KR20140072215A - 시력 개선용 렌즈 - Google Patents

Abstract

시력의 "범용 개선"이 각막의 전방 굴절면의 형상을 원시력(遠視力)의 교정을 달성하도록 필요한 곡률 조절이 부과된 이상적인 "거북등" 형상으로 효과적으로 변경하여 달성된다. 일 실시예에 따라, 각막은 실제로 각막 수술, 바람직하게 레이저 절제 수술을 통해 거북등 형상으로 형성된다. 제 2 실시예에 따라, 그 전면이 원하는 거리로 교정된 이상적인 거북등 형상을 가진 콘택트 렌즈가 각막 위에 배치된다.

Description

시력 개선용 렌즈{APPARATUS FOR UNIVERSAL IMPROVEMENT OF VISION}

본 발명은 일반적으로 눈의 시력을 개선하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 이하에서 "범용 개선"으로 불리는 모든 거리에서 시력을 개선하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

인간 시력에 가장 일반적인 결함은 눈이 망막 상의 공통 초점에 입사광을 포커스하는 능력이 없다는 데에 기인한다. 예를 들어, 근시는 눈이 망막 전방에 입사광의 초점을 맞추도록 할 수 있고, 원시는 눈이 망막의 후방에 입사광의 초점을 맞추도록 할 수 있고, 난시는 눈이 공통 초점을 가지지 못하도록 할 수 있다. 광학 과학자들은 자주 수직인 메이저 축과 마이너 축에 의해 정의되는 타원체의 일부로 각막을 모델링한다.

오늘날, 시력은 일반적으로 두 가지 방법: 렌즈를 눈 앞에(예를 들어, 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈) 또는 눈 안에(예를 들어, 안구 내 렌즈) 배치하는 것 중 하나에 의해 개선된다. 한편, 각막의 효과적인 외부 표면 형상은 레이저 절제술 또는 각막의 전방 표면의 형상을 변형하는 다른 외과적 수단에 의해 변화된다. 시력 교정을 위한 그러한 외과적 처치는 보통 각막의 면 곡률을 증가시키거나 감소시키는 것을 지향한다. 일부 처치는 각막 형상을 더욱 구형이 되도록 만드는 것이고, 다른 것들은 각막 형상을 "평균" 타원으로 변화하도록 하는 것이거나, 보다 최근에는 눈의 "더 높은 수차"에 대하여 교정하려는 방법론인 파면 분석에 의해 교정하도록 하는 것이다.

콘택트 렌즈 또는 안경은 눈에서 상이한 거리에 있는, 즉 예를 들어 비교적 눈에서 가까운 피사체나, 눈에서 멀리 배치되는 피사체에 대하여 시력 교정을 제공하고 있다. 이에 대하여, 착용자가 상이한 거리에서 피사체를 볼 수 있도록 하기 위해 렌즈의 상이한 구역(zone)에 상이한 렌즈 파워가 제공되었다. 통상적인 "다초점" 콘택트 렌즈는 렌즈의 표면 위에 파워 차이가 있는 상이한 영역(area) 또는 구역이 존재하는 렌즈이다. 그러한 구역은 렌즈 상에 형성된 상이한 파워의 구형 세그먼트와 구형 반달 모양으로 설계되었다. 그러한 렌즈가 임의의 거리에서 시력 교정을 제공하였더라도, 거리 굴절 에러와 함께 다중 레벨의 깊이 교정을 필요로 하는 눈을 위하여 자연 시력을 회복하기에 충분한 범용 시력 개선을 제공하지는 않았다. 또한, 모든 거리에서 시력 교정을 제공하기 위해, 수직 위치에 따라 곡률이 계속 변화하는 중심 광학 영역이 형성되는 가변 포커스 안경 렌즈가 제공되었다. 그러나 착용자는 거리를 조절하기 위하여 그의 머리를 올리거나 내려야 한다. 일부 콘택트 렌즈 디자인은 전면에 별개의 밴드 모양으로 2개 이상의 굴절력 구역을 제공한다. 이 렌즈는 눈꺼풀(lid) 위치에 따라서 위치가 이동한다. 이동하는 디자인으로 선명한 시력을 제공하기 위하여, 착용자는 보이는 피사체의 거리를 조절하기 위하여 마찬가지로 그의 머리를 올리거나 내려야 한다. 착용자가 그러한 조정을 해야한다는 것은 최적이라고 할 수 없다.

착용자에 의한 어떤 외부의 물리적 움직임에 대한 필요 없이 범용 시력 개선을 제공하는 것이 바람직하다.

미국 특허 제5,807,381호에 개시된 표면 모델링 기술에 따른 임상적 측정의 분석을 사용하여, 본 출원인은, 이상적인 "거북등" 형상을 가지는 눈의 각막은 그 표면 곡률이 결함 있는 원시력(distance vision)을 위해서만 교정하도록 수정되는 경우 범용 시력 개선을 보이는 것을 발견하였다. 여기서 사용된 "거북등" 형상은 코에 가장 가까운 에지에 놓인 포인트에서 가장 평평한 표면 곡률을 보이는 것으로 이해되며, 이 경우 표면 곡률은 각막 위에서 상기 포인트부터 중심 포인트까지 1/2-경선(meridian)을 따라 결정된다. 상방으로 그리고 각막의 둘레 주위로 이동하면서, 표면 곡률은 각막의 수직 단부에서 최대에 도달할 때까지 계속해서 증가할 것이다. 그 다음 표면 곡률은 코에서 가장 먼 각막의 에지에서 중간값에 도달할 때까지 계속해서 감소하고, 각막의 수직 최하단에서 최대까지 계속해서 증가하고, 코에 가장 가까운 각막의 에지에서 그 최소값으로 리턴할 때까지 계속해서 감소할 것이다.

일 실시예에 따르면, 각막은 실제로 각막 외과 수술, 바람직하게 레이저 절제 수술을 통해 요구되는 형상으로 형성된다. 제 2 실시예에 따르면, 원하는 원시력을 가지고 그 전면에 이상적인 거북등 형상으로 조절된 콘택트 렌즈가 각막 위에 배치된다.

본 발명에 의하면, 시력의 범용 개선은 각막의 형상을 이상적인 거북등 형상으로 효과적으로 변경하는 것에 의해 달성되며, 관심 있는 떨어진 물체에 대한 시력 교정을 달성하기 위해 필요한 곡률 조절이 이루어진다.

전술한 간략한 설명과 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 제시되는 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1 은 각막의 레이저 절제 또는 적절하게 성형된 교정 렌즈를 통하여 본 발명에 따라 시력 교정을 달성하는 방법을 도시한 블럭도;
도 2 는 각막 이미지 캡쳐 시스템으로 얻어진 바와 같은 포인트 구름(point cloud)의 평면도를 나타내는 개략도;
도 3 은 복수의 스플라인(spline)를 도시하고 포인트 구름의 데이터 포인트를 통해 그들이 어떻게 연결되었는 지를 도시하는 도 2에 유사한 개략 평면도;
도 4는 어떻게 특징화 커브가 생성되었는 지를 도시하는 각막 매칭 표면의 사시도;
도 5 는 3mm 지름 각막의 축 포커스 산란을 예시하는 도면;
도 6 은 도 5 에 상응하는 방사상 포커스 산란을 도시하는 도면;
도 7 은 5mm 지름 각막의 축 포커스 산란을 예시한 도면;
도 8 은 도 7 에 상응하는 방사상 포커스 산란을 도시한 도면;
도 9 는 7mm 지름 각막의 축 포커스 산란을 예시한 도면;
도 10 은 도 9에 상응하는 방사상 포커스 산란을 도시한 도면;
도 11 은 중심 축에 대한 직교화에 의해 각막 모델을 수정하는 방법을 나타낸 도면;
도 12 는 분산된 직교화의 개념을 도시한 도면;
도 13 ~ 15 는 반점의 전면 상에 각각 나선형, 로즈, 및 듀얼 로즈 패턴으로 분산된 72개의 포커스 포인트 P를 나타낸 반점의 평면도; 및
도 16 은 범용 시력 개선을 제공하는 각막에 대한 이상적인 거북등 형상 조절을 설명하는 데 유용한 3개의 파형을 도시하는 도면이다.

각막 절제 수술과 같은 현대적인 각막 치료와 관련하여, 의료 애플리케이션을 위하여, 그리고 콘택트렌즈 디자인과 생산을 위하여, 고해상도 카메라가 각막 표면에서 디지탈화된 일련의 불연속 데이터 포인트를 얻기 위해 사용된다. 각막을 맵핑하는 데 사용할 수 있는 하나의 시스템과 카메라는 PAR Vision Systems의 PAR 각막 토포그래피(topography) 시스템(PAR CTS)이다. PAR CTS은 각막 표면 토폴로지를 3차원 직교 좌표 공간에, 즉 깊이(Z) 좌표와 함께 x- 와 y- 좌표를 따라 맵핑한다.

"시선(line-of-sight)"은 고정 포인트에서 입구 동공의 중심까지의 직선 선분이다. Journal of Refractive Surgery, V. 11, pp. 253-259 (1995년 7/8월호)에 실린 Mandell의 "Locating the Corneal Sighting Center From Videokeratography," 에서 보다 상세히 설명된 바와 같이, 고정 포인트에서 입구의 동공 상의 포인트 쪽으로 조향된 광선은 각막과 안구 내 액에 의해 굴절되고 실제 동공 상의 상응하는 포인트를 통과하여 마침내 망막에 도달한다.

시선이 각막 표면과 교차하는 각막 상의 포인트가 각막의 "광 중심(optical center)" 또는 "시야 중심(sighting center)"이다. 이것이 보통 굴절 교정 각막 절제술에서 절제될 영역의 중심을 나타내는 점에서 굴절 교정 수술을 위한 일차 기준 포인트이다. 시선은 통상 각막 절제 수술을 제어하기 위해 레이저 제어 시스템에 프로그램된다. 그러나, 일부 외과의는 기준선으로 동공 축을 사용하는 것을 선호한다. 다른 외과의는 보통 가장 크게 곡률이 변화하는 각막 상의 영역으로 정의된 각막 정점 주위에 절제 프로파일의 중심을 둔다. 경험 많은 시술자는 시야 중심을 찾기 위하여 여러 기술을 사용하였다. 하나의 기술에서, 각도 람다(lamda)가 동공("광학") 축에 대한 시야 중심의 위치를 계산하는 데 사용된다. 각도 카파(kappa)와 람다의 상세한 설명을 포함하는 상기 Mandell의 문헌을 보면 참조하라. 거기에 개시된 것은 여기에 그 전체가 설명된 것처럼 참조에 의해 여기 포함된다.

LASIK 각막 절제술 동안, 각막 표면의 일부가 반사되고 그 노출된 표면 상에 절제가 수행된다. 수집된 높이 데이터가 레이저와 같은 절제 장치를 조향하는 데 사용되어, 각막 표면은 보다 절제 영역 내의 파면 지문 또는 "평균" 타원 또는 시선 주위의 적절한 반지름의 원형 표면에 밀접하게 가까와 지도록 선택적으로 절제된다. 시술을 위한 기준선으로 시선을 사용하는 것은 근시를 감소시키거나 또는 그렇지 않으면 수술 전 기능 장애 또는 시상 이상을 교정한다. 그러나, 보다 불규칙적으로 형성된 각막은 치료되는 눈에 존재하는 난시를 악화시키거나 난시 또는 원형 수차를 가져올 수 있다. 이것은 이뤄져야 할 어떤 후속 시력 교정 측정을 복잡하게 할 것이다. 또한, 생성되는 임의의 실질적인 표면 불규칙성은 시력에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 반흔 조직의 성장 또는 눈물 샘의 국부적인 축적을 일의킬 수 있다.

외과 치료를 위한 기준축으로서 시선 또는 동공 축의 사용에 내재하는 것은 각막이 눈의 반지름을 따라 연장하는 축 주위에 대하여 대칭이라는 가정이다. 각막은 그러나, "비대칭 비구면" 표면이다. "비구면"은 임의의 각막 "경선"을 따른 곡률 반지름이 일정하지 않다는 것을 의미한다("경선"은 각막 표면과 동공 축을 포함하는 평면의 교차에 의해 형성되는 커브로 생각될 수 있음). 또한, 각막 곡률은 기하학적인 중심에서 주변으로 점차 평평해지는 경향이 있다. "비대칭"은 각막 경선이 그 중심에 대하여 대칭으로 보이지 않는 것을 의미한다. 각막이 비구면 및/또는 비대칭한 정도는 환자에 따라 그리고 동일인의 눈에 따라 다르다.

미국 특허 제5,807,381호의 표면 모델링 기술에 따른 임상 측정의 분석은, PAR CTS의 기준면에서 가장 먼 각막 표면상의 포인트(이하에서 HIGH 포인트라 칭함)가 각막의 중심 또는 동공 중심보다 각막 절제와 렌즈 디자인을 위해 더욱 효과적인 기준 포인트라는 것을 보여준다. 특히, 미국 특허 제5,807,381호에서 증명된 바와 같이, HIGH 포인트를 통과하는 축 주위에 대한 레이저 절제는 동공 축과 같이 눈의 중심에 가까운 축 주위에 대해 실행되는 동일한 시술보다 훨씬 더 규칙적으로 형성된 각막을 생성하고 각막 구성물을 덜 제거한다.

여기서 그 전체가 참조로 포함되는 미국 특허 제5,807,381호와 국제 특허 PCT/US03/1763 (공개번호 WO03/101341)의 방법에 따른 임상 측정의 분석은 파면 분석과 Placido 디스크 기술과 같이 잘 알려진 각막 분석 기술에 포함되는 사람의 각막의 구조에 대해 만들어진 가정에 대하여 의문을 제시한다. 특히, 다른 광학 시스템과 달리, 각막의 중심부(예를 들어, 3mm 지름 쪽으로)가 그 포커싱 능력에서 각막의 실질적으로 더 큰 부분(예를 들어, 7mm 지름 쪽으로)보다 광학적으로 뛰어날 필요는 없다. 각막의 중심부는 상당량의 포커스 산란을 보여서, 각막의 동일 영역이 초점 축 상의 같은 점에 포커싱하지 않고 또한 동일한 축 상에 포커싱하지도 않는다. 이 포커스 차이는 보통 중심부에서 가장 현저하고, 중심부로부터 지름의 증가에 따라 실질적으로 감소한다.

국제 특허 PCT/US03/1763에 개시된 바와 같이, 시력은 여기서 "직교화"로 불리는 각막의 포커스 조절로 개선될 수 있으므로, 상이한 영역이 실질적으로 동일한 축에 포커싱한다. 이는 각막의 성형(예를 들어 절제를 통해) 또는 적절한 교정 렌즈의 착용에 의해 효과적으로 반지름과 축 상의 포커스 산란을 감소시켜 달성될 수 있다. 여러 환자를 위한 직교화의 부가적인 이점은 노안(근시)이 실질적으로 감소되는 것이다. 즉, 상이한 거리에서 포커스되는 컴포넌츠를 포함하지 않는 직교화된 콘택트 렌즈를 착용한 많은 노안 환자들이 근시력과 원시력 모두에서 개선을 달성할 수 있었다. 그러나, 매우 일반적이듯, 근시력에 실질적으로 나이에 관련된 결함을 가진 대부분의 근시안들을 위해 범용 개선을 제공하기 위해 근시 원시 모두에서 충분한 개선을 획득할 수는 없다.

본 발명에 따른 각막의 레이저 절제와 콘택트렌즈 성형을 달성하기 위한 프로세스가 도 1의 블록도로 도시된다. 프로세스는 각막 이미지 캡쳐 시스템(610), 높이 분석 프로그램(620), CAD(Computer Aided Design) 시스템(630), 명령 처리 프로세서(640), 및 각막 성형 시스템(650)을 이용한다. 각막 이미지 캡쳐 시스템(610)은 높이 분석 프로그램(620)과 함께 환자 각막의 3차원 토포그래픽 맵을 생성한다. CAD 시스템(630)은 표면 모델을 생성하기 위해 각막 토포그래픽 데이터를 편집 또는 수정 시 보조적으로 사용되고, 모델에 관련된 데이터는 명령 처리 프로세서(640)를 통해 각막 성형 시스템(650)으로 송신된다. 명령 처리 프로세서(640)는 각막/렌즈 성형 시스템(650)에 의해 요구되는 일련의 명령/제어 신호를 생성하기 위하여 CAD 시스템(630)으로부터 성형되는 각막의 표면을 나타내는 토포그래픽 데이터를 사용한다. 각막/렌즈 성형 시스템(650)은 콘택트렌즈를 생산하는 장비(예를 들어, 선반) 또는 각막을 형성하는 각막/렌즈 성형 시스템의 3차원 움직임을 설명하는 일련의 명령을 명령 처리 프로세서(640)로부터 수신한다.

각막 이미지 캡쳐 시스템(610)과 높이 분석 프로그램(620)은 바람직하게는 PAR Vision Systems으로부터 입수 가능한 PAR® 각막 토포그래피 시스템("PAR® 시스템")의 컴포넌츠이다. 높이 분석 프로그램(620)은 프로세서, 예를 들어 IBM™ 호환 가능 PC에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램이다. 프로그램(620)은 시스템(610)에 의해 측정되는 각막의 표면 상의 복수의 샘플 포인트 각각에 대한 3차원 성분(눈 안의 기준 면으로부터 떨어진 거리를 나타내는 Z 좌표)을 생성한다. 각 포인트는 기준면으로 맵핑되는 바와 같이 그 X-Y 좌표에 의해 정의되고, 그 Z 좌표는 포인트의 밝기에서 결정된다. 각 포인트의 높이, 즉 Z 좌표를 연산하는 방법 중 하나는 환자의 각막(14)으로부터 측정된 X-Y 및 밝기 값을 알려진 높이, 예를 들어 알려진 반지름의 구체에서 어느 기준면의 좌표 및 밝기와 비교하는 것이다. 기준 값은 미리 저장될 수 있다.

높이 분석 프로그램(620)의 최종 출력은 각막(14) 표면상의 보통 포인트 구름으로 알려진 다수의 샘플 포인트에 대한 X-Y-Z 좌표이다. 요구되는 정확성을 가지고 각막 표면상의 포인트에 대한 위치와 높이 정보 모두를 제공하는 X,Y,Z 각막 데이터를 생성할 수 있는 임의의 방법이 사용될 수 있는 것은 당업자에게 자명하다. 바람직한 실시예에서, 약 1200개의 포인트가 X-Y 평면에서 모눈 패턴으로 배치되어서, X-Y 평면으로의 포인트의 프로젝션은 약 200㎛ 떨어져 있다.

위치 분석 프로그램(620)으로부터 출력된 X-Y-Z 데이터는 임의의 수의 잘 알려진 기계-특유의 포맷으로 포맷될 수 있다. 바람직하게는, 데이터는 보통 데이터의 애플리케이션 간 전송을 위해 전형적으로 사용되는 산업계 표준 포맷인 DXF(Data Exchange File) 포맷으로 포맷된다. DXF 파일은 대부분의 CAD 시스템에 의해 판독될 수 있는 ASCII 데이터 파일이다.

이제 도 2 및 3을 참조하면, 포인트 구름(100)은 Z-축을 따라 (즉, X-Y 평면으로 입사하듯이) 기준면을 볼 때 보이도록 도시되어 있다. 각 포인트는 환자의 각막 상의 특정 위치에 상응한다. 데이터는 보통 각막의 약 10mm x 10mm 경계 영역인 작업 영역으로부터 생성된다. 그러므로, 50 줄 만큼 많은 데이터 포인트가 있을 수 있다. 환자 각막의 표면의 토포그래피를 모델링하거나 매칭하는 표면(108)(도 4 참조)이 높이 분석 프로그램에 의해 생성되는 포인트 데이타로부터 CAD 시스템(630)에 의해 생성된다. 바람직한 실시예에서, CAD 시스템(630)은 Arizona, Scottsdale의 Manufacturing Consulting Services로부터 입수 가능한 Anvil 5000™ 프로그램이다.

각막 매칭 표면(108)은 바람직하게는 우선 포인트 구름(100)의 복수의 데이터 포인트에 의해 각각 한정되는 복수의 스플라인(splines)(102)을 생성하여 만들어진다. 복수의 데이터 포인트(즉, 매듭 포인트)와 교차하는 스플라인의 생성은, 그 자체로, 당업자에게 알려져 있고, 일단 입력 데이터가 입력되면 Anvil 5000™에 의해 완성될 수 있다. 표면 모델의 생성에 대한 추가 정보를 위해, 미국 특허 제 5,807,381호를 참조하고, 그 개시된 내용은 참조에 의해 여기에 통합된다. 바람직한 실시예에서, 알려진 비정형 유리(rational) B-스플라인 공식이 스플라인을 생성하는데 사용되지만, 이들은 3차 스플라인 공식 또는 비정형 유리 B-스플라인 공식과 같은 스플라인을 위한 다른 잘 알려진 수학 공식에 의해 생성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 각각의 스플라인(102)은 X 축과 Z 축에 평행한 평면에 놓이고 도 3의 구름(100)의 일 열의 포인트를 포함한다.

그 다음에 스캐닝된 눈의 각막 표면에 매칭하는 표면(108)이 스플라인(102)으로부터 생성된다. 복수의 스플라인(102)으로부터 표면을 생성하는 데 사용되는 다수의 잘 알려진 수학 공식이 있다. 선호되는 실시예에서, 잘 알려진 너브(nurb) 표면 방정식이 스플라인(102)로부터 각막 표면을 생성하는 데 사용된다. 실시예에서, 눈의 스캐닝된 영역이 약 10mm x 10mm 이므로, 약 50개의 스플라인(102)이 생성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 벗겨진 표면 부분(104)dl 작은 수(예컨대, 5)의 인접 스플라인에 대하여 생성된다. 인접하는 벗겨진 표면 부분(104)은 공통 경계 스플라인을 공유한다. 그러므로 약 10개의 벗겨진 표면 부분이 포인트 구름으로부터 생성되고 그 다음 당업자에게 알려진 방식으로 Anvil 5000™ 프로그램에 의해 함께 결합되어 하나의 복합 표면(108)을 생산한다.

원래의 데이터 포인트도 스플라인(102)의 매듭 포인트도 너브(nurb) 표면 방정식을 사용할 때 표면의 수학적 생성때문에 표면(108) 상에 필수적으로 놓이지는 않는다. 그러나, 표면(108)은 기설정된 허용 오차 이내에 그 포인트들을 추정한다. 생성된 각막 매칭 표면(108) 상의 HIGH 포인트(즉, 가장 큰 Z 값을 가지는 포인트)가 결정된다. 기설정된 직경의 원통(106)이 그 다음 Z-축에 평행하고 HIGH포인트를 통과하는 축을 따라 각막 매칭 표면(108) 상에 투영된다. 원통(106)은 바람직하게는 약 3mm ~ 약 8mm, 통상 약 7mm의 직경을 가지고, 표면(108)과 원통(106)의 교차에 의해 생성되는 폐윤곽은 X-Y 평면 안에 원(106')으로 투영한다. 매칭 표면(108) 상에서, 이 윤곽선이 각막의 작업 영역의 외측연(outer margin, 26)을 한정한다. 각막은 HIGH 포인트에 대하여 가장 대칭이고 가장 구형이므로 이 포인트에서 최상의 광학을 제공한다.

각막의 표면이 측정된 각막 데이터에 기초하여 형성될 수 있도록 외측연(26)은 포인트 구름 안에 놓여야 한다. 그 다음 CAD 시스템(630)은 포인트 구름에 대하여 예를 들어 모니터 스크린 위에 디폴트 원(106')(X-Y 평면 내)을 도시할 수 있으므로 오퍼레이터는 포인트 구름 안에 원(106')이 들어가는지 확인할 수 있다. 또한, 시스템(630)은, 원(106')이 포인트 구름(100) 안에 들어가는지 판단하고, 포인트 구름(100) 안에 완전하게 들어가지 않는 경우 사용자에게 원을 조절(즉, 중심 포인트의 이동 및/또는 원의 반지름 변경)하도록 경고하여 원(106')이 각막 데이터 포인트 구름(100) 안에 놓이도록, 설정될 수 있다. 최악의 시나리오에서, 각막의 작업 영역이 포인트 구름 안에 적절하게 맞는 것을 확실히 하기에 스캐닝 된 눈에서 가용한 데이터가 불충분하다면, 눈이 재 스캔되어야 한다.

원(106')은 X-Y 평면에서 볼 때(Z-축을 따라 봤을 때) 단지 원형인 것을 알 수 있다. 실제로, 외연(26)은 거의 타원형이고 기준 평면에 관해 경사진 평면에 놓인다. HIGH 포인트를 통과하는 이 경사면에 수직인 라인은 "국부 Z-축(LOCAL Z-AXIS)" 또는 "경사진 축(tilted axis)"으로 불리고, 기준 면에 대한 경사면의 경사는 각막의 작업 영역의 경사 각도로 간주될 것이다.

각막은 약 600㎛ 두께이다. 대부분의 각막 절제 시술에서, 통상 사용되는 레이저 타입에서 상처를 남길 위험이 실제로 없기 때문에, 각막은 100㎛ 미만의 깊이로 절제된다. 100㎛ 깊이를 넘으면 상처의 위험이 있다. 예를 들어, 120㎛ 깊이의 절제는 상처를 발생시킨다고 알려져 있다. 그러나, 표면 절제에 대한 상처의 위험은 레이저 처리와 동시에 또는 사전에 약물 요법으로 감소될 가능성이 있다. 그런데, 대부분의 시술이 LASIK 플랩(flap) 아래에 있으므로, 오늘날 대부분의 레이저 수술은 상처를 일으키지 않는다. LASIK에서 두려움은 남은 각막 베드가 ~ 250㎛ 미만의 깊이까지 너무 깊게 절제하는 것이다. 각막 베드가 이 크기 미만일 경우, 구조상 결함이 발생할 수 있다. 각막 기복의 크기는 언덕 정점에서 계곡 골짜기까지 일반적으로 약 15 ~ 20㎛이고, 최대 약 30㎛이다.

본 발명에 따라 수행되는 외과 시술과 본 발명에 따라 제작되는 광학 렌즈는 "굴절 테스트"에서 확립된 필요한 교정에 따라 환자의 시력을 교정하고자 한다. 이 테스트가 수행될 때, 환자는 "종합굴절검사기(phoropter)"라 불리는 특수 장치가 장착된 의자에 앉아서 장치를 퉁해 약 20 피트 떨어진 시력검사표를 본다. 환자가 종합굴절검사기를 통해 볼 때, 의사는 시야 내에 상이한 강도의 렌즈를 조정하고, 매번, 특정 렌즈에서 검사표가 더 명확하게 보이는지 또는 덜 명확하게 보이는지를 환자에게 묻는다. 실제에 있어서, 의사는 2개의 직교 축에 대한 파워 또는 디옵터 교정, 및 시선을 따르는 Z-축에 대한 상기 2개 축의 회전 정도를 변경할 수 있다. 의사는 최적의 시력을 달성할 때까지 3개의 파라미터의 수정을 계속한다. 굴절 테스트의 결과는 보통 "a,b,c"의 형태로 주어지고, "a" 는 제 1 축에서 디옵터 교정이고, "b"는 제 2 직교 축에서 요구되는 추가 디옵터 교정이고, "c"는 수평에 대한 제 1 축의 회전 각도이다. 이 형태의 정보가 각 눈에 대해 주어지고, 안경을 위한 한 쌍의 렌즈를 만드는데 즉시 이용된다.

이제, 이하에서 유용하게 될, 표면(108)의 특성화 커브를 생성하는 기술이 설명된다. 국부 Z-축을 포함하는 평면(110)이 생성된다(도 4 참조). 평면(110)과 표면(108) 사이의 교차는 제 1 특성화 커브(112)를 결정한다. 그 다음에 평면(110)은 예를 들어 라인(114)에 의해 표시된 바와 같이 반시계 방향 5°증분으로 국부 Z-축에 대하여 회전되며, 여기서 표면(108)과의 교차는 도 4에서 점선으로 도시되는 제 2 특성화 커브(116)를 결정한다. 이 프로세스는, 평면(110)이 360°돌 때까지 국부 Z-축에 대해 고정된 회전 증분으로, 예를 들어 약 5°계속되어 한 세트의 완전한 특성화 커브(경선), 이 경우 72(360°/5°)개를 생성한다.

그 다음 이 특성화 커브는 각각 그 다음 최적의 구형(원형) 호에 의해 추정된다. 이를 행하는 하나의 방식은 단순히 각각의 커브에 대하여 3개의 알려진 포인트(예를 들어, 윤곽선(106')에 닿는 포인트, HIGH 포인트, 및 국부 Z-축을 따라 투영되어 보여질 때 이들 두 포인트 사이의 중간에 있는 포인트)를 통과하는 원호를 선택하는 것이다. 일단 구형의 호가 생성되면, 원호에 의해 표시되는 각막의 일부의 초점은 그 호의 중심에 의해 추정될 수 있다. 구형의 호의 중심의 위치를 찾는 기술은 잘 알려져 있다. 그 결과 얻어진 한 세트의 호 중심은 초점 분산의 표시를 제공한다.

도시를 위해, 선행 절차는 20/15의 미교정 시력을 갖는 환자의 각막 모델에서 수행되었다. 도 5는 3.0mm 지름까지 외부로 확장한 각막의 상기 일부에 대한 국부 Z-축을 따른 초점 분산도이다. 이 경우에, 초점은 국부 Z-축을 따라 7.06mm에서 시작하고 추가적으로 6.91mm 확장한다. 도 6은 3mm 지름 내의 방사상 산란이 1.2mm인 것을 도시한다. 마찬가지로 도 7은 각막의 5mm 지름 부분의 축 방향 초점 산란이 8.99mm에서 시작하여 추가로 1.69mm 확장하는 것을 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같, 각막의 동일한 부분의 방사상 산란은 0.49mm이다. 도 9는 7mm에서의 축 방향 초점 산란이 8.68mm에서 시작하여 추가로 0.47mm 축 방향으로 확장하는 것을 도시하고, 도 10은 상응하는 방사상 산란이 0.33mm인 것을 도시한다. 분명히, 초점 산란은 각막의 중심 부분에서 가장 심하고 각막의 더 큰 부분에 대해서는 상당히 감소한다. 그러므로, 각막의 적어도 중심 부분에서 초점 산란을 감소시키거나 없애는 것이 분명히 바람직할 것이다. 이것은 각막의 적어도 일부를 "직교화(orthogonalizing)"하는 것에 의해 달성될 수 있다 "직교화"라는 용어는 각막을 국부 Z-축 쪽으로 구분적으로 재 포커싱하도록 표면 모델을 재성형하는 것을 말한다. 그 다음에 재성형된 표면 모델은 요구되는 초점 산란 교정을 달성하도록(예를 들어, 절제를 통해) 각막에 적용되거나, 또는 콘택트 렌즈(또는 다른 종류의 광학 렌즈)의 후면을 성형하기 위해 적용 가능하다. 각막 직교화는 방사상 초점 산란을 감소시키는 것만이 아니라 동시에 축 방향 초점 산란을 충분히 감소시키고 각막의 직교화된 부분의 곡률 반지름에 추가적인 균일성을 제공한다.

도 11은 직교화 프로세스를 도시한다. 프로세스는 특성화 커브를 나타내는 각각의 호 위에서 이하에서 설명되는 방식으로 실행된다. 이 구분적 재 포커싱 다음에, 수정된 호는 재 포커싱된 특성을 가진 수정된 표면 모델로 재조립된다.

도 11 에서, "130"은 특성화 커브에 상응하는 1/2-경선의 호 중 하나를 나타낸다. 호(130)는 중심점(C)를 갖고 그 위치는 방사상으로 국부 Z-축에서 이격되는 초점을 나타내도록 과장되었다. 호(130)의 직교화는 호의 양단 사이에 현(132)을 만드는 것으로 시작한다. 현(132)의 수직 이등분 선(134)이 만들어지고, 이것은 포인트 C를 통과하고 포인트 X에서 국부 Z-축과 교차한다. 포인트 H(HIGH 포인트)에서 포인트 X까지의 거리를 반지름으로 사용하여, 새로운 호(130')가 이제 호(130)의 양 끝 포인트 사이에 그려질 수 있다. 호(130')는 국부 Z-축 상에 포커싱될 것이고 호(130) 보다 더 큰 곡률 반지름을 가질 것이다.

이 시점에서, 호(130')는 수정된 표면 모델(108')을 한정하는 호로 받아들여질 수 있다. 그러나, 각막의 두께에서 너무 큰 변화는 피하는 것이 바람직하다. 따라서, 임의의 임계값이 정해지고(예를 들어, 0.0075mm), 호(130')의 임의 부분이 표면(108)의 내부 또는 외부의 소정 거리 이상이면, 호(130')는 수정된 모델에서 사용될 수 없다 대신에, 포인트 x는 초과분의 절반 (호(130')가 이동될 필요가 있는 방향에 따라) 국부 Z-축 상에서 위 또는 아래로 이동될 수 있다. 그 다음에 호(130')는 임계값에 대해 다시 그려지고 다시 테스트될 수 있다. 이 재조정 및 테스트는 만족스러운 호(130')가 발견될 때까지 계속된다. 그 다음에, 다음 호가 직교화된다. 모든 호가 직교화된 다음, 새로운 표면 모델(108')이 모든 호를 기초로 만들어진다.

전술한 바와 같이, 직교화 프로세스는 각막 절제 시술에 적용될 수 있다. 절제 시술 이전에, 교정된 각막 표면 모델이 생성되며, 이것은 (상기 언급한 특허문헌에 기술된 바와 같은) 황반 변성(macular degeneration) 해소와 시력 검사에 의해 이루어진 굴절의 교정을 제공하도록 성형되고, 모든 호는 직교화된다. 그 다음 교정된 각막 표면 모델은 수정되지 않은 각막 표면 모델로 등록되고, 교정된 표면은 수정되지 않은 표면에 꼭 맞게 접촉할 때까지 수정되지 않은 표면 쪽으로 이동된다. 처음의 접촉 포인트가 교정된 표면의 중심에 있으면, 교정된 표면 주변이 제안된 절제술의 직경에서 교정되지 않은 표면과 접촉할 때까지 교정된 표면은 교정되지 않은 표면 쪽으로 이동된다. 처음의 접촉 포인트가 교정된 표면 주변에 있으면, 교정된 표면의 중심이 교정되지 않은 표면에 접촉할 때까지 교정된 표면은 교정되지 않은 표면 쪽으로 이동된다. 그 다음 교정된 표면은 적어도 부분적으로 각막 내부에 있도록 치환되고, 각막은, 치환된 교정 표면이 그것의 새로운 표면이 될 때까지, 절제된다. 망막의 중심 영역은 황반(macula)으로 불리고, 포베올라(foveola)라 불리는 황반의 중심이 가장 민감하다. 황반은 일반적으로 지름이 6~7mm의 범위이지만, 중심 포베올라는 일반적으로 지름이 약 0.35mm이다. 완벽한 직교화에 의해, 각막의 모든 하위 부분들이 황반의 중심인 포베올라에 재 포커싱된다. 모든 하위 영역을 국부 Z-축 위로 재포커싱하여 직교화가 수행될 때, 직교화는 완전하지 않다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 각막의 하위-부분은, 국부 Z-축으로부터의 제어된 횡방향 거리에서 황반 내의 포베올라 바깥에 그 초점이 배치되도록, 재포커싱된다. 황반은 보통 지름이 6mm와 7mm 사이이고 깊이가 약 0.88mm인 구체의 캡-형 세그먼트의 형상을 가진다.

디포커스의 도입과 본 발명의 편심된 포커스 사이의 차이를 유념해야 한다. 안과의는 교정 렌즈를 처방할 때 거리 초점이 디포커스를 통해 감소될 수 있다는 것과 근시력에서 이점이 생길 수 있다는 것을 오랫동안 알고 있었다. 본 발명에 따르면, 디포커스가 없다. 각막의 모든 하위 부분이 완전히 포커싱된 상태에 있지만, 초점은 국부 Z-축으로부터 멀리 이동된다.

도 12는 편심된 직교화의 개념을 도시한다. 호(130)는 산란된 초점(X)를 가지는 각막의 하위 부분이다. 도 11에 도시된 바와 같은 보통의 직교화는 초점(X)를 국부 Z-축(LZ)으로 이동한다. 완전한 직교화는 황반(M) 상의 포베올라(F)로 초점을 이동한다. 편심된 직교화는 포베올라로부터 미리 정해진 반지름 r에 있는 포인트(X')에 포커싱하는 새로운 호(130''')를 만든다. 축(Z')은 국부 Z-축에 평행하고 초점(X)을 통과한다. 추정을 위해, 황반은 축(LZ)와 축(Z') 사이의 영역에서 평평한 것으로 여겨질 수 있다.

편심 직교화를 실행하는 선호되는 방식은 도 4와 관련하여 논의된 기술을 사용한다. 특히, 각막의 전면은 회전 각도 5°씩 이격된 72개의 호로 쪼개지고, 각 호는 편심된 직교화를 받는다. 이렇게 얻어진 72개의 초점은 바람직하게는 0.07mm미만의 지름을 가지는 포베올라의 작업 영역(W')에 적절히 분포되어야 한다. 도 13은 포베올라의 표면상에 나선 패턴으로 분포된 72개의 포인트(P)를 도시한 포베올라의 평면도이다. 포인트에 대한 보다 바람직한 구성은 도 14에서 도시된다. 이 패턴은 극 방정식 R= aycos2y으로 설명되며, R은 포베올라로부터 포인트의 2차원 반지름, a는 전체 작업 영역(M') 위에 포인트를 적절히 분포하도록 선택되는 상수, 및 y는 각막 상의 특정 호의 회전 각도이다. 이 패턴은 나선형보다 선호되는데, 이는 작업 영역(M')의 모든 사분 원호가 포베올라로부터 전체 범위의 거리에서 초점을 갖기 때문이다.

초점에 대한 다른 바람직한 패턴이 도 14에 도시된다. 이 경우, 패턴은 큰것(150)과 작은 것(150') 2개의 겹쳐진 로즈 패턴으로 형성되며, 작은 것(150')은 큰 것(150)으로부터 45°오프셋 된다. 각 로즈 패턴의 하나의 꽃잎만 포인트를 가지는 것으로 도시되어 있지만, 다른 꽃잎 각각도 마찬가지로 포인트가 제공되는 것이 이해될 것이다. 포인트는 패턴(150)과 패턴(150') 사이에 고르게 공유된다. 그러나 패턴(150)은 가장 바깥쪽 포인트를 구비하고 그 가장 바깥쪽의 2/3 이상에 분산된 포인트를 가진다. 패턴(150')은 가장 안쪽 포인트를 구비하고 고르게 분포된 포인트들을 가진다. 결과적으로, 도 14의 패턴은 포베올라로부터 멀리 그리고가까이 포인트를 양호하게 분산하고 있다.

도시된 모든 초점 패턴에서, 대부분의 경우에 포인트들은 커브를 따라 균등하게 이격되어 있음을 인식해야 한다. 그러나, 당업자는 특정 영역(예를 들어, 작업 영역의 중심 또는 제일 바깥 영역)에 포인트들이 더 집중시키기 위해 포인트들을 균등하지 않게 배치하는 것이 가능함을 이해할 것이다.

임의의 실시예에서, 본 발명의 추가 실시예를 특징짓는 추가 방법이, 범용 개선을 강화하기 위해 이전에 설명된 모든 방법들보다 선호되는 편심된 직교화를 위해, 개발되었다. 이 방법은 "오프셋" 분산 직교화("offset" decentralized orthogonalization)로 지칭된다. 이 방법은 도 11에서와 똑같이 진행되지만, 일단 호(130')가 재성형되었을 때, 호가 국부 Z-축으로부터 미리 선택된 거리에 놓이거나 오프셋되도록 호의 축의 단부 포인트인 포인트(X)를 국부 Z-축을 가로질러 도 11에서 왼쪽으로 이동시키기 위해 시계 방향으로 기울어지는 점이 다르다. 약 0.01mm 미만의 값의 편향이 현재 고려되지만, 약 0.0025mm의 편향이 선호된다. 그러나, 약 0.0025mm ~ 약 0.01mm의 범위 내의 거리가 여전히 효과적이다.

도 16은 이상화된 거북등 형상을 설명하는 데 유용한 3개의 파형을 도시한다. 각 파형은 회전 위치의 함수로서 (디옵터로 주어진) 곡률의 극 그래프이다. 예를 들어, 파형 A는 근시, 난시, 및 노안을 보이는 실제 환자의 각막을 표시한다. 극 각도는 코에 가장 가까운 위치에서 평면이 각막의 베이스와 교차하는 기준 위치에 대한 (기울어진 국부 z 축 둘레의) 국부 Z축을 포함하는 평면의 회전 각도이다.

*곡률은, 그것이 특정 회전 방향을 가질 때 각막의 표면과 평면 사이의 교차에 의해 생성되는 반-경선의 호에 가장 근접한 원호의 반지름의 디옵터 당량이다. 다음의 잘 알려진 공식은 호의 반지름에 대한 디옵터 값을 나타낸다:

337.5/호 반지름 = 디옵터 값

(최선의 범용 시력 개선을 위해) 이상적으로는, 파형 A는 실질적으로 문자 "M"과 같이 형성되어야 하고, 그러므로 파형은 각막의 "M-파"로 부른다. 본 실시예에서, 약간 삐뚤어진 M이다.

범용 시력 개선을 위해 각막의 형상을 재설계하는 개시 단계로서, 이상화된 M-파가 각막을 위해 생성된다. 파형 A와 같은, 특정 각막 표면의 자연 반-경선의 호를 따라 표면 곡률을 나타내는 환자의 각막의 극 표시로 시작하여, 이상화된 파형이 생성된다. 이 파형은, 제일 낮은 디옵터 값이 바람직하게는 두 파형에서 바람직하게 거의 동일한 것을 제외하고, 파형 A에 관계가 없지만, 파형 B는 바람직하게는 임의의 기준을 만족한다. 그러나, 몇몇 경우에 개선된 시력은 파형 B의 베이스 라인을 파형 A보다 1.5 디옵터 높게 만드는 것에 의해 얻어진다. 먼저, 파형의 정점간(peak-to-peak) 디옵터 변화는 대략 3 디옵터로, 바람직하게 약 2.875 디옵터로 조절된다. 이 디옵터 범위가 약 2 디옵터 이하로 떨어지거나 약 4 디옵터를 초과하면 근시력 교정에서 상당한 악화가 있다는 것을 발견하였다. 또한 M파에서 하강(dip)(D)은 M파의 정점간 진폭의 약 40%와 60% 사이에 놓이도록 조절된다. 바람직하게는, 하강은 약 50%이다. 그 다음, 전체 파형은 값들 사이를 부드럽게 전환하도록 조절된다. 바람직하게는, 피크는 부드러운 커브를 만드는 동안 90°와 270°에서 발생하고, 하강은 약 180°에서 발생한다. 그 결과 환자의 각막을 나타내는 이상적인 M-파가 얻어진다. 이 파가 도 16의 파형 B로 표시된다.

실제 문제로서, 모든 렌즈는, 예를 들어 굴절 테스트로 설정되듯이, 필요한 원시력 교정과 각막의 제일 평평한 곡률(K 값)에 매칭하는 조절을 제외하고, 동일한 M-파 형상을 가진다. K 값과 굴절은 렌즈 맞춤 시 보통 안과 관리사에 의해 측정되어 이용된다. 환자를 위해 M-파를 커스터마이징하기 위하여, 환자의 K 값에 상응하는 베이스 라인을 선택하고, 원시력 교정을 위해 필요한 디옵터를 제공하기 위해 파형을 수직으로 시프트하는 것만이 필요하다. 이것은 그 환자를 위한 맞춤 렌즈의 렌즈 형상을 결정한다.

파형 B가 0°(파형 B에서 코에 가장 근접한 각막의 에지에 상응하는 점)에서 가장 평평한 표면 곡률을 보여준 다는 것을 알 수 있다. 극 각도가 증가할수록, 표면 곡률은 (각막의 수직방향 최상단에 상응하는) 약 90°에서 최대값에 도달할때까지 계속해서 증가한다. 그 다음 표면 곡률은 (코에서 가장 멀리 떨어진 각막의 단부에 상응하는) 약 180°에서 중간값에 도달할 때까지 계속해서 감소하고, (각막의 수직방향 최하단에 상응하는) 약 270°에서 최대값까지 계속해서 증가하고, 그 최소 값으로 리턴하는 0

에 도달할 때까지 계속해서 감소한다. 그러므로 이 M-파에 의해 설명되는 표면은 이전에 설명된 이상화된 거북등 형상을 가진다.

이전 단락에서, 환자의 우측 눈에 대한 M파가 가정되었다. 기준 또는 0°각도가 코에 최근접 포인트로서 선택되었고 극 각도는 시계방향으로 증가했다. 좌측 눈에 대한 M-파는 동일하거나(즉, 코에서 제일 먼 포인트가 0°이고 극 각도는 시계방향으로 증가함), 또는 우측 눈의 거울 이미지가 될 수 있다(즉, 코에서 0°이고, 극 각도는 반시계 방향으로 증가함). 동일한 렌즈가 양쪽 눈에 사용되므로, 이전의 접근은 제조 공정을 간소하게 하고 비용을 감소시킬 것이다.

일부 실시예에서, 파형 B에 의해 표시된 표면 모델에 하나의 추가 조절이 제공되면 더 좋은 범용 시력 개선이 얻어질 것이다. 즉, 오프셋되면, 편심된 직교화가 국부 z-축에서 약 0.005mm 미만의 오프셋으로 표면 모델 상에서 수행된다. 가장 바람직하게는, 오프셋은 약 0.0025mm이다. 0.005mm의 상위 오프셋 한계가 선택되었는데, 이는 그 값에서 원시력 또는 근시력의 상당한 악화에 도달하는 것이 실험으로 확인되었기 때문이다. 원시력은 오프셋이 더 증가하면 계속해서 상당히 악화된다.

일 실시예에서, 파형 B로 표시되는 표면 모델은 환자에 의해 사용되는 콘택트 렌즈의 후면의 형상을 표시한다. 본 발명에 의하면, 렌즈의 전면의 형상은, 환자의 원시력을 교정하는데 필요한 것으로 결정된 파형 B를 따른 디옵터 조절을 제공함으로써, 도출된다. 일반적으로, 이러한 디옵터 교정은 종래의 굴절 테스트로부터 결정된다. 각 각도에서, 전면 디옵터 값 Da와 반지름 Ra가 Zeiss 렌즈 공식에 의해 결정된다:

Da = (-P Dp)/(1 -(((T/ 1000)/Na)*Dp))

Ra = (N_L-N_A)* 1000/Da

여기서 Da는 전면 호의 디옵터 값,

Dp는 후면 호의 디옵터 값,

N_L은 렌즈가 만들어진 물질의 굴절률,

N_A는 공기의 굴절률,

P는 파워 조절 인자, 및

T는 렌즈 두께이다.

이 디옵터 조절에 따라, 파형 C가 얻어진다.

당업자는 콘택트 렌즈의 후면은 파형 B에 의해 정의되는 바와 같이 성형될 필요가 없다는 것을 알 수 있다. 사실, 이것은 구면 또는 타원체 면과 같은 환자의 각막에 일반적으로 일치하도록 산출된 임의의 형상일 수 있다. 이상화된 M 파는 거북등 형상이고, 구형도 타원체도 아니며, 바람직하게는 각막과 동일한 최소 곡률을 가지는 것을 제외하고, 범용이고 환자의 본래 각막과 관계없다. 또한, 각막의 가장 평평한 곡률과 매칭하는 것은 시력 교정에는 관계없지만 렌즈를 보다 편안하게 맞추기 위해 이루어진다.

렌즈가 눈에 위치될 때, 렌즈, 각막, 그리고 이들 사이의 눈물 막이 실질적으로 동일한 굴절률을 가진다. 그러므로, 공기와 렌즈 전면 사이의 인터페이스만이 시력 개선에 영향을 가진다. 렌즈의 후면에 대해 파형 B에 의해 정해진 표면 형상을 사용함으로써 임의의 왜곡을 가져올 수 있는 렌즈의 불필요한 두께 변화가 최소화된다.

당업자는 파형 C에 의해 표시되는 표면 모델이 외과적 처치를 따르는 각막의 원하는 형상을 정하는 데 사용된다. 콘택트 렌즈의 사용이 효과적이 재성형을 구성하는 반면, 외과적 처치는 각막의 실제 재성형을 구성한다.

위에 설명된 콘택트 렌즈는 맞춤 디자인된 콘택트 렌즈이다. 그러나, M-파 렌즈가 현재의 대량 생산 렌즈와 같이 기성 처방 형태로 제공되는 것이 생각될 수 있다. 예를 들어, 렌즈가 M-파 후면을 가지는 경우, 렌즈는 상이한 기본 곡률 편차 또는 "사이즈(예를 들어, 비교적 평평한 각막을 위한 큰 베이스 커브, 중간 또는 평균 곡률의 각막을 위한 중간 베이스 커브, 및 비교적 가파르게 성형된 각막을 위한 작은 베이스 커브)"로 제공될 수 있다. 모든 경우에, M-파는 이전에 설명한 이상화된 형상을 가지므로, 사이즈 간의 유일한 차이는 초기 곡률의 실제 값이다. 각각의 사이즈가 상이한 거리 굴절 에러를 교정하기 위해 필요한 디옵터 조절을 갖는 서브세트(subset)의 렌즈를 갖도록, 각각의 후면 커브 세트는 상이한 전면 커브를 가지는 서브세트의 렌즈를 포함할 수 있다. 환자는 정확한 처방을 얻기 위해 단지 2개의 시력 측정 테스트만 필요하다. 먼저, 시력 측정사는 원시력을 위해 필요한 디옵터 교정을 결정하기 위해 종래의 굴절 테스트를 수행할 것이다. 다음, 처음 방문 중에, 시력 측정사 또는 렌즈 조정사는, 각막의 제일 평평한 부분과 가장 가파른 부분에 대한 디옵터 값을 산출하는 종래의 각막 곡률계 테스트(keratometer test)를 수행할 것이다. 각막 곡률계 테스트의 가장 평평한 곡률은 환자가 소, 중, 또는 대의 후면 베이스 커브를 가지는 렌즈를 필요로 하는 지를 결정하고(최적 착용감을 얻기 위해), 굴절 테스트는 요구되는 거리 교정을 확립한다. 이 처방이 주어지면, 눈 관리사는 환자에게 가장 편안한 범용 시력 개선을 제공하는 M-파 렌즈를 용이하게 제공할 수 있을 것이다.

본 발명의 선호되는 실시예가 설명을 위해 개시되었지만, 당업자는 많은 추가, 보충, 및 대안이 본 발명의 범위에서 벗어남 없이 가능하다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 각막 절제술과 콘택트 렌즈에만 적용가능한 게 아니라, 백내장(cataract) 렌즈, 유수정체(phakic) 렌즈, 안구 내(intraocular) 렌즈, 각막 내(intracorneal) 렌즈, 및 안경 렌즈를 포함하는 임의의 다른 종류의 렌즈에 적용 가능하다.

Claims (6)

1. 시력을 개선하는 광학 렌즈에 있어서,
   눈의 각막 표면 상의 상이한 위치에 상응하는 그 표면에 초점 영역을 포함하고, 각각의 초점 영역은 공통 포인트에 각 영역의 초점을 포커싱하지 않고, 상기 각막의 상응하는 위치의 초점을 눈 안의 미리 정한 기준축에 대한 기설정된 위치로 시프트하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈는 백내장 렌즈, 유수정체(phakic) 렌즈, 안 내 렌즈(intraocular lens), 각막 내 렌즈(intracorneal lens), 및 안경 렌즈 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 기준 축은 고점을 통과하는 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 기준 축은 국부 Z-축인 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   복수의 포커스 포인트는 눈의 각막 상에 미리 정의된 패턴을 형성하도록 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 기설정된 패턴은 원형, 나선형, 로즈 패턴, 및 이중 로즈 패턴 중 하나인 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.

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