KR20050084610A - 안과용 누진 원주 렌즈 - Google Patents

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KR20050084610A
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lens
circumferential
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제프리 에이치. 로프만
티모씨 알. 폴링
가니시 쿠마르
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존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 난시를 교정하는데 유용하고 누진 원주 배율이 존재하는 렌즈를 설계하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 렌즈는 낮은 조도의 조건에서 원시를 보조하면서, 중간 범위의 조도에서의 근시를 방해할 수 있는, 원환체 렌즈의 추가의 음배율에 대한 필요성을 제거하여, 원주 배율이 더 높은 조도 조건에서와는 상이한 정도로 낮은 조도 조건하에서 구현되도록 한다.

Description

안과용 누진 원주 렌즈{Progressive cylinder ophthalmic lenses}
본 발명은 안과용 렌즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 누진 원주 배율을 이용하는 렌즈를 제공한다.
전방향(全方向)에서의 각막의 곡률 반경의 불일치 또는 수정체에 의한 광굴절의 불일치에 의한 난시는 일반적인 굴절 이상이다. 난시는 광선이 전방향으로 동일하게 반사되지 않아 눈이 망막 위의 광선을 촛점에 맞출 수 없는 것이다. 난시를 교정하기 위해, 난시인 개체의 안과용 렌즈에서 특정 배율 및 축의 원주 수정을 도입하는 것이 일반적이다.
일반적으로, 렌즈의 원주 배율은 고정된다. 그러나, 굴절률이 상이한 영역에 대해 원주 배율이 다른 다초점 렌즈는, 예컨대 미국 특허공보 제6,142,625호에 공지되어 있다. 미국 특허공보 제6,142,625호의 렌즈는 렌즈의 인접 영역들 사이에서 배율, 축 또는 이들 둘 다가 상이함으로 인한 상 변경이 이루어지는 경우 불리하다. 그러므로, 이처럼 불리한 점을 극복하는 다양한 원주의 렌즈에 대한 필요성이 존재한다.
도 1은 본 발명의 렌즈의 원주 배율의 변화를 그래프로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 렌즈의 원주 배율의 변화를 또 다른 그래프로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 렌즈의 원주 배율의 변화를 또 다른 그래프로 도시한 것이다.
본 발명은 난시 교정용 렌즈를 설계하는 방법, 당해 설계를 도입하여 제작된 렌즈 및 당해 렌즈를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 설계는 렌즈 전반에 걸쳐 원주 배율의 완만하고 계속적인 변화를 제공한다. 또한, 본 발명의 렌즈는 원주 배율이 낮은 조도 조건하에서 더 높은 조도 조건에서와는 상이한 정도로 정도로 구현되도록 하는데 유리하다. 따라서, 상기 렌즈는 낮은 조도 조건에서 원시를 보조하면서, 중간 범위의 조도에서의 근시를 방해할 수 있는 원환체 렌즈의 추가의 음배율에 대한 필요성을 제거한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 누진 원주 배율을 포함하고, 원주 배율로 필수적으로 이루어지고, 원주 배율로 이루어진 안과용 렌즈를 제공한다. 안과용 렌즈는 안경 렌즈, 콘택트 렌즈, 안내 렌즈 등과 같은 것을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 렌즈는 콘택트 렌즈이다. "누진 원주 배율"이란 렌즈의 광중심에서 시야의 원주 방향으로 원주 배율이 계속적이고 점진적으로 변화함을 의미한다. 원주 배율은 광중심에서 원주 방향으로 이동하는 것처럼 증가하거나 감소할 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 누진 원주 배율 및 누진 축을 포함하고, 이들로 필수적으로 이루어지고, 이들로 이루어진 안과용 렌즈를 제공한다. "누진 축"이란 원주 배율의 축이 렌즈의 광중심에서 시야의 원주 방향으로 이동하는 것처럼 소정의 범위에 걸쳐 계속적으로 변화함을 의미한다. 원주 배율은 광중심에서 원주로 이동하는 것처럼 증가하거나 감소할 수 있다.
누진 원주 배율, 누진 축 또는 이들 둘다 단촛점 렌즈에 도입될 수 있지만, 다초점 렌즈 또는 하나 이상의 초점 배율을 갖는 렌즈에서 탁월한 유용성을 발견할 것이다. 상기 렌즈의 예는 이로 제한되지 않으나 비구면 렌즈, 원추 렌즈, 공심 렌즈, 평행 변형 및 다중환 렌즈, 회절 렌즈, 누진 부가 렌즈 등과 같이 이중 초점의 렌즈를 포함한다.
렌즈의 원주 배율은 하기 수학식 Ⅰ에 따라 변할 수 있다.
상기 수학식 Ⅰ에서,
y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
P는 렌즈의 원주 배율 범위의 넓이를 조절하고, 0을 초과하는 수이며, 1일 때 바람직하고,
A는 상수로, 바람직하게는 0.5이고,
K는 최고점의 원주 배율의 변위를 조절하고, +4 내지 -4의 값일 수 있고,
s는 함수 최종값을 조절하고, 1 내지 50의 값일 수 있고,
Cyl은 렌즈의 최대 원주 배율이다.
수학식 Ⅰ은 시야의 중심 또는 렌즈의 광중심에서 렌즈의 원주로 이동할수록 감소하는 누진 원주 배율을 제공한다.
시야의 중심 또는 렌즈의 광중심에서 렌즈의 원주로 이동할수록 증가하는 누진 원주 배율은 하기 수학식 Ⅱ에 의해 제공될 수 있다.
상기 수학식 Ⅱ에서,
y, A, P, X, K 및 Cyl의 값과 정의는 수학식 Ⅰ과 같다. 도 1은 수학식 Ⅱ를 이용하여 얻은 누진 원주 배율 특성을 그래프로 도시한 것이다. 하기 표 1은 도 1을 설명하기 위해 A, P, X, K로서 사용된 값들을 열거한 것이다.
진행 A K P S
401 0.50 0.0 0.002 100.0
402 0.50 0.0 0.030 10.0
403 0.50 0.0 0.080 6.0
404 0.50 0.0 0.200 4.0
또한, 수학식 Ⅲ은 누진 원주 배율을 제공함에 유용한 또 다른 수학식이다.
상기 수학식 Ⅲ에서,
y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
P는 동공 분율로, 0 내지 1의 임의의 값일 수 있고,
x는 0.0 내지 20의 값이고,
Cyl은 최대 원주 배율이다.
수학식 Ⅲ은 시야 중심으로부터 이동할 때 감소하는 원주 배율을 제공한다. 하기 수학식 Ⅳ는 감소하는 배율을 제공한다.
또한, 수학식 Ⅴ는 시야 중심으로 부터 점진적으로 감소하는 배율을 제공하는 데 유용한 또 다른 수학식이고 수학식 Ⅵ는 시야 중심으로부터 점진적으로 증가하는 배율을 제공하는 데 유용한 또 다른 수학식이다.
상기 수학식 Ⅴ 및 Ⅵ에서,
y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
P는 동공 분율로, 90 내지 180°이고,
x는 0.0 내지 20이고,
Cyl은 렌즈의 최대 원주 배율이다.
또한, 수학식 Ⅶ, Ⅷ 및 Ⅸ는 시야의 중심으로부터 원주로 이동할 때 감소하는 누진 원주 배율을 설계하기 위해 사용될 수 있는 추가 수학식의 예이다.
상기 수학식 Ⅶ, Ⅷ 및 Ⅸ에서,
y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
xc는 필터 변화 50% 또는 최대 원주 배율의 ½을 갖는 x에서의 위치이고,
a는 상수로, 바람직하게는 1이고,
n은 변화의 경사도를 조절하는 1 내지 40의 값이고,
Cyl은 최대 원주 배율이고,
x는 렌즈의 중심으로 부터 x점까지 거리의 순간 반경이다.
수학식 Ⅹ, ⅩⅠ 및 ⅩⅡ는 시야의 중심에서부터 원주로 이동할 때 증가하는 누진 원주 배율을 설계하기 위해 사용될 수 있는 추가 수학식의 예이다.
상기 수학식 Ⅹ, ⅩⅠ 및 ⅩⅡ에서,
y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
xc는 필터 변화 50% 또는 최대 원주 배율의 ½을 갖는 x에서의 위치이고,
a는 상수, 바람직하게는 1이고,
n은 변화의 경사도를 조절하는 1 내지 40의 값이고,
Cyl은 최대 원주 배율이고,
x는 순간 반경이다.
도 2 및 도 3은 수학식 Ⅶ을 이용하여 제공된 원주 배율 변화를 그래프로 도시한 것이다. 표 2에는 각각의 진행에 사용된 Xc, a, n 및 Cyl 값이 열거되어 있다.
진행 Xc a n Cyl
409 0.75 1.0 5.0 1.50
410 1.00 1.0 5.0 1.50
411 1.25 1.0 5.0 1.50
412 1.50 1.0 5.0 1.50
413 1.75 1.0 5.0 1.50
414 0.75 1.0 1.073 1.50
415 1.00 1.0 1.30 1.50
416 1.25 1.0 1.55 1.50
417 1.50 1.0 1.83 1.50
누진 다초점 렌즈에서 누진 원주 배율이 사용되는 본 발명에 관한 렌즈의 양태에서, 원주 배율 변화는 누진 다초점 배율 변화와 상이하고, 다시 말해 다초점 배율의 변화는 원주 배율 변화에 의존하지 않는다. 상기 렌즈는 렌즈의 표면에 누진 다초점 배율을 가지고, 반대 표면 또는 동일한 표면에 누진 원주 배율을 가질 수 있다. 누진 원주 배율이 뒷면 또는 안구쪽 면, 표면에 존재하고, 누진 다초점 배율이 반대 표면에 존재함이 바람직하다.
하나의 양태에서, 본 발명은 착용자의 다른 문제에 맞춰진 원주 배율을 갖는 렌즈를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 원주 배율은 원거리 지향적 문제를 해결하기 위해 높게 제조될 수 있고, 근거리 및 중간거리 문제를 해결하기 위해 낮게 제조될 수 있다. 이를 수행할 수 있는 하나의 방식은, 중심에서 최대값을 갖고 방사상으로 렌즈 원주로 이동할 때 감소하는 추가 배율을 갖는 렌즈 및 렌즈의 중심에서 낮은 값을 갖거나 0이고 방사상으로 렌즈 원주로 이동할 때 최대 원주 배율로 증가하는 원주 배율을 갖는 렌즈를 제공하는 것이다.
기술분야의 당업자는 콘텍트 렌즈 양태에서, 원주 배율의 존재 때문에, 안정화 수단이 렌즈에 결합될 필요가 있음을 인식할 것이다. 적합한 안정화 수단은 이로 제한되지는 않으나 프리즘 밸러스트법(Prism ballast), 박영역법(thin zones), 후영역법(thick zones), 양각법 및 이들이 배합된 방법 등과 같은 수단을 포함하는 당해 기술 분야에 공지된 임의의 정적 및 동적 안정화 수단이다.
본 발명의 렌즈는 안경, 콘텍트 및 안내 렌즈 등의 렌즈를 포함하는 안과용 렌즈의 제조에 적합한 렌즈 형성 재료로 제조될 수 있다. 연질 콘텍트 렌즈의 형성을 위한 예시적인 재료는 실리콘 탄성중합체, 본원에서 참조로 그대로 인용된 미국 특허공보 제5,371,147호, 제5,314,960호 및 제5,057,578호에서 밝혀진 매크로머 등을 포함한 실리콘-함유 매크로머, 하이드로겔, 실리콘-함유 하이드로겔 및 이들의 배합 등과 같은 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 표면이 실록산이거나, 폴리디메틸 실록산 매크로머, 메타크릴록시프로필 폴리알킬 실록산 및 이들의 배합, 에타필콘 A(etafilcon A) 같은 실리콘 하이드로겔 또는 하이드로겔 등과 같은 실록산 작용기를 함유한다.
바람직한 콘택트 렌즈 재료는, 최대 분자량이 약 25,000 내지 약 80,000이고 다분산도가 약 1.5 미만 내지 약 3.5 미만이며 하나 이상의 가교-결합 가능한 관능성 그룹이 공유 결합되어 있는 폴리 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 중합체이다. 이 재료는 본원에서 참조로 그대로 인용된 대리인 사건 번호 제VTN588호, 미국 특허원 제60/363,630호에 기술되어 있다.
또한, 렌즈 재료는 콘텍트 렌즈를 제외한 안과용 렌즈 형성에 적합한 임의의 재료일 수 있다. 예컨대, 안경 렌즈 재료는 비스페놀 A 폴리카보네이트 같은 폴리카보네이트, 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카보네이트(CR-39TM) 같은 알릴 디글리콜 카보네이트, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 포스페이트 및 트리알릴 시트레이트 같은 알릴 에스테르, 아크릴 에스테르, 메틸-, 에틸- 및 부틸-메타크릴레이트 같은 메타크릴레이트 및 메틸-, 에틸- 및 부틸-아크릴레이트 같은 아크릴레이트, 스티렌, 폴리에스테르 및 이들의 배합물 등을 포함하여 사용될 수 있다. 또한, 안내 렌즈를 형성하는 재료는 폴리메틸 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 불활성의 투명 플라스틱, 실리콘계 중합체 및 이들의 배합물 등을 포함한다.
렌즈 재료의 경화는 임의의 종래 방법에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 재료가 주형 내로 주입되고, 열경화, 조사 경화, 화학적 경화, 전자기 방사선 경화 및 이들의 조합법에 의해 경화될 수 있다. 바람직하게는, 콘텍트 렌즈 양태에서, 주조가 자외선을 이용하거나 가시광선의 모든 스펙트럼을 이용하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 렌즈 재료 경화에 적합한 정확한 조건은 선택된 재료 및 형성되어야 하는 렌즈에 의존할 것이다. 적합한 방법은 본원에서 참조로 그대로 인용된 미국 특허공보 제5,540,410호에 기술되어 있다.

Claims (16)

  1. 누진 원주 배율을 갖는 안과용 렌즈.
  2. 제1항에 있어서, 콘텍트 렌즈인 안과용 렌즈.
  3. 제2항에 있어서, 단초점 렌즈인 안과용 렌즈.
  4. 제2항에 있어서, 다초점 렌즈인 안과용 렌즈.
  5. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅰ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅰ
    상기 수학식 Ⅰ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    P는 0을 초과하는 수이고,
    A는 0.5이고,
    K는 +4 내지 -4이고,
    s는 1 내지 50이고,
    Cyl은 렌즈의 최대 원주 배율이다.
  6. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅱ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅱ
    상기 수학식 Ⅱ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    P는 0을 초과하는 수이고,
    A는 0.5이고,
    K는 +4 내지 -4이고,
    s는 1 내지 50이고,
    Cyl은 렌즈의 최대 원주 배율이다.
  7. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅲ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅲ
    상기 수학식 Ⅲ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    P는 0 내지 1이고,
    x는 0.0 내지 20이고,
    Cyl은 최대 원주 배율이다.
  8. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅳ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅳ
    상기 수학식 Ⅳ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    P는 0 내지 1이고,
    x는 0.0 내지 20이고,
    Cyl은 최대 원주 배율이다.
  9. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅴ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅴ
    상기 수학식 Ⅴ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    P는 90 내지 180°이고,
    x는 0.0 내지 20이고,
    Cyl은 최대 원주 배율이다.
  10. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅵ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅵ
    상기 수학식 Ⅵ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    P는 90 내지 180°이고,
    x는 0.0 내지 20이고,
    Cyl은 렌즈의 최대 원주 배율이다.
  11. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅶ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅶ
    상기 수학식 Ⅶ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    xc는 렌즈의 최대 원주 배율의 ½을 갖는 x에서의 위치이고,
    a는 1이고,
    n은 1 내지 40이고,
    Cyl은 최대 원주 배율이고,
    x는 순간 반경이다.
  12. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅷ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅷ
    상기 수학식 Ⅷ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    xc는 렌즈의 최대 원주 배율의 ½을 갖는 x에서의 위치이고,
    a는 1이고,
    n은 1 내지 40이고,
    Cyl은 최대 원주 배율이고,
    x는 순간 반경이다.
  13. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅸ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅸ
    상기 수학식 Ⅸ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    xc는 렌즈의 최대 원주 배율의 ½을 갖는 x에서의 위치이고,
    a는 1이고,
    n은 1 내지 40이고,
    Cyl은 최대 원주 배율이고,
    x는 순간 반경이다.
  14. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 Ⅹ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 Ⅹ
    상기 수학식 Ⅹ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    xc는 원주 배율이 최대값의 ½인 x에서의 위치이고,
    a는 1이고,
    n은 1 내지 40이고,
    Cyl은 렌즈의 최대 원주 배율이고,
    x는 순간 반경이다.
  15. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 ⅩⅠ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 ⅩⅠ
    상기 수학식 ⅩⅠ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    xc는 원주 배율이 최대값의 ½인 x에서의 위치이고,
    a는 1이고,
    n은 1 내지 40이고,
    Cyl은 렌즈의 최대 원주 배율이고,
    x는 순간 반경이다.
  16. 제1항에 있어서, 누진 원주 배율이 수학식 ⅩⅡ에 따라 변하는 안과용 렌즈.
    수학식 ⅩⅡ
    상기 수학식 ⅩⅡ에서,
    y는 렌즈 위의 임의의 점 x에서의 순간 원주 배율이고,
    xc는 원주 배율이 최대값의 ½인 x에서의 위치이고,
    a는 1이고,
    n은 1 내지 40이고,
    Cyl은 렌즈의 최대 원주 배율이고,
    x는 순간 반경이다.
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