用于具有定制外观的生物医疗装置的方法和设备
阅读：1003发布：2020-08-02
专利汇可以提供用于具有定制外观的生物医疗装置的方法和设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 题为“用于具有定制外观的 生物 医疗装置的方法和设备”。本发明描述了根据需要形成具有美学元素的 接触 镜片的设计、设备和方法。在一些示例中，限定美学方面的方法包括打印图案。其他示例包括能够在暴露于电磁 辐射 时提供图案的光致变色或热致变色元素。在一些另外的示例中，接触镜片中的通电部件能够提供美学特征。，下面是用于具有定制外观的生物医疗装置的方法和设备专利的具体信息内容。
1.一种接触镜片装置，包括：
水凝胶基质，其中所述水凝胶基质的下表面被成形为舒适地配合在使用者角膜的表面上；以及
向所述接触镜片的主体内的位置赋予颜色的元素，其中赋予颜色的所述元素的所述位置和那个位置处的所述颜色的性质由所述使用者与显示具有颜色的图案的图像的软件程序的交互来确定。
2.根据权利要求1所述的接触镜片装置，其中在放置赋予颜色的所述元素之前，作出对赋予颜色的所述元素的所述位置的确定。
3.根据权利要求2所述的接触镜片装置，其中赋予颜色的所述元素包括油墨。
4.根据权利要求3所述的接触镜片装置，其中所述油墨通过喷墨打印机放置在所述接触镜片内。
5.根据权利要求3所述的接触镜片装置，其中所述油墨通过针放置在所述接触镜片内。
6.根据权利要求2所述的接触镜片装置，其中赋予颜色的所述元素包括光致变色染料。
7.根据权利要求6所述的接触镜片装置，其中包括光致变色染料的赋予颜色的所述元素通过暴露于紫外线辐射来变色。
8.根据权利要求1所述的接触镜片装置，还包括聚合物材料的第二层，其中聚合物材料的所述第二层位于赋予颜色的所述元素上方，并且与所述水凝胶基质一起封装赋予颜色的所述元素。
9.根据权利要求1所述的接触镜片装置，还包括插入装置，其中所述插入装置被封装在所述水凝胶基质内，并且其中所述插入装置包括嵌入的微粉化聚合物片，其中光致变色染料定位于所述微粉化聚合物片内。
10.根据权利要求1所述的接触镜片装置，还包括插入装置，其中所述插入装置被封装在所述水凝胶基质内，并且其中所述插入装置包括嵌入的微粉化聚合物片，其中光致变色染料定位于所述微粉化聚合物片内。
11.根据权利要求1所述的接触镜片装置，还包括插入装置，其中所述插入装置被封装在所述水凝胶基质内，并且其中所述插入装置包括嵌入的微粉化聚合物片，其中热致变色染料定位于所述微粉化聚合物片内。
12.一种接触镜片图案成像装置，包括：
容器，所述容器被配置成保持容纳一对接触镜片基质的包装，其中所述接触镜片基质包括嵌入的光致变色染料，并且其中所述容器将所述一对接触镜片基质保持在对准的位置；
光源，其中所述光源定位于所述接触镜片图案成像装置内在用来在所述一对接触镜片基质的对准位置照射所述一对接触镜片基质的位置；
光强度调制器，其中所述光强度调制器以某个图案阻挡来自所述光源的光的部分；
控制器，其中所述控制器向所述光强度调制器发送控制信息，以打开和关闭所述光强度调制器内的元素来形成所述图案；以及
通信装置，其中所述通信装置接收数据的通信并将所述数据的通信传递到所述光强度调制器。
13.根据权利要求12所述的接触镜片图案成像装置，其中所述光源发射紫外线辐射。
14.根据权利要求13所述的接触镜片图案成像装置，其中所述光源在紫外线区域中发射多个离散的辐射带，并且其中所述多个离散的辐射带被用于在所述接触镜片中的所述图案内图案化多个不同的颜色。
15.根据权利要求12所述的接触镜片图案成像装置，其中所述光强度调制器包括液晶材料层，其中所述液晶材料层位于电极之间，并且其中施加到所述电极的电信号调制在由所述电极界定的区域中穿过所述成像装置的光的强度。
16.根据权利要求12所述的接触镜片图案成像装置，其中所述光强度调制器包括DMD装置。
17.一种接触镜片图案化装置，包括：
容器，所述容器被配置成保持容纳一对接触镜片基质的包装，其中所述接触镜片基质包括粘附到墨滴的表面；
第一打印头打印元件，其中所述第一打印头打印元件定位于所述接触镜片图案化装置内在某个位置，以在所述一对接触镜片基质上的对准位置上直接打印在所述一对接触镜片基质上，并且其中所述第一打印头打印元件打印油墨；
第二打印头打印元件，其中所述第二打印头打印元件定位于所述接触镜片图案化装置内在某个位置，以在所述一对接触镜片基质上的对准位置上直接打印在所述一对接触镜片基质上，并且其中所述第二打印头打印元件打印活性单体混合物；
控制器，其中所述控制器向所述打印头发送控制信息，以打开和关闭所述打印头内的元件来形成墨滴的图案；以及
通信装置，其中所述通信装置接收到所述控制器的数据的通信。
18.一种在接触镜片内形成图案的方法，所述方法包括：
形成接触镜片基质，其中所述形成包括模塑；
将所述接触镜片基质放置在包装中以供储存；
与设计系统进行交互以选择图案设计；
将着色剂赋予所述接触镜片基质；
将单体混合物沉积在所述接触镜片基质上，其中所述单体混合物围绕所述着色剂的暴露表面；以及
通过聚合来固定所述单体混合物。
19.根据权利要求18所述的方法，其中向所述接触镜片基质赋予所述着色剂通过在所述接触镜片基质上打印油墨来执行。
20.根据权利要求18所述的方法，其中向所述接触镜片基质赋予所述着色剂通过用针刺穿所述接触镜片基质来执行，其中所述针被涂覆有油墨。
21.根据权利要求18所述的方法，其中向所述接触镜片基质赋予所述着色剂通过辐射光致变色染料来执行，其中所述光致变色染料定位于所述接触镜片基质的主体内。
22.根据权利要求18所述的方法，其中向所述接触镜片基质赋予所述着色剂通过辐射热致变色染料来执行，其中所述热致变色染料定位于所述接触镜片基质的主体内。
23.一种在接触镜片中显示图案的方法，包括：
形成接触镜片，包括：
插入装置，所述插入装置包括：
通电元件；
电活性层，所述电活性层包括由第一和第二电极围绕的对准的液晶材料，其中跨所述第一和第二电极施加电势改变所述液晶材料的分子的取向，这降低了通过接触镜片的电磁辐射的传输，并且其中所述电活性层定位于所述接触镜片的非光学区中；
控制器，其中所述控制器控制跨所述第一电极和所述第二电极施加的所述电势；以及通信装置，其中所述通信装置接收与确定所述控制器是否施加所述电势的图案有关的数据；
从外部设备向所述接触镜片内的所述通信装置传输通信；以及
将所述接触镜片放置在使用者的眼睛上。
用于具有定制外观的生物医疗装置的方法和设备
背景技术
1.技术领域
[0002] 2.相关领域描述
[0003] 接触镜片或接触镜仅为放置在眼上的镜片。接触镜片被视为医疗装置并且可被佩戴以矫正视力和/或用于美容或其他治疗原因。自20世纪50年代起，市场上就可购买到改善视力的接触镜片。由硬性材料制成或加工成的早期接触镜片相对较为昂贵并且易碎。此外，这些早期的接触镜片由不允许足够的氧气通过接触镜片传输到结膜和角膜的材料制成，这可潜在地引起许多不良临床效应。虽然仍使用这些接触镜片，但它们因初始舒适度较差，并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触镜片，该软性接触镜片在当今极其流行且得到广泛利用。当今可用的有机硅水凝胶接触镜片将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能组合在一起。事实上，与由早期硬性材料制成的接触镜片相比，这些基于有机硅水凝胶的接触镜片具有更高的透氧度值并且通常有更高的佩戴舒适度。另一方面，刚性可透气硬性接触镜片由含硅氧烷聚合物制成，但是比软性接触镜片更具刚性，并且因此保持它们的形状并且更加耐用。
[0004] 当前可用的接触镜片仍然是用于视力矫正的高性价比装置。薄塑料镜片贴合在眼睛的角膜上以矫正视力缺陷，包括近视或近视眼、远视或远视眼、散光(即角膜中的非球面性)以及老花眼(即晶状体适应能力的失去)。接触镜片以多种形式可用，并且由多种材料制成，以提供不同的功能性。日戴型软性接触镜片通常由软性聚合物材料制成，其与水组合以用于透氧性。日戴型软性接触镜片可为日抛型或长戴型。日抛型接触镜片通常佩戴一天，然后被抛弃，而长戴型接触镜片通常被佩戴至多三十天的时间段。有色软性接触镜片使用不同的材料以提供不同的功能性。例如，可见性色调接触镜片使用浅色调来帮助佩戴者定位掉落的接触镜片，增强色调的接触镜片具有增强人的自然眼睛颜色的透明或半透明色调，颜色色调接触镜片包括不透明的色调以改变人眼睛颜色，并且滤光色调接触镜片用来增强某些颜色同时减弱其它颜色。双焦点接触镜片和多焦点接触镜片特别为老花眼患者设计，并且能够以软性和刚性种类两者获得。复曲面接触镜片特别为散光患者设计，并且也能够以软性和刚性种类获得。组合以上不同方面的组合镜片也是可获得的，例如混合型接触镜片。
[0005] 美容接触镜片可包括由完全地或更优选地部分地覆盖佩戴者虹膜的一个或多个元件构成的图案。这些镜片也可包括缘环。“缘环”是当镜片位于眼上并居中时，部分或完全覆盖镜片佩戴者的巩膜与角膜接合的角膜缘区的基本上环状颜色带。包含缘环可使得虹膜显得更大、较暗和/或更轮廓分明。缘环和虹膜图案的组合使得在眼睛上的镜片的外观更自然。换句话讲，虹膜图案允许缘环与佩戴者的眼睛自然地融合并且虹膜图案和缘环的组合产生融合、深度、对比度和清晰度。
[0006] 其它美容接触镜片聚焦于巩膜而非虹膜，或除虹膜外还聚焦于巩膜。例如，接触镜片可包括明亮地有色的周边部分(即虹膜区的外部)，其可以是不透明、半不透明和/或半透明的。该明亮部分可从角膜缘的边缘延伸至接触镜片的边缘，以产生较亮或较白巩膜的印象。这些接触镜片还可包括如上所述的缘环，其可使得巩膜相比于它以其他方式呈现的情况显得更大、更暗和/或更轮廓分明。
[0007] 随着接触镜片制造技术的发展，能够容易地以较低的成本获得定制的镜片。虽然这种定制可能涉及镜片的几何形状，但是例如将镜片构造成个人的处方，那么进一步的定制选项也是可能的。这些可能的定制选项的示例可包括美学而不是纯粹的功能或几何选项。值得注意的美学定制需求可包括接触镜片的着色；这能够为佩戴者实现各种美学特征，包括改变佩戴者的明显的眼睛颜色，或者用特殊的和可能复杂的美学图案掩盖眼睛。
[0008] 由于定制镜片成本的降低和可制造性的提高，其销售方式也同样发生了相似地演变。作为一个值得注意的示例，有图案的镜片在世界许多地方的少女中尤为流行。许多这些女孩使用不提供任何视觉矫正的镜片，镜片的功能是纯粹的美学上的。商场和店铺中存在商店和售货亭，能够出售数千种不同的美学镜片，允许多种选择。这些镜片可能并不总是具有最高的质量，但他们的吸引力可能在于他们的相对独特性。一个人能够相对容易地拥有一组不同于他们所有朋友的镜片。可能因为选择如此之多，以至于使用者的朋友甚至可能难以找到同一对镜片，并且这种独特性，特殊图案能够仅属于“他们”这一事实很有用。然而，可能需要进一步提高使用者获得独特设计的能力，并且甚至可能参与镜片的设计。
[0009] 如前所述，目前正在提供的镜片的质量可能有所降低。至此，期望提供美学定制的同时也提供高水平的质量的能力。此类镜片可提供美学方面，同时保障如使用者舒适度和安全性的此类质量方面。
[0010] 最新技术的可及性，从只需按一下按钮便可立即在线访问电视节目，到允许在舒适的家中打印定制的3D对象的添加剂制造，已演变成使消费者能够即时获得他们希望的产品或服务。因此可能期望提供类似的方法来提供具有美学特征以及高质量和安全性的定制高质量镜片。
发明内容
[0011] 因此，本文描述了用于构造具有美学特征的定制接触镜片的装置的设计和方法。
[0012] 一个总的方面包括允许使用者将接触镜片或接触镜片组美化的装置。对镜片进行美化的这一过程可包括打印或以其他方式分配油墨或其他染料，该油墨或其他染料是着色的、发磷光的、发光的或以其他方式能够在各种波长的光下引起接触镜片可视的变化。
[0013] 一个总的方面包括接触镜片装置，该接触镜片装置包括：水凝胶基质，其中该水凝胶基质的下表面被成形为舒适地配合在使用者的角膜的表面上；以及向接触镜片的主体内的位置赋予颜色的元素，其中赋予颜色的元素的位置和那个位置处的颜色的性质由使用者与显示具有颜色的图案的图像的软件程序的交互来确定。
[0014] 具体实施可包括以下特征中的一者或多者。在放置赋予颜色的元素之前，接触镜片装置作出对赋予颜色的元素的位置的确定。赋予颜色的元素能够使用油墨来赋予颜色。在一些示例中，使用喷墨打印机将油墨打印到接触镜片上。在其他示例中，通过针将油墨放置在接触镜片内。在一个实施方案中，赋予颜色的元素包括光致变色染料。对于具有光致变色染料的实施方案，染料能够通过暴露于紫外线辐射来变色。接触镜片装置还包括聚合物材料的第二层，其中聚合物材料的该第二层位于赋予颜色的元素上方并且与水凝胶基质一起封装赋予颜色的元素。
[0015] 在一些实施方案中，接触镜片装置包括插入装置，其中该插入装置被封装在水凝胶基质内，并且其中该插入装置包括嵌入的微粉化聚合物片，其中光致变色染料位于微粉化聚合物片内。微粉化片的尺寸范围能够从几十纳米到约100微米。为了将图案赋予包括微粉化片的接触镜片，能够使用接触镜片图案成像装置，其可控地辐射包括光致变色染料的微粉化聚合物片的选定区域。在一些示例中，接触镜片图案成像装置包括在紫外光谱中辐射的光源。接触镜片图案成像装置还能够具有这样的功能性，其中光源在紫外线区域中产生多个离散的辐射带，并且其中多个离散的辐射带被用于在接触镜片中的图案内图案化多个不同的颜色。接触镜片图案成像装置可包括不同类型的成像设备，包括其中光强度调制器包括液晶材料层的情况。在这些示例中，液晶材料层位于电极之间，并且向电极施加电信号调制在由电极界定的区域中穿过成像装置的光的强度。在一些示例中，接触镜片图案成像装置能够使用DMD装置来控制接触镜片的选定位置处的光强度。
[0016] 在一些具体实施中，形成定制图案化接触镜片的方法可包括通过将油墨打印在接触镜片基质上来将着色剂赋予接触镜片基质。在一个变型中，通过用针刺穿接触镜片基质来执行将着色剂赋予接触镜片基质，其中该针被涂覆有油墨。
[0017] 在一些具体实施中，通过辐射光致变色染料来执行将着色剂赋予接触镜片基质的方法，其中光致变色染料位于接触镜片基质的主体内。在类似的具体实施中，通过辐射热致变色染料来执行将着色剂赋予接触镜片基质，其中热致变色染料位于接触镜片基质的主体内。所描述的技术的实现可包括硬件、方法或过程或计算机可访问介质上的计算机软件。
[0018] 一个总的方面包括一种接触镜片图案成像装置，其中该接触镜片图案成像装置包括以下各项：容器，该容器被配置成保持容纳一对接触镜片基质的包装，其中该接触镜片基质包括嵌入的光致变色染料，并且其中该容器将一对接触镜片基质保持在对准的位置；光源，其中该光源定位于接触镜片图案成像装置内在用来在一对接触镜片基质的对准位置照射一对接触镜片基质的位置，以在；光强度调制器，其中该光强度调制器以某个图案阻挡来自光源的光的部分；控制器，其中该控制器向光强度调制器发送控制信息，以打开和关闭光强度调制器内的元素来形成图案；以及通信装置，其中该通信装置接收数据通信并将该数据通信传递到光强度调制器。该方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每一者被配置为执行这些方法的动作。
[0019] 具体实施可包括以下特征中的一者或多者。接触镜片图案成像装置能够包括发出紫外线辐射的光源。接触镜片图案成像装置能够包括光源，该光源在紫外线区域中发出多个离散的辐射带，并且其中多个离散的辐射带被用于在接触镜片中的图案内图案化多个不同的颜色。接触镜片图案成像装置能够包括光强度调制器，该光强度调制器包括液晶材料层，其中该液晶材料层位于电极之间，并且其中施加到电极的电信号调制在由电极界定的区域中穿过成像装置的光的强度。接触镜片图案成像装置能够包括光强度调制器，该光强度调制器包括DMD装置。
[0020] 一个总的方面包括一种接触镜片图案化装置，该接触镜片图案化装置包括：容器，该容器被配置成保持容纳一对接触镜片基质的封装，其中该接触镜片基质包括使表面粘附到墨滴的表面处理：第一打印头打印元件，其中该第一打印头打印元件定位于接触镜片图案化装置内在某个位置，以在该对接触镜片基质上的对准位置上直接打印在该对接触镜片基质上，并且其中第一打印头打印元件打印油墨；第二打印头打印元件，其中该第二打印头打印元件定位于接触镜片图案化装置内在某个位置，以在该对接触镜片基质上的对准位置上直接打印在该对接触镜片基质上，并且其中该第二打印头打印元件打印活性单体混合物；控制器，其中该控制器向打印头发送控制信息，以打开和关闭打印头内的元件来形成墨滴的图案；以及通信装置，其中该通信装置接收数据通信到控制器。该方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每一者被配置为执行这些方法的动作。
[0021] 一个总的方面包括一种在接触镜片内形成图案的方法，该方法包括：形成接触镜片基质，其中该形成包括模塑；将接触镜片基质放置在包装中以供储存；与设计系统进行交互以选择图案设计；将着色剂赋予接触镜片基质；将单体混合物沉积在接触镜片基质上，其中该单体混合物围绕着色剂的暴露表面；并通过聚合来固定单体混合物。该方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每一者被配置为执行这些方法的动作。
[0022] 一个总的方面包括一种在接触镜片中显示图案的方法，包括：形成接触镜片，该接触镜片包括：插入装置，该插入装置包括：通电元件；包括由第一电极和第二电极围绕的对准的液晶材料的电活性层，其中跨第一电极和第二电极施加电势改变液晶材料的分子的取向，这降低了穿过接触镜片的电磁辐射的传输，并且其中该电活性层定位于接触镜片的非光学区中；控制器，其中该控制器控制跨第一电极和第二电极施加的电势；以及通信装置，其中该通信装置接收与确定是否由控制器施加电势的图案有关的数据；从外部设备向接触镜片内的通信装置传输通信；并将接触镜片放置在使用者的眼睛上。该方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每一者被配置为执行这些方法的动作。附图说明
[0023] 根据下文附图所示的本发明优选实施方案的更为具体的说明，本发明上述及其他特征和优点将显而易见。
[0024] 图1A至图1G示出了具有美学特征的示例性镜片。
[0025] 图2A示出了具有美学特征的示例性镜片的横截面近视图。
[0026] 图2B示出了用于制造具有美学特征的示例性镜片的示例性方法的流程图。
[0027] 图2C示出了在示例性镜片上打印美学特征的示例性装置的近视图。
[0028] 图2D示出了在具有美学特征的示例性镜片的顶表面上打印涂层的示例性设备的近视图。
[0029] 图2E示出了包括多个层的具有美学特征的示例性镜片的横截面近视图。
[0030] 图3A示出了提供数字打印的美学镜片的示例性市售位置。
[0031] 图3B示出了采用数字美学镜片打印设备的示例性家庭位置。
[0032] 图4示出了示例性的独立式数字美学镜片打印设备。
[0033] 图5A示出了包括光致变色或热致变色染料的镜片基质的示例性横截面图。
[0034] 图5B示出了用于容纳包括光致变色或热致变色染料的镜片基质的示例性包装。
[0035] 图5C示出了用于在包括光致变色或热致变色染料的镜片中产生美学特征的示例性设备。
[0036] 图5D示出了包括光致变色或热致变色染料的镜片基质的示例性横截面视图，其中一些染色区域已经被处理成具有颜色。
[0037] 图6A示出了使用针阵列将美学图案递送到接触镜片的设备。
[0038] 图6B示出了具有通过针处理嵌入的颜色的镜片基质的示例性横截面。
[0039] 图7A示出了包括电活性图案化装置的插入装置的示例性视图。
[0040] 图7B示出了包括图7A的插入物的示例性镜片。
具体实施方式
[0041] 已经公开了用于构造和/或美化定制接触镜片的装置的各种实施方案的设计和方法。文中描述的示例仅为示例性实施方案，各种变型和更改对于本领域的技术人员而言可为显而易见的。因此，示例不限制本申请的范围。
[0042] 术语
[0044] 如本文所用，“光化辐射”是指能够激发化学反应的辐射。
[0045] 如本文所用，“弓形”是指象弓一样的曲面或弯曲。
[0046] 如本文所用，“DMD”是指数字微镜装置，一种由功能性地安装在CMOS SRAM之上的可运动微镜阵列组成的双稳态空间光调制器。通过将数据载入反射镜下的存储单元来独立控制各反射镜使反射光转向，从而将视频数据的像素空间映射到显示器上的像素。数据以二元方式静电地控制反射镜的倾角，其中反射镜状态为X度(开)或-X度(关)。对于当前的器件，X可为10度或12度(标称)。由开反射镜反射的光随后通过投射镜片并投射到屏幕上。光在反射关闭时产生暗视场，并限定用于图像的暗电平基准。图像通过开电平与关电平之间的灰度调制来产生，开关速率快到足以让观看者将其视为完整图像。DMD(数字微镜器件)有时被称为DLP投影系统。
[0047] 如本文所用，“DMD脚本”应指空间光调制器的控制协议以及任何系统部件的控制信号，系统部件例如光源或滤光器转轮，其中任何一者可包括一系列时序命令。使用首字母缩写DMD并不表示将该术语的使用限于空间光调制器的任何一种具体类型或大小。
[0048] 如本文所用，“固化辐射”是指足以共聚或交联包括镜片坯件或镜片的基本上所有反应混合物中的一个或多个的光化辐射。
[0050] 如本文所用，“凝胶点”应指第一次观察到凝胶或不溶物的点。凝胶点是转化程度，在该点液态聚合混合物变为固态。凝胶点可以使用索格斯列特实验来确定：在不同的时间点停止聚合物反应，并分析得到的聚合物以确定残余不溶性聚合物的重量分数。这些数据可外推至不存在凝胶的点。该不存在凝胶的点就是凝胶点。凝胶点还能够通过分析反应期间反应混合物的粘度来确定。可使用平行板流变仪将反应混合物放在板之间来测量粘度。至少一块板应透过聚合反应所用波长的辐射。粘度接近无限大的点为凝胶点。对于给定的聚合物系统和指定的反应条件，凝胶点发生在相同的转化度上。
[0051] 如本文所用，“镜片”是指驻留在眼睛内或上的任何眼科装置。这些装置可提供光学矫正或可以起到美容的作用。例如，术语“镜片”可指用于矫正或改进视力或用于增强眼部生理美容(例如虹膜颜色)而不妨碍视力的接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物或其他类似装置。在一些实施方案中，本发明的优选镜片是由有机硅弹性体或水凝胶制成的软质接触镜片，其中有机硅弹性体或水凝胶包括但不限于有机硅水凝胶和氟水凝胶。
[0052] 如本文所用，“镜片坯件”是指由镜片坯形和与镜片坯形接触的流体镜片反应性混合物组成的复合物。例如，在一些实施方案中，在一定体积的反应性混合物内制备镜片坯形的过程中，会形成流体镜片反应介质。从用于制备镜片前体形成物的一定体积的反应性混合物中分离出镜片前体形成物和所附着的流体镜片反应介质，可生成镜片前体。另外，镜片坯件能够通过移除大部分流体镜片反应性混合物或将大部分流体镜片反应介质转化成非流体复合材料而转变为不同的实体。
[0053] 如本文所用，“镜片坯形”是指具有至少一个光学质量表面的非流体物，其经进一步加工即可相容地复合到眼科镜片中。
[0054] “镜片形成混合物”或“反应性混合物”或“RMM”(反应性单体混合物)：本文中指可固化并交联或可交联形成眼科镜片的单体或预聚物材料。各个实施方案可包括含有一种或多种添加剂的镜片形成混合物，例如：UV阻挡剂、着色剂、光引发剂或催化剂，以及人们可能想在眼科镜片(诸如接触镜片或眼内镜片)中加入的其他添加剂。
[0055] 如本文所用，“模具”是指能够被用来由未固化制剂形成镜片的刚性或半刚性物体。一些优选模具包括形成前曲面模具部件和后曲面模具部件的两个模具部件。
[0056] 如本文所用，“光学区”是指眼科镜片佩戴者能够透过其观看的眼科镜片区域。
[0057] “从模具脱离”是指镜片弯曲而从模具分离或只是松散地附着使得其可通过药签轻柔地搅动或推动而取下。
[0058] 如本文所用，“Xgel”是可交联反应混合物的化学转化率，其中混合物中凝胶份额大于零。
[0060] 现在参见图1A，示出示例性非美容接触镜片100的平面图。接触镜片100包括光学区102、围绕光学区102的周边区104、被设计成当被佩戴时接触个体的眼睛的后曲面表面和与后曲面表面相背对的前曲面表面。光学区102是接触镜片100的部分，通过其可获得视力矫正。换句话讲，光学区102提供视力矫正，并且被设计成用于特定需要，诸如单视力近视或远视矫正、散光视力矫正、双焦点视力矫正、多焦点视力矫正、定制矫正或者可提供视力矫正的任何其它设计。周边区104围绕光学区102，并且提供接触镜片100在眼睛上的机械稳定性。换句话讲，周边区104提供机械特征，所述机械特征影响接触镜片100在眼睛上的定位和稳定性，包括定心和取向。当光学区102包括非旋转对称特征(诸如，散光矫正和/或高阶像差矫正)时，取向为基本要求。在一些接触镜片设计中，可使用在光学区102与周边区104之间的任选的中间区。任选的中间区确保光学区102和周边区104为平滑融合的。
[0061] 图1A中示出的镜片100是圆形的，但可以是用于接触镜片的任何方便的形状，诸如椭圆形或截圆形形状。除了是圆状的或非圆状的，接触镜片100可以是平面的或非平面的。
[0062] 美容接触镜片被设计成增强或改变在其上美容接触镜片被佩戴的眼睛的外观。虽然不是要求，但美容接触镜片也可用于屈光度不正的矫正。此外，美容接触镜片也可具有直接的医疗应用，例如，恢复受损眼睛的外观。无虹膜、虹膜缺失、瞳孔变形、虹膜损伤和/或角膜老年环(arcus senilis或arcus senilus corneae)(一种使角膜缘区域变淡或变色的病症)的个体能够使用彩色接触镜片，该彩色接触镜片将呈现完整的虹膜的外观。美容接触镜片可包括半透明/透明颜色增强、色调、不透明颜色色调、人工虹膜图案、缘环、巩膜增亮色调和/或上面的任何组合。
[0063] 更具体地，美容接触镜片可用于增亮巩膜和/或具有包括用来增强佩戴者虹膜轮廓的缘环的图案，这导致对于镜片佩戴者的观察者而言虹膜显得更大。另外，美容接触镜片可具有完全或优选地部分覆盖佩戴者的虹膜的附加图案元件。美容镜片可用于增强黑眼睛的个体的虹膜，但也可用于增强浅色眼睛的镜片配戴者的虹膜。
[0064] 参见图1B，示出了先前已经由本公开的发明实体描述的接触镜片110的美学修改的示例。该示例示出了打印在被封装在水凝胶裙边中以形成接触镜片的插入物上的示例性虹膜图案，如在本文中更详细解释的。当使用者佩戴接触镜片时，内部电子和通电部件在美学上用虹膜图案覆盖。
[0065] 在其他示例中，接触镜片中的打印图案能够具有在佩戴时提供外观的唯一功能，并且能够被打印在不具有内部部件的接触镜片主体上。参见图1C，示出了具有美学修改120的接触镜片，其中该美学修改可以是能够给予大瞳孔印象的实心打印图案。
[0066] 如前所述，可能有大量的图案能够应用于接触镜片以进行美学图案化。参见图1D、图1E和图1F，用画笔描边130、线条图案140以及线条图案和几何图形150的组合来示出了虹膜图案的变化。如图1B和图1C所示，这些图案能够引起比一些更标准的美学修改更加人工的镜片外观。
[0068] 可能形成的图案只具有与虹膜图案等正常特征无关的图案。参见图1G，示出了图形图案160的示例。在许多示例中，能够制造单色或多色的任意图案，以当其他人看着使用者的眼睛时，给予他们独特的外观。如前所述，在光学修改接触镜片的特征的情况下，能够形成此类美学镜片的示例，该镜片能够仅用于赋予美学效果。
[0069] 具有美学内容的舒适接触镜片的制作
[0070] 参见图2A，示出了具有美学内容的镜片的示例性横截面。镜片的基质层215能够形成为镜片主体。形成能够以多种方式发生，这些方式是接触镜片制造中的标准，包括在模具表面之间模塑可聚合材料以形成接触镜片合适形状的成形主体。
[0071] 可存在多种类型的能够被用来形成基质层215的材料。在一些示例中，优选的基质材料和在接触镜片中具有插入装置的其他示例中的封装材料能够包括含有机硅的组分。“含有机硅的组分”是在单体、大分子单体或预聚物中含有至少一个[-Si-O-]单元的组分。
优选地，按含有机硅的组分的总分子量计，所有硅和所连接的氧以大于约20重量百分比，且更优选地大于30重量百分比的量存在于含有机硅的组分中。可用的含有机硅的组分优选地包含可聚合官能团，诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。
优选地，按含有机硅的组分的总分子量计，所有硅和所连接的氧以大于约20重量百分比，且更优选地大于30重量百分比的量存在于含有机硅的组分中。可用的含有机硅的组分优选地包含可聚合官能团，诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。
[0072] 在一些示例中，围绕插入物的眼科镜片裙边(也称为插入物封装层)可由标准水凝胶眼科镜片制剂构成。具有可合格地匹配多种插入物材料的特征的示例性材料可包括例如那拉菲康族(包括那拉菲康A和那拉菲康B)和依他菲康族(包括依他菲康A)。下文将对与本领域一致的材料性质进行更全面的技术讨论。本领域中的技术人员可认识到，除所讨论的那些材料之外的其他材料还可形成被密封和封装插入物的合格的封装件或部分封装件，并且应将其视为符合并包含在权利要求书的范围内，并且通过相同的逻辑可以在没有插入物的接触镜片的示例上形成可接受的基质层。
[0073] 合适的含有机硅的组分包括式I的化合物。
[0074]
[0075] 其中
[0076] R1从单价反应性基团、单价烷基或单价芳基(以上基团的任一个还可包括从羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸根、碳酸盐、卤素或它们的组合中选择的官能团)；以及单价硅氧烷链(包括1-100Si-O重复单元，所述单元还可包括从烷基、羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸根、卤素或它们的组合中选择的官能团)中独立地选择；
[0077] 其中b为0至500，应当理解，当b不为0时，b为众数等于设定值的分布；
[0078] 其中至少一个R1包含一价反应性基团，并且在一些示例中，在1和3个R1之间包含一价反应性基团。
[0079] 如本文所用，“一价反应性基团”为可经历自由基和/或阳离子聚合的基团。自由基反应性基团的非限制性示例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、C1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基奈基、C2-6烯基苯基、C1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸酯和O-乙烯基碳酸酯。阳离子反应性基团的非限制性示例包括乙烯基醚或环氧基团、以及它们的混合物。在一个实施方案中，自由基反应性基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺、以及它们的混合物。
[0080] 合适的一价烷基和芳基包括未取代的一价C1-C16烷基、C6-C14芳基，诸如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、丙氧基丙基、聚乙烯氧丙基、它们的组合等。
[0081] 在一个示例中，b为0，一个R1为一价反应性基团，并且至少3个R1选自具有一至16个碳原子的一价烷基基团，并且在另一个示例中，选自具有一至6个碳原子的一价烷基基团。该实施方案的有机硅组分的非限制性示例包括2-甲基-、2-羟基-3-[3-[1333-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙基酯(“SiGMA”)、
[0082] 2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、[0083] 3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(“TRIS”)、
[0084] 3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷和
[0085] 3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。
[0086] 在另一个示例中，b为2至20、3至15或在一些示例中为3至10；至少一个末端R1包含一价反应性基团，并且其余的R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基基团，并且在另一个实施方案中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基基团。在另一个实施方案中，b为3至15，一个末端R1包含一价反应性基团，另一个末端R1包含具有1至6个碳原子的一价烷基基团，其余的R1包含具有1至3个碳原子的一价烷基基团。本实施方案的有机硅组分的非限制性示例包括(一-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(400-1000MW))(“OH-mPDMS”)、一甲基丙烯酰氧基丙基封端的一-n-丁基封端的聚二甲基硅氧烷(800-1000MW)(“mPDMS”)。
[0087] 在另一个示例中，b为5至400或10至300，两个末端的R1均包含一价反应性基团，其余的R1独立地选自具有1至18个碳原子的一价烷基基团，所述一价烷基基团在碳原子之间可以具有醚键并且还可以包含卤素。
[0088] 在一个其中需要有机硅水凝胶镜片的示例中，本发明的镜片将由这样的反应性混合物制成：按由其制成聚合物的反应性单体组分的总重量计，该反应性混合物包含至少约20重量％的含有机硅组分，优选地包含介于约20重量％和70重量％之间的含有机硅组分。
[0089] 在另一个实施方案中，一至四个R1包含下式的乙烯基碳酸酯或氨基甲酸酯：
[0090] 式II
[0091]
[0092] 其中：Y代表O-、S-或NH-；
[0093] R代表氢或甲基；d为1、2、3或4；并且q为0或1。
[0094] 含有机硅的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包含：13-双[4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷、3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯、碳酸三甲基甲硅烷基乙基乙烯酯、碳酸三甲基甲硅烷基甲基乙烯酯，并且
[0095]
[0096] 其中模量低于约200的生物医疗装置是期望的，仅一个R1应当包含单价反应性基团，并且其余R1基团中的不超过两个将包含单价硅氧烷基团。
[0097] 另一类含有机硅组分包括以下各式的聚氨酯大分子单体：
[0098] 式IV至VI
[0099] (*D*A*D*G)a*D*D*E1、
[0100] E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E1或
[0101] E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E1
[0102] 其中：
[0103] D代表具有6至30个碳原子的烷二基、烷基环烷二基、环烷二基、芳二基或烷基芳二基；
[0104] G代表具有1至40个碳原子而且可在主链中含有醚键、硫代键或胺键的烷二基、环烷二基、烷基环烷二基、芳二基或烷基芳二基；
[0105] *代表氨基甲酸酯或脲基键；
[0106] a为至少1；
[0107] A代表由下式表示的二价聚合基：
[0108]
[0109] 式VII
[0110] R11独立地代表具有1至10个碳原子的烷基或氟取代的烷基基团，其在碳原子之间可含有醚键；y为至少1；并且p提供400至10000的部分权重；E和E1中的每个独立地代表由下式表示的可聚合不饱和有机基：
[0111]
[0112] 式VIII
[0113] 其中：R12为氢或甲基；R13为氢、具有1至6个碳原子的烷基或-CO-Y-R15基，其中Y为-O-、Y-S-或-NH-；R14为具有1至12个碳原子的二价基；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表具有6至30个碳原子的芳香基；w为0至6；x为0或1；y为0或1；并且z为0或1。
[0114] 优选的含有机硅组分为聚氨酯大分子单体，其由下式表示：
[0115] 式IX
[0116]
[0117] 其中R16是在去除异氰酸酯基团之后的二异氰酸酯的双自由基(诸如异佛乐酮二异氰酸酯的双自由基)。其他适宜的含有机硅大分子单体为由氟醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛乐酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯反应形成的式X的化合物(其中xy为10至30范围内的数值)。
[0118] 式X
[0119]
[0120] 适用于本发明的其他包含有机硅的组分包括：包含聚硅氧烷、聚亚烷基醚、二异氰酸酯、聚氟代烃、聚氟醚和多糖基团的大分子单体；具有极性氟化接枝或侧基团(在末端二氟代碳原子上附接有氢原子)的聚硅氧烷；包含醚键和硅氧烷键的亲水性硅氧烷基甲基丙烯酸酯、以及包含聚醚和聚硅氧烷基的可交联单体。在一些示例中，聚合物主链可具有掺入到其中的两性离子。当材料以溶剂形式存在时，这些两性离子可表现出沿聚合物链的两种极性的电荷。两性离子的存在可改善聚合材料的可润湿性。在一些示例中，上述聚硅氧烷中的任一个也可用作本发明中的封装层。
[0121] 再次参见图2A，有色材料能够被用来产生美学元素210。在下面的部分中描述了将有色材料放置在或放在接触镜片的基质元件的表面的许多方式。这些方式能够被用来将颜色嵌入接触镜片或将颜色沉积到表面上。颜色可包括黑色油墨或能够由在眼睛环境中安全的油墨、染料和其他着色剂形成的其他各种颜色。在美学元素210形成在基质层215之中或之上之后，能够被顶部涂层220封装。在其他示例中，在着色剂被植入到基质层中的情况下，顶部涂层能够表示着色剂被植入的深度。
[0122] 在能够应用顶部涂层的示例中，能够使用容纳聚合物润湿剂(诸如聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PVP)和无环聚酰胺)的有机硅水凝胶制剂。在一些示例中，这些聚合物可能相当大，并且可能需要使用专门的需定制制造的相容组分。相容组分的示例可包括2-丙烯酸、2-甲基-2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(SiGMA)。包含单体形式和聚合物润湿剂的顶部涂层能够被施加，然后能够被进一步聚合。
[0123] 用油墨打印形成美学镜片的方法
[0124] 参见图2B，示出了用于形成美学镜片的方法。在步骤231处，形成接触镜片基质。形成基质的方法能够从本领域已知的方法中得出，包括例如铸塑、镜片加工和自由沉积。在一些示例中，镜片后曲面能够在步骤231中被完全限定，而前曲面能够被随后的涂层覆盖。在步骤232中，接触镜片基质能够被放置在包装中以存储镜片基质，直到应用美学元素。在一些示例中，镜片能够被储存在包装溶液中。在一些示例中，镜片能够在受控或降低的温度下储存。在稍后的时间，并且在一些示例中在远程位置处，使用者能够与设计系统进行交互以选择他们想要图案化的镜片的图案233。在步骤234处，能够将着色剂赋予镜片基质。如在前面的部分中所讨论的，可存在赋予着色剂的许多方式，例如可包括油墨打印、光致反应或针式赋予。在一些示例中，在步骤235处，能够用封装涂层来涂覆着色基质。在一些示例中，封装涂层能够喷涂或以其他方式仅涂覆到镜片的前曲面上。在其他示例中，前曲面和后曲面两者的表面能够例如通过浸入dip溶液中而被涂覆。在一些示例中，封装剂涂层能够是在步骤236处能够聚合的单体混合物。为了使用者的舒适度，如步骤237所示，聚合和封装的着色镜片能够被放置在包装溶液中以使镜片水合。
[0125] 着色剂在接触镜片上的打印
[0126] 参见图2C，找到在接触镜片上打印颜料的图示。如图所示，在一些示例中，喷墨打印头240能够被用来将着色剂打印在接触镜片上。喷墨打印头240能够以受控的方式跨接触镜片的表面移动241，以建立将投射到接触镜片244的液滴243的图案。可存在许多类型的生物相容油墨可用于喷墨打印头。喷墨打印头能够由打印控制器控制，该打印控制器能够结合感测装置以建立打印头的位置及其运动速率，以计算电信号的正确定时，以促使打印头元件242释放墨滴243。在一些示例中，控制器能够具有执行算法计算的能力，该算法计算能够针对各种因素(诸如镜片的曲率)以及针对其中一个或多个打印元件可能不分配油墨的打印问题调整打印图案。在一些示例中，打印头能够定位于固定的打印机上，用于定制的镜片被放置在该打印机中。在其他示例中，打印机构能够定位于将被定制的镜片基质的包装中。
[0127] 参见图2D，可执行打印的第二遍以将打印的表面封装在镜片材料的覆盖层中，使得着色剂被埋在表面之下。可存在许多材料能够符合封装打印的表面，包括如前所述的PVP或其他材料，这些材料向使用者赋予舒适和水合的表面。参见图2D，打印头250能够跨镜片表面移动251。当打印头250移动251时，电压信号能够被发送到该打印头，这能够促使打印头元件252释放墨滴253，从而在镜片的表面上产生图案254。在一些示例中，打印油墨的相同打印头能够使用不同的释放元件跨镜片的表面释放封装层材料。在其他示例中，第二打印头能够释放封装材料。通常，封装层能够被释放到镜片的整个表面上；因此，喷涂过程能够分配封装材料。在一些示例中，可允许分配的材料在聚合之前在表面上流动一段时间。聚合能够被化学触发，或者能够使用引发光源来引发聚合。在一些示例中，能够将具有聚合层的镜片接着浸入水性液体诸如包装溶液中以允许顶层水合。
[0128] 参见图2E，提供了多层级图案的示例性图示。在一些示例中，可能希望在镜片主体的多个层级上打印图案。多层级上的图案可能给予美学图案“深度”的感觉。在一些示例中，能够通过重复如关于图2A所展开的打印步骤来形成多层级图案。同样，基底能够具有打印在基质层上的颜色。颜色可包括黑色油墨或能够由在眼睛环境中安全的油墨、染料和其他着色剂形成的其他各种颜色。在美学元素210形成在基质层215之中或之上之后，能够被顶部涂层220封装。此后，能够施加另一层着色剂来产生第二美学元素280。它能够被另一层顶部涂层270封装。通常，本文中的任何打印技术能够被配置为以多层方式形成图案，以向在镜片上所得的图案赋予外观上的深度。
[0129] 定制美学镜片的分销模型
[0130] 可存在许多方式来制作和分销定制的美学镜片。在第一示例中，市售出口可与能够执行如本文所述的美学特征的打印的打印系统一起建立。参见图3A，市售实体300能够提供定制的美学镜片。服务代理310能够与客户320进行交互。服务代理310能够帮助客户320确定他或她所期望的图案。定位于市售出口处的打印系统330然后能够生产定制镜片。
[0131] 在另一种模式中，可在用户家中制造定制镜片。参见图3B，打印系统可定位于用户的家中。例如，打印机360可定位于用户的卧室340中。用户能够与个人计算机、平板计算机或智能设备350上的设计系统进行交互。用户能够被提供有预先配合并根据用户的光学需求定制的空白镜片。定制墨盒和封装层盒也能够被用户获得。个人计算机、平板计算机或智能装置350之间的通信能够将期望的图案信息发送到打印机。用户能够使用打印机来执行基本步骤以获得定制打印的美学镜片。
[0132] 在另一个模式中，一个包装能够容纳使用者需要打印他们定制镜片的所有元件。该包装能够具有一组适合使用者的空白镜片。参见图4，包装410能够容纳一对空白镜片
420。包装410能够容纳具有预先提供的油墨和封装材料的类型的打印头430。打印头430能够通过运动元件440在包装内移动。打印头的运动能够通过连接到简单的导螺杆的元件诸如小型电机(例如精密步进马达)来致动。在其他示例中，电活性弹性体能够被用来引起和控制运动。在更进一步的示例中，压电致动器能够被用来引起运动。任何能够由电池装置供电的运动装置都能够被用来控制运动。运动元件440的控制能够由运动致动器元件450进行。运动致动器元件450能够在基于弹性体和压电的致动器或者用于数字步进信号或者基于马达的运动的模拟控制信号的情况下，提供电信号诸如高电压信号。在所示出的示例中，由于打印元件可能足够大而能够跨越在上面打印图案的镜片，因此仅示出了一个运动维度。在一些其他示例中，能够引起两个运动维度，以允许较小的打印头沿镜片在镜片之间移动时跨镜片被光栅化。在其他示例中，打印元件可具有足够小且密度足够大的打印元件，使该打印元件可位于镜片元件上方并且以静态取向进行打印。通电元件连同控制器和通信元件460能够控制功率分配，并且还能够控制到打印头以及运动元件(如果有一者存在的话)的信号。控制器在包装外部可具有互连以接收对应于期望打印的图案的数据。能够使用有线连接470或无线通信480进行到图案数据的包装的通信。作为非限制性示例，有线连接能够经由串行端口连接诸如USB或其他串行通信方案诸如SPI或12C来进行。无线通信能够经由许多无线标准诸如蓝牙、Zigbee、WiFi和其他此类协议进行协调。在一些示例中，图案数据能够在在一些示例中安装在包装上的触摸屏上呈现给使用者。触摸屏信号或通过所提及的各种通信方式的通信能够允许使用者开始打印，并且能够在处理完成进行指示。
420。包装410能够容纳具有预先提供的油墨和封装材料的类型的打印头430。打印头430能够通过运动元件440在包装内移动。打印头的运动能够通过连接到简单的导螺杆的元件诸如小型电机(例如精密步进马达)来致动。在其他示例中，电活性弹性体能够被用来引起和控制运动。在更进一步的示例中，压电致动器能够被用来引起运动。任何能够由电池装置供电的运动装置都能够被用来控制运动。运动元件440的控制能够由运动致动器元件450进行。运动致动器元件450能够在基于弹性体和压电的致动器或者用于数字步进信号或者基于马达的运动的模拟控制信号的情况下，提供电信号诸如高电压信号。在所示出的示例中，由于打印元件可能足够大而能够跨越在上面打印图案的镜片，因此仅示出了一个运动维度。在一些其他示例中，能够引起两个运动维度，以允许较小的打印头沿镜片在镜片之间移动时跨镜片被光栅化。在其他示例中，打印元件可具有足够小且密度足够大的打印元件，使该打印元件可位于镜片元件上方并且以静态取向进行打印。通电元件连同控制器和通信元件460能够控制功率分配，并且还能够控制到打印头以及运动元件(如果有一者存在的话)的信号。控制器在包装外部可具有互连以接收对应于期望打印的图案的数据。能够使用有线连接470或无线通信480进行到图案数据的包装的通信。作为非限制性示例，有线连接能够经由串行端口连接诸如USB或其他串行通信方案诸如SPI或12C来进行。无线通信能够经由许多无线标准诸如蓝牙、Zigbee、WiFi和其他此类协议进行协调。在一些示例中，图案数据能够在在一些示例中安装在包装上的触摸屏上呈现给使用者。触摸屏信号或通过所提及的各种通信方式的通信能够允许使用者开始打印，并且能够在处理完成进行指示。
[0133] 在一些示例中，基质接触镜片元件能够在干燥条件下存储并且作为干燥起始镜片进行处理。在此类情况下，成品可能需要在使用者佩戴之前进行水合。
[0134] 在一些其他示例中，镜片毛坯能够被储存在水性溶液中，并且当要执行打印时，可能需要从镜片主体排出液体。在一些示例中，在打印开始之前可能需要干燥时间段。在一些示例中，能够通过放置包装的方向来实现流体的排出，其中当将镜片放置在端部上时，镜片毛坯能够被浸入包装溶液中，而当被平放时，流体沿包装长度的底部扩散并露出镜片毛坯。在一些其他示例中，阀能够允许液体从镜片毛坯中抽出。在一些其他示例中，根据需要，泵或空气流能够将流体推离或推到镜片毛坯。
[0135] 美学镜片的光学图案化
[0136] 可存在通过用光将图案写入镜片中来在接触镜片上产生图案的许多方法。参见图5A，描绘了接触镜片内的光敏插入层的图示。基质接触镜片层503能够用标准接触镜片水凝胶模塑制剂模塑制定而成。包括光敏元件501的插入层可被夹在基质接触镜片层503和顶部接触镜片层502之间。在一些示例中，包括光敏元件501的插入层能够在模塑操作之前形成，然后放置在包括前接触镜片光学形状和后接触镜片光学形状的模具中。如图所示，可光聚合材料可被注入到模具件中，然后插入物可被水凝胶材料封装到镜片中。可光聚合材料可被嵌入到插入物中，并且插入物层可包括可热成形材料，从而允许插入物成形为接触镜片的期望的曲面和形状。
[0137] 在一个示例中，包括光敏元件501的插入层能够具有嵌入或附接到其中每个光敏元件能够包括一定量的光致变色油墨的层的小特征结构。存在许多类型的光致变色油墨，其中一些在暴露于紫外线时不可逆地改变颜色。光致变色油墨能够被封装在聚合物基体中和/或碾磨成可如图所示呈球形的小的离散片。其他形状可以是可能的。不可逆的光致变色颜料，诸如购自OliKrom公司的OliKrom’s hvOne颜料作为非限制性示例能够被结合到插入物中。
[0138] 包括具有光致变色颜料的插入物的模塑坯料在暴露于紫外线之前可以是透明的。因此，能够通过将此类镜片暴露于对应于期望的图案的图案中的紫外线来图案化该镜片。
接下来将更详细地描述暴露过程。所得的图案能够被认为是单色图案。在一些示例中，多色图案能够通过包括多层插入物来形成，其中每个插入层能够包括不同颜色的光致变色染料。当存在多个插入层时，以离散波长对插入层进行激光辐射可允许对多个层中的一层进行图案化。围绕光致变色染料的封装层能够包括吸收染料，该吸收染料能够限定能够穿透到封装的光致变色染料中的窄带紫外线。因此，利用多个不同的成像辐射步骤，也能够在紫外线的不同波长下对多色图案进行成像。
接下来将更详细地描述暴露过程。所得的图案能够被认为是单色图案。在一些示例中，多色图案能够通过包括多层插入物来形成，其中每个插入层能够包括不同颜色的光致变色染料。当存在多个插入层时，以离散波长对插入层进行激光辐射可允许对多个层中的一层进行图案化。围绕光致变色染料的封装层能够包括吸收染料，该吸收染料能够限定能够穿透到封装的光致变色染料中的窄带紫外线。因此，利用多个不同的成像辐射步骤，也能够在紫外线的不同波长下对多色图案进行成像。
[0139] 在一些示例中，能够用热致变色染料来替换光致变色染料。在这些情况下，不同的热致变色染料能够与吸收材料混合，其中吸收材料能够诸如在UV带或光谱中吸收相对较窄的电磁辐射带。用热致变色染料填充的离散元素对光的吸收可显著提高局部温度，从而使染料从无色变为有色。在一些示例中，光能够由激光形成，该激光能够跨镜片主体扫描并且在需要图案元件时开启。在其他示例中，能够被准直的光源能够跨光的投影辐射掩模元件到镜片上并且允许光穿透指定的区域。而且，光辐射镜片的位置能够吸收光能并加热产生图案的光致变色染料。
[0140] 参见图5B，可示出容纳用于使用者的镜片基质515的包装510。在一些示例中，镜片基质可以是透明的镜片，对其不带有处方或电力。在其他示例中，镜片基质能够具有用于使用者的独特的处方。为了以良好的精度对镜片进行图案化，在辐射之前可能需要将镜片包装溶液从镜片基质排出。容器520可定位于包装510内以允许从镜片区域排出包装溶液。在一个示例中，致动机构530能够致动阀525，该阀可允许包装溶液从镜片基质排出并进入存储位置。具有控制器和通信功能535的通电元件能够控制功率分配并且还控制到阀致动器的信号。控制器在包装外部可具有互连以接收对应于期望打印的图案的数据。能够使用有线连接540或无线通信545进行到包装的通信。作为非限制性示例，有线连接能够经由串行端口连接诸如USB或其他串行通信方案诸如SPI或I2C来进行。无线通信能够经由许多无线标准诸如蓝牙、Zigbee、WiFi和其他此类协议进行协调。图案写入的状态在一些示例中能够在安装在包装上的触摸屏上呈现给使用者。触摸屏信号或通过所提及的各种通信方式的通信能够允许使用者开始打印，并且能够引起水性溶液的排出。
[0141] 参见图5C，示出了示例性辐射设备590。能够将包装510或类似的包装插入在辐射设备590中以写入图案。辐射设备能够具有UV辐射源565。在一些示例中，来自UV辐射源565的光发射可以是准直的560。准直的紫外线560然后能够穿过成像元件555，该成像元件能够将光线成像为穿过到镜片的像素和那些没有穿过到镜片的像素。在一些示例中，成像元件可包括DMD型镜像成像装置。在其他示例中，成像元件能够由液晶装置形成，该液晶装置能够基于电控制信号阻挡光或让光通过到围绕液晶区域的电极。电极能够形成为允许在接触镜片中图案化光致变色或热致变色元素的像素图案。从成像元件555出现的紫外线能够用聚焦系统550以各种方式聚焦，以允许将图像的尺寸调节到镜片基质上。
[0142] 参见图5D，示出了成像的光致变色或热致变色元素的示例。如所讨论的，镜片封装层502和503能够围绕插入物，其中微粉化的光致变色或热致变色元素位于其中。如所示的成像的光致变色或热致变色元素580、元素的组合可成像以在镜片中产生图案。
[0143] 美学镜片的针图案化
[0144] 参见图6A，示出了针图案化装置。针既能够被用来承载油墨，也能够被用来刺穿基于意图被图案化的镜片的表面。在一些示例中，针阵列能够被附着在能够通过施加电信号而伸展长度的元件上。在一些示例中，电势的施加可引起针膨胀，使得当针阵列与油墨容器接触时，只有由电信号伸展的针才会与油墨接触。在稍后的时间，针阵列可被压入镜片毛坯中。上面带有油墨的针将油墨转移到镜片基质。通过重复该过程许多次，能够将图案赋予镜片基质，就像用针刺穿而在人体皮肤上形成纹身一样。
[0145] 在其他示例中，当针阵列与油墨接触时，该阵列可全部处于相同的长度。在稍后的时间，电信号能够被用来伸展用于针的支撑件的长度。那些从表面伸出的针能够刺穿镜片基质，而其他针可能不能够刺穿镜片基质的表面。用于针的支撑件能够由材料诸如能够随着施加的电压而在长度上伸展的压电材料形成，或者由在存在电势的情况下也能够伸展的电活性弹性体材料形成。
[0146] 在更进一步的示例中，针的表面能够用能够使针对油墨的亲和力低的材料涂覆。针容器和油墨容器内的电极能够允许通过向针施加电势来变换特定针的润湿度。如果针在施加电势时变得亲水，则针阵列能够具有涂覆有着色剂的选定针。当阵列被压入镜片基质时，那些带有油墨的针可能会留下由施加在针上的电势图形所决定的图案中的着色。针阵列能够跨镜片基质的表面成台阶以形成完整的图案。
[0147] 当针刺穿表面并将油墨留在针接触的表面上时，可能期望提供封装层来覆盖刺穿孔。在一些示例中，能够将容纳PVP的单体混合物喷涂或打印到镜片基质上，如前面部分所述。单体混合物的热聚合或光化学聚合能够被用来固定涂层并有效地将沉积的油墨分离在镜片主体内。在其他示例中，针刺穿的顶层可形成为部分凝胶化。在针刺穿表面层之后，部分凝胶化的层可能倾向于通过扩散来填充孔。能够通过进一步暴露于光化学源来固定部分凝胶化的层。参见图6A，镜片基质层635能够支撑镜片的顶层630。如在一些示例中所提及的，当针620在针移入和移出镜片基质635的位置，当阵列在镜片基质635之上移动610时刺穿镜片时，顶层630可附着到镜片基质635。如上所述，顶层能够部分凝胶化，或者能够向镜片添加额外量的可聚合材料。然后可将这些处理中的任一者暴露在紫外线下以固定可聚合材料。如图6B所示，可将着色剂640的沉积物埋入镜片基质中，以在图案中提供着色。
[0148] 电活性美学图案化镜片
[0149] 在一些示例中，基于镜片本身的电活性功能，能够在接触镜片上产生美学图案是可能的。具有嵌入式能量源诸如电池的接触镜片能够具有基于电能的控制来执行功能的能力。在一个示例中，液晶二极管阵列能够被用来控制光的透射并由此产生图案。在一些示例中，反射表面可定位于液晶装置后方，使得入射光可被反射回来。此外，元件堆叠可包括能够以垂直角度取向的偏振滤波器。当横跨液晶层的跨电极的电信号被激活时，它们能够引起液晶分子的对准偏移，并且开始阻止光前进通过液晶层。通过将电极布置成图案并且选择性地确定哪些电极被激活而哪些不被激活，能够在镜片的非光学区域中形成复杂的图案。在一些其他示例中，低级别光源能够从液晶装置后面照射光。当它们通电时，所发射的光能够被吸收。当液晶装置不通电时，光线能够通过液晶层并从接触镜片中出现，从而在接触镜片佩戴者的眼睛上产生发光和黑暗图案区域的印象。接触镜片能够具有能量源诸如电池以及能够控制跨电极的电势施加的电子电路，该电极间隔液晶区域。电路的部分能够被设计成从能够将图案写入接触镜片的存储器的外部发射器接收无线通信。存储器元件能够被用来控制跨液晶材料的像素的电势的施加。
[0150] 参见图7A，能够用于在镜片上产生电活性图案的接触镜片插入物的示例被描绘为接触镜片插入物700。在接触镜片插入物700中，可存在可适应形成的图案的电活性图案化元件770的阵列。用于提供控制电压信号以及用于提供其他功能(诸如控制对用于外部控制信号的环境的感测)的电路705可由通电元件诸如生物相容性电池元件供电。该通电元件能够具有各种互连特征结构以将各个件连接在一起，如可在互连714的区域下方所描绘的那样。通电元件可连接至电路元件，该电路元件可具有其基底711，互连特征结构725可位于该基底上。可为集成电路形式的电路705可电连接和物理连接至基底711及其互连特征结构725。电活性图案化元件770能够位于这些其他部件之上并且能够包括接触镜片的非光学区域中的完整环(但是为了说明，暗部图案在某些位置被破坏以允许观察下面的结构)。非光学区域可以是圆形光学区域720之外的区域，该区域是使用者在佩戴镜片时能够向外看的部分。
[0151] 参见图7B，接触镜片750的剖面浮雕可包括接触镜片插入物700及其所讨论的元素。接触镜片插入物700可被封装到接触镜片水凝胶755的裙边中，该裙边可封装插入物并为使用者的眼睛提供与接触镜片750的舒适接触界面。
[0152] 可存在许多其他类型的能够以电活性方式操作的图案化装置。在非限制性示例中，这些可包括用浅色油层来切换深色水性油墨层以产生图案的电子微流体像素元件。在另一个示例中，微型发光元件诸如发光二极管能够被形成为具有非常小的图案化电极的极薄的阵列，以提供电信号来控制发射到预期图案中的光。
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