KR20130084994A - 향상된 눈물 교환을 위한 프랙탈 특징부 - Google Patents

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Abstract

콘택트 렌즈와 각막 사이의 눈물 교환을 증가시키기 위해, 특징부 패턴이 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면의 주변 영역 내로 통합될 수 있다. 특징부 패턴은 프랙탈 기하학적 형상에 기반할 수 있으며, 렌즈의 주변부 내의 임의의 위치에 통합될 수 있다. 특징부 패턴의 배치는 바람직하게는 시뮬레이션 및 실험의 조합을 이용하여 결정된다.

Description

향상된 눈물 교환을 위한 프랙탈 특징부{FRACTAL FEATURES FOR ENHANCED TEAR EXCHANGE}
본 발명은 눈물 교환(tear exchange)이 개선된 콘택트 렌즈(contact lens), 더욱 상세하게는 눈물 교환을 개선하기 위해 콘택트 렌즈의 후방 곡면의 주변부 내에 형성되는 프랙탈 특징부(fractal feature)를 갖는 콘택트 렌즈에 관한 것이다.
콘택트 렌즈 또는 콘택츠(contacts)는 간단히 눈 상에 배치되는 렌즈이다. 콘택트 렌즈는 의료 기구로 고려되며, 시력을 교정하고 및/또는 미적 또는 다른 치료상의 이유로 착용될 수 있다. 콘택트 렌즈는 1950년대 이래로 시력을 개선하기 위해 상업적으로 이용되어 왔다. 초기 콘택트 렌즈는 경질 재료로부터 만들어지거나 제조되었고, 비교적 고가이며 부서지기 쉬웠다. 또한, 이들 초기 콘택트 렌즈는 콘택트 렌즈를 통한 결막 및 각막으로의 충분한 산소 투과를 허용하지 않는 재료로부터 제조되었고, 이로 인해 잠재적으로 많은 불리한 임상 효과를 초래할 수 있었다. 이들 콘택트 렌즈가 여전히 이용되지만, 이들은 그들의 부족한 초기 편안함으로 인해 모든 환자에게 적합하지는 않다. 해당 분야의 이후의 개발에 의해 하이드로겔에 기반한 소프트 콘택트 렌즈가 생겼으며, 이는 매우 인기가 있고 현재 널리 이용된다. 구체적으로, 현재 이용가능한 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 매우 높은 산소 투과성을 갖는 실리콘의 이점을, 하이드로겔의 입증된 편안함 및 임상 성능과 조합한다. 본질적으로, 이들 실리콘 하이드로겔 기반의 콘택트 렌즈는 보다 높은 산소 투과성을 갖고, 일반적으로 초기의 경질 재료로 만들어진 콘택트 렌즈보다 착용하기에 더욱 편안한다. 그러나, 이들 새로운 콘택트 렌즈에 완전하게 제한이 없는 것은 아니다.
콘택트 렌즈는 많은 사용자에 의해 충혈(redness), 통증(soreness), 뮤신 축적(mucin buildup) 및 콘택트 렌즈 관련 건성안의 증상과 같은 임의의 불리한 반응 없이 8시간 내지 수일 동안 연이어 착용될 수 있다. 그러나, 일부 사용자에게는 단지 몇 시간의 사용 후에 이들 증상이 나타나기 시작한다. 이들 콘택트 렌즈 착용자의 대다수는 이들 불리한 반응과 연관된 불편함을 완화시키기 위해 보습 용액(rewetting solution)을 어느 정도 성공적으로 사용한다. 그러나, 이들 용액의 사용은 사용자가 여분의 용액을 지니고 다닐 것을 필요로 하며, 이는 불편한 것으로 입증될 수 있다. 이들 사용자의 경우, 보습 용액의 사용을 필요로 하지 않는 더욱 편안한 콘택트 렌즈가 유용할 것이다.
콘택트 렌즈와 연관된 잠재적인 문제는 안검, 결막, 각막의 다양한 층 및 눈의 외부 표면을 덮는 눈물막(tear film)에 영향을 줄 수 있다.
콘택트 렌즈가 눈 상에 위치된 때, 눈물막의 층들이 콘택트 렌즈의 후방 곡선 또는 뒤쪽 표면과 각막 사이 및 콘택트 렌즈의 앞쪽 표면 위 둘 모두에 형성된다. 눈물막 내에 축적되는 오염물을 제거하기 위해 두 영역 내의 눈물 또는 눈물막을 새로 공급하는(refresh) 것이 유리하며, 콘택트 렌즈 뒤의 눈물막 또는 더욱 정확하게는 콘택트 렌즈의 뒤쪽 표면과 각막 사이의 눈물막을 새로 공급하는 것이 특히 유리하다. 따라서, 콘택트 렌즈 뒤쪽의 눈물 교환을 용이하게 하는 개선된 콘택트 렌즈에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 콘택트 렌즈의 후방 곡면 또는 후방 곡선 표면의 주변부 내에 형성되는 프랙탈 특징부는 간략하게 전술된 바와 같은 종래 기술과 연관된 제한을 극복한다.
제1 태양에 따르면, 본 발명은 안과용 기구에 관한 것이다. 이 기구는 후방 곡선 표면, 전방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 구역을 갖는 콘택트 렌즈, 및 콘택트 렌즈의 주변 구역 내에서 후방 곡선 표면 내로 통합되며 프랙탈 기하학적 형상(fractal geometry)에 기반한 적어도 하나의 특징부 패턴을 포함한다.
다른 태양에 따르면, 본 발명은 안과용 기구에 관한 것이다. 이 기구는 후방 곡선 표면, 전방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 구역을 갖는 콘택트 렌즈, 및 콘택트 렌즈의 주변 구역 내에서 후방 곡선 표면 내로 통합되며 랜덤 성분(random component)을 갖는 반복 함수계(iterated function system)에 기반한 적어도 하나의 특징부 패턴을 포함한다.
또 다른 태양에 따르면, 본 발명은 안과용 기구를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 후방 곡선 표면, 전방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 구역을 갖는 콘택트 렌즈를 형성하는 단계, 적어도 하나의 특징부 패턴을 생성하는 단계, 및 프랙탈 기하학적 형상에 기반한 적어도 하나의 특징부 패턴을 콘택트 렌즈의 주변 구역 내에서 후방 곡선 표면 내로 통합하는 단계를 포함한다.
콘택트 렌즈가 눈 상에 배치된 때, 눈물막의 층들이 콘택트 렌즈의 뒤쪽 표면과 각막 사이 및 콘택트 렌즈의 앞쪽 표면 위에 형성된다. 이러한 눈물막의 적절한 분포는 편안한 렌즈 맞춤 및 시력 개선을 달성하는 데 중요하다. 본 발명은, 콘택트 렌즈의 착용자의 눈 내에서의 부족한 눈물 교환이 불리한 결과의 원인이 될 수 있는 것으로 여겨지기 때문에, 콘택트 렌즈의 뒤쪽 표면과 각막 사이에서 일어나는 눈물 교환 또는 눈물의 새로운 공급을 개선하는 것에 초점을 맞춘 콘택트 렌즈 설계에 관한 것이다. 예를 들어, 더 얇은 뒤쪽 눈물막은 안구 표면에 대한 더 높은 전단력으로 이어질 수 있어서, 그 결과 각막의 상피 층에 더 큰 응력을 야기할 수 있다. 또한, 부족하거나 감소된 눈물 교환은 눈 내의 오염물의 축적을 초래할 수 있다.
낮거나 불충분한 눈물 교환과 안구에서의 불리한 반응 사이의 가능한 관계를 고려하면, 오염물의 시기적절한 제거 및 콘택트 렌즈 뒤쪽의 두꺼운 눈물막의 복원에 의해 바람직하게 안구에서의 불리한 결과를 상당히 낮추는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명은 눈물막 두께를 증가시키고 그에 따라 눈물 교환을 증가시키기 위해 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면의 주변 영역 내에 형성되는 특징부 패턴에 관한 것이다. 특징부 패턴은 임의의 적합한 설계를 포함할 수 있지만, 바람직하게는 프랙탈 기하학적 형상에 기반한 패턴을 포함한다.
프랙탈 패턴은 비교적 생성시키기가 간단하며 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면의 주변 구역 내로 통합하기가 용이하다. 프랙탈 패턴은 기존의 콘택트 렌즈 제조 공정 내로 통합될 수 있으며 그럼으로써 제조 비용의 최소한의 증가를 보장한다. 프랙탈 패턴이 콘택트 렌즈의 주변 구역 내로 통합되므로, 이들은 착용자의 시력을 방해하지 않을 것이다.
본 발명의 전술한 및 다른 특징 및 이점은 첨부 도면에 예시된 바와 같은 하기의 본 발명의 바람직한 실시예의 더욱 특정한 설명으로부터 명백해질 것이다.
<도 1>
도 1은 사람 눈의 눈물 배출계(lacrimal drainage system)의 해부학적 구조를 예시하는 도면.
<도 2>
도 2는 본 발명에 따라 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면 내에 특징부 패턴을 통합한 콘택트 렌즈의 예시적인 제1 실시예의 개략적인 표현.
<도 3>
도 3은 본 발명에 따라 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면 내에 특징부 패턴을 통합한 콘택트 렌즈의 예시적인 제2 실시예의 개략적인 표현.
도 1은 사람 눈(100)의 배출계의 해부학적 구조를 예시한다. 눈물은 각각의 눈(100)의 외부 부분 위쪽에 있는, 도시되지 않은 누선(lacrimal gland)에 의해 생성된다. 눈물은 눈(100)의 표면을 가로질러, 상부 안검과 하부 안검이 그들의 내부 단부들 또는 비강 단부들에서 합쳐지는 곳에 위치된, 누호(lacrimal lake)(102)로 지칭되는 얕은 웅덩이(pool)로 흐른다. 그곳으로부터, 눈물은 각각의 안검 내의 작은 개방부, 즉 상부 누점(lacrimal punctum)(104) 및 하부 누점(106)을 통해 배출된다. 상부 누점(104) 및 하부 누점(106)으로부터, 눈물은 누낭(lacrimal sac)(112)으로 이어지는 관형 경로인 상부 누소관(lacrimal canaliculus)(108) 및 하부 누소관(110) 각각으로 통과한다. 누낭(112)은 비강계 내로 눈물을 배출시키는, 도시되지 않은 비누관(nasolacrimal duct)의 위쪽 확장된 부분이다. 상부 누점(104) 및 연관된 누소관(108)은 전형적으로 눈(100)으로부터 눈물의 단지 약 10%만을 배출시켜서, 그들의 막힘은 사실상 결코 눈물의 과다유출로 이어지지 않는다.
눈물 또는 눈물막은 3개의 층을 포함한다. 제1 층 또는 하부 층은, 눈을 덮고 배상 세포로 지칭되는 결막 내의 세포에 의해 생성되는 뮤신을 포함하는 층이다. 뮤신은 눈의 표면 상의 또는 눈의 표면 내의 미시적인 불규칙부를 채우며, 이는 맑은 시력에 중요하다. 눈물막의 제2 층 또는 중간 층은 본질적으로 물을 포함하며, 눈물막의 대부분을 구성한다. 대부분의 물 성분은 주 누선 또는 눈물샘으로부터 생성되거나 공급된다. 감정에 의한 눈물 및 반사 눈물, 즉 밝은 빛 또는 이물질과 같은 자극으로부터 기인하는 눈물은 주 누선으로부터 나온다. 볼핑과 크라우스의 샘(glands of Wolfing and Kraus)으로 알려진 보조 누선이 안검 조직 내에 있는 것으로 밝혀졌고, 역시 물 성분에 기여한다. 눈물막의 제3 또는 상부 층은 마이봄선(meibomian gland)에 의해 분비되는 오일의 얇은 층을 포함하며, 눈물이 너무 빠르게 증발하는 것을 방지하는 기능을 한다.
사람 눈에서, 눈물막은 매끄러운 표면을 생성하도록 각막 위에 분포된다. 눈에서의 가장 큰 굴절률 차이가 공기-눈물막 계면에서 일어나기 때문에, 이러한 표면은 눈의 광학 굴절력의 대부분에 기여한다. 그의 광학적 특성에 더하여, 눈물막은 눈을 윤활시키는, 그리고 일반적으로 눈을 건강한 상태로 유지하는 역할을 한다.
사람이 깜박일 때, 새 눈물막이 각막 상에 분포된다. 깜박임 후에, 눈물막은 안정화된다. 이 시점에, 눈물막은 계속 그대로 있는 한 매끄럽다. 본질적으로, 이는 눈물막에 대한 최적의 상태이다. 깜박임이 일어나지 않는다면, 눈물막은 보통 약 4 내지 약 15초 범위의 기간에 걸쳐 붕괴되기 시작한다. 붕괴 동안, 눈물막은 교란되고 여러 곳에서 건조되기 시작한다. 이는 불편함과 함께 시력 감소를 초래할 수 있다. 눈물막의 불균일성은 또한 광 산란에 의해 초래되는 굴절 오차로 이어질 수 있다.
콘택트 렌즈가 눈 상에 배치된 때, 눈물막의 층들이 콘택트 렌즈와 각막 사이 및 앞쪽 콘택트 렌즈 표면 위 둘 모두에 형성된다. 눈물막의 적절한 분포는 편안한 렌즈 맞춤 및 시력 개선을 달성하는 데 중요하며, 따라서 렌즈 재료는 적절한 습윤성을 갖도록 설계되어야 한다. 일부 렌즈 재료가 증가된 산소 투과성과 같은 개선을 제공하지만, 눈물막 분포에 대한 그들의 효과는 알려져 있지 않다. 현재, 렌즈는 임상 실험 동안 생체 내에서(in vivo) 시험되어야 하며, 이 경우 플루오레세인 아이 스테인(fluorescein eye stain) 및 슬릿 램프 이미징(slit lamp imaging)을 사용하는 것과 같은 정성적 및 단지 준-정량적 눈물막 분석 방법이 눈물막 발생 및 붕괴를 평가하는 데 사용된다.
본 발명과 관련하여, 관심 대상의 눈물막은 콘택트 렌즈의 뒤쪽 표면과 각막 사이에 형성되는 눈물막이다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 초점은 콘택트 렌즈의 뒤쪽 표면과 각막 사이에서 일어나는 눈물 교환이며 눈물막 자체는 아니다. 콘택트 렌즈 착용자의 눈 내에서의 부족한 눈물 교환은 불리한 결과의 비율 증가에 대한 원인이 되는 것으로 여겨진다. 또한, 눈물막의 두께를 증가시킴으로써, 눈물 교환 비율이 증가될 수 있는 것으로 여겨진다. 종래 기술의 콘택트 렌즈는 눈물막 두께를 증가시키고 그에 따라 눈물 교환을 증가시키기 위해 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면 상의 채널 또는 홈과 같은 단순한 특징부를 이용하였지만; 본 명세서에 기재된 바와 같은 더욱 복잡한 특징부는 증가된 표면적 및 패턴 자체로 인해 더 우수할 수 있는 것으로 여겨진다.
전형적으로, 소프트 콘택트 렌즈의 경우, 뒤쪽 표면 눈물막 두께는 5 마이크로미터 미만이다. 이러한 얇은 눈물막 또는 눈물층은 눈물 교환을 잠재적으로 어렵게 한다. 따라서, 프랙탈 기하학적 형상에 기반한 특징부 패턴이 콘택트 렌즈의 후방 곡면의 비-광학 부분 또는 주변부 상에 또는 그 내에 형성될 수 있다. 이러한 특징부 패턴은 바람직하게는 증가된 눈물막 두께를 가능하게 하고, 이는 결국 이하에서 더욱 상세히 기술되는 바와 같은 눈 상에서의 콘택트 렌즈의 증가된 선형 이동(linear movement) 및 횡방향 펌핑(transverse pumping)을 포함하는, 하나 이상의 작용 메커니즘을 통해 눈물 교환을 개선한다.
위에서 기재된 바와 같이, 더 두꺼운 눈물막은 바람직하게는 증가된 선형 콘택트 렌즈 이동을 형성하고, 이는 결국 바람직하게는 눈물 교환을 개선한다. 콘택트 렌즈의 뒤쪽 표면과 각막 사이의 더 두꺼운 눈물막은 전단력을 낮추고 그럼으로써 콘택트 렌즈의 선형 이동을 더 용이하게 하는 역할을 한다. 이는 선형 이동이고 회전 이동이 아니며, 따라서 본 발명은 회전 배향을 필요로 하는 렌즈, 예를 들어 원환체(toric) 콘택트 렌즈를 포함하는, 임의의 유형의 콘택트 렌즈와 함께 이용될 수 있음에 주목하는 것이 중요하다. 또한, 특징부 패턴은 임의의 방향으로의 콘택트 렌즈의 이동을 제어하기 위해 콘택트 렌즈의 주변부 상의 위치에 관하여 최적화될 수 있음에 주목하는 것이 중요하다. 본질적으로, 콘택트 렌즈의 이동은 새로 공급된 또는 새 눈물이 특징부 패턴을 통해 콘택트 렌즈 아래로 이동하는 것을 가능하게 하여, 기존 눈물 내에 포함된 그리고 새로 공급된 또는 새 눈물 내로 포함되는 오염물의 확산은 물론 확산율의 증가가 있을 수 있다. 더욱 중요하게는, 확산 특성의 최적화가 있을 수 있다.
역시 위에서 기재된 바와 같이, 더 두꺼운 눈물막은 바람직하게는 횡방향 펌핑을 형성하고, 이는 결국 눈물 교환을 개선한다. 횡방향 펌핑에서, 새 눈물이 특징부 패턴을 통해 콘택트 렌즈 아래로 이동함에 따라, 콘택트 렌즈는 새로운 더 두꺼운 눈물막을 재분포되게 하고 그럼으로써 바람직하게는 기존 눈물막을 콘택트 렌즈 밑으로부터 나오게 하는 방식으로 렌즈 자신을 재위치시키는 경향을 가진다. 눈물 교환의 다른 메커니즘이 본 발명의 특징부 패턴의 사용으로 인해 일어날 수 있음에 주목하는 것이 중요하다.
프랙탈 기하학적 형상에 기반한 특징부 패턴이 본 명세서에 기술되지만, 임의의 적합한 패턴이 이용될 수 있음에 주목하는 것이 중요하다. 아주 단순화한다면, 프랙탈은 각각의 부분이 전체의 감소된 크기의 사본이거나 적어도 개략적으로 전체의 감소된 크기의 사본인 부분들로 분열될 수 있는 대강의 또는 파편화된 기하학적 형상으로서 정의될 수 있다. 이러한 특성은 자기-유사성(self-similarity)으로 알려져 있다. 더욱 구체적으로, 프랙탈은 임의로 작은 규모에서 미세 구조물을 포함하는 다수의 특징부를 가지며, 이는 유클리드 기하학(Euclidean geometry) 언어로 간단히 설명하기에는 너무 불규칙적이고, 이는 (적어도 개략적으로 또는 추계적으로) 자기-유사성이고, 이는 그의 위상적 치수(topological dimension)보다 큰 하우스도르프 치수(Hausdorff dimension)를 가지며, 이는 간단하고 재귀적인 정의를 갖는다. 근사한 프랙탈이 자연에서, 예를 들어 서리 결정, 눈송이, 구름 및 심지어 단층선과 산맥의 형태에서 발견될 수 있지만, 프랙탈 기하학적 형상에 기반한 인공 특징부 패턴이 콘택트 렌즈 아래의 눈물의 이동에 대한 바람직한 결과를 제공할 수 있을 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 광학 구역(206)이 그대로 유지되도록 콘택트 렌즈(200)의 후방 곡선 표면 상에서 주변 영역(204) 내에 형성된 일련의 특징부 패턴(202) 또는 특징부 패턴의 세트를 갖는 예시적인 콘택트 렌즈(200)가 예시되어 있다. 이들 특징부 패턴(202)은 이후에 상세히 기술되는 반복 함수 특징부를 이용하여 생성될 수 있다. 또한, 실제 특징부 패턴(202)은 역시 이후에 기술되는 바와 같은 임의의 적합한 제조 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
도 3은 콘택트 렌즈(300)의 후방 곡선 표면 상에서 단지 주변 영역(304)의 일부분 내에만 형성된 일련의 특징부 패턴(302) 또는 특징부 패턴의 세트를 갖는 다른 예시적인 콘택트 렌즈(300)를 예시하였다. 전술된 바와 같이, 특징부 패턴(302)은 콘택트 렌즈의 이동을 제어하는 데 최적화될 수 있으며, 이는 콘택트 렌즈(300) 상의 패턴(302)의 위치설정 및 패턴 자체의 변경을 포함한다. 달리 말하면, 특징부 패턴은 선형 및 회전 이동 둘 모두를 제어하는 데 최적화될 수 있다. 따라서, 원환체 콘택트 렌즈의 경우, 특징부 패턴은 회전 안정성을 제공하거나 제어하는 방식으로 설계되어 후방 곡선 표면 내로 통합될 수 있다. 역시, 광학 구역(306)은 그대로 유지된다.
공간 내의 각각의 지점에서 공식 또는 점화 관계의 이용(시간매개형 프랙탈(escape-time fractal)), 추계 과정, 예를 들어 브라운 운동(Brownian motion), 레비 비행(
Figure pat00001
flight), 스미기 클러스터(percolation cluster), 자기 회피 걷기(self avoiding walk), 프랙탈 풍경(fractal landscape) 및 브라운 트리(Brownian tree)(랜덤 프랙탈(random fractal))의 궤젝의 이용, 카오스(chaos)를 나타내는 초기-값 미분 방정식의 계의 맵(map) 또는 솔루션(solution)의 반복(기이한 끌개(strange attractor)), 문자열 재기입(string rewriting)의 이용(L-시스템), 및 반복 함수계를 포함하는, 프랙탈을 생성하기 위한 5가지의 통상적인 기술이 있다. 본 발명에 따르면, 프랙탈 패턴은 계의 각각의 함수가 집합에 작용하고 수축 맵핑(contraction mapping)인 반복 함수계를 이용하여 생성될 수 있다. 제1 반복에서, 함수들의 계는 단일 집합에 작용하여, 계의 각각의 함수에 대해 새로운 집합을 생성한다. 제2 반복에서, 함수들의 계는 새로운 집합에 작용하여, 계의 함수들 각각에 대해 그리고 이전 집합들 각각에 대해 새로운 집합을 생성한다. 반복은 임의의 횟수로 반복될 수 있다.
도 2 및 도 3에 예시된 예시적인 패턴은 반복 함수계를 이용하여 발생될 수 있다. 이러한 예시적인 계에서, 종자 집합(seed set)은 선분이며, 반복 함수계는 3개의 수축 맵핑을 포함한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 측도(metric), 즉 2개의 집합 사이의 거리는 임의의 2개의 집합 사이의 대칭차의 측정치인 것으로 정의되고, 여기서 동치 관계는 그의 대칭차가 0 측정치를 갖는 집합들에 대해 정의된다. 또한, 단일 집합의 측정치는 선분의 길이로서 정의된다.
집합 A와 B에 대한 거리 측도는 하기에 의해 정의된다.
[수학식 1]
d(A,B)= 측정치 (A 합집합 B - A 교집합 B) = 길이 A + 길이 B - 2개의 집합 사이의 공통 부분의 길이
함수 fi에 대해 채용된 맵핑은 하기에 의해 주어진다.
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서, i = 1, 2 및 3 이고, Ri < 1이다. Ri 및 θi는 fi에 대한 길이 및 각도 파라미터를 정의한다.
따라서, fi(A)는 하기에 의해 주어진다.
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, 이러한 선분에 대한 시작 값은 A에 대한 종료 지점이고, 직교 좌표계에서 선분에 대한 종료 값은 각각 x = real ( fi(A) ) 및 y = imag ( fi(A) )이다. 이들은 분명하게 수축 맵핑이고, 그러면 이러한 반복계는 프랙탈로 수렴할 것으로 알려져 있다. 그러나, 본 명세서에 기술된 특징부 패턴은 수렴되지 않는다.
대안의 예시적인 실시예에서, 반복 함수계는 램덤 요소에 의해 증대될 수 있다. 달리 말하면, 반복 함수계를 포함하는 함수 fi는 랜덤 방식으로 변경될 수 있다. 구체적으로, 함수의 길이 Ri 및 각도 θi 부분은 고정되기보다는 랜덤할 수 있다. 그러나, Ri는 수축 맵핑이 존재하도록 여전히 1 미만이어야 한다.
R1 = 0.99 및 θ1 = 1.10, R2 = 0.70 및 θ2 = 0.00, 및 R3 = 0.99 및 θ3 = -1.10에 대해 출력된 예와 함께 샘플 또는 예시적인 코드가 이하의 표에 주어지며, 도 2 및 도 3 각각에 그래픽으로 예시되어 있다. 패턴을 생성하기 위해 4회 반복을 실행하였다.
[표]
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
생성된 특징부 패턴은 광학 구역 외측의 콘택트 렌즈의 모든 부분에 반복하여 적용될 수 있거나, 콘택트 렌즈를 안정화시키는 것을 돕도록 단지 몇몇 또는 선택된 위치에만 배치될 수 있다. 달리 말하면, 특징부 패턴은 콘택트 렌즈의 주변부 둘레의 불연속적인 위치들에 및/또는 콘택트 렌즈의 주변부 둘레에 연속적으로 배치되거나 위치될 수 있다. 위치들은 바람직하게는 시뮬레이션 및 실험의 조합을 이용하여 결정된다. 달리 말하면, 콘택트 렌즈 이동은 더 두껍거나 더 얇은 눈물막의 구역들을 생성함으로써 조작될 수 있으며, 이는 회전 안정화 구역에 대한 필요성 없이 콘택트 렌즈를 안정화시키는 것을 돕도록 활용될 수 있다. 예를 들어, 이는 깜박이는 동안 생성되는 콘택트 렌즈 상의 토크를 상쇄시키는 소정의 위치들에 패턴을 배치함으로써 달성될 수 있다. 이는 원환체 콘택트 렌즈에 대해 특히 유리할 수 있다.
특징부 패턴이 생성되면, 이는 콘택트 렌즈로 전사되어야 한다. 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면 내로 특징부 패턴을 형성하거나 특징부 패턴을 절삭하기 위한 임의의 적합한 방법이 이용될 수 있다. 특징부 패턴은 단순히 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면 상에 인쇄되기보다는, 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면 내에 형성되거나 그 내로 절삭됨에 주목하는 것이 중요하다. 예를 들어, 특징부 패턴은 특징부 패턴을 가진 금형을 생성하기 위해 이용되는 공구로 전사되고 이어서 콘택트 렌즈가 현재 제조되는 방식과 동일한 방식으로 콘택트 렌즈를 캐스트 성형할 수 있다. 콘택트 렌즈를 형성하기 위한 공정이 제조업체마다는 물론 렌즈마다 다를 수 있으므로, 콘택트 렌즈는 당업계에 공지된 임의의 적합한 기술을 이용하여 제조될 수 있고, 특징부 패턴이 역시 당업계에 공지된 바와 같은 임의의 적합한 공정을 이용하여 콘택트 렌즈의 후방 곡선 표면 내로 통합될 수 있음에 주목하는 것이 중요하다.
특징부 패턴은 임의의 많은 콘택트 렌즈 내로 통합될 수 있다. 콘택트 렌즈는 일정 범위의 산소 투과성, 습윤성 및 편리성을 제공하는 임의의 많은 적합한 생체적합성 재료로부터 형성될 수 있다. 매일 착용 소프트 콘택트 렌즈, 컬러 소프트 콘택트 렌즈, 강성 기체 투과성(rigid gas permeable) 하드 콘택트 렌즈, 이중초점 콘택트 렌즈, 원환체 콘택트 렌즈 및 각막 재형성(corneal reshaping) 처리 콘택트 렌즈를 비롯한 많은 콘택트 렌즈 설계가 있다.
대안의 예시적인 실시예에서, 특징부 패턴은 눈의 외양을 향상시키도록 및/또는 향상된 눈물 교환과 향상된 외양 둘 모두를 제공하도록 역할한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 특징부 패턴은 그의 설계를 드러내도록 강조되고 및/또는 착색될 수 있다.
가장 실현가능하고 바람직한 실시예로 여겨지는 것이 도시되고 기술되지만, 기술되고 도시된 특정 설계 및 방법으로부터 벗어나는 것이 당업자에게 떠오를 것이고 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다는 것은 명백하다. 본 발명은 기술되고 예시된 특정 구성으로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위의 범주 내에 포함될 수 있는 모든 변형과 합쳐지도록 구성될 것이다.

Claims (16)

  1. 후방 곡선 표면, 전방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 구역을 갖는 콘택트 렌즈; 및
    상기 콘택트 렌즈의 상기 주변 구역 내에서 상기 후방 곡선 표면 내로 통합되며, 프랙탈 기하학적 형상(fractal geometry)에 기반한 적어도 하나의 특징부 패턴을 포함하는, 안과용 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 소프트 콘택트 렌즈를 포함하는, 안과용 기구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 강성 기체 투과성(rigid gas permeable) 하드 콘택트 렌즈를 포함하는, 안과용 기구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 원환체(toric) 콘택트 렌즈를 포함하는, 안과용 기구.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 특징부 패턴은, 계의 각각의 함수가 집합에 작용하고 수축 맵핑(contraction mapping)인 반복 함수계(iterated system function)를 이용하여 생성되는, 안과용 기구.
  6. 제1항에 있어서, 상기 특징부 패턴은 상기 콘택트 렌즈의 상기 후방 곡선 표면의 상기 주변 구역 내의 하나 이상의 불연속 위치 내로 통합될 수 있는, 안과용 기구.
  7. 제1항에 있어서, 상기 특징부 패턴은 상기 콘택트 렌즈의 상기 후방 곡선 표면의 상기 주변 구역 내로 연속적으로 통합될 수 있는, 안과용 기구.
  8. 제4항에 있어서, 상기 특징부 패턴은 회전 안정성을 제어하도록 상기 원환체 콘택트 렌즈의 상기 후방 곡선 표면 내로 통합되는, 안과용 기구.
  9. 후방 곡선 표면, 전방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 구역을 갖는 콘택트 렌즈; 및
    상기 콘택트 렌즈의 상기 주변 구역 내에서 상기 후방 곡선 표면 내로 통합되며, 랜덤 성분(random component)을 갖는 반복 함수계에 기반한 적어도 하나의 특징부 패턴을 포함하는, 안과용 기구.
  10. 제9항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 소프트 콘택트 렌즈를 포함하는, 안과용 기구.
  11. 제9항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 강성 기체 투과성 하드 콘택트 렌즈를 포함하는, 안과용 기구.
  12. 제9항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 원환체 콘택트 렌즈를 포함하는, 안과용 기구.
  13. 제9항에 있어서, 상기 특징부 패턴은 상기 콘택트 렌즈의 상기 후방 곡선 표면의 상기 주변 구역 내의 하나 이상의 불연속 위치 내로 통합될 수 있는, 안과용 기구.
  14. 제9항에 있어서, 상기 특징부 패턴은 상기 콘택트 렌즈의 상기 후방 곡선 표면의 상기 주변 구역 내로 연속적으로 통합될 수 있는, 안과용 기구.
  15. 제12항에 있어서, 상기 특징부 패턴은 회전 안정성을 제어하도록 상기 원환체 콘택트 렌즈의 상기 후방 곡선 표면 내로 통합되는, 안과용 기구.
  16. 후방 곡선 표면, 전방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 구역을 갖는 콘택트 렌즈를 형성하는 단계;
    적어도 하나의 특징부 패턴을 생성하는 단계;
    프랙탈 기하학적 형상에 기반한 상기 적어도 하나의 특징부 패턴을 상기 콘택트 렌즈의 상기 주변 구역 내에서 상기 후방 곡선 표면 내로 통합하는 단계를 포함하는, 안과용 기구를 제조하기 위한 방법.
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