KR100928404B1 - 다초점 안과용 렌즈의 고안 방법 - Google Patents

다초점 안과용 렌즈의 고안 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노안 교정용으로 유용한 렌즈를 고안하는 방법, 이러한 디자인을 도입한 렌즈 및 이러한 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 렌즈는 다초점 영역 내에서 원시 배율 및 근시 배율의 분포가 우수하여, 시력 및 착용자의 만족도를 향상시킨다.
다초점 안과용 렌즈, 근시 배율, 원시 배율, 분포도, 시력, 착용자 만족도

Description

다초점 안과용 렌즈의 고안 방법{Methods for designing multifocal ophthalmic lenses}
본 발명은 안과용 렌즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하나 이상의 광학 배율 또는 초점 길이를 사용하는 렌즈를 제공하며, 노안을 교정하는 데 유용하다.
사람은 나이가 들어 감에 따라, 눈은 관찰자에 비교적 근접한 물체에 초점을 맞추기 위해 천연 렌즈를 보다 덜 적응시키거나 굴곡시킬 수 있다. 이러한 상태는 노안으로서 알려져 있다. 추가로, 천연 렌즈가 제거되고 대체물로서 삽입된 인공 수정체를 갖는 사람에게는 적응하는 능력이 전혀 없다.
적응하려는 안구의 기능상실을 교정하는데 사용되는 방법들 중에서, 개인이 근시를 위한 하나의 콘택트 렌즈와 하나의 원시용 렌즈를 착용하는 단안시 시스템(mono-vision system)이 있다. 단안시 시스템은 렌즈 착용자가 원거리 물체와 근거리 물체를 구별하도록 하지만, 이는 심층 인지력의 상당한 손실을 일으킨다는 점에서 불편하다.
또 다른 형태의 다초점 콘택트 렌즈에서, 각 렌즈의 광학 영역에는 하나 이상의 배율이 제공된다. 예를 들어, 광학 영역은 안구가 동시에 사용하는 원거리 배율 및 근거리 배율 둘 다를 가질 수 있다.
이들 방법 중의 어떠한 방법도 시력 및 렌즈 착용자 만족도 면에서 우수한 결과를 제공하지 않는다. 따라서, 착용자의 적응 능력을 교정하고 공지된 렌즈의 단점의 일부 또는 모두를 해결하는 렌즈가 요구되고 있다.
도 1은 본 발명에 따라 고안된, 너비가 상이한 다초점 시야 배율 영역에서 배율 진행(power progression)을 나타내는 그래프를 묘사한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 고안된 5개의 배율 영역 디자인을 나타내는 그래프를 묘사한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따르는 5개의 배율 영역 디자인의 또 다른 양태를 나타내는 그래프를 묘사한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 고안된 4개의 다초점 배율 영역에서 배율 진행을 나타내는 그래프를 묘사한 도면이다.
발명의 상세한 설명 및 바람직한 양태
본 발명은 노안을 교정하는 데 유용한 렌즈를 고안하는 방법, 이러한 디자인을 도입한 렌즈 및 이러한 렌즈를 제조하는 방법을 제공한다. 하나의 양태에서, 본 발명의 방법은 근시 배율 및 원시 배율의 다초점 영역이 진폭, 위치 및 너비에 따라 변하도록 한다. 이러한 변동 결과로 다초점 영역 내에서 원시 배율 및 근시 배율의 우수한 분포도가 존재하여, 시력 및 착용자의 만족도를 향상시킨다.
하나의 양태에서, 본 발명은 영역의 위치, 진폭 및 너비가 수학식 I에 의해 결정되는 하나 이상의 다초점 배율 영역을 포함하고, 하나 이상의 다초점 배율 영역으로 필수적으로 이루어지고, 하나 이상의 다초점 배율 영역으로 이루어지는 광학 영역을 포함하고, 광학 영역으로 필수적으로 이루어지고, 광학 영역으로 이루어진 다초점 안과용 렌즈를 제공한다.
Figure 112004005257287-pct00001
위의 수학식 I에서,
Y는 표면 위의 특정 지점 x에서의 부가 배율(add power)이고,
x는 렌즈 표면 위의 한 지점이고,
a는 0.5이고,
k는 배율이 최대인 배율 영역내의 지점이고,
P는 배율 영역의 너비를 조절하는 계수로서, 약 0 초과 약 15 미만이고,
S는 영역의 주변에서 진폭 및 이의 감소를 조절하는 계수로서, 약 0 초과 약 30 미만이고,
부가 배율은 렌즈의 근시 배율과 원시 배율 사이의 배율 차와 같거나 그 미만의 값이다.
본 발명의 목적상, "안과용 렌즈(ophthalmic lens)"란 콘택트 렌즈 또는 인공 수정체 등을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 렌즈는 콘택트 렌즈이다. "위치"란 동공에 관한 배율 영역 위치를 의미한다. "진폭"이란 배율 영역 내에서의 배율 진행의 정도 또는 범위를 의미한다. "원시 배율"이란 착용자의 원거리 시력을 목적하는 정도로 교정하는 데 필요한 굴절률의 양을 의미한다. "근시 배율"이란 착용자의 근거리 시력을 교정하는 데 필요한 굴절률의 양을 의미한다.
본 발명의 렌즈에서, 다초점 배율 영역은 물체 측면, 또는 전면, 표면, 눈의 측면 또는 후면, 표면 또는 양쪽 표면 위에 존재할 수 있다. 다초점 배율 영역은 원시 배율 및 근시 배율 사이를 교호하는 상이한 배율을 갖는 2개 이상의 영역, 바람직하게는 근시, 원시 및 중간 시야 배율 사이를 교호하는 3개의 영역을 갖는다. 원거리 배율 영역 및 근거리 배율 영역 각각은 다른 원거리 및 근거리 영역의 배율과 동일하거나 상이할 수 있다. 중간 배율은 근시 영역 및 원시 영역 배율 피크 사이의 배율 진행 결과로서 제공될 수 있다. 또는, 중간 배율 영역은 또한 수학식 I을 사용하여 고안될 수 있다.
다초점 배율 영역은 렌즈의 광학 영역 내의 특정 지점에서 발생할 수 있다. 다초점 배율 영역은 동축이고, 공통 축은 Z축이고, 바람직하게는 회전적으로 대칭적이다. 본 발명의 렌즈에서, 근거리, 원거리 및 중간 광학 배율은 구형 또는 원환체 배율이다. 추가로, 원거리, 근거리 및 중간 광학 배율 영역은 바람직하고 실용적인 차수를 가질 수 있다.
도 1은 4개의 상이한 다초점 배율 영역 디자인에서의 배율 진행을 그래프로 묘사한 것이다. 각각의 디자인에서, 근시 배율이 영역의 중앙에 존재하고, 원시 배율은 영역의 주변부에 또는 주변부를 향해 존재한다. 주변부는, 영역의 중심으로부터 가장 먼 영역 또는 면적을 의미한다. 각각의 디자인에 대해 수학식 I에 사용된 값을 표 1에 나타낸다.
디자인 A 디자인 B 디자인 C 디자인 D
부가 배율 2.50D 2.50D 2.50D 2.50D
a 0.50 0.50 0.50 0.50
k 0.0 0.0 0.0 0.0
P 1.0 2.5 5.0 10.0
S 2.000 2.000 2.000 2.000
도 2는 5개의 배율 영역을 갖는 다초점 배율 영역에서의 배율 진행을 그래프로 묘사한 것이다. 도 2의 복합 디자인은 다음과 같은 두 가지 경우에 수학식 I을 사용하여 생성된 값의 합을 취함으로써 달성된다.
경우 A 경우 B
부가 배율 2.50D 2.50D
A 0.50 0.50
K -1.5 -2.5
P 3.5 5.0
S 4.000 6.283
복합 디자인을 사용하여 렌즈의 기하학적 중심에 가장 근접한 영역을 의미하는 내부 배율 영역의 특성이 외부, 또는 주변 영역의 특성과 상이한 다초점 배율 영역을 생성하는 간단한 방법을 제공한다.
도 3은 부가 배율이 하나의 근시 배율 영역으로부터 다른 근시 배율 영역까지 상이한 다중 영역 복합 디자인의 배율 진행을 그래프로 묘사한 것이다. 복합 디자인은 다음과 같은 두 가지 경우에 수학식 I을 사용하여 생성된 값의 합을 취함으로써 달성된다.
경우 C 경우 D
부가 배율 2.50D 1.75D
A 0.50 0.50
K -1.5 -2.5
P 3.5 5.0
S 4.000 6.283

이러한 고안의 이점은 근시 배율이 광학 영역의 주변 부분에서 감소되므로 렌즈 착용자에서 야간 시야가 향상될 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 양태에서, 원시 배율로부터 근시 배율 및 근시 배율로부터 원시 배율의 배율 변화의 변화율 및 윤곽(contour)이 변하는 렌즈 고안 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 렌즈가 제공된다. 이러한 양태에서, 본 발명은 근시 배율 및 원시 배율을 포함하고, 근시 배율 및 원시 배율로 필수적으로 이루어지고, 근시 배율 및 원시 배율로 이루어진 광학 영역을 포함하고, 광학 영역으로 필수적으로 이루어지고, 광학 영역으로 이루어진 다초점 안과용 렌즈를 제공하며, 원시 배율과 근시 배율 사이의 배율 변화의 변화율 및 윤곽이 수학식 II 및 수학식 III으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수학식에 따라 결정된다.
Figure 112004005257287-pct00002
Figure 112004005257287-pct00003
위의 수학식 II 및 III에서,
A는 부가 배율이고,
P는 0 내지 1의 동공 인자이고,
X는 0 초과, 바람직하게는 1 초과, 보다 바람직하게는 2, π 또는 2π이다.
수학식 II 및 III의 목적상, P는 다음과 같이 결정된다. 최대 및 최소 동공 직경을 최소 내지 최대의 간격 단계와 함께 선택한다. 선택된 간격 단계(interval step)는 고안자에 따라 임의로 선택되지만, 바람직하게는, 예를 들면, 컴퓨터 수치 제어 선반(computer numerical controlled lathe)에 의해, 렌즈의 제조를 용이하게 하기에 적합하다. 최대 직경으로부터, 전체 직경 P의 백분율(%)이 한정된다.
수학식 II는 원시 배율이 광학 영역의 중앙에 있고 근시 배율이 광학 영역의 주변에 있는 중심 원거리 렌즈 고안에 사용된다. 수학식 III은 중심 근거리 렌즈 고안에 사용되거나, 근시 배율이 중앙에 있고 원거리 시야가 주변에 있는 렌즈에 사용된다.
또는, 본 발명의 또 다른 양태로서, 원시 배율부터 근시 배율 및 근시 배율로부터 원시 배율의 배율 변화의 변화율 및 윤곽은 수학식 IV 및 수학식 V 중의 하나의 수학식에 따라 변한다.
Figure 112004005257287-pct00004
Figure 112004005257287-pct00005
위의 수학식 IV 및 V에서,
A는 부가 배율이고,
t는 90 내지 180°의 동공 인자이고,
X는 0 초과, 바람직하게는 1 초과, 보다 바람직하게는 2, π 또는 2π이다.
수학식 IV 및 수학식 V의 목적상, t는 최대 및 최소 동공 직경의 선택에 의해 결정된다. 최소 직경은 선형 간격에서 90°이고, 최대 직경은 180°이다.
수학식 IV는 중심 원거리 고안에 사용되고, 수학식 V는 중심 근거리 렌즈에 사용된다. 따라서, 또 다른 양태에서, 본 발명은 원시 배율과 근시 배율 사이의 배율 변화의 변화율 및 윤곽이 수학식 IV 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수학식에 따라 결정되는 근시 배율 및 원시 배율을 포함하고, 근시 배율 및 원시 배율로 필수적으로 이루어지고, 근시 배율 및 원시 배율로 이루어진 광학 영역을 포함하고, 광학 영역으로 필수적으로 이루어지고, 광학 영역으로 이루어진 다초점 안과용 렌즈를 제공한다.
수학식 IV
Figure 112004005257287-pct00006
수학식 V
Figure 112004005257287-pct00007
위의 수학식 IV 및 V에서,
A는 부가 배율이고,
t는 90 내지 180°의 동공 인자이고,
X는 0 초과, 바람직하게는 1 초과, 보다 바람직하게는 2, π 또는 2π이다.
도 4는 각종 고안에 대한 배율 진행을 그래프로 나타낸 것이다. 고안 A 내지 D는 수학식 III을 사용하여 계산하고, 고안 E 내지 G는 수학식 V를 사용하여 계산한다. 두 수학식은 동일한 간격(0,1)으로 만들고, 동일한 값(A 및 0)으로 시작되고 끝난다. 그러나, Sin(t)는 선형 함수가 아니므로, 생성되는 진행 속도는 상이하다. 따라서, 다른 수학식 대신 하나의 수학식을 사용하여 수학식 II 및 수학식 IV와 유사한, 주어진 동공 크기에 대하여 부가 배율의 양을 바꿀수 있다.
본 발명의 고안은 하드 렌즈 또는 소프트 렌즈인 콘택트 렌즈의 제조에 유용하다. 이러한 렌즈를 제조하기에 적합한 물질로 제조된 소프트 콘택트 렌즈가 바람직하게 사용된다. 본 발명의 렌즈는, 원거리 및 근거리 광학 배율 이외에도, 표면 위에 혼입되는 임의의 각종 교정 광학 특징, 예를 들면, 원주형 배율을 가질 수 있다.
본 발명의 렌즈는 통상의 방법으로 성형될 수 있다. 예를 들면, 렌즈에 형성된 다초점 영역은 교호 반경을 사용하는 다이아몬드-터닝에 의해 제조될 수 있다. 당해 영역은 본 발명의 렌즈의 성형을 위해 사용되는 금형에서 다이아몬드-터닝될 수 있다. 이어서, 적합한 액체 수지를 금형 사이에 놓고, 압착시키고, 수지를 경화시켜 본 발명의 렌즈를 성형한다. 그렇지 않으면, 영역은 렌즈 하단으로 다이아몬드 터닝할 수 있다.

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 하나 이상의 근시 배율 및 하나 이상의 원시 배율을 함유하는 광학 영역을 포함하고, 여기서 원시 배율과 근시 배율 사이의 배율 변화의 변화율 및 윤곽(contour)이 수학식 II 및 수학식 III으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수학식에 따라 결정되는, 다초점 안과용 렌즈.
    수학식 II
    Figure 112009005848008-pct00009
    수학식 III
    Figure 112009005848008-pct00010
    위의 수학식 II 및 III에서,
    A는 부가 배율이고,
    P는 약 0 내지 1이고,
    X는 0 초과이다.
  5. 제4항에 있어서, 상기 렌즈가 소프트 콘택트 렌즈인 렌즈.
  6. 삭제
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 수학식 II 및 수학식 III으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수학식이 수학식 II인 렌즈.
    수학식 II
    Figure 112009005848008-pct00011
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 수학식 II 및 수학식 III으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수학식이 수학식 III인 렌즈.
    수학식 III
    Figure 112009005848008-pct00012
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 하나 이상의 근시 배율 및 하나 이상의 원시 배율을 함유하는 광학 영역을 포함하고, 여기서 원시 배율과 근시 배율 사이의 배율 변화의 변화율 및 윤곽이 수학식 IV 및 수학식 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수학식에 따라 결정되는, 다초점 안과용 렌즈.
    수학식 IV
    Figure 112009005848008-pct00013
    수학식 V
    Figure 112009005848008-pct00014
    위의 수학식 IV 및 V에서,
    A는 부가 배율이고,
    t는 90 내지 180°의 동공 인자이고,
    X는 0 초과이다.
  14. 제13항에 있어서, 상기 렌즈가 소프트 콘택트 렌즈인 렌즈.
  15. 삭제
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 수학식 IV 및 수학식 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수학식이 수학식 IV인 렌즈.
    수학식 IV
    Figure 112009005848008-pct00015
  17. 제13항 또는 제14항에 있어서, 수학식 IV 및 수학식 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수학식이 수학식 V인 렌즈.
    수학식 V
    Figure 112009005848008-pct00016
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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