在行业眼科应用的光学 3D 计量学

隐形眼镜是在眼睛主要佩带的设备更正粗劣的远见。 稀薄的塑料胶膜在泪花影片浮动直接地在眼睛球的角膜。 球状隐形眼镜是原始隐形眼镜设计和为年轻消费者被瞄准了。 其球状设计形状做它没有想要佩带的玻璃障碍近视眼的理想的解决方法和忙个不停的人员。

老龄化人口的动力来设计双光联络和眼内被种入的透镜 (IOLs)，现在是眼科透镜行业的最迅速发展的细分市场。 40+ 年龄组驾驶此更改由于二个问题。 第一是老花眼，认为是一逐渐硬化眼睛透镜限制这个能力着重最近的对象。 在老花眼中的第一个符号是困难看见在昏暗的光的，读小字的问题着重小的对象的和困难。 第二个情况是大瀑布，是覆盖眼睛球的自然透镜。 从两大瀑布和老花眼是与年龄有关的，他们在生活中以后一起经常发生。 典型地佩带隐形眼镜新在近视眼的生活中现在开发了老花眼的人员，为最近和更精明的人的更正现在会需要双光隐形眼镜。

双光眼镜可以被设计用几个不同的方式。 图 1 显示三个主要设计。 这个转换的或交替的设计非常类似于双光玻璃，与在顶部和最近的功率的距离在底层。 眼睛需要交替在适当地看见的隐形眼镜的顶层和底层之间。 另外两个设计是同时设计，要求您的眼睛通过这个距离和最近的功率同时查找。 虽然这也许听起来困难，脑子发挥作用，一台高度能够图象处理机帮助精选正确的功率根据接近这个浏览器如何是对对象利益。 非球面的设计有在重点附近在中心和距离重点在这个外面外围。 然而，这个主要方法今天是同心设计，与交替光学功率的一个透镜结构被建立到一个同心圆的模式。 每个同心透镜为或者距离构建或最近的远见和眼睛通过距离和最近的功率同时再查找。

图 1. 不同类型双光眼镜。

图 2. 绕射的表面一副双光隐形眼镜在 Bruker 3D 光学显微镜评定了。

作大瀑布手术的人们将典型地也遭受老花眼。 他们的一个选项是一个人为眼内透镜的安放或者 IOL。 IOL 替换在大瀑布手术期间，被去除的眼睛的自然透镜。 在 IOLs 的发展进行大瀑布删除前的人员必须佩带厚实的镜片或专门化，看见的笨重隐形眼镜。

图 3. 典型的设计一个眼内透镜。

所有 IOLs 共用基本的建筑和初期版本一样，包括透镜的一个来回，更正的中央部分有二条连接的胳膊的 (触觉) 保留到位透镜在眼睛内。 早 IOLs 是单音焦点的，意味他们提供只最近或更精明的人的远见更正。 类似于双光联络，多焦点的 IOLs 现在被开发为多个距离更正。

图 4. 眼内透镜表单评定了与 Bruker 3D 光学显微镜。

不是年龄受抚养者眼睛的另一个情况叫作 keratoconus，影响大约一千的一个人员。 这是在角膜原因内的更改变薄的它，改变形状，并且凸起在正常逐渐曲线外面眼睛的退化紊乱。 Keratoconus 可能导致远见的大量的畸变与多重图象，斑纹和光敏度的作为公用作用。

图 5. 对眼睛的 Keratoconus 作用。

进入 keratoconus 早期，软的隐形眼镜可能足够了为温和的散光更正。 一个软的透镜有一个倾向依照角膜的圆锥形形状，因而减少其效力。 这名患者能然后移动向严格的隐形眼镜，通过允许泪花填补不规则的角膜表面和透镜的平稳的正常内在表面的之间空白提供更多角膜支持。 当这个情况恶化，并且，在手术考虑前，杂种透镜被发展了，是困难的在这个中心并且由一条软的外面裙子包含。 在困难内核和软的外面裙子之间的转移需要是平稳和无瑕疵的防止所有眼睛或眼皮难受。

许多更老的消费者也需要散光的更正，这个视觉系统在一个轴需要更正的一功率和更正的另一功率在另一个轴。 为散光更正的环面的透镜彼此一般有正交二的功率，并且必须对负矫正透镜静态维护在二功率之间的适当的有角取向。 维护的有角安定二个不同的方法隐形眼镜的是二重平板和棱镜镇流器，其中之二使用重力和闪亮拿着透镜到位。 IOL 环面的隐形眼镜也要求透镜不转动。

有阻拦光某些波长，为变型更正，改进对比并且调整轻透镜的另外的差异，命名一些的。 有甚而的发展合并题头显示 (HUDs)到隐形眼镜里，将帮助进一步生长联络行业。

这个市场被驱动往包含表面结构在毫微米级别和与球状和圆柱形形状的非球面的设计在不同于的轴的隐形眼镜和 IOLs。 虽然所有隐形眼镜’原材料由塑料聚合物的表单做，有几个不同的方式制造透镜，当每个方法产生有些不同的结果和不同的销售成本。 典型地做透镜二个主要方式是通过剪切它在车床，或者通过铸造透镜到适当的形状通过形成或射入 (铸件)。

转换造型是为导致更加复杂的透镜设计使用的主要制造方法。 此方法使用使用金刚石刀片，从 “主要针”工具典型地被铸造用机器制造的前和回到曲线模子。 此主要针包含在透镜必须准确地复制的 nanometerlevel 结构。 不同的主要针用于创建前线和回到曲线模子。 前线和回到曲线模子在模子插入被装配。 聚合物被注射到这个模子和热量地被治疗。 透镜然后水合他们由质量的地方吸收 20% 到 70% 水。

图 6. 3D 光学图象一个主要针。

图 7. 有范围术语的主要针被去除的显示地面粗糙度。

主要针在生产一定数量的模子以后用完，因此隐形眼镜制造厂必须经常建立新的。 在每个主要针可以用于做生产模子前，必须通过编译用于导致透镜有限飞行员运行的一个试用模子首先测试它。 透镜然后被测试发现他们是否提供正确的处方。 在许多情况下第一批透镜不导致正确的处方，因此必须重新建造和再加工针，必须生产新的模子，并且必须终于铸造和测试新的批透镜。 在一个典型的透镜制造厂，它可能容易地采取此进程的二到六迭代到满足这张处方的产物透镜。 在透镜通过这个测试以后，问题在要求针被整顿另外的产品制造时间损失的许多后开发针。

图 8. Explanted IOL。

明显地隐形眼镜和 IOLs 的专业功能是改进穿戴者的远见。 当现代隐形眼镜被设计是非常方便的为多数人员时，体验若干难受是不少见的。 实际上，大约前联络用户的半请报告他们停止佩带他们的透镜，因为他们是难受的。 此激怒能由眼珠的错误的处方范围造成，不正确的喜欢透镜，被用完的透镜、干眼病甚至变态反应原和尘土。

图 9. () 隐形眼镜的边缘转移和 (正确) 与被去除的磁道表单的小的片式。

从制造商的观点，在联络到达消费者基础前，它值得努力防止眼刺激。 有许多处理步骤通过透镜制造的多种不同的类型。 许多介入舔，修整和擦亮透镜消灭在伸进、坑和可能可能地导致眼刺激的边缘毛刺的所有潜在。

图 10。 一副被连载的隐形眼镜。

其中一个主要原因引起主要针的许多迭代是必要的是在方法的限制可用评定透镜的。 对于针生产球面透镜，当前计量学解决方法是 Fizeau 干涉仪。 Fizeau 干涉仪评定透镜表面配置文件的表单和形状并且与固定的参考比较半径曲度。 一个首要限制是 Fizeau 干涉仪是基于的激光干涉测量法，因此在透镜的功能没有容易地被评定。 步骤被限制到一个最大高度评定激光波长或大约 160 毫微米的四分之一。 今天被制造的构建的透镜包含步骤高度了不起的比 160 毫微米，因此 Fizeau 干涉仪不是这些透镜的一个适当的计量学解决方法。

对于非球面和跨步的表面，当前计量学解决方法是第 2 个铁笔设备。 在眼科应用铁笔在一个 X 和一个 Y 配置文件一般浏览获取透镜的不对称的本质，并且评定各自的步骤高度在透镜的结构。 铁笔评定联络根据并且是慢的与没有接触的光学方法比较。 这个运算符必须手动地也确定铁笔设备。 如果这个运算符不正确地确定铁笔相交透镜的尖顶，不正确的评定将得到。 联络铁笔可能也损坏软的透镜，如果不冻结在评定前。 对于构建的表面评定一个 X 和一个 Y 位置是不足的，因此整个透镜可能需要被映射。 然而，第 2 支铁笔为损坏表面的此任务和风险是太慢的被评定。 这个技巧的直径也限制可以被评定的功能。 例如，如果铁笔尖是直径的 5 微米它不可能评定功能小于 5 微米。