在行業眼科應用的光學 3D 計量學

隱形眼鏡是在眼睛主要佩帶的設備更正粗劣的遠見。 稀薄的塑料膠膜在淚花影片浮動直接地在眼睛球的角膜。 球狀隱形眼鏡是原始隱形眼鏡設計和為年輕消費者被瞄準了。 其球狀設計形狀做它沒有想要佩帶的玻璃障礙近視眼的理想的解決方法和忙個不停的人員。

老齡化人口的動力來設計雙光聯絡和眼內被種入的透鏡 (IOLs)，現在是眼科透鏡行業的最迅速發展的細分市場。 40+ 年齡組駕駛此更改由於二個問題。 第一是老花眼，認為是一逐漸硬化眼睛透鏡限制這個能力著重最近的對象。 在老花眼中的第一個符號是困難看見在昏暗的光的，讀小字的問題著重小的對象的和困難。 第二個情況是大瀑布，是覆蓋眼睛球的自然透鏡。 從兩大瀑布和老花眼是與年齡有關的，他們在生活中以後一起經常發生。 典型地佩帶隱形眼鏡新在近視眼的生活中現在開發了老花眼的人員，為最近和更精明的人的更正現在會需要雙光隱形眼鏡。

雙光眼鏡可以被設計用幾個不同的方式。 圖 1 顯示三個主要設計。 這個轉換的或交替的設計非常類似於雙光玻璃，與在頂部和最近的功率的距離在底層。 眼睛需要交替在適當地看見的隱形眼鏡的頂層和底層之間。 另外兩個設計是同時設計，要求您的眼睛通過這個距離和最近的功率同時查找。 雖然這也許聽起來困難，腦子發揮作用，一臺高度能够圖像處理機幫助精選正確的功率根據接近這個瀏覽器如何是對對象利益。 非球面的設計有在重點附近在中心和距離重點在這個外面外圍。 然而，這個主要方法今天是同心設計，與交替光學功率的一個透鏡結構被建立到一個同心圓的模式。 每個同心透鏡為或者距離構建或最近的遠見和眼睛通過距離和最近的功率同時再查找。

圖 1. 不同類型雙光眼鏡。

圖 2. 繞射的表面一副雙光隱形眼鏡在 Bruker 3D 光學顯微鏡評定了。

作大瀑布手術的人們將典型地也遭受老花眼。 他們的一個選項是一個人為眼內透鏡的安放或者 IOL。 IOL 替換在大瀑布手術期間，被去除的眼睛的自然透鏡。 在 IOLs 的發展進行大瀑布刪除前的人員必須佩帶厚實的鏡片或專門化，看見的笨重隱形眼鏡。

圖 3. 典型的設計一個眼內透鏡。

所有 IOLs 共用基本的建築和初期版本一樣，包括透鏡的一個來回，更正的中央部分有二條連接的胳膊的 (觸覺) 保留到位透鏡在眼睛內。 早 IOLs 是單音焦點的，意味他們提供只最近或更精明的人的遠見更正。 類似於雙光聯絡，多焦點的 IOLs 現在被開發為多個距離更正。

圖 4. 眼內透鏡表單評定了與 Bruker 3D 光學顯微鏡。

不是年齡受撫養者眼睛的另一個情況叫作 keratoconus，影響大約一千的一個人員。 這是在角膜原因內的更改變薄的它，改變形狀，并且凸起在正常逐漸曲線外面眼睛的退化紊亂。 Keratoconus 可能導致遠見的大量的畸變與多重圖像，斑紋和光敏度的作為公用作用。

圖 5. 對眼睛的 Keratoconus 作用。

進入 keratoconus 早期，軟的隱形眼鏡可能足够了為溫和的散光更正。 一個軟的透鏡有一個傾向依照角膜的圓錐形形狀，因而減少其效力。 這名患者能然後移動向嚴格的隱形眼鏡，通過允許淚花填補不規則的角膜表面和透鏡的平穩的正常內在表面的之間空白提供更多角膜支持。 當這個情況惡化，并且，在手術考慮前，雜種透鏡被發展了，是困難的在這個中心并且由一條軟的外面裙子包含。 在困難內核和軟的外面裙子之間的轉移需要是平穩和無瑕疵的防止所有眼睛或眼皮難受。

許多更老的消費者也需要散光的更正，這個視覺系統在一個軸需要更正的一功率和更正的另一功率在另一個軸。 為散光更正的環面的透鏡彼此一般有正交二的功率，并且必須對負矯正透鏡靜態維護在二功率之間的適當的有角取向。 維護的有角安定二個不同的方法隱形眼鏡的是二重平板和棱鏡鎮流器，其中之二使用重力和閃亮拿著透鏡到位。 IOL 環面的隱形眼鏡也要求透鏡不轉動。

有阻攔光某些波長，為變型更正，改進對比并且調整輕透鏡的另外的差異，命名一些的。 有甚而的發展合併題頭顯示 (HUDs)到隱形眼鏡裡，將幫助進一步生長聯絡行業。

這個市場被驅動往包含表面結構在毫微米級別和與球狀和圓柱形形狀的非球面的設計在不同於的軸的隱形眼鏡和 IOLs。 雖然所有隱形眼鏡』原材料由塑料聚合物的表單做，有幾個不同的方式製造透鏡，当每個方法產生有些不同的結果和不同的銷售成本。 典型地做透鏡二個主要方式是通過剪切它在車床，或者通過鑄造透鏡到適當的形狀通過形成或射入 (鑄件)。

轉換造型是為導致更加複雜的透鏡設計使用的主要製造方法。 此方法使用使用金剛石刀片，從 「主要針」工具典型地被鑄造用機器製造的前和回到曲線模子。 此主要針包含在透鏡必須準確地複製的 nanometerlevel 結構。 不同的主要針用於創建前線和回到曲線模子。 前線和回到曲線模子在模子插入被裝配。 聚合物被注射到這個模子和熱量地被治療。 透鏡然後水合他們由質量的地方吸收 20% 到 70% 水。

圖 6. 3D 光學圖像一個主要針。

圖 7. 有範圍術語的主要針被去除的顯示地面粗糙度。

主要針在生產一定數量的模子以後用完，因此隱形眼鏡製造廠必須經常建立新的。 在每個主要針可以用於做生產模子前，必須通過編譯用於導致透鏡有限飛行員運行的一個試用模子首先測試它。 透鏡然後被測試發現他們是否提供正確的處方。 在許多情況下第一批透鏡不導致正確的處方，因此必須重新建造和再加工針，必須生產新的模子，并且必須終於鑄造和測試新的批透鏡。 在一個典型的透鏡製造廠，它可能容易地採取此進程的二到六迭代到滿足這張處方的產物透鏡。 在透鏡通過這個測試以後，問題在要求針被整頓另外的產品製造時間損失的許多後開發針。

圖 8. Explanted IOL。

明顯地隱形眼鏡和 IOLs 的專業功能是改進穿戴者的遠見。 當現代隱形眼鏡被設計是非常方便的為多數人員時，體驗若乾難受是不少見的。 實際上，大約前聯絡用戶的半请報告他們停止佩帶他們的透鏡，因為他們是難受的。 此激怒能由眼珠的錯誤的處方範圍造成，不正確的喜歡透鏡，被用完的透鏡、乾眼病甚至變態反應原和塵土。

圖 9. () 隱形眼鏡的邊緣轉移和 (正確) 與被去除的磁道表單的小的片式。

從製造商的觀點，在聯絡到達消費者基礎前，它值得努力防止眼刺激。 有許多處理步驟通過透鏡製造的多種不同的類型。 許多介入舔，修整和擦亮透鏡消滅在伸進、坑和可能可能地導致眼刺激的邊緣毛刺的所有潛在。

圖 10。 一副被連載的隱形眼鏡。

其中一個主要原因引起主要針的許多迭代是必要的是在方法的限制可用評定透鏡的。 對於針生產球面透鏡，當前計量學解決方法是 Fizeau 干涉儀。 Fizeau 干涉儀評定透鏡表面配置文件的表單和形狀并且與固定的參考比較半徑曲度。 一個首要限制是 Fizeau 干涉儀是基於的激光干涉測量法，因此在透鏡的功能沒有容易地被評定。 步驟被限制到一個最大高度評定激光波長或大約 160 毫微米的四分之一。 今天被製造的構建的透鏡包含步驟高度了不起的比 160 毫微米，因此 Fizeau 干涉儀不是這些透鏡的一個適當的計量學解決方法。

對於非球面和跨步的表面，當前計量學解決方法是第 2 個鐵筆設備。 在眼科應用鐵筆在一个 X 和一個 Y 配置文件一般瀏覽獲取透鏡的不對稱的本質，并且評定各自的步驟高度在透鏡的結構。 鐵筆評定聯絡根據并且是慢的與沒有接觸的光學方法比較。 這個運算符必須手動地也確定鐵筆設備。 如果這個運算符不正確地確定鐵筆相交透鏡的尖頂，不正確的評定將得到。 聯絡鐵筆可能也損壞軟的透鏡，如果不凍結在評定前。 對於構建的表面評定一个 X 和一個 Y 位置是不足的，因此整個透鏡可能需要被映射。 然而，第 2 支鐵筆為損壞表面的此任務和風險是太慢的被評定。 這個技巧的直徑也限制可以被評定的功能。 例如，如果鐵筆尖是直徑的 5 微米它不可能評定功能小於 5 微米。