KR20130098929A

KR20130098929A - 난시를 위한 다축 렌즈 설계

Info

Publication number: KR20130098929A
Application number: KR1020130021282A
Authority: KR
Inventors: 요나단 한센; 제임스 미찰스키; 씨. 벤자민 울리
Original assignee: 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-09-05
Also published as: JP2013178517A; AU2013200831A1; CA2807846C; BR102013004556A2; US20130222761A1; RU2559176C2; EP2634619A1; RU2013108835A; CA2807846A1; JP6490332B2; CN103293706A; SG193118A1; KR102021750B1; CN103293706B; US9046698B2; TWI570470B; TW201350963A

Abstract

원환체 콘택트 렌즈는 동심 환상 링들, 렌즈 중심으로부터의 거리의 함수로서 계속하여 변화하는 렌즈 설계 또는 단일 렌즈 상에 원주 축 구역들의 범위를 생성하기 위한 임의의 다른 함수를 이용한다.

Description

난시를 위한 다축 렌즈 설계{MULTI-AXIS LENS DESIGN FOR ASTIGMATISM}

본 발명은 원환체 콘택트 렌즈(toric contact lens)에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 원환체 축 오정렬에 대한 난시 환자의 민감성을 감소시키기 위해 다초점 축 성분을 그 설계에 통합하는 원환체 콘택트 렌즈에 관한 것이다.

근시 또는 근시안은 이미지로부터의 광선이 망막에 도달하기 전의 점에 초점이 맞춰지는 눈의 광학 또는 굴절 결함이다. 근시는 일반적으로 안구 또는 눈알이 너무 길거나 각막의 형상 또는 윤곽이 너무 가파르기(steep) 때문에 발생한다. 마이너스 굴절력 구면 렌즈(minus powered spherical lens)가 근시를 교정하는 데 이용될 수 있다. 원시 또는 원시안은 이미지로부터의 광선이 망막에 도달한 후의 또는 망막 후방의 점에 초점이 맞춰지는 눈의 광학 또는 굴절 결함이다. 원시는 일반적으로 안구 또는 눈알이 너무 짧거나 각막의 형상 또는 윤곽이 너무 편평하기(flat) 때문에 발생한다. 플러스 굴절력(plus powered) 구면 렌즈가 원시를 교정하는 데 이용될 수 있다. 난시는 눈이 점 객체(point object)를 망막 상의 초점맞춰진 이미지로 초점을 맞출 수 없는 것으로 인해 사람의 시력이 흐릿해지는 광학 또는 굴절 결함이다. 근시 및/또는 원시와는 달리, 난시는 안구 크기 또는 각막의 가파름과 관련되는 것이 아니라, 오히려 각막의 비정상적인, 비-회전적 대칭인 또는 비-구면인 곡률에 의해 야기된다. 온전한 각막은 구면인 반면, 난시를 가진 사람의 각막은 구면이 아니다. 달리 말하면, 각막이 실제로 다른 방향보다 하나의 방향으로 더 만곡되거나 가팔라서, 이미지가 점에 초점맞춰지기보다는 늘어지게 한다. 구면 렌즈보다는 원주 렌즈(cylindrical lens)가 난시를 해소하는 데 이용될 수 있다.

원환체 렌즈는 서로 수직한 2개의 배향으로 2개의 상이한 굴절력을 갖는 광학 요소이다. 본질적으로, 원환체 렌즈는 단일 렌즈 내에 형성시킨, 근시 또는 원시를 교정하기 위한 하나의 구면 굴절력 및 난시를 교정하기 위한 하나의 원주 굴절력을 갖는다. 이들 굴절력은 눈에 대해 유지되는 것이 바람직한 상이한 각도에서의 곡률에 의해 생성된다. 원환체 렌즈는 안경, 안내 렌즈(intraocular lens) 및 콘택트 렌즈에 이용될 수 있다. 안경 및 안내 렌즈에 사용되는 원환체 렌즈는 눈에 대해 고정된 상태로 유지되어, 항상 최적의 시력 교정을 제공한다. 그러나, 원환체 콘택트 렌즈는 눈 상에서 회전하는 경향이 있어서, 일시적으로 차선적인 시력 교정을 제공할 수 있다. 따라서, 현재 이용되는 원환체 콘택트 렌즈는 또한 착용자가 깜박이거나 주위를 둘러볼 때 콘택트 렌즈를 눈 상에서 비교적 안정하게 유지하기 위한 메커니즘을 포함한다.

원환체 콘택트 렌즈가 눈에 처음으로 배치된 때, 원환체 콘택트 렌즈가 그 자신을 자동적으로 위치시키거나 자동-위치설정(auto-position)하여야 하고, 그 후 원환체 콘택트 렌즈는 시간 경과에 따라 그 위치를 유지한다. 그러나, 원환체 콘택트 렌즈가 위치되면, 원환체 콘택트 렌즈는 깜박임 동안의 안검들뿐만 아니라 안검 및 눈물막 이동에 의해 콘택트 렌즈에 가해지는 힘으로 인해 눈 상에서 회전하는 경향이 있다. 원환체 콘택트 렌즈의 눈 상의 배향의 유지는 일반적으로 원환체 콘택트 렌즈의 기계적 특성을 변경함으로써 달성된다. 예를 들어, 콘택트 렌즈의 후방 표면에 대한 전방 표면의 탈중심화, 하위 콘택트 렌즈 주변부의 후화(thickening), 콘택트 렌즈의 표면 상의 함몰부 또는 융기부의 형성, 및 콘택트 렌즈 에지의 절단(truncating)을 포함하는 프리즘 안정화(prism stabilization)가 모두 이용되었던 방법이다.

보다 통상적인 안정화 기술들 각각은 그와 연관된 이점들 및 단점들을 갖는다. 이들 유형의 설계의 주요 단점은 이들이 콘택트 렌즈를 착용자의 눈 상에서의 정확한 위치로 배향시키기 위해 콘택트 렌즈의 두께 차이와 안검들의 상호작용에 의존한다는 것이다. 문제는 소위 플러스 굴절력 원환체 콘택트 렌즈에서 특히 심각하다.

현재 이용되는 원환체 콘택트 렌즈와 연관된 추가의 단점은 난시 환자들에게 적합하게 하는 데 요구되는 비교적 아주 많은 수의 원주 축 배치(cylindrical axis placement)이다. 달리 말하면, 원환체 콘택트 렌즈를 이용하는 난시 환자들에게 맞추기 위해, 아주 많은 수의 재고 관리 단위(stock keeping unit, SKU)가 요구된다.

따라서, 회전 안정화 요건에 대한 의존성이 감소되고, 또한 향상된 시력을 제공하기 위한 추가의 원주 굴절력을 부가하는 원환체 콘택트 렌즈를 설계하는 것이 유리할 것이다.

본 발명의 다축 원환체 렌즈 설계는 착용자의 눈 상에서 원환체 콘택트 렌즈를 배향시키고 그 배향을 유지하는 것과 연관된 다수의 단점을 극복한다.

일 태양에 따르면, 본 발명은 안과용 기구에 관한 것이다. 안과용 기구는, 눈 상에서 회전 안정성을 필요로 하는 콘택트 렌즈로서, 전방 곡선 표면, 후방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 안정화 구역을 갖는, 콘택트 렌즈, 및 광학 구역 내의 콘택트 렌즈의 전방 곡선 표면 또는 후방 곡선 표면 중 적어도 하나에 통합되는 하나 이상의 하위-구역(sub-zone)으로서, 서로 상이한 원주 축을 갖는, 하나 이상의 하위-구역을 포함한다.

다른 태양에 따르면, 본 발명은 안과용 기구를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은, 눈 상에서 회전 안정성을 필요로 하고 전방 곡선 표면, 후방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 안정화 구역을 갖는 콘택트 렌즈를 형성하는 단계, 및 광학 구역 내의 콘택트 렌즈의 전방 곡선 표면 또는 후방 곡선 표면 중 적어도 하나에 하나 이상의 하위-구역을 통합하는 단계를 포함하며, 하나 이상의 하위-구역은 서로 상이한 원주 축을 갖는다.

본 발명은 콘택트 렌즈 내에 형성된 임의의 적합한 기계적 안정화 특징부에 더하여 콘택트 렌즈 내에 설계된 다초점 축 성분을 가진 원환체 콘택트 렌즈에 관한 것이다. 달리 말하면, 일시적으로 축을 벗어나 위치되는 것을 보상하기 위해 그리고/또는 오직 회전 안정성을 유지하는 것만에 대한 의존성을 최소화하기 위해, 원환체 콘택트 렌즈는 광학 구역 내에서 변화하는 렌즈 설계 파라미터들로 설계될 수 있다. 따라서, 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈는 난시 환자들에게, 원환체 축 오정렬에 대한 환자의 민감성을 감소시키고 이에 의해 이어서 주어진 원환체 콘택트 렌즈 설계에 대한 회전 안정화 요건을 감소시키는 콘택트 렌즈를 제공한다.

예시적인 일 실시예에서, 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈 설계는 개별적인 설계 접근법을 나타내는 동심 환상 링(concentric annular ring)들을 이용한다. 다른 예시적인 실시예에서, 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈 설계는 연속적인 설계 접근법을 나타내는, 렌즈 중심으로부터의 거리의 함수로서 계속하여 또는 연속적으로 변화하는 렌즈 설계 파라미터를 이용한다. 그러나, 원주 축 구역들의 범위를 생성하기 위한 임의의 유형의 설계 수단 또는 함수가 본 발명에 따라 이용될 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 이러한 원주 축 구역들의 범위에 의해, 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈는 또한 통상적인 원환체 콘택트 렌즈 설계에 비해 난시 환자들에게 적합하게 하는 데 요구되는 원주 축 배치 또는 재고 관리 단위(SKU)의 수를 감소시킬 수 있다. 달리 말하면, 요구되는 SKU의 수가 낮춰질 수 있는데, 이는 단일 콘택트 렌즈 내에 원주 축 범위를 제공함으로써 원주 축 증분이 증가될 수 있기 때문이다.

본 발명의 원환체 콘택트 렌즈 설계는 낮은 수준의 난시의 교정에 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 더 높은 정도의 난시에 대해 시력을 향상시키는 데 선택적으로 이용될 수 있다. 이들 설계 파라미터 또는 변형은 난시 교정에 대한 능력의 임의의 변화 없이 콘택트 렌즈의 전방 또는 후방 곡선 표면 상에 구현될 수 있다.

본 발명의 원환체 콘택트 렌즈는 비용 또는 복잡성의 상당한 증가 없이 임의의 적합한 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 이러한 설계는 임의의 수 또는 유형의 콘택트 렌즈 또는 임의의 다른 렌즈, 예를 들어 안내 렌즈, 각막 인레이(corneal inlay), 각막 온레이(corneal onlay) 등에 구현될 수 있다.

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 본 발명에 따른 다초점 축 설계를 갖는 예시적인 제1 원환체 콘택트 렌즈의 도식적 표현.
<도 2>
도 2는 본 발명에 따른 다초점 축 설계를 갖는 예시적인 제2 원환체 콘택트 렌즈의 도식적 표현.
<도 3>
도 3은 본 발명에 따른 다초점 축 설계를 갖는 예시적인 제3 원환체 콘택트 렌즈의 도식적 표현.
<도 4>
도 4는 본 발명에 따른 다초점 축 설계를 갖는 예시적인 제4 원환체 콘택트 렌즈의 도식적 표현.

콘택트 렌즈 또는 콘택츠(contacts)는 간단히 눈 상에 배치되는 렌즈이다. 콘택트 렌즈는 의료 기구로 고려되며, 시력을 교정하고 및/또는 미용상 또는 다른 치료상의 이유로 착용될 수 있다. 콘택트 렌즈는 1950년대 이래로 시력을 개선하기 위해 상업적으로 이용되어 왔다. 초기 콘택트 렌즈는 경질 물질로부터 만들어지거나 제조되었고, 비교적 고가이며 부서지기 쉬웠다. 또한, 이들 초기 콘택트 렌즈는 콘택트 렌즈를 통한 결막 및 각막으로의 충분한 산소 투과를 허용하지 않는 물질로부터 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 물질로 만들어진 콘택트 렌즈보다 착용하기에 더욱 편안하다. 그러나, 이들 새로운 콘택트 렌즈가 완전하게 제한이 없는 것은 아니다.

현재 이용가능한 콘택트 렌즈는 여전히 시력 교정을 위한 비용 효과적인 수단이다. 얇은 플라스틱 렌즈는 근시 또는 근시안, 원시 또는 원시안, 난시, 즉 각막의 비구면성(asphericity), 및 노안, 즉 수정체의 조절 능력의 상실을 비롯한 시력 결함을 교정하기 위해 눈의 각막 위에 착용한다. 콘택트 렌즈는 다양한 형태로 이용가능하고, 상이한 기능성을 제공하기 위해 다양한 물질로 제조된다. 매일 착용 소프트 콘택트 렌즈는 전형적으로 산소 투과성을 위해 물과 조합된 연질 중합체-플라스틱 물질로부터 제조된다. 매일 착용 소프트 콘택트 렌즈는 일일 착용 일회용(daily disposable) 또는 연속 착용 일회용(extended wear disposable)일 수 있다. 일일 착용 일회용 콘택트 렌즈는 보통 하루 동안 착용되고 그 후 버려지지만, 연속 착용 일회용 콘택트 렌즈는 보통 최대 30일의 기간 동안 착용된다. 컬러 소프트 콘택트 렌즈는 상이한 기능성을 제공하기 위해 상이한 물질을 사용한다. 예를 들어, 가시성 색조(visibility tint) 콘택트 렌즈는 착용자가 떨어뜨린 콘택트 렌즈를 찾아내는 것을 돕기 위해 약한 색조를 사용하고, 강화 색조(enhancement tint) 콘택트 렌즈는 착용자의 자연스러운 눈 색상을 향상시키도록 의도된 반투명한 색조를 가지며, 컬러 색조(color tint) 콘택트 렌즈는 착용자의 눈 색상을 변화시키도록 의도된 더 어두운 불투명한 색조를 포함하고, 광 여과 색조(light filtering tint) 콘택트 렌즈는 다른 색상을 약화시키면서 소정의 색상을 향상시키는 기능을 한다. 강성 기체 투과성 하드 콘택트 렌즈는 실리콘 중합체로부터 제조되지만, 소프트 콘택트 렌즈보다 더욱 강성이고 따라서 그의 형상을 유지하고 더욱 내구성이 있다. 이중 초점 콘택트 렌즈는 특히 노안을 가진 환자를 위해 설계되고, 소프트 및 강성 종류 둘 모두로 이용가능하다. 원환체 콘택트 렌즈는 특히 난시를 가진 환자를 위해 설계되고, 역시 소프트 및 강성 종류 둘 모두로 이용가능하다. 상기의 상이한 양태들을 조합하는 조합 렌즈, 예를 들어 하이브리드(hybrid) 콘택트 렌즈가 또한 이용가능하다.

본 발명의 목적을 위해, 콘택트 렌즈는 적어도 2개의 별개의 영역에 의해 한정된다. 내부 영역 또는 광학 구역으로부터 시력 교정이 얻어지며, 콘택트 렌즈의 외부 주변 구역은 눈 상에서의 콘택트 렌즈의 기계적 안정성을 제공한다. 일부 경우, 또는 콘택트 렌즈 설계에서, 내부 광학 구역과 외부 주변 구역 사이에 위치된 중간 구역 또는 영역이 2개의 전술된 구역을 불연속성이 발생하지 않도록 매끄러운 방식으로 혼합하기 위해 사용될 수 있다. 콘택트 렌즈는 또한 전방 표면 또는 표면 굴절력, 후방 곡선 또는 기부 곡선 및 에지에 의해 한정된다.

내부 영역 또는 광학 구역은 시력 교정을 제공하며, 근시 또는 원시의 단일 시력 교정, 난시 시력 교정, 이중 초점 시력 교정, 다초점 시력 교정, 맞춤 교정 또는 시력 교정을 제공할 수 있는 임의의 다른 설계와 같은 특정 요구에 대해 설계된다. 외부 주변부 또는 주변 구역은 중심화 및 배향을 포함하는 눈 상에서의 콘택트 렌즈의 안정화를 제공한다. 배향 안정화는 광학 구역이 난시 교정 및/또는 고위 수차(high order aberration) 교정과 같은 비-회전적 대칭 특징부를 포함할 때 필수적이다. 중간 영역 또는 구역은 광학 구역과 주변 구역이 접곡선(tangent curve)으로 혼합되는 것을 보장한다. 광학 구역 및 주변 구역은, 비록 때때로 이들의 설계가 특정 요건이 필요할 때 깊게 관련되기는 하지만, 독립적으로 설계될 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 예를 들어, 난시 광학 구역을 가진 원환체 렌즈의 설계는 콘택트 렌즈를 눈 상의 사전결정된 배향으로 유지하기 위한 특정 주변 구역을 필요로 할 수도 있다.

원환체 콘택트 렌즈는 구면 콘택트 렌즈와 상이한 설계를 갖는다. 원환체 콘택트 렌즈의 광학 구역 부분은 그 내에, 일반적으로 서로 직각인 곡률로 생성된 구면 및 원주의 2가지 굴절력을 갖는다. 굴절력들은 요구되는 난시 시력 교정을 제공하기 위해 눈 상에서 원주 축의 특정 각도에서의 위치를 유지하는 것을 필요로 한다. 원환체 콘택트 렌즈의 기계적 또는 외부 주변 구역은 전형적으로 눈 상에 착용된 상태에서 원주 또는 난시 축을 제위치로 적절하게 회전 및 배향시키기 위한 안정화 수단을 포함한다. 콘택트 렌즈가 이동할 때 또는 콘택트 렌즈가 삽입될 때 콘택트 렌즈를 그의 적절한 위치로 회전시키는 것은 원환체 콘택트 렌즈를 생성함에 있어서 중요하다.

소정의 원환체 콘택트 렌즈 설계는 눈 상에서의 렌즈 회전 안정성을 확립하기 위해 자연적인 안검 압력 또는 장력 및 콘택트 렌즈 주변부 내의 특정 두께 변동에 의존하는 안정화 기술을 이용한다. 이들 콘택트 렌즈는 렌즈 삽입 후에 눈 상에서 신속하게 배향되고, 눈 이동 전반에 걸쳐 회전 안정성을 유지한다. 콘택트 렌즈는 눈이 개방될 때 콘택트 렌즈를 제위치로 능동적으로 균형잡고 콘택트 렌즈가 위치를 벗어나 회전하는 경우 이를 신속하게 재정렬시키기 위해 안검들과 상호작용한다. 그러나, 일시적으로 축을 벗어나 위치되는 것을 보상하기 위해 그리고/또는 오직 회전 안정성을 유지하는 것만에 대한 의존성을 최소화하기 위해, 원환체 콘택트 렌즈는 이후 상세히 논의되는 바와 같이 광학 구역 내에서 변화하는 설계 파라미터들로 설계될 수 있다.

본 발명은 주변 구역 내에 형성되거나 설계된 잠재적인 기계적 안정화 특징부에 더하여 콘택트 렌즈 내에 형성되거나 설계된 다초점 축 성분을 가진 원환체 콘택트 렌즈에 관한 것이다. 임의의 적합한 기계적 안정화 구역이 이용될 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈는 난시 환자들에게, 원환체 축 오정렬에 대한 환자의 민감성을 감소시키고 이에 의해 이어서 주어진 원환체 콘택트 렌즈 설계에 대한 회전 안정화 요건을 감소시키는 콘택트 렌즈를 제공한다. 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈 설계는 원주 축이 인접한 환상부들 간에서 변화하는 동심 환상 링들, 렌즈 중심으로부터의 거리의 함수로서 계속하여 또는 연속적으로 변화하는 렌즈 설계 파라미터인 원주 축, 또는 원주 축 구역들의 범위를 생성하기 위한 임의의 대안적인 설계 수단을 이용한다. 이러한 원주 축 구역들의 범위에 의해, 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈는 또한 통상적인 원환체 콘택트 렌즈 설계에 비해 난시 환자들에게 적합하게 하는 데 요구되는 원주 축 배치 또는 재고 관리 단위(SKU)의 수를 감소시킬 수 있다. 달리 말하면, 요구되는 SKU의 수가 낮춰질 수 있는데, 이는 단일 렌즈 내에 원주 축 범위를 제공함으로써 원주 축 증분이 증가될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 5도 또는 10도 증분보다는, 20도 증분이 이용될 수 있다. 본질적으로, 이러한 설계는 낮은 수준의 난시의 교정에 이용될 수 있으며, 또한 더 높은 난시량에 대해 시력을 향상시키는 데 선택적으로 이용될 수 있다. 이들 설계 파라미터는 난시 교정의 임의의 변화 없이 콘택트 렌즈의 전방 또는 후방 표면 또는 곡선 상에 구현될 수 있다.

예시적인 제1 실시예에 따르면, 콘택트 렌즈의 광학 구역을 2개의 광학 굴절력, 즉 환자의 기본 처방의 굴절성 구면 성분에 대응하는 제1 광학 굴절력 및 환자의 기본 처방 또는 그 일부의 원주 굴절력에 대응하는 제2 광학 굴절력을 각각 갖는 영역들로 분할하기 위해, 교번하는 동심 링들이 이용된다. 도 1은 예시적인 제1 실시예에 따른 원환체 콘택트 렌즈(100)를 예시한다. 예시적인 원환체 콘택트 렌즈(100)는 콘택트 렌즈 에지(102), 당업계에 알려진 바와 같은 임의의 적합한 안정화 특징부를 포함하는 주변 구역(104) 및 광학 구역(106)을 포함한다. 광학 구역(106)은 공칭 원주 축 자오선(nominal cylinder axis meridian)(114)에서 굴절성 구면 및 원주 성분들을 포함하는 중심 디스크(120), 및 다수의 교번하는 동심 환상 링들 또는 밴드들(108, 110, 112)을 포함한다. 링들 또는 밴드들의 수는, 밴드들 간에 전이하는 눈/뇌의 능력 및 동공과의 정렬의 정도뿐만 아니라 제조 능력을 포함하는 다수의 인자에 좌우되어 변동될 수 있다. 각각의 동심 환상 링(108, 110, 112)은 상이한 원주 축을 가지며, 공칭 축 자오선(114), 하부 경계 자오선(116) 및 상부 경계 자오선(118), 또는 2개의 경계 자오선들 사이의 임의의 축 자오선을 생성하도록 교번하여, 원환체 콘택트 렌즈(100)는 복수의 동심 환상 링(108, 110, 112)에 의해 제공되는 다초점 효과로 인해 회전적으로 둔감해진다.

더욱 구체적으로, 교번하는 동심 링들(108, 110, 112)은 상이한 축들을 따른 원주 굴절력들의 광학 구역(106) 내에서의 영역을 생성한다. 예를 들어, 환자의 공칭 원주 축이 45도인 경우, 하부 경계 축은 30도일 수 있고 상부 경계 축은 60도일 수 있다. 따라서, 이러한 환자의 경우, 광학 구역(106)의 제1 특정 면적 비율은 그 또는 그녀의 공칭 원주 굴절력 축을 가질 것이고, 광학 구역(106)의 제2 특정 면적 비율은 그 또는 그녀의 공칭 원주 굴절력 축 위로 15도에 있을 것이며, 광학 구역의 제3 특정 면적 비율은 그 또는 그녀의 공칭 원주 굴절력 축 아래로 15도에 있을 것이다. 이 범위는 + 90도 내지 - 90도일 수 있는데, 바람직하게는 +/- 5도 내지 +/- 10도이다. 그에 더하여, 면적들이 또한 변동될 수 있다. 달리 말하면, 각각의 축에 대한 광학 구역의 비율이 이후 상세히 설명되는 바와 같이 변동될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 연속적으로 변화하는 원환체 렌즈 축은 콘택트 렌즈 중심으로부터의 거리의 함수로서 실현될 수 있으며, 여기서 콘택트 렌즈 중심으로부터의 임의의 주어진 거리에서, 그 점에서의 굴절력 프로파일은 2가지의 광학 굴절력, 즉 환자의 기본 처방의 굴절성 구면 성분에 대응하는 제1 광학 굴절력 및 환자의 기본 처방 또는 그 일부의 원주 굴절력에 대응하는 제2 광학 굴절력을 가질 것이다. 도 2는 이러한 예시적인 실시예에 따른 원환체 콘택트 렌즈(200)를 예시한다. 예시적인 원환체 콘택트 렌즈(200)는 콘택트 렌즈 에지(202), 당업계에 알려진 바와 같은 임의의 적합한 안정화 특징부를 포함하는 주변 구역(204) 및 광학 구역(206)을 포함한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 광학 구역(206)은 콘택트 렌즈 중심(216)으로부터 진폭이 변화하는 연속 함수(214)에 의해 모두 한정되는 공칭 축 자오선(208), 하부 경계 축 자오선(210) 및 상부 경계 축 자오선(212)을 포함한다. 이러한 영역을 생성하는 것의 개념은 전술된 예시적인 실시예에서와 동일한 것이며, 개별적인 방식으로보다는 연속적인 방식으로 실현된다.

이러한 콘택트 렌즈 설계의 구면 및 원주 굴절력들은 또한 주어진 처방에 대해 피사계 심도(depth-of-field) 효과를 추가로 향상시키기 위해 렌즈 중심으로부터의 거리의 함수로서 변동될 수 있다. 비구면 표면이 또한 콘택트 렌즈의 피사계 심도 효과를 향상시키기 위해 원환체 곡선 상에 중첩될 수 있다. 본 발명의 렌즈는 본 명세서에 기술된 바와 같이 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈일 수 있다.

본 발명에 따른 원환체 콘택트 렌즈의 원주 축 오배향에 대한 민감성을 결정하기 위해, 회전된 구역 원환체 분석이 수행되었다. 이러한 예 또는 분석에서, 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈가 표준 원환체 콘택트 렌즈와 비교하여 어떻게 수행되는지를 알아보기 위해, 고정된 회전 각도 θ가 변화된 원주 굴절력과 함께 이용되었다. 3가지의 시험 경우 또는 처방이 이하의 표 1에 요약된 바와 같이 분석에 이용되었다.

[표 1]

분석은 0도 내지 5도로 회전된 콘택트 렌즈로 수행되었다. 도 3은 이러한 분석을 수행하는 데 이용된 예시적인 제1 실시예의 환상 링 개념에 따라 설계된 원환체 콘택트 렌즈의 광학 구역(300)을 예시한다. 예시된 바와 같이, 광학 구역(300)은 제1 구역(302), 제2 구역(304), 및 제3 구역(306)을 포함하며, 각각의 구역은 전술된 바와 같은 그들 자신의 원주 축을 갖고, 상부 경계 축 자오선(308), 하부 경계 축 자오선(310), 및 공칭 축 자오선(312)을 생성한다. 상부 및 하부 경계 축 자오선(308, 310)은 공칭 축 자오선(312)으로부터 + θ도 및 - θ도에 있다. 중심 또는 제1 구역(302)은 광학 구역(300)의 면적의 약 50%이고, 제1 구역(302) 둘레의 링 또는 제2 구역(304)은 광학 구역(300)의 약 25%이며, 제2 구역(304) 둘레의 링 또는 제3 구역(306)은 광학 구역(300)의 약 25%이다. 따라서, 콘택트 렌즈가 환자의 눈 상에 적절하게 안착되면 환자는 적절하게 정렬된 약 50%의 광학 구역(300)을 가질 것인 반면, 콘택트 렌즈가 + θ도만큼 회전되면 광학 구역(300)의 약 25%가 적절하게 정렬될 것이고 광학 구역(300)의 약 25%가 2θ도만큼 오정렬될 것이며 광학 구역의 약 50%가 θ도만큼 오정렬될 것이고, 콘택트 렌즈가 - θ도만큼 회전되면 광학 구역(300)의 약 25%가 적절하게 정렬될 것이고 광학 구역(300)의 약 25%가 2θ도만큼 오정렬될 것이다. 또한, 이러한 분석에서, 5 ㎜ 광학 구역이 5 ㎜ 동공에 정합된다. 콘택트 렌즈는 INT 표면을 사용하여 코드 V로 표면 모델링된다. 분석의 결과가 이하의 표 2에 제시되어 있다.

[표 2]

분석의 결과로부터, -0.75 D의 원주를 가진 회전된 구역 원환체 설계의 계산된 시력 능력인 계산된 VA는 표준 원환체 콘택트 렌즈의 것과 실질적으로 동등하였다. 더 높은 원주 굴절력을 가진 회전된 구역 원환체 설계의 계산된 VA 능력은 콘택트 렌즈가 적용된 회전 오차를 가졌든 갖지 않았든 간에 표준 원환체 렌즈 콘택트 렌즈의 것보다 약 1 내지 1.5 시표(letter)로 약간 나빠졌다. 회전된 구역 원환체 설계의 RMS 스폿 크기(spot size) 능력은 콘택트 렌즈가 적용된 회전 오차를 가졌든 갖지 않았든 간에 평가된 모든 원주 축에 대해 표준 원환체 렌즈의 것에 비해 약 30% 내지 약 300% 범위로 열등하였다. 회전된 구역 원환체 설계의 도당 3-12 사이클에 걸쳐 평가된 면적 가중된 MTP 능력은 콘택트 렌즈가 회전 오차를 가졌든 갖지 않았든 간에 평가된 모든 원주 값에 대해 표준 원환체 콘택트 렌즈의 것에 비해 약 10% 이상 열등하였다.

본 발명에 따른 원환체 콘택트 렌즈의 회전 오차에 대한 민감성을 결정하기 위해, 제2 회전된 구역 원환체 분석이 수행되었다. 이러한 예 또는 분석에서, 본 발명의 원환체 콘택트 렌즈가 표준 원환체 콘택트 렌즈와 비교하여 어떻게 수행되는지를 알아보기 위해, 콘택트 렌즈는 원주가 고정된 상태에서 5도 증분으로 0 내지 30도로 회전되었다. 원환체 콘택트 렌즈 처방이 이하의 표 3에 주어져 있다.

[표 3]

분석은 5도 증분으로 0 내지 30도로 회전된 콘택트 렌즈로 수행되었다. 도 4는 이러한 분석을 수행하는 데 이용된 예시적인 제1 실시예의 환상 링 개념에 따라 설계된 원환체 콘택트 렌즈의 광학 구역(400)을 예시한다. 예시된 바와 같이, 광학 구역(400)은 제1 구역(402), 제2 구역(404), 및 제3 구역(406)을 포함하며, 각각의 구역은 전술된 바와 같은 그들 자신의 원주 축을 갖고, 상부 경계 축 자오선(408), 하부 경계 축 자오선(410), 및 공칭 축 자오선(412)을 생성한다. 상부 및 하부 경계 축 자오선(408, 410)은 공칭 축 자오선(412)으로부터 + θ도 및 - θ도에 있다. 중심 또는 제1 구역(402)은 광학 구역(400)의 면적의 약 50%이고, 제1 구역(402) 둘레의 링 또는 제2 구역(404)은 광학 구역(400)의 약 25%이며, 제2 구역(404) 둘레의 링 또는 제3 구역(406)은 광학 구역(400)의 약 25%이다. 따라서, 콘택트 렌즈가 환자의 눈 상에 적절하게 안착되면 환자는 적절하게 정렬된 약 50%의 광학 구역(400)을 가질 것인 반면, 콘택트 렌즈가 + θ도만큼 회전되면 광학 구역(400)의 약 25%가 적절하게 정렬될 것이고 광학 구역(400)의 약 25%가 2θ도만큼 오정렬될 것이며 광학 구역의 약 50%가 θ도만큼 오정렬될 것이고, 콘택트 렌즈가 - θ도만큼 회전되면 광학 구역(400)의 약 25%가 적절하게 정렬될 것이고 광학 구역(400)의 약 25%가 2θ도만큼 오정렬될 것이다. 또한, 이러한 분석에서, 5 ㎜ 광학 구역이 5 ㎜ 동공에 정합된다. 콘택트 렌즈는 INT 표면을 사용하여 코드 V로 표면 모델링된다. 분석의 결과가 이하의 표 4에 제시되어 있다.

[표 4]

[표 4 계속]

분석의 결과로부터, 5도 회전의 회전된 원환체 설계의 계산된 시력 능력인 계산된 VA는 0.5 미만의 시표 차이로 표준 원환체 콘택트 렌즈의 것과 동등하였다. 10도 이상의 회전 값을 가진 회전된 구역 원환체 설계의 계산된 VA 능력은 동일한 회전 각도를 가진 표준 원환체 콘택트 렌즈의 것보다 약 1 내지 2.75 시표로 약간 나빠졌다. 회전된 구역 원환체 설계의 RMS 스폿 크기 능력은 모든 각도의 회전 값에 대해 표준 원환체 렌즈의 것에 비해 약 30% 내지 300% 범위로 열등하였다. 회전된 구역 원환체 설계의 도당 3-12 사이클에 걸쳐 평가된 면적 가중된 MTF 능력은 5도 초과의 모든 회전 값에 대해 표준 원환체 콘택트 렌즈의 것에 비해 약 10% 이상 열등하였다. MTF 능력은 계산된 VA 능력과 아주 밀접하게 상관된다.

계산된 VA가 통상적인 원환체 콘택트 렌즈에 대한 것보다 낮지만, 눈 상에서의 콘택트 렌즈 회전으로 인한 계산된 VA의 변화(시력 변동)는 회전된 구역 원환체 콘택트 렌즈 설계에 대해 더 작을 수 있다. 이는 높은 원주 수준(표 2 참조)에서 그리고 더 높은 회전 각도 수준(표 4 참조)에 대해 확인될 수 있다.

본 발명의 회전된 구역 원환체 렌즈 설계는 향상된 원환체 렌즈 설계 능력을 제공하기 위해 기계적 안정화 특징부와 조합되어 이용될 수 있다. 이들 설계는 구역 경계에서 발생하는 불연속적인 표면으로 인해 표준 원환체 렌즈보다 제조 및 시험하기가 더 어려울 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

눈 상에서 회전 안정성을 필요로 하는 콘택트 렌즈로서, 전방 곡선 표면, 후방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 안정화 구역을 갖는, 상기 콘택트 렌즈; 및
상기 광학 구역 내의 상기 콘택트 렌즈의 상기 전방 곡선 표면 또는 상기 후방 곡선 표면 중 적어도 하나에 통합되는 하나 이상의 하위-구역(sub-zone)으로서, 서로 상이한 원주 축(cylindrical axis)을 갖는, 상기 하나 이상의 하위-구역을 포함하는, 안과용 기구.
제1항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 원환체(toric) 콘택트 렌즈를 포함하는, 안과용 기구.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 하위-구역은 공칭 원주 축(nominal cylinder axis)에서 굴절성 구면 및 원주 굴절력들을 갖는 중심-디스크(central-disc) 및 상기 공칭 원주 축으로부터 오프셋된 원주 축들에서 굴절성 구면 및 원주 굴절력들을 가진 다수의 교번하는 동심 환상 밴드를 포함하는, 안과용 기구.
제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 하위-구역은 사전결정된 상기 광학 구역의 면적을 포함하는, 안과용 기구.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 하위-구역은 상기 광학 구역의 중심으로부터 진폭이 변화하는 연속 함수에 의해 모두 한정되는 공칭 축 자오선(nominal axis meridian), 하부 경계 축 자오선 및 상부 경계 축 자오선을 포함하는, 안과용 기구.
제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 하위-구역은 사전결정된 상기 광학 구역의 면적을 포함하는, 안과용 기구.
제1항에 있어서, 상기 주변 안정화 구역은 눈 상에서 상기 콘택트 렌즈를 배향시키고 회전적으로 안정화시키기 위한 수단을 포함하는, 안과용 기구.
눈 상에서 회전 안정성을 필요로 하고, 전방 곡선 표면, 후방 곡선 표면, 광학 구역 및 주변 안정화 구역을 갖는 콘택트 렌즈를 형성하는 단계; 및
상기 광학 구역 내의 상기 콘택트 렌즈의 상기 전방 곡선 표면 또는 상기 후방 곡선 표면 중 적어도 하나에 하나 이상의 하위-구역을 통합하는 단계를 포함하며,
상기 하나 이상의 하위-구역은 서로 상이한 원주 축을 갖는, 안과용 기구를 제조하기 위한 방법.
제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 하위-구역을 상기 전방 곡선 표면 또는 상기 후방 곡선 표면 중 적어도 하나에 통합하는 단계는 공칭 원주 축에서 굴절성 구면 및 원주 굴절력들을 갖는 중심-디스크 및 상기 공칭 원주 축으로부터 오프셋된 원주 축들에서 굴절성 및 원주 굴절력들을 가진 다수의 교번하는 환상 밴드를 형성하는 단계를 포함하는, 안과용 기구를 제조하기 위한 방법.
제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 하위-구역을 상기 전방 곡선 표면 또는 상기 후방 곡선 표면 중 적어도 하나에 통합하는 단계는 상기 광학 구역의 중심으로부터 진폭이 변화하는 연속 함수에 의해 모두 한정되는 공칭 축 자오선, 하부 경계 축 자오선 및 상부 경계 축 자오선을 형성하는 단계를 포함하는, 안과용 기구를 제조하기 위한 방법.