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三维光学外表概括测量仪助力大幅下降隐形眼镜生产成本

全球隐形眼镜行业正在经历重大变革,市场人口统计特征的转变,促使开发新的隐形眼镜和人工晶状体(IOL)技术。新技术采用了纳米级表面结构和在不同轴向上呈球形和圆柱形的非球面设计。这些基于新结构的镜片设计的

全球隐形眼镜职业正在阅历严重革新,商场人口统计特征的改变,促进开发新的隐形眼镜和人工晶状体(IOL)技能。新技能选用了纳米级外表结构和在不同轴向上呈球形和圆柱形的非球面规划。这些依据新结构的镜片规划的几许形状愈加杂乱,出产难度更大,因而需求进行很多重复加工处理,然后增加了出产成本。

比如菲佐干与仪和触针式二维概括丈量仪等传统的测定技能,不能供给满足的精度或进行全面的三维测定,以支撑这些纳米工艺,保证制品镜片的几许外形契合规则的容差规模。新一代非触摸式光学概括丈量仪能够以很快的速度,进行精度更高的全面的三维外表测定。经过削减重复加工处理的次数,一座年产量为100 枚顶针的一般镜片出产厂,有望每年节约约100万美元。

隐形眼镜发展趋势

隐形眼镜职业开始的重视焦点是25岁以下的可经过佩带球面镜来纠正近视的年青顾客。但是,人口老龄化的趋势,改变了这个初衷。现在,增加速度最快的隐形眼镜和人工晶状体消费集体是年纪在40岁以上的顾客。这样的改变,是受两种首要疾病的影响:即,老花眼(眼睛晶状体逐步硬化,导致短间隔聚集才干下降)和白内障(眼睛晶状体变得不透明)。因为白内障和老花眼都是随年纪的增加而出现的疾病,因而,晚年人一般一起患有这两种眼疾。长时间佩带隐形眼镜的55岁以上的晚年人大多都一起既是近视眼,又是老花眼,需求双焦隐形眼镜。一般来说,白内障患者一起也是老花眼,因而需求双焦人工晶状体。

有多种不同的双焦镜片规划办法。现在最干流的办法是,制造具有替换屈光度的同心环镜片。每个同心环镜片的结构都经专门规划,以支撑远视或近视,眼睛一起经过具有远视和近视屈光度的区域视物。眼睛依据视物间隔,挑选具有恰当屈光度的区域,然后完成接二连三的近视和远视调理。

令问题愈加杂乱的是,许多晚年患者还需求纠正散光,即,目镜有必要在不同轴向上供给不同的屈光度。一般,适用于纠正散光的双曲面镜片,在彼此正交的轴向上供给了两种不同的屈光度,而且纠正镜片有必要坚持轴位相对停止,以使两个屈光度坚持恰当的角定向。用于坚持轴位安稳的两种不同办法是双方削薄和棱镜垂重,这两种办法都使用了重力和睑肌推动力来坚持镜片固定。

出产应战

因而,商场日益朝着选用纳米级外表结构和在不同轴向上呈球形和圆柱形的非球面规划的隐形眼镜和人工晶状体(IOL)技能发展。铸塑成形是用于出产这些规划更为杂乱的镜片的首要办法。 这种办法使用了一般由被称为“主顶针”的东西铸模而成的正面和不和曲面模具。主顶针是使用金刚石刀片切开而成的。主顶针具有纳米级结构,有必要精确地将之复制到镜片上。使用不同的主顶针来制造正面和不和曲面模具。正面和不和曲面模具被刺进镶件。将聚合物注入模具并热固化。然后,让镜片经过水合效果,吸收水分,使水分占到总重量的20%至70%。

在出产了很多模具之后,主顶针会逐步磨损。因而,隐形眼镜出产商往往有必要制造新的主顶针。每一枚主顶针在可用于制造模具之前,有必要首要承受实验,制造试用模具,用于试出产数量有限的镜片。然后,对这些镜片进行测验,以核实其是否契合验光处方的规则。在大多数情况下,试出产出的第一批镜片达不到验光处方的规则,因而,有必要从头规划和加工顶针,有必要制造新的模具,终究再试出产新一批镜片并进行测验。一座一般的镜片出产厂,八成要重复2至6次这样的进程,才干出产出契合验光处方规则的镜片。即便在镜片经过测验之后,许多顶针也会出现其他问题,要求再次从头加工。

之所以有必要如此屡次地重复加工主顶针的一个首要原因是,可用于测定镜片的办法存在局限性。关于使用顶针出产出的球面镜片,当时选用的丈量办法是菲佐干与仪。菲佐干与仪能够测定镜片的外表概括形状,并将其曲率半径与固定基准作比较。这种办法的局限性之一是,有必要为每份验光配镜处方确认一个黄金基准。另一个局限性是,菲佐干与仪选用激光,因而,其可丈量的最高阶跃高度为激光波长的四分之一,即,约160纳米。现在出产的结构化镜片的阶跃高度超过了160纳米,因而,菲佐干与仪不适于测定这些镜片。

现在用于测定非球面阶跃外表的办法是触针式二维概括丈量仪。在眼科使用中,针对镜片的非对称性质,触针式概括仪一般在一个X轴向和一个Y轴向上扫描,逐个测定结构化镜片的各个阶跃高度。触针式概括仪是一种触摸式丈量办法,比较于非触摸式光学丈量办法,速度缓慢。此外,操作人员有必要手动调理触针式概括仪的方位。假如操作人员未能正确地将触针式概括仪置于与镜片顶端相交的方位,那么,得到的测定成果将是不精确的。关于结构化外表,仅在一个X轴向和一个Y轴向上进行丈量是不行的,因而,或许需求测绘整个镜片。但是,关于履行这项使命而言,触针式二维概括丈量仪的速度太慢,而且有或许损坏被测外表。针头直径也约束了可测定的特征巨细。例如,假如触针针头的直径为5微米,那么,它就不能测定出直径小于5微米的特征。

新式三维测定技能

一种愈加新颖的可量化、可重复的测定技能,选用被称为光学概括丈量法的白光干与丈量法,来精确地测定镜片的整个三维外表概括。在光学概括丈量仪中,迫临样本的光被切割,部分照射到样本上,部分照射到高质量基准外表上。然后,将从这两个外表反射回来的光从头兼并起来。假如样本是近焦镜片,光的彼此效果将构成反映外表形状的明线和暗线形式。显微镜垂直于外表扫描,以使测验外表的每一个点都穿过焦点。明线和暗线对比度最强的方位,即每个像素的最佳焦点方位,终究生成完好的三维外表测绘图。图1至图3所示为使用白光干与丈量法生成的三维外表测绘图示例。

光学概括丈量仪的长处是,全面的三维外表测定,比触针式二维概括丈量愈加全面地出现了镜片外表。这能大幅下降对额定的重复加工处理的需求。光学概括丈量仪可丈量的阶跃高度不受约束,因而可用于测定各种类型的镜片。最新一代光学概括丈量仪,ContourGT宗族白光干与丈量仪(布鲁克纳米外表仪器部),凭借64位软件和多核处理器,完成了速度更快、愈加直观的软件作业流程,一起有助于进步数据搜集率。一个已获得专利的照明源供给了更高光吞吐量,加快了测定速度,一起完成了愈加超卓的数据搜集才干(图4)。

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