KR100632193B1 - 수축차가 보정된 두께차가 있는 콘택트 렌즈 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조공정 동안의 수축차가 보정된, 두께가 상이한 영역들을 갖는 콘택트 렌즈 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 특정 제조공정에 의해 발생된 수축차에 의해 유도된 바람직하지 않은 원환체는 실험에 의해 각도 위치와 배율 둘 다의 측면에서 확인된다. 렌즈 보정은 제조공정에 의해 유도된 바람직하지 않은 원환체와 크기는 동일하고 방향은 반대인 배율을 제공함으로써 달성된다.

콘택트 렌즈, 원환체, 수축차, 렌즈 보정, 하이드로겔 렌즈

Description

수축차가 보정된 두께차가 있는 콘택트 렌즈 및 이의 제조방법{Differential thickness contact lens with compensation for differential shrinkage and method of manufacturing same}

도 1은 원환체(toricity, 員環體) 콘택트 렌즈를 나타낸 도면이다.

도 2a는 유도된 원환체를 갖는 렌즈의 90°-270°축을 따라 절단한 횡단면도이다.

도 2b는 본 발명에 따라 경화 전에 보정한 렌즈의 90°-270°축을 따라 절단한 횡단면도이다.

도 2c는 본 발명에 따라 경화 전에 보정한 렌즈의 90°-270°축을 따라 절단한 횡단면도이다.

본 발명은 수축차가 보정된 두께차가 있는 콘택트 렌즈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

콘택트 렌즈는 일반적으로 각종 시력 문제를 교정하는 데 사용된다. 이는, 예를 들면, 본원에 전문이 참고로 인용된 미국 특허 제4,573,774호, 제5,650,837호 및 제5,652,638호에 기재되어 있다. 또한, 여러 문헌에 콘택트 렌즈의 디자인 및 제조 원리가 논의되어 있다[참고: Ruben et al., Contact Lens Practice (Chapman & Hall, London); Stein, Slatt & Stein, Opthalmic Terminology (C. V. Mosby Company, St. Louis, 1987), 이들 문헌도 본원에 전문이 참고로 인용되어 있다].

난시는 눈의 일부가 그 나머지 영역이 광의 초점을 맞추는 초점과는 상이한 초점에 광의 초점을 맞추는 경우에 나타나며, 다시 말하면, 망막 위의 하나의 초점에 광선의 초점이 맞추어지지 않는 눈의 굴절 실패이다. 난시 교정용으로는 전형적으로 원환체 렌즈 또는 실린더 배율(cylinder power)을 갖는 렌즈가 사용된다. 원환체 렌즈의 경우, 실린더 배율은 실린더 축에 직각인 실린더 반경에 따라 달라진다. 원환체 렌즈의 실린더 배율에 의해, 눈은 동일 초점에 광선의 초점을 맞추게 된다.

위에서 지적한 바와 같이, 원환체를 사용하여 눈이 동일 초점에 광선의 초점을 맞추게 하여 난시를 교정한다. 그러나, 동일 초점이 망막에 대해 정확한 위치에 있지 않을 수 있다. 이러한 상태를 "근시" 또는 "원시"라 한다. 근시는 전형적으로 곡률이 큰 망막 때문에 광선이 망막에 미치지 못하기 때문에 나타난다. 이와 반대로, 원시는 곡률이 작은 망막 때문에 광선의 초점이 망막 뒤쪽에 존재하기 때문에 나타난다. 구면 배율(sphere power)이 렌즈에 포함되며, 이에 의해 망막에 광의 초점이 적합하게 맞춰진다.

콘택트 렌즈는 렌즈 착용자 안구의 특정 상황에 따라 구형 교정 또는 실린더형 교정 또는 이들 둘 다를 포함할 수 있다. 구형 교정만을 수행한 렌즈는 구형 대칭이므로, 안구 안에서 콘택트 렌즈가 회전해도 상관이 없으며 의도하는 시력 교정을 방해하지 않는다. 또 한편, 원환체 콘택트 렌즈 또는 기타 회전 안정성 렌즈는 전형적으로 두께가 상이한 영역들을 포함하도록 디자인되어 구형 비대칭 렌즈가 된다. 결과적으로, 눈의 특정 영역의 시력을 교정하는 기능을 수행하기 위해, 원환체 렌즈는 눈에 대하여 렌즈가 적합하게 배치되도록 안구 상에서 회전에 대해 안정화되어야 한다. 추가로, 렌즈는 착용감을 위해 안구 안에서 안정화될 필요가 있을 수 있다.

회전 안정성은 내부 절단, 이중 절단, 얇은 영역(thin zone)["이중 슬랩-오프(double slab-off)"라고 지칭하기도 함], 배면 원환체 및 프리즘 웨지 프로파일(prism wedge profile)을 포함한 여러 가지 디자인을 이용하여 얻을 수 있다. 이와 같은 회전 안정성을 제공하는 디자인은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이와 같은 회전 안정성을 제공하는 디자인의 공통적인 특징은 렌즈에 두께가 상이한 영역들을 사용하여 회전 안정성을 얻는다는 것이다. 예를 들면, "슬랩-오프" 디자인의 경우, 렌즈의 상부와 하부가 눈꺼풀 아래에 위치한다. 동시에 이 렌즈의 보다 두꺼운 영역은 눈꺼풀 사이에 위치한다.

전형적으로, 두께차가 있는 렌즈를 제조하는 방법은 UV 또는 열을 이용한 경화 단계 또는 기타 유사한 경화 공정을 포함한다. 그러나, 경화 단계를 수행한 결과, 렌즈 재료가 두께차로 인해 상이한 비율로 수축된다. 이러한 수축차로 인해 렌즈에 바람직하지 않은 원환체가 야기된다.

본 발명은 제조공정 동안의 수축차가 보정된 두께차가 있는 콘택트 렌즈 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 제조공정 동안의 수축차가 보정된 두께차가 있는 콘택트 렌즈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 렌즈를 제조하는 방법 및 제조공정 동안의 당해 렌즈의 수축차를 보정하는 방법을 제공한다. 특정 제조공정에 의해 야기된 수축차에 의해 유도된 바람직하지 않은 원환체는 실험에 의해 각도 위치와 배율 둘 다의 측면에서 확인된다. 렌즈 보정은 특정 제조공정에 의해 야기된 바람직하지 않은 원환체와 크기는 동일하고 방향은 반대인 배율을 제공함으로써 달성된다. 렌즈 보정은 의도하는 원환체와 연계시켜 이용할 수 있다. 즉 렌즈 보정을 이용하여 기본 형태의 렌즈(baseline lens)를 제공한 후, 목적하는 특정 원환체를 포함하도록 디자인한다. 렌즈 보정은 경화시 렌즈가 바람직하지 않은 원환체를 갖지 않고 목적하는 소정의 렌즈에 상응하도록 렌즈 형태를 조정하여 수행할 수 있다.

본 발명은 보정된 콘택트 렌즈의 제조방법 및 두께가 상이한 제1 영역과 제2 영역을 포함하도록 렌즈를 디자인하는 단계, 두께가 상이한 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 렌즈를 경화시키는 동안 발생한 수축차를 측정하는 단계 및 수축차를 보정하기 위한 기하학적 형태(feature)를 포함하도록 렌즈를 변형시키는 단계를 사용하여 제조한 보정된 콘택트 렌즈에 관한 것이다.

도면을 상세히 설명하면, 도 1은 회전 안정성 디자인을 갖는 콘택트 렌즈(10)의 정면을 나타내는 평면도이다. 콘택트 렌즈(10)는 중심 광학 영역(central optical zone)(12) 뿐만 아니라, 각각 상부 영역과 하부 영역에 위치한 두께가 얇은 영역(14, 16)을 포함하며, 이들 영역은 착용자의 눈꺼풀 밑에 위치하도록 한다.

두께가 상이한 영역들을 포함하는 렌즈는 제조공정 중 경화 단계 동안 렌즈의 형태가 변화되는 것으로 관찰되었다. 경화에 의해 수축차가 생기며, 이는 렌즈에 의도하는 배율 교정 뿐만 아니라 실린더 배율 또는 원환체를 유도하는 효과를 갖는다. 당해 문제를 해결하는 방법 중의 하나는 다중 기본 곡선 디자인(multiple base curve design)을 이용하는 것이다. 그러나, 제조 효율에 있어서, 기본 곡선 디자인을 최소화하는 것이 바람직하다.

상기한 문제를 설명하기 위해, 영역(14, 16)과 같은 얇은 영역은 갖지 않고 중심 광학 영역(12)만을 갖도록 대조군 렌즈를 디자인한다. 이와 동시에, 도 1에 따라, 중심 광학 영역(12) 뿐만 아니라 얇은 영역(14, 16)을 포함하는 렌즈를 디자인한다. 두 가지 렌즈 모두 경화시킨 후, 광학 측정을 수행한다. 대조군 렌즈는 원환체가 유도되지 않는 것으로 나타났다. 이와 대조적으로, 도 1의 렌즈는 -0.10디옵터의 유도된 원환체를 갖고 렌즈(실린더 반경 180˚, 실린더 축 90˚)의 180˚ 수평선을 따라 배율이 교정되는 것으로 나타났다.

유도된 원환체는 도 1에 나타낸 화살표를 따라 재료가 이동한 결과인 것으로 생각된다. 구체적으로, 재료가 90˚ 축과 270˚ 축을 따라 안쪽으로 이동하는 반면, 0˚ 축과 180˚ 축을 따라 바깥쪽으로 이동한다. 이러한 재료 이동 효과는, 경화시킨 결과 유도된 원환체를 갖는 도 1의 렌즈의 (90˚-270˚ 축에 따르는) 단면을 나타낸 도 2a에 나타내었다.

유도된 원환체를 갖는 렌즈는 경화 전에 도 2b 또는 도 2c 중 어느 하나의 표면 형태를 변형시킴으로써 교정하거나 보정할 수 있다. 도 2b는 렌즈의 정면에 도 2a의 렌즈의 유도된 원환체에 상응하도록 위치하는 함몰 영역 또는 더 편평한 영역(32)을 갖도록 디자인한 경화시키기 전의 렌즈 형태의 (90˚-270˚ 축에 따르는) 단면도를 나타낸다. 이와 대조적으로, 도 2c는 렌즈의 배면에 도 2a의 렌즈의 유도된 원환체에 상응하도록 위치하는 돌출 영역 또는 더욱 돌출된 영역(42)을 갖는 경화시키기 전의 렌즈 형태의 (90˚-270˚ 축에 따르는) 단면도를 나타낸다. 필수적으로, 도 2b와 도 2c의 형태는 렌즈의 정면과 배면이 반대 방식으로 거동하도록 서로 상호작용한다는 사실로 인해 상보적인 보정 도면이다. 이러한 현상은 예를 들면 연신성 재료로 도포한 굴곡판으로 가장 잘 설명할 수 있다. 당해 재료를 굴곡판의 정면을 따라 연신시키는 경우, 재료가 팽팽해지거나 얇아지는 반면, 배면에서는 재료가 이완되거나 더 두꺼워진다. 이는 정면의 재료가 배면의 재료에 연결되어 있기 때문이다. 따라서, 도 1의 렌즈의 배면의 경우, 재료가 반대 반향으로 즉 90°-270°축을 따라 바깥 쪽으로 이동하고 0°-180° 축을 따라 안쪽으로 이동한다.

도 2b의 렌즈의 경우, 경화시, 재료는 도 1의 화살표 방향에 따라 정면으로 이동하여 함몰 영역(32)을 채워 균일한 정면을 제공한다. 이와 반대로, 도 2c의 경우, 경화시, 배면의 돌출 영역(42)의 재료는 도 1의 화살표 방향과는 반대 방향으로 이동하여 유도된 원환체를 갖지 않는 균일한 표면을 제공한다.

위에서 논의한 특정 양태는 특정 렌즈 디자인으로 인해 유도된 원환체를 특징으로 하는 본 발명에 따르는 일반적인 원리를 설명한 것이다. 이어서, 유도된 원환체(각도 및 배율)는 경화 전 렌즈에, 유도된 원환체와 크기는 같고 방향은 반대인 기하학적 형태를 렌즈에 도입함으로써 보정된다.

본 발명은 소프트 콘택트 렌즈 또는 하드 콘택트 렌즈를 제조할 때 이용할 수 있지만, 바람직하게는 소프트 콘택트 렌즈를 제조할 때 이용한다. 더욱 바람직하게는, 본 발명은 하이드로겔(hydrogel) 렌즈 또는 실리콘 함유 하이드로겔 렌즈를 제조할 때 이용한다. 위에 기재된 발명의 상세한 설명의 견지에서 당해 분야의 숙련가들은 본 발명을 다양하게 변경할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 모든 변경은 본원에 첨부된 특허청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 포함된다.

본 발명에 의해 수축차가 보정된 두께차가 있는 콘택트 렌즈 및 이의 제조방법이 제공된다.

Claims (14)

1. 제1 두께를 갖는 제1 영역 및, 제1 두께와는 상이한 제2 두께를 갖는 제2 영역을 포함하도록 렌즈를 디자인하는 단계,

   렌즈를 경화시키는 동안 발생한 수축차를 측정하는 단계 및

   수축차를 보정하기 위한 기하학적 형태(feature)를 포함하도록 렌즈를 변형시킴으로써 보정된 콘택트 렌즈를 제조하는 단계를 포함하여, 수축차가 보정된 콘택트 렌즈를 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 보정된 렌즈를 경화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 변형 단계가 렌즈 정면을 변형시키는 단계를 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 변형 단계가 렌즈 배면을 변형시키는 단계를 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 렌즈가 원환체(員環體) 렌즈인 방법.
6. 제1항에 있어서, 렌즈가 하이드로겔(hydrogel) 렌즈인 방법.
7. 제1항에 있어서, 렌즈가 실리콘 함유 하이드로겔 렌즈인 방법.
8. 제5항에 있어서, 렌즈가 하이드로겔 렌즈인 방법.
9. 제5항에 있어서, 렌즈가 실리콘 함유 하이드로겔 렌즈인 방법.
10. 제1 두께를 갖는 제1 영역 및, 제1 두께와는 상이한 제2 두께를 갖는 제2 영역을 포함하도록 렌즈를 디자인하는 단계,

    렌즈를 경화시키는 동안 발생한 수축차에 의해 유도된 원환체의 배율과 각도 위치를 측정하는 단계 및

    유도된 원환체와 실질적으로 크기는 동일하고 방향은 반대인 원환체를 포함하도록 렌즈를 변형시킴으로써 보정된 콘택트 렌즈를 제조하는 단계를 포함하여, 수축차가 보정된 콘택트 렌즈를 제조하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 렌즈가 원환체 렌즈인 방법.
12. 제1항의 방법에 따라 제조된 콘택트 렌즈.
13. 제5항의 방법에 따라 제조된 콘택트 렌즈.
14. 제10항의 방법에 따라 제조된 콘택트 렌즈.

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