Оптически Метрология 3D в Промышленных Офтальмических Применениях

Контактные линзы прибор несенный в глазе главным образом для того чтобы исправить плохое зрение. Тонкая полиэтиленовая пленка плавает на фильм разрывов сразу над роговицей шарика глаза. Сферически контактные линзы были первоначально конструкцией контактных линзов и были пристрелны для более молодого едока. Своя сферически форма конструкции сделала им совершенное разрешение для близорукости и персону на идти который не хотел перебранку нося стекел.

С динамикой населенности вызревания пришла конструкция бифокальных контактов и внутриглазных имплантированных объективов (IOLs), которые теперь самые быстрые - растущие этапы офтальмической индустрии объектива. Это изменение управляется возрастной группой 40+ должной до 2 вопроса. Первое пресбиопия, которая поверены, что будет постепенно твердеть объектива глаза который ограничивает способность сфокусировать на близко предметах. Среди первых знаков пресбиопии затруднение видя в тусклом свете, проблемы фокусируя на малых предметах, и затруднение читая точную печать. Второе условие катаракты, которое заволакивать естественного объектива шарика глаза. С обеих катаракт и пресбиопий отнесенное время, они часто происходит совместно более поздно в жизни. Типично персона которая несла контактные линзы более молодые в жизни для близорукости которая теперь начинала пресбиопию, теперь требовала бы бифокальных контактных линзов для поправка на близко и далекого sightedness.

Бифокальные объективы можно конструировать в нескольких другой способ. На Диаграмму 1 показано 3 главным образом конструкции. Переводя или чередуя конструкция очень подобна к бифокальным стеклам, с расстоянием на верхней и близко силе на дне. Глазу нужно чередовать между верхней частью и дном контактных линзов, котор нужно увидеть правильно. Другие 2 конструкции одновременные конструкции, которые требуют, что ваш глаз смотрит как через расстояние, так и через близко силы в тоже время. Хотя это могло звучать трудным, мозг действует по мере того как сильно способный обработчик изображения для того чтобы помочь отборно правильной силе в зависимости от как близко телезритель к предмету интереса. Асферические конструкции имеют около фокуса в центре и фокусе расстояния на наружном периметре. Однако, большей частью методология сегодня концентрическая конструкция, где структура объектива с чередовать оптически силы построена в концентрическую круговую картину. Каждый концентрический объектив составлен для или расстояния или близко зрение и снова глаз смотрит как через расстояние, так и через близко силы в тоже время.

Диаграмма 1. Разные виды бифокальных объективов.

Диаграмма 2. Диффракционная поверхность бифокальных контактных линзов измерила на микроскопе Bruker 3D оптически.

Люди проходя хирургию катаракты типично также вытерпят от пресбиопии. Один вариант для их вживление искусственного внутриглазного объектива, или IOL. IOL заменяет объектив глаза естественный который извлекается во время хирургии катаракты. Прежде Чем развитие IOLs персона которая прошла удаление катаракты должно нести толщиные eyeglasses или специализировано, громоздкие контактные линзы, котор нужно увидеть.

Диаграмма 3. Типичная конструкция внутриглазного объектива.

Вся доля IOLs такая же основная конструкция как самые предыдущие версии, которые состоят из круглой, корректирующей центральной части объектива с 2 соединяясь рукоятками (haptic) для того чтобы держать объектив в месте внутри глаз. Предыдущее IOLs было mono-фокусно, они предложило поправка на зрения только близко или далекий sightedness. Подобно к бифокальным контактам, мультифокальное IOLs теперь было начато к вводить поправку на множественные расстояния.

Диаграмма 4. форма Внутриглазного объектива измерила с микроскопом Bruker 3D оптически.

Другое состояние глаза который не зависел времени как keratoconus, которое влияет на вокруг одну персону в тысяче. Это вырожденческий разлад глаза в котором изменения в пределах причины роговицы оно, котор нужно утончить, форма изменения, и выпуклина из нормальной постепенно кривого. Keratoconus может причинить существенное искажение зрения с множественными изображениями, исчерчивать, и чувствительностью к свету как общие влияния.

Диаграмма 5. влияния Keratoconus на глазе.

В ранних стадиях keratoconus, мягкие контактные линзы могут быть достаточным вводить поправку на слабый астигматизм. Мягкий объектив имеет тенденцию соответствовать к конической форме роговицы, таким образом умаляющ свою эффективность. Пациент после этого может двинуть к твердым контактным линзам, которые дают больше поддержки роговицы путем позволять разрывам заполнить зазор между скачками роговичой поверхностью и ровной регулярн внутренней поверхностью объектива. По Мере Того Как условие ухудшает и прежде чем хирургия рассмотрена, гибридные объективы были развиты, которые трудны в центре и включены мягкой наружной юбкой. Переходу между трудным внутренним сердечником и мягкой наружной юбкой нужно быть ровн и дефекты - освободите для того чтобы предотвратить любой дискомфорт глаза или века.

Много более старых едоков также нужен астигматизм поправка на, где окулярной системе нужна одна сила коррекции в одной оси и другая сила коррекции в другой оси. Toric объективы которые вводить поправку на астигматизм вообще имеют 2 силы ортогональной к одину другого, и корректирующий объектив необходимо держать, что статической поддержал правильную угловую ориентацию между 2 силами. 2 различного способа для поддержания угловой стабилизации для контактных линзов балласт двойн-сляба- и призмы, оба из которых используют силу тяжести и моргать для того чтобы держать объектив в месте. Контактные линзы IOL Toric также требуют что объектив не вращает.

Дополнительные изменения объективов которые преграждают некоторые длины волны светов, вводить поправку на аберрации, улучшают контраст и регулируют светлую, для того чтобы назвать несколько. Даже развитие идя дальше включать Дисплеи Головок-вверх (HUDs) в контактные линзы, которые помогут более далее вырасти индустрия контакта.

Рынок управляется к контактным линзам и IOLs которые содержат и структуры поверхности на уровне нанометра и асферические конструкции с сферически и цилиндрическими формами в отличая осях. Хотя сырье всех контактных линзов сделано от формы пластичного полимера, несколько другой способ изготовить объектив, при каждый метод производя немножко различные результаты и различные продавая цены. Типично 2 главным образом путя делать объектив путем резать его на токарном станке, или путем отливать объектив в форму в правильную форму путем формировать или впрыска (отливка).

Прессформа Бросания основной производственный прочесс используемый для производить более сложные конструкции объектива. Этот метод использует передние и задние прессформы кривого которые типично отлиты в форму от «инструмента мастерского штыря» который подвергается механической обработке используя лезвие диаманта. Этот мастерский штырь содержит структуры nanometerlevel которые необходимо точно скопировать на объективе. Различные мастерские штыри использованы для того чтобы создать фронт и задние прессформы кривого. Фронт и задние прессформы кривого собраны в вставках прессформы. Полимер впрыснут в прессформу и термально вылечен. Объективы после этого ы водой где они поглощают воду 20% до 70% MASS.

Диаграмма 6. оптически изображение 3D мастерского штыря.

Диаграмма 7. Мастерский штырь с термином сферы, котор извлекли для того чтобы показать поверхностную шершавость.

Мастерские штыри носят вне после производить несколько прессформ, поэтому промышленные предприятия контактных линзов часто должны строить новые одни. Прежде Чем каждый мастерский штырь можно использовать для того чтобы сделать прессформы продукции, он должен сперва быть испытан путем строить пробную прессформу которая использована для того чтобы произвести лимитированный бег пилота объективов. Объективы после этого испытаны для того чтобы увидеть если они обеспечивают правый рецепт. В большинств случаи первая серия объективов не производит правый рецепт, поэтому штырь необходимо re-проектировать и re-подвергнуть механической обработке, новые прессформы необходимо произвести, и окончательно новую серию объективов необходимо отлить в форму и испытать. В типичном промышленном предприятии объектива, она может легко принять 2 до 6 итерирования этого процесса к объективам продукции которые встречают рецепт. Даже после объективы проходят испытание, проблемы более поздно превращаются в много из штырей которые требуют, что штырь переработан дополнительной потере времени продукции.

Диаграмма 8. Explanted IOL.

Очевидно главная функциональность контактных линзов и IOLs улучшить зрение владельца. Пока самомоднейшие контактные линзы конструированы для того чтобы быть очень удобны для большинств людей, не неупотребительно испытать некоторый дискомфорт. В действительности, о половине бывших пользователей контакта сообщите что они остановили нести их объективы потому что они были дискомфортны. Это раздражение смогло быть причинено неправильным размером рецепта для зрачка, неправильной внимательностью для объективов, несенными вне объективами, сухими глазами или даже аллергенами и пылью.

(Выйденная) Диаграмма 9. переходы Края контактных линзов, и (право) малый ломтик при извлекли форма цилиндра, котор.

От точки зрения изготовления, усилие стоимости большое предотвратить раздражение глаза прежде чем контакты достигают основание едока. Много отростчатых шагов через различные разные виды изготавливания объектива. Много включают скложить, уравновесить, и отполировать объектива для того чтобы исключить любой потенциал для выступания, ям, и заусенцев края которые смогли потенциально причинить раздражение глаза.

Диаграмма 10. Издаваемые сериями контактные линзы.

Одна из главных причин что необходимо произвести настолько много итерирований мастерских штырей ограничения в методах доступных для того чтобы измерить объективы. Для штырей производящ сферически объективы, настоящее разрешение метрологии интерферометр Fizeau. Интерферометры Fizeau измеряют форму и форму профиля поверхности объектива и сравнивают погнутость радиуса к фикчированной справке. Главное ограничение что интерферометры Fizeau основанная интерферометрия лазера поэтому характеристики в объективах охотно не измерены. Шаг ограничен к максимальному измерению высоты 1/4 из длины волны лазера или приблизительно 160 нанометров. Составленные объективы будучи изготовлянными сегодня содержат нанометров высот шага большие чем 160, поэтому интерферометры Fizeau нет соотвествующего разрешения метрологии для этих объективов.

Для асферических и шагнутых поверхностей, настоящее разрешение метрологии 2D прибор грифеля. В офтальмических применениях грифель вообще просмотрен в одном X и одном профиле Y для того чтобы захватить несимметричную природу объектива, и измеряет индивидуальные высоты шага структур на объективах. Контакт-основаны и измерения Грифеля медленные сравненные к внеконтактным оптически методам. Оператор также должен расположить прибор грифеля вручную. Если оператор правильно не располагает грифель для того чтобы пересечь вершину объектива, то неточные измерения будут получены. Грифель Контакта может также повредить мягкий объектив если не замороженно перед измерением. Для составленных поверхностей недостаточно измерить один X и одно положение Y поэтому весь объектив может быть отображанным. Однако, 2D грифель слишком медленн для этих задачи и рисков повреждая будучи измерянным поверхность. Диаметр подсказки также ограничивает характеристики которые можно измерить. Например, если подсказка грифеля 5 микронов в диаметре, то она не может измерить характеристики более малые чем 5 микронов.