隱形眼鏡的建模技術,或將助推自由曲面鏡片3D打印商業化?

缺乏精準定制化生產的眼鏡產品是存在于眼鏡市場上的痛點。之前,3D科學谷在《正在改變眼鏡制造,3D打印鏡架實現匹配瞳孔,3D打印鏡片實現自由曲面》一文中,詳細介紹過3D打印在制造定制化鏡框,自由曲面鏡框方面的發展。如今,根據3D科學谷的市場研究,國際市場上正在出現3D打印隱形眼鏡方面的探索。


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根據Eyedeal Scanning LLC公司最近獲得公布的一項專利,Eyedeal通過掃描技術與建模技術的結合,創建精確的鏡片建模結果。

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移動角膜地形圖儀與建模技術的結合

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通過3D模型中的像素數據點之間的空間關系,可以精確地表達眼睛中的臨床視覺異常,從而補償由在視覺數據點的獲取期間發生的掃視眼運動和隨機眼睛運動引起的偽影。

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在建模過程中需要考慮透鏡的幾大區域,包括:光學區域,過渡區域和支承表面,光學區域將入射光聚焦到眼睛中,過渡區域連接光學區域到支承表面,支承表面包括鏡片的一個區域,該區域位于眼睛的表面上,并且使得所得到的鏡片是符合或在所述異常上拱起的鞏膜鏡片,光學中的鏡片光學器件區域在眼睛的角膜上拱起,以在鏡片光學器件的后表面和角膜之間形成流體儲存器。

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首先通過數據點確定具有由多個獨立數據點定義的象限或子劃分邊界的鏡頭后表面,在每個象限或子內具有附加的獨立數據點。不用于定義邊界的劃分,并且每個象限或子劃分內的獨立數據點的密度足夠高,以便表征象限或子劃分中的任何位置的異常。

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考慮到當患者需要矯正鏡片或眼鏡時,在其視網膜上產生清晰的圖像,在第一計算機模型中在光源和眼睛之間插入相應的矯正鏡片,通過跟蹤光線從光源通過空氣到達矯正鏡片的前表面的路徑,在前表面空氣透鏡邊界應用斯涅爾定律,以確定矯正透鏡內光線的路徑。背面鏡片 - 空氣邊界應用Snell定律,以確定光學射線從矯正鏡片后表面行進到前面的路徑角膜表面。

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移動角膜地形圖儀 Mobile Topographer可以精確地表示眼睛的真實拓撲,補償在獲取數據點期間發生的掃視或運動模糊偽像,從而允許設計師進行隱形眼鏡的三維打印或加工。

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3D科學谷Review

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不管是定制化自由曲面隱形眼鏡,還是自由曲面鏡片,這里面都涉及到了極高的掃描、建模、材料和打印技術水平。

根據3D科學谷的市場觀察,國內摩方材料與同仁醫院眼科建立了合作關系,雙方利用微納3D打印技術生產低成本、定制化的自由曲面鏡片,以滿足每位患者的處方需要。

此類自由曲面鏡片用傳統工藝很難實現、造價不菲,根據3D科學谷的了解,摩方科技的微納3D打印技術制造這類鏡片的成本則與普通鏡片差不多。

摩方材料與Luxexcel 在3D打印技術的基礎上各自形成了自身的光學鏡片制造技術,如摩方材料提出“五度間隔、兩度公差”的精準驗光理念,將先進視光功能鏡片設計與微納米高精密3D打印技術相結合,為自由曲面鏡片的加工方式增加更多可能性;根據3D科學谷的市場觀察,Luxexcel 擁有專利的Printoptical技術,原理是“連續不斷地擠出極微小的材料液滴,然后通過紫外光固化”,據稱造出的光學產品無需拋光或研磨就能直接使用,Luxexcel +1.00 and -3.25-鏡片完全達到了ISO 8980-1:2004焦點功率標準的要求。

雖然目前基于3D打印技術的眼鏡定制服務或受到價格、眼鏡商轉型意識等原因的限制而尚未在市場上得到廣泛推廣,但不可否認是,基于3D打印技術的眼鏡定制模式極具成長空間。3D打印技術以及相關數字化設計技術為用戶帶來的前所未有的交互式配鏡體驗,以及這些技術在實現眼鏡鏡架、鏡片精準定制方面的能力,有望全面解決消費者尚未被滿足的眼鏡定制化需求。

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