角膜接触镜的制作方法

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1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种角膜接触镜。

背景技术：

2.rgp(rigid gas permeable contact lenses,硬性透气角膜接触镜)镜为日戴型接触镜，采用高透氧的硬性材料制成，主要用来矫正各类屈光不正，包括近视、远视、散光和老视。随着rgp镜在材料、设计、生产工艺方面的发展，它的受众已经不仅仅局限于屈光不正患者，对于角膜形态不规则、术后无晶状体、无虹膜症等患者同样具有很好的适用性。相较于软式隐形眼镜，rgp镜具有更好的光学成像质量，能够很好的矫正高度近视、高度散光、不规则角膜散光。并且具有更高的透氧性能，避免缺氧导致的角膜损伤问题。同时rgp镜含水量更低，物质不易吸附和沉淀，减少感染。此外rgp镜材料稳定、强度高，可以进行个性化的设计和加工。
3.然而传统的rgp镜无法与角膜很好地配适，特别对于一些大直径，复杂的非球角膜，传统的rgp镜与角膜的配合度不好，患者配戴舒适度较差。

技术实现要素：

4.基于此，有必要针对如何提高角膜接触镜与角膜配适程度问题，提供一种角膜接触镜。
5.一方面，本技术提供一种角膜接触镜，其特征在于，所述角膜接触镜包括后表面，所述后表面由中心向外依次设置有第一光学区、配适区以及泪液交换区，其中所述第一光学区被配置为非球面形状，所述配适区的曲率半径大于所述第一光学区的最大曲率半径，所述泪液交换区的曲率半径大于所述配适区的曲率半径。
6.下面对本技术的技术方案作进一步的说明：
7.在其中一个实施例中，所述第一光学区的非球面e值的范围为0.4～0.6。
8.在其中一个实施例中，所述第一光学区的直径为7mm～9mm；所述第一光学区的顶点曲率半径为6.5mm～9mm。
9.在其中一个实施例中，所述配适区的外边缘在所述角膜接触镜的轴向方向上到所述第一光学区的延伸面的距离为20μm～50μm。
10.在其中一个实施例中，所述配适区在所述角膜接触镜的径向方向上的宽度大于0mm小于0.5mm。
11.在其中一个实施例中，所述泪液交换区与角膜之间形成有用于泪液交换的缝隙。
12.在其中一个实施例中，所述泪液交换区的外边缘在所述角膜接触镜的轴向方向上到所述第一光学区的延伸面的距离为60μm～140μm。
13.在其中一个实施例中，所述泪液交换区在所述角膜接触镜的径向方向上的宽度为0.4mm～0.6mm；所述泪液交换区的曲率半径为7.5mm～14mm。
14.在其中一个实施例中，所述角膜接触镜还包括与所述后表面相对设置的前表面，
所述前表面包括第二光学区，所述第二光学区被配置为球差为零的非球面形状。
15.在其中一个实施例中，所述第二光学区在yz平面上的非球面曲线的表达式为：
[0016][0017]
其中，c为基础球面表面曲率半径的倒数；y为所述非球面曲线上任意一点到横坐标轴z的垂直距离；q为非球系数；a
2i
为非球面高次项系数；且所述第二光学区由所述非球面曲线通过围绕横坐标轴z进行旋转并对称变化而得到。
[0018]
在其中一个实施例中，所述第二光学区的直径为7.2mm～7.5mm。
[0019]
在其中一个实施例中，所述前表面还包括边弧区，所述边弧区围设在所述第二光学区的外周并与所述第二光学区的外边缘相接。
[0020]
在其中一个实施例中，当所述角膜接触镜为负透镜时，所述边弧区的曲率半径小于所述第二光学区的最小曲率半径；当所述角膜接触镜为正透镜时，所述边弧区的曲率半径大于所述第二光学区的最大曲率半径。
[0021]
上述角膜接触镜通过将后表面配置为由中心向外依次相接的第一光学区、配适区以及泪液交换区，并且将第一光学区配置为非球面形状，从而使得第一光学区能更好地配适非球面的角膜前表面，从而能对角膜接触镜起到良好的定位效果。同时通过在非球面的光学区的外围增加一段配适区，并使得配适区的曲率半径大于第一光学区的最大曲率半径，从而能更好地配适大直径的角膜，以起到辅助定位作用，进而改善大直径角膜患者角膜接触镜配适不良问题。此外，通过将泪液交换区的曲率半径配置为大于配适区的曲率半径，使得泪液交换区也更好地配适角膜前表面的生理形状，同时保证泪液能进入到角膜接触镜与角膜前表面之间，进一步提高了角膜接触镜对角膜的配适性，进而提高了患者的配戴舒适性。
附图说明
[0022]
构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
[0023]
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]
图1为一实施例的角膜接触镜的正视图以及仰视图；
[0025]
图2为一实施例的角膜接触镜的后表面的yz平面上的曲线结构示意图；
[0026]
图3a是一束平行光，经过存在球差的透镜时的光路图；
[0027]
图3b是一束平行光，经过没有球差的透镜时的光路图；
[0028]
图4为一实施例的薄化设计前后的负透镜的示意图；
[0029]
图5为一实施例的薄化设计前后的正透镜的示意图。
[0030]
附图标记说明：
[0031]
10、前表面；11、第二光学区；12、边弧区；20、后表面；21、第一光学区；22、配适区；23、泪液交换区。
具体实施方式
[0032]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0033]
本技术一实施例提供一种角膜接触镜，用于屈光以矫正包括近视、远视、散光和老视等各类屈光不正问题。参阅图1，具体地，一实施例的角膜接触镜包括相对设置的后表面20以及前表面10，在配戴角膜接触镜时，角膜接触镜的后表面20朝向角膜。进一步地，后表面20由角膜接触镜的中心向外依次设置有第一光学区21、配适区22以及泪液交换区23。
[0034]
第一光学区21用于与角膜前表面配适，从而起到定位作用，进一步地，第一光学区21被配置为非球面形状，即第一光学区21被配置成在径向上存在曲率半径渐变，优选地，第一光学区21的曲率半径由中心向外逐渐增大，从而使得第一光学区21能更好地配适非球面的角膜前表面。
[0035]
配适区22也用于配适角膜前表面，起到辅助定位的作用。配适区22可以为球面或非球面，配适区22的曲率半径大于第一光学区21的最大曲率半径，从而更配适角膜前表面的生理形状。
[0036]
泪液交换区23起到泪液交换的作用，使得泪液能进入角膜接触镜与角膜前表面之间。进一步地，配适区22可以为球面或非球面，泪液交换区23的曲率半径大于配适区22的曲率半径，从而使得泪液交换区23也更好地配适角膜前表面的生理形状，同时保证泪液能进入到角膜接触镜与角膜前表面之间。
[0037]
具体地，角膜前表面并非规则的球面，传统的角膜接触镜的后表面20通常为球面设计并且弧段较多，无法与非球面形状的角膜表面完美配适，也有一些一段非球基弧加一段边弧设计的角膜接触镜，但对于大直径的角膜，传统的一个后表面20固定e值的非球光学区设计难以配适复杂的非球角膜表面。
[0038]
本技术的角膜接触镜通过将后表面20配置为由中心向外依次相接的第一光学区21、配适区22以及泪液交换区23，并且将第一光学区21配置为非球面形状，从而使得第一光学区21能更好地配适非球面的角膜前表面，从而能对角膜接触镜起到良好的定位效果。同时通过在非球面的光学区的外围增加一段配适区22，并使得配适区22的曲率半径大于第一光学区21的最大曲率半径，从而能更好地配适大直径的角膜，以起到辅助定位作用，进而改善大直径角膜患者角膜接触镜配适不良问题。此外，通过将泪液交换区23的曲率半径配置为大于配适区22的曲率半径，使得泪液交换区23也更好地配适角膜前表面的生理形状，同时保证泪液能进入到角膜接触镜与角膜前表面之间，进一步提高了角膜接触镜对角膜的配适性，进而提高了患者的配戴舒适性。
[0039]
较佳地，第一光学区21的非球面e值的范围为0.4～0.6，优选地，第一光学区21的非球面e值为0.5。其中非球面e值用于描述从中心到外周的曲率变化的快慢。e值大代表中心到外周的曲率半径差异大，反之e值小代表中心到外周的曲率半径差异大小。一般地，角膜前表面的非球面e值为0.5左右，从而通过将第一光学区21的非球面e值的取值范围设定为0.4～0.6，提高了第一光学区21与角膜前表面的配合度，进而提高患者的配戴舒适度。
[0040]
可选择性地，第一光学区21的直径为7mm-9mm。第一光学区21的顶点曲率半径为6.5mm～9mm，从而使得第一光学区21的非球面形状更匹配角膜前表面的生理形状。
[0041]
参见图2，配适区22的外边缘在角膜接触镜的轴向方向上到第一光学区21 的延伸面的距离h1为20μm～50μm，即配适区22的外边缘相对第一光学区21 的延伸面的起翘高度为20μm～50μm。进一步地，配适区22的外边缘相对第一光学区21的延伸面的起翘高度不足会导致配适区22的外边缘压迫角膜，配适区22的外边缘相对第一光学区21的延伸面的起翘高度太高会导致配适区22的外边缘与角膜前表面留有过大间隙，两种情形均无法使配适区22很好地匹配角膜前表面。通过使外边缘在角膜接触镜的轴向方向上到第一光学区21的延伸面的距离h1为20μm～50μm，能使得配适区22与角膜掐面表面配合度更高，提高定位效果以及患者配戴舒适度。
[0042]
进一步地，配适区22在角膜接触镜的径向方向上的宽度大于0mm小于 0.5mm。较佳地，对于直径较小的角膜，所适配的角膜接触镜的总直径也较小，配适区22在角膜接触镜的径向方向上的宽度可以取较小的值，避免影响角膜接触镜的总直径。而对于直径较大的角膜，所适配的角膜接触镜的总直径也较大，此时可将配适区22在角膜接触镜的径向方向上的宽度设置为较大值，从而能在一定范围内调整配适区22的e值，使得角膜接触镜能更好地适配大直径、复杂非球形状的角膜的e值。
[0043]
较佳地，泪液交换区23与角膜之间形成有用于泪液交换的缝隙，从而使得泪液能进入角膜接触镜与角膜之间，并且角膜接触镜与角膜之间的泪液能通过泪液交换区23与角膜之间的缝隙进行流通，提高了患者配戴舒适性。
[0044]
进一步地，继续参见图2，泪液交换区23的外边缘相对第一光学区21的延伸面具有一定的起翘高度，从而形成用于泪液交换的缝隙。较佳地，泪液交换区23的外边缘在角膜接触镜的轴向方向上到第一光学区21的延伸面的距离h2 为60μm～140μm，优选为90μm。泪液交换区23的外边缘在角膜接触镜的轴向方向上到第一光学区21的延伸面的距离h2不足会导致泪液无法流通进入角膜接触镜与角膜之间，泪液交换区23的外边缘在角膜接触镜的轴向方向上到第一光学区21的延伸面的距离h2过大会导致泪液交换区23与角膜适配度较差，增加患者不适感，通将泪液交换区23的外边缘在角膜接触镜的轴向方向上到第一光学区21的延伸面的距离h2配置为60μm～140μm，既保证了泪液流通性又保证了泪液交换区23与角膜的配适度。
[0045]
进一步地，泪液交换区23在角膜接触镜的径向方向上的宽度为0.4mm～ 0.6mm。泪液交换区23的曲率半径为7.5mm～14mm，从而使得泪液交换区23形状更匹配角膜前表面的生理形状。
[0046]
具体地，角膜接触镜还包括与后表面20相对设置的前表面10，前表面10 包括第二光学区11，第二光学区11被配置为球差为零的非球面形状。具体地，传统的角膜接触镜的前表面10光学区多为球面，球面的前表面10光学区在屈光时会存在球差，具体地，图3a显示的是一束平行光，经过存在球差的透镜时的光路图，由此可见轴上点发出的同心光束经存在球差的透镜后，不再是同心光束，并且不同入射高度的光线经过透镜后交光轴于不同位置，相对于近轴像点有不同程度的偏离，这种偏离称为球差，球差的存在会导致镜片的光学质量较差，无法准确屈光，进而无法起到视力矫正的效果，这点在高度数的镜片中体现的尤为明显。
[0047]
本技术的角膜接触镜通过将前表面10的第二光学区11配置为球差为零的非球面形状，见图3b显示一束平行光，经过没有球差的透镜时的光路图，可见同心光束经球差为零的透镜后，依旧是同心光束，不会出现偏离，因此对第二光学区11进行消球差处理，能有效地提高镜片的光学质量，有效提高人眼配戴镜片后的成像质量。
[0048]
具体地，本技术对第二光学区11消球差的方式为令即令seidel球差为0，从而反求第二光学区11的非球系数(即conic系数)。seidel球差si表达式为：
[0049][0050]
其中，a＝nu+nyc，为折射不变近轴光线；y为曲线上任一点距离光轴的距离；u为入射光线与光轴之间的夹角；n为镜片的折射率，c为基础球面表面曲率半径的倒数。通过计算所得到的conic系数将改变角膜接触镜前表面10的矢高形状，进而影响光线到达表面上的位置和入射角度。
[0051]
进一步地，参见图2，第二光学区11在yz平面上的非球面曲线的表达式为：
[0052][0053]
其中，c为基础球面表面曲率半径的倒数；y为非球面曲线上任意一点到坐标轴z的垂直距离；q为非球系数；a
2i
为非球面高次项系数，且第二光学区11 由非球面曲线通过围绕坐标轴z进行旋转并对称变化而得到。
[0054]
进一步地，为了更好地说明采用上述方式消除前表面10球差的效果，下面通过实验数据进行说明。参见表1和表2。在试验中。角膜接触镜的初始结构如下：前表面10半径为6.976mm，后表面20半径为6.500mm，中心厚度为0.140mm，折射率为1.42，后表面20的conic系数为-0.203，入瞳直径为5mm，单光平行入射，参见表1，此时角膜接触镜的seidel球差为0.003306。参见表2经过前表面10非球面消球差设计后，前表面10的conic值为-0.069，光学区的seidel 球差为0。
[0055]
表1：消球差非球面设计实施例-赛德尔像差系数(优化前)
[0056][0057]
表2：消球差非球面设计实施例-赛德尔像差系数(优化后)
[0058][0059]
参见图1，前表面10还包括边弧区12，边弧区12围设在第二光学区11的外周并与第二光学区11的外边缘相接。在角膜接触镜的总直径一定情况下，通过在第二光学区11的外围设置边弧区12，能缩小第二光学区11的直径，进而能减薄角膜接触镜的边缘或中心的厚
度，进而提高患者配戴舒适度。
[0060]
具体地，当角膜接触镜为负透镜时，特别是高度数的负透镜时，边弧区12 的曲率半径小于第二光学区11的最小曲率半径。如图4所示，φ3是未经薄化设计时，高度数负透镜前表面的直径；ta1是未经薄化设计时，高度数负透镜的边缘厚度。φ
31
是本技术的角膜接触镜经过薄化设计后第二光学区11的直径，ta2是本技术的角膜接触镜经过薄化设计后的边缘厚度。可见通过在第二光学区11 的外围设置边弧区12，并使得边弧区12的曲率半径小于第二光学区11的最小曲率半径，能有效地减薄角膜接触镜的边缘厚度，进而提高患者配戴舒适度。优选地，在本实施例中，高度数负透镜的范围是-5.00d～-25.00d。缩径后的第二光学区11的直径为7.2mm～7.5mm。
[0061]
进一步地，当角膜接触镜为正透镜时，特别是高度数的正透镜时，边弧区 12的曲率半径大于第二光学区11的最大曲率半径。如图5所示，φ4是未经薄化设计时，高度数正透镜前表面的直径；tc1是未经薄化设计时，高度数正透镜的边缘厚度。φ
41
是本技术的角膜接触镜经过薄化设计后第二光学区11的直径，tc2是本技术的角膜接触镜经过薄化设计后的边缘厚度。可见通过在第二光学区11 的外围设置边弧区12，并使得边弧区12的曲率半径大于第二光学区11的最大曲率半径，能有效地减薄角膜接触镜的中心厚度，进而提高患者配戴舒适度。优选地，在本实施例中，高度数正透镜的范围是+3.00d～+25.00d。缩径后的第二光学区11的直径为7.2mm～7.5mm。
[0062]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0063]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0064]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0065]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0066]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0067]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0068]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

技术特征：

1.一种角膜接触镜，其特征在于，所述角膜接触镜包括后表面，所述后表面由中心向外依次设置有第一光学区、配适区以及泪液交换区，其中所述第一光学区被配置为非球面形状，所述配适区的曲率半径大于所述第一光学区的最大曲率半径，所述泪液交换区的曲率半径大于所述配适区的曲率半径。2.根据权利要求1所述的角膜接触镜，其特征在于，所述第一光学区的非球面e值的范围为0.4～0.6。3.根据权利要求1所述的角膜接触镜，其特征在于，所述第一光学区的直径为7mm～9mm；所述第一光学区的顶点曲率半径为6.5mm～9mm。4.根据权利要求1所述的角膜接触镜，其特征在于，所述配适区的外边缘在所述角膜接触镜的轴向方向上到所述第一光学区的延伸面的距离为20μm～50μm。5.根据权利要求1所述的角膜接触镜，其特征在于，所述配适区在所述角膜接触镜的径向方向上的宽度大于0mm小于0.5mm。6.根据权利要求1所述的角膜接触镜，其特征在于，所述泪液交换区与角膜之间形成有用于泪液交换的缝隙。7.根据权利要求6所述的角膜接触镜，其特征在于，所述泪液交换区的外边缘在所述角膜接触镜的轴向方向上到所述第一光学区的延伸面的距离为60μm～140μm。8.根据权利要求1所述的角膜接触镜，其特征在于，所述泪液交换区在所述角膜接触镜的径向方向上的宽度为0.4mm～0.6mm；所述泪液交换区的曲率半径为7.5mm～14mm。9.根据权利要求1-8任一项所述的角膜接触镜，其特征在于，所述角膜接触镜还包括与所述后表面相对设置的前表面，所述前表面包括第二光学区，所述第二光学区被配置为球差为零的非球面形状。10.根据权利要求9所述的角膜接触镜，其特征在于，所述第二光学区在yz平面上的非球面曲线的表达式为：其中，c为基础球面表面曲率半径的倒数；y为所述非球面曲线上任意一点到横坐标轴z的垂直距离；q为非球系数；a
2i
为非球面高次项系数；且所述第二光学区由所述非球面曲线通过围绕横坐标轴z进行旋转并对称变化而得到。11.根据权利要求9所述的角膜接触镜，其特征在于，所述第二光学区的直径为7.2mm～7.5mm。12.根据权利要求9所述的角膜接触镜，其特征在于，所述前表面还包括边弧区，所述边弧区围设在所述第二光学区的外周并与所述第二光学区的外边缘相接。13.根据权利要求12所述的角膜接触镜，其特征在于，当所述角膜接触镜为负透镜时，所述边弧区的曲率半径小于所述第二光学区的最小曲率半径；当所述角膜接触镜为正透镜时，所述边弧区的曲率半径大于所述第二光学区的最大曲率半径。

技术总结

本实用新型涉及一种角膜接触镜，所述角膜接触镜包括后表面，所述后表面由中心向外依次设置有第一光学区、配适区以及泪液交换区，其中所述第一光学区被配置为非球面形状，所述配适区的曲率半径大于所述第一光学区的最大曲率半径，所述泪液交换区的曲率半径大于所述配适区的曲率半径。上述角膜接触镜角提高了对角膜的配适性，进而提高了患者的配戴舒适性。进而提高了患者的配戴舒适性。进而提高了患者的配戴舒适性。