KR20030038823A - 고차원의 수차 교정용 안과용 렌즈 및 이의 제조방법 - Google Patents

고차원의 수차 교정용 안과용 렌즈 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1 이상의 광학력 구역 또는 초점 길이 구역을 구비한 다초점 안과용 렌즈를 제공한다. 본 발명의 렌즈는 하나 이상의 주시 범위에서 고차원의 광학 수차를 교정한다.

Description

고차원의 수차 교정용 안과용 렌즈 및 이의 제조방법{Ophthalmic lenses for high order aberration correction and processes for production of the lenses}
사람은 나이가 들수록 관찰자에게 비교적 근접한 물체에 초점을 맞추기 위해 자연 수정체를 조절하거나 휘는 눈의 능력이 떨어진다. 이러한 상태가 노안이라고 알려져 있다. 이와 마찬가지로, 자연 수정체를 상실한 사람 및 대체물로서 안내 렌즈를 삽입한 사람도 조절하는 능력은 없다.
눈의 조절 장애를 교정하는 데 사용되는 방법 중에는 하나 이상의 광학력을 갖는 렌즈가 있다. 구체적으로, 원거리, 근거리 및 중간 거리 광학력의 구역을 구비한 안경 렌즈, 콘택트 렌즈 및 안내 렌즈가 개발되었다. 이 렌즈들은 저차원의 광학 수차, 예컨대 초점이탈 및 난시에 대한 교정만을 제공하고 고차원의 수차는 교정하지 못하기 때문에 불리한 단점이 있다. 따라서, 고차원의 광학 수차를 교정할 수 있는 다초점 렌즈가 요구되고 있다.
본 발명은 다초점 안과용 렌즈에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 하나 이상의 광학력 구역 또는 초점 길이를 가진 렌즈를 제공한다. 이 렌즈는 1 보다 많은 주시 범위에서 고차원의 광학 수차를 교정한다.
도 1은 본 발명에 제시된 렌즈의 한 가지 양태에 대한 상부 평면도이다.
도 2는 본 발명에 제시된 렌즈의 다른 양태에 대한 상부 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 제시된 렌즈의 한 가지 양태의 볼록 표면에 대한 상부 평면도이다.
도 3b는 본 발명에 제시된 렌즈의 다른 양태의 오목 표면에 대한 평면도이다.
본 발명은 렌즈 착용자의 눈의 광학 수차를 교정하는 다초점 렌즈 및 이러한 렌즈의 제조방법을 제공한다. 수차는 일반적으로 파면 상의 임의의 위치에서 나타나는 구형 파면으로부터의 임의의 이탈이다. 이들 수차에 대한 전형적인 표현은 구형 수차, 난시, 코마 및 왜곡이다. 또는, 수차는, 예를 들어, 제니케 다항식을 사용하여 수학적으로 나타낼 수도 있다. 본 발명의 렌즈는 하나 이상의 주시 방향에서 전술한 수차를 교정한다.
한 가지 양태에서, 본 발명은 렌즈 착용자의 기본 굴절 처방을 측정하는 단계(a), 적어도 제1 거리와 제2 거리에 가시적 표적을 제공하여 렌즈 착용자의 파면 수차(wavefront aberration)를 측정하는 단계(b), 측정된 수차값을 고도차로 변환시키는 단계(c) 및 기본 굴절 처방과 변환된 고도차를 사용하여 렌즈 착용자에 대한 안과용 렌즈를 제공하는 단계(d)를 포함하고, 이 단계들로 실질적으로 이루어지고, 이 단계들로 이루어진 렌즈 착용자용 렌즈의 제조방법을 제공한다. "렌즈"는 안경 렌즈, 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 각막 이식 렌즈, 온레이(onlay) 렌즈 등 또는 이의 복합 렌즈를 의미하는 것이다. 본 발명의 렌즈는 안경 렌즈 또는 콘택트 렌즈인 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 단계에서, 렌즈 착용자의 기본 굴절 처방은 임의의 통상적인 방법 또는 눈의 파면 분석을 통해 측정한다. "기본 굴절 처방"이란 렌즈 착용자의 시력을 교정하는 데 필요한 원시력, 근시력, 중간시력, 원주력 및 각주력 중의 하나 이상을 의미한다.
이어서, 렌즈 착용자의 눈의 파면 수차를 측정한다. "파면 수차"란 망막 위에 집중된 파면에 상대적인 눈에 나타난 파면 사이의 차이를 의미한다. 본 발명의 방법에서, 파면의 측정은 적어도 2개의 상이한 거리인 제1 거리와 제2 거리에 렌즈 착용자의 가시적 표적을 제공함으로써 실시된다. 예를 들어, 한 표적은 렌즈 착용자의 원거리 시력 구역인, 눈으로부터 약 15ft 이상 떨어진 구역에 검체를 제공할 수 있다. 다른 표적은 근거리 시력 구역인, 눈으로부터 약 30 내지 약 50cm 떨어진 구역에 검체를 제공할 수 있다. 표적은 렌즈 착용자의 중간 시력 구역인, 착용자 눈으로부터 약 50 내지 약 80cm 떨어진 구역에 검체를 제공하는 것이 바람직하다.
수차 측정을 수행하는 장치로는, 점확산이나 선확산에 의해 눈의 변조 전달 함수를 측정하는 장치인 아베로스코프(aberroscope) 또는 눈의 광학적 파면을 측정하거나, 산정하거나, 삽입하거나 또는 계산하는 모든 유사한 장치를 포함하며, 이것에 국한되는 것은 아니다. 원거리 시력 표적을 측정할 수 있는 아베로스코프는 뉴멕시코 알부케르케에 소재하는 웨이프프론트 사이언시스, 인코포레이티드(Wavefront Sciences, Inc.)로부터 입수할 수 있다. 이와 같은 아베로스코프 및 수차 측정에 이용가능한 다른 장치를 근거리 및 중간거리의 표적을 측정하는 데 이용하는 방법은 당해 기술분야에 공지되어 있다.
수차가 일단 측정되면, 이어서 고도차로 수학적으로 변환시켜, 광로차라고 알려진 표시된 평균 구값 위와 아래에 표고 지도(elevation map)를 제공할 수 있다. 수차에 대한 교정은 눈의 수차로 인한 왜곡을 상쇄시키는 수차 역 필터 또는 광로차를 도입시켜 제공할 수 있다.
이어서, 기본 굴절 처방과 함께 변환된 차이 및 경우에 따라 각막 지형 데이터를 사용하여 착용자에 대한 렌즈를 제공한다. 이 데이터는 렌즈 또는 렌즈 주형의 표면을 컴퓨터 수치 조절형("CNC") 선반, 중합체 버튼의 직접 기계가공, 밀링, 레이저 삭마, 사출 성형 인서트 등 또는 이들의 조합을 사용하여 세공할 수 있는 기구에 대응하는 직교식선형, 극동심형 또는 나선형의 격자 패턴으로 변환시킬 수 있다. 수차 교정에 필요한 렌즈 표면 고도 또는 경사의 변화는 렌즈의 전면, 이면 또는 이의 양면에 포함시킬 수 있다.
한 가지 양태에서, 렌즈는 고차원의 수차 교정을 비롯하여 원경 구역에 대한 교정을 수득하기 위해 생성된 원경 및 근경 구역이 있는 한 면을 구비한 안경 렌즈인 것이다. 고차원의 수차 교정은 원경에 대해 착용자의 눈이 가장 일반적으로 사용하는 원경 구역의 일부분에 배치하는 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로, 근경 구역은 수차를 비롯하여 렌즈 착용자의 근거리 시력를 교정할 수 있다. 도 1은 각각 원경 구역(11), 중경 구역(12) 및 근경 구역(13)를 구비한 안경 렌즈(10)를 제시한 것이다. 대안적 양태는 도 2에 제시하였다. 도 2의 렌즈(20)는 착용자의 다양한 주시 방향에 해당하는 중심 구역(21), 상부 구역(22) 및 하부 구역(23)을 구비한 단일 시력 렌즈이다. 또한, 착용자의 주변 시력에 수차를 조절하는 복수의 구역(24)이 렌즈 둘레에 제공되어 있다.
모든 안경 렌즈 양태에서, 수차 교정은 렌즈 한 면 또는 양면에 제공될 수 있다. 안경 렌즈는 비제한적인 렌즈 블랭크의 연마, 캐스팅, 성형 또는 이들의 조합을 비롯한 임의의 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 바람직한 양태에서는, 기본 굴절 처방의 일부 또는 전체를 가진 광학 프리폼을 사용하고, 광학 프리폼 상에 하나 이상의 표면을 캐스팅하여 수차 교정 및, 경우에 따라, 부가적인 기본 굴절 처방력을 제공하기도 한다.
다른 양태에서, 렌즈는 콘택트 렌즈일 수 있다. 바람직하게는, 렌즈의 이면 또는 오목면은 렌즈 착용자의 기본 굴절 처방을 포함시킨 다초점 표면인 것이 바람직하다. 렌즈의 전면 또는 볼록면은 렌즈 착용자의 고차원 수차를 교정하는 시력 구역을 포함하는 것이 바람직하다. 적합한 다초점 표면에 대해서는 본 명세서에 전체가 참고 문헌으로 인용된 미국 특허 제5,929,969호, 제5,835,192호, 제5,682,223호, 제5,485,228호 및 제5,448,312호에 개시되어 있다. 또 다른 양태에서는, 기본 굴절 처방 및 수차 교정 중의 어느 하나 또는 둘 모두가 전면과 이면 사이를 분리할 수 있다. 바람직한 양태에서, 이면은 착용자의 각막 지형에 부합하는 것이 바람직하다.
렌즈 착용자 각막의 역 지형 표고 지도를 포함시킨 렌즈의 경우, 각막 지형은 각막 지형측정기의 사용 등을 포함하는 모든 공지의 방법으로 측정할 수 있다. 소프트 콘택트 렌즈 제조시에는 먼저 비만곡 상태의 렌즈 모델에 표고 데이터를 제공한다. 이어서, 이 데이터를 눈에 렌즈를 착용할 때의 소프트 렌즈 만곡 또는 휨을 계산하여 변환시킨다. 각막의 표고 및 휨의 효과는 각막의 지형 데이터를 사용할 때 계산해 넣는다. 이와 같이 수득한 만곡 변환 데이터를 CNC 격자 패턴 상에 맵핑하여 렌즈 또는 주형 세공 표면을 제조하는 데 사용한다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 콘택트 렌즈(30)를 도시한 것이다. 이 렌즈는 목적하는 원거리 광학력을 가진 중심 시력 구역(32)을 구비한 볼록 표면(31)을 갖고 있다. "원거리 광학력"이란 용어는 착용자의 원거리 시력의 예리함을 목적하는 정도까지 교정하는 데 필요한 굴절력의 정도를 의미한다. 오목면(38)은 근거리 광학력과 원거리 광학력을 번갈아 제공하는 광학 구역에 5개의 동심환 원[(33), (34), (35), (36) 및 (37)]을 갖고 있다. "근거리 광학력"이란 착용자의 근거리 시력의 예리함을 목적하는 정도까지 교정하는 데 필요한 굴절력의 정도를 의미한다. 렌즈의 전면, 이면 또는 양면에 수차 역 필터를 제공할 수도 있다. 중간 광학력의 하나 이상의 원을 제공할 수도 있다. 수차 역 필터는 하나 이상의 다양한 원거리 시력 구역 및 근거리 시력 구역에 맞추어 특이적으로 적용될 수 있다.
도 3a 및 3b의 변형은 임의의 수만큼 가능하다. 중심 광학 구역은 원거리 광학력 또는 근거리 광학력을 구비할 수 있고, 오목면 또는 볼록면에 존재할 수 있지만, 볼록면에 존재하는 것이 바람직하다. 환 원의 수는 바람직하게는 2개 이상, 보다 바람직하게는 약 4 내지 약 7개이고, 볼록 렌즈면이나 오목 렌즈면에 존재할 수 있으나, 오목면에 존재하는 것이 바람직하다.
하나의 렌즈가 우성 눈에 착용되고 다른 하나의 렌즈가 비우성 눈에 착용되는 한쌍의 콘택트 렌즈를 제공할 수 있다. "우성 눈"이란 원거리 시력에 주요 역할을 하는 눈을 의미한다. 우성 눈에 착용된 렌즈는 바람직한 원거리 광학력을 가진 중심 광학 구역을 구비한 볼록면을 갖고 있다. 오목면은 이의 광학 구역에 2개 이상의 동심환 구역을 갖고 있다. 2개 이상의 환 구역 각각의 광학력은 원거리 광학력과 실질적으로 동일하다. 볼록면과 오목면 중의 어느 하나 또는 둘 모두는 원거리 광학력, 근거리 광학력 또는 이 둘을 복합적으로 구비한 환 구역을 추가로 가질 수 있다. 한 가지 양태에서, 볼록면은 중심 광학 구역만을 갖고 환 구역이 없으며, 당해 양태에서 오목면은 원거리 광학력과 근거리 광학력 중의 어느 하나 또는 둘 모두를 가진 2개 이상의 환 구역을 갖는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 볼록면은 원거리 광학력을 갖는 중심 광학 구역만을 갖고, 오목면은 2개 이상의 원거리 광학력 구역과 하나 이상의 근거리 광학력 구역을 갖는 것이 바람직하다.
비우성 눈에 착용된 렌즈는 바람직한 근거리 광학력이 있는 중심 광학 구역을 갖춘 볼록면을 가진 것이다. 오목면은 이의 광학 구역에 2개 이상의 동심환 구역을 갖고 있다. 2개 이상의 환 구역 각각의 광학력은 근거리 광학력과 실질적으로 동일하다. 볼록면 및 오목면 중의 어느 하나 또는 둘 모두는 원거리 광학력, 근거리 광학력 또는 둘 모두를 갖춘 환 구역을 추가로 가질 수 있다. 볼록면은 중심 광학 구역만을 갖고 환 구역이 없으며, 당해 양태에서 오목면은 원거리 광학력과 근거리 광학력 중의 어느 하나 또는 둘 모두를 가진 2개 이상의 환 구역을 갖는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 볼록면은 근거리 광학력을 갖춘 중심 광학 구역만을 갖고, 오목면은 2개 이상의 근거리 광학력 구역과 하나 이상의 원거리 광학력 구역을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 콘택트 렌즈의 경우, 원거리 및 근거리 광학력 환 구역이 모두 사용되는 양태에서, 원거리 환 구역은 근거리 환 구역과 번갈아 존재하는 것이 바람직하다. 또한, 원주력이 원거리 광학력과 근거리 광학력 중의 어느 하나 또는 둘 모두와 조합될 수도 있다. 중간거리 광학력의 하나 이상의 환 구역 또는 근거리와 원거리 사이의 광학력의 하나 이상의 환 구역이 또한 본 발명의 렌즈쌍 중 어느 하나의 렌즈에 제공될 수도 있다.
근거리 광학력 및 원거리 광학력의 환 구역이 모두 우성 눈의 콘택트 렌즈에 사용되는 경우, 원거리 및 근거리 광학력에 기여하는 렌즈 광학 구역 부분의 비율은 원거리 광학력에 기여하는 면적이 더 넓도록 제공되어야 한다. 비우성 눈의 렌즈인 경우에는 근거리 시력에 기여하는 렌즈 면적이 더 넓어야 한다. 우성 눈 렌즈와 비우성 눈 렌즈의 바람직한 면적(백분율 기준)에 대해서는 미국 특허 제5,835,192호, 제5,485,228호 및 제5,448,312호에 개시되어 있다.
본 발명에 유용한 콘택트 렌즈는 하드 렌즈이거나 소프트 렌즈일 수 있다. 이러한 렌즈를 제조하는 데 적합한 임의의 재료로 제조한 소프트 콘택트 렌즈가 바람직하게 사용된다. 본 발명의 렌즈는 수차 교정 및 원거리 광학력과 근거리 광학력 이외에도 표면에 도입된 다양한 교정성 광학적 특성, 예를 들면, 원주력 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 콘택트 렌즈는 임의의 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 형성된 환형 구역은 교호적 반경을 사용하여 다이아몬드 터닝에 의해 제조할 수 있다. 이 구역은 본 발명의 렌즈를 제조하는 데 사용되는 주형에 다이아몬드 터닝될 수 있다. 이어서, 주형 사이에 적합한 액체 수지를 넣은 다음, 수지를 압축 및 경화시켜 본 발명의 렌즈를 제조한다. 또는, 구역을 렌즈 버튼으로 다이아몬드 터닝할 수도 있다.
안내 렌즈의 경우에는 각막 지형 데이터를 렌즈 전면, 이면 또는 양면 위의 파면과 조합시킬 수 있다. 다초점 부분은 수차 교정에 따라 전면 또는 이면에 배치될 수 있다. 이어서, 안내 렌즈의 제조를 위한 공지된 방법을 사용하여 렌즈를 제조할 수 있다.
본 발명에 제시된 모든 렌즈에서, 원거리, 중간거리 및 근거리 광학력은 구형력 또는 비구형력일 수 있다. 또한, 원거리 및 근거리 광학력 구역은 임의의 바람직한 실제 크기일 수 있다.

Claims (29)

  1. 렌즈 착용자의 기본 굴절 처방을 측정하는 단계(a),
    적어도 제1 거리와 제2 거리에 가시적 표적을 제공하여 렌즈 착용자의 파면 수차(wavefront aberration)를 측정하는 단계(b),
    측정된 수차값을 고도차로 변환시키는 단계(c) 및
    기본 굴절 처방과 변환된 고도차를 사용하여 렌즈 착용자에 대한 안과용 렌즈를 제공하는 단계(d)를 포함하는, 렌즈 착용자용 렌즈의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 렌즈가 콘택트 렌즈인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 렌즈가 안경 렌즈인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 제1 거리가 눈으로부터 약 15ft 이상 떨어진 거리를 포함하고, 제2 거리가 눈으로부터 약 30 내지 약 50cm 떨어진 거리를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 단계(b)가 가시적 표적을 착용자의 눈으로부터 약 50 내지 약 80cm 떨어진 거리에 제공함으로써 렌즈 착용자의 파면 수차를 측정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 단계(d)가 파면 수차를 교정하기 위해 렌즈의 전면, 이면 또는 양면에 표고 변화를 제공하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 렌즈가 안경 렌즈이고, 단계(d)가, 원경에 대해 파면 수차 교정을 제공하도록 생성된 원경 구역과 근경 구역을 포함하는 한 면을 가진 렌즈를 제공함으로써 실시되는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 파면 수차 교정이 원경에 대해 착용자의 눈이 가장 일반적으로 사용하는 원경 구역 중의 일부분에 위치되어 있는 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 근경 구역에 대한 파면 수차 교정을 제공하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 단계(d)가 착용자의 주변 시력에 대한 파면 수차 조절을 제공하는 복수의 구역을 렌즈 둘레에 제공하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  11. 제6항에 있어서, 렌즈가 콘택트 렌즈이고, 단계(d)가, 렌즈 착용자의 기본 굴절 처방을 포함하는 다초점면인 제1면과 파면 수차를 교정하는 광학 구역을 포함하는 제2면을 구비한 렌즈를 제공하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 제1면이 오목면인 방법.
  13. 제11항에 있어서, 단계(d)가 착용자의 각막 지형에 오목면을 부합시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  14. 제6항에 있어서, 렌즈가 콘택트 렌즈이고, 단계(d)가, 기본 굴절 처방, 파면 수차 교정 또는 이들 둘 모두를 제1면과 제2면 사이에 배치하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 배치가 기본 굴절 처방의 배치인 방법.
  16. 제14항에 있어서, 배치가 파면 수차 교정의 배치인 방법.
  17. 제14항에 있어서, 배치가 기본 굴절 처방 및 파면 수차 교정 모두의 배치인 방법.
  18. 파면 수차 교정을 달성하기 위해 렌즈 표면에 표고 변화가 도입되어 있는 전면, 이면 또는 양면을 포함하는 다초점 렌즈.
  19. 제18항에 있어서, 렌즈가 원경에 대해 파면 수차 교정을 제공하기 위해 생성된 원경 구역과 근경 구역을 포함하는 제1면을 구비한 안경 렌즈인 다초점 렌즈.
  20. 제19항에 있어서, 파면 수차 교정이 원경이 대해 착용자의 눈이 가장 일반적으로 사용하는 원경 구역의 일부분에 배치되어 있는 다초점 렌즈.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 근경 구역이 파면 수차 교정을 포함하는 다초점 렌즈.
  22. 제21항에 있어서, 렌즈면의 적어도 한 면이 착용자의 주변 시력에 대한 파면 수차를 조절하는 복수의 구역을 렌즈 둘레에 추가로 포함하는 다초점 렌즈.
  23. 제18항에 있어서, 렌즈가 렌즈 착용자의 기본 굴절 처방을 포함하는 다초점 표면인 제1면과 파면 수차 교정을 포함하는 광학 구역을 구비한 제2면을 포함하는 콘택트 렌즈인 다초점 렌즈.
  24. 제23항에 있어서, 제1면이 오목면인 다초점 렌즈.
  25. 제24항에 있어서, 오목면이 렌즈 착용자의 각막 지형에 실질적으로 부합하는 다초점 렌즈.
  26. 제18항에 있어서, 렌즈가, 기본 굴절 처방, 파면 수차 교정 또는 이들 둘 모두가 제1면과 제2면 사이에 배치되어 있는 콘택트 렌즈인 다초점 렌즈.
  27. 제26항에 있어서, 배치가 기본 굴절 처방의 배치인 다초점 렌즈.
  28. 제26항에 있어서, 배치가 파면 수차 교정의 배치인 다초점 렌즈.
  29. 제26항에 있어서, 배치가 기본 굴절 처방과 파면 수차 교정의 배치인 다초점 렌즈.
KR1020037005337A 2000-10-17 2001-09-21 고차 수차 교정용 안과용 렌즈의 제조방법 KR100856344B1 (ko)

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