本開發(fā)方案涉及設計著色隱形眼鏡(tinted contact lenses)的方法。尤其是，本發(fā)明提供一種無需將鏡片放置在眼睛上就能評估著色隱形眼鏡設計的方法。
背景技術
使用結合虹膜圖案以改變虹膜自然顏色的著色或彩色隱形眼鏡是眾所周知的。通常，在著色鏡片中使用的圖案可源自人類虹膜圖案的藝術繪制。但是這種設計方法的缺陷在于圖案和圖案中使用的顏色在制造時沒有充分考慮到當隱形眼鏡戴在眼睛上時光譜的相互作用和圖案的光學特性。這些光學特性包括但不局限于反射、條件配色和色彩疊加、例如在將透明或半透明的顏色放置在另一顏色上的疊加外觀。因此，眼睛上鏡片的虹膜圖案的外觀關于幾何外觀、眼睛的自然虹膜顏色和色彩混合都是不可預知。為了獲得所需的設計，可能需要在眼上對設計進行反復的測試。因此，需要有一種設計著色隱形眼鏡的方法來彌補該缺陷。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種著色隱形眼鏡的設計方法、制造方法和用該方法制成的鏡片。本發(fā)明的方法允許計算機輔助對眼睛上的著色鏡片進行建模。本發(fā)明的方法對眼睛上的鏡片的外觀提供基本精確的預測。“基本精確”表示精確度對于預測眼睛上的鏡片的外觀是足夠的，就像該鏡片已經實際放置在眼睛上用于評估一樣。因此，該方法減少了必須進行臨床試驗的設計次數(shù)和每次設計必須經歷的迭代次數(shù)。
本發(fā)明的方法提供用于三維圖形處理軟件程序中的二維或三維圖像，以便在給定照明和觀測條件下提供具有在眼睛模型上放置著色隱形眼鏡的眼睛模型的顯示。在一實施方案中，本發(fā)明提供一種設計著色隱形眼鏡的方法，包括、基本由和由下列組成a)選擇包括虹膜的眼睛模型圖像;b)提供計算機產生的包括虹膜圖案的隱形眼鏡;c)將隱形眼鏡放在眼睛模型上以使虹膜圖案重疊在眼睛的虹膜上;d)應用裝置以模擬光通過虹膜和虹膜圖案的相互作用。在另一實施方案中，該方法還包括更改照明類型、光譜、照明程度、照明方向和觀測角度中的一個或多個的步驟。
具體實施例方式
本發(fā)明的方法可由著色隱形眼鏡的設計師和眼睛護理醫(yī)師使用，但對于隱形眼鏡設計師來說，本發(fā)明的方法將可提供特殊效用。為了選擇實施本發(fā)明方法的每個步驟的參數(shù)，使用者可以使用任何方便的輸入設備，包括但不限于鍵盤、掃描設備、鼠標、觸摸板或觸摸屏等或其組合物。在優(yōu)選實施方案中，使用者可以制造具有特定虹膜圖案的著色隱形眼鏡并且在各種照明和觀測條件下觀察眼睛上的該隱形眼鏡。
實施本發(fā)明方法的可用硬件包括在市場上可買到的任何個人計算機，包括具有視頻圖形處理能力的基于MACINTOSHTM、WINDOWSTM或UNIXTM的任何計算機等等。色彩校準監(jiān)視器也是必需的。市場上可買到例如Monaco EZCOLORTM的軟件可用于提供校準。
圖1是本發(fā)明方法的流程圖。在本發(fā)明方法的第一步驟102中，使用者從存儲眼睛圖像的庫中選擇眼睛圖像模型?？赏ㄟ^任何便利的裝置獲得存儲的圖像，例如眼睛的數(shù)字照片或掃描圖像、眼睛的藝術繪制或其組合。優(yōu)選地，可使用眼睛的照片或掃描圖像。提供的眼睛結構包括但不限于眼球、鞏膜、角膜、虹膜和瞳孔，優(yōu)選地連同眼外的面部特征，包括但不局限于睫毛、眉毛、膚色等。作為單獨的層來選擇和應用這些不同的結構和特征。用于實施該步驟的適合的軟件可以在市場上買到，例如3DSMAXTM、MAYATM和LIGHTWAVETM等。
在本發(fā)明方法的第二步驟103中，提供具有虹膜圖案的隱形眼鏡。該隱形眼鏡在三維模型中規(guī)定為多層的球形殼?？梢杂脭?shù)值定義每一層的折射率以模擬感興趣的鏡片材料的折射率。規(guī)定的其他鏡片參數(shù)可以包括但不局限于幾何形狀，例如球形或環(huán)面、鏡片材料、厚度和直徑等。
鏡片的虹膜圖案參數(shù)可由使用者選擇并且包括顏色、包括但不局限于色調、飽和度、色度、圖案、不透明度等級(opacity level)、圖案區(qū)域范圍等。顏色可從調色板中選出，優(yōu)選使用RGB(紅、綠、藍)顏色系統(tǒng)。圖案可由使用者從包括各種能用于圖案的各個組件的圖案庫中選擇。圖案組件可以是任何幾何形狀或用手繪制的組件，包括但不局限于點、條紋、羽毛狀形狀和線等。
使用者通過考慮要在其上放置圖案的眼睛模型、圖案本身的性質和虹膜圖案組合的期望結果來選擇不透明度等級。除了不透明度等級外，使用者還可以選擇圖案覆蓋范圍。圖案覆蓋范圍定義布置有圖案的鏡片區(qū)域的外徑和內徑。典型地，該區(qū)域具有大約4.0mm至大約6.0mm的內徑和大約10.0mm至大約14.0mm的外徑。
可以使用任何適合的軟件將虹膜圖案組合到圖像文件中或從圖像文件中導出。例如，圖案可以提供給位圖程序例如ADOBE PHOTOSHOPTM或者基于向量的程序例如CORELDRAWTM以及許多其他商業(yè)上可買到的程序。然后虹膜圖案可以導出并存儲到適合的圖像文件(包括但不限于JPEG、BMP、PSD、TIFF、TGA或其他適合的文件格式)中。或者，可在用于對眼睛模型上的著色隱形眼鏡的外觀進行建模的三維圖形處理軟件中直接創(chuàng)建虹膜圖案。
提供的虹膜圖案可以顯示在任何適合的顯示裝置上。適合的顯示裝置包括但不限于陰極射線管監(jiān)視器、液晶監(jiān)視器等。顯示器優(yōu)選具有至少2048×1536像素的放大率。
在步驟104，則將隱形眼鏡放在眼睛模型上以使鏡片的虹膜圖案放在眼睛模型的虹膜上。使用者將圖案的各個層或圖案的合成圖像應用到眼睛模型上，同時對圖案的各個層或合成圖像的顏色和不透明度等級進行處理。圖案或圖像被映射(map)，意味著圖案或圖像在三維空間中置于特定位置，使得它在x和y直角坐標系中與眼睛模型對準。通過額外指定z坐標系，可將圖案定位到距眼睛模型的虹膜任何所需空間距離的位置上。
只要顯示隱形眼鏡眼睛模型系統(tǒng)，就可以模擬通過虹膜和虹膜圖案的光的相互作用。例如3DS MAX程序的圖形處理程序可用于提供幾種用于模擬通過彩色隱形眼鏡的各層和眼睛模型相關層的光的方法。優(yōu)選的模擬方法是光線追蹤法。在模擬光通路時，需要考慮圖案和眼睛模型的各種元素的幾何形狀和折射率，還有其材料、顏色和給定的不透明度等級。由使用者對每個變量進行處理，圖案的結果圖像提供眼睛上鏡片外觀的基本精確表示。
在本發(fā)明的可選步驟中，通過使用適合的軟件、包括但不局限于3DSMAX、MAYA或LIGHTWAVE，可改變照明光譜級和方向以及觀察者的視角。這使得可以在各種亮度級和照明類型(例如日光、熒光、水銀等)下，對眼睛模型上鏡片的外觀進行模擬。在照明條件和發(fā)光角度其中之一或二者都不同的條件下，可以改變照明方向來模擬由著色鏡片圖案產生的虹膜顏色的變化。在特定照明條件或各種變化照明條件的平均下，該能力使合成圖像或圖案每一層的顏色或不透明度等級最優(yōu)化。
本發(fā)明可用于提供著色硬質或軟性隱形眼鏡，這些隱形眼鏡是由眾所周知的鏡片成形材料或適合制造這類鏡片的材料制造而成。優(yōu)選是，本發(fā)明的鏡片為軟性隱形眼鏡，制造本發(fā)明鏡片的材料選自適合制造軟性隱形眼鏡的任何材料。采用本發(fā)明方法適合制造軟性隱形眼鏡的優(yōu)選材料包括但不限于硅酮彈性體、含硅酮的大分子單體(包括但不限于在美國專利No.5371147、No.5314960和No.5057578中公開的那些大分子單體，在此將這些專利全部引入作為參考)、水凝膠和含硅酮的水凝膠等以及它們的組合。更具體地說，表面是硅氧烷或者表面包含硅氧烷官能團(包括但不限于聚二甲基硅氧烷大分子單體、甲基丙烯酰氧丙基聚烷基硅氧烷和它們的混合物)、硅酮水凝膠或水凝膠(由包含羥基、羧基或這二者的單體制成或由包含硅酮的聚合物例如硅氧烷、水凝膠、硅酮聚硅氧烷水凝膠，和它們的組合制備成)。制造軟性隱形眼鏡的材料是眾所周知的，在市場上可以買到。該材料優(yōu)選是acquafilcon、etafilcon、galyfilcon、genfilcon或lenefilcon。
權利要求
1.一種設計隱形眼鏡的方法，包括a)提供包括虹膜的眼睛模型圖像;b)提供由計算機產生的包括虹膜圖案的隱形眼鏡;c)將所述隱形眼鏡放在所述眼睛模型上以使所述虹膜圖案放在所述眼睛的虹膜上;d)使用裝置來模擬通過所述虹膜和所述虹膜圖案的光的相互作用。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括更改照明類型、光譜、照明程度、照明方向和觀測角度中的一個或多個的步驟。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述眼睛模型從眼睛的數(shù)字照片、眼睛的掃描圖像、眼睛的藝術繪制或其組合中選擇。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述眼睛模型從眼睛的照片或掃描圖像中選擇。
5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述眼睛模型從眼睛的數(shù)字照片、眼睛的掃描圖像、眼睛的藝術繪制或其組合中選擇。
6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述眼睛模型從眼睛的照片或掃描圖像中選擇。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括從由色調、飽和度、色品、圖案、不透明度等級、圖案區(qū)域范圍和其組合所組成的組中選擇所述虹膜圖案的參數(shù)。
8.根據(jù)權利要求2所述的方法，還包括從由色調、飽和度、色品、圖案、不透明度等級、圖案區(qū)域范圍和其組合所組成的組中選擇所述虹膜圖案的參數(shù)。
