KR20070115739A - 개선된 비축 시각 성능을 지닌 안내 렌즈 - Google Patents

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KR20070115739A
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신 홍
무틀루 카라켈리
시아오시아오 장
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알콘, 인코퍼레이티드
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Abstract

본 발명은 일반적으로, 다수개의 표면이 다양한 수차 및 특히 코마 또는 구면 수차와 같은 비축 수차에 대한 보상을 제공하도록 구성되는 다중-표면 및/또는 다중-요소 안내 렌즈(IOL)에 관한 것이다. 일 양태에서, 후방 옵틱 및 전방 옵틱을 포함하는 안내 렌즈가 기술되어 있다. 한 옵틱은 방사상 대칭의 수차에 대한 보상을 제공하며, 다른 옵틱은 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공한다.

Description

개선된 비축 시각 성능을 지닌 안내 렌즈 {INTRAOCULAR LENSES WITH ENHANCED OFF-AXIS VISUAL PERFORMANCE}
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 다중-요소 IOL의 단면도이다.
도 2는 상기 IOL의 전방 옵틱의 전방 표면과 관련된 비구면성을 개략적으로 나타내는, 도 1의 IOL의 다른 단면도이다.
도 3은 코마(coma)를 보정하기 위한 IOL의 후방 옵틱의 전방 표면에 부여된 비대칭성을 개략적으로 나타내는, 도 1의 IOL의 다른 단면도이다.
도 4는 방사상 대칭의 수차(예를 들어, 구면 수차)에 대한 보상을 제공하도록 형상화된 전방 표면, 및 방사상 비대칭의 수차(예를 들어, 코마)에 대한 보상을 제공하도록 형상화된 후방 표면을 갖는 옵틱을 포함하는 본 발명의 다른 구체예에 따른 IOL의 개략적인 단면도이다.
본 발명은 일반적으로 안과 렌즈, 및 보다 구체적으로는 개선된 축(on-axis) 및 비축(off-axis) 시각 성능을 제공하는 안내 렌즈(IOL)에 관한 것이다.
안내 렌즈는 일반적으로 천연의 결정성 렌즈를 교체시키는 백내장 수술 동안 에 환자의 눈에 이식된다. 다양한 수차, 예컨대 구면 수차 또는 코마 수차는 그러한 이식된 IOL의 시각 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 구면 수차는 시력 콘트라스트, 특히 큰 동공 크기에 대한 시력 콘트라스트를 악화시킬 수 있다. 그러한 종래의 IOL은 단일 수차, 예를 들어 구면 수차에 대한 보정은 제공하나, 다중 수차의 문제를 해소하지는 않는다.
광 이미지 시스템, 예컨대 IOL에서, 가시 영역의 중심에 있는 물체로부터의 빛이 옵틱에 의해 형성된 초점에서 모아진다. 그러나, 초점은 파장 의존적이다. 그러므로, 설계 파장에 있는 빛은 초점에서 모아질 수 있는 반면, 다른 파장에 있는 빛은 이상적인 초점의 앞 또는 뒤에서 모아질 것이다. 이러한 유형의 "축" 수차는 색 수차로서 공지되어 있다.
비축 수차 또한 광학계에서는 일반적이다. 구면 수차의 경우에, 가시 영역의 주변에 있는 물체로부터의 빛은 이상적인 초점의 앞 또는 뒤에서 모아진다. "코마"의 경우에, 주변 물체의 이미지는 또한 다소 모아지지 않을 수 있으며, 대신 쐐기 형상으로 보인다. 비축 수차가 심해질수록, 이 효과, 즉 코마 수차" 또는 코마(이는 망원경으로 별을 관찰하던 중에 최초로 인지되었기 때문에 이러한 명칭으로 불리게 되었음)는 더욱 악화되는 것으로 보인다.
색 수차와 마찬가지로 구면 수차는 방사상 대칭형의 수차인 반면, 코마는 비대칭 수차이다. 다른 형태의 비대칭 수차는 "트레포일(trefoil)"인데, 여기서는 상이한 만곡도를 지닌 3개의 개별 축이 존재한다. 이들 수차 형태(및 다른 것들)의 각각은, 특히 이들 수차가 환자의 각막을 포함한 전체 시력 시스템의 일부를 형 성하는 경우에 안과 렌즈 내에 존재할 수 있다.
따라서, 개선된 안과 렌즈, 및 더욱 구체적으로는 다중 수차를 보상할 수 있는 개선된 IOL이 요구되고 있다.
본 발명은 일반적으로, 다수개의 표면이 다양한 수차, 및 특히 구면 수차와 같은 축 수차 이외에도 코마 또는 트레포일과 같은 비축 수차에 대한 보상을 제공하도록 구성되는 다중-표면 및/또는 다중-요소 안내 렌즈(IOL)에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 다양한 표면은 개선된 축 시각 성능 및 비축 시각 성능을 제공하기 위해 다양한 수차를 보상하도록 구성된다. 예를 들어, 수차의 평균 제곱근(root-mean-square: RMS)으로서 정의될 수 있는 수차 값은, 렌즈가 사람 눈 (또는 모델 눈)에 이식되는 경우 6 mm의 겉보기(apparent or entrance) 동공에 대해 측정될 수 있으며, 상기 값은 사람의 수정체 낭 내에 이식된 안과 렌즈에 대해 약 5 mm의 렌즈 개구 크기에 상응할 수 있다. 달리 언급되지 않으면, 본원에서 인용된 수차 값은 이러한 기준에 기초하고 있으며, 그러므로 설명의 용이함을 위해 RMS 정의 및 6 mm의 제공은 후술하는 부분에서 인용된 수치 값과 관련해서는 생략될 것이다.
일 양태에서, 후방 옵틱 및 전방 옵틱을 포함하는 안내 렌즈가 기술된다. 옵틱 중 하나는 방사상 대칭의 수차에 대한 보상을 제공하며, 나머지 하나는 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공한다. 본원에 사용된 옵틱은 그러한 수차의 효과를 완전하게 또는 부분적으로 보정(억제)함으로써 수차에 대한 보상을 제공한 다. 예를 들어, 수차가 초점의 축 상에서 퍼지는(spread) 경우에, 상기한 보상에 의해, 그러한 퍼짐 현상이 감소되어 더욱 선명한 초점이 형성될 수 있다.
관련된 일 양태에서, 방사상 대칭의 수차는 구면 수차를 포함하고, 방사상 비대칭의 수차는 코마 또는 트레포일 중 임의의 것을 포함한다. 일부 경우에, 후방 또는 전방 옵틱 중 적어도 하나는 수차에 대해 약 -0.5 (마이너스 0.5) 마이크론 내지 약 +0.5 (플러스 0.5 마이크론) 마이크론 범위 내에서의 보상을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 옵틱은 하나 이상의 광 표면을 포함할 수 있는 데, 상기 광 표면의 바닥 프로파일은 수차, 예를 들어 구면 수차를 상쇄시키기 위해 설계된, 선택된 정도의 비구면성(구면 표면으로부터의 이탈)을 나타낸다.
다른 양태에서, 후방 및 전방 옵틱은 약 0 내지 약 5 mm 범위 내의 거리만큼 축 방향으로 분리되어 있다. 다수의 경우에, 후방 및 전방 옵틱은 이들의 광축이 사실상 일직선이 되도록 서로에 대해 배치되어 있다.
다른 양태에서, 후방 및 전방 옵틱은 연합하여 약 6 디옵터 내지 약 34 디옵터의 범위 내의 옵티컬 파워를 제공한다. 상기한 옵틱은 바람직하게는 생체적합성 물질, 예컨대 연질 아크릴, 실리콘, 하이드로겔, 또는 특정 용도에 대해 요구되는 굴절율을 지닌 기타 생체적합성 고분자 물질로 형성된다. 일부 경우에 두 옵틱은 동일한 물질로 형성되는 반면, 다른 경우에 두 옵틱은 상이한 물질로 형성될 수 있다.
관련된 일 양태에서, 전방 및 후방 옵틱은 색 수차에 대한 보상을 협력적으로 제공하기 위해 상이한 색 분산(파장의 함수로서의 굴절율 변화)을 갖는다.
다른 양태에서, 후방 광 표면 및 전방 광 표면을 지닌 옵틱을 포함하는 안내 렌즈가 기술된다. 전방 표면은 방사상 대칭의 수차에 대한 보상을 제공하도록 구성되며, 후방 표면은 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 방사상 대칭의 수차는 구면 수차를 포함하는 한편, 방사상 비대칭의 수차는 임의의 코마 또는 트레포일을 포함한다.
관련된 일 양태에서, 후방 또는 전방 표면 중 하나는, 예를 들어 약 -0.5(마이너스 0.5) 마이크론 내지 약 +0.5(약 플러스 0.5) 마이크론의 범위 내의 보정을 제공함으로써 구면 수차에 대한 보상을 제공하는 비구면의 대칭 바닥 프로파일을 포함하는 반면, 다른 표면은, 예를 들어 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위 내의 보정을 제공함으로써 코마 및/또는 트레포일에 대한 보상을 제공하도록 구성된 비대칭 프로파일을 포함한다.
안내 렌즈는 생체적합성 물질로 형성될 수 있으며, 이는 약 6 디옵터 내지 약 34 디옵터 범위의 옵티컬 파워를 제공하도록 구성될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 후방 옵틱 및 전방 옵틱을 포함하는 안내 렌즈(IOL)를 제공하며, 여기서 후방 옵틱은 하나의 수차 유형에 대한 보상을 제공하도록 구성된 하나 이상의 광 표면을 포함하며, 전방 옵틱은 다른 수차 유형에 대한 보상을 제공하도록 설계된 하나 이상의 광 표면을 포함한다.
관련된 일 양태에서, 수차 유형 중 하나는 방사상 대칭의 수차, 예를 들어 구면 수차를 포함할 수 있는 반면, 다른 수차 유형은 방사상 비대칭의 수차, 예를 들어 코마를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 후방 또는 전방 옵틱 중 하나 이상이 제 3 수차 유형, 예를 들어 트레포일에 대한 보상을 제공하도록 구성된 다른 광 표면을 포함한다.
상기 간단히 설명된 도면과 함께 하기한 상세한 참조로 본 발명을 더욱 더 이해할 수 있다.
본 발명은 일반적으로, 상이한 요소 및/또는 표면에 의해 다수개의 단색, 다색 및 사선 수차의 독립적인 보정을 제공하는 다중-요소 및/또는 다중-표면의 안과 렌즈에 관한 것이다. 후술하는 구체예에서, 본 발명의 다양한 양태의 현저한 특징이 안내 렌즈(IOL)와 관련하여 논의되어 있다. 그러나, 본 발명의 교시 내용은 콘택트 렌즈와 같은 다른 안과 렌즈(IOL)에도 적용될 수 있다. 또한, 용어 "안내 렌즈" 및 이의 약어 "IOL"은 눈의 천연 렌즈를 교체시키거나 그렇지 않으면 천연 렌즈의 제거와는 무관하게 시력을 증가시키기 위해 눈의 내부로 이식되는 렌즈를 설명하기 위해 본원에서 번갈아 사용된다. 각막내 렌즈 및 수정체(phakic) 렌즈가 천연 렌즈의 제거 없이 눈 내로 이식될 수 있는 렌즈의 예이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 구체예에 따른 하나의 예시적인 안내 렌즈(IOL)(10)는 전방 옵틱(12) 및 후방 옵틱(14)을 포함한다. 옵틱(12)은 광축 OA에 의해 특성화될 수 있고, 옵틱(14)은 광축 OB에 의해 특성화될 수 있다. 다수의 구체예에서, 광축 OA 및 OB는 사실상 일직선이다.
일부 구체예에서, 하나 이상의 옵틱의 하나 이상의 표면, 및/또는 옵틱 그 자체는 이하에서 추가로 논의되는, 예를 들어 비축 수차를 감소시키기 위해 각각의 광축에 대해 비대칭일 수 있다. 본 구체예에서 옵틱(12, 14)이 서로로부터 축 방 향으로 분리되어 있긴 하지만, 다른 구체예에서 상기 옵틱은 이의 두개의 표면을 통해 접촉될 수 있다. 더욱 일반적으로, 다수의 구체예에서, 옵틱 사이에서의 분리는 0 내지 약 5 mm의 범위 내일 수 있다. IOL(10)은, 환자 눈 내로의 이의 정위를 보조하는 고정 부재 또는 햅틱(haptics: 16)을 추가로 포함한다.
다수의 경우에, 전방 및 후방 옵틱은 연합하여 약 6 디옵터(Diopters: D) 내지 약 34D 범위 내의 옵티컬 파워를 제공한다. 또한, 옵틱은 바람직하게는 생체적합성 물질, 예컨대 연질 아크릴, 실리콘, 하이드로겔, 또는 특정 용도에 대해 요구되는 굴절율을 지닌 기타 생체적합성 고분자 물질로 형성된다. 추가의 예로, 그 내용이 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제 6,416,550호에는 IOL(10)을 형성시키기에 적합한 물질이 개시되어 있다. 햅틱(16)은 또한 적합한 고분자 물질, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌 등으로 형성될 수 있다.
일부 구체예에서, 두 옵틱은 동일한 물질로 형성되며, 다른 구체예에서는 두 옵틱은 상이한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 예시적인 구체예에서, 후방 옵틱은 약 1.55의 굴절율을 지닌 아크리소프®(2-페닐에틸 아크릴레이트와 2-페닐에틸 메타크릴레이트의 가교된 공중합체)로서 공지된 연질 아크릴 물질로 형성될 수 있는 반면, 전방 옵틱은 표면 반사 및 섬광을 감소시키도록 더욱 낮은 굴절율(예를 들어, 1.42)을 지닌 다른 물질로 형성된다.
도 1을 계속적으로 참조하여, 전방 옵틱(12)은 대체적으로 양면 볼록 형상을 지닌 옵틱을 제공하는 전방 표면(12a) 및 후방 표면(12b)을 포함한다. 후방 옵틱 은 차례로 대체적으로 오목한 전방 표면(14a) 및 사실상 평면인 후방 표면(14b)으로 형성된다. 전방 및/또는 후방 옵틱에 대해 다른 형태, 예컨대 평면-볼록 형태가 사용될 수 있다.
옵틱(12, 14)의 하나 이상의 광 표면은 다수의 방사상 대칭 및 방사상 비대칭의 수차를 감소시키고, 일부 경우에는 상기 수차를 제거하도록 구성된다. 예를 들어, 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 이 구체예에서는, 전방 옵틱(12)의 전방 표면(12a)이 구면 수차-방사상 대칭의 수차를 감소시키는 비구면 바닥 프로파일을 나타낸다. 즉, 전방 표면(12a)은 광축으로부터의 작은 방사상 거리에서 추정되는 구면 프로파일(18)(파선으로 표시된)과 사실상 일치되나, 광축으로부터의 방사상 거리가 증가할수록 그러한 구면 프로파일로부터 점점 더 벗어나게 된다. 일부 구체예에서, 상기 프로파일의 비구면성은, 구면 수차에 대해 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위, 및 바람직하게는 약 -0.1 마이크론 내지 약 -0.3 마이크론의 범위 내에서의 보상을 제공하도록 선택될 수 있다.
일부 구체예에서, 전방 표면의 비구면 프로파일은 하기 관계식에 따라 정의될 수 있다:
Figure 112007040031065-PAT00001
식 (1)
상기 식에서,
z는 옵틱(12)의 광축으로부터의 방사상 거리 r에서 표면의 새그(sag)를 나타 내며,
c는 표면의 정상에서(표면과 광축의 교차점에서)의 만곡도를 나타내며; c = 1/R이고, 여기서 R은 표면 정상에서의 표면의 반경을 나타내며,
k는 원추 계수를 나타내고,
a1은 제 2 차수의 비구면 계수이고,
a2는 제 4 차수의 비구면 계수이고,
a3은 제 6 차수의 비구면 계수이다.
일부 구체예에서, 전방 표면의 비구면 프로파일은 c가 약 0.0152 mm-1 내지 약 0.0659 mm-1의 범위 내이고, k가 약 -1162 내지 약 -19의 범위 내이고, a1이 약 -0.00032 mm-1 내지 약 -0.00020 mm-1의 범위 내이고, a2가 약 -0.0000003 (-3 ×10-7) mm-3 내지 약 -0.000053 (-5.3 ×10-5)의 범위 내이고, a3이 약 0.0000082 (8.2 ×10-6) mm-5 내지 약 0.000153 (1.53 ×10-4) mm-5의 범위 내인 경우의 상기 관계식에 의해 특징될 수 있다.
도 1 및 2를 계속적으로 참조하여, 이 구체예에서는, 후방 옵틱(14)이 코마와 같은 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공하도록 형상화된다. 예를 들어, 후방 옵틱(14)의 전방 표면(14a)의 프로파일은 코마에 대한 보상(예를 들어, 약 -0.5 내지 약 +0.5 마이크론의 범위, 및 바람직하게는 약 -0.35 내지 약 +0.35 마이크론의 범위 내의 보상)을 제공하도록 구성될 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 코마는 광축을 중심으로 비대칭인 비축 수차이다. 코마는, 예를 들어 렌즈 상에 입사되는 광선이 렌즈의 광축과 평행하지 않아 렌즈의 비축 성능에 영향을 미칠 수 있는 경우에 초래될 수 있다. 환자의 눈에 이식된 IOL의 비축 성능은, 사람의 눈이, 예를 들어 순간적인 물체 인지를 위해 주변 시야에 의존하기 때문에 중요할 수 있다. 또한, 노화와 관련된 황반부 변성(age-related macular degeneration: AMD)이 진행중인 환자는 전형적으로 시각 활동을 수행하기 위해 주변 시야에 매우 많이 의존한다. 그러므로, IOL이 이식된 환자에 대해서는, IOL의 비축 성능이 중요할 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 3을 참조하여, 이 예시적인 구체예에서는, 후방 옵틱(14)의 전방 표면(14a)의 프로파일이 코마를 감소시키도록, 광축에 대해 회전방향으로 비대칭적인 방식으로, 추정되는 구면 프로파일(20)(파선으로 도시된)로부터 벗어나 있다. 일부 구체예에서, 표면(14a)의 그러한 비대칭 프로파일은 하기 관계식에 따라 정의될 수 있다:
Figure 112007040031065-PAT00002
식 (2)
상기 식에서,
Figure 112007040031065-PAT00003
식(3)이고,
z는 광축을 따른 표면의 새그를 나타내고,
c코마는 보정 세기를 나타내는 계수이고 (예를 들어, 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위 내),
r은 동공 반경에 대해 표준화된 동공 위치를 나타내고,
Figure 112007040031065-PAT00004
는 날줄 각도(meridian angle)를 나타내고,
Figure 112007040031065-PAT00005
는 보정할 코마 축을 나타낸다.
도 1을 다시 참조하여, 다른 구체예에서, 전방 옵틱(12)은 하나 이상의 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공하는 한편, 후방 옵틱은 방사상 대칭의 수차에 대한 보상을 제공한다. 예를 들어, 전방 옵틱의 전방 표면(12a)은, 예를 들어 상기 논의된 방식으로 코마를 보상하도록 구성될 수 있는 반면, 이의 후방 표면(12b)의 프로파일은 다른 방사상 비대칭의 수차, 예컨대 트레포일을 보상하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 후방 표면(12b)의 프로파일은 트레포일 수차에 대해 약 -0.35 내지 약 +0.35 마이크론의 범위 내에 있는 보상을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 후방 옵틱(14)의 전방 표면(14a)은, 예를 들어 상기 논의된 방식으로 회전방향으로 대칭적인 수차(예를 들어, 구면 수차)에 대한 보정을 제공할 수 있다.
예를 들어, 일부 구체예에서, 트레포일 수차에 대한 보정을 제공하는 렌즈 표면의 프로파일은 하기 관계식에 따라 정의될 수 있다:
Figure 112007040031065-PAT00006
식 (4)
상기 식에서,
Figure 112007040031065-PAT00007
식 (5)이고,
Figure 112007040031065-PAT00008
은 보정 세기를 나타내는 계수 (예를 들어, 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위 내)이고,
r은 동공 반경에 대해 표준화된 동공 위치이고,
Figure 112007040031065-PAT00009
는 날줄 각도이고,
Figure 112007040031065-PAT00010
는 보정할 트레포일 축이다.
일부 구체예에서, IOL(10)의 옵틱(12, 14)을 형성하는 물질의 색 분산(파장의 함수로서의 굴절율 변화) 및 이들의 광 표면의 만곡부의 반경은, IOL(10)에 의해 나타난 종축 색 수차를 감소시키거나 사실상 제거하고/하거나, 눈의 천연 색 수차에 대한 보상을 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 하나의 옵틱(예를 들어, 12)은 양의 옵티컬 파워를 지니도록 구성될 수 있고 한 유형의 물질로 제조될 수 있으며, 나머지 옵틱(예를 들어, 14)은 음의 옵티컬 파워를 지니도록 구성될 수 있고 IOL이 색 수차에 대한 보정을 제공하도록 상이한 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, IOL은 약 400 nm 내지 약 700 nm의 파정 범위에 걸쳐 약 1 디옵터 내지 약 2 디옵터 범위 내의 색 수차의 보정을 제공할 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 복사선 파장의 함수로서의 물질의 굴절율 변화를 그 물질의 분산도로서 지칭한다. 물질의 분산도(파장을 지닌 굴절율의 변화)를 측정하는 하나의 일반적으로 사용되는 척도는 아베 상수(이는 또한 물질의 V 상수 또는 역분산으로서 공지되어 있음)로서 공지되어 있고, 이는 하기와 같이 정의된다:
Figure 112007040031065-PAT00011
식 (6)
상기 식에서,
Figure 112007040031065-PAT00012
,
Figure 112007040031065-PAT00013
Figure 112007040031065-PAT00014
는 각각 589.2 nm, 486.1 nm 및 656.3 nm의 파장에서 물질의 굴절율을 나타내며, 이는 프라운호퍼 D-, F- 및 C-스펙트럼 선에 상응한다. 일반적으로 높은 V값을 지닌 물질은 낮은 분산을 나타낸다. 일부 구체예에서, 옵틱(12, 14)을 형성하는 물질은 IOL의 색 수차를 최소화시키거나 일부 경우에 제거하도록 충분히 상이한 V 상수를 갖는다.
예를 들어, 일 구체예에서, 옵틱(12)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)(V = 55)로 제조될 수 있고, 옵틱(14)은 폴리설폰(V = 30.87)으로 제조될 수 있다. 다른 적합한 물질에는 이들에 한정되는 것은 아니나, 연질 아크릴(V = 약 37), 폴리스티렌(V = 30.87), 폴리카보네이트(V = 29.9), 또는 셀룰로오스 아세테이트 히드레이트(V = 약 80 내지 84 범위 내)가 포함되며, 단, 2개의 옵틱을 형성하는 물질의 아베 상수 사이에서의 차가 충분히 커서 (예를 들어, 약 10 초과) 목적하는 색 보상을 제공해야 한다. 본원과 동시에 출원되고 본원의 양수인에게 양도된 발명의 명칭 "안내 렌즈에서 색 수차의 보정"의 미국 특허 출원은, 안내 렌즈에서 색 수차의 보정에 관한 추가 상세사항을 제공하고 있으며, 이의 내용은 본원에 참조로 포함된다.
본 발명의 교시 내용은 다중-옵틱 안과 렌즈에 제한되지 않는다. 다른 구체예에서, 단일-옵틱 렌즈의 한 표면은 방사상 대칭의 수차를 보상하는 데 사용되는 반면, 옵틱의 다른 표면은 방사상 비대칭의 수차를 보상하는 데 사용된다. 예를 들어, 도 4는 전방 표면(24a) 및 후방 표면(24b)를 지닌 옵틱(24)을 포함하는 본 발명의 다른 구체예에 따른 IOL(22)을 개략적으로 예시하고 있다. IOL(22)은 환자 눈 내에서 이의 정위를 보조하는 다수개의 고정 부재 또는 햅틱(26)을 추가로 포함한다. 전술된 구체예와 유사하게, IOL(22)은 바람직하게는 상기 논의된 것들과 같은 생체적합성 물질로 형성된다. 이 구체예에서, IOL(22)이 양면 볼록한 형태를 지니고 있다 하더라도, 다른 구체예에서 다른 형태가 사용될 수 있다. 이 구체예에서, 전방 표면(24a)은 방사상 비대칭의 수차(예를 들어, 코마 또는 트레포일)를 보상하도록 구성되는 표면 프로파일을 가지나, 후방 표면(24b)은 방사상 대칭의 수차(예를 들어, 구면 수차)를 보상하도록 구성된 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 전방 표면은 상기 관계식 (1)에 의해 특징될 수 있는 반면, 후방 표면은 상기 관계식 (2) 및 (3) 또는 관계식 (4) 및 (5)에 의해 특징된다.
다수개의 수차를 보상하기 위한 단일-옵틱 IOL의 상이한 표면 및/또는 다중-옵틱 IOL의 다양한 옵틱을 사용하면 다수의 개별 수차 모드를 유리하게는 독립적으로 조절할 수 있게 된다. 또한, 제조 공정을 효율화함으로써 개별 환자의 시각적 요구사항을 충족시키도록 IOL의 개별 맞춤을 촉진할 수 있다. 예를 들어, IOL의 각각의 광학 표면에 대해, 주어진 수차 모드와 관련된 상이한 보정 양을 지닌 일련의 옵틱 핀을 셋팅할 수 있다. 상이한 표면에 상응하는 그러한 옵틱 핀의 적용은 상이한 수차에 대한 보상 및/또는 상이한 양의 수차 보정을 나타내는 IOL을 제공하는 데 사용될 수 있다.
당업자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기한 구체예에 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 의해, 개선된 축 성능 및 비축 시각 성능을 지닌 안과 렌즈, 예컨대 안내 렌즈가 제공된다.

Claims (27)

  1. 후방 옵틱 및 전방 옵틱을 포함하며,
    후방 옵틱 및 전방 옵틱 중 하나가 방사상 대칭의 수차에 대한 보상을 제공하고, 나머지 옵틱이 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공하는 안내 렌즈(IOL).
  2. 제 1항에 있어서, 방사상 대칭의 수차가 구면 수차를 포함하는 안내 렌즈.
  3. 제 2항에 있어서, 방사상 비대칭의 수차가 코마(coma) 및 트레포일(trefoil) 수차 중 임의의 것을 포함하는 안내 렌즈.
  4. 제 1항에 있어서, 후방 옵틱 또는 전방 옵틱 중 하나가, 방사상 대칭의 수차에 대해 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위 내의 보정을 제공하도록 구성되는 안내 렌즈.
  5. 제 1항에 있어서, 후방 옵틱 또는 전방 옵틱 중 하나가, 방사상 비대칭의 수차에 대해 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위 내의 보정을 제공하도록 구성되는 안내 렌즈.
  6. 제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 옵틱이 약 0 내지 약 5 mm의 범위 내의 거리만큼 축 방향으로 분리되어 있는 안내 렌즈.
  7. 제 6항에 있어서, 후방 옵틱의 광축이 전방 옵틱의 광축과 사실상 일직선인 안내 렌즈.
  8. 제 1항에 있어서, 옵틱이 약 6 디옵터 내지 약 34 디옵터의 범위 내의 옵티컬 파워(optical power)를 협력적으로 제공하도록 구성되는 안내 렌즈.
  9. 제 1항에 있어서, 후방 옵틱의 굴절율이 전방 옵틱의 굴절율보다 다양한 안내 렌즈.
  10. 제 1항에 있어서, 후방 옵틱 및 전방 옵틱이 색 수차를 협력적으로 보상하도록 구성된 상이한 색 분산(chromatic dispersions)을 지니는 안내 렌즈.
  11. 제 1항에 있어서, 방사상 대칭의 수차에 대한 보상을 제공하는 옵틱이, 하기 관계식에 따라 정의된 프로파일을 갖는 표면을 포함하는 안내 렌즈:
    Figure 112007040031065-PAT00015
    상기 식에서,
    z는 옵틱(12)의 광축으로부터의 방사상 거리 r에서 표면의 새그(sag)를 나타내며,
    c는 표면 정상에서의 표면의 만곡도를 나타내며,
    k는 원추 계수를 나타내고,
    a1은 제 2 차수의 비구면 계수이고,
    a2는 제 4 차수의 비구면 계수이고,
    a3은 제 6 차수의 비구면 계수이다.
  12. 제 1항에 있어서, 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공하는 옵틱이, 하기 관계식에 따라 정의된 프로파일을 갖는 표면을 포함하는 안내 렌즈:
    Figure 112007040031065-PAT00016
    상기 식에서,
    Figure 112007040031065-PAT00017
    이고,
    z는 광축을 따른 표면의 새그를 나타내고,
    c코마는 보정 세기를 나타내는 계수이고,
    r은 동공 반경에 대해 표준화된 동공 위치를 나타내고,
    Figure 112007040031065-PAT00018
    는 날줄 각도를 나타내고,
    Figure 112007040031065-PAT00019
    는 보정할 코마 축을 나타낸다.
  13. 제 12항에 있어서, 파라미터 c코마가 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위 내에 있는 안내 렌즈.
  14. 제 1항에 있어서, 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공하는 옵틱이, 하기 관계식에 따라 정의된 프로파일을 갖는 표면을 포함하는 안내 렌즈:
    Figure 112007040031065-PAT00020
    상기 식에서,
    Figure 112007040031065-PAT00021
    이고,
    Figure 112007040031065-PAT00022
    은 보정 세기를 나타내는 계수이고,
    r은 동공 반경에 대해 표준화된 동공 위치이고,
    Figure 112007040031065-PAT00023
    는 날줄 각도이고,
    Figure 112007040031065-PAT00024
    는 보정할 트레포일 축이다.
  15. 제 14항에 있어서, 파라미터
    Figure 112007040031065-PAT00025
    이 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위 내에 있는 안내 렌즈.
  16. 후방 광 표면 및 전방 광 표면을 지닌 옵틱을 포함하고,
    상기 전방 표면이 방사상 대칭의 수차에 대한 보상을 제공하도록 구성되고, 상기 후방 표면이 방사상 비대칭의 수차에 대한 보상을 제공하도록 구성되는 안내 렌즈.
  17. 제 16항에 있어서, 방사상 대칭의 수차가 구면 수차를 포함하는 안내 렌즈.
  18. 제 16항에 있어서, 방사상 비대칭의 수차가 코마를 포함하는 안내 렌즈.
  19. 제 16항에 있어서, 방사상 비대칭의 수차가 트레포일 수차를 포함하는 안내 렌즈.
  20. 제 16항에 있어서, 옵틱이 약 6 디옵터 내지 약 34 디옵터 범위 내의 옵티컬 파워를 제공하도록 구성되는 안내 렌즈.
  21. 제 16항에 있어서, 옵틱이 생체적합성 물질로 형성되는 안내 렌즈.
  22. 제 16항에 있어서, 전방 표면 및 후방 표면 중 임의의 것이, 대칭 및 비대칭 수차 중 하나에 대해 약 -0.5 마이크론 내지 약 +0.5 마이크론의 범위 내의 보상을 제공하는 안내 렌즈.
  23. 후방 옵틱 및 전방 옵틱을 포함하고,
    상기 후방 옵틱이 하나의 수차 유형에 대한 보상을 제공하도록 구성된 하나 이상의 광 표면을 포함하고, 상기 전방 옵틱이 다른 수차 유형에 대한 보상을 제공하도록 구성된 하나 이상의 광 표면을 포함하는 안내 렌즈.
  24. 제 23항에 있어서, 수차 유형 중 하나가 방사상 대칭의 수차를 포함하고, 다른 수차 유형이 방사상 비대칭의 수차를 포함하는 안내 렌즈.
  25. 제 24항에 있어서, 방사상 대칭의 수차가 구면 수차를 포함하는 안내 렌즈.
  26. 제 24항에 있어서, 방사상 비대칭의 수차가 코마를 포함하는 안내 렌즈.
  27. 제 23항에 있어서, 후방 옵틱 및 전방 옵틱 중 하나 이상이 제 3의 수차 유형에 대한 보상을 제공하도록 구성된 다른 광 표면을 포함하는 안내 렌즈.
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