KR20210151875A - High-definition and extended depth-of-field intraocular lens - Google Patents

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KR20210151875A
KR20210151875A KR1020217036230A KR20217036230A KR20210151875A KR 20210151875 A KR20210151875 A KR 20210151875A KR 1020217036230 A KR1020217036230 A KR 1020217036230A KR 20217036230 A KR20217036230 A KR 20217036230A KR 20210151875 A KR20210151875 A KR 20210151875A
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에드윈 제이. 사버
제임스 제이. 심즈
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제트 옵틱스, 인크.
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Abstract

안구내 렌즈 내로 통합된 가상 조리개가 개시된다. 가상 조리개와 교차되는 광선이 망막에 걸쳐 넓게 산란되어, 광이 망막에서 검출 가능 레벨에 도달하는 것을 사실상 방지한다. 가상 조리개의 이용은 단색 수차 및 색수차를 제거하여 고-선명도 망막 화상을 생성하는데 도움을 준다. 수용 가능한 시야의 주어진 선명도를 위해서, 피사계 심도가 큰 직경의 광학 구역에 걸쳐 증가된다. 또한, 광학 구역이 더 작은 직경을 가질 수 있음에 따라, 더 얇은 안구내 렌즈가 생산될 수 있다. 이는 다시 더 작은 각막 절개 및 더 용이한 이식 수술을 가능하게 한다.A virtual stop integrated into an intraocular lens is disclosed. Light rays intersecting the virtual stop are scattered widely across the retina, effectively preventing the light from reaching detectable levels in the retina. The use of a virtual aperture helps to remove monochromatic and chromatic aberrations to create high-definition retinal images. For a given sharpness of an acceptable field of view, the depth of field is increased over the large diameter optical zone. Also, as the optical zone can have a smaller diameter, thinner intraocular lenses can be produced. This in turn allows for a smaller corneal incision and easier transplant operation.

Description

고선명도 및 연장된 피사계 심도 안구내 렌즈High-definition and extended depth-of-field intraocular lens

우선권 주장claim priority

본원은 2019년 4월 10일자로 출원되고 명칭이 "HIGH DEFINITION AND EXTENDED DEPTH OF FIELD INTRAOCULAR LENS"인 미국 특허출원 16/380,622에 대한 우선권을 주장한다. 앞서 언급된 출원 출원의 내용은 그 전체가 본원에서 참조로 포함된다.This application claims priority to U.S. Patent Application 16/380,622, filed April 10, 2019, and entitled "HIGH DEFINITION AND EXTENDED DEPTH OF FIELD INTRAOCULAR LENS." The contents of the aforementioned applications are incorporated herein by reference in their entirety.

인간의 눈은 종종, 높은 삶의 질을 유지하기 위한 수용 가능한 시야를 제공하기 위해서 교정되어야 하는 탈초점 및 난시와 같은 수차(aberration)로 고통 받는다. 이러한 탈초점 및 난시 수차의 교정은 렌즈를 이용하여 달성될 수 있다. 렌즈는 안경 평면에, 각막 평면(콘택트 렌즈 또는 각막 임플란트)에, 또는 유수정체(phakic)(수정체 무손상) 또는 무수정체(aphakic)(수정체 제거) 안구내 렌즈(IOL)로서 눈 내에 위치될 수 있다.The human eye often suffers from aberrations such as defocus and astigmatism that must be corrected to provide an acceptable field of view to maintain a high quality of life. Correction of such defocus and astigmatism can be achieved using lenses. Lenses can be placed in the eye in the spectacle plane, in the corneal plane (contact lenses or corneal implants), or as a phakic (intact lens) or aphakic (removal) intraocular lens (IOL). have.

탈초점 및 난시의 기본적인 수차에 더하여, 눈은 종종 구면 수차 및 기타 수차와 같은 고-차원 수차를 종종 갖는다. 가시광선 스펙트럼에 걸친 파장에 따른 초점 변화로 인한 수차인, 색수차가 또한 눈에 존재한다. 이러한 고-차원 수차 및 색수차는 사람의 시야의 품질에 부정적인 영향을 미친다. 동공 크기가 증가됨에 따라, 고-차원 수차 및 색수차의 부정적인 영향이 커진다. 이러한 수차가 제거된 시야가 종종 고선명도(HD) 시야로 지칭된다.In addition to the basic aberrations of defocus and astigmatism, the eye often has high-order aberrations, such as spherical and other aberrations. Chromatic aberration, which is an aberration due to changes in focus with wavelength across the visible spectrum, is also present in the eye. These high-dimensional aberrations and chromatic aberrations negatively affect the quality of human vision. As the pupil size increases, the negative influence of high-dimensional aberrations and chromatic aberrations increases. A field of view in which this aberration has been removed is often referred to as a high definition (HD) field of view.

노안은, 눈이 상이한 거리들에 위치되는 물체에 초점을 맞출 수 있는 능력을 상실한 질환이다. 무수정체 눈은 노안을 갖는다. 무수정체 눈에 이식된 표준 단초점 IOL은 단일 초점 거리에서의 시야를 복원할 것이다. 소정 범위의 거리에 걸쳐 양호한 시야를 제공하기 위해서, 이중-초점 또는 누진가입도 안경과 조합된 단초점 IOL을 이용하는 것을 포함하는, 다양한 옵션이 적용될 수 있다. 근거리 및 원거리 시야를 복원하기 위한 다른 옵션으로서 모노비전(monovision) IOL 시스템이 있다(한쪽 눈이 다른 쪽 눈과 다른 초점 거리로 설정되고, 그에 따라 2개의 초점의 양안 합계를 제공하고 혼합된 시야를 제공한다).Presbyopia is a condition in which the eye loses the ability to focus on objects located at different distances. Aphasic eyes have presbyopia. A standard monofocal IOL implanted in an aphakic eye will restore vision at a single focal length. To provide good vision over a range of distances, various options may be applied, including using monofocal IOLs in combination with bi-focal or progressive glasses. Another option for restoring near and far vision is the monovision IOL system (where one eye is set to a different focal length than the other, thus providing a binocular sum of the two focal points and providing a mixed field of view). to provide).

모노비전은 현재, 원거리 시야를 위한 우세 눈 및 근거리 시야를 위한 비-우세(non-dominant) 눈을 교정하여 원거리로부터 근거리까지 안경이 없는 양안 시야를 달성하기 위해서 IOL의 이용에 의해 노안을 교정하는 가장 일반적인 방법이다. 또한, IOL은 이중 초점 또는 다초점일 수 있다. 대부분의 IOL은 가입도 범위 내에 분포된 하나 이상의 초점 영역을 갖도록 설계된다. 그러나, 구분된 초점의 세트를 갖는 요소를 이용하는 것이 유일하게 가능한 설계 전략인 것은 아니며: 연장된 피사계 심도(EDOF)를 갖는 요소, 즉 요구되는 가입도에 걸쳐 연속적인 초점 세그먼트를 생성하는 요소가 또한 고려될 수 있다. 이러한 방법은, 다양한 초점 영역으로부터의 미광(stray light)이 사람의 시야를 저하시킴에 따라, 완전히 수용 가능하지는 않다.Monovision is currently used to correct presbyopia by the use of an IOL to achieve glasses-free binocular vision from distance to near by correcting the dominant eye for distance vision and the non-dominant eye for near vision. The most common way. Also, the IOL may be bifocal or multifocal. Most IOLs are designed to have one or more focal areas distributed within a range of additions. However, using elements with distinct sets of foci is not the only possible design strategy: elements with extended depth of field (EDOF), i. can be considered. This method is not entirely acceptable, as stray light from the various focal areas degrades a person's field of vision.

당업계에서 필요한 것은, 이러한 한계를 극복하기 위한 개선된 가상 조리개(virtual aperture) IOL이다.What is needed in the art is improved virtual aperture IOLs to overcome these limitations.

안구내 렌즈(IOL) 내로 통합된 가상 조리개가 개시된다. 그러한 구성 및 배열은 광선이 가상 조리개와 교차되게 하고 망막에 걸쳐 넓게 산란되게 하여, 광이 망막에서 검출 가능 레벨에 도달하는 것을 사실상 방지한다. 가상 조리개는 단색 수차 및 색수차를 제거하여 고-선명도 망막 화상을 생성하는데 도움을 준다. 수용 가능한 시야의 주어진 선명도를 위해서, 피사계 심도가 큰 직경의 광학 구역 IOL에 걸쳐 증가된다. 백내장이 있는 눈은 부상, 이전의 눈 수술, 또는 정상적인 IOL 설계로 잘 교정되지 않을 수 있는 눈 장애로 인한 이차적인 문제를 가질 수 있다. 합병증이 있는 눈의 예에는: 비대칭 난시, 원추 각막, 수술 후 각막 이식, 비대칭 동공, 매우 고도의 난시, 및 기타가 포함된다. 원치 않는 수차를 제거할 수 있는 능력으로 인해서, 이러한 가상 조리개 IOL 설계는 일반적인 큰 광학 IOL에 비해서 향상된 시야를 제공하는데 있어서 매우 효과적일 수 있다.A virtual iris integrated into an intraocular lens (IOL) is disclosed. Such construction and arrangement causes the light rays to intersect the virtual stop and scatter widely across the retina, effectively preventing the light from reaching detectable levels in the retina. The virtual iris eliminates monochromatic and chromatic aberrations to help create high-definition retinal images. For a given sharpness of an acceptable field of view, the depth of field is increased over the large diameter optical zone IOL. Eyes with cataracts may have problems secondary to injury, previous eye surgery, or eye disorders that may not be well corrected with normal IOL design. Examples of eyes with complications include: asymmetric astigmatism, keratoconus, postoperative corneal transplantation, asymmetric pupil, very high degree of astigmatism, and others. Due to their ability to remove unwanted aberrations, such a virtual aperture IOL design can be very effective in providing an improved field of view compared to a typical large optical IOL.

본 발명의 목적은, 광학 구역이 더 작은 직경을 가질 수 있는 것으로 인해서, 더 얇은 IOL을 제조하는 방법을 교시하는 것이며, 이는 더 작은 각막 절개 및 더 용이한 이식 수술을 가능하게 한다. 백내장이 있는 눈은 부상, 이전의 눈 수술, 또는 정상적인 IOL 설계로 잘 교정되지 않을 수 있는 눈 장애로 인한 이차적인 문제를 가질 수 있다. 합병증이 있는 눈의 예에는: 비대칭 난시, 원추 각막, 수술 후 각막 이식, 비대칭 동공, 매우 고도의 난시, 및 기타가 포함된다. 원치 않는 수차를 제거할 수 있는 능력으로 인해서, 개시된 가상 조리개 IOL 설계는 일반적인 큰 광학 IOL에 비해서 향상된 시야를 제공하는데 있어서 효과적이다.It is an object of the present invention to teach a method for manufacturing a thinner IOL, as the optical zone may have a smaller diameter, which allows for a smaller corneal incision and easier implantation surgery. Eyes with cataracts may have problems secondary to injury, previous eye surgery, or eye disorders that may not be well corrected with normal IOL design. Examples of eyes with complications include: asymmetric astigmatism, keratoconus, postoperative corneal transplantation, asymmetric pupil, very high degree of astigmatism, and others. Due to their ability to remove unwanted aberrations, the disclosed virtual stop IOL design is effective in providing an improved field of view compared to a typical large optical IOL.

본 발명의 다른 목적은, 선택된 거리 범위에 걸친 화상의 해상도를 위한 충분한 콘트라스트를 제공하면서, 감소된 단색 수차 및 색수차 뿐만 아니라, 연장된 피사계 심도를 나타내는 가상 조리개 IOL을 교시하는 것이다.Another object of the present invention is to teach a virtual stop IOL that exhibits reduced monochromatic and chromatic aberrations, as well as extended depth of field, while providing sufficient contrast for resolution of the image over a selected distance range.

본 발명의 또 다른 목적은, 다른 동일-굴절력 IOL에 비해서 더 작은 중앙 두께를 제공하는 가상 조리개 IOL을 교시하는 것이다.Another object of the present invention is to teach a virtual stop IOL that provides a smaller central thickness compared to other equal-power IOLs.

본 발명의 다른 목적은, 교번적인 고-굴절력의 포지티브 및 네거티브 렌즈 프로파일로서 실현될 수 있는 가상 조리개를 교시하는 것이다.Another object of the present invention is to teach a virtual stop that can be realized as alternating high-power positive and negative lens profiles.

본 발명의 또 다른 목적은, 고-굴절력의 네거티브 렌즈 표면으로서 실현될 수 있는 가상 조리개를 교시하는 것이다.Another object of the present invention is to teach a virtual stop that can be realized as a negative lens surface of high refractive power.

본 발명의 다른 목적은, 교번적인 고-굴절력의 포지티브 및 네거티브 렌즈 프로파일과 함께 고-굴절력 네거티브 렌즈 표면으로서 실현될 수 있는 가상 조리개를 교시하는 것이다.Another object of the present invention is to teach a virtual stop that can be realized as a high-power negative lens surface with alternating high-power positive and negative lens profiles.

본 발명의 또 다른 목적은, 교번적인 고-굴절력의 포지티브 및 네거티브 렌즈 프로파일과 함께 프리즘 프로파일로서 실현될 수 있는 가상 조리개를 교시하는 것이다.Another object of the present invention is to teach a virtual stop that can be realized as a prism profile with alternating high-power positive and negative lens profiles.

본 발명의 또 다른 목적은 유수정체 또는 무수정체 IOL을 제공함으로써 이러한 한계를 극복하는 것이고, 그러한 IOL은 동시에: 탈초점 및 난시의 교정을 제공하고, 고-차원 수차 및 색수차를 감소시키며, 연장된 피사계 심도를 제공하여 시야 품질을 개선한다.Another object of the present invention is to overcome these limitations by providing a phakic or aphakic IOL, which at the same time: provides defocus and correction of astigmatism, reduces high-dimensional and chromatic aberrations, and prolongs Provides depth of field to improve field of view quality.

본 발명의 다른 목적은, 유수정체 또는 무수정체 IOL, 각막 임플란트, 콘택트 렌즈에서 이용되거나, 각막 레이저 수술(LASIK, PRK 등) 절차에 사용되어 연장된 피사계 심도를 제공할 수 있는/있거나 고-선명도 시야를 제공할 수 있는 가상 조리개를 교시하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an extended depth of field for use in phakic or aphakic IOLs, corneal implants, contact lenses, or used in corneal laser surgery (LASIK, PRK, etc.) procedures, and/or high-definition To teach a virtual aperture that can provide a field of view.

또 다른 목적은, 비대칭 난시, 원추 각막, 수술 후 각막 이식, 비대칭 동공, 매우 고도의 난시, 및 기타와 같은 합병증을 갖는 눈을 위한 IOL을 제공하는 것이다.Another object is to provide an IOL for the eye with complications such as asymmetric astigmatism, keratoconus, post-surgical corneal transplantation, asymmetric pupil, very high degree of astigmatism, and others.

또 다른 목적은 원치 않는 수차를 제거할 수 있는 IOL을 제공하여, 일반적인 큰 광학 IOL에 비해서 향상된 시야를 제공하는 것이다.Another object is to provide an IOL capable of eliminating unwanted aberrations, providing an improved field of view compared to a typical large optical IOL.

본 발명의 다른 목적은 가상 조리개를 실제의 불투명한 조리개로 대체하는 것 및 가상 조리개와 동일한 광학적 이점을 실현하는 것을 교시하는 것이다.Another object of the present invention is to teach replacing a virtual stop with a real opaque stop and realizing the same optical advantages as a virtual stop.

이하의 설명, 실시예 및 청구항으로부터, 본 발명과 연관된 다른 목적 및 추가적인 장점 및 이점이 당업자에게 명확해질 것이다.Other objects and additional advantages and advantages associated with the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description, examples and claims.

도 1은 동공 크기를 이용하여 단색 수차를 감소시키는 기본적인 방법을 도시한다.
도 2(A 및 B)는 동공 크기를 이용하여 색수차를 감소시키는 기본적인 방법을 도시한다.
도 3(A 및 B)은 유효 동공 크기를 제한하기 위한 가상 조리개의 기본적인 개념을 도시한다.
도 4는 IOL에 통합된 고-굴절력 렌즈 섹션으로서의 가상 조리개를 도시한다.
도 5는 네거티브 렌즈 섹션으로서의 가상 조리개를 도시한다.
도 6(A 및 B)은 고-굴절력 렌즈 섹션과 함께 네거티브 렌즈(또는 프리즘) 섹션으로서의 가상 조리개를 도시한다.
도 7(A 및 B)은 작은 광학 구역의 부정적인 영향을 방지하기 위해서 가상 조리개를 이용하는 것을 도시한다.
도 8은 길다란 형상의 광학 구역의 렌즈 A 실시예 및 원형 형상의 광학 구역의 렌즈 B 실시예를 도시한다.
도 9는 방위각적으로 대칭적인 반경방향 프로파일을 도시한다.
도 10은 요소 A, B, C, D, 및 E를 비교하는 대칭적인 반경방향 프로파일을 도시한다.
도 11은 2-차원적인 렌즈 영역을 도시한다.
도 12는 2-차원적인 고-굴절력 렌즈 중 하나에 대한 기하형태를 도시한다.
1 shows a basic method for reducing monochromatic aberration using pupil size.
Figure 2 (A and B) shows a basic method for reducing chromatic aberration using pupil size.
Figure 3 (A and B) shows the basic concept of a virtual stop for limiting the effective pupil size.
4 shows a virtual stop as a high-power lens section integrated into an IOL.
5 shows a virtual stop as a negative lens section.
Figure 6 (A and B) shows a virtual stop as a negative lens (or prism) section with a high-power lens section.
Figure 7 (A and B) shows the use of a virtual stop to prevent the negative effect of a small optical zone.
8 shows a lens A embodiment of an elongated shaped optical zone and a lens B example of a circularly shaped optical zone.
9 shows an azimuthally symmetrical radial profile.
10 shows a symmetrical radial profile comparing elements A, B, C, D, and E;
11 shows a two-dimensional lens area.
12 shows the geometry for one of the two-dimensional high-power lenses.

본 발명의 구체적인 실시형태가 본원에서 개시되나; 개시된 실시형태가, 여러 가지 형태로 구현될 수 있는, 본 발명의 단순한 예시라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 본원에서 개시된 구체적인 기능적 및 구조적 상세 내용은 제한적인 것으로 해석되지 않고 단지 청구범위를 위한 기본으로서 그리고 당업자가 사실상 임의의 적절한 구체적인 구조로 본 발명을 다양하게 이용하도록 교시하기 위한 대표적인 기본으로서 해석된다.Specific embodiments of the invention are disclosed herein; It will be appreciated that the disclosed embodiments are merely illustrative of the invention, which may be embodied in various forms. Accordingly, the specific functional and structural details disclosed herein are not to be construed as limiting, but merely as a basis for the claims and as a representative basis for teaching those skilled in the art to variously utilize the invention in virtually any suitable specific structure. do.

도 1은 광학 축(2)을 중심으로 하는 단일 수렴 렌즈(1)를 도시한다. 입사 광선(3)은 광학 축에 평행하고 렌즈의 초점 지점(4)과 교차될 것이다. 관찰 평면(5)이 초점 지점으로부터 더 먼 거리에 위치되는 경우에, 입사 광선은, 관찰 평면과 교차될 때까지, 계속될 것이다. 입사 광선(3)과 동일한 광선 높이를 갖는 모든 입사 광선을 추적하는 경우에, 관찰 평면 상에서 흐림 원(blur circle)(6)을 위치결정(locate)할 수 있을 것이다. 입사 광선(3)보다 광선 높이가 낮은 다른 입사 광선은 이러한 흐림 원(6) 내에 놓일 것이다. 하나의 그러한 광선은, 입사 광선(3)보다 광학 축에 더 근접하는 입사 광선(7)이다. 입사 광선(7)은 또한 초점 지점(4)과 그리고 이어서 관찰 평면(5)과 교차된다. 입사 광선(7)과 동일한 광선 높이를 갖는 모든 입사 광선을 추적하면 흐림 원(6)보다 작은 흐림 원(8)이 추적된다.1 shows a single converging lens 1 centered on an optical axis 2 . The incident ray 3 is parallel to the optical axis and will intersect the focal point 4 of the lens. If the viewing plane 5 is located at a greater distance from the focal point, the incident ray will continue until it intersects the viewing plane. In the case of tracing all incident rays having the same ray height as the incident ray 3 , it will be possible to locate a blur circle 6 on the viewing plane. Any other incident ray having a lower ray height than the incident ray 3 will lie within this blurring circle 6 . One such ray is the incident ray 7 closer to the optical axis than the incident ray 3 . The incident ray 7 also intersects the focal point 4 and then the observation plane 5 . Tracing all incident rays with the same ray height as the incident ray 7 results in a blurring circle 8 smaller than the blurring circle 6 being traced.

여기에서 제공되는 광학적 원리는, 평행한 입사 광선들의 높이가 감소됨에 따라, 상응하는 흐림 원이 또한 감소된다는 것이다. 이러한 단순한 관계가 인간의 눈에 적용될 수 있다. 달리 설명하면, 눈 내의 주어진 양의 탈초점(디옵트릭 오류(dioptric error))에서, 입사 광선의 높이가 감소됨에 따라, 시야가 개선된다. 이러한 원리는, 초점을 벗어난 물체를 보다 선명하게 보기 위한 시도로서 곁눈질을 할 때, 사용된다.The optical principle provided herein is that as the height of the parallel incident rays is reduced, the corresponding blurring circle is also reduced. This simple relationship can be applied to the human eye. Stated differently, for a given amount of defocus (dioptric error) within the eye, as the height of the incident ray is reduced, the field of view is improved. This principle is used when squinting in an attempt to see an out-of-focus object more clearly.

도 1의 추적은 입사 광의 단일 파장에 대한 것이다. 이러한 경우에 3개의 파장의, 다색의 광에서, 도 2의 상황이 된다. 눈의 구성요소 및 전형적인 광학 재료에서, 파장이 증가될 때, 굴절률이 감소된다는 것이 잘 알려져 있다. 도 2의 A에서, 수렴 렌즈(21)는 광학 축(22)을 갖는다. 입사 광선(23)은 청색(450 nm), 녹색 (550 nm), 및 적색(650 nm) 광을 위한 3개의 파장으로 구성된다. 3개의 파장의 상이한 굴절률들로 인해서, 청색 광선(24)은 녹색 광선(25)보다 더 굴절되고, 녹색 광선은 적색 광선(26)보다 더 굴절된다. 녹색 광선이 초점 맞춰지는 경우에, 이는 광학 축에서 관찰 평면(27)을 가로지를 것이다. 이러한 3개의 광선의 색 확산은 관찰 평면 상에서 색채 흐림 원(28)을 초래한다. 도 2의 B에서, 입사 색채 광선(29)은 도 2의 A의 색채 광선(23)보다 낮은 광선 높이를 갖는다. 이는 관찰 평면에서 더 작은 색채 흐림 원(33)을 초래한다. 따라서, 도 1의 단색에서와 같이, 색채 광선 높이가 감소됨에 따라, 색채 흐림이 감소된다.The trace in Figure 1 is for a single wavelength of incident light. In this case, in multi-colored light of three wavelengths, the situation of Figure 2 is obtained. It is well known that in the constituents of the eye and in typical optical materials, when the wavelength is increased, the refractive index decreases. In FIG. 2A , the converging lens 21 has an optical axis 22 . Incident ray 23 consists of three wavelengths for blue (450 nm), green (550 nm), and red (650 nm) light. Due to the different indices of refraction of the three wavelengths, the blue ray 24 is refracted more than the green ray 25 , and the green ray is more refracted than the red ray 26 . When the green ray is focused, it will traverse the viewing plane 27 in the optical axis. The color diffusion of these three rays results in a color blur circle 28 on the viewing plane. In FIG. 2B , the incident chromatic ray 29 has a lower ray height than the chromatic ray 23 in FIG. 2A . This results in a smaller color blur circle 33 in the viewing plane. Thus, as the color ray height is decreased, as in the solid color of FIG. 1 , the color blur is reduced.

도 1 및 도 2는, 광선 높이를 증가시키는 것(동공 직경을 감소시키는 것)이 망막에서 단색 수차 및 색수차 모두를 감소시키고, 그에 따라 시야의 품질을 높이는 것을 도시한다. 이러한 것을 달리 설명하면, 광선 높이가 감소됨에 따라, 피사계 심도가 증가된다.1 and 2 show that increasing the beam height (reducing the pupil diameter) reduces both monochromatic and chromatic aberrations in the retina, thus improving the quality of the field of view. Stated another way, as the ray height is reduced, the depth of field increases.

도 3의 A는 광학 축(2) 및 조리개(35)를 갖는 수렴 렌즈(34)를 도시한다. 입사 광선(36)은 조리개를 빠져 나가고 그에 따라 렌즈 초점 지점(37)을 통과하며 관찰 평면(38)과 교차되고, 관찰 평면에서 작은 흐림 원(39)이 추적된다. 입사 광선(40)은 조리개에 의해서 차단되고, 그에 따라 입사 광선은 관찰 평면까지 계속될 수 없고 그에 따라 더 큰 흐림 원(41)을 초래한다. 입사 광선 높이를 제한하는 조리개는 관찰 평면 상에서의 흐림을 감소시킨다. 도 3의 B에서, "가상 조리개"로서 설명하는 것을 도시한다. 즉, 이는 실제로 광선을 차단하는 조리개는 아니나, 광학적 효과는 거의 동일하다. 가상 조리개(42)를 통해서 전파되는 광선(43)은 넓게 확산되고, 그에 따라 관찰 평면 상의 임의의 하나의 스폿(spot)에서 미광(광의 흐림)에 거의 기여하지 않는다. 이는, IOL 발명의 동작에 관한 주요 메커니즘이다. 종종, 백내장 수술 및 IOL 이식으로부터 몇 달 내지 몇 년 후에, 후낭 혼탁(PCO)이라고 하는 질환이 투명한 후낭에 걸쳐 발생되고 양질의 시야를 방해할 수 있다. PCO의 발병률은 백내장 수술 및 IOL 이식을 받은 눈의 5% 내지 50%의 범위인 것으로 보고되었다. PCO를 제거하기 위한 치료는 종종, 후낭 절재술을 수행하기 위해서 Nd:YAG 레이저로 개입하는 것을 포함한다. 이러한 경우에, 레이저는 낭절재술을 수행하기 위해서 IOL을 통해서 초점 맞춰진다. 실제 조리개와 같이, 가상 조리개가 대신 불투명한 경우에, 이러한 치료가 금지될 수 있다. 개시된 가상 조리개는, 작은 조리개의 이점을 제공하는 동시에 PCO 치료를 위한 YAG 낭절재술을 허용하도록 의도적으로 설계되었다.3A shows a converging lens 34 with an optical axis 2 and a stop 35 . Incident ray 36 exits the stop and thus passes through lens focal point 37 and intersects observation plane 38 , where a small circle of blur 39 is traced. The incident ray 40 is blocked by the diaphragm, so the incident ray cannot continue up to the viewing plane, resulting in a larger blurring circle 41 . An iris limiting the incident ray height reduces blur on the viewing plane. In Fig. 3B, what is described as a "virtual stop" is shown. That is, it is not an aperture that actually blocks the light beam, but the optical effect is almost the same. The ray 43 propagating through the virtual stop 42 is spread widely and thus contributes little to stray light (blurring of light) at any one spot on the viewing plane. This is the main mechanism for the operation of the IOL invention. Often months to years after cataract surgery and IOL implantation, a disease called posterior capsule opacity (PCO) develops over the transparent posterior capsule and can interfere with quality vision. The incidence of PCO has been reported to range from 5% to 50% of eyes that have undergone cataract surgery and IOL implantation. Treatment to remove the PCO often involves intervention with an Nd:YAG laser to perform a retrocapsular resection. In this case, the laser is focused through the IOL to perform capsulotomy. If the virtual stop is instead opaque, like a real aperture, then this treatment may be prohibited. The disclosed virtual aperture was intentionally designed to allow for YAG capsulotomy for PCO treatment while providing the benefit of a small aperture.

도 4는, 가상 조리개를 이용하는 IOL의 기본적인 레이아웃을 도시한다. 이러한 도면에서, 중앙 광학 구역(46)은 탈초점, 난시의 교정, 및 렌즈에서 요구되는 임의의 다른 교정을 제공한다. 일반적으로, 가상 조리개를 이용하는 IOL에서, 중앙 광학 구역 직경은 통상적인 IOL보다 작다. 이는 더 작은 중앙 두께를 초래하고, 이는 IOL이 더 용이하게 이식될 수 있게 하고 수술 중에 더 작은 각막 절개를 가능하게 한다. 가상 조리개(48)는 주변부 내에 추가적으로 배치되고, IOL 공막(haptic)(50)은 더 먼 주변부 내에 위치된다. 가상 조리개는 전이 영역(47)에 의해서 광학 구역에 연결되고, 공막은 전이 영역(49)에 의해서 가상 조리개에 연결된다. 전이 영역(47 및 49)은, 전이 영역의 양쪽에 있는 표면의 0-차 및 1-차 연속성을 보장하도록 설계된다. 이를 이식하기 위한 일반적인 방법은, 큐빅 베지어 함수(cubic Bezier function)와 같은 다항식 함수이다. 이와 같은 전이 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다.Figure 4 shows the basic layout of an IOL using a virtual stop. In this figure, the central optical zone 46 provides for defocusing, correction of astigmatism, and any other corrections required in the lens. In general, in IOLs using virtual apertures, the central optical zone diameter is smaller than in conventional IOLs. This results in a smaller median thickness, which allows the IOL to be implanted more easily and allows for a smaller corneal incision during surgery. A virtual stop 48 is additionally located within the periphery, and the IOL haptic 50 is located within the more distal periphery. The virtual stop is connected to the optical zone by a transition region 47 , and the sclera is connected to the virtual stop by a transition region 49 . Transition regions 47 and 49 are designed to ensure zero-order and first-order continuity of the surfaces on either side of the transition region. A common method for porting this is a polynomial function such as a cubic Bezier function. Such transfer methods are well known to those skilled in the art.

바람직한 실시형태에서, 가상 조리개 구역(48)은 고-굴절력 포지티브 및 네거티브 렌즈 프로파일의 시퀀스이다. 따라서, 이러한 영역과 교차되는 광선은 IOL의 하류에서 넓게 분산된다. 이러한 프로파일은, 전체 영역이 굴절된 광선을 적절하게 재지향 및/또는 분산하는 한, 순차적인 원뿔, 다항식(예를 들어, 베지어 함수), 유리 스플라인(rational spline), 회절 프로파일, 또는 다른 유사한 프로파일로 실현될 수 있다. 선호하는 사용은 회절 프로파일보다 매끄러운 고-굴절력 프로파일인데, 이는, 이러한 것이 고-정밀 선반에서 또는 몰드로 IOL을 제조하는 것을 단순화하기 때문이다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 공막의 후방 측면은 후낭 혼탁으로 이어지는 세포 성장을 억제하기 위해서 정사각형 연부를 포함해야 한다.In a preferred embodiment, the virtual stop zone 48 is a sequence of high-power positive and negative lens profiles. Thus, light rays intersecting these regions are widely dispersed downstream of the IOL. Such a profile can be a sequential cone, polynomial (eg, Bezier function), rational spline, diffraction profile, or other similar profile, so long as the entire area properly redirects and/or scatters the refracted rays. can be realized with The preferred use is a high-power profile, which is smoother than a diffraction profile, as it simplifies manufacturing the IOL on a high-precision lathe or in a mold. As is known to those skilled in the art, the posterior aspect of the sclera should include a square edge to inhibit cell growth leading to posterior capsule opacification.

도 5는 가상 조리개 구역(51)을 위한 다른 프로파일, 즉 수렴 렌즈 프로파일을 도시한다. 이는, 도 4에서 보다 더 두꺼운 연부 프로파일을 필요로 한다는 것에 주목하여야 한다. 도 6의 A에서, 입사 광선 및 투과 광선과 함께, 바람직한 고-굴절력의 교번적인 포지티브 및 네거티브 렌즈 프로파일의 근접도를 도시한다. 도 6의 B는 도 6의 A에서의 프로파일을 기본 프리즘 또는 네거티브 렌즈와 조합한 효과를 도시한다. 이러한 경우에, 나오는 광선은 넓게 산란될 뿐만 아니라, 눈의 황반 또는 망막의 중앙 시야 섹션으로부터 멀리 지향되고, 이는 다시 렌즈 연부가 더 넓어지게 한다.FIG. 5 shows another profile for the virtual diaphragm zone 51 , namely a converging lens profile. It should be noted that this requires a thicker edge profile than in FIG. 4 . 6A , a close-up of a preferred high-power alternating positive and negative lens profile is shown, along with the incident and transmitted rays. Fig. 6B shows the effect of combining the profile in Fig. 6A with a basic prism or a negative lens. In this case, the light rays coming out are not only widely scattered, but are directed away from the central viewing section of the retina or macula of the eye, which in turn causes the lens edges to become wider.

도 7의 A는, 일반적으로 비교적 작은 광학 직경 및 두꺼운 중앙 두께를 갖는, 고-굴절력 IOL(60)을 도시한다. 눈의 동공이 광학 구역보다 클 때, 입사 광선(64)은 광학부를 전체적으로 비켜 갈 수 있고 망막(63)으로의 경로에서 공막(61)과만 교차할 수 있다. 이러한 상황은 눈의 주변부 시야에서 현저한 허상(artifact)을 유발할 수 있다. 예상되는 바와 같이 광학 구역과 교차되는 입사 광선(62)은 망막의 중앙 시야로 정확하게 굴절된다. 도 7의 B에서, 동일한, 그러나 이제 광학부와 공막 사이에 가상 조리개(65)를 갖는 광학부를 도시한다.7A shows a high-power IOL 60, which generally has a relatively small optical diameter and a thick central thickness. When the pupil of the eye is larger than the optic zone, the incident ray 64 may completely deflect the optic and only intersect the sclera 61 in its path to the retina 63 . This situation can cause significant artifacts in the peripheral vision of the eye. As expected, the incident ray 62 intersecting the optical zone is precisely refracted into the retina's central field of view. 7B , the same, but now shown optic with a virtual stop 65 between the optic and the sclera.

이러한 경우에, 광학 구역 외측에서 렌즈와 교차되는 입사 광선(64)은 망막에 걸쳐 분산되고, 그에 따라 현저한 허상을 유발하지 않는다.In this case, the incident ray 64 intersecting the lens outside the optical zone is dispersed across the retina and thus does not cause significant artifacts.

함께 고려하면, 가상 조리개를 포함하는 IOL의 이러한 특성들은 고선명도(HD) 및 연장된 피사계 심도(EDOF)로서 정확하게 설명될 수 있다.Taken together, these properties of an IOL comprising a virtual stop can be accurately described as high definition (HD) and extended depth of field (EDOF).

가상 조리개 IOL의 기본적인 레이아웃이 도 4에 도시되어 있다. 바람직한 실시형태에서, 중앙 광학 구역(46)의 직경은 3.0 mm이고, 가상 조리개(48)의 폭은 1.5 mm이다. 따라서, 중앙 광학 구역 및 가상 조리개의 조합은 6.0-mm 직경의 광학부이고, 이는 일반적인 상업적으로 이용 가능한 IOL과 유사하다.The basic layout of the virtual aperture IOL is shown in FIG. 4 . In a preferred embodiment, the diameter of the central optical zone 46 is 3.0 mm and the width of the virtual stop 48 is 1.5 mm. Thus, the combination of the central optical zone and the virtual aperture is a 6.0-mm diameter optic, similar to a typical commercially available IOL.

구면 수차, 원환체 수차 및 0의 수차 광학 구역. 백내장 환자의 상당수가 그들의 각막에서 난시를 갖는다. 수정체의 제거 후에, 난시성 각막 눈의 나머지 광학 시스템은 이상적으로 원환체 또는 난시 렌즈로 교정된다. 이러한 환자에서, 본 렌즈의 중앙 광학 구역이 원환체로 제조되어 개선된 시야 교정을 제공한다. 또한, 광학 부분이 작지만, 교정될 수 있는 약간의 양의 구면 수차가 여전히 존재한다. 따라서, 최적으로 교정된 광학 구역은 모든 렌즈를 위한 구면 수차 교정 및 각막 난시를 갖는 환자를 위한 원환체 교정을 제공할 것이다.Spherical aberration, toric aberration and zero aberration optical domain. A significant proportion of cataract patients have astigmatism in their cornea. After removal of the lens, the remaining optical system of the astigmatic corneal eye is ideally corrected with a toric or astigmatic lens. In these patients, the central optical zone of the present lens is made toric to provide improved visual field correction. Also, although the optical portion is small, there is still some amount of spherical aberration that can be corrected. Thus, an optimally corrected optical zone will provide spherical aberration correction for all lenses and toric correction for patients with corneal astigmatism.

원환체 교정은, 눈의 각막 난시 굴절력과 정렬될 수 있는 2개의 기본 방향에서 2개의 기본 굴절력을 제공함으로써, 당업자에 의해서 용이하게 이루어진다.Toric correction is facilitated by those skilled in the art by providing two fundamental powers in two principal directions that can be aligned with the corneal astigmatism power of the eye.

구면 렌즈 또는 원환체 렌즈의 구면 수차는, 렌즈의 하나 이상의 표면 상에서 원뿔형 프로파일을 이용하는 것에 의해서 교정된다. 그러한 렌즈는 0의 수차를 갖는다고 할 수 있는데, 이는 축-상의 원거리 물체에 대해서 렌즈 내에서 0의 단색 수차가 존재하기 때문이다. 원뿔형 프로파일의 정점 반경은 렌즈의 희망하는 근축 굴절력(paraxial power)에 대해서 일반적으로 계산된다. 이어서, 원뿔 상수(K)는 렌즈 재료 굴절률, 렌즈 중심 두께, 및 렌즈의 전방 및 후방 표면의 형상을 기초로 선택된다.The spherical aberration of a spherical or toric lens is corrected by using a conical profile on one or more surfaces of the lens. Such a lens can be said to have zero aberration because there is zero monochromatic aberration within the lens for on-axis distant objects. The apex radius of the conical profile is generally calculated for the desired paraxial power of the lens. A cone constant (K) is then selected based on the refractive index of the lens material, the lens center thickness, and the shape of the anterior and posterior surfaces of the lens.

교정이 난시적이어야 하는 경우에, 렌즈 표면 형상의 적어도 하나는, 2개의 직교 기본 방향으로 원뿔형 프로파일을 갖는, 이중 원뿔형(biconic)이다. 바람직한 실시형태에서, 원환체 광학부는, 각각의 표면이 이중 원뿔형인 동일한 이중 볼록 표면 설계(equal biconvex surface design)를 갖는다. 비-원환체 광학부는, 각각의 표면이 원뿔형인 동일한 이중 볼록 표면 설계를 갖는다. 이중 원뿔형 또는 원뿔형 표면의 경우 모두에서, 표면에 대한 최적의 원뿔 상수(K)는 당업자에게 알려진 광학 광선 추적을 이용하여 결정된다.In cases where the correction is to be astigmatic, at least one of the lens surface shapes is biconic, with a conical profile in two orthogonal basic directions. In a preferred embodiment, the toric optic has an equal biconvex surface design with each surface being biconical. Non-toric optics have the same biconvex surface design, with each surface being conical. In both cases of double conical or conical surfaces, the optimal conic constant (K) for the surface is determined using optical ray tracing known to those skilled in the art.

다초점 지점. 일부 환자는 특정 거리를 위한 시야 교정을 제공하는 다-초점 광학부를 선호할 수 있다. 하나의 예는, 근거리 및 원거리 시야 모두를 위한 초점 굴절력을 일반적으로 제공하는 이중 초점 광학부이다. 다른 예는, 근거리, 중거리 원거리 시야를 위한 초점 굴절력을 제공하는 삼중 초점 광학부이다. 어느 경우에도, 다-초점 지점 IOL을 이식하기 위해서, 굴절 또는 회절 광학 영역을 이용하여 이러한 초점 구역들을 생성하도록 광학 구역이 수정되고, 가상 조리개는 마지막 초점 구역의 외측에서 유지된다.Multifocal point. Some patients may prefer multi-focal optics that provide field correction for specific distances. One example is bifocal optics that generally provide focal power for both near and far vision. Another example is a trifocal optic that provides focal power for near and intermediate distance vision. In either case, to implant a multi-focal point IOL, the optical zone is modified to create these focal zones using either refractive or diffractive optical zones, and the virtual stop is maintained outside the last focal zone.

일부 적용예에서, 가상 조리개는 환형 영역의 각각의 측면 상에서 광학 구역을 갖는 환형 영역으로 나타날 수 있다. 환형 가상 조리개의 형상은 또한, 예를 들어, 난시 광학 구역 또는 비-대칭적 공막 영역을 수용하기 위해서, 자유 형태일 수 있다. 이러한 것이 도 8에 도시되어 있다. 이 도면에서, 렌즈 A는 길다란 형상의 광학 구역을 나타내고, 그에 따라 가상 조리개의 내부 윤곽은 그러한 형상에 맞춰 구성되어야 한다. 내부 공막 구역 윤곽은 원형이고, 그에 따라 외부 가상 조리개 윤곽은 원형이다. 이 도면에서, 렌즈 B는 광학 구역을 원형으로 도시하고, 그에 따라 가상 조리개 내부 윤곽은 원형이다. 내부 공막 윤곽은 길다란 형태이고, 그에 따라 외부 가상 조리개 윤곽은 길다란 형태이다. 각각의 경우에, 시각적 허상이 눈에 도입되지 않도록 영역들을 매끄럽게 연결하기 위해서, 각각의 구역들 사이에 전이 구역이 존재한다. 대안적으로, 내부 및 외부 가상 조리개 윤곽이 임의의 희망하는 형상을 가질 수 있도록, 전이 영역은 가변적인 폭을 가질 수 있다.In some applications, the virtual stop may appear as an annular area with an optical zone on each side of the annular area. The shape of the annular virtual diaphragm may also be free-form, for example to accommodate an astigmatic optical zone or a non-symmetrical scleral region. This is illustrated in FIG. 8 . In this figure, lens A represents an elongated shaped optical zone, so that the inner contour of the virtual stop must be adapted to that shape. The inner scleral zone contour is circular, and thus the external virtual diaphragm contour is circular. In this figure, lens B shows the optical zone as a circle, so that the virtual stop inner contour is circular. The inner sclera contour is elongated, and thus the outer virtual diaphragm contour is elongated. In each case, a transition zone exists between the respective zones in order to seamlessly connect the zones so that no visual artifacts are introduced into the eye. Alternatively, the transition region may have a variable width such that the inner and outer virtual stop contours may have any desired shape.

여기에서 고려되는 IOL 설계는, 경질 및 연질 재료를 포함하는 IOL을 위해서 일반적으로 사용되는 임의의 생체 적합 광학 재료로 제조될 수 있다. 이들은 또한, CNC 기계 또는 몰드 또는 IOL을 제조하기 위해서 이용되는 다른 방법을 이용하여, 제조될 수 있다. 가상 조리개는, 방위각 방향으로 대칭적인 1-차원적인 프로파일 또는 작은 렌즈 영역을 구현하는 2-차원적인 프로파일로서 구현될 수 있다.The IOL designs contemplated herein may be made of any biocompatible optical material commonly used for IOLs, including rigid and flexible materials. They can also be manufactured using CNC machines or other methods used to make molds or IOLs. The virtual stop can be implemented as a one-dimensional profile symmetrical in the azimuth direction or a two-dimensional profile implementing a small lens area.

도 9에서, 방위각적으로 대칭적인 반경방향 프로파일이 도시되어 있다. 프로파일들이 모두 동일하거나 방위각 방향으로 조정될 수 있다. 이러한 프로파일은 본질적으로 굴절적 또는 회절적일 수 있다. 비록, 8개의 구분된 반경방향 프로파일이 도시되었지만, 반경방향 프로파일은 방위각 방향으로 연속적이다. 반경방향 프로파일은 교번적인 고-굴절력의 포지티브 및 네거티브 굴절력 섹션, 모두가 포지티브인 굴절력 섹션, 또는 모두가 네거티브인 굴절력 섹션을 가질 수 있다. 모든 굴절력 영역들 사이의 연결은 시각적 허상을 방지하기 위해서 매끄럽다.In Fig. 9, an azimuthally symmetrical radial profile is shown. The profiles can all be the same or can be adjusted in the azimuth direction. This profile may be refractive or diffractive in nature. Although eight distinct radial profiles are shown, the radial profiles are continuous in the azimuthal direction. The radial profile may have alternating high-power positive and negative power sections, all positive power sections, or all negative power sections. The connection between all refractive power areas is smooth to avoid visual artifacts.

도 10에서, 다른 대칭적인 반경방향 프로파일이, 도 8에 표시된 고-굴절력 곡선에 더하여 또는 그 대신, 평면형의 네거티브 굴절력, 및 램프 기반 형상의 조합을 포함하는 것이 도시되어 있다. 도 10을 참조하면, 요소 A는 단순한 평면 기반 형상을 도시한다. 도 10에서, 요소 B는 네거티브 굴절력 기반 형상을 도시한다. 이러한 일반적으로 네거티브 굴절력 곡선의 프로파일은, 구, 원뿔, 또는 더 높은 차수의 곡선, 예를 들어 다항식의 일부에 의해서 제공될 수 있다. 도 10에서, 요소 C는 요소 B의 세그먼트화된 네거티브 굴절력 프로파일을 도시하고, 여기에서 곡선은, 전체적인 렌즈 두께를 얇게 유지하기 위해서, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)와 유사하게 세그먼트화되었다. 도 10에서, 요소 D는 램프 기반 형상 프로파일을 도시하고, 도 10에서, 요소 E는 램프 기반의 형상의 세그먼트화된 버전을 도시하며, 여기에서 램프는, 전체적인 렌즈 두께를 얇게 유지하기 위해서, 프레넬 렌즈와 유사하게 세그먼트화되었다. 비록 요소 C 및 E의 세그먼트화된 프로파일이 날카로운 불연속부와 함께 도시되었지만, 실질적으로, 세그먼트의 경계는, 날카로운 불연속부에 의해서 유발된 관찰 가능한 허상을 방지하기 위해 필렛 또는 베지어 곡선과 같은 매끄러운 함수를 이용하여 구현된다. 또한, 이러한 문헌의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 매끄러운 전이 영역이 광학 구역과 가상 조리개 사이에 배치된다. 이러한 형상은, 가상 조리개의 효율성을 개선하기 위해서, 고-굴절력 특징부와 함께 또는 그 대신 사용될 수 있다.In FIG. 10 , another symmetrical radial profile is shown comprising a combination of a planar negative power, and a lamp based shape, in addition to or instead of the high-power curve shown in FIG. 8 . Referring to FIG. 10 , element A shows a simple planar based shape. In FIG. 10 , element B shows a negative power based shape. The profile of this generally negative power curve may be given by a sphere, a cone, or a higher order curve, eg as part of a polynomial. In Figure 10, element C shows the segmented negative power profile of element B, where the curve is segmented similar to a Fresnel lens to keep the overall lens thickness thin. In FIG. 10 , element D shows a ramp-based shape profile, and in FIG. 10 , element E shows a segmented version of the ramp-based shape, wherein the ramp is designed to keep the overall lens thickness thin. segmented similar to the Nell lens. Although the segmented profiles of elements C and E are shown with sharp discontinuities, in practice, the boundary of the segments is a smooth function, such as a fillet or Bezier curve, to avoid observable artifacts caused by sharp discontinuities. is implemented using Also, as described elsewhere in this document, a smooth transition region is disposed between the optical zone and the virtual stop. This shape may be used in conjunction with or instead of high-power features to improve the effectiveness of the virtual stop.

도 11은 극성 샘플링으로 배향된 2-차원적인 렌즈 영역을 도시한다. 고-굴절력 렌즈는 반경방향 및 방위각 방향 모두에서 포지티브 및 네거티브 굴절력을 교번적으로 갖는다. 2개의 포지티브 굴절력 렌즈 및 2개의 네거티브 굴절력 렌즈가 도면에 도시되어 있다. 이러한 2-차원적 극성 렌즈의 실제 기하형태는 대략적으로 반경방향 프로파일이다.11 shows a two-dimensional lens area oriented with polar sampling. A high-power lens has alternating positive and negative powers in both radial and azimuthal directions. Two positive power lenses and two negative power lenses are shown in the figure. The actual geometry of such a two-dimensional polar lens is approximately a radial profile.

대안적으로, 2-차원적인 고-굴절력 렌즈는 모두가 포지티브인 렌즈 또는 모두가 네거티브인 렌즈일 수 있다. 이러한 경우에, 시각적 허상을 방지하기 위해서, 고-굴절력 렌즈들은 작은 매끄러운 전이 영역(예를 들어, 연속적인 다항식 보간부(continuous polynomial interpolator, 예를 들어 베지어 곡선)에 의해서 분리된다. 방위각 방향으로 하나 초과의 렌즈 샘플 레이트(lens sample rate)가 있을 때, 이는 바람직한 2-차원적인 고-굴절력 렌즈 구조이다. 이러한 경우에, 개별적인 렌즈는 작은 배개(pillow)와 같이 보이고, 그러한 베개는 포지티브 굴절력 렌즈를 위한 기부 표면 위에 있고 및 네거티브 굴절력 렌즈를 위한 표면 아래에 있다.Alternatively, the two-dimensional high-power lens may be an all-positive lens or an all-negative lens. In this case, to prevent visual artifacts, high-power lenses are separated by small smooth transition regions (eg, continuous polynomial interpolators, eg Bezier curves) in the azimuthal direction. When there is more than one lens sample rate, this is the preferred two-dimensional high-power lens structure.In this case, the individual lens looks like a small pillow, and such a pillow is a positive power lens above the base surface for and below the surface for negative power lenses.

도 12는 2-차원적인 고-굴절력 렌즈 중 하나에 대한 기하형태를 도시한다. 도면의 상부 우측 부분에, 고-굴절력 렌즈의 정면도를 도시한다. 중앙 고-굴절력 광학 영역 및 주위 전이 영역이 있다. 이러한 영역의 반경방향 범위는 r로 주어지고, 전이 영역의 폭은 t로 주어지며, 방위각 대변(azimuthal subtense)은 쎄타로 주어진다. 도면의 하부 좌측 부분에, 렌즈의 프로파일의 하나의 측면도를 도시한다. 중앙 부분은 고-굴절력 광학 구역을 나타내고, 2개의 측면 곡선은 전이 구역을 나타낸다. 광학 구역과 전이 구역 사이의 계면은 0-차 및 1-차 연속성을 갖는다. 렌즈 경계의 연부에서, 전이부는 (전형적으로 IOL 상의 수직 라인인) 가상 조리개 기본 형상과 일치된다. 렌즈의 연부에서, 전이 곡선(전형적으로 다항식 곡선) 및 연부 사이에 0-차 및 1-차 연속성이 또한 있다. 이러한 작은 고-굴절력 렌즈 영역의 형상은, 반경방향 범위(r)가 영역의 중심 부분의 원호-길이와 대략적으로 동일하도록, 설정된다.12 shows the geometry for one of the two-dimensional high-power lenses. In the upper right part of the drawing, there is shown a front view of a high-power lens. There is a central high-power optical region and a peripheral transition region. The radial extent of this region is given by r, the width of the transition region is given by t, and the azimuthal subtense is given by theta. In the lower left part of the figure, one side view of the profile of the lens is shown. The central part represents the high-refractive power optical zone, and the two side curves represent the transition zone. The interface between the optical zone and the transition zone has zero-order and first-order continuity. At the edge of the lens boundary, the transition coincides with the virtual stop basic shape (typically a vertical line on the IOL). At the edge of the lens, there is also zero-order and first-order continuity between the transition curve (typically a polynomial curve) and the edge. The shape of this small high-power lens region is set such that the radial extent r is approximately equal to the arc-length of the central portion of the region.

중앙 광학 구역은 표준 IOL 설계 개념을 이용하여 설계될 수 있고, 그에 따라 구면, 실린더, 및 축 교정뿐만 아니라, 구면 수차 제어와 같은 더 고-차원의 교정을 제공할 수 있다. 이러한 설계 개념은 당업자에게 잘 알려져 있다.The central optical zone may be designed using standard IOL design concepts, thus providing spherical, cylinder, and axial corrections, as well as higher-order corrections such as spherical aberration control. Such design concepts are well known to those skilled in the art.

도 4에 도시된 바람직한 가상 조리개 프로파일은 초점 거리가 약 +/- 1.5 mm인 교번적인 포지티브 및 네거티브 렌즈 프로파일을 갖는다. 이러한 렌즈 표면 프로파일은 원뿔, 다항식(예를 들어, 큐빅 베지어 스플라인), 유리 스플라인, 및 이들의 조합 및 다른 곡선을 이용하여 생성될 수 있다. 렌즈 프로파일의 기하형태는 투과된 광선을 망막에 걸쳐 적절하게 분산시키도록 그리고 동시에 고정밀-선반에서 또는 몰드 프로세스로 제조하기가 비교적 용이하도록 선택된다. 또한, 매끄러운 표면을 하나의 프로파일(예를 들어, 전방 표면)에 그리고 작은 고-굴절력 렌즈 프로파일을 다른 표면 프로파일(예를 들어, 후방 표면)에 배치할 수 있다.The preferred virtual aperture profile shown in FIG. 4 has alternating positive and negative lens profiles with focal lengths of about +/- 1.5 mm. Such lens surface profiles can be generated using cones, polynomials (eg, cubic Bezier splines), glass splines, and combinations thereof and other curves. The geometry of the lens profile is chosen to properly distribute the transmitted light rays across the retina and at the same time to be relatively easy to manufacture on a high-precision lathe or in a mold process. It is also possible to place a smooth surface in one profile (eg, anterior surface) and a small high-power lens profile in another surface profile (eg, posterior surface).

도 4에 도시된 바람직한 가상 조리개 프로파일을 이용할 때, IOL의 연부 두께 및 중앙 광학 구역의 중심 두께가, 심지어 고-굴절력 IOL에서도, 매우 얇을 수 있다. 렌즈의 재료는 다른 연질 또는 경질 IOL 설계를 위해서 이용되는 것과 동일하다.When using the preferred virtual aperture profile shown in FIG. 4 , the edge thickness of the IOL and the central thickness of the central optical zone can be very thin, even in high-power IOLs. The material of the lens is the same as that used for other soft or rigid IOL designs.

IOL 설계는 매우 양호한, 고-선명도의, 원거리 시야를 제공하고, "깨끗한 시야"의 범위는, "깨끗한 시야"가 의미하는 것에 관한 사양(예를 들어, 20/40 시력), 그리고 중앙 광학 구역 및 가상 조리개 폭의 상대적인 크기에 의해서 제어될 수 있다. 주어진 동공 직경에서의 시력 및 구면 굴절 오류를 추정하기 위한 단순한 수학식[Smith G, Relation between spherical refractive error and visual acuity, Optometry Vis. Sci. 68, 591-8, 1991]이 수학식(1a 및 1b)에서 주어진다.The IOL design provides very good, high-definition, distance vision, and the range of "clear vision" is about what "clear vision" means (eg 20/40 vision), and the central optic zone. and the relative size of the virtual diaphragm width. A simple equation for estimating visual acuity and spherical refractive error at a given pupil diameter [Smith G, Relation between spherical refractive error and visual acuity, Optometry Vis. Sci. 68, 591-8, 1991] are given in equations (1a and 1b).

Figure pct00001
(1a)
Figure pct00001
(1a)

Figure pct00002
(1b)
Figure pct00002
(1b)

A = 원호의 분 단위의 시력(A = Sd/20), 즉 최소 해상도 각도A = visual acuity in minutes of the arc (A = Sd/20), ie the minimum resolution angle

k = 임상적 연구로부터 결정된 상수, 0.65의 평균 값k = constant determined from clinical studies, mean value of 0.65

D = mm 단위의 동공 직경D = pupil diameter in mm

E = 디옵터 단위의 구면 굴절 오류E = Spherical refractive error in diopters

Sd = 스넬렌 분모(Snellen denominator)Sd = Snellen denominator

제2 수학식은 낮은 레벨의 굴절 오류에 대해서 더 정확한 것으로 생각되며, 합리적인 결과를 제공한다.Equation 2 is believed to be more accurate for low levels of refractive error and gives reasonable results.

E = 0에서, A = 1 원호의 분(min of arc) 또는 20/20.At E = 0, A = 1 min of arc or 20/20.

(1b)를 E에 대해서 풀이하여 수학식 (2)를 얻는다.(1b) is solved for E to obtain Equation (2).

Figure pct00003
(2)
Figure pct00003
(2)

수학식(1b)은, 주어진 디옵터 단위의 피사계 심도(E x 2) 및 동공 직경(D)의 범위에서 시력(A)을 알려준다.Equation (1b) gives the visual acuity (A) over a range of depth of field (E x 2) and pupil diameter (D) in diopters.

수학식(2)은, 주어진 시력(A) 및 동공 직경(D)에서 디옵터 단위의 피사계 심도의 범위를 알려준다. 예를 들어:Equation (2) gives the range of depth of field in diopters for a given visual acuity (A) and pupil diameter (D). For example:

20/40의 시력에 대해서, A = 40/20 = 2 분 원호For a visual acuity of 20/40, A = 40/20 = 2 minute arc

D = 3.0 mmD = 3.0 mm

k = 0.65k = 0.65

Figure pct00004
Figure pct00004

피사계 심도 = 2E = 1.8 D. (1b)를 이용하면 다음과 같다.Depth of field = 2E = 1.8 D. Using (1b), we get:

Figure pct00005
Figure pct00005

가상 조리개의 개념은, 유수정체 또는 무수정체 IOL, 각막 임플란트, 콘택트 렌즈에서 이용되거나, 각막 레이저 수술(LASIK, PRK 등) 절차에 사용되어 연장된 피사계 심도를 제공할 수 있는/있거나 고-선명도 시력을 제공할 수 있다. 또한, 가상 조리개를 실제의 불투명한 조리개로 대체할 수 있고 가상 조리개와 동일한 광학적 이점을 실현할 수 있다.The concept of virtual iris can be used in phakic or aphakic IOLs, corneal implants, contact lenses, or used in corneal laser surgery (LASIK, PRK, etc.) procedures to provide extended depth of field and/or high-definition vision can provide In addition, the virtual stop can be replaced with a real opaque stop, and the same optical advantages as the virtual stop can be realized.

본 발명의 특정 형태가 도시되어 있지만, 이러한 것이 본원에서 설명되고 도시된 특정 형태 또는 배열로 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도 다양한 변화가 이루어질 수 있다는 것 그리고 본 발명이 본원에 포함된 명세서 및 도면/그림에서 도시되고 설명된 것으로 제한되는 것으로 간주되지 않는다는 것이 당업자에게 명확할 것이다.While particular forms of the invention have been shown, it will be understood that they are not limited to the particular forms or arrangements described and shown herein. It will be apparent to those skilled in the art that various changes can be made without departing from the scope of the invention and that the invention is not to be considered limited to what has been shown and described in the specification and drawings/figures contained herein.

당업자는, 본 발명이 목적을 수행하고 언급된 목적 및 장점뿐만 아니라 그 고유 목적 및 장점을 달성하도록 잘 구성되어 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 본원에서 설명된 실시형태, 방법, 절차 및 기술은 여기에서 바람직한 실시형태를 나타내며, 예시를 위한 것이며, 범위에 대한 제한으로 의도된 것은 아니다. 본 발명의 사상에 포함되고 첨부된 청구항의 범위에 의해 규정되는 변경 및 다른 용도는 당업자에게 명확할 것이다. 본 발명이 특정한 바람직한 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 청구된 바와 같은 본 발명은 그러한 특정 실시형태로 과도하게 제한되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다. 실제로, 당업자에게 자명한 본 발명을 수행하기 위한 설명된 모드의 다양한 수정은 이하의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.Those skilled in the art will readily appreciate that the present invention is well configured to carry out its purposes and achieve the stated objects and advantages as well as its own objects and advantages. The embodiments, methods, procedures, and techniques described herein represent preferred embodiments herein, and are intended to be illustrative and not limiting in scope. Modifications and other uses included within the spirit of the invention and defined by the scope of the appended claims will be apparent to those skilled in the art. While the present invention has been described with reference to specific preferred embodiments, it should be understood that the invention as claimed should not be unduly limited to such specific embodiments. Indeed, various modifications of the described modes for carrying out the invention that are apparent to those skilled in the art are intended to be within the scope of the following claims.

Claims (25)

개인의 눈의 수차에 영향을 미치는 광에 의해서 유발되는, 탈초점 광선을 개인의 망막에 걸쳐 균일하게 확산시키는 것에 의해서 개선된 시야를 제공하는 안구내 렌즈이며:
상기 안구내 렌즈의 제1 주변부 내에 배치되고 전이 영역에 의해 광학 구역에 연결되는 가상 조리개, 및 제2 주변부 내에 배치되고 상기 전이 영역에 의해서 상기 가상 조리개에 연결되는 공막을 갖는 안구내 렌즈로서, 상기 전이 영역은 0-차 및 1-차 연속성을 가지는, 안구내 렌즈를 포함하고;
상기 가상 조리개는 고-굴절력 포지티브 및 네거티브 렌즈로서 실현될 수 있고, 상기 전이 영역 및 상기 가상 조리개와 교차되는 광선은 회절을 이용하여 상기 망막에 걸쳐 균일하게 분포되고, 그에 따라 초점 거리의 변화로 인한 탈초점 및 단색 수차 및 색수차를 감소시키고, 그에 의해서 개인의 피사계 심도를 향상시키는, 안구내 렌즈.
An intraocular lens that provides improved vision by uniformly diffusing defocused rays across the individual's retina, caused by light affecting aberrations in the individual's eye, comprising:
An intraocular lens having a virtual stop disposed within a first periphery of the intraocular lens and connected to an optical zone by a transition region, and a sclera disposed within a second perimeter and connected to the virtual stop by the transition region, wherein the The transition region includes the intraocular lens, with 0-order and 1-order continuity;
The virtual stop can be realized as high-refractive power positive and negative lenses, wherein the light rays intersecting the transition region and the virtual stop are uniformly distributed over the retina using diffraction, thereby resulting in a change in focal length An intraocular lens for reducing defocus and monochromatic and chromatic aberrations, thereby improving an individual's depth of field.
제1항에 있어서,
상기 가상 조리개는, Nd:YAG 레이저를 이용하여 후낭 혼탁을 치료할 수 있도록 구성되고 배열되는, 안구내 렌즈.
The method of claim 1,
wherein the virtual aperture is constructed and arranged to treat posterior capsule opacification using an Nd:YAG laser.
제1항에 있어서,
상기 광학 구역은 구면 수차를 교정하도록 구성되고 배열되는, 안구내 렌즈.
According to claim 1,
wherein the optical zone is constructed and arranged to correct for spherical aberration.
제1항에 있어서,
상기 광학 구역 렌즈 표면 형상은 난시를 교정하도록 이중 원뿔형으로 구성되고 배열되는, 안구내 렌즈.
The method of claim 1,
wherein the optical zone lens surface shape is constructed and arranged as a double cone to correct astigmatism.
제1항에 있어서,
상기 가상 조리개는 선택된 거리 범위에 걸쳐 화상의 해상도를 위한 콘트라스트를 제공하는, 안구내 렌즈.
According to claim 1,
wherein the virtual aperture provides contrast for resolution of the image over a selected distance range.
제1항에 있어서,
상기 가상 조리개는 1- 또는 2-차원적인 광학 프로파일을 이용하여 실현될 수 있는, 안구내 렌즈.
According to claim 1,
wherein the virtual aperture may be realized using a one- or two-dimensional optical profile.
제1항에 있어서,
상기 안구내 렌즈의 적어도 하나의 측면에 위치되는 광학 프로파일을 가지는, 안구내 렌즈.
The method of claim 1,
and an optical profile positioned on at least one side of the intraocular lens.
제7항에 있어서,
상기 광학 프로파일은 포지티브 굴절력을 가지는, 안구내 렌즈.
8. The method of claim 7,
wherein the optical profile has a positive refractive power.
제7항에 있어서,
상기 광학 프로파일은 네거티브 굴절력을 가지는, 안구내 렌즈.
8. The method of claim 7,
wherein the optical profile has a negative refractive power.
제7항에 있어서,
상기 광학 프로파일은 교번적인 포지티브-네거티브 굴절력을 가지는, 안구내 렌즈.
8. The method of claim 7,
wherein the optical profile has alternating positive-negative powers.
제1항에 있어서,
가상 조리개 영역이 광 산란을 개선하도록 성형되는, 안구내 렌즈.
According to claim 1,
An intraocular lens, wherein the virtual aperture area is shaped to improve light scattering.
제1항에 있어서,
상기 광학 구역은 하나 이상의 초점 굴절력을 제공하는, 안구내 렌즈.
According to claim 1,
wherein the optical zone provides one or more focal powers.
제1항에 있어서,
상기 가상 조리개는 가변적인 형상의 전이 구역을 포함하는, 안구내 렌즈.
According to claim 1,
wherein the virtual stop comprises a transition zone of variable shape.
제1항에 있어서,
상기 렌즈는 생체 적합 재료로 구성되는, 안구내 렌즈.
According to claim 1,
wherein the lens is comprised of a biocompatible material.
개인의 눈의 수차에 영향을 미치는 광에 의해서 유발되는, 탈초점 광선을 개인의 망막에 걸쳐 균일하게 확산시키는 것에 의해서 개선된 시야를 제공하는 안구내 렌즈이며:
상기 안구내 렌즈의 제1 주변부 내에 배치되고 전이 영역에 의해 광학 구역에 연결되는 가상 조리개, 및 제2 주변부 내에 배치되고 상기 전이 영역에 의해서 상기 가상 조리개에 연결되는 공막을 갖는, 생체 적합 재료로 구성된 안구내 렌즈로서, 상기 전이 영역은 0-차 및 1-차 연속성을 가지는, 안구내 렌즈를 포함하고;
상기 가상 조리개는 순차적인 원뿔, 다항식, 유리 스플라인, 및 회절 프로파일로 이루어진 그룹으로부터 선택된 교번적인 고-굴절력의 포지티브 및 네거티브 렌즈 프로파일과 함께 광학 프로파일을 가지며, 상기 전이 영역 및 상기 가상 조리개와 교차되는 광선은 회절을 이용하여 상기 망막에 걸쳐 균일하게 분포되고, 그에 따라 초점 거리의 변화로 인한 탈초점 및 단색 수차 및 색수차를 감소시키고, 그에 의해서 개인의 피사계 심도를 향상시키는, 안구내 렌즈.
An intraocular lens that provides improved vision by uniformly diffusing defocused rays across the individual's retina, caused by light affecting aberrations in the individual's eye, comprising:
made of a biocompatible material, having a virtual stop disposed within a first periphery of the intraocular lens and connected to the optical zone by a transition region, and a sclera disposed within a second perimeter and connected to the virtual stop by the transition area an intraocular lens, wherein the transition region has zero-order and first-order continuity;
said virtual stop has an optical profile with alternating high-power positive and negative lens profiles selected from the group consisting of sequential cones, polynomials, glass splines, and diffraction profiles, said transition region and rays intersecting said virtual stop An intraocular lens that uses silver diffraction to be uniformly distributed across the retina, thereby reducing defocusing and monochromatic and chromatic aberrations due to changes in focal length, thereby improving the individual's depth of field.
제15항에 있어서,
상기 가상 조리개는, Nd:YAG 레이저를 이용하여 후낭 혼탁을 치료할 수 있도록 구성되고 배열되는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the virtual aperture is constructed and arranged to treat posterior capsule opacification using an Nd:YAG laser.
제15항에 있어서,
상기 광학 구역은 구면 수차를 교정하도록 구성되고 배열되는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the optical zone is constructed and arranged to correct for spherical aberration.
제15항에 있어서,
상기 광학 구역 렌즈 표면 형상은 난시를 교정하도록 이중 원뿔형으로 구성되고 배열되는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the optical zone lens surface shape is constructed and arranged as a double cone to correct astigmatism.
제15항에 있어서,
상기 가상 조리개는 선택된 거리 범위에 걸쳐 화상의 해상도를 위한 콘트라스트를 제공하는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the virtual aperture provides contrast for resolution of the image over a selected distance range.
제15항에 있어서,
상기 광학 프로파일은 1- 또는 2-차원적인, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the optical profile is one- or two-dimensional.
제15항에 있어서,
상기 광학 프로파일은 상기 안구내 렌즈의 하나의 측면 상에 위치되는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
and the optical profile is located on one side of the intraocular lens.
제15항에 있어서,
상기 광학 프로파일은 상기 안구내 렌즈의 양 측면 상에 위치되는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the optical profile is located on both sides of the intraocular lens.
제15항에 있어서,
상기 가상 조리개 영역이 광 산란을 개선하도록 성형되는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the virtual diaphragm region is shaped to improve light scattering.
제15항에 있어서,
상기 가상 조리개는 가변적인 형상의 전이 구역을 포함하는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the virtual stop comprises a transition zone of variable shape.
제15항에 있어서,
상기 광학 구역은 하나 이상의 초점 굴절력을 제공하는, 안구내 렌즈.
16. The method of claim 15,
wherein the optical zone provides one or more focal powers.
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