) полимеризуемого текучего материала, но хорошей совместимостью с водой. Благодаря указанной ограниченной совместимости такие добавки приводят к возникновению осмотического градиента, который вызывает сжатие получаемой полимерной матрицы.

На фиг.2 показано, что в другом аспекте ряда вариантов осуществления настоящего изобретения качество формирования офтальмологических линз может быть повышено путем измерений и организации обратной связи. Необходимо отметить, что представленные на фиг.2 этапы и описание относящейся к ним методики приводятся только в качестве примера и не призваны ограничить сферу действия настоящего изобретения. Например, в блоке 205 из внешнего источника может быть введен один или несколько параметров требуемой линзы. В качестве примера модель поверхности линзы может поступить в систему из офтальмологического измерительного устройства, примененного к глазу пациента. В других вариантах осуществления методика блока 205 может быть представлена вводом теоретических параметров. Затем введенные параметры некоторым образом обрабатываются для приведения их в соответствие с входными требованиями блока растровой литографии 210. Соответствующим образом подготовленные входные данные поступают на различные устройства, которые в ряде вариантов осуществления с помощью некоторого алгоритма преобразуют их в рабочие параметры системы растровой литографии 211.

Перейдем дальше по фиг.2, на котором заготовку линзы изготавливают путем сшивки воксел к вокселу, как показано в блоке 220. После этого линза и (или) заготовка линзы может быть обработана в блоке методики обработки заготовки линзы 230, давая в результате «сухую» форму офтальмологической линзы 240. Затем параметры полученной «сухой» офтальмологической линзы могут быть измерены на этапе измерений 250. В качестве примера на этом этапе возможно применение лазерного датчика смещения.

Полученные данные могут быть обработаны алгоритмами, как показано в блоках 251 и 252, для сравнения результатов с ожидаемыми результатами для линзы, имеющей заданные на этапе 205 входные параметры. В ряде вариантов осуществления отличия от входных параметров могут быть обработаны и могут соответствовать необходимости изменить параметры, используемые при обработке линзы в растровой литографической системе 211. Данная система обратной связи по результатам измерения и входным параметрам представлена в виде петли обратной связи 253. Полученные данные также могут быть обработаны и могут соответствовать требуемым в рамках методики обработки заготовки линзы 252 изменениям параметров. Система обратной связи по требуемым изменениям параметров в системе 252 представлена в виде петли обратной связи 254. Необходимо понимать, что различная методика расчета и управления может быть реализована на разном оборудовании обработки данных, включая, помимо прочего, рабочие станции, персональные компьютеры, промышленные компьютеры и иные аналогичные компьютерные системы.

Результаты реализации этапа измерений 250 и разные способы обработки данных 251 и 252 в ряде вариантов осуществления могут включать возможность принятия решения о соответствии характеристик изготовленной линзы 240 допустимым пределам изменения параметров относительно входных параметров в блоке 205. Принимаемое для данной линзы решение показано как блок 251, в котором данная линза может быть отбракована, а другая линза со скорректированными параметрами - изготовлена. В качестве альтернативы характеристики изготовленной линзы могут находиться в допустимых пределах, и линза может перейти далее в блок 260 на обработку в соответствии с вариантами осуществления методики и устройств постобработки. После гидратации и отделения от носителя линза может пройти дополнительный этап измерений, показанный как блок 270. В ряде вариантов осуществления результат реализации этого этапа может иметь варианты осуществления обратной связи, аналогичные указанным для этапа 250 в настоящем варианте осуществления.

После получения офтальмологической линзы в форме готового к использованию продукта 280 технологический поток может быть объединен с потоком в точке отбраковки сухой линзы. Затем весь поток может вернуться обратно к блоку 205 через блок условного перехода к началу 290. Специалисту в данной области будет очевидно, что возможны варианты модификации, добавления и изменения при реализации этапа измерений для различных продуктов в рамках настоящего изобретения и последующей организации системы обратной связи, корректирующей параметры системы на основе результатов измерения.

В ряде несколько отличающихся от описанного вариантов осуществления может использоваться дополнительный тип измерения для оценки аспектов качества линзы, используемых для организации системы глобальной обратной связи, включающей весь комплекс оборудования. В качестве не ограничивающего примера в ряде вариантов осуществления может быть создана система определения аэрозольных частиц для детектирования подобных дефектов в изготовленных заготовках линзы. Если по результатам измерения сигнализируется о наличии аэрозольных частиц, может быть создана система обратной связи, которая в ряде вариантов осуществления может обеспечить выдачу соответствующей информации оператору устройства, а также методика исправления ситуации, ставшей причиной сигнала. Специалисту в данной области будет очевидно, что в рамках настоящего изобретения возможны различные варианты осуществления этапа измерений, результатом которых является обратная связь для оператора.

На фиг.3 на графике 300 приведен пример взаимосвязи между пропусканием частот излучения и поглощением излучения для примера реакционной смеси на основе материала этафилкон А, реакционной смеси, широко используемой для изготовления контактных линз. В состав смеси этафилкон А входит мономерный компонент, который при полимеризации может образовывать твердую матрицу и (или) гель. В состав смеси этафилкон А также входит поглощающий компонент Norbloc, молекулы которого поглощают УФ-излучение в некоторой полосе в области малых длин волн. Формирующее излучение 320 на фигуре показано как полоса частот, фиксирующее излучение 330 также показано как полоса частот. Поглощение инициатора показано как перегиб 340, а поглотитель дает плато 310. В показанной смеси этафилкон растворенный в смеси газообразный кислород также выполняет функцию ингибитора. Таким образом, реакционная смесь может включать как собственно смесь твердых и (или) жидких компонентов, так и контролируемый уровень растворенного кислорода. Описание данного варианта осуществления дается исключительно в качестве примера и не призвано ограничить сферу действия настоящего изобретения.

В методике приготовления смеси мономера возможны дополнительные варианты осуществления, связанные с обработкой смеси. В качестве не ограничивающего примера такая смесь может быть помещена в условия вакуумной откачки, что может привести к десорбции некоторых растворенных в ней газообразных веществ. В другом варианте осуществления реакционная смесь может быть обработана путем облучения всего объема смеси актиничным излучением, что позволит изменить степень и распределение по мультимерным компонентам смеси до ее использования на последующих этапах фотоинициируемой полимеризации. Специалисту в данной области будет очевидно, что возможны дополнительные варианты осуществления процесса обработки реакционной смеси мономера, приводящей к изменению ее характеристик. Получаемая таким образом смесь может использоваться для изготовления офтальмологических линз и заготовок линз.

На представленном на фиг.3 графике показан пример поглощения излучения, в котором длина волны направляемого в конкретный воксел актиничного излучения такова, что излучение попадает в область эффективного поглощения входящего в состав реакционной смеси инициатора и находится в области резко изменяющегося поглощения присутствующего в смеси поглощающего агента. Также в качестве не ограничивающего примера предположим, что в состав смеси мономера входит ингибитор. Хотя данное сочетание методик приводится в качестве практического примера осуществления, оно ни в коей мере не призвано ограничить сферу действия настоящего изобретения, для которого могут использоваться и другие модели.

На микроскопическом уровне данный пример варианта осуществления обладает такой характеристикой, что падающее актиничное излучение создает вокруг места падения очень небольшую локальную область, в которой инициируемая в конкретном элементе химическая реакция протекает со скоростью, превышающей способность ингибитора, присутствующего в высокой концентрации, ингибировать ее распространение. Поскольку некоторые системы пространственной модуляции света имеют на поверхности некоторое «мертвое» пространство между отдельными модулирующими элементами, которое не отражает излучение в такой же степени, как модулирующий элемент, необходимо понимать, что в этом варианте осуществления материал, формируемый на поверхности формирующего оптического элемента, может принимать форму соответствующих каждому вокселу изолированных столбчатых элементов, которые в ряде вариантов осуществления могут быть не связаны друг с другом. В других вариантах осуществления отдельные вокселы поперечно-сшитого материала могут перекрываться друг с другом.

Для контроля взаимного расположения вокселов полимеризованного материала и, таким образом, наличия перекрытия или промежутка между соседними вокселами полимеризованного материала может использоваться управление ЦМУ или иным устройством, используемым для направления лучей актиничного излучения на формирующий оптический элемент.

Кроме того, в ряде вариантов осуществления на пространственное распространение вокселов при заданном наборе параметров актиничного облучения может влиять концентрация ингибитора. Соответственно, в ряде вариантов осуществления элементы-вокселы определяют актиничную активность, которая переходит через границы между отдельными вокселами. В этом случае на микроскопическом уровне указанные отдельные столбчатые элементы будут пытаться объединиться друг с другом в условиях облучения, если существуют условия для значительной интенсивности облучения в соседних вокселах. В ряде вариантов осуществления оптическая система формирования изображения может работать в режиме некоторой расфокусировки, что позволяет создать другой вариант осуществления способа слияния отдельных столбчатых элементов в целое. В других вариантах осуществления аналогичный эффект могут обеспечить колебательные или качательные движения формирующего оптического элемента и его держателя в пространстве, так что отдельные вокселы будут перекрываться друг с другом с образованием непрерывного элемента формы.

В другом аспекте настоящего изобретения ЦМУ-скрипт для конкретного воксела может определять интегральную интенсивность или время экспозиции, которые приводят к протеканию реакции в глубине воксела, в направлении от поверхности формирующего оптического элемента. На некоторой глубине данные условия могут включать условия протекания фотоинициированной реакции в реакционной смеси мономера, при которых степень завершения реакции определяет точку гелеобразования.

В результате реакции при глубинах менее заданной может образовываться трехмерный аспект, однако при глубинах больше заданной точка гелеобразования не достигается, и смесь все еще представляет собой текучую смесь компонентов, более вязкую по сравнению с окружающей исходной реакционной смесью мономера вследствие частично прошедшей реакции полимеризации.

В подобных вариантах осуществления имеется достаточный объем исходной реакционной смеси, включающий области, в которых реакция протекла до степени превращения большей, чем точка гелеобразования, и область, в которой материал представляет собой негелевый слой, который может включать смесь частично прореагировавшей и не прореагировавшей реакционной смеси. В ряде вариантов осуществления часть последнего слоя может представлять собой слой так называемой текучей линзообразующей реакционной среды. На микроскопическом уровне он образуется внутри объема имеющейся реакционной смеси, но необязательно во всем объеме между двумя частями формы для литья.

В других вариантах осуществления используемый ЦМУ-скрипт может использоваться для задания локальных элементов конструкции линзы в разбитом на вокселы слое, реакция в котором прошла далее точки гелеобразования. В ряде вариантов осуществления этот элемент может рассматриваться как форма для заготовки линзы. В качестве не ограничивающего примера рассмотрим воздействие ввода в ЦМУ-скрипт преимущественно линейной конструктивной особенности, которая имеет ширину в несколько вокселов и длину во множество вокселов и характеризуется низкой интегральной интенсивностью облучения для всех входящих в нее вокселов. Используя обсужденные в примере 3 варианты осуществления, в качестве не ограничивающего примера можно предвидеть, что подобная линейная особенность будет сформирована в форме для заготовки линзы. На микроскопическом уровне соседним вокселам может соответствовать такая интенсивность, чтобы их толщина в форме для заготовки линзы была достаточно большой. На первом соседнем вокселе формируемой линейной конструктивной особенности толщина формы резко уменьшится, что приведет к появлению особенности на профиле толщины формы, связанной с линейной конструктивной особенностью, заданной в ЦМУ-скрипте.

На фиг.4 как элемент 400 показана линза, сформированная согласно ряду вариантов осуществления настоящего изобретения. В данном примере линза имеет линейную конструктивную особенность 440, простирающуюся вдоль линзы на множество вокселов. По аналогии должно быть понятно, что аспекты настоящего изобретения включают множество вариантов осуществления, учитывающих формы и особенности профилей толщины, которые могут быть заданы в дополнение к оптическим поверхностям линзы. В качестве примера среди множества возможных подобных вариантов осуществления могут присутствовать юстировочные элементы, участки поднятой поверхности и участки с заглубленной поверхностью. В дополнительных вариантах осуществления могут быть сформированы одна или несколько особенностей профиля толщины линзы, такие как, например, особенности для создания сливных каналов - линейных конструктивных особенностей, простирающихся преимущественно в радиальном направлении к краю формы для заготовки линзы, лунки или глухие отверстия различных форм и размеров, резкие перепады вверх или вниз по сравнению с соседней средней топологией, а также плато, или преимущественно плоские участки, на подмножествах участков, определяющих профиль линзы. Указанные примеры являются лишь некоторыми вариантами осуществления, связанными с методикой формирования линзы, которые будут очевидны специалисту в данной области.

На фиг.5 показано формирующее линзу устройство, в состав которого входит источник излучения 520. Генерируемое источником 520 излучение занимает определенную спектральную область и имеет некоторое пространственное распределение интенсивности и направленности. В ряде вариантов осуществления указанная определенная спектральная область включает актиничное излучение для реакционной смеси, используемой для изготовления линзы.

Регулятор пространственного распределения интенсивности 530, или коллиматор, может использоваться для конденсации, рассеивания и, в ряде вариантов осуществления, коллимирования излучения от источника излучения 320 для создания потока излучения 540 с высокой пространственной однородностью интенсивности. Также в ряде вариантов осуществления полученный поток излучения 540 направляется на цифровое зеркальное устройство ЦЗУ 510, которое разделяет поток излучения на элементы-пикселы, интенсивность каждого из которых может принимать дискретное значение 1 или 0 (вкл./выкл.). Зеркало в каждом из пикселей отражает свет вдоль одного из двух направлений. Направление «ВКЛ.» (элемент 550) является направлением, летящие вдоль которого фотоны достигают реакционной химической среды.

С другой стороны, в ряде вариантов осуществления в состоянии «ВЫКЛ.» отраженный свет направляется вдоль другого направления, которое находится между направлениями, указанными на чертеже элементами 516 и 517. Летящие вдоль направления «ВЫКЛ.» фотоны попадают в световую ловушку 515, которая функционально поглощает или иным образом задерживает все направленные на нее фотоны.

Возвращаясь к направлению «ВКЛ.» 550, идущее вдоль него излучение потенциально содержит множество лучей от различных пикселов, которые были установлены в состояние «ВКЛ.» и которые пространственно направлены соответствующих отдельных путей, ведущих к соответствующим пикселам. Средняя по времени интенсивность излучения от каждого из элементов-пикселов вдоль соответствующих путей 550 может быть представлена в виде пространственного профиля интенсивности 560 на пространственной решетке, задаваемой ЦЗУ 510. В альтернативном варианте при постоянной интенсивности падающего на каждое зеркало излучения элемент 560 может быть представлен в виде пространственно-временного профиля экспозиции.

Каждый находящийся во включенном состоянии элемент-пиксел будет направлять фотоны вдоль соответствующего пути 550. В ряде вариантов осуществления результирующий поток излучения может быть затем сфокусирован с помощью фокусирующего элемента. В качестве примера световые пути 550 проецируются таким образом, что поток излучения падает практически вертикально на оптическую поверхность формирующего оптического элемента 580. Несущий изображение поток излучения затем проходит через формирующий оптический элемент 580 и попадает в емкость 590, в которой находится реакционная смесь.

Взаимодействие прошедшего света для каждого заданного элемента-пиксела определяет состояние «ВКЛ.» элемента-воксела в объеме реакционной среды или способного к поперечной сшивке материала, находящегося в емкости 590 в окрестности формирующего оптического элемента 580. Попадающие в заданный элемент объема фотоны могут быть поглощены и могут инициировать реакцию в поглотившей их молекуле, что приведет к изменению полимеризационного состояния мономера в некоторой окрестности поглотившей фотон молекулы.

В соответствии с рядом вариантов осуществления настоящего изобретения, для формирования офтальмологической линзы могут использоваться растровые литографические системы. Графическое изображение поверхности волнового фронта для изготовленной таким образом линзы представлено на фиг.4.

В ряде вариантов осуществления возможен контроль условий окружающей устройство 500 среды, включая температуру и влажность воздуха. Состав окружающей устройство 500 атмосферы может контролироваться, например, путем продувки газообразным азотом. Такая продувка может использоваться для повышения или понижения парциального давления кислорода в атмосфере до заданного уровня. Влажность также может поддерживаться на заданном относительном уровне, например, на уровне относительно меньшей влажности, чем в офисном помещении.

Другим внешним параметром, который может контролироваться в ряде вариантов осуществления, является уровень вибрационной энергии, который допустим для отдельных компонентов устройства. В ряде вариантов осуществления большие и массивные поддерживающие структуры обеспечивают условия работы с относительно низкими вибрациями. В других вариантах осуществления вся растровая литографическая система 500 или часть ее компонентов могут быть размещены на несущих элементах с активным подавлением вибраций. Не ограничивая общий характер возможного решения, необходимо уточнить, что специалистам в данной области хорошо известно, что поршневая развязывающая система с воздушными демпферами может значительно ослабить передачу вибрационной энергии на изолируемую систему. Другие стандартные средства вибрационной развязки также могут соответствовать целям настоящего изобретения.

Наличие аэрозольных частиц в окружающем устройство воздухе может привести к нежелательному возникновению дефектов различных типов, включая попадание посторонних частиц в изготавливаемые линзы и заготовки линз. Например, аэрозольные частицы могут повлиять на функционирование микрозеркала, а их попадание на пути излучения могут привести к модуляции интенсивности излучения в одном или нескольких зеркалах. По этим причинам по меньшей мере процесс обеспечения мер по контролю концентрации аэрозоля в воздухе находится в рамках сферы действия настоящего изобретения. Возможным примером варианта осуществления для достижения указанной цели может служить использование высокоэффективных аэрозольных воздушных фильтров (НЕРА) в зоне установки устройства и обеспечение достаточной интенсивности продувки воздуха через фильтры для установления ламинарного режима течения воздуха на открытых элементах устройства. Тем не менее, любой вариант осуществления, позволяющий значительно снизить концентрацию аэрозоля внутри и вокруг устройства, находится в рамках сферы действия настоящего изобретения.

Другим аспектом тщательного контроля условий работы для оптического устройства, составляющего предмет настоящего изобретения, является внешнее освещение и способы управления им. В ряде вариантов осуществления внешняя засветка может служить источником актиничного излучения, поэтому необходимо ограничивать побочные источники оптической энергии.

В соответствии с указанным выше, в ряде вариантов осуществления устройство 500 может быть помещено в кожух из непрозрачного материала, позволяющий обеспечить указанные выше меры по контролю окружающей среды. В предпочтительном варианте осуществления в рабочей зоне устройства могут использоваться источники фильтрованного света, что может быть достаточным для защиты активных компонентов устройства от попадания на них содержащего актиничное излучение внешнего света.

На фиг.6 крупным планом изображен источник излучения 600. Конкретные характеристики используемого излучения могут считаться фундаментальным аспектом любой литографической системы, и в предусматривающих растровое оптиколитографическое устройство вариантах осуществления настоящего изобретения природа используемого в системе источника излучения может оказаться важной.

В ряде вариантов осуществления предпочтительно, чтобы источник излучения 620 генерировал излучение в узкой спектральной области. Компоненты представленного на чертеже примера осуществления системы освещения 600 обеспечивают средства для получения указанного узкополосного излучения. В предпочтительном варианте осуществления источник света включает светодиод 620, который установлен на развязывающем держателе внутри кожуха 610. В качестве примера в ряде вариантов осуществления светодиодный источник 620 может представлять собой источник света типа AccuCure ULM-2-365 с контроллером компании Digital Light Lab Inc. (Ноксвилль, штат Теннесси, США). Источник этой модели излучает свет в узкой спектральной области с центром на длине волны 365 нм и шириной на полувысоте приблизительно 9 нм. Таким образом, данный доступный в продаже источник излучения обеспечивает излучение в желаемой узкой области спектра, при этом отсутствует необходимость в дополнительных компонентах. Необходимо понимать, что для этих целей может также использоваться любой светодиод или иной источник излучения с аналогичными характеристиками.

В альтернативном варианте могут использоваться источники 620 с более широкой областью излучения, например, дуговая угольная лампа или ксеноновая лампа. В таком варианте может использоваться широкополосный источник излучения 620. Излучение генерируется внутри защитного кожуха 610 и проходит через барабан с фильтрами 630, установленный на источнике излучения 620. Указанный барабан с фильтрами 630 может содержать несколько фильтров 631 в разных рабочих положениях, и среди этих фильтров 631, например, может присутствовать полосовой фильтр, пропускающий излучение с центральной длиной волны 365 нм и шириной полосы пропускания на полувысоте приблизительно 10 нм. В таком варианте осуществления барабан с фильтрами может приводиться в движение исполнительным устройством с электродвигателем 640, позволяющим поворачивать барабан разными фильтрами в рабочую область, поэтому такой пример варианта осуществления растровой литографической системы 500 может работать на нескольких длинах волн.

Необходимо понимать, что может быть реализовано множество альтернативных вариантов осуществления, включающих, помимо прочего, возможность постоянного закрепления фильтра 631 рядом с широкополосным источником света 620. В другом аспекте возможность работы на нескольких длинах волн может быть обеспечена в альтернативном варианте осуществления, который предусматривает, что в кожухе 610 находится несколько светодиодных источников излучения 620, которые включаются по отдельности для получения необходимой длины волны.

Если рассматривать вопрос в целом, в разных вариантах осуществления могут использоваться различные источники излучения, включая, например, лампы накаливания, лазеры, светодиоды и иные аналогичные продукты, с использованием или без использования фильтров различного типа. Кроме того, в ряде вариантов осуществления могут использоваться источники, способные генерировать излучение в регулируемой спектральной полосе, и такая возможность также находится в рамках сферы действия настоящего изобретения.

Источник света 600 может дополнительно обладать характеристиками стабильности, однородности и относительно высокой интенсивности генерируемого излучения. В ряде предпочтительных вариантов осуществления светодиодный источник 620 типа AccuCure генерирует интенсивный световой поток и имеет внутренний управляющий контур обратной связи, поддерживающий интенсивность излучения неизменной во времени.

Источник излучения 620 может включать средства управления модуляцией интенсивности излучения, включая переключение источника из включенного состояния в выключенное и обратно с заданной скважностью. Таким образом, данный режим контроля интенсивности позволяет получать регулируемый средний уровень интенсивности за некоторый промежуток времени. В альтернативном варианте в дополнительном примере осуществления светодиодный источник может поддерживать возможность управляемого напряжением режима работы, когда изменение интенсивности производится путем установки не зависящего от времени уровня излучаемой мощности.

Для обеспечения стабильности выходной мощности источника излучения 620 любого типа могут вводиться дополнительные элементы контроля окружающей среды источника, что приводит к возможности создания дополнительных вариантов осуществления. Примеры данного аспекта могут включать средства контроля температуры с использованием систем охлаждения. Другие элементы контроля окружающей среды источника могут приводить к созданию дополнительных вариантов осуществления, соответствующих целям настоящего изобретения.

В другом аспекте использование источника излучения 600 позволяет создать альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения с модулированием интенсивности излучения. Отдельный источник излучения 620 при этом может работать в режиме генерирования постоянной интенсивности, а барабан с фильтрами 630 может приводиться в движение исполнительным устройством с электродвигателем 640, вводя на пути светового потока нейтральный поглощающий фильтр 631. Таким образом, интенсивность излучения, поступающего в остальные части растровой литографической системы 500, будет модулирована в сторону уменьшения. С точки зрения общности возможных подходов необходимо отметить, что в конструкции индивидуальных светофильтров 631 предусмотрено множество степеней свободы, что может приводить к созданию различных аспектов их вариантов осуществления. В качестве не ограничивающего примера конструкция фильтра может обеспечивать модуляцию интенсивности проходящего светового потока с заданным пространственным профилем, так что интенсивность излучения, проходящего вдоль одного пути через фильтр, будет выше интенсивности излучения, проходящего вдоль другого пути. В качестве второго не ограничивающего примера конструкция барабана с фильтрами может обеспечивать модуляцию интенсивности светового потока, синхронизированную с работой ЦЗУ, тем самым позволяя координировать пикселы с интенсивностями потока излучения, определяемыми значениями оптической плотности каждого сегмента фильтра в барабане. В альтернативных вариантах осуществления могут использоваться сочетания описанных режимов работы. Также необходимо понимать, что любые средства контроля интенсивности светового потока с описанными выше характеристиками находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В ряде вариантов осуществления барабан с фильтрами 630 может иметь затвор на фильтрующем элементе 631 для блокирования излучения от прохождения в остальные части оптической системы 500. Наличие такой функции может быть сопряжено со значительными преимуществами, включая стабильность и увеличение срока службы находящихся на пути светового потока оптических компонентов. Кроме того, в ряде вариантов осуществления стабильность работы источника излучения 620 повышается, если источник может работать непрерывно. Блокирующий фильтр 631 позволит проводить в остальных частях рабочей системы операции, которые требуют отсутствия излучения от источника 600. Специалисту в данной области будет очевидно, что хотя для барабана с фильтрами 630 было указано конкретное место расположения, возможны различные допустимые места его размещения вдоль оптического пути излучения.

В другом аспекте в ряде вариантов осуществления настоящего изобретения в состав растрового оптиколитографического устройства может дополнительно входить гомогенизирующий и коллимирующий поток излучения оптический элемент. Это устройство получает поток излучения с выхода источника света 520 и выдает на выходе поток излучения 540 с более однородным распределением интенсивности, которое сфокусировано на ЦЗУ 510.

На фиг.7 представлены некоторые предпочтительные варианты осуществления такого устройства. Как было указано выше, задача этой части системы состоит в коллимировании потока излучения от источника излучения 520 и повышении однородности пространственного распределения его интенсивности. В ряде предпочтительных вариантов осуществления используется светодиодный источник излучения 620 AccuCure с длиной волны 365 нм, сопряженный с оптическими компонентами для коллимирования выходного потока излучения источника излучения 620.

В состав подобного коллимирующего устройства может входить коллимирующий компонент и гомогенизирующий компонент. В предпочтительном варианте осуществления достаточно коллимированный в источнике 620 поток излучения проходит в устройство 700 и падает на набор фокусирующих оптических элементов 710 диаметром приблизительно 2,54 см (1 дюйм). Указанные оптические элементы 710 могут представлять собой готовые линзы, поставляемые, например, компанией CVI Laser, Inc. (Альбукерке, штат Нью-Мехико, США).

Одна или несколько линз 710 могут использоваться для фокусирования излучения источника на торец световода 720. Указанный световод 720 выполняет функцию повышения однородности входного потока излучения, выравнивая пространственные колебания интенсивности излучения. Световод 720 может представлять собой шестигранный световод, изготовленный из акрилового материала УФ-класса. В альтернативных вариантах осуществления может использоваться оптическое устройство для повышения пространственной однородности излучения источника.

Затем выходящий из световода 720 гомогенизированный поток излучения фокусируется стандартным оптическим элементом 730, также представляющим собой готовую линзу, поставляемую, например, компанией CVI Laser, Inc. (Альбукерке, штат Нью-Мехико, США). После этого сфокусированный световой поток проходит через диафрагмирующую апертуру 740 на набор фокусирующих оптических элементов 750 диаметром приблизительно 5,08 см (2 дюйма). Такие фокусирующие элементы тоже представляют собой готовые оптические компоненты, поставляемые, например, компанией Thorlabs Inc. (Ньютон, штат Нью-Джерси, США). Задача фокусирующих оптических элементов 750 состоит в направлении потока излучения в фокальную точку на цифровом зеркальном устройстве (ЦЗУ) 510. На этом оптический путь в секции освещения растровой литографической системы завершается. Возможны многочисленные варианты осуществления с изменением тех или иных аспектов указанных коллимирующих и гомогенизирующих компонентов для достижения аналогичной цели - освещения ЦЗУ 510 интенсивным однородным потоком излучения с требуемой центральной длиной волны и спектральной шириной, которые находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В предпочтительном варианте осуществления элементы системы освещения 520 и 530 направляют поток излучения (показанный как элемент 820 на фиг.8) в область на и непосредственно вокруг активных элементов, из которых состоит цифровое зеркальное устройство компании Texas Instruments 510. Используемое в предпочтительном варианте осуществления ЦЗУ было получено в составе комплекта для разработки с использованием ЦЗУ - DMD Developer Kit: DMD Discovery 3000, поставляемого компанией DLi (Digital Light Innovations, Остин, штат Техас, США). В комплект входит плата DLi DMD Discovery 3000 с установленным чипом ЦЗУ DLP^tm XGA DMD компании Texas Instruments (768×1024 зеркал) с диагональю 1,78 см (0,7 дюйма) в исполнении с прозрачным для УФ-излучения окном. В комплект также входит плата высокопроизводительного процессора обработки света ALP-3 High Speed light Processing, сопряженная с платой D3000 и выполняющая функцию связующего звена между компьютером и платой D3000. Эти компоненты вместе указаны как элемент 810 на фиг.8, на котором показаны компоненты системы формирования изображения 800 описываемого предпочтительного варианта осуществления растровой литографической системы. Подробное описание ЦЗУ DLP™ XGA DMD компании Texas Instruments можно получить непосредственно в компании Texas Instruments в форме технического справочного руководства DMD Discovery™ 3000 Digital Controller (DDC3000) Starter Kit Technical Reference Manual.

Указанное ЦЗУ 810 может осуществлять функцию пространственной модуляции интенсивности излучения, поступающего из системы освещения. ЦЗУ компании Texas Instruments выполняет такую функцию цифровым способом, отражая свет отдельными микрозеркальными компонентами, каждому из которых соответствует уникальное положение на пространственной сетке активной области устройства. Поэтому интенсивность излучения, отражаемого ЦЗУ 810 и выходящего из системы формирования изображения 800, в целом не изменяется, однако путем регулирования скважности импульсов, переключающих зеркала из включенного состояния в выключенное и обратно, можно изменять среднюю по времени интенсивность излучения, отражаемого от отдельно взятого пиксела в рабочем направлении.

В других вариантах осуществления для контроля интенсивности доставляемого в отдельный воксел излучения может применяться пространственный световой модулятор (ПСМ), например, поставляемый немецкой компанией Fraunhofer Institut Photonische Microsysteme, который может осуществлять функцию компонента пространственной модуляции интенсивности 810. Зеркалоподобная поверхность ПСМ на самом деле состоит из множества (тысяч) крохотных подвижных зеркал, каждому из которых соответствует ячейка памяти в управляющей интегральной схеме. Изображение в виде профиля интенсивности направляется в устройство ПСМ, отдельные зеркала которого в результате этого либо искривляются, либо остаются плоскими (в отличие от ЦЗУ компании Texas Instruments, в котором зеркала поворачиваются или наклоняются). Отраженное от искривленных зеркал излучение рассеивается таким образом, что оно не проходит через оптическую систему и не доходит до фоточувствительной реакционной смеси.

На фиг.8, как указано выше, показано, что активный компонент системы формирования изображения ЦЗУ 810 обрабатывает излучение в цифровом виде, отражая его в одном из двух направлений. Направление отражаемого в выключенном состоянии луча выбрано таким образом, что излучение никогда не попадает в область пространства с фотохимически активной реакционной смесью. Для полного поглощения света, отраженного в направлении «ВЫКЛ.», в состав системы формирования изображения 800 может входить световая ловушка 830. Такая ловушка имеет поверхности с высоким коэффициентом поглощения, которые поглощают практически все попадающее на них излучение, при этом отраженный свет направляется только вглубь ловушки. В предпочтительном варианте осуществления в качестве не ограничивающего примера эти поверхности включают нейтральные поглощающие стеклянные пластины, например, поставляемые компанией Hoya Inc. (Токио, Япония).

Свет, отраженный от находящихся во включенном состоянии зеркальных элементов, направляется по другому оптическому пути и проходит до фокусирующих элементов 840. Как и другие оптические элементы, эти фокусирующие линзы диаметром приблизительно 2,54 см (1 дюйм) представляют собой готовые оптические компоненты, поставляемые, например, компанией Thorlabs Inc. (Ньютон, штат Нью-Джерси, США). Фокусирующие линзы 840 фокусируют излучение, поступающее от находящихся во включенном состоянии элементов ЦЗУ 810, в виде изображения на формирующий оптический элемент, где и протекает фотоинициируемая реакция в реакционной смеси мономера.

В ряде вариантов осуществления предпочтительно обеспечить возможность контроля формируемого изображения и состояния оптического тракта непосредственно, а не определять его по изготовленным линзам. В предпочтительном варианте осуществления описываемого растрового оптиколитографического устройства предусмотрена возможность такого непосредственного контроля. Фокусируемое на формирующий оптический элемент 580 излучение может быть перехвачено зеркалом 850, которое может быть установлено на пути или убрано с пути светового пучка. Направляемый таким образом поток излучения попадает на фотодетектирующее устройство визуализации 860.

Как показано на фиг.9, компоненты формирующего устройства 900 направляют поток излучения в конечную точку в реакционной смеси. Как было указано выше, в ряде вариантов осуществления излучение уже было сфокусировано с нормальной ориентацией по отношению к поверхности формирующего оптического элемента 930. В представленном на изображении варианте осуществления 900 излучение может падать практически вертикально на поверхность формирующего оптического элемента 930. В альтернативном варианте осуществления в конструкции может быть предусмотрена линза, удерживаемая кольцевым держателем или иным фиксирующим элементом, представленным под номером 921, который поддерживает требуемое положение указанной линзы по отношению к формирующему оптическому элементу 930. С точки зрения общности используемых подходов необходимо отметить, что настоящее изобретение охватывает множество вариантов осуществления, связанных с организацией оптического пути для излучения, направляемого в отдельные вокселы вдоль поверхности формирующего оптического элемента 930.

Как показано на фиг.9, поскольку относительная ориентация емкости с реакционной смесью мономера и формирующего оптического элемента имеет значение, в ряде вариантов осуществления может быть предусмотрен механизм их согласованного размещения, представленный на чертеже как взаимодействие направляющего элемента 970 и емкости 950, содержащей реакционную смесь мономера. Согласованное размещение указанных элементов также обеспечивает контроль над размещением емкости 950 путем ее центрирования по отношению к поверхности формирующего оптического элемента 930. В ряде вариантов осуществления эффективность такого позиционирования может быть повышена путем использования разделительного кольца 951. Образуемый кольцом зазор также позволяет регулировать объем реакционной смеси мономера, вводимой в емкость 950.

На фиг.9 также проиллюстрирован дополнительный аспект варианта осуществления, связанный с контролем состава атмосферы, в которой находится реакционная смесь мономера. Поскольку в ряде вариантов осуществления присутствующий в атмосфере кислород может изменять фотохимические процессы в мономерах и выступать в роли ловушки фотогенерируемых свободных радикалов, в ряде вариантов осуществления он должен быть исключен из атмосферы, окружающей емкость 950. В представленном на фиг.9 варианте осуществления 900 это достигается путем использования внешней оболочки 990. Продувка инертным газом, например, азотом, через патрубки 960 позволяет удалить кислород из рабочей зоны устройства. В другом варианте осуществления концентрация кислорода в атмосфере может поддерживаться на необходимом уровне путем контролируемого разбавления в газе, подаваемом через патрубки 960 и продуваемом через внешнюю оболочку 990. Стандартные регуляторы расхода газа для получения постоянного уровня разбавления кислорода в поступающем в патрубки 960 газе хорошо известны специалистам и образуют варианты осуществления, подпадающие под сферу действия настоящего изобретения.

В емкость 950, содержащую реакционную смесь мономера, может быть помещено соответствующее количество указанной реакционной смеси. В ряде вариантов осуществления заполнение емкости может производиться до уровня размещения формирующего оптического элемента 930 в рабочем положении относительно емкости 950. В других вариантах осуществления указанный формирующий оптический элемент 930 и емкость 950 могут быть помещены внутрь внешней оболочки 990 и продуты потоком газа, поступающего через патрубки 960. Реакционная смесь также может фильтроваться перед использованием. Затем в емкость 950 может подаваться необходимое количество реакционной смеси мономера 945.

Возможны различные способы подачи реакционной смеси мономера 945, включая наполнение вручную, автоматическое дозирование жидкости или подачу смеси до тех пор, пока индикатор уровня не покажет необходимый уровень заполнения емкости 950 реакционной смесью мономера 945. С точки зрения общности используемых подходов специалисту в данной области будет очевидно, что возможно множество вариантов осуществления способов подачи необходимого количества реакционной смеси мономера 945 в емкость 950, при этом все указанные способы находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

Для таких вариантов осуществления, в которых уровень содержания кислорода критичен для протекания фотохимических реакций, необходимо понимать, что кислород может присутствовать в виде газа, растворенного в реакционной смеси мономера 945. В таком варианте осуществления необходимо использовать средства для установления определенной концентрации растворенного кислорода в реакционной смеси мономера 945. Для достижения этой цели ряд вариантов осуществления включает выдерживание смеси в атмосфере, через которую проходит поток продувочного газа 960. В альтернативных вариантах осуществления может использоваться вакуумная откачка растворенных газов в подающем сосуде со смесью мономера и восстановление необходимого уровня кислорода в момент дозирования смеси путем газового обмена с дозируемой жидкостью через соответствующую мембрану. В рамках настоящего изобретения необходимо понимать, что любые средства для установления концентраций необходимых растворенных газов на требуемом уровне являются приемлемыми. Кроме того, в более общем смысле другие материалы также могут выступать в качестве ингибиторов в присутствии или в отсутствие растворенного кислорода. С более общей точки зрения настоящее изобретение охватывает все варианты осуществления с использованием устройства для достижения и поддержания соответствующего уровня ингибитора в реакционной смеси мономера.

На фиг.10 представлен пример формирующего оптического элемента, а также удерживающего и позиционирующего устройства 1000. Структура, несущая формирующий оптический элемент, может представлять собой плоский стеклянный диск 1040. Формирующий оптический элемент может быть позиционирован и закреплен с помощью оптически приемлемого связующего 1020 при использовании сборочного стенда для обеспечения соответствующего взаимного расположения формирующего оптического элемента и несущего диска. Плоская поверхность диска обеспечивает прямую ориентацию в вертикальном направлении, а позиционирующая прорезь 1030 и другие не представленные на фиг.10 плоские поверхности обеспечивают радиальное и горизонтальное позиционирование.

Представленный на фиг.11 диск 1000 сопрягается с системой емкостей для реакционной смеси мономера 1100. Плоские поверхности при этом устанавливаются на три сопряженные площадки 1130. Ряд вариантов осуществления может также включать подпружиненный позиционирующий штифт 1120, который входит в позиционирующую прорезь диска 1030. Два неподвижных позиционирующих штифта (не показаны) при этом входят в сцепление с двумя другими плоскими поверхностями на сборке формирующего оптического элемента - такое сочетание штифтов и соответствующих им прорезей кинематически позиционирует сборку формирующего оптического элемента по всем степеням свободы, обеспечивая воспроизводимое и надежное позиционирование формирующего оптического элемента на пути излучения. В ряде вариантов осуществления может также быть предусмотрена емкость для реакционной смеси мономера 1110. С точки зрения общности используемых подходов, в рамках описываемого изобретения возможны различные варианты осуществления способов центровки формирующего оптического элемента, очевидные для специалиста в данной области, для размещения подобного оптического элемента вблизи емкости, содержащей реакционную смесь мономера, и для размещения одного или нескольких аналогичных устройств в условиях контролируемой окружающей среды.

Формирующий оптический элемент 1010 обеспечивает по меньшей мере частичное пропускание актиничного излучения в требуемой спектральной области. Соответственно, в различных вариантах осуществления формирующий оптический элемент 1010 может быть изготовлен, например, из одного или нескольких из следующих материалов: кварц, пластмасса, стекло или иной материал, прозрачный в диапазоне длин волн, используемых для полимеризации реакционной смеси мономера. Также необходимо отметить, что геометрическая форма формирующего оптического элемента 1010 включает одну из поверхностей 1011 с характеристиками, передаваемыми линзе или заготовке линзы, формируемой на поверхности 1011 путем полимеризации, инициируемой формирующим актиничным излучением, которое поступает через формирующий оптический элемент 1010. Многочисленные варианты осуществления данной геометрической формы входят в сферу действия настоящего изобретения.

В рамках многочисленных вариантов осуществления, которые могут быть использованы для конструкции и характеристик формирующего оптического элемента 1010, некоторые примеры указанных элементов могут иметь уникальные аспекты, связанные, например, с использованным при изготовлении материалом, технологическим процессом, практикой и (или) иными аспектами. Указанные аспекты могут взаимодействовать или не взаимодействовать с растровой литографической системой 500, создавая уникальный набор смещений профиля интенсивности излучения воксел к вокселу, необходимого для получения конечного продукта с заданными характеристиками. Таким образом, ряд вариантов осуществления может включать средства подготовки формирующих оптических элементов 1010 к работе, поддержания их в рабочем состоянии и контроля работы. В качестве примера одним из возможных вариантов осуществления может включать нанесение кодированной идентификационной метки в машиночитаемой форме на плоскую поверхность носителя формирующего оптического элемента 1040. Дополнительные варианты осуществления могут включать, например, закрепление чипа радиочастотной идентификации с идентификационной меткой для автоматического считывания. Допустимы также иные варианты осуществления способов идентификации отдельных носителей формирующих оптических элементов 1040, которые находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

Результирующий продукт, который получается при использовании описанного растрового оптиколитографического оборудования 500, может быть представлен в виде различных вариантов осуществления. В одном из вариантов осуществления, как показано на фиг.9, изготавливаемый оптический продукт 940 формируется на поверхности формирующего оптического элемента 930, находясь при этом в объеме оставшейся реакционной химической смеси 945. Операция извлечения формирующего оптического элемента 930 с оптическим продуктом 940 из химической смеси 945 предполагает дополнительные варианты осуществления указанного устройства. В ряде вариантов осуществления формирующий оптический элемент 930 и удерживаемый на его поверхности силами адгезии оптический продукт 940 могут быть извлечены из химической смеси 945, например, с помощью автоматического робота-манипулятора.

На фиг.12 схематически показаны некоторые аспекты осуществления устройства удаления текучего химического материала 1200. На чертеже заготовка линзы показана закрепленной на формирующем оптическом элементе 1250, к которому прикреплена позиционирующая пластина 1260. Данное сочетание элементов показано для варианта осуществления, в котором лицевая поверхность заготовки линзы обращена вниз. Текучая линзообразующая реакционная смесь 1240 может перемещаться под воздействием различных сил, в том числе силы тяжести. Капиллярное устройство 1210 размещается в непосредственной близости от текучей линзообразующей реакционной смеси 1240, рядом с ней и в капле текучего химического материала, которая скопилась в нижней точке поверхности линзы. В предпочтительном варианте осуществления указанный капилляр может представлять собой полимерный капилляр, изготовленный из необработанной пластиковой микрогематокритической трубки типа Safecrit, модель HP8U. В альтернативном варианте данный капилляр также может быть изготовлен из стекла, металла или любого иного материала, совместимого с физическими и химическими требованиями к удалению текучего химического материала.

Текучий химический материал 1240 втягивается вовнутрь капилляра 1210 и образует объем материала 1241, который извлекается из заготовки линзы. В одном варианте осуществления описанный процесс может повторяться несколько раз. После такой обработки на поверхности формы для заготовки линзы 1750, заготовки линзы 1200 остается сниженное количество текучей линзообразующей реакционной смеси.

Такая обработка может затрагивать различные аспекты текучей линзообразующей реакционной смеси, включая, например, отделение и удаление менее вязких компонентов текучей линзообразующей реакционной смеси. Специалисту в данной области будет очевидно, что возможны различные варианты осуществления, связанные с деталями осуществления процесса удаления химического материала и входящие в сферу действия настоящего изобретения.

Как правило, варианты осуществления могут включать физические способы реализации процесса удаления химического материала с поверхности. Примером другого варианта осуществления может служить подключение компонента вакуумной системы 1220 для более эффективного удаления текучей линзообразующей реакционной смеси 1240. В качестве не ограничивающего примера в другом варианте осуществления могут использоваться несколько экземпляров капиллярного устройства 1210, размещенных таким образом, что концы капилляров повторяют геометрическую форму поверхности формирующего оптического элемента 1250. Кроме того, удаление химического материала может производиться с помощью материала с большой площадью поверхности, например, губки, или с помощью наноматериалов с большой площадью поверхности. Возвращаясь к описанной ранее концепции, в альтернативном варианте осуществления может использоваться регулирование скорости извлечения заготовки линзы, находящейся на формирующем оптическом элементе 930, из реакционной смеси 945. В этом варианте осуществления силы поверхностного натяжения могут обеспечивать механизм удаления химического материала, аналогичного этапу капиллярного удаления материала, и приводить к снижению количества текучей линзообразующей реакционной смеси 1710 на готовой заготовке линзы. С точки зрения общности используемых подходов, многочисленные варианты осуществления устройства, способного выполнять удаление части текучей линзообразующей реакционной смеси 1240, находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

Компонент вакуумной системы 1220 в предпочтительном варианте осуществления также выполняет функцию, аналогичную описанной выше. При обработке множества заготовок линз устройство удаления химического материала 1200 должно производить удаление химического материала многократно. Указанный компонент вакуумной системы 1220 может использоваться для очистки и откачки материала из капиллярного устройства 1210. В другом варианте осуществления может быть предусмотрено пропускание через капиллярное устройство 1210 потока очищающего растворителя в сочетании с работой компонента вакуумной системы 1220.

Как правило, представленные на фиг.12 варианты осуществления 1200 иллюстрируют принцип функционирования системы удаления химического материала и подробно рассматривают задействованные в процессе компоненты. С другой стороны, на фиг.13 представлен более общий вид вариантов осуществления компонентов рассматриваемой системы удаления химического материала 1300 для более простого описания как оборудования, используемого в предпочтительном варианте осуществления, так и возможных изменений конструкции системы. В представленной на фиг.13 схеме 1300 показано устройство капиллярного удаления материала 1305 и заготовка линзы, расположенная на формирующем оптическом элементе с несущей пластиной 1306 в аналогичной конфигурации с заготовкой линзы, обращенной строго вниз.

Как показано на фиг.13, необходимо понимать, что в альтернативных вариантах осуществления капиллярное устройство 1305 может быть смещено в сторону от центра, расположенного на формирующем оптическом элементе заготовки линзы 1306. Элементом под номером 1330 показан координатный стол, перемещаемый под одной из осей в плоскости XY. Перемещение стола используется для вывода капилляра на линию, проходящую через центр формирующего оптического элемента. В качестве примера элемент 1330 показан в виде предпочтительного варианта осуществления - ручного верньерного механизма. Однако специалисту в данной области будет очевидно, что необходимое перемещение может производиться и автоматическим устройством, например, содержащим шаговые двигатели. В более общем смысле, в рамках настоящего изобретения для перемещения координатного стола возможно использование автоматического оборудования разного уровня сложности. В еще более общем смысле, для упрощения последующего обсуждения можно считать, что любое приводное устройство в описываемом устройстве предусматривает аналогичную свободу выбора возможного варианта осуществления.

Компонент 1320 - устройство держателя формирующего оптического элемента - включает устройство для гибкого удержания формирующего оптического элемента в заданном положении. Для позиционирования компонента формирующего оптического элемента 1000, описанного выше, могут использоваться схемы позиционирования, аналогичные используемым в растровом оптиколитографическом устройстве 500 в настоящем варианте осуществления. Альтернативные варианты осуществления могут предусматривать перемещение устройства держателя формирующего оптического элемента 1000 с использованием средств автоматизации. Необходимо понимать, что альтернативные способы удержания формирующего оптического элемента и его фиксации в необходимом положении в устройстве удаления текучего химического материала представляют собой согласующиеся аспекты настоящего изобретения.

До сих пор обсуждались варианты осуществления, в которых ось формирующего оптического элемента находилась в перпендикулярном положении относительно горизонтальной плоскости и вдоль направления силы тяжести. В альтернативных вариантах осуществления может быть предусмотрена возможность поворота оси формирующего элемента под углом к указанному перпендикулярному положению. Компонент 1350 представляет собой механизм изменения угла ориентации оси формирующего оптического элемента относительно направления силы тяжести. Фундаментальным аспектом такого изменения будет являться сбор капли текучего вещества 1710 на заготовке линзы в месте, не являющемся центром формирующего оптического элемента. В ряде вариантов осуществления такая возможность сбора жидкой среды в отличной от центра точке может иметь некоторые преимущества.

Ряд представленных на фиг.13 компонентов имеет отношение к вертикальному позиционированию капиллярного устройства 1306 относительно текучей среды на заготовке линзы. Например, компонент 1340 может обеспечивать грубую установку положения по данной координате путем перемещения несущей капилляр 1306 платформы по вертикальной оси. Кроме того, компонент 1345 обеспечивает точную регулировку положения по этой координате. Также возможно регулировать положение несущей формирующий оптический элемент платформы 1310 относительно капиллярного устройства 1306 по этой же оси. Компонент 1370 представляет собой элемент точной регулировки, предназначенный для этих целей.

Как показано на фиг.14, в качестве источника фиксирующего излучения может использоваться источник излучения, аналогичный описанному ранее в контексте растровой оптиколитографической системы 520. Например, в ряде вариантов осуществления источник излучения AccuCure ULM-2-420 с контроллером компании Digital Light Lab Inc. (Ноксвилль, штат Теннесси, США) 1460 может представлять собой приемлемый источник фиксирующего излучения 1461. После установки необходимых значений параметров стабилизации контроллер источника фиксирующего излучения 1460 переводится во включенное состояние, направляя поток фиксирующего излучения 1461 на заготовку линзы и его окрестности и формируя офтальмологическую линзу в соответствии с одним из вариантов осуществления. С точки зрения общности используемых подходов, возможны многочисленные варианты осуществления, относящиеся к стабилизации или иному перераспределению текучей линзообразующей химической смеси по поверхности формы для заготовки линзы 1730 с последующим облучением ее фиксирующим излучением.

В качестве примера некоторые альтернативные варианты осуществления процедуры обработки в фиксирующем устройстве могут включать обработку формы для заготовки линзы, с которой текучий материал был удален в системе промывки. Поскольку подобная форма для заготовки линзы в фиксированной форме может представлять собой полноценную линзу с заданными характеристиками, в рамках настоящего изобретения предусмотрены варианты осуществления, в которых фиксирующее устройство может использоваться таким образом, что не предполагается использование стабилизирующего устройства. В более общем смысле, в рамках настоящего изобретения предусмотрены многочисленные варианты осуществления материалов и форм, в которых фиксирующее устройство выполняет фиксацию материалов без предварительного растекания текучего материала по поверхности, которую необходимо зафиксировать. В качестве примера сформированная с помощью растровой оптиколитографической системы форма для заготовки линзы, с которой был смыт слой текучей линзообразующей химической смеси 1710, тем не менее, может представлять собой вариант осуществления, в котором фиксирующее устройство может выполнить фиксацию заготовки линзы с образованием готовой линзы.

Ряд вариантов осуществления включает альтернативные способы инициации перераспределения текучей линзообразующей химической смеси 1710. В качестве примера в ряде вариантов встряхивание поверхности заготовки линзы с расположенным на ней слоем текучей линзообразующей химической смеси 1710 может обеспечить необходимое перераспределение текучей линзообразующей химической смеси 1710. Кроме того, например, в ряде вариантов осуществления желательно обеспечить вращение заготовки линзы вокруг центральной оси способом, напоминающим широко используемый в технологии пленок способ нанесения покрытия центрифугированием.

В других вариантах осуществления может использоваться минимизация действующей на слой текучей линзообразующей химической смеси 1710 силы тяжести путем контролируемого бросания заготовки линзы 1410 с некоторой высоты. В дополнительных вариантах осуществления изменение интенсивности воздействия силы тяжести может достигаться путем изменения уровня поверхности 1450, на которой находятся заготовка линзы 1410, формирующий оптический элемент 1420 и держатель 1430. Изменение уровня поверхности может приводить к изменению сил, действующих в центральной оптической области текучей линзообразующей химической смеси 1710 и, таким образом, к ее перераспределению.

В другом аспекте ряд вариантов осуществления может включать химические или физические изменения текучей линзообразующей химической смеси 1710. В качестве примера в альтернативном варианте осуществления может использоваться введение некоторого растворителя в слой и вокруг текучего реакционного материала таким образом, чтобы изменить его текучие свойства. Кроме того, указанный вводимый материал может также изменять характеристики поверхностной энергии компонентов системы заготовки линзы 1700. Свойства текучего реакционного химического материала 1710 могут быть частично изменены с помощью фиксирующего излучения 1461 для изменения характеристик текучести способом, отличным от фиксации. В рамках настоящего изобретения возможны многочисленные альтернативные варианты осуществления общей природы, относящиеся к изменению свойств текучего реакционного химического материала.

На преимущественно фундаментальном уровне природа реакционной химической смеси 945 может взаимодействовать с различными вариантами осуществления описываемого устройства для получения различных результатов. Необходимо понимать, что природа устройства стабилизации и фиксации 1400, а также различия в вариантах осуществления, связанные с изменением фундаментальных химических компонентов реакционной химической смеси, находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения. В качестве примера такие различия могут включать, например, изменение выбранной для фиксирующего излучения длины волны и могут реализовываться в вариантах осуществления, обеспечивающих гибкость выбора длины волны фиксирующего излучения.

Поскольку материалы заготовки линзы могут содержать часть готовой линзы, специалисту в данной области будет очевидно, что контроль параметров окружающей среды внутри и вокруг устройства стабилизации и фиксации является важным аспектом настоящего изобретения. Для примера контроль концентрации аэрозольных частиц, например, с использованием высокоэффективных аэрозольных воздушных фильтров (НЕРА) для очистки воздушного потока, может представлять собой один из вариантов осуществления процесса контроля окружающей среды. Так как текучая среда чувствительна к актиничному излучению, дополнительные варианты осуществления процесса контроля окружающей среды включают контроль рассеянного света в рабочей зоне устройства. Кроме того, водяные пары и иные примеси в атмосфере могут отрицательно сказываться на качестве линз, поэтому процесс контроля таких параметров окружающей среды также может включать альтернативные варианты осуществления. Все очевидные для специалиста в данной области многочисленные аспекты контроля окружающей среды находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

Продукт обработки заготовки линзы в вариантах осуществления настоящего изобретения на устройстве стабилизации и фиксации может представлять собой устройства, которые аналогичны или являются формами офтальмологических линз. Во многих смыслах этот материал имеет характеристики, похожие на характеристики готовой гидратированной офтальмологической линзы. Однако во многих вариантах осуществления в результате процедуры стабилизации и фиксации создается изделие, расположенное на формирующем оптическом элементе и держателе 1430, которое в негидратированной форме может быть измерено различными способами.

На фиг.15 представлен вариант осуществления измерительного устройства, позволяющего определять оптические характеристики и свойства материала изделий. Необходимо понимать, что измерения могут проводиться как с «сухими» линзами, например, получаемыми в результате обработки на описанном выше фиксирующем устройстве 1400, так и с гидратированными линзами. Однако настоящий вариант осуществления концентрируется на измерениях «сухих» линз, которые предпочтительно располагаются на формирующем оптическом элементе. На фиг.15 представлена «сухая» линза 1520, которая расположена на формирующем оптическом элементе 1530 и соответствующих компонентах его держателя 1540. Например, указанный держатель 1540 может быть закреплен на паре крепежных компонентов 1550 и 1560, которые вместе обеспечивают возможность контролируемого вращательного перемещения линзы вокруг центральной оси.

В ряде вариантов осуществления взаимодействие лазерного излучения 1515 от лазерного датчика смещения 1510, такого как модель LT-9030 компании Keyence (Осака, Япония), с поверхностью образца линзы 1520 происходит при вращении образца 1520, формирующего оптического элемента 1530 и фиксирующего держателя 1540 вокруг оси. Сервомотор вращательного привода 1570 приводит в движение установленный на подшипниках поворотный стол, на котором находится стенд с образцом. Для стабильности вращения центр масс стенда с образцом линзы в ряде вариантов осуществления устанавливается по возможности максимально близко к центральной точке. При вращении поворотного стола лазерный датчик смещения 1510 определяет смещение множества точек вдоль аксиально-симметричных колец на поверхности линзы 1520. После прохождения столом полного оборота датчик смещения 1510 перемещается по азимутальной координате. Каждое такое перемещение порождает новый круговой профиль вдоль поверхности анализируемой линзы. Описываемый в данном варианте осуществления процесс повторяется до тех пор, пока не будут получены профили для всей поверхности линзы. Путем аналогичного измерения конкретного формирующего элемента 1530 без расположенной на нем линзы 1520 может быть получена карта поверхности формирующего оптического элемента в таком же формате сферического вращения. Вычитание этого результата из результата измерения с установленной на формирующем элементе линзой дает карту толщины линзы. Здесь также уникальная идентификация используемого формирующего оптического элемента в электронном формате с помощью нанесенной радиочастотной метки или иными способами может составлять дополнительный вариант осуществления описываемого устройства.

В ряде вариантов осуществления такого типа связанное с вибрацией смещение поверхности анализируемого образца 1520 относительно датчика 1510 может привносить значительную погрешность в смещение, измеряемое системой. Таким образом, может быть предусмотрена виброразвязка и демпфирование. Соответственно, в ряде вариантов осуществления для сведения к минимуму воздействия вибрации может использоваться массивный стол 1580, установленный на элементах виброразвязки 1590. Одни варианты осуществления могут быть менее чувствительными к вибрационному шуму, чем другие, однако в целом различные способы сведения к минимуму эффективности возможных каналов передачи вибрационной энергии в рабочую зону различных детекторов и устройства позиционирования образца включают варианты осуществления, находящиеся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В других вариантах осуществления для определения характеристик линзы могут использоваться различные измерительные системы, в ряде случаев дополнительно к описанному выше лазерному датчику смещения. В качестве не ограничивающего примера в ряде вариантов осуществления для определения толщины массива сформированной линзы может использоваться датчик волнового фронта Шэка-Хартмана, поставляемый компанией Thorlabs Inc. (Ньютон, штат Нью-Джерси, США).

С точки зрения общности используемых подходов, в рамках настоящего изобретения возможно применение широкого разнообразия измерительных устройств, включая, частично и в качестве примера, устройство для определения коэффициента преломления, коэффициента оптического поглощения и плотности. Также предполагаются аспекты, связанные с контролем условий окружающей среды измерительной системы, например, детектированием аэрозольных частиц. Различные функции могут быть реализованы непосредственно в той же рабочей зоне, где находится измерительное устройство 1500, либо, в альтернативных вариантах осуществления, они могут быть реализованы в отдельных узлах внутри или за пределами общей рабочей зоны системы.

Сбор, хранение и передача измеренных и идентификационных данных, относящихся к конкретным образцам и компонентам, используемым при изготовлении конкретных образцов, составляют общий принцип вариантов осуществления настоящего изобретения. Такие различные данные могут быть полезными при организации систем обратной связи для контроля характеристик изготавливаемых линз. В примерном и предпочтительном варианте осуществления результат работы измерительного устройства на базе лазерного датчика смещения 1500 для образца линзы 1520 передается и сохраняется в компьютерной системе. Аналогичные измерения с использованием лазерного датчика смещения могут быть проведены заранее для каждого формирующего оптического элемента, в одном варианте осуществления обозначенного под номером 1530, до его использования при изготовлении указанного образца линзы 1520. Используя систему компьютерной обработки данных, полученные результаты измерения смещений могут быть обработаны таким образом, чтобы получить некоторое представление толщины изготовленного таким образом образца линзы.

В компьютерной системе обработки данных может выполняться сопоставление соответствующей модели образца линзы, используемой для определения исходного набора параметров для различных компонентов системы изготовления линз, с результатами обработки данных по смещениям для анализируемого образца 1520 и формирующего оптического элемента 1530. В ряде вариантов осуществления различные точки модели могут быть сопоставлены или соотнесены с отдельными элементами системы формирования изображения, а в предпочтительном варианте осуществления - с индивидуальными вокселами в растровой оптиколитографической системе. Путем корректировки параметров такого воксела следующий образец линзы или заготовки линзы может быть изготовлен с учетом скорректированных характеристик в сравнении с предыдущим образцом. В отношении различных вариантов осуществления процедуры измерения, алгоритмов расчета и устройств, специалисту в данной области будет очевидно, что альтернативные варианты осуществления способов получения, обработки, моделирования, использования для организации систем обратной связи и передачи данных находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В ряде вариантов осуществления качество измерительных данных для системы в отношении толщины изготавливаемого образца линзы 1520 может быть повышено путем использования юстировочных элементов, введенных в профиль формы для заготовки линзы 1720. В представленном на фиг.4 примере осуществления 400 данные толщины были получены способом, аналогичным описанному выше. Пример варианта осуществления 400 описан также в других частях настоящей заявки, однако для понимания варианта осуществления юстировочного элемента можно рассмотреть элемент 440. Элемент 440 может представлять собой углубление на поверхности образца линзы 1520 с относительно большой глубиной. Введение в конструкцию такого элемента может быть полезным для возможности ориентации изделия в ходе этапов обработки, проводимых на описываемом устройстве. В одном варианте осуществления сигнал, относящийся к элементу 400, может выделяться или распознаваться некоторым алгоритмом или во время обработки данных измерений. Подобное выделение может быть полезным при определении положения точек различных устройств, которые находятся рядом с или производят обработку в точке изделия относительно указанного юстировочного элемента 440. Специалисту в данной области будет очевидно, что возможны различные варианты осуществления юстировочных элементов, включая, помимо прочего, использование маркирующих материалов и введение в конструкцию топологических элементов, которые находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В ряде альтернативных вариантов осуществления комплекса обработки данных измерительной системы 1500 полученные данные могут использоваться для диагностики и управления работой всей системы изготовления офтальмологических линз в целом или отдельных устройств, входящих в ее состав. В качестве не ограничивающего примера процесс сохранения указанных выше результатов измерения формирующего оптического элемента 1530 позволяет вести историю таких измерений. Используя альтернативные алгоритмы расчета и обработки данных, можно обеспечить сравнение характеристик поверхности во времени и использовать изменения таких характеристик, плавных или скачкообразных, для снижения необходимости в диагностическом вмешательстве любого рода. В одном примере, возможной причиной появления таких изменений сигнала может служить царапина на поверхности формирующего оптического элемента. В дополнительных вариантах осуществления могут использоваться алгоритмы управления технологическим процессом на основе статистической обработки данных, как для установления допустимых границ диапазонов измеряемых величин, так и для автоматической сигнализации статистически достоверного изменения измеряемой величины. В дополнительных вариантах осуществления могут быть предусмотрены средства для автоматического реагирования системы автоматизированного управления на подобные сигналы. Однако с точки зрения общности используемых подходов, в рамках настоящего изобретения возможно применение перечисленных и широкого разнообразных вариантов осуществления по использованию измерительных данных, например, полученных от системы 1500, для диагностики и управления системой в целом.

Описанные варианты осуществления измерительного устройства в целом могут использоваться для определения характеристик образцов «сухой» линзы 1520 или формирующего элемента 1530. С точки зрения общности используемых подходов, возможны аналогичные или дополнительные варианты осуществления систем измерений для определения характеристик иных форм в составе системы. В качестве не ограничивающего примера указанная «сухая» линза в ряде вариантов осуществления может быть подвергнута последующим этапам обработки и может в результате этого стать гидратированной линзой. Процесс измерения характеристик такого нового образца 1520 может представлять собой пример обсуждения более общего варианта осуществления. Другим примером может служить процесс измерения характеристик образца заготовки линзы 1700. Таким образом, в общем смысле в рамках настоящего изобретения возможны многочисленные варианты осуществления для определения характеристик материалов разных форм, используемых при изготовлении или составляющих готовое изделие в системе производства таких офтальмологических линз.

На фиг.16 представлен пример варианта осуществления устройства для выполнения этапов 1600, для простоты именуемого гидратирующее устройство. Устройство включает содержащий гидратирующую жидкость сосуд 1610, жидкостную баню 1620, в которую погружаются линза 1630 и держатель формирующего оптического элемента 1640, и устройство регулирования температуры 1650 для поддержания постоянной температуры бани.

В предпочтительном варианте осуществления указанная жидкостная баня 1620 состоит из деионизованной воды с добавкой ПАВ. В данной области техники для такой бани применимы многочисленные варианты осуществления, которые соответствуют целям настоящего изобретения. В альтернативном варианте осуществления указанная жидкостная баня 1620 может состоять из смеси с органическим спиртом, иногда - из смеси спирта с деионизованной водой и ПАВ. Таким образом, в ряде вариантов осуществления сосуд 1610 может быть изготовлен из материалов, позволяющих удерживать необходимый объем воды или органических спиртов и передавать тепловую энергию между устройством регулирования температуры 1650 и жидкостной баней 1620. С точки зрения общности используемых подходов, возможно множество вариантов осуществления такого устройства, включающих различные материалы сосуда, конструкции сосуда и способы наполнения и опорожнения сосуда, которые соответствуют целям гидратации и очистки линзы и находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В ряде вариантов осуществления для ускорения операций гидратации, очистки и отделения используется баня с повышенной температурой. В одном из вариантов осуществления повышенная температура может поддерживаться с помощью плитки со встроенным регулятором температуры 1650. В более усовершенствованных вариантах осуществления могут использоваться альтернативные способы подогрева жидкости, включая альтернативные излучающие и теплопроводящие материалы и устройства. Кроме того, в дополнительных вариантах осуществления могут использоваться различные способы измерения температуры бани и поддержания ее в пределах заданного диапазона температур. В других, более усовершенствованных вариантах осуществления может обеспечиваться возможность изменения или программирования температуры жидкостной бани во время работы. Специалисту в данной области будет очевидно, что доступно множество вариантов осуществления для контроля температуры гидратирующей бани, и все такие варианты осуществления находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В процессе выдержки линзы 1630 и формирующего оптического элемента 1640 в жидкостной бане, сопровождающемся гидратацией линзы, в ряде вариантов осуществления линза разбухает и в конечном итоге отделяется от формирующего оптического элемента 1640, поэтому в ряде вариантов осуществления могут быть предусмотрены средства подхвата отделившейся линзы для ее переноса на соответствующие средства хранения и упаковки. В дополнительных вариантах осуществления может быть предусмотрено нахождение отделившейся линзы и ее изъятие из среды жидкостной бани 1620. В альтернативном варианте для отделения линзы от жидкости в вариантах осуществления может использоваться фильтрование указанной среды жидкостной бани 1620 в процессе слива жидкости. С точки зрения общности используемых подходов, различные способы нахождения линзы и переноса ее на соответствующие средства хранения представляют собой варианты осуществления, которые находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

На фиг.17 представлена заготовка линзы 1700, сформированная путем поэлементной растровой полимеризации с вокселами 1704. Ряд вариантов осуществления может включать заготовку линзы, содержащую текучую линзообразующую реакционную смесь, или способный к поперечной сшивке материал 1704, сформированный в процессе полимеризации воксел к вокселу. После извлечения формирующего оптического элемента и сформированной в процессе поэлементной растровой полимеризации структуры из емкости с реакционной средой, на поверхности, сформированной путем поэлементной растровой полимеризации формы для заготовки линзы, может остаться слой вязкого материала. Подобное сочетание формы для заготовки линзы с расположенным на ней слоем текучей линзообразующей реакционной среды 1704, которая в результате дальнейшей обработки может быть сформирована в часть устройства - офтальмологическую линзу, и составляет заготовку линзы.

В ряде вариантов осуществления указанная заготовка линзы имеет пространственную геометрическую форму, однако вследствие текучей природы слоя покрывающей реакционной среды весь компонент не имеет жестко заданной пространственной формы.

Указанная заготовка линзы может также включать первую поверхность 1701, которая может быть сформирована вдоль носителя 1705, например, носителя с поверхностью оптического качества. Указанная первая поверхность 1701 содержит часть реакционной среды с первой степенью плотности поперечной сшивки, по меньшей мере частично полимеризованной далее точки гелеобразования. Указанная заготовка линзы 1700 также имеет вторую поверхность 1702, вторая степень плотности поперечной сшивки при полимеризации которой находится приблизительно в точке гелеобразования или не достигает точки гелеобразования.

В ряде вариантов осуществления часть текучей линзообразующей реакционной среды может быть удалена с заготовки линзы. В качестве не ограничивающего примера указанная текучая линзообразующая реакционная среда может быть удалена с помощью капиллярных устройств. В ряде вариантов осуществления описываемая методика может включать этап выдержки для сбора части текучей линзообразующей реакционной среды в каплю перед выполнением капиллярного удаления материала. В других вариантах осуществлениях поверхность обрабатываемой линзы может быть расположена таким образом, что ось поверхности наклонена по отношению к направлению силы тяжести. Необходимо понимать, что возможны многочисленные варианты осуществления, относящиеся к способам удаления текучей линзообразующей реакционной среды с помощью капиллярного устройства, которые находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В других вариантах осуществления указанная методика удаления текучей линзообразующей реакционной среды может включать альтернативное устройство, отличное от описанного капиллярного оборудования. Например, в ряде вариантов осуществления может использоваться способ, заключающийся в применении впитывающей поверхности для удаления текучей среды. Дополнительные варианты осуществления могут относиться к способам с использованием устройства, имеющего множество капиллярных острий, в отличие от подробно описанного выше устройства с одним капилляром. В дополнительных вариантах осуществления могут использоваться способы вращательной обработки заготовки линзы для удаления текучего материала. Как будет очевидно специалисту в данной области, любые способы применения устройства для удаления части текучего материала являются аспектами, находящимися в рамках сферы действия настоящего изобретения.

Другой тип варианта осуществления способа удаления материала с верхней поверхности заготовки линзы может включать способ создания топографических элементов в теле линзы. В вариантах осуществления такого типа в конструкцию линзы могут быть введены элементы, аналогичные указанным выше сливным каналам, для создания точек, позволяющих относительно маловязкой текучей среде стекать, тем самым освобождая место, в которое может переместиться относительно более вязкая текучая среда. В дополнительных вариантах осуществления для удаления линзообразующей среды в дополнение к созданию топографических элементов для стока материала может также применяться вращательная обработка. Специалисту в данной области будет очевидно, что варианты осуществления, включающие различные варианты осуществления топографических элементов, находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В процессе стабилизации текучая линзообразующая реакционная среда течет под действием различных сил для достижения состояния, обладающего минимальной энергией и относительной устойчивостью, на поверхности формы для заготовки линзы.

Необходимо понимать, что на микроскопическом уровне поверхность формы для заготовки линзы может иметь некоторые локальные неровности. Природа подобных неровностей определяется множеством аспектов варианта осуществления формирования линзы, например, в одном из случаев таковым является воздействие ингибитора для относительно резкого останова реакции вблизи точки инициации. Силы поверхностного натяжения текучей среды, силы трения и диффузии, сила тяжести и иные силы во многих вариантах осуществления, действуя совместно, обеспечивают гладкость растекающегося по поверхности покрывающего слоя. Определяющая силы методика может включать множество вариантов осуществления, которые находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В ряде вариантов осуществления конфигурация заготовки линзы может быть выполнена с возможностью, чтобы позволить текучей линзообразующей реакционной среде течь под действием силы тяжести. Способ достижения такого эффекта может включать изменение ориентации линзы для содействия течению. В альтернативных вариантах осуществления может использоваться противоположная стратегия поддержания заготовки линзы в зафиксированном состоянии с предельно достижимым минимумом движений. В дополнительных вариантах осуществления может применяться воздействие на текучий материал силами, вызванными вращением заготовки линзы вокруг оси. В ряде вариантов осуществления такое вращение может производиться вокруг оси, проходящей через центр заготовки линзы. В альтернативных вариантах осуществления указанное вращение может представлять собой вращение заготовки линзы вокруг внешней оси с верхней частью заготовки линзы, обращенной к оси вращения или от оси вращения, а также с множеством промежуточных положений. В дополнительных вариантах осуществления для сведения воздействия силы тяжести к минимуму заготовка линзы может обрабатываться в условиях свободного падения. Специалисту в данной области будет очевидно, что возможны различные способы приложения обеспечивающих текучесть сил к заготовке линзы в процессе стабилизации.

В других вариантах осуществления может применяться методика изменения текучей природы самой текучей среды. В ряде вариантов осуществления вязкость среды может быть изменена путем разбавления или сольватации. В альтернативных вариантах осуществления возможно испарение части растворителя для повышения вязкости. Другим способом изменения вязкости указанных пленок является облучение некоторой дозой актиничного излучения. Возможно множество вариантов осуществления, связанных с изменением вязкости текучей среды.

В других вариантах осуществления может использоваться методика изменения действующих на текучую линзообразующую реакционную среду сил, связанных с энергией поверхностного напряжения. В ряде вариантов осуществления это может быть достигнуто путем введения ПАВ в состав исходной реакционной смеси мономера. В альтернативных вариантах осуществления добавки или химические реагенты могут вводиться в заготовку линзы для изменения ее поверхностной энергии.

На фиг.18 показано, что в ряде вариантов осуществления в конструкцию заготовки линзы 1801 могут быть введены артефакты 1802 для облегчения условий течения линзообразующей реакционной среды. В качестве не ограничивающего примера каналы 1802 могут включать средства оттока текучей линзообразующей реакционной среды из области заготовки линзы. В альтернативных вариантах осуществления способы конструирования с использованием резких изменений профиля толщины могут обеспечить методику для создания измененных стабилизированных состояний. Указанные артефакты могут быть практически любого типа, формы и комплектации, которые возможно размещать в области заготовки линзы. В ряде вариантов осуществления артефакт 1803 включает некоторую метку, например, один или несколько алфавитно-цифровых символов. Среди других меток могут быть юстировочные метки. Указанные артефакты 1803 и 1802 формируются в соответствии с ЦМУ-скриптом.

С точки зрения общности используемых подходов, такие различные варианты осуществления не должны ограничивать общность способов для создания полностью стабилизированной, частично стабилизированной или нестабилизированной природы текучей линзообразующей реакционной среды в методике, включающей стабилизацию. Сочетания различных вариантов осуществления, например, в виде дополнительных вариантов осуществления указанной методики, могут быть очевидны для специалиста в данной области.

После завершения стабилизации в ряде вариантов осуществления текучий материал может быть подвергнут следующему этапу обработки, показанному на фиг.1 под номером 133 - фиксация, для перевода его в нетекучее состояние. В ряде вариантов осуществления во время фиксации возможно использование актиничного излучения различной природы. Одним из вариантов осуществления описываемой методики может быть, например, выбор соответствующей спектральной области или областей. Предметом альтернативных вариантов осуществления может являться интенсивность используемого излучения. В альтернативных вариантах осуществления в применение различных аспектов фиксирующего излучения может входить его временная зависимость. В качестве не ограничивающего примера на первом этапе обработки может использоваться излучение с одной длиной волны, которое затем изменяется на излучение с другой длиной волны. Все разнообразие вариантов осуществления способа определения условий актиничного облучения, которые будут очевидны специалисту в данной области, находится в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В ряде вариантов осуществления блока 133 используемый способ фиксации может включать различные оптические пути, по которым проходит актиничное излучение. В примере варианта осуществления такое излучение может попадать на переднюю поверхность заготовки линзы или, в альтернативном варианте, на ее заднюю поверхность. Другие варианты осуществления могут быть получены при использовании нескольких источников излучения, предположительно, с различными характеристиками генерируемого излучения, для обеспечения различных результатов воздействия актиничного излучения на заготовку линзы. В дополнительных вариантах осуществлениях для фиксации могут использоваться формы энергии, отличные от излучения. С точки зрения общности используемых подходов, все множество способов, предусматривающих этап фиксации, находится в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В ряде вариантов осуществления после фиксации обработка заготовки линзы 130 считается завершенной. В ряде вариантов осуществления готовый продукт может подвергаться дальнейшей обработке. Продукт такого типа представляет собой хороший пример продукта, показанного на фиг.1 под номером 120 - альтернативное формирование заготовки. В качестве не ограничивающего примера введение продукта после фиксации в устройство растровой литографии позволяет выполнить второй слой обработки. Такое выполнение множества проходов открывает широкие возможности для создания вариантов осуществления методики.

В ряде вариантов осуществления возможно формирование комплексной заготовки линзы в несколько проходов, в качестве не ограничивающего примера включающих первый этап, на котором формируется поверхность офтальмологической линзы, и второй этап, в котором на сформированной поверхности вводятся топографические элементы. Другие комплексные варианты осуществления описываемой методики могут включать, например, первый проход через растровую литографическую систему при описанных в ряде предшествующих примеров условиях, обеспечивающих формирование изолированных столбчатых элементов-вокселов вдоль поверхности формы для заготовки линзы. Второй этап растровой литографии может включать заполнение промежутков между сформированными столбчатыми элементами-вокселами материалом с другими характеристиками. Третий проход через систему может окончательно сформировать офтальмологическую линзу. Необходимо понимать, что обобщение методики многопроходности через систему, в которой для каждого этапа возможно множество вариантов осуществления, может обеспечить многообразие вариантов осуществления, каждый из которых находится в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В ряде других вариантов осуществления заготовка линзы может быть сформирована путем нанесения текучей линзообразующей реакционной среды на форму для заготовки линзы. Например, сформированная растровой литографией форма для заготовки линзы может быть пропущена через систему промывки как наиболее эффективного способа удаления текучей линзообразующей реакционной среды. По окончании промывки будет получена чистая форма для заготовки линзы. В ряде вариантов осуществления на поверхность полученной формы для заготовки линзы с помощью некоторого способа может быть нанесен слой текучей линзообразующей реакционной среды. Методика, используемая для нанесения следующего слоя текучей линзообразующей реакционной среды на поверхности формы, в ряде вариантов осуществления может предусматривать погружение и последующее извлечение заготовки линзы способами, аналогичными описанным в вариантах осуществления блока 117. После этого полученная заготовка линзы может иметь другое распределение мономерных и мультимерных молекул. Кроме того, в ряде вариантов осуществления возможно применение полимеров химического состава, отличного от использованного при формировании формы для заготовки линзы. Специалисту в данной области будет очевидно, что многочисленные варианты осуществления, составляющие методику нанесения текучей линзообразующей среды на форму для заготовки линзы различных вариантов осуществления, находятся в рамках сферы действия настоящего изобретения.

В альтернативном ряде вариантов осуществления форма для заготовки линзы может быть сформирована с применением способов, отличных от растровой литографии. В первом не ограничивающем примере в качестве основы для формирования формы для заготовки линзы могут применяться различные варианты осуществления способа стереолитографии. В ряде вариантов осуществления изготавливаемая стереолитографическим способом форма для заготовки линзы может иметь на поверхности слой текучей линзообразующей реакционной среды, полученный с помощью аналогичной описанной для блока 117 удаления текучего материала, однако в других вариантах осуществления может быть предусмотрено нанесение слоя текучей линзообразующей реакционной среды на основу, сформированную стереолитографическим способом. Альтернативные варианты осуществления возможны при использовании процесса масочной литографии для задания формы для заготовки линзы, которая затем используется в описанных выше способах. В дополнительных вариантах осуществления возможно использование формы для заготовки линзы, изготовленной стандартными способами литьевого формования, широко применяемыми в производстве офтальмологических линз, и последующим формированием заготовки линзы по описанным выше способам. Необходимо понимать, что различные варианты осуществления для создания формы для заготовки линзы могут включать способы формирования заготовки линзы.

На фиг.19 показана линза 1901, сформированная из заготовки линзы путем облучения достаточной дозой актиничного излучения для полимеризации не прореагировавшего полимеризованного способного к поперечной сшивке материала. Соответствующие варианты осуществления могут включать первый участок линзы 1903, содержащий множество вокселов полимеризованного поперечно-сшитого материала, и второй участок линзы 1902, содержащий слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного далее точки гелеобразования указанного способного к поперечной сшивке материала.

В качестве источника актиничного излучения 1904 может использоваться, например, источник излучения 1904, генерирующий излучение 1905 достаточной интенсивности и требуемой длины волны для инициирования фотореакции в способном к поперечной сшивке материале. В ряде вариантов осуществлений указанное актиничное излучение может поступать из нескольких точек-источников (как показано). В других вариантах осуществления может использоваться единственный источник света, генерирующий актиничное излучение.

В ряде вариантов осуществления сформированная или зафиксированная линза может удерживаться на поверхности формирующего оптического элемента силами адгезии. В ряде вариантов осуществления указанная линза может быть гидратирована. Гидратация может заключаться, например, в погружении в некоторый раствор, такой как водный раствор или раствор изопропилового спирта. В ряде вариантов осуществления указанный раствор может быть нагрет до температуры в диапазоне от 60 до 95 градусов Цельсия.

Указанные способы погружения в ряде вариантов осуществления позволяют очистить тело линзы и гидратировать линзу. В процессе гидратации линза разбухает и отделяется от поверхности формирующего носителя, на котором она находилась.

1. Офтальмологическая линза свободной формы, содержащая:
первый участок оптической зоны, содержащий множество вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала, содержащего фотопоглощающий компонент, при этом участок оптической зоны содержит первую область, содержащую первый показатель преломления, и вторую область, содержащую второй показатель преломления; и
второй участок, содержащий слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного далее точки гелеобразования способного к поперечной сшивке материала.

2. Офтальмологическая линза по п.1, дополнительно содержащая третий участок, содержащий один или более дополнительных слоистых объемов способного к поперечной сшивке материала.

3. Офтальмологическая линза по п.1, в которой слоистый объем способного к поперечной сшивке материала содержит схему поперечной сшивки, отличную от сшивки воксел к вокселу.

4. Офтальмологическая линза по п.1, в которой второй участок дополнительно содержит силикон.

5. Офтальмологическая линза по п.1, в которой первый участок содержит первую оптическую поверхность.

6. Офтальмологическая линза по п.5, в которой второй участок содержит вторую оптическую поверхность.

7. Офтальмологическая линза по п.3, в которой первый участок сформирован путем облучения реакционной смеси множеством лучей актиничного излучения, при этом каждый луч актиничного излучения исходит из некоторого источника и отражается в направлении заданного участка способного к поперечной сшивке материала в течение заданного промежутка времени.

8. Офтальмологическая линза по п.7, в которой каждый луч актиничного излучения, отражаемый в направлении заданного участка способного к поперечной сшивке материала в течение заданного промежутка времени, содержит заданную длину волны.

9. Офтальмологическая линза по п.8, в которой второй участок сформирован путем облучения реакционной смеси множеством лучей актиничного излучения, исходящих из множества точек.

10. Офтальмологическая линза по п.7, дополнительно содержащая один или более углубленных областей, сформированных из вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала.

11. Офтальмологическая линза по п.7, дополнительно содержащая один или более приподнятых областей, сформированных из вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала.

12. Офтальмологическая линза по п.10, в которой слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного далее точки гелеобразования, повторяет форму углубленных областей, сформированных из вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала.

13. Офтальмологическая линза по п.10, в которой слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного далее точки гелеобразования, не повторяет форму углубленных областей, сформированных из вокселов полимеризованного способного к поперечной сшивке материала.

14. Офтальмологическая линза по п.1, в которой каждый воксел содержит первый конец и второй конец, и второй участок, содержащий слоистый объем способного к поперечной сшивке материала, полимеризованного выше точки гелеобразования, по существу покрывает каждый второй конец.

15. Офтальмологическая линза по п.5, в которой первый участок содержит дискретный узор, сформированный вдоль поверхности носителя.

16. Офтальмологическая линза по п.5, в которой периметр линзы имеет по существу некруглую форму.

17. Офтальмологическая линза по п.5, в которой периметр линзы имеет по существу овальную форму.

18. Офтальмологическая линза по п.5, в которой линза имеет торическую форму.