KR20210085583A - Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance - Google Patents

Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance Download PDF

Info

Publication number
KR20210085583A
KR20210085583A KR1020190178781A KR20190178781A KR20210085583A KR 20210085583 A KR20210085583 A KR 20210085583A KR 1020190178781 A KR1020190178781 A KR 1020190178781A KR 20190178781 A KR20190178781 A KR 20190178781A KR 20210085583 A KR20210085583 A KR 20210085583A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
spherical aberration
spherical
power
contact lens
Prior art date
Application number
KR1020190178781A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이성춘
박상원
김봉준
장명호
주은혜
Original Assignee
주식회사 인터로조
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 인터로조 filed Critical 주식회사 인터로조
Priority to KR1020190178781A priority Critical patent/KR20210085583A/en
Publication of KR20210085583A publication Critical patent/KR20210085583A/en
Priority to KR1020210119114A priority patent/KR102436749B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04Contact lenses for the eyes
    • G02C7/047Contact lens fitting; Contact lenses for orthokeratology; Contact lenses for specially shaped corneae
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C2202/00Generic optical aspects applicable to one or more of the subgroups of G02C7/00
    • G02C2202/24Myopia progression prevention

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

Disclosed is a contact lens to which a spherical aberration control design for improving visual performance is applied. The contact lens to which the spherical aberration control design for improving the visual performance according to the present invention is applied comprises: the inner surface of a lens having a predetermined inner curvature designed by a spherical design method; and the outer surface of the lens having a predetermined outer curvature designed by an aspherical design method. An object of the present invention is to provide the aspherical design method for compensating for spherical aberration, based on a spherical design.

Description

시각적 성능 개선을 위한 구면수차 제어 설계가 적용된 콘택트 렌즈{Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance}Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance

본 발명은 콘택트 렌즈에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 시각적 성능 개선을 위한 구면수차 제어 설계가 적용된 콘택트 렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a contact lens, and more particularly, to a contact lens to which a spherical aberration control design for improving visual performance is applied.

근시 또는 근시안은 이미지로부터의 광선이 망막에 도달하기 전의 점에 초점이 맞춰지는 눈의 광학 또는 굴절 결함이다. 근시는 일반적으로 물체의 초점 위치보다 안구가 길거나 각막이 너무 가파르기(steep) 때문에 발생한다. 마이너스 또는 음 도수 렌즈 (minus or negative powered lens)가 근시를 교정하는 데 이용될 수 있다. Myopia, or myopia, is an optical or refractive defect in the eye in which light rays from an image are focused on a point before reaching the retina. Myopia usually occurs because the eyeball is longer than the focal point of the object or the cornea is too steep. A negative or negative powered lens may be used to correct myopia.

또한 원시 또는 원시안은 이미지로부터의 광선이 망막에 도달한 후의 또는 망막 후방의 점에 초점이 맞춰지는 눈의 광학 또는 굴절 결함이다. 원시는 일반적으로 물체의 초점 위치보다 안구가 짧거나 각막이 너무 편평하기(flat) 때문에 발생한다. 플러스 또는 양 도수 렌즈 (plus or positive powered lens)가 원시를 교정하는데 이용될 수 있다. Hyperopia or hyperopia is also an optical or refractive defect in the eye where light rays from the image are focused on a point after or behind the retina after reaching the retina. Hyperopia usually occurs because the eyeball is shorter than the focal point of the object or the cornea is too flat. A plus or positive powered lens may be used to correct hyperopia.

일반적으로 콘택트 렌즈에서는 근시와 원시 교정을 제공하는 중앙 광학부를 갖추고 있다. "구면 콘택트 렌즈(spherical contact lense)"라는 용어는 구형 또는 거의 구형의 표면을 갖는 근시 또는 원시 교정용 콘택트 렌즈를 지칭하는 데 종종 이용된다. Typically, contact lenses have a central optic that provides correction of myopia and farsightedness. The term “spherical contact lens” is often used to refer to a contact lens for correcting myopia or farsightedness that has a spherical or nearly spherical surface.

선행기술 1은 "동공 아포다이제이션을 이용한 개선된 시각적 성능 및 최소화된 헤일로를 갖는 콘택트 렌즈"를 개시한다. 선행기술 1에는 감소된 동공 에지 파면 수차, 감소된 헤일로(halo) 및 감소된 광 산란을 갖는, 시각적 성능을 개선하도록 설계된 소프트 콘택트 렌즈를 개시된다. 선행기술 1에는 소프트 콘택트 렌즈는 렌즈 진폭 투과 프로파일을 변조하기 위해 동공 아포다이제이션(pupil apodization)을 이용하여 설계된다는 내용이 개시되어 있다. Prior art 1 discloses "a contact lens with improved visual performance and minimized halos using pupil apodization". Prior art 1 discloses a soft contact lens designed to improve visual performance, with reduced pupil edge wavefront aberration, reduced halo and reduced light scattering. Prior Art 1 discloses that soft contact lenses are designed using pupil apodization to modulate the lens amplitude transmission profile.

선행기술 2는 "선택된 구면 수차 특성을 갖는 원환체 안과용 렌즈"를 개시한다. 선행기술 2에는 제1 직경을 갖는 제1 원형 개구에 대해 실질적으로 0인 구면 수차와 제2 직경을 갖는 제2 원형 개구에 대해 실질적으로 0인 구면 수차를 갖고, 상기 제1 직경은 4mm 이상이고 상기 제2 직경은 3mm 이상이며, 상기 제1 직경은 상기 제2 직경보다 0.5mm 이상 더 큰 원환체 안과용 렌즈에 대한 내용이 개시되어 있다.Prior art 2 discloses "a toric ophthalmic lens with selected spherical aberration properties". Prior art 2 has substantially zero spherical aberration for a first circular opening having a first diameter and substantially zero spherical aberration for a second circular opening having a second diameter, wherein the first diameter is at least 4 mm; The second diameter is 3mm or more, and the first diameter is 0.5mm or more larger than the second diameter The content is disclosed for a toric ophthalmic lens.

하지만, 선행기술 1에서 제시하는 방식에 따르면 기존의 구면설계 기반의 콘택트 렌즈로 렌즈 도수(power)가 설정되어 있는 상황에서 자연로그(exp)함수로 대체하려고 한다면, 도수(power) 매칭의 문제로 인해 소비자 및 검안사들에게 큰 혼란을 가중할 수 있다. 또한, 단일 도수에 대해서는 복잡한 설계를 적용하여 만들 수 있으나, 여러 도수에 대하여 도수 확장시에는 설계가 어려우며, 이러한 제품의 측정, 검증 하기도 어려움으로 대량 생산에 큰 어려움을 가지고 있다.However, according to the method presented in Prior Art 1, if the lens power is set with an existing spherical design-based contact lens, if it is to be replaced with a natural log (exp) function, the problem of power matching arises. This can cause great confusion for consumers and optometrists. In addition, it can be made by applying a complex design to a single frequency, but it is difficult to design when the frequency is extended for several frequencies, and it is difficult to measure and verify these products, so it has great difficulties in mass production.

또한, 선행기술 2에서 제시하는 방식에 따르면 구면수차를 0 으로 설계한 비구면 렌즈는 실제 사람의 눈에는 맞지 않아서 상이 잘 맺히지 않으며, 도수(power) 매칭에 큰 문제를 가지고 있다. 그리고, 단일 도수에 대해서는 복잡한 설계를 적용하여 만들 수 있으나, 여러 도수에 대하여 도수 확장시에는 설계가 어려우며, 이러한 제품의 측정, 검증 하기도 어려움으로 대량 생산에 큰 어려움을 가지고 있다.In addition, according to the method presented in Prior Art 2, an aspherical lens designed with zero spherical aberration does not fit the real human eye, so it does not form an image well, and has a big problem in power matching. And, it can be made by applying a complex design to a single frequency, but it is difficult to design when the frequency is extended for several frequencies, and it is difficult to measure and verify these products, so it has great difficulties in mass production.

상술한 종래 기술에서 알 수 있는 바와 같이, 구형의 전면 또는 후면이 만족할 만한 시력을 제공하는 경우에도, 렌즈의 기하형상에 기인하여 렌즈에 구면 수차(spherical aberration)가 발생될 수 있다. 이러한 구면 수차는 망막에 정상적인 초점외의 노이즈를 발생시켜 상흐림 및 빛 번짐등을 발생하게 되어 렌즈 착용자에게 피로감이나 어지러움을 야기하게 된다. As can be seen from the above-described prior art, spherical aberration may occur in the lens due to the geometric shape of the lens, even when the spherical front or rear surface provides satisfactory visual acuity. Such spherical aberration generates noise outside of normal focus in the retina, causing image blur and light blur, which causes fatigue or dizziness in the lens wearer.

이를 해결하기 위해 비구면설계만을 적용할 경우 시력 매칭의 문제가 발생하여 근시 또는 원시 환자에게 적절한 도수의 렌즈를 찾기 어려운 문제가 발생하기도 한다.In order to solve this problem, if only aspherical design is applied, there is a problem of visual acuity matching, which makes it difficult to find a lens with an appropriate power for myopia or hyperopia patients.

특히 대량 생산에 의해 불특정 다수에게 제공되는 소프트콘택트렌즈의 특성으로 개개인의 안구에 항상 적당한 성능을 보증하기 어려운 상황에 있다. 이로 인해 소프트콘택트렌즈의 성능이 맞지 않는 사람들에게서는 상흐림 또는 빛 번짐 등의 부작용이 발생하여 이로 인해 피로감이나 어지러움을 호소하는 상황이 종종 발생하는 문제점이 지적되고 있다.In particular, due to the characteristics of soft contact lenses provided to unspecified people by mass production, it is difficult to always guarantee proper performance for individual eyes. As a result, side effects such as image blur or light blur occur in people who do not match the performance of soft contact lenses, which often leads to complaints of fatigue or dizziness.

특허문헌 1 : 공개특허 제10-2018-0020909호 (2018.02.28)Patent Document 1: Patent Publication No. 10-2018-0020909 (2018.02.28) 특허문헌 2 : 공개특허 제10-2011-0067142호 (2011.06.21)Patent Document 2: Patent Publication No. 10-2011-0067142 (June 21, 2011)

상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 구면 수차를 보상하는 비구면 설계 방법을 제공하되, 적절한 파워 매칭을 위하여 비구면 설계 기법을 구면 설계 기반으로 제공하고자 한다. The present invention devised to solve the above problems provides an aspherical design method for compensating for spherical aberration, and provides an aspherical design method based on a spherical design for proper power matching.

즉, 본 발명은 보편적으로 상흐림과 빛 번짐을 감소 또는 개선 할 수 있는 시각적 성능 개선을 위한 구면수차 제어 설계가 적용된 콘택트 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.That is, an object of the present invention is to provide a contact lens to which a spherical aberration control design for improving visual performance capable of reducing or improving image blur and light blur is universally applied.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 시각적 성능 개선을 위한 구면수차 제어 설계가 적용된 콘택트 렌즈는 구면설계 방식에 의해서 설계된 기 결정된 내측 곡률을 갖는 렌즈의 내측면; 및 비구면 설계 방식에 의해서 설계된 기 결정된 외측 곡률을 갖는 렌즈의 외측면;으로 구성된다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, a contact lens to which a spherical aberration control design for improving visual performance is applied includes: an inner surface of a lens having a predetermined inner curvature designed by a spherical design method; and an outer surface of the lens having a predetermined outer curvature designed by an aspherical design method.

이 경우에, 상기 렌즈의 외측면은, 하기 수학식에 따라 외측 곡률이 결정되는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈.In this case, the outer surface of the lens, the contact lens, characterized in that the outer curvature is determined according to the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

(여기서, r는 정점으로부터의 반경 방향 거리, C는 1/R이며, R은 구면 설계의 곡률 반경, k는 형상 계수(또는 -e2 이며, 여기서 e는 편심률)).(where r is the radial distance from the vertex, C is 1/R, R is the radius of curvature of the spherical design, k is the shape factor (or -e 2 , where e is the eccentricity)).

이 경우에, -5.00 내지 -10.00 디옵터의 제1 도수 범위에서 렌즈 도수와 구면 수차 사이의 제1 기울기 변화값을 갖는다.In this case, it has a first gradient change value between the lens power and the spherical aberration in the first power range of -5.00 to -10.00 diopters.

이 경우에, -10.00 디옵터 이상의 제2 도수 범위에서 렌즈 도수와 구면 수차 사이의 제2 기울기 변화값은, 상기 제1 기울기 변화값보다 작게 설계한다.In this case, the second gradient change value between the lens power and the spherical aberration in the second diopter range of -10.00 diopters or more is designed to be smaller than the first gradient change value.

한편, 상기 콘택트 렌즈의 동공 영역내의 파워 편차는 구면 설계된 콘택트 렌즈의 파워 편차보다 감소시켜서 설계한다.On the other hand, the power deviation within the pupil region of the contact lens is designed to be reduced compared to the power deviation of the spherically designed contact lens.

한편, 모든 도수의 렌즈에서 구면수차량이 0.25이하의 값을 갖는다.On the other hand, the spherical aberration amount has a value of 0.25 or less in all dioptric lenses.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 구면 수차를 보상하는 비구면 설계 방법을 채택하되, 적절한 파워 매칭을 위하여 비구면 설계 기법을 구면 설계 기반으로 제공함으로써 상흐림과 빛 번짐을 감소 또는 개선 할 수 있는 효과를 발휘한다.According to various embodiments of the present invention, an aspherical design method for compensating for spherical aberration is adopted, but for proper power matching, an aspherical design technique is provided as a spherical design basis to reduce or improve image blur and light spread. perform

도 1은 -7.5 디옵터 근시 렌즈에 대한 도수 측정 결과 화면,
도 2는 구면 렌즈에서 발생하는 구면 수차를 예시적으로 설명하는 도면,
도 3은 근시 렌즈의 구면 수차 그래프를 나타내는 도면,
도 4는 -7.5 디옵터 근시 렌즈에서 상흐림과 빛 번짐의 원인을 설명하기 위한 도수 측정 결과 화면,
도 5는 -7.5 디옵터 렌즈의 구면 수차가 제거된 도수 측정 결과 화면,
도 6은 렌즈 설계를 위한 내측 곡률과 외측 곡률을 예시적으로 설명하는 도면,
도 7은 코닉 상수(k)에 따른 곡선 형상 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈(HD 렌즈)와 구면 렌즈에 대한 렌즈 도수와 구면 수차와의 관계를 비교한 도면,
도 9는 -7.5 디옵터 근시 렌즈의 도수 측정 화면, 그리고,
도 10은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 -7.5 디옵터 근시 렌즈의 도수 측정 결과 화면.
1 is a screen of power measurement results for a -7.5 diopter myopia lens;
2 is a view exemplarily explaining spherical aberration occurring in a spherical lens;
3 is a view showing a spherical aberration graph of a myopic lens;
4 is a power measurement result screen for explaining the causes of image blur and light blur in -7.5 diopter myopia lenses;
5 is a power measurement result screen in which the spherical aberration of the -7.5 diopter lens is removed;
6 is a view exemplarily explaining the inner curvature and the outer curvature for the lens design;
7 is a curve shape graph according to the conic constant (k);
8 is a view comparing the relationship between the lens power and spherical aberration for a contact lens (HD lens) and a spherical lens according to the present invention;
9 is a power measurement screen of a -7.5 diopter myopia lens, and,
10 is a screen showing the power measurement results of the -7.5 diopter myopia lens of the contact lens according to the present invention.

이하에서 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다. 이하에서 설명하는 바람직한 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양하게 설계 변경될 수 있다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Preferred embodiments described below may be variously designed and changed within the scope of the technical spirit of the present invention.

구면 렌즈와 구면 수차Spherical Lenses and Spherical Aberration

도 1은 -7.5 디옵터 근시 렌즈에 대한 도수 측정 결과 화면이다. 도 1을 참고하면, 구면 렌즈 설계에 따른 렌즈의 도수(power)는 중심에서 -6.50디옵터이고, 중심에서 가장자리로 갈수록 점차적으로 도수가 증가한다. 1 is a screen showing the power measurement results for a -7.5 diopter myopia lens. Referring to FIG. 1 , the power of the lens according to the spherical lens design is -6.50 diopters from the center, and the power gradually increases from the center to the edges.

도 2는 구면 렌즈에서 발생하는 구면 수차를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 2를 참고하면, 구면 렌즈를 통과한 광은 한 점에 맺히지 않고 광측에서 멀어질수록 근축 광선의 초점과 멀어지게 된다. 도 2(a)를 참고하면, 십자 형태의 슬릿에서 광이 또렷하게 보이지 않고, 뿌옇게 보이는 것이 구면 수차에 기인한 현상이다. 도 2(b)를 참고하면, 광축에서 멀어질 수록 근축 광선의 초점(P_1)에서 멀어지는 지점(P_2)에 초점이 맺히게 된다. 이러한 구면 수차는 렌즈 도수가 높아질 수록 심하게 되며, 이에 대해서는 이하의 도면을 참고하여 설명한다.2 is a diagram exemplarily illustrating spherical aberration occurring in a spherical lens. Referring to FIG. 2 , the light passing through the spherical lens does not focus on a single point, but becomes further away from the focal point of the paraxial ray as it moves away from the optical side. Referring to FIG. 2( a ), the light is not clearly seen in the cross-shaped slit and the light is cloudy is a phenomenon due to spherical aberration. Referring to FIG. 2(b) , as the distance from the optical axis increases, the focus is focused on a point P_2 that is further away from the focal point P_1 of the paraxial ray. The spherical aberration becomes more severe as the lens power increases, and this will be described with reference to the drawings below.

도 3은 근시 렌즈의 구면 수차 그래프를 나타내는 도면이다. 도 3을 참고하면, 0.00디옵터에서 0.5 디옵터 씩 증가하여 측면하면 근시 렌즈의 도수와 구면 수차의 기울기는 우상향하는 것을 확인할 수 있다. 렌즈 도수가 -1.5 디옵터에서 구면수차가 0이고, -11.5 디옵터에서 구면수차가 0.5이므로 추세선의 기울기는 0.05임을 알 수 있다. 이처럼 렌즈 도수와 구면 수차는 양의 상관관계에 있다. 따라서, 도수가 높아질수록 구면 수차가 심각하게 발생하게 된다.3 is a diagram illustrating a spherical aberration graph of a myopic lens. Referring to FIG. 3 , it can be seen that the dioptric power and the slope of the spherical aberration of the myopic lens are upward sloping from 0.00 diopters to 0.5 diopters when viewed from the side. It can be seen that the slope of the trend line is 0.05 because the spherical aberration is 0 when the lens power is -1.5 diopters and the spherical aberration is 0.5 at -11.5 diopters. As such, the lens power and the spherical aberration have a positive correlation. Accordingly, the higher the power, the more severe the spherical aberration occurs.

상흐림 및 빛 번짐 현상Image blur and light blur

이처럼 렌즈의 도수가 높아질수록 구면 수차가 크게 발생하게 되므로 도수가 급격하게 상승하는 구간에서는 상흐림 및 빛 번짐 현상이 발생하게 된다. 이에 대해서는 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.As the power of the lens increases, the spherical aberration increases. Therefore, image blur and light blur occur in the section where the power is rapidly increased. This will be described in detail with reference to the drawings.

도 4는 -7.5 디옵터 근시 렌즈에서 상흐림과 빛 번짐의 원인을 설명하기 위한 도수 측정 결과 화면이다. 도 4를 참고하면, -7.5 디옵터의 근시 렌즈의 도수는 중심에서 -6.5 수준이고, 렌즈의 가장 자리로 갈수록 점차적으로 도수가 올라가게 된다. 중심에서 약 2.5mm 떨어진 지점에서 렌즈의 도수가 급격하게 증가하게 되며 약 3.0mm 떨어진 지점에서는 -8.2 디옵터까지 높아지게 된다. 즉, ±2.5 ~ ±3.0mm 구간에서 상흐림 또는 빛 번짐의 원인이 된다.4 is a screen showing the results of power measurement to explain the causes of image blur and light blur in a -7.5 diopter myopia lens. Referring to FIG. 4 , the power of the -7.5 diopter myopia lens is -6.5 at the center, and the power gradually increases toward the edge of the lens. At a point about 2.5mm away from the center, the power of the lens increases sharply, and at a point about 3.0mm away, it rises to -8.2 diopters. That is, it causes image blur or light blur in the ±2.5 ~ ±3.0mm section.

구면 설계 근시 렌즈는 파워가 -7.5도 근시 렌즈임에도 정 가운데의 도수는 -6.5도이고, 동공사이즈 끝부분에서는 -8.2도 수준으로 급격한 도수(power)의 변화가 발생하며, 이는 환자에게 상흐림과 빛 번짐 등의 문제점을 야기하게 된다.Although the spherical design myopia lens has a power of -7.5 degrees, the power in the center is -6.5 degrees, and at the end of the pupil size, a sharp change in power occurs to the level of -8.2 degrees, which causes image blur and image blur to the patient. It causes problems such as light scattering.

기존의 근시 렌즈에 대해서는 구면 제작 방식으로 렌즈를 제작하게 되므로 도수가 높아지는 구간에서 구면 수차가 더 커지게 되므로 상흐림 또는 빛 번짐의 현상이 두드러지게 된다.Since the conventional myopia lens is manufactured using a spherical manufacturing method, the spherical aberration becomes larger in the section where the dioptric power is increased, so that the phenomenon of image blur or light blur becomes conspicuous.

도 5는 -7.5 디옵터 렌즈의 구면 수차가 제거된 도수 측정 결과 화면이다. 도 5를 참고하면, 이러한 구면 수차를 개선하기 위하여 비구면으로 설계하여 구면수차를 '0'으로 만들거나 '0'에 가까운 렌즈가 되도록 하면, 안구에 파워 매칭을 하기 어려운 문제가 발생하게 된다.5 is a screen showing the power measurement result screen from which the spherical aberration of the -7.5 diopter lens is removed. Referring to FIG. 5 , if an aspherical surface is designed to improve the spherical aberration so that the spherical aberration is made '0' or a lens close to '0', it is difficult to perform power matching on the eyeball.

사람의 눈은 선택적으로 잘 보이는 시야에 근육을 조절하여 맞추는 구조로 되어 있음으로 인해 과거 구면설계 렌즈에서는 주변부에 약간의 상흐림 및 빛 번짐이 있더라도 양호하게 물체를 확인할 수 있었던 환자가 구면수차가 '0'이 되거나, '0'에 가까운 렌즈에서는 전혀 시야가 맞지 않는 문제가 발생하게 된다.Because the human eye has a structure that selectively adjusts the muscles to the visual field of view, spherical aberration is 'spherical aberration' for patients who could see objects well even with slight image blur and light blur in the periphery in the past spherical design lenses. A lens that becomes 0' or is close to '0' causes a problem that the field of view does not match at all.

본 발명에 따른 콘택트 렌즈contact lens according to the invention

도 6은 렌즈 설계를 위한 내측 곡률과 외측 곡률을 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 6을 참고하면, 렌즈의 도수는 렌즈 내측 곡률(Base curve) 및 외측 곡률(Front curve)에 따라 결정된다. 이러한 구면 설계에서의 외측 곡률에 대한 결정은 하기 수학식 1와 같은 렌즈 제작자 공식을 기반으로 한다.6 is a view exemplarily explaining an inner curvature and an outer curvature for a lens design. Referring to FIG. 6 , the dioptric power of the lens is determined according to the inner curvature (base curve) and the outer curvature (front curve) of the lens. The determination of the outer curvature in the spherical design is based on the lens manufacturer's formula as shown in Equation 1 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, 1/f = D (도수, power), n은 공기중 굴절률, n1 은 렌즈 재질의 굴절률, R1, R2는 각각 렌즈면의 곡률(R1은 외측 곡률, R2는 내측 곡률을 의미함).Here, 1/f = D (power, power), n is the refractive index in air, n1 is the refractive index of the lens material, and R1 and R2 are the curvatures of the lens surface (R1 is the outer curvature, R2 is the inner curvature).

본 발명은 상흐림과 빛번짐을 개선하기 위해서, 비구면 설계를 기존의 구면 설계의 외측 곡률(Front curve)에 기반한 하기 수학식 2와 같은 비구면 방정식을 이용하여 설계한다.In the present invention, in order to improve image blur and light blur, an aspherical design is designed using an aspherical equation as shown in Equation 2 below based on a front curve of a conventional spherical design.

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 수학식 2에서 r는 정점으로부터의 반경 방향 거리를 의미하고, C는 1/R이며, R은 구면 설계의 곡률 반경을 나타낸다. k는 형상 계수(또는 -e2 이며, 여기서 e는 편심률)이고, k가 0인 경우, 원추부는 구이다. -1<k<0 인 경우, 원추부 타원이다. ∂>0인 경우, 원추부는 네거티브 편심률에 기인하여 가파른 표면을 가지는 타원이다. 이러한 코닉 상수(k)에 따른 곡선의 형태 변화는 다음의 도면을 참고하여 설명한다.In Equation 2, r denotes a radial distance from the vertex, C denotes 1/R, and R denotes a radius of curvature of the spherical design. k is the shape factor (or -e 2 , where e is the eccentricity), and when k is 0, the cone is a sphere. If -1<k<0, the cone is an ellipse. If ∂>0, the cone is an ellipse with a steep surface due to negative eccentricity. The change in the shape of the curve according to the conic constant (k) will be described with reference to the following drawings.

본 발명에 따른 콘택트 렌즈는 다음의 표 1에서와 같이 렌즈 도수 범위에서 일련의 렌즈 각각에 대한 수차값을 갖게 된다.The contact lens according to the present invention has aberration values for each of a series of lenses in the lens power range as shown in Table 1 below.

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 표 1을 참고하면, 0.00 ~ -19.5 디옵터의 범위에 걸쳐 도수 보정된 일련의 렌즈 각각에 대한 수차값을 표시한다. 표 1의 좌측 칼럼에 기록된 바와 같이 전면에 타원형 커브로 형성되는 경우, 구면 수차(Spherical aberration)는 기존 구면 설계대비 상당히 줄어들게 됨을 확인할 수 있다(단, 0.00 ~ -2.00 디옵터의 부근에서는 큰 차이를 보이지 않는다.) 상기 표 1의 하위 도표는 일련의 콘택트 렌즈의 각각의 도수에 최적의 시력을 제공하는 관련 광학영역의 형상 계수와 수차값을 나타낸다.Referring to Table 1 above, aberration values for each of a series of diopter-corrected lenses are displayed over a range of 0.00 to -19.5 diopters. As recorded in the left column of Table 1, when it is formed in an elliptical curve on the front side, it can be seen that spherical aberration is significantly reduced compared to the existing spherical design (however, there is a large difference in the vicinity of 0.00 ~ -2.00 diopters) The sub-tables of Table 1 above show the shape coefficients and aberration values of the relevant optical areas that provide optimal visual acuity for each dioptric power of a series of contact lenses.

도 7은 코닉 상수(k)에 따른 곡선 형상 그래프이다. 도 7을 참고하면, 코닉 상수(k)는 -e2 이며, 여기서 e는 편심률을 의미한다. k가 0인 경우 원추부는 구(sphere)이다. -1 < k < 0 인 경우 원추부는 타원(ellipse)이다. ∂>0인 경우, 원추부는 네거티브 편심률에 기인하여 가파른 표면을 가지는 타원이다.7 is a curve shape graph according to the conic constant (k). Referring to FIG. 7 , the conic constant (k) is -e 2 , where e means the eccentricity. When k is 0, the cone is a sphere. If -1 < k < 0, the cone is an ellipse. If ∂>0, the cone is an ellipse with a steep surface due to negative eccentricity.

본 발명에 따른 콘택트 렌즈와 구면 렌즈의 비교Comparison of contact lenses according to the invention and spherical lenses

도 8은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈(HD 렌즈)와 구면 렌즈에 대한 렌즈 도수와 구면 수차와의 관계를 비교한 도면이다. 본 발명에 따른 콘택트 렌즈(이하, HD 렌즈라 함)는 구면 설계 방식에 의해서 설계된 기 결정된 내측 곡률을 갖는 렌즈의 내측면과 비구면 설계 방식에 의해서 설계된 기 결정된 외측 곡률을 갖는 렌즈의 외측면으로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다. 이러한 외측 곡률을 비구면 설계 방식으로 함으로써 상흐림과 빛 번짐 현상을 감소시킨다. 8 is a diagram comparing the relationship between the lens power and spherical aberration for a contact lens (HD lens) and a spherical lens according to the present invention. A contact lens (hereinafter referred to as an HD lens) according to the present invention is composed of an inner surface of a lens having a predetermined inner curvature designed by a spherical design method and an outer surface of a lens having a predetermined outer curvature designed by an aspherical design method to be a technical feature. By using this outer curvature as an aspherical design method, image blur and light blur are reduced.

도 8(a)을 참고하면, 0.00 ~ -2.00 디옵터 구간(제1 구간)에서는 구면 설계와 비교하여 큰 차이가 없다. 낮은 도수에서는 구면 수차가 크게 발생하지 않으므로 큰 차이가 나지 않더라도 효과상의 차이가 없다. -2.00 ~ -8.00 디옵터 구간(제2 구간)에서 본 발명에 따른 렌즈는 제1 구간에서의 구면 수차량 감소량과 비슷한 기울기를 나타냄을 확인할 수 있다. -8.00 디옵터 이상의 높은 도수(high power)에서는 제2 구간에서의 기울기와 유사한 구면 수차량 변화를 보이므로, 구면 렌즈와 대비하여 구면 수차가 현저하게 감소함을 이해할 수 있다.Referring to FIG. 8( a ), there is no significant difference compared to the spherical design in the 0.00 to -2.00 diopter section (the first section). At low powers, spherical aberration does not occur significantly, so even if there is no significant difference, there is no difference in effect. It can be seen that in the -2.00 to -8.00 diopter section (the second section), the lens according to the present invention exhibits a slope similar to the amount of reduction in the amount of spherical aberration in the first section. At a high power of -8.00 diopters or more, a change in the amount of spherical aberration similar to the slope in the second section is exhibited, so it can be understood that the spherical aberration is significantly reduced compared to the spherical lens.

도 8(b)를 참고하면, 구면 렌즈에서의 상흐림 또는 빛번짐은 나타나고 있음을 확인할 수 있고, HD 렌즈의 경우에는 상이 또렷하고 빛 번짐의 문제도 나타나고 있지 않음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8(b) , it can be confirmed that image blur or light bleeding appears in the spherical lens, and in the case of the HD lens, the image is clear and there is no problem of light bleeding.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 HD 렌즈는 구면 렌즈에 대비하여 구면 수차를 25 내지 77% 감소시키는 현저한 효과를 발휘한다.As described above, the HD lens according to the present invention exhibits a remarkable effect of reducing spherical aberration by 25 to 77% compared to a spherical lens.

도 9는 -7.5 디옵터 근시 렌즈의 도수 측정 화면이다. 도 9를 참고하면, -7.5 디옵터의 근시 렌즈의 경우에는 -7.5 디옵터 이하에서 급격한 도수 증가가 이루어지므로 구면 수차로 인한 상흐림 또는 빛 번짐 현상이 나타나게 된다. 9 is a power measurement screen of a -7.5 diopter myopia lens. Referring to FIG. 9 , in the case of a myopic lens of -7.5 diopters, since the power is rapidly increased below -7.5 diopters, image blurring or light blurring due to spherical aberration appears.

이에 비하여 본 발명에 따른 콘택트 렌즈는 -7.5 디옵터 근시 렌즈에 적용할 경우에도 구면수차가 상당히 감소하는 특징을 나타낸다. 보다 구체적인 내용은 이하에서 별도의 도면을 참고하여 설명한다.On the other hand, the contact lens according to the present invention exhibits a characteristic that spherical aberration is significantly reduced even when applied to a -7.5 diopter myopia lens. More specific details will be described below with reference to separate drawings.

도 10은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 -7.5 디옵터 근시 렌즈의 도수 측정 결과 화면이다. 도 10을 참고하면, 중심에서 가장자리로 갈수록 도수의 증가율이 구면 렌즈에 비하여 급격하게 변경하는 지점이 나타나지 않는다.10 is a screen showing the power measurement results of the -7.5 diopter myopia lens of the contact lens according to the present invention. Referring to FIG. 10 , there is no point at which the increase rate of the dioptric power is rapidly changed from the center to the edge compared to the spherical lens.

즉, 도 10을 참고하면, -7.75 디옵터에서 구면 수차가 거의 제거된 결과를 확인할 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 콘택트 렌즈는 1) 안구에서 잘 보이는 상으로 조절해 줄수 있는 영역을 가지고 있고(완전 비구면 설계 대비 파워 매칭이 용이하다), 2) 구면 설계 대비 동공내의 도수 영역이 감소하며(상흐림 개선), 3) 동공 끝부분에 급격한 도수 변화가 약하다(빛 번짐 개선).That is, referring to FIG. 10 , it can be seen that the spherical aberration is almost eliminated at -7.75 diopters. The contact lens according to the present invention 1) has an area that can be adjusted to an image that is easily seen by the eye (easy power matching compared to a fully aspherical design), 2) has a reduced dioptric power area in the pupil compared to a spherical design (image Blur improvement), 3) The sudden power change at the tip of the pupil is weak (improving light blur).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 콘택트 렌즈는 구면 설계 및 비구면 설계의 단점을 상호보완하는 설계 방식을 채택함으로써 구면 수차를 감소시키고 빛 번짐 또는 상흐림을 개선하는 현저한 효과를 발휘한다.As described above, the contact lens according to the present invention exhibits remarkable effects of reducing spherical aberration and improving light blur or blur by adopting a design method that complements the disadvantages of spherical design and aspherical design.

Claims (6)

시각적 성능 개선을 위한 구면수차 제어 설계가 적용된 콘택트 렌즈에 있어서,
구면설계 방식에 의해서 설계된 기 결정된 내측 곡률을 갖는 렌즈의 내측면; 및
비구면 설계 방식에 의해서 설계된 기 결정된 외측 곡률을 갖는 렌즈의 외측면;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈.
A contact lens to which a spherical aberration control design for improving visual performance is applied, the contact lens comprising:
an inner surface of the lens having a predetermined inner curvature designed by a spherical design method; and
A contact lens comprising: an outer surface of a lens having a predetermined outer curvature designed by an aspherical design method.
제1 항에 있어서,
상기 렌즈의 외측면은, 하기 수학식에 따라 외측 곡률이 결정되는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈.
Figure pat00005

(여기서, r는 정점으로부터의 반경 방향 거리, C는 1/R이며, R은 구면 설계의 곡률 반경, k는 형상 계수(또는 -e2 이며, 여기서 e는 편심률)).
According to claim 1,
The outer surface of the lens, a contact lens, characterized in that the outer curvature is determined according to the following equation.
Figure pat00005

(where r is the radial distance from the vertex, C is 1/R, R is the radius of curvature of the spherical design, k is the shape factor (or -e 2 , where e is the eccentricity)).
제2 항에 있어서,
-5.00 내지 -10.00 디옵터의 제1 도수 범위에서 렌즈 도수와 구면 수차 사이의 제1 기울기 변화값을 갖는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈.
3. The method of claim 2,
A contact lens, characterized in that it has a first slope change value between the lens power and the spherical aberration in a first power range of -5.00 to -10.00 diopters.
제3 항에 있어서,
-10.00 디옵터 이상의 제2 도수 범위에서 렌즈 도수와 구면 수차 사이의 제2 기울기 변화값은, 상기 제1 기울기 변화값보다 작은 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈.
4. The method of claim 3,
A second gradient change value between the lens power and the spherical aberration in a second diopter range of -10.00 diopters or more is smaller than the first gradient change value.
제1 항에 있어서,
상기 콘택트 렌즈의 동공 영역내의 파워 편차는 구면 설계된 콘택트 렌즈의 파워 편차보다 감소시켜서 설계하는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈.
According to claim 1,
The contact lens, characterized in that the power deviation within the pupil region of the contact lens is designed to be reduced than the power deviation of the spherically designed contact lens.
제1 항에 있어서,
모든 도수의 렌즈에서 구면수차량이 0.25이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈.
According to claim 1,
A contact lens, characterized in that the spherical aberration amount has a value of 0.25 or less in all dioptric lenses.
KR1020190178781A 2019-12-31 2019-12-31 Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance KR20210085583A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190178781A KR20210085583A (en) 2019-12-31 2019-12-31 Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance
KR1020210119114A KR102436749B1 (en) 2019-12-31 2021-09-07 Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190178781A KR20210085583A (en) 2019-12-31 2019-12-31 Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210119114A Division KR102436749B1 (en) 2019-12-31 2021-09-07 Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210085583A true KR20210085583A (en) 2021-07-08

Family

ID=76894611

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190178781A KR20210085583A (en) 2019-12-31 2019-12-31 Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance
KR1020210119114A KR102436749B1 (en) 2019-12-31 2021-09-07 Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210119114A KR102436749B1 (en) 2019-12-31 2021-09-07 Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR20210085583A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110067142A (en) 2008-10-01 2011-06-21 보오슈 앤드 롬 인코포레이팃드 Toric ophthalmic lenses having selected spherical aberration characteristics
KR20180020909A (en) 2016-08-18 2018-02-28 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 Contact lens with improved visual performance and minimized halo utilizing pupil apodization

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5815239A (en) 1996-12-05 1998-09-29 Chapman; Judith E. Contact lenses providing improved visual acuity
KR100504388B1 (en) 2003-05-31 2005-07-27 (주)벨모아 Multi-focusing Off-axis Aspherical Optical Lens
US7625085B2 (en) * 2007-08-07 2009-12-01 Novartis Ag Toric contact lens with improved posterior surface design
PL3118671T3 (en) * 2014-03-11 2022-07-18 Kowa Company Ltd. Ophthalmic lens and method for designing ophthalmic lens

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110067142A (en) 2008-10-01 2011-06-21 보오슈 앤드 롬 인코포레이팃드 Toric ophthalmic lenses having selected spherical aberration characteristics
KR20180020909A (en) 2016-08-18 2018-02-28 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 Contact lens with improved visual performance and minimized halo utilizing pupil apodization

Also Published As

Publication number Publication date
KR102436749B1 (en) 2022-08-29
KR20210112291A (en) 2021-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2017202382B2 (en) Asymmetric lens design and method for preventing and/or slowing myopia progression
CN107219640B (en) Multifocal lens design and method for preventing and/or slowing myopia progression
KR20190089752A (en) Ophthalmic lens with an optically non-coaxial zone for myopia control
JP5172148B2 (en) Method and apparatus for changing relative field curvature and peripheral off-axis focal position
JP2017010031A (en) Contact lens comprising non-coaxial lenslets for preventing and/or slowing myopia progression
CN105388629A (en) high plus treatment zone lens design and method for preventing and/or slowing myopia progression
KR20160022774A (en) Pupil size-independent lens design and method for preventing and/or slowing myopia progression
US11696823B2 (en) High definition and extended depth of field intraocular lens
US10285807B2 (en) High definition and extended depth of field intraocular lens
AU2015213339B2 (en) Lens design and method for minimizing visual acuity variation experienced by myopia progressors
US11686954B2 (en) Contact lens with improved visual performance and minimized halo utilizing pupil apodization
US20240004221A1 (en) Ophthalmic lens with an optically non-coaxial zone for myopia control
CN109426008B (en) Non-toric surfaces for minimizing secondary astigmatism in contact lenses for correcting astigmatism
KR102436749B1 (en) Contact Lenses with Spherical Aberration Control Design for Improved Visual Performance
JP2021522958A (en) Artificial lens and its manufacturing method
TW202414043A (en) contact lenses
Jackson et al. THE OCULAR RIGIDITY FACTOR

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
A107 Divisional application of patent
E601 Decision to refuse application