KR20050085283A - 눈 테스트 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

환자의 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치로서, 상기 장치는 렌즈를 통과하는 광선의 방향의 변경을 일으키는 굴절 특성을 갖는 가변 렌즈, 환자의 편시를 측정하는 동안 상기 가변 렌즈의 굴절 특성을 제어하는 수단(24,25,27); 및 상기 환자에 대해 측정된 편시를 표시하는 데이터값을 출력하는 수단(25,26)을 포함한다. 적절한 실시예에서, 상기 가변 렌즈는 제 1 유체층과 다른, 제 2 유체층을 분리시키는 메니스커스를 포함한다.

Description

눈 테스트 방법 및 장치{EYE TESTING}

본 발명은 편시(eye deviation) 환자의 눈을 테스트하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

눈, 예를 들어 사람의 눈은 완벽하게 작동하고 있을 때 주변으로부터 광선을 받아들여서 눈의 망막에 집속할 수 있다. 뇌는 정보를 선명한 가시적 이미지로서 해석할 수 있다. 그러나 눈이 불완전하게 기능하여 부정확하게 보이는 이미지를 초래하는 것이 보통이다. 이미지를 보는 능력에 영향을 미치는 눈의 2가지 공통적인 상태를 "구면(spherical)" 편시 및 "난시성(astigmatic)" 편시라고 한다. 구면 편시는, 눈의 수정체가 눈의 망막이 아닌 초점에 인입 광선을 집속해서 뇌에 의해 보이는 결과적인 이미지가 초점밖에 나타나는 경우에 발생한다. 난시성 편시는, 눈의 수정체가 왜곡 상의(anamorphic)이고 인입 광선을 대개 직교하고 축으로 분리되는 2개의 초점 라인에 집속하는 경우에 발생한다. 뇌에 의해 보이는 결과적인 이미지는 대개 흐릿하거나 일그러지게 나타난다. 환자의 눈은 이러한 2가지 공통적인 편시 중 하나 또는 그 결합을 나타낼 수 있다.

이러한 양쪽 상태에서, 예를 들어 안경 또는 컨택트 렌즈의 형태의 교정 렌즈가 눈으로 인입되는 광선의 접근 각도를 교정하여 정확하게 망막에 집속되도록 할 수 있다. 그 결과, 뇌에 의해 보이는 이미지가 교정된다.

환자의 편시에 필요한 교정 렌즈의 정확한 굴절 특성을 결정하기 위해서, 자격이 있는 사람, 예를 들어 검안사(ophthalmic optician)에 의해 테스트가 수행된다. 편시를 테스트하는 현재의 방법은, 눈앞에 서로 다른 굴절 특성을 갖는 여러 종류의 렌즈를 각각 배치하고, 환자에게 예를 들어 다양한 크기의 검정색 알파벳 문자를 표시하는 차트 형태의, 멀리 있는 테스트 물체를 보고서 시야가 더 좋은지 또는 더 나쁜지를 말하도록 요구하는 단계를 수반한다. 테스트에 사용되는 렌즈는 예를 들어 0.25디옵터의 초점 강도(focal strength)의 특정한 정량적 단계 또는 비점수차에 의해 서로 강도가 달라진다. 이러한 편시 테스트 방법은 비교적 복잡하고 시간 소모적이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 다양한 집속 스테이지에서의 가변 렌즈의 간략화된 단면도.

도 4는 눈을 테스트하기 위한 본 발명의 한 실시예의 개략도.

도 5a는 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 렌즈에서 사용하기 위한 전극 구성을 나타내는 도면.

도 5b는 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 렌즈에서 사용하기 위한 대안적인 전극 구성을 나타내는 도면.

도 5c는 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 렌즈에서 사용하기 위한 추가의 대안적인 전극 구성을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 구성의 양단에 인가되는 전압의 그래프 표시를 나타내는 도면.

본 발명의 목적은 환자의 눈의 편시를 테스트하기 위한 개선된 안과 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 환자의 눈의 편시를 테스트하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 양상에 따르면, 환자 눈의 편시를 테스트하는 안과 장치가 제공되고, 상기 장치는 미리 결정된 입사 경로를 따라서 렌즈를 통과하는 광선의 방향의 변경을 일으키는 굴절 특성을 갖는 가변 렌즈, 환자의 편시를 측정하는 동안 상기 가변 렌즈의 굴절 특성을 제어하는 수단, 및 상기 환자에 대해 측정된 편시를 표시하는 데이터값을 출력하는 수단을 포함한다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 환자의 눈의 편시를 테스트하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은 미리 결정된 입사 경로를 따라서 렌즈를 통과하는 광선의 방향의 변경을 일으키는 굴절 특성을 갖는 가변 렌즈를 제공하는 단계, 환자의 편시를 측정하는 동안 상기 가변 렌즈의 굴절 특성을 제어하는 단계, 및 상기 환자에 대해 측정된 편시를 표시하는 데이터값을 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명을 이용하면, 본 발명의 가변 렌즈가, 환자가 테스트 차트를 보는 렌즈를 지속적으로 교환할 필요성을 제거함에 따라서 종래 방법보다 더 효율적으로 테스트 절차가 수행될 수 있다. 굴절 특성의 비교적 작은 정량적 단계만큼만 또는 지속적으로 변하는 굴절 특성만큼 서로 다른 가변 렌즈의 구성이 얻어질 수 있으므로, 종래 방법보다 더 정확한 결과가 또한 실현될 수 있다. 본 발명의 가변 렌즈는 비-회전 대칭 렌즈 구성을 실현할 수 있다. 이러한 비-회전 대칭 렌즈 구성은 환자의 편시의 테스트를 위해 요구되는 회전 위치를 실현하기 위해서 렌즈의 광축에 대해서 회전될 수 있다.

적절한 실시예에서, 유체 메니스커스 렌즈가 사용되어서, 상당한 정확성 및 가변성을 갖는 렌즈의 굴절 특성의 효과적인 변화를 허용한다. 유체 메니스커스 렌즈가 국제 특허출원 WO99/18456 및 WO00/58763에서 설명되어 있지만, 광전자(optoelectronic) 시스템 및 내시경 검사법(endoscopy)과 관련하여 사용하기 위해 종래 기술의 렌즈가 제안된 점에 유의한다.

상기 장치는 바람직하게 유체 메니스커스 렌즈의 구성을 변경하기 위한 전극 구성을 포함한다. 적절한 실시예에서, 상기 전극 구성은 상기 광축의 대향 측부상에 하나 이상의 전극 쌍을 포함한다. 이러한 배열에서, 상기 전극은 환자의 난시를 측정하기 위한 왜곡 상의 렌즈 구성을 제공하도록 구동될 수 있다.

상기 장치는 바람직하게 편시를 테스트하는 동안 환자가 보기 위한 안과 표식을 포함한 테스트 물체를 포함한다. 환자는 이때 상기 렌즈 구성이 임의의 편시에 대해 수용가능한 보상 정도를 제공하는지를 결정하기 위해서 종래의 눈 테스트와 유사한 방식으로 테스트 물체를 볼 수 있다. 이 시점에서, 상기 안과 장치에 의해 제공되는 하나 이상의 데이터값은 환자에게 교정 안경 또는 컨택트 렌즈를 제공할 때 사용하기 위한 안과 처방을 생성하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점은, 오직 예시에 의해 제공되고 첨부 도면을 참조하여 이루어지는, 본 발명의 적절한 실시예의 후술되는 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 렌즈를 나타내는 개략적 단면도이다. 상기 렌즈의 구조 및 기능의 설명이 후술된다. 본 실시예에서의 렌즈는 2가지 유체를 포함하는 유체 챔버(5)를 형성하기 위해서 투명 전면(front)소자(4) 및 투명 후면(back)소자(6)에 의해 밀봉된, 튜브를 형성하는 원통형 측벽 전극(2)을 포함하는 가변 집속 렌즈이다.

본 실시예에서, 2가지 유체는, 본 명세서에서 추가로 "오일"로 언급되는 실리콘 오일 또는 알칸과 같은 비-전도성 비-극성의 제 1 액체 A, 및 염용액을 포함하는 물과 같은 전기적 전도성 극성의 제 2 액체 B의 형태를 갖는 2가지의 혼합될 수 없는 액체로 구성된다. 2가지 액체는 바람직하게 동일한 밀도를 갖도록 조정되어서, 상기 렌즈가 배향(orientation)에 상관없이, 즉 2가지 액체 사이의 인력 작용에 종속되지 않고서 기능한다. 이것은 제 1 또는 제 2 액체 조성물의 적절한 선택에 의해 실현될 수 있다.

사용되는 오일의 선택에 따라서, 오일의 굴절율은 1.25와 1.60 사이에서 변화될 수 있다. 유사하게, 첨가되는 염량에 따라서, 염용액의 굴절율은 1.33과 1.48 사이에서 변화될 수 있다. 본 실시예에서 유체는 제 1 유체 A가 제 2 유체 B보다 더 높은 굴절율을 갖도록 선택된다.

측벽 전극(2)은 금속 물질로 형성되고, 예를 들어 파릴렌으로 형성된 절연층(8)에 의해 코팅된다. 상기 절연층은 유체 접촉층(10)으로 코팅되어서, 유체 챔버의 원통 벽과 메니스커스의 접촉 각도에 있어서의 이력 현상(hysteresis)을 감소시킨다. 유체 접촉층은 바람직하게 DuPont^TM사에서 생산되는 Teflon^TM AF1600과 같은 비결정 플루오르화 탄소로 형성된다. 제 2 유체에 의한 유체 접촉층의 습윤성(wettability)은, 전압이 인가되지 않는 경우에, 유체 접촉층(10)과 메니스커스(14)의 교차점의 양측상에서 거의 동일하다.

환형 종단벽 전극(12)은 이러한 경우에 후면소자(6)에 인접하여, 유체 챔버의 한쪽 끝에 배치된다. 종단벽 전극(12)은 상기 전극이 제 2 유체 B상에서 작용하도록 유체 챔버내의 적어도 한 부분과 함께 배치된다.

본 실시예에서 2가지 유체 A와 B는, 메니스커스(14)에 의해 분리되는 2개 유체 바디로 분리되는 경향을 갖도록 하기 위해서, 혼합불가능한 액체이다. 측벽 전극과 종단벽 전극 사이에 전압이 인가되지 않는 경우에, 유체 접촉층은 제 2 유체 B보다 제 1 유체 A에 대해서 더 높은 습윤성을 갖는다. 전기습윤으로 인해서, 제 2 유체 B에 의한 습윤성은 측벽 전극과 종단벽 전극 사이의 전압의 인가 하에서 변화되고, 이것은 3개 위상 라인{유체 접촉층(10)과 2개 액체 A와 B 사이의 접촉 라인}에서의 메니스커스의 접촉각을 변경시키는 경향이 있다. 메니스커스의 형상은 따라서 인가되는 전압에 따라서 가변적이다.

이제 도 1을 참조하면, 예를 들어 0V와 20V 사이의 낮은 전압 V₁이 상기 전극들 사이에 인가되는 경우에, 상기 메니스커스는 제 1의 오목 메니스커스 형상을 채택한다. 이러한 구성에서, 유체 B내에서 측정된, 메니스커스와 유체 접촉층(10) 사이의 초기 접촉각 θ₁는 예를 들어 약 140°가 된다. 제 2 유체 B보다 더 높은 제 1 유체 A의 굴절율로 인해서, 본 명세서에서 유체 메니스커스 렌즈라고 불리는, 메니스커스에 의해 형성된 렌즈는 이러한 구성에서 비교적 높은 음의 배율을 갖는다.

메니스커스 형상의 오목함을 감소시키기 위해서, 더 높은 크기의 전압이 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 인가된다. 이제 도 2를 참조하면, 예를 들어 20V와 150V 사이의 중간 전압 V₂이 절연층의 두께에 따라서 상기 전극들 사이에 인가되는 경우에, 상기 메니스커스는 도 1의 메니스커스와 비교하여 증가된 곡률 반경을 갖는 제 2 오목 메니스커스 형상을 채택한다. 이러한 구성에서, 제 1 유체 A와 유체 접촉층(10) 사이의 중간 접촉각 θ₂는 예를 들어 약 100°가 된다. 제 2 유체 B보다 더 높은 제 1 유체 A의 굴절율로 인해서, 이러한 구성에서의 유체 메니스커스 렌즈는 비교적 낮은 음의 배율을 갖는다.

볼록 메니스커스 형상을 생성하기 위해서, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 보다 더 높은 크기의 전압이 인가된다. 이제 도 3을 참조하면, 예를 들어 150V 내지 200V의 비교적 높은 전압 V₃이 상기 전극들 사이에 인가되는 경우에, 상기 메니스커스는 메시스커스가 볼록인 메니스커스 형상을 채택한다. 이러한 구성에서, 제 1 유체 A와 유체 접촉층(10) 사이의 최대 접촉각 θ₃는 예를 들어 약 60°가 된다. 제 2 유체 B보다 더 높은 제 1 유체 A의 굴절율로 인해서, 이러한 구성에서의 유체 메니스커스 렌즈는 양의 배율을 갖는다.

따라서, 인가되는 전압의 변경을 통해서, 비구면을 포함한, 다양한 서로 다른 대략 구형인 렌즈 형상이 생성될 수 있다.

상기 예시에서 유체 A가 유체 B보다 더 높은 굴절율을 갖지만, 유체 A는 또한 유체 B보다 더 낮은 굴절율을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 A는 (과)플루오르화 오일일 수 있고, 상기 오일은 물보다 더 낮은 굴절율을 갖는다. 이러한 경우에, 비결정 플루오르화 폴리머층은 바람직하게 사용되지 않는데, 이는 플루오르화 오일에 용해될 수 있기 때문이다. 대안적인 유체 접촉층은 예를 들어 파라핀 코팅이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 눈 테스트 장치의 개략도를 나타낸다. 편시에 대해 눈(20)을 테스트받는 환자는 테스트 물체로부터 미리 결정된 거리(21)에 위치한다. 테스트 물체는 환자의 눈에 대한 눈 테스트를 위해 사용되는 매체를 제공한다. 예를 들어, 테스트 물체는 흰색 배경에 대해 검정색 알파벳 문자(23)의 형태로 안과 표식의 연속적인 행을 표시하는 테스트 차트(22)일 수 있다. 각각의 연속적인 행의 문자의 폰트 크기는 축소된다. 알파벳 문자의 적어도 일부 행의 크기는 환자의 눈(20)과 테스트 차트(22) 사이의 미리 결정된 거리(21) 및 수용가능한 편시의 미리 결정된 임계값을 포함한 데이터값을 이용하여 결정된다.

도 1 내지 도 3을 이용하여 전술한 바와 같은 가변 집속렌즈는 예를 들어 머리-장착형(head-mounted) 프레임에 의해서 환자의 테스트될 눈(20)과 테스트 차트(22) 사이의 미리 결정된 거리에 위치결정된다. 이러한 위치결정은 가변 집속렌즈의 광축이 테스트 물체(22)와 테스트될 눈(20) 사이의 광 경로를 따라서 놓이게 한다. 본 실시예에서 가변 집속렌즈는 측벽 전극(2)과 종단벽 전극(12) 사이에 연결된, 예를 들어 가변 저항소자인 전압 제어유닛(24)을 포함한다. 전자 제어유닛(25)은 전압 제어유닛(24)에 연결된다. 렌즈의 특성을 변경하기 위한, 예를 들어 회전식 손잡이인 하나 이상의 수동 제어소자를 포함하는 수동 제어유닛(27)은 전자 제어유닛(25)에 연결된다. 수동 제어유닛(27)상의 '초점 배율' 제어부를 조정하면 전극(2,12) 양단에 인가되는 전압이 연속적으로 변화되거나 단계식으로 변경되도록 허용하여, 전술한 바와 같이 차례로 렌즈의 초점 배율을 변화시킨다. 전자 제어유닛에 연결된 데이터 디스플레이(26)는, 인가되는 현재 전압에서의 렌즈의 초점 배율과 같은, 하나 이상의 굴절 특성의 해독(readout)을 제공한다. 상기 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 전용 소자일 수 있거나, 또는 범용 컴퓨터의 디스플레이와 같은 데이터 처리시스템의 일부를 형성할 수 있다. 이것을 실현하기 위해서, 상기 디스플레이는 인가된 전압과 초점 배율 사이의 정확한 변환을 제공하기 위해서 교정된다. 렌즈의 초점 배율은 바람직하게 현재 인가되는 전압에 대응하는 디옵터 단위(본 명세서에서 "D"로 줄여 씀)의 초점 배율로 도시된다.

편시 테스트는 검안사와 같은 적절하게 자격이 부여된 사람에 의해 수행된다. 편시에 대해서 각각의 개별 눈을 테스트하기 위해 여러 방법이 사용될 수 있다는 점이 예상된다. 한 예시는 먼저 편시에 대해 각각의 눈을 개별적으로 테스트하는 동안 환자의 다른 눈이 일시적으로 시각이 차단되는 단계를 수반한다. 일단 양쪽 눈이 개별적으로 테스트되면, 양쪽 눈의 결합된 시력이 함께 테스트될 수 있다. 테스트하는 동안, 검안사는 눈(20)을 테스트받고 있는 환자에게 테스트 차트(22)를 정확하게 볼 수 있는 그 능력에 기초하여 반응을 제공하도록 요청한다. 이러한 예시에서, 환자는 테스트 차트(22)의 여러 행으로부터 문자를 보고 읽도록 요청받는다. 가변 초점렌즈는 초기에 0D의 초점 배율값으로 설정되거나 또는 환자의 현재 광학적 처방에 대해 상세화된 초점 배율에 매칭하는 초점 배율로 설정될 수 있다.

테스트 차트(22)를 보는 그 능력에 기초하여, 환자에 의해 예를 들어 음성으로 제공되는 반응은 눈 테스트를 수행하는 검안사에 의해 해석된다. 이러한 반응을 해석할 때, 검안사는, 환자가 미리 결정된 능력의 임계값에서 테스트 차트(22)를 볼 수 있을 때까지, 수동 제어유닛(27)을 이용하여 필요에 따라 가변 초점렌즈의 초점 배율을 변경한다.

본 실시예에 대해 예상되는 대안에서, 환자는 테스트 차트(22)를 보는 그 자신의 능력에 기초하여 수동 제어유닛(27)을 이용하여 가변 초점렌즈의 초점 배율을 변경한다. 이것은 미리 결정된 시력의 임계값을 실현하기 위해서 환자에게 요구되는 가변 초점렌즈의 요구되는 초점 배율이 더 신속 및/또는 정확하게 결정되도록 할 수 있다.

디스플레이(26)는 미리 결정된 시력의 임계값을 실현하기 위해서 환자에게 필요한 가변 초점렌즈의 초점 배율 값을 나타낸다. 이 값은 검안사에 의해 레코딩되고 환자의 새로운 광 렌즈 처방의 일부를 형성한다. 양의 레코딩된 초점 배율 값은 "원시적(long-sighted)" 편시 상태에 해당한다. 음의 레코딩된 초점 배율 값은 "근시적(short-sighted)" 편시 상태에 해당한다.

도 5a는 렌즈의 광축에 대해 수직으로 취해진 단면도로서, 왜곡 상의 렌즈 형상을 생성할 수 있는 가변 렌즈에서 사용하기 위한 대안적인 전극 구성을 나타낸다. 본 실시예에서, 상기 렌즈는 가변 초점 배율 및/또는 가변 비점수차의 양 및 유형을 생성할 수 있다. 옆에서 볼 때 각각 직사각형(미도시)이고 나란히 배열되며 광축(33)에 대해 간격을 두고 있는, 복수의 개별 측벽 세그먼트 전극(30)은 원통형 용기를 형성한다.

본 실시예에서, 수동 제어유닛(27)은 각각의 초점 배율, 원통 값 및 원통 축을 변경하기 위한 분리된 제어부를 가지고 있다. 상기 장치의 나머지 특성은 이전 실시예와 관련하여 설명한 바와 같을 수 있다. 상기 세그먼트 전극은 금속 물질로 형성된다. 세그먼트 전극의 배열에 의해 설명되는 원통 내부면은 예를 들어 파릴렌으로 형성된, 연속적이고 균일한 두께의 절연 유체 접촉층(32)으로 덮여 있다. 각각의 개별 세그먼트 전극은 또한 인접 전극에 대해 절연된다.

이제 도 1 및 도 5a 양쪽을 참조하면, 그리고 측벽 전극(2)을 복수의 세그먼트 전극의 대안적인 전극 구성으로 교체하면, 환형 전극(12)과 유사한 종단벽 전극과 각각의 개별 세그먼트 전극(30) 사이에 독립적으로 변화하는 전압이 인가될 수 있다. 본 발명의 본 실시예에서, 제공된 수동 제어유닛(2)상의 초점 배율 및 원통 값 제어부의 사용은, 전압 제어유닛(24) 및 전자 제어유닛(25)을 통해서, 요구되는 전압 패턴에 따라서 각각의 개별 인가된 전압을 서로 다르게 제어할 수 있다. 바람직하게, 상기 전극은 광축(33)의 대향 측면상에 쌍으로 배치되고, 동일한 레벨의 인가된 전압이 제공되며, 인가된 전압은 렌즈 주변의 방향으로 전극 사이에서 점차 변화된다. 평균 인가 전압이 초점 배율과 관련되는 반면, 가장 큰 전압 변화는 원통 값과 관련된다. 세그먼트 전극(30)상에 인가되는 전압의 패턴은 수동 제어유닛(27)의 원통 축 제어부를 이용하여 광축(33)에 대해 전자적으로 회전될 수 있고, 상기 제어 유닛은 차례로 광축에 대한 렌즈 비점수차의 배향을 변경한다. 이것은 왜곡 상의 렌즈의 원통 축의 정확한 각도 위치가 얻어질 수 있도록 한다.

도 5a의 가변 렌즈를 이용하는, 본 발명의 이러한 실시예를 이용하면, 검안사가 또한 테스트받고 있는 환자의 눈의 난시적 편시를 테스트할 수 있다.

추가로, 각각의 개별 세그먼트 전극(30)과 종단벽 전극 사이의 일정한 전압 차이를 발생시키도록 상기 전압을 제어함으로써, 눈의 구면 편시는 전술한 방식과 유사한 방식으로 검사될 수 있다.

전극의 양단에 인가되는 개별 전압의 다른 조합을 통해서, 대략 구형이고 왜곡 상의한, 예를 들어 대략 원통이고 대략 구형-원통인 속성의 형상을 포함한 다양한 메니스커스 형상을 얻을 수 있다.

도 6은 왜곡 상의 렌즈 형상을 생성하기 위해서 인가되는 전압의 패턴으로 상대적 전압값의 그래프 표시를 나타낸다. 전극에 인가되는 임의의 상대적인 전압값은 광축(65)에 대한 전극 중심의 각도 위치에 대응하는 적절한 각도 위치에서 2개 라인(64,66) 사이의 방사상 거리를 취함으로써 결정될 수 있다. 다음에서, 각도 위치는 도 5a를 이용하여 설명한 세그먼트 전극의 배열의 주변에 대한 위치에 대응한다. 상기 그래프 표시는 유체 메니스커스 렌즈의 광축에 수직인 단면도에 대응하는 이러한 전압 변화의 수직축상의 플롯을 나타낸다. 그래프 표시는 서로 수직으로 배치된, 제 1 축(60) 및 제 2 축(62)을 나타낸다. 제 1 축(60)은 메니스커스 형상의 원통 축에 대응한다. 환형 주변 라인(64)은 광축에 대한 세그먼트 전극(30)(도 6에는 미도시)의 중심의 모든 가능한 위치를 표시하는데 사용된다. 서로 수직인, 직사각형 세그먼트 전극의 2개 쌍의 중심에 대응하는 위치가 각각 "68" 및 "70"으로 도시되고, 이러한 경우에 각각 축(60,62)을 따라서 놓인다.

인가된 전압 라인(66)은 전극 배열의 주변 라인(64)상의 한 포인트에 대응하는 인가된 전압값을 상대적으로 나타낸다. 상기 표시에서, 인가된 전압 라인(66)상의 한 포인트와 주변 라인(64)상의 대응 포인트 사이의 방사상 거리는 상대적인 인가 전압을 나타내고, 공통 방사 라인은 어느 한쪽 축(60 또는 62) 중의 하나로부터 지정 각도에 놓인다. 예로서, 이것이 도 6에 도시되어 있는데, 여기서 라벨 "72"는 인가된 전압 라인(66)상의 포인트를 나타내고, 라벨 "74"는 주변 라인(64)상의 대응 포인트를 나타낸다. 이들 포인트 모두, 이러한 경우에 축(62)으로부터 각도 θ인 공통 방사 라인(76)을 따라서 놓인다. 인가된 전압 라인(66)상의 포인트와 주변 라인(64)상의 대응 포인트 사이의 방사상 거리가 커질수록 상대적 인가 전압이 커진다. 예를 들어, 도 6에서 나타내는 바와 같이, 위치 "70"으로 표시되는 세그먼트 전극 쌍 양단에는 비교적 높은 전압이 인가되는 반면, 위치 "68"로 표시되는 세그먼트 전극 쌍 양단에는 비교적 낮은 전압이 인가된다. 위치 "70"으로 표시되는 세그먼트 전극 쌍의 한 멤버와 위치 "68"로 표시되는 세그먼트 전극 쌍의 한 멤버 사이에 배치되는, 각각의 개별 중간 세그먼트 전극(30) 양단에 인가되는 전압은 점차적으로 감소된다.

본 실시예에서, 각각의 세그먼트 전극(30)의 너비는 전극의 원통 배열의 내부 직경의 1/2보다 작고, 바람직하게는 1/8보다 작다. 이것은 유체 챔버의 원통 벽 사이의 메니스커스 접촉각의 이산 단계에 의해 야기되는 상당한 영향의 유체 메니스커스 렌즈의 중심에서의 관측을 축소시키기 위해서, 충분한 전극, 바람직하게 16개 이상의 전극의 사용을 수반한다.

난시성 편시 환자의 눈을 테스트하기 위해서, 구면 편시 테스트를 위해 사용되는 것과 유사한 방법이 사용된다. 최상의 결과를 위해서, 테스트 차트(22)상에 제공된 매체의 속성이 난시성 편시 테스트에 대해 지정되는 것이 바람직하다. 구면 편시를 테스트할 때, 테스트를 수행하는 검안사 또는 환자 자신이 수동 제어 유닛(27)상의 적절한 제어부를 이용하여 인가되는 전압을 변화시킨다.

이러한 경우에, 종단벽 전극 및 각각의 개별 세그먼트 전극(30) 양단에 인가되는 개별 전압은, 다른 요구되는 왜곡 상의 렌즈 형상을 위한 전압 패턴을 생성하기 위해서, 전자 제어 유닛(25)의 제어하에서 서로 다르게 변화된다. 따라서, 유체 메니스커스 렌즈 형상은, 테스트 차트(22)를 볼 수 있는 환자의 능력에 대해 환자에 의해 제공된 반응 정보에 기초하여 검안사 또는 환자에 의해 변화된다. 일단 환자의 시력이 미리 결정된 임계값에 있다면, 난시성 편시에 대한 출력값의 레코딩이 이루어진다. 이들 값은 디스플레이(26)에 의해 디스플레이된다. 본 발명의 본 실시예에서, 상기 디스플레이(26)는 구면 편시 및 난시성 편시 테스트 양쪽에서 인가된 전극 전압값을 변환하고, 테스트되고 있는 눈에 대한 관련 굴절 특성 테이터를 산출할 수 있다. 구면 편시 및 근시성 편시에 대해 레코딩된 값은 이후 환자의 새로운 광 렌즈 처방을 생성하기 위해 사용된다.

환자의 광학 처방에 의해 제공되는 데이터는 이어서, 환자가 요구되는 시력의 임계값을 유지하도록 허용하는 교정 렌즈, 예를 들어 안경 또는 컨택트 렌즈를 제조하기 위해 사용될 수 있다.

렌즈의 광축에 대해 수직으로 취해진 단면도인 도 5b는 왜곡 상의 유체 메니스커스 렌즈 형상을 생성하기 위한 간략화된 대안 전극 구성을 나타낸다. 4개의 직사각형 세그먼트 전극(41,42,43,44)은 그 길이 가장자리가 평행한 정사각형 형성에서 렌즈의 광축(45)에 대해 간격을 두어서, 정사각형 용기를 형성한다. 세그먼트 전극의 내부면은 연속적이고, 균일한 두께를 가지며, 전기적으로 절연적인, 예를 들어 파릴렌으로 형성된 유체 접촉층(46)으로 덮여 있다.

이제 도 1 및 도 5b 양쪽을 참조하고, 측벽 전극(2)을 4개 세그먼트 전극의 대안적인 구성으로 대체하면, 제 1 실시예에서의 환형 전극(12)과 유사한 종단벽 전극과 단일 세그먼트 전극(41,42,43 또는 44) 사이에 전압이 인가될 수 있다. 세그먼트 전극(41,42,43,44)에 인가되는 여러 전압의 결합을 통해서, 대략 원통 또는 구형-원통인 왜곡 상의 유체 메니스커스 렌즈 형상은 각각의 개별 세그먼트 전극 벽과 유체 메니스커스 렌즈 사이의 다른 접촉각으로 실현될 수 있다. 이전 실시예에서와 같이, 인가되는 전압 패턴은 전자 제어 유닛(25) 및 전압 제어 유닛(24)에 의해 수동 제어 유닛(27)의 제어부를 이용하여 제어된다.

이러한 실시예에서, 렌즈 회전 메커니즘이 제공되고, 수동 제어 유닛(27)의 원통 축 제어는 광축(45)에 관한 가변 렌즈의 자동 기계 회전을 초래한다. 이것은 가변 렌즈가 얻어질 정확한 난시 판독을 위해 정확하게 각도 배치될 수 있도록 한다.

대향 세그먼트 전극 양단에 인가되는 전압을 쌍으로 연결하고, 다시 말해서 전극(41,43)을 쌍으로 연결하고 전극(42,44)을 쌍으로 연결하고, 각각의 연결된 전극 쌍 및 종단벽 전극(12) 양단에 전압을 유사하게 또는 서로 다르게 인가함으로써, 구형, 원통 또는 구형-원통 렌즈 형상을 얻을 수 있다.

이전 실시예에서 설명한 바와 같은 도 6은 인가된 전극 전압의 패턴의 한 예시를 나타낸다. 이러한 특정 실시예에서, 상기 구성의 세그먼트 전극의 2개 쌍은 도 6의 라벨 "68" 및 "70"에 대응한다. 본 발명의 본 실시예에서 이러한 대안적인 전극 구성의 사용은 구면 편시 및 근시성 편시 양쪽이 이전 실시예에서 상세화된 방식과 유사한 방식으로 테스트되도록 허용한다. 상기 렌즈 구성은 구면 편시 및 근시성 편시 양쪽 또는 그 중 하나만을 측정하는데 사용될 수 있다.

렌즈의 광축에 대개 수직으로 취해진 단면도인 도 5c는 왜곡 상의 렌즈 형상을 생성하기 위한 추가적인 대안 전극 구성을 나타낸다. 이러한 전극 구성은 감소된 광 수차를 갖는 렌즈 형상을 실현하기 위해서 사용된다.

도 5a 및 도 5b에서 도시된, 본 발명의 이전 실시예의 이전에 설명된 대안적인 전극 구성에서와 같이, 본 실시예에서의 세그먼트 전극(52)은 전도성 금속 물질로 형성된다. 전극 배열에 의해 설명된 용기의 내부면은 연속적이고 균일한 두께의 전기적으로 절연적인, 예를 들어 파릴렌으로 형성된 유체 접촉층(58)으로 덮여 있다. 세그먼트 전극(52)은 용기를 한정하기 위해 그 길이 가장자리와 평행한 광축(50)에 대해 간격을 두고 있다. 이러한 예시에서, 각각의 세그먼트 전극(52)은 광축(50)에 대해 원통 용기를 형성하도록 배치된다. 각각의 개별적인 전극의 세로 가장자리는 전기적 저항막(56)에 의해 인접 전극의 평행하고 인접한 길이 가장자리에 연결된다. 상기 막(56)은 전극(52)보다 덜 전도성이라는 점이 이해되어야 한다. 측벽을 따른 각각의 세그먼트 전극(52)의 너비는 바람직하게 동일하고, 저항막(56)에 의해 연결되는 각각의 세그먼트 전극의 2개의 인접한 길이 가장자리 사이의 거리보다 작다.

인접 전극 사이의 저항막(56)의 너비 양단에는, 이산 변경에 반대되는 바와 같은 전극 사이의 전압의 점진적인 변경이 존재한다. 그 결과, 유체 메니스커스와 유체 접촉층(58) 사이의 접촉각은 저항막(56)의 너비를 따라서 점차 변경된다. 접촉각은 세그먼트 전극(52)의 너비에 걸쳐 일정하게 유지된다. 그러나, 저항막(56)에 의해 연결되는 각각의 세그먼트 전극의 인접한 세로 가장자리 사이의 거리에 비해 더 작은 세그먼트 전극 너비는, 상기 유체의 가장자리를 따른 접촉각의 불연속 변화를 더 축소시키는 것을 돕는다. 이들 요인은, 유체 메니스커스 렌즈의 광 수차가 감소된다는 것을 보장한다.

이제 도 1 및 도 5c를 참조하고 측벽 전극(2)을 이러한 대안적인 세그먼트 전극 구성으로 대체하면, 작동 방법은 전술한 대안적인 전극 구성에서 설명한 방법과 거의 유사하다.

왜곡 상의 유체 메니스커스 렌즈 형상은 세그먼트 전극(52)과 종단벽 전극 양단에 인가되는 서로 다른 전압의 결합에 의해 실현될 수 있다. 인가된 전압의 결합은 초점 배율, 원통형 값, 및 수동 제어 유닛(27)상의 원통축 제어부를 이용하여 검안사 또는 환자에 의해 변경된다.

도 6을 참조하면, 이전 2개 실시예에서 설명한 바와 같이, 세그먼트 전극 양단에 인가되는 전압의 예시적인 패턴이 또한 여기서 적용될 수 있다.

전극(52)의 수는 4 이상의 임의의 수일 수 있다. 광축(50)에 대한 원통축의 정확한 각도 위치결정은 회전 방향(59)으로 작동하는 렌즈 회전 메커니즘을 이용하여 실현될 수 있다. 광축에 대한 자동 기계 회전은 이때 수동 제어 유닛(27)상의 '원통축' 제어부의 작동에 반응하여 수행된다. 대안적으로, 원통축 배향은 세그먼트 전극 양단에 인가되는 전압 패턴의 광축(50)에 대한 회전에 의해 실현될 수 있다.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예에서, 인가되는 전압 세트에서의 렌즈의 초점 배율 및 다른 굴절 특성과 관련된 데이터는 디스플레이 유닛(26)상에 디스플레이된다. 디스플레이되는 교정값은 인가된 전압과 렌즈의 초점 배율 사이의, 비선형적인, 미리 결정된 변환 결과이다. 대안적으로 고안된 실시예에서, 미리 결정된 변환은 렌즈의 초점 배율과 측정된 전기적 커패시턴스 사이에서 이루어질 수 있다. 렌즈의 전기적 커패시턴스는 유체 접촉층의 내부면상의 전기적 전도 유체의 접촉 영역에 의해 전개된다.

본 발명의 한 실시예에서, 액정 디스플레이의 형태를 갖는 데이터 디스플레이는 편시 데이터의 출력에 대해 설명된다. 대안이 사용될 수 있다는 점이 예상된다. 예를 들어, 데이터 통신 포트에 의해 범용 컴퓨터로, 그 다음 차례로 프린터로 데이터가 공급될 수 있다. 대안적으로, 또한 관련 데이터를 포함하는 전자 메시지가 생성되고 데이터 통신망을 통해 지정된 수신자, 예를 들어 환자에게 전송될 수 있다.

추가로 고안된 실시예에서 추가적인 대안으로서, "Manufacturing Lens Elements"라는 명칭으로 본 발명과 동일자로 출원된 공동 계류중인 특허출원에서 설명된 바와 같이, 가변 유체 메니스커스 렌즈 제조 장치로 데이터가 공급될 수 있고, 상기 출원의 내용은 본 명세서에서 참조로 병합된다. 이것은 환자의 각각의 편시에 대응하는 교정 렌즈가 제조되도록 허용한다. 교정 렌즈는 컨택트 렌즈 또는 안경일 수 있다.

본 발명의 더 추가로 고안되는 실시예로서, 유체층의 이용은 각각 액체를 포함하는 유체에 한정되지 않는다. 유체 중 하나는 대안적으로 기체를 포함할 수도 있는 것이 가능하다.

본 발명은 본 출원서에서 설명된 바와 같은 원통 속성의 가변 렌즈의 사용에 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 대안적인 가변 렌즈 구성이 본 발명에서 사용될 수 있다는 점이 예상된다. 한가지 이러한 대안은 국제 특허출원 WO99/18456 및 WO00/58763에 설명된 배열과 같은, 절두원추형(frustoconical) 전극 측벽을 갖는 가변 렌즈의 사용을 포함할 수 있다.

본 발명의 추가로 예상되는 실시예에서, 하나 이상의 비가변 고체 렌즈는 전술한 가변 렌즈에 추가로 사용될 수 있다. 바람직하게, 가변 렌즈에 대한 장착은 장착부를 포함함으로써, 고체 렌즈(들)는, 고체 렌즈의 광축이 가변 렌즈의 광축을 공유하도록 위치결정될 수 있다. 추가적인 고체 렌즈의 사용은, 예를 들어 검안사가 이때 그로부터 편시 테스트를 수행할 수 있는 렌즈 초점 배율의 더 바람직한 작용점을 실현할 수 있다. 추가로, 추가적인 고체 렌즈의 사용은 임의의 광 수차를 감소시키는 것을 도울 수 있다.

추가로, 전술하지 않은 임의의 동등물 및 수정이 또한 첨부된 청구의 범위에서 설명된, 본 발명의 범주의 한계내에서 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 편시 환자의 눈을 테스트하는 방법 및 장치에서 이용가능하다.

Claims (20)

1. 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치에 있어서,

   a) 미리 결정된 입사 경로를 따라서 렌즈를 통과하는 광선의 방향의 변경을 일으키는 굴절 특성을 갖는 가변 렌즈;

   b) 환자의 편시를 측정하는 동안 상기 가변 렌즈의 굴절 특성을 제어하는 수단; 및

   c) 상기 환자에 대해 측정된 편시를 표시하는 데이터값을 출력하는 수단을 포함하는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가변 렌즈는 제 1 유체층 및 다른 제 2 유체층을 분리하는 메니스커스(meniscus)를 포함하는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가변 렌즈는 전극을 포함하고, 상기 가변 렌즈의 굴절 특성은 상기 전극의 양단에 인가되는 전압의 변화에 의해 가변되는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 가변 렌즈는 실질적으로 원통인 전극 구성을 포함하는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 가변 렌즈는 광축을 한정하고, 상기 전극은 상기 광축에 대해 간격을 두고 있는 복수의 전극 구성을 포함하는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 전극 구성은 하나 이상의 전극 쌍을 포함하고, 각각의 상기 쌍의 멤버는 상기 광축의 대향 측부상에 배치되는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 광축에 대해 상기 가변 렌즈를 회전시키는 수단을 포함하는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 광축에 대해 인가된 전극 전압의 패턴을 회전시키도록 적응되는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 수단은 상기 환자에 대해 생성될 안과 처방의 적어도 일부에 포함될 데이터값을 출력하도록 배치되는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 편시를 테스트하는 동안 환자가 볼 안과 표식(ophthalmic indicia)를 포함하는 테스트 물체를 더 포함하는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은 가변 굴절 특성의 적어도 거의 구형 렌즈 형상을 실현하도록 적응되는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은 가변 굴절 특성의 적어도 거의 원통형, 또는 적어도 거의 구형-원통형 렌즈 형상을 실현하도록 적응되는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은 한 굴절 상태에서 음의 값의 초점 배율을 제공하도록 적응되는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은 한 굴절 상태에서 양의 값의 초점 배율을 제공하도록 적응되는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 환자의 눈과 관련하여 요구되는 구성내에 상기 가변 렌즈를 위치결정하는 머리 장착(head mounting) 수단을 더 포함하는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가변 렌즈의 광축을 공유하도록 위치결정될 수 있는 하나 이상의 비-가변 고체 렌즈를 더 포함하는, 환자 눈의 편시를 테스트하기 위한 안과 장치.
17. 환자의 눈의 편시를 테스트하기 위한 방법에 있어서,

    a) 미리 결정된 입사 경로를 따라서 렌즈를 통과하는 광선의 방향의 변경을 일으키는 굴절 특성을 갖는 가변 렌즈를 제공하는 단계;

    b) 환자의 편시를 측정하는 동안 상기 가변 렌즈의 굴절 특성을 제어하는 단계; 및

    c) 상기 환자에 대해 측정된 편시를 표시하는 데이터값을 출력하는 단계를 포함하는, 환자의 눈의 편시를 테스트하기 위한 방법.
18. 제 17항에 있어서, 상기 측정 동안, 상기 환자는 상기 가변 렌즈를 통해 안과 표식을 포함한 테스트 물체를 보는, 환자의 눈의 편시를 테스트하기 위한 방법.
19. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 환자에 대해 측정된 편시를 표시하는 데이터값은, 상기 환자가 미리 결정된 시력의 임계값과 적어도 매칭하는 능력 레벨에서 상기 안과 표식을 볼 수 있을 때, 레코딩되는, 환자의 눈의 편시를 테스트하기 위한 방법.
20. 제 17항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 데이터값에 의해 표시되는 바와 같은 상기 환자의 편시의 세부사항을 포함한 안과 처방 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 환자의 눈의 편시를 테스트하기 위한 방법.