JPS63121015A - エキシマーレーザーによる眼用レンズの製造方法及び装置 - Google Patents

エキシマーレーザーによる眼用レンズの製造方法及び装置

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JPS63121015A
JPS63121015A JP62259412A JP25941287A JPS63121015A JP S63121015 A JPS63121015 A JP S63121015A JP 62259412 A JP62259412 A JP 62259412A JP 25941287 A JP25941287 A JP 25941287A JP S63121015 A JPS63121015 A JP S63121015A
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アルバート　シー　ティング
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コンタクトレンズ、角膜移植レンズ及び眼球
内レンズのような眼用レンズ、或は同様な形状の他の小
さなプラスチック又はガラス製品の製造に関し、特に、
エキシマ−レーザーを使用することによって低コストで
高精度の上記レンズ又は製品を作る方法に関する。
従来の技術 眼用レンズは普通、支持体にポリメチルメタクリレート
（以下、ｒＰＭＭＡＪという）の素材を接着保持しなが
らこの素材を機械加工する機械的方法によって製造され
ている。レンズの小さな寸法及び機械加工しなければな
らない複雑なレンズ形状のため、この作業は極めて困難
である。
典型的には、レンズをつくるためには３つの手順をふま
なければならない。即ち、（１）素材から加工品をカッ
トしてオプティック及びハプティックを形成し、（２）
（レンズ表面の異なる箇所で半径が変化する凸面又は凹
面を有するような）所望の光学的仕様に合うように加工
品の表面を仕上げ、そして（３）加工品の縁を丸くしな
ければならない。
先行技術では、縁を丸める段階だけで宝石用原石を７乃
至１４日間ころがさねばならず、あらゆる作業段階で精
度を達成するのは難しい。
発明の概要 本発明は、眼用レンズ又は同様の小さな対象物をレーザ
ー、特にエキシマ−レーザーを用いて迅速且つ正確に製
造する方法であって、好ましくはＰＭＭＡ　（適切な目
的に対しては他のプラスチック又はガラス）で作られる
素材をカットし表面成形し面取りする方法を提供する。
レーザーの種類及び調節は素材の材料による。
本発明によれば、加工品を先ずカットし、（眼用レンズ
の場合には）オプティックとハプティックを形作るのに
必要なカット形状をかたどったマスクを通してレーザー
ビームを照射することによって形作る。マスクの前でレ
ーザービームを拡大し、次いでマスクの後ろでビームを
縮小することによって、この段階でかなりの精度を得る
ことができ、比較的大きなマスクから精巧な細部を作る
ことができる。パルス数及びエネルギーによってカット
の深さを制御することができる。
エネルギー分配が加工品の表面で変化するようにレーザ
ービームを覆うことによってレンズの表面成形を行い、
表面の異なる箇所を異なる程度に融除する。可変不透明
度のマスク、即ち表面の異なる箇所で異なる厚さをもっ
た半透過性鏡を使用することによってこれを達成するこ
とができる。
所望の場合は、カット段階の前に、この段階を行っても
良い。
最後に、レーザービームを覆い、先端がビームの焦点で
ある中空円錐の形体にほぼ照射する。焦点の一方の側で
、次いで他方の側で加工品をビームにさらすことによっ
て、加工品の上面と下面のそれぞれの周囲に沿って２つ
の面取りを作る。加工品の側面の垂直部分と合体すると
き、これらの面取りはほぼ丸い縁を形成し、カットの際
、レーザーによって生ずる熱で作り出される加工品の材
料を僅かに溶かすことによって、この縁をさらに丸くす
る。
従って、本発明の目的は、レーザーを使用することによ
って、眼用レンズのような複雑で小さな対象物を素材か
ら迅速且つ正確に作り出すことである。
実施例 ＰＭＭＡの素材から眼用レンズを製造する本発明の好適
な実施例では、本発明の方法は、エキシマ−レーザー、
即ち超紫外線波長で作動するレーザーを用いて実施され
る。２５０ミリジユールのパルスにおいて１９３ｎｍの
波長で作動するアルゴンフルオリドのレーザーが好まし
いが、加工品の材料によって吸収される紫外線波長を用
いても良い、（例えばプラスチックの場合には）加工品
の材料の高分子を分割したり（ガラスの場合には）材料
を溶かしたりして材料を融除する能力によって、レーザ
ーを選定する。
第１図は、本発明の方法によって作られる代表的な眼球
内レンズを示している。加工品１０は、実際のレンズを
形成するオプティック１２と、レンズを患者の眼に装着
するハプティック１４とを有する。先行技術では、オプ
ティック１２には普通ポリプロピレンを使用し、ハプテ
ィック１４にはポリメチルメタクリレートを使用する。
しかしながら、オプティック１２とハプティック１４の
両方をＰＭＭＡで形成してもよく、本発明の方法では、
加工品全体を単一片としてカットするので、両方をＰＭ
ＭＡで形成するのが好ましい。もちろん、医学的に許容
できしかも適切に融除できる場合には、加工品にＰＭＭ
Ａ以外の他の紫外線吸収材料（例えばシリコン）を使用
しても良い。
第２図は、ＰＭＭＡの素材から加工品１０をカットする
のに有用な装置を示している。エキシマ−レーザー１６
が凝集した紫外線のビーム１８を放射する。ビーム１８
の直径がかなり小さいので、９通のレーザービーム拡大
器２０を用いてビーム１８を数センチメートルの直径に
拡大する。第３図で最も良く分かるマスク２２をビーム
拡大器２０と一体に形成したり拡大ビーム１８の通路に
置いたりして、加工品１０の輪郭２４の形状の細い光線
束だけがマスク２２を通過するようにする。
ビーム収束用オプティック２６を使用して輪郭２４の縮
小像をＰＭＭＡの素材に投射する。繰り返し放射される
レーザー１６のパルスが素材２８を融除して、ついには
成形されたレンズ即ち加工品１０を素材２日から極めて
正確にカットする。
比較的大きなマスク２２を使用し素材２８上のマスクの
像を実質的に縮小することによってカットの精度を高め
る。
素材２８をカットした後、全体にわたって一様にエネル
ギーを分配したエキシマ−レーザービーム３０（第４図
）の通路に加工品１ｏを直（。加工品１０とビーム３０
との間にマスク３２を挿入する。
第５図で最も良く分かるように、マスク３２はマスクの
異なる箇所で異なる透明度を有する。例えば、マスク３
２は一定しない透過特性のコーティングを有したり、非
均−通過特性をもった（偏光又は曇りフィルタのような
）中密度のフィルタであっても良い、とにかく、マスク
３２は、加工品１０の所望のくぼみに相当する領域３４
には多量のビームエネルギーを送り、加工品１０の所望
の突出に相当する領域３６には少量のビームエネルギー
を送る。マスク３２のｊ３過特性を適当に制御すること
によって、複雑な機械加工をすることなしに所望の方法
で加工品１０の表面３８を形作ることが可能であり、し
かも短時間で極めて正確に行うことができる。
本発明の変形例では、マスク３２は、厚さが表面に沿っ
て変化する反射コーティングをもった半透明鏡の形態を
とる。この実施例では、融除に使われないレーザーエネ
ルギーは、加工品から遠ざかる方へ反射する。
第４図及び第５図の成形段階の後、加工品は完全に形成
されるが、眼に使用するには適当でないとがった垂直縁
を有する。先行技術では、７乃至１４日間宝石用原石を
ころがすことによって加工品の縁を丸くするが、この先
行技術の方法は、時間がかかるということに加えて、慎
重に加工して得られた加工品の精度を台無しにすること
がある。
本発明によれば、ビーム拡大器又は（好ましくは）一対
の湾曲鏡４２．４４によって、エキシマ−レーザービー
ム４０が拡大される。屈折ビーム拡大用オブティクスよ
りも反射ビーム拡大用オブティクスの使用が好ましい、
何故ならば、反射ビーム拡大用オプティクスにより、小
さなオプティクスに対して高出力の伝達が可能となり、
オプティクスに対する損傷を回避するからである。
拡大されたビーム４６は、第７図に最も良く示されてい
るマスク４８を通って収束レンズ５ｏに伝えられる。そ
の結果、はぼ中空の円錐の形態のビームが作り出され、
この円錐の先端が焦点５２になる。
加工品の縁を丸くするために、加工品１ｏをまず５４の
焦点５２より下に位置決めし、レーザーのスイッチをい
れる。ビームの円錐形状は加工品１０の縁に傾斜部分５
６を作り出す（第８図）。
傾斜部分５６を形成する加工品材料の融除の際に生ずる
僅かな熱によって、傾斜部分５６の端は、５８及び６０
が僅かに丸くなっている。
傾斜部分５６が完全に形成されたとき、加工品１０を６
２の焦点５２より上に位置決めし、ビームのスイッチを
再びいれる。このとき、ビームの円錐形状により、前述
の理由と同じ理由で傾斜部分６４の縁は６６及び６８が
僅かに丸くなる（第９図）。
垂直面７０と合体するとき、１填料部分５６．６４及び
これらの丸くなった末端はほぼ丸い縁となるので、加工
品１０は、炎症をおこさずに患者の眼に装着できる。
上述の方法により、複雑な器具を使用することなしに、
眼用レンズを迅速がっ精密に作ることができる。もちろ
ん、次のように変形して本発明を実施することができる
。すなわち、例えば、融除及び面取り段階において、周
囲全体を直ちに融除したり面取りしたりするのではなく
、掻く細いレーザービームを加工品の周囲に移動させて
もよく、或は直ちにマスクをすべてさらすのではなく走
査してもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法によって作られる眼用レンズの斜
視図、第２図は本発明のカット段階で用いられるレーザ
ーオプティックの略図、第３図はカット段階で用いられ
るマスクの平面図、第４図は本発明の縁取り成形段階を
示す略図、第５図は表面成形段階で用いられるマスクの
平面図、第６図は本発明の面取り段階を示す略図、第７
図は面取り段階で用いられるマスクの平面図、第８図は
第１面取り段階の後の加工品の部分詳細断面図、第９図
は第２面取り段階の後の加工品の部分詳細断面図である
。 １０・・・加工品、１２・・・オプティック、１４・・
・ハプティック１ １６・・・エキシマ−レーザー、 １８．３０・・・レーザービーム、 ２２．３２・・・マスク。 Ｆｚ６．３゜

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　レーザーエネルギーに対して可変透過性を有す
    るマスクを通してレーザーエネルギーを差し向け、可変
    エネルギーのレーザービームをマスクの幅にわたって与
    える段階と、可変エネルギーのレーザービームを十分な
    時間加工品の表面に差し向け、加工品の表面を融除して
    加工品表面を形作る段階とを含む方法。
  2. （２）　前記表面は、レーザーエネルギーが差し向けら
    れる方向にほぼ面していることを特徴とする特許請求の
    範囲第（１）項に記載の方法。
  3. （３）　可変エネルギーのレーザービームを加工品表面
    に差し向けて表面を形つくる前記段階を実施し、加工品
    表面を形作って眼用レンズにすることを特徴とする特許
    請求の範囲第（１）項又は第（２）項に記載の方法。
  4. （４）　レーザーエネルギーはエキシマーレーザーエネ
    ルギーであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
    項乃至第（３）項の何れか１つに記載の方法。
  5. （５）　素材をレーザーエネルギーにさらし、加工品を
    素材から前記加工品の輪郭にカットする段階を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）
    項の何れか１つに記載の方法。
  6. （６）　かなり長い時間レーザーエネルギーを照射する
    ことなしに、レーザーエネルギーを素材のパターンの方
    へ差し向け、素材から加工品をカットする段階を有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（３
    ）項の何れか１つに記載の方法。
  7. （７）　レーザーエネルギーを素材の方へ差し向ける段
    階は、マスクを通してレーザーエネルギーを差し向ける
    段階を有し、マスクを通過するレーザーエネルギーは前
    記パターンをなすことを特徴とする特許請求の範囲第（
    ６）項に記載の方法。
  8. （８）　レーザーエネルギーを素材の方へ差し向け、加
    工品とパターンを相対的に移動させることなしに、素材
    から加工品をカットすることを特徴とする特許請求の範
    囲第（５）項又は第（６）項に記載の方法。
  9. （９）　加工品の縁をレーザーエネルギーにさらすこと
    によって加工品の縁を面取りする段階を有することを特
    徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（
    ３）項、第（５）項、第（６）項、第（７）項又は第（
    ８）項の何れか１つに記載の方法。
  10. （１０）　レーザーエネルギーを素材に照射することな
    しにレーザーエネルギーをマスクを通して素材に差し向
    け、素材の縁を面取りする段階を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（３）項
    、第（５）項、第（６）項、第（７）項又は第（８）項
    の何れか１つに記載の方法。
  11. （１１）　対象物にレーザーエネルギーを照射すること
    なしに対象物の方のパターンにレーザーエネルギーを差
    し向ける段階と、十分長い時間レーザーエネルギーに対
    象物をさらすことによりレーザーエネルギーが対象物か
    ら加工品をカットする段階とを含むことを特徴とする方
    法。
  12. （１２）　対象物にレーザーエネルギーを照射すること
    なしに対象物の方のパターンにレーザーエネルギーを差
    し向ける段階と、十分長い時間レーザーエネルギーに対
    象物をさらすことによりレーザーエネルギーが対象物の
    縁を面取りする段階とを含むことを特徴とする方法。
  13. （１３）　削摩できる材料の対象物の表面を形作るため
    の装置であって、対象物の表面に差し向けられるレーザ
    ーエネルギー源と、前記エネルギー源と対象物との間に
    挿入されるマスクとを含み、前記マスクは、対象物の表
    面を形作るため、異なる量のレーザービームを透過させ
    、可変エネルギーのレーザービームを対象物の幅にわた
    って与えることを特徴とする装置。
  14. （１４）　融除できる材料の対象物の縁を面取りする装
    置であって、レーザーエネルギーのビームを与えるため
    のレーザーと、前記ビームの中に配置されマスクで覆わ
    れたレーザービームを与えるマスクとを含み、前記マス
    クは前記対象物の形状の中央非透過領域を有し、マスク
    で覆われたビームを焦点の方へ差し向けるための手段と
    、前記マスクで覆われたビームの中の対象物を前記焦点
    から間隔を隔てた位置に位置決めするための手段とをさ
    らに含み、前記マスクで覆われた縁は、前記位置の前記
    対象物と実質的に一致することを特徴とする装置。
  15. （１５）　レーザーエネルギーはエキシマーレーザーエ
    ネルギーであることを特徴とする特許請求の範囲第（１
    ３）項又は第（１４）項に記載の装置。
JP62259412A 1986-10-14 1987-10-14 エキシマーレーザーによる眼用レンズの製造方法及び装置 Pending JPS63121015A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/919,206 US4842782A (en) 1986-10-14 1986-10-14 Manufacture of ophthalmic lenses by excimer laser
US919206 1986-10-14

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JPS63121015A true JPS63121015A (ja) 1988-05-25

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ID=25441700

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62259412A Pending JPS63121015A (ja) 1986-10-14 1987-10-14 エキシマーレーザーによる眼用レンズの製造方法及び装置

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4842782A (ja)
EP (1) EP0264255B1 (ja)
JP (1) JPS63121015A (ja)
KR (1) KR910009372B1 (ja)
AT (1) ATE124322T1 (ja)
AU (2) AU600314B2 (ja)
CA (1) CA1302512C (ja)
DE (1) DE3734656C2 (ja)
ES (1) ES2076145T3 (ja)
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