KR20230020512A - 안과 렌즈들 내에 광학 구조들을 형성하기 위한 파면들을 결정하기 위한 방법들 및 시스템들 - Google Patents

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클레리오 비전, 인크.
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Abstract

실시예들은 환자에 대한 처방에 액세스하고; 처방에 기초하여 가변 파면을 생성하고; 제1 가변 파면을 위상 랩핑하고 - 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 것은 제1 가변 파면을 미리 결정된 위상 높이를 갖는 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 것을 포함함 -; 및 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 안과 렌즈 내에 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성함으로써 환자의 시력을 개선하기 위한 안과 렌즈 내에 광학 구조들을 형성하는 방법들 및 시스템들을 포함한다.

Description

안과 렌즈들 내에 광학 구조들을 형성하기 위한 파면들을 결정하기 위한 방법들 및 시스템들
관련 출원들의 상호 참조
본 출원은 2020년 6월 5일자로 출원된 US 63/035,294에 대한 우선권을 주장한다. 그 개시내용은 모든 목적을 위해 그 전체가 본 명세서에 참조로 통합된다.
시력을 저하시키는 광학 수차들(optical aberrations)은 흔하다. 광학 수차들은 망막 상으로의 광의 포커싱을 저하시키는 눈의 결함들이다. 흔한 광학 수차들은 저차(lower-order) 수차들(예를 들어, 난시, 포지티브 디포커스(근시) 및 네거티브 디포커스(원시)) 및 고차(higher-order) 수차들(예를 들어, 구면(spherical) 수차들, 코마(coma) 및 트레포일(trefoil))을 포함한다.
광학 수차들을 보정하기 위한 기존의 치료 옵션들은 안경, 콘택트 렌즈, 및 레이저 눈 수술을 통한 각막의 재성형(reshaping)을 포함한다. 부가적으로, 안구내 렌즈(intraocular lens)가 종종 눈에 이식된다. 예를 들어, 안구내 렌즈는 백내장 수술 동안 제거된 네이티브 렌즈를 대체하도록 이식될 수 있다.
이하는 본 발명의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 발명의 일부 실시예들의 간략화된 요약을 제시한다. 이 요약은 본 발명의 광범위한 개요가 아니다. 이것은 본 발명의 핵심적인/중요한 요소들을 식별하거나 본 발명의 범위를 기술하도록 의도되지 않는다. 그 유일한 목적은 나중에 제시되는 더 상세한 설명에 대한 서문으로서 간략화된 형태로 본 발명의 일부 실시예들을 제시하는 것이다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 굴절률(refractive index) 값들의 향상된 분포(enhanced distribution)를 갖는 적어도 하나의 표면 아래 고리형 광학 구조(subsurface annular optical structure)(예를 들어, 회절 광학 구조들(diffractive optical structures) 및/또는 비회절 광학 구조들)를 포함하는 안과 렌즈들에 관한 것이다. 많은 실시예들에서, 표면 아래 굴절률 변화들은 펨토초 지속기간(femtosecond duration)의 레이저 펄스들을 안과 렌즈의 표면 아래 볼륨들의 표적 시퀀스(targeted sequence) 상에 포커싱하는 것을 통해 형성된다. 고리형 광학 구조의 굴절률들은 광학 축에 대해 상한 굴절률까지 방사상으로 변화한다(예를 들어, 1.0 파(wave) 미만의 임의의 적절한 위상 변화를 제공한다). 고리형 광학 구조의 굴절률들은 광학 축으로부터 반경들(radii)의 범위(예를 들어, 적어도 0.15mm 길이)에 걸쳐 상한 굴절률과 동일하다. 많은 실시예들에서, 고리형 광학 구조의 굴절률들은 광학 축으로부터 반경들의 범위(예를 들어, 적어도 0.15mm 길이)에 걸쳐 하한 굴절률과 동일하다(예를 들어, 0.0 파들(waves)의 위상 변화를 제공한다). 굴절률 값들의 향상된 분포는 비율 접근법(ratio approach)을 통해 결정된 굴절률 값들의 대응하는 분포에 비하여 더 적은 레이저 펄스들을 사용하여 형성될 수 있다. 부가적으로, 굴절률 값들을 상한 굴절률 이하로 제한하는 것은 상한 굴절률보다 큰 굴절률 값들을 사용하여 대응하는 표면 아래 광학 구조(들)를 형성하는 것에 비하여 주어진 펄스 에너지 레벨에서 레이저 펄스들의 시퀀스에 의해 유도되는 손상을 감소시키는 데 도움이 된다. 본 명세서에 설명된 접근법들은 임의의 적절한 안과 렌즈(예를 들어, 안구 내 렌즈, 예컨대 백내장 수술용 보철 안구 내 렌즈(prosthetic intraocular lens), 보철 전방 렌즈(prosthetic anterior chamber lens), 네이티브 결정 렌즈(native crystalline lens), 또는 각막 인레이(corneal inlay); 콘택트 렌즈, 각막, 안경, 및/또는 네이티브 렌즈) 내에 표면 아래 광학 구조(subsurface optical structure)(들)를 형성하는 데 유용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 환자의 시력을 개선하기 위해 안과 렌즈 내에 광학 구조(예로서, 표면 아래 광학 구조)를 형성하기 위한 파라미터들을 결정하기 위한 방법들, 시스템들 및 디바이스들이 설명된다. 이러한 파라미터들은 원하는 광학 구조를 적절히 형성하기 위해 에너지 소스를 제어하는 데 사용될 수 있다. 방법들은 환자에 대한 제1 광학 처방(optical prescription)에 액세스하는 단계 - 제1 광학 처방은 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 처방 파라미터를 포함함 -; 제1 광학 처방에 기초하여 제1 가변 파면(variable wavefront)을 생성하는 단계 - 제1 가변 파면은 1.0 파보다 큰 위상 높이를 갖는 적어도 하나의 부분을 포함함 -; 제1 가변 파면을 위상 랩핑(phase wrapping)하는 단계 - 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계는 제1 가변 파면을 제1 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제1 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 단계(collapsing)를 포함함 -; 및 제1 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 안과 렌즈 내에 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계 - 제1 표면 아래 광학 구조는 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키도록 구성됨 -를 포함할 수 있다. 이러한 단계들을 구현하기 위한 시스템들 및 디바이스들이 본 명세서에서 개시된다. 일부 실시예들에서, 생성된 에너지 출력 파라미터들은 에너지 소스를 제어하는 데 사용될 수 있거나, 에너지 전달 시스템(energy delivery system)의 에너지 소스를 제어하기 위해 에너지 전달 시스템으로 전송될 수 있다.
하나 이상의 처방 파라미터는 구, 원통, 또는 축의 디옵터 값들(diopter values)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 가변 파면은 2차원 파면을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지 소스는 레이저를 포함한다. 일부 실시예들에서, 안과 렌즈는 안구내 렌즈(예를 들어, 눈 내의 임의의 렌즈), 콘택트 렌즈, 또는 환자의 각막이다. 일부 실시예들에서, 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계는 안과 렌즈의 재료 특성, 환자의 성별, 또는 환자의 나이에 기초하여 교정 함수(calibration function)를 적용하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계는 제1 표면 아래 광학 구조가 안과 렌즈에 형성될 깊이에 기초하여 교정 함수를 적용하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 가변 파면을 붕괴시키는 단계는 제1 가변 파면의 제1 이산 세그먼트(discrete segment)를 식별하는 단계; 제1 이산 세그먼트의 위상 높이를 제1 스칼라만큼 감소시켜 제1 이산 세그먼트의 피크가 제1 미리 결정된 위상 높이에 있게 하는 단계; 제1 가변 파면의 제2 이산 세그먼트를 식별하는 단계 - 제2 이산 세그먼트는 제1 이산 세그먼트와 실질적으로 동심임 -; 및 제2 이산 세그먼트의 위상 높이를 제2 스칼라만큼 감소시켜 제2 이산 세그먼트의 피크가 제1 미리 결정된 위상 높이에 있게 하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 표면 아래 광학 구조는 노안(presbyopia)을 개선하도록 구성되고, 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 작다. 대안적으로, 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 클 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파일 수 있다. 이들 실시예들 중 일부에서의 제1 표면 아래 광학 구조는, 예를 들어 근시를 개선하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법은 제2 광학 처방에 기초하여 제2 가변 파면을 생성하는 단계 - 제2 광학 처방은 다초점 시력 교정을 위한 부가 파워(add power)를 포함함 -; 및 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계를 포함할 수 있고, 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계는 제2 가변 파면을 제2 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 단계를 포함하고, 제2 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 작다. 일부 실시예들에서, 방법은 제2 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 광학 구조에 제2 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 제2 표면 아래 광학 구조는 광을 회절시켜 다수의 초점들을 생성하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 제1 표면 아래 광학 구조는 근시를 개선하도록 구성되고, 제2 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 제1 표면 아래 광학 구조와 제2 표면 아래 광학 구조는 조합하여 다초점 굴절 구조를 형성한다. 일부 실시예들에서, 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들은 제1 표면 아래 광학 구조가 단일 다초점 표면 아래 광학 구조가 되게 구성되도록 제2 위상 랩핑된 파면에 더 기초한다.
일부 실시예들에서, 에너지 출력 파라미터들은 안과 렌즈 상의 복수의 광학 구역(optical zones)에 대응하는 복수의 파워 레벨을 지정한다. 방법은 제1 지속기간 동안 안과 렌즈 상의 제1 광학 구역으로 에너지 소스로부터의 제1 에너지 빔을 지향시키는 단계 - 제1 에너지 빔의 파워 레벨은 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정되는 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초함 -; 및 제2 지속기간 동안 안과 렌즈 상의 제2 광학 구역으로 에너지 소스로부터의 제2 에너지 빔을 지향시키는 단계 - 제2 에너지 빔의 파워 레벨은 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정되는 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초함 -를 더 포함할 수 있다. 제1 에너지 빔 및 제2 에너지 빔은, 각각 제1 광학 구역 및 제2 광학 구역의 굴절률들을 변경할 수 있고, 제1 표면 아래 광학 구조는 제1 광학 구역 및 제2 광학 구역을 포함할 수 있다. 제1 표면 아래 광학 구조는 안과 렌즈의 내부 안에 형성될 수 있다.
본 개시내용은 위에서 간략하게 논의된 것들과 같은 방법들의 다양한 단계들을 구현하기 위한 특정 디바이스들 및 시스템들을 설명하지만, 개시된 단계들을 구현하기 위한 임의의 적절한 디바이스들 및 시스템들을 고려한다.
도 1은 실시예들에 따른, 굴절률 변화들의 향상된 분포를 갖는 표면 아래 광학 구조들을 포함하는 안과 렌즈의 평면도이다.
도 2는 도 1의 안과 렌즈의 표면 아래 광학 구조들의 층의 평면도이다.
도 3a-3b는 평행하고 수렴하는 광선들에 대한 매체를 통한 예시적인 파면들을 예시한다.
도 3c-3d는 눈의 수차들을 시뮬레이션할 수 있는 예시적인 파면들을 예시한다.
도 3e는 2차원 파면 맵 및 대응하는 제1 가변 파면을 예시한다.
도 3f는 제1 가변 파면에 대응하는 제1 위상 랩핑된 파면을 예시한다.
도 4는 1.0 파보다 작은 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면을 예시한다.
도 5는 도 4의 파면과 같은, 1.0 파보다 작은 광학 위상 높이에서 위상 랩핑된 위상 랩핑된 파면의 2차원 맵 표현을 예시한다.
도 6은 회절 특성들을 갖는 광학 구조의 예를 예시한다.
도 7은 파면의 위상 높이가 0 파와 1.0 파 사이에서 조정될 때의 근거리 시력 초점과 원거리 시력 초점 사이의 광의 상대적 분포를 예시하는 그래프이다.
도 8은 다수의 하위구조들(substructures)을 갖는 표면 아래 광학 구조를 포함하는 안과 렌즈의 단면을 예시한다.
도 9a-9b는 복수의 광학 구역을 갖는 안과 렌즈의 예시적인 개념화들(conceptualizations)을 예시한다.
도 10은 환자의 시력을 개선하기 위한 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 파라미터들을 결정하기 위한 예시적인 방법을 예시한다.
이하의 설명에서는, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명될 것이다. 설명의 목적들을 위해, 특정 구성들 및 상세들이 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 발명은 특정 상세들 없이도 실시될 수 있다는 점이 이 분야의 기술자에게 또한 명백할 것이다. 또한, 설명되는 실시예를 모호하게 하지 않기 위해 잘 알려진 특징들은 생략되거나 또는 단순화될 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른, 굴절률 변화들(refractive index variations)의 고리형 분포를 갖는 하나 이상의 표면 아래 광학 구조(12)를 포함하는 안과 렌즈(10)의 평면도이다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 표면 아래 구조들(12)은 안구내 렌즈들, 콘택트 렌즈들, 각막들, 안경 렌즈들, 및 네이티브 렌즈들(예를 들어, 인간 네이티브 렌즈)을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는 임의의 적합한 유형의 안과 렌즈에 형성될 수 있다. 굴절률 변화들의 고리형 분포를 갖는 하나 이상의 표면 아래 광학 구조(12)는 난시, 근시, 원시, 구면 수차들, 코마 및 트레포일뿐만 아니라, 이들의 임의의 적합한 조합과 같은 많은 광학 수차들 각각에 대한 적합한 굴절 교정을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 2는 안과 렌즈(10)의 표면 아래 광학 구조들(12) 중 하나의 평면도이다. 예시된 표면 아래 광학 구조(12)는 개재 라인 공간들(intervening line spaces) 또는 갭들(16)에 의해 분리된 동심 원형 하위 구조들(concentric circular sub-structures, 14)을 포함한다. 도 2에서, 개재 라인 공간들(16)의 크기는 많은 실제 실시예들에서보다 훨씬 더 크게 도시된다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예들은 3.75mm의 동심 원형 하위 구조들(14)의 외경 및 0.25㎛의 개재 라인 공간들(16)을 갖고, 그에 의해 동심 원형 하위 구조들(14)이 표면 아래 광학 구조(12)의 중심까지 확장되는 실시예들에서 1,875개의 동심 원형 하위 구조들(14)을 갖는다. 동심 원형 하위 구조들(14) 각각은 서브볼륨들 각각이 하위 구조(14)를 둘러싸고 표면 아래 광학 구조들(12) 중 임의의 것의 일부가 아닌 안과 렌즈(10)의 인접 부분과 상이한 개개의 굴절률을 갖도록 서브볼륨들의 굴절률의 변화들을 유도하기 위해 안과 렌즈(10)의 인접 서브볼륨들 상에 적합한 레이저 펄스들을 포커싱함으로써 형성될 수 있다.
많은 실시예들에서, 결과적인 표면 아래 광학 구조들(12)이 안과 렌즈(10) 내에 형성될 때 원하는 광학 보정을 제공하도록 표면 아래 광학 구조들(12)을 형성하는 안과 렌즈(10)의 각각의 서브볼륨에 대해 굴절률 변화가 정의된다. 이어서, 정의된 굴절률 변화들은 안과 렌즈(10)의 서브볼륨들에서 원하는 굴절률 변화들을 유도하기 위해 개개의 서브볼륨들 상에 포커싱되는 레이저 펄스들의 파라미터들(예를 들어, 레이저 펄스 파워(mW), 레이저 펄스 폭(fs))을 결정하는 데 사용된다.
예시된 실시예에서 표면 아래 광학 구조들(12)의 하위구조들(14)은 원형 형상을 갖지만, 하위구조들(14)은 임의의 적합한 형상 및 굴절률 변화들의 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 중첩 나선형 형상을 갖는 단일 하위구조(14)가 이용될 수 있다. 일반적으로, 임의의 적합한 형상들을 갖는 하나 이상의 하위구조들(14)은 표면 아래 광학 구조(12) 상에 입사하는 광의 원하는 회절을 제공하기 위해 개재 공간들을 가지고 분포될 수 있다. 표면 아래 광학 구조들 및 그러한 구조들을 형성하는 것에 관한 더 많은 정보는 미국 가출원 제63/001,993호에서 찾아볼 수 있고, 이 가출원은 모든 목적들을 위해 그 전체가 본 명세서에 참고로 통합된다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서를 포함하는 시스템은 시력을 개선 또는 보정하기 위한 하나 이상의 광학 구조들(예를 들어, 표면 아래 광학 구조들)을 형성하기 위한 파라미터들을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템의 하나 이상의 프로세서는 환자에 대한 제1 광학 처방에 액세스하도록 구성될 수 있다. 제1 광학 처방은, 예를 들어 검안사(optometrist)에 의해 처방될 수 있다. 제1 광학 처방은 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 처방 파라미터를 포함할 수 있다. 처방 파라미터들은 임의의 적절한 측정 수단에 기초하여 결정될 수 있다. 처방 파라미터들은 시력을 보정 또는 개선하기 위한 임의의 적절한 파라미터들을 지정할 수 있다. 예를 들어, 처방 파라미터들은 구, 원통 또는 축의 디옵터 값들을 포함할 수 있다. 처방 파라미터들은 다양한 저차 수차들(예를 들어, 근시, 원시, 난시) 및 고차 수차들(예를 들어, 구면 수차, 코마, 트레포일) 중 하나 이상을 보정하기 위한 파라미터들을 포함할 수 있다.
도 3a-3b는 평행하고 수렴하는 광선들에 대한 매체를 통한 예시적인 파면들(305, 306)을 예시한다. 환자의 시력을 보정하거나 개선하기 위한 처방들은 본질적으로 입사 광선들이 환자의 망막에 도달하기 전에 입사 광선들을 수정하도록 구성되는 파면을 유발하는 광학 구조를 생성하기 위한 처방으로서 설명될 수 있다. 파면은 일정한 위상의 가상 표면(imaginary surface)이다. 파면은 또한 파면을 통과하는 광선들에 수직 또는 직각인 표면으로서 간주될 수 있다. 도 3a는 평행한 광선들로부터의 평면 파면(305)을 예시한다. 명백한 바와 같이, 파면(305)은 각각의 교차점에서 평행한 광선들에 수직이다. 도 3b는 수렴하는 광선들로부터의 구면 파면(306)을 예시한다. 도 3b는 눈의 이상적인 구성을 시뮬레이션하며, 여기서 광선들은 (망막(302) 상의) 단일 지점에서 수렴한다. 광선들 각각은 파면(307)과의 그의 개개의 교차점에서 파면(307)에 수직이다. 예시된 광선들은 단일 지점에서 수렴한다.
도 3c-3d는 눈의 수차들을 시뮬레이션할 수 있는 예시적인 파면들(308, 309)을 예시한다. 도 3b의 광선들과 달리, 도 3c의 광선들은 망막(302) 상의 단일 지점에서(예를 들어, 황반(macula)에서 또는 그 근처에서) 수렴하지 않는다. 그러한 비수렴은 포커싱된 이미지를 허용하지 않음으로써 시력의 문제들을 유발할 수 있다(예를 들어, 근시를 유발함). 도 3d는 눈의 다른 수차를 시뮬레이션하는 수차를 갖는 파면(aberrated wavefront, 309)을 예시한다. 다시, 광선들 각각은 파면(309)과의 그의 개개의 교차점에서 파면(309)에 수직이다. 그리고 다시, 예시된 바와 같이, 도 3d의 광선들은 망막(302) 상의 단일 지점에서 수렴하지 않아서(그리고 사실상 전혀 수렴하지 않아서), 시력의 문제들을 유발한다. 보정 파면을 갖는 적절한 광학 구조는, 예를 들어 광선들이 망막(302) 상의 단일의 적절한 지점에서 수렴하게 되도록 광을 굴절시킴으로써 수차들에 의해 생성되는 문제들을 보정하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에서는 그러한 광학 구조들을 형성하는 데 사용하기 위한 방법들, 디바이스들 및 시스템들이 개시된다. 본 개시내용은 눈의 수차들을 보정하기 위한 방법들, 디바이스들 및 시스템들에 초점을 맞추지만, 본 개시내용은 유사한 방법들, 디바이스들 및 시스템들에 의해 정상 시력으로 간주될 수 있는 것을 향상시키는 것도 고려한다.
도 3e는 2차원 파면 맵(310) 및 대응하는 제1 가변 파면(320)을 예시한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는 제1 광학 처방을 사용하여 환자의 시력을 보정하거나 개선하기 위한 광학 구조에 대한 파면을 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는, 예를 들어 2차원 파면 맵(310)에 의해 시각화될 수 있는 파면 맵을 생성할 수 있다. 2차원 파면 맵(310)의 등고선들(contours)은 대응하는 파면의 상이한 광학 위상들을 지정할 수 있다. 예를 들어, 2차원 파면 맵(310) 내의 상이한 음영들(shades)은 대응하는 파면의 상이한 광학 위상들을 지정한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는 다음의 수학식을 사용하여 디포커스에 대한 제르니케 계수(Zernike coefficient)(C2,0)를 먼저 계산함으로써 그렇게 할 수 있다:
(1) C2,0 = P*rmax 2/(4*sqrt(3)), 여기서 P는 제1 처방에서 지정된 부가 파워이고, rmax는 광학 구역의 최대 반경이다.
제르니케 계수는 마이크로미터 단위로 표현될 수 있는 스칼라이다. 그러면, 일부 실시예들에서, 2차원 파면 맵은 다음의 수학식을 사용하여 계산될 수 있다:
(2) Wum = C2,0 * sqrt(3) * (2 * ρ2 - 1), 여기서 ρ는 정규화된 방사상 동공 좌표(normalized radial pupil coordinate)(방사상 좌표/rmax)이다.
Wum은 2차원 파면 맵의 각각의 지점에 대한 (예를 들어, 마이크로미터 단위의) 값을 제공한다. 도 3d를 참조하면, 특정 광학 처방에 대한 2차원 파면 맵(310)은 이 수학식을 사용하여 생성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는 제1 광학 처방에 기초하여 제1 가변 파면을 생성하도록 구성될 수 있다. 도 3d를 참조하면, 예를 들어, 제1 가변 파면(320)은 제1 광학 처방에 의해 제공된 사양들에 기초하여 생성될 수 있다. 제1 가변 파면은 지정된 파장에 대해 파 단위로 파면을 설명한다. 일부 실시예들에서, 제1 가변 파면은 1.0 파보다 큰 위상 높이를 갖는 적어도 하나의 부분을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 가변 파면은 2차원 파면 맵에 기초하여 생성될 수 있다. 제1 가변 파면은 원하는 파장으로 각각의 지점에 대한 Wum을 나눔으로써 임의의 원하는 파장에 대해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 가변 파면은 가시 스펙트럼의 중심(예를 들어, 주광(daylight)에서 0.555um)에 대해 결정될 수 있다. 이 예에서, 아래의 수학식은 0.555um에서 제1 가변 파면을 생성하는 데 사용될 수 있다.
(3) Wwv = Wum / 0.555 μm
도 3f는 제1 가변 파면(320)에 대응하는 제1 위상 랩핑된 파면(325)을 예시한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는 제1 가변 파면을 위상 랩핑하도록 구성될 수 있으며, 이는 제1 위상 랩핑된 파면을 생성하기 위해 제1 가변 파면을 붕괴시키는 것을 포함할 수 있다. 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 것은 제1 가변 파면을 미리 결정된 위상 높이(즉, 파면의 피크로부터 밸리까지의 높이)를 갖는 파면으로 붕괴시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3b를 참조하면, 제1 위상 랩핑된 파면(325)은 1.0 파의 위상 높이를 가질 수 있다. 가변 파면을 1.0 파로 위상 랩핑하는 것은 광선들의 회절 또는 굴절의 주목할만한 변화를 야기하지 않고, 따라서, 예를 들어 근시만을 갖는 환자에게 적합할 수 있다. 1.0 파의 위상 높이로 위상 랩핑하기 위한 예시적인 Matlab 알고리즘이 아래에 도시되며, 여기서 W555 = Wwv and Wrap = 1이다:
Figure pct00001
Figure pct00002
일부 실시예들에서, 제1 가변 파면을 붕괴시키는 것은 제1 가변 파면의 복수의 이산 세그먼트를 식별하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 3f의 경우와 같이, 이 이산 세그먼트들(예를 들어, 320-1 내지 320-n) 각각은 안과 렌즈의 2차원 파면 맵(310) 주위에 방사상으로 연장되는 원주형(circumferential) 이산 세그먼트들일 수 있다. 예를 들어, 제1 가변 파면(320) 내의 이산 세그먼트(320-1)는 2차원 파면(310) 내의 부분(310-1)에 대응할 수 있고, 이산 세그먼트(320-2)는 세그먼트(310-2)에 대응할 수 있고, 이산 세그먼트(320-3)는 세그먼트(310-3)에 대응할 수 있고, 기타 등등일 수 있다. 다른 실시예들에서, 이산 세그먼트들은 원주형이 아닐 수 있고, 제1 가변 파면은, 예를 들어 위상 높이에 기초하여 세그먼트화될 수 있다. 도 3f에 예시된 예에서, 이산 세그먼트들(325-1 내지 325-n) 각각은 원주형이고, 각각의 이산 세그먼트는 다른 이산 세그먼트에 인접하고 그와 동심이다. 예를 들어, 이산 세그먼트(325-2)는 이산 세그먼트(325-1)에 인접하고 그와 동심이다(유사하게, 이산 세그먼트(325-3)는 이산 세그먼트(325-2)에 인접하고 그와 동심이며, 기타 등등이다). 일부 실시예들에서, 시스템의 하나 이상의 프로세서는 제1 이산 세그먼트의 피크가 원하는 위상 높이에 있도록 각각의 이산 세그먼트의 위상 높이를 개개의 스칼라만큼 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 3f에서, 각각의 이산 세그먼트의 위상 높이는 1.0 파의 미리 결정된 위상 높이로 감소되어, 제1 위상 랩핑된 파면(325)을 산출한다. 위에서 언급된 바와 같이, 제1 가변 파면(320)을 위상 랩핑된 파면(325)으로 붕괴시키는 것(1.0 파로 붕괴됨)은 회절 또는 굴절의 주목할만한 변화를 야기하지 않고, 붕괴된 위상 랩핑된 파면(325)에 기초하는 광학 구조를 통과하는 광선들은 본질적으로 제1 가변 파면(320)에 기초하여 형성된 광학 구조를 통과하는 광선들과 동일한 방식으로 거동한다. 결과적인 위상 랩핑된 파면은, 도 3e에 예시된 바와 같이 중앙 이산 세그먼트(예를 들어, 이산 세그먼트(325-1)) 및 다수의 주변 원주형 인접 에셜렛(echelette)(예를 들어, 이산 세그먼트들(325-2 내지 325-n))을 포함할 수 있다.
도 4는 1.0 파보다 작은 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면(427)을 예시한다. 일부 실시예들에서, 시스템은 제2 위상 랩핑된 파면을 생성하기 위해 1.0 파가 아닌 미리 결정된 위상 높이에서 제1 가변 파면을 위상 랩핑하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 예시된 위상 랩핑된 파면(427)의 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 작다. 아래에 더 논의되는 바와 같이, 파면을 1.0 파와 다른 위상 높이로 붕괴시키는 것은 다초점 광학 구조를 생성하는 데 유용할 수 있는 회절을 야기한다. 따라서, 그러한 파면은 본 명세서에서 "회절 위상 랩핑된 파면"으로서 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 위상 랩핑된 파면은 1.0 파보다 큰 위상 높이에서 붕괴될 수 있다. 파면이 1.0 파보다 큰 위상 높이로 또는 1.0 파보다 작은 위상 높이로 붕괴되는지에 관한 결정은 몇몇 실용적인 효과들을 가질 수 있다. 예를 들어, 1.0보다 큰 파에서의 위상 랩핑은 회절 색채 효과들(diffractive chromatic effects)을 감소시킬 수 있다. 그러나, 1.0보다 큰 파로의 위상 랩핑은 1.0보다 작은 파로의 위상 랩핑에 비하여 더 많은 이용가능한 굴절률 변화를 필요로 하고, 사용되는 임의의 재료는 주어진 범위의 가능한 굴절률 변화들을 겪으며, 이는 제한 인자(예를 들어, 재료의 특성들에 의해 제한됨)일 수 있다. 이것은 많은 경우들에서 다수의 층의 기입(writing) 또는 볼륨 충전(volume filling)에 의해 궁극적으로 극복될 수 있지만, 여전히 제한들이 있다. 따라서 1.0보다 큰 파 또는 1.0보다 작은 파에서 위상 랩핑하는 것 사이에는 트레이드오프가 있다. 파면이 1.0보다 작은 파 또는 1.0보다 큰 파로 위상 랩핑되는지는 또한 (예를 들어, 노안을 가진 환자들에 대해) 원거리/근거리 시력의 에너지 분포에 대한 영향들을 미칠 수 있고, 의사는 원하는 효과를 달성하기 위해 필요에 따라 이것을 제어할 수 있다.
도 5는 도 4의 파면(427)과 같이 1.0 파보다 작은 광학 위상 높이로 위상 랩핑된 위상 랩핑된 파면(500)의 2차원 맵 표현을 예시한다. 예시된 위상 랩핑된 파면은 3.0mm 직경의 광학 구역 및 2.5 디옵터(D)의 부가 파워를 갖는 회절 이중 초점(diffractive bifocal)을 갖는다. 회절 이중 초점 파면은 555nm 파장에서 0.35 파들의 광학 위상 높이를 갖도록 설계된다. 예시된 바와 같이, 위상 랩핑된 파면(500)은 5개의 이산 원주형 세그먼트를 포함하고, 각각의 세그먼트는 세그먼트의 내부 경계로부터 세그먼트의 외부 경계로 (0.35 파들에서 0 파들로) 위상 높이가 점진적으로 감소한다.
도 6은 회절 특성들을 갖는 광학 구조(610)의 예를 예시한다. 일부 실시예들에서, 1.0 파와 다른(예로서, 1.0 파보다 작은) 위상 높이에서 붕괴된 위상 랩핑된 파면을 갖는 광학 구조는, 예를 들어 노안을 갖는 환자들에서 시력을 보정하는 데 유용할 수 있는 다수의 초점을 생성하는 회절 효과들을 갖는다. 도 6에 예시된 바와 같이, 회절 특성들을 갖는 광학 구조인 광학 구조(610)를 광선들이 통과하며, 입사 빔은 전파 축을 따라 여러 위치에 동시에 포커싱될 수 있다. 이러한 방식의 회절은, 예를 들어 노안을 갖는 환자들의 시력을 개선하기 위해 다수의 초점을 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 회절 특성들을 갖는 광학 구조는 근거리 시력을 위한 제1 초점 및 원거리 시력을 위한 제2 초점을 가질 수 있다.
도 7은 파면의 위상 높이가 0 파와 1.0 파 사이에서 조정될 때의 근거리 시력 초점과 원거리 시력 초점 사이의 광의 상대적 분포를 예시하는 그래프(700)이다. 일부 실시예들에서, 시스템은 원거리 시력을 위한 높은 광학 품질, 및 중간-및 근거리- 시력에 대한 높은 광학 품질(예를 들어, 양호한 초점 관통 이미지 품질(through-focus image quality)) 둘 다를 제공하도록 설계되는, 노안과 같은 조건들에 대한 회절 위상 랩핑된 파면들(예를 들어, 1.0보다 작은 파 또는 1.0보다 큰 파로 위상 랩핑된 파면들)을 생성할 수 있지만, 트레이드-오프가 있을 수 있다는 것을 이해한다. 이러한 트레이드-오프의 예시적인 표현이 도 7에 예시된다. 원거리 시력 곡선(710)에 의해 예시된 바와 같이, 위상 높이가 1.0 파로 증가함에 따라, 입사 광의 회절에 의해 원거리 시력 초점에 분배되는 광의 백분율은 감소한다(따라서, 원거리 시력에 대한 이미지 품질은 일반적으로 감소한다). 대조적으로, 근거리 시력 곡선(720)을 참조하면, 위상 높이가 1.0 파로 증가함에 따라, 근거리 시력 초점에 분배되는 광의 백분율은 증가한다(따라서, 근거리 시력에 대한 이미지 품질은 일반적으로 증가한다). 일부 실시예들에서, 이러한 트레이드오프를 위한 원하는 분배는 광학 처방에서(예를 들어, 부가 파워로서) 지정될 수 있고, 임의의 적절한 환자-종속 인자들(patient-dependent factors)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 종종 하이-디테일 직업에 종사하는 환자(예를 들어, 시계 제작자)는 비교적 높은 부가 파워(예를 들어, 4.0 디옵터)를 요구할 수 있다. 비교적 낮은 부가 파워(예를 들어, 1.0 디옵터)는 그러한 하이-디테일 직업에 종사하지 않는 환자에 적합할 수 있다. 회절 위상 랩핑된 파면은 원하는 트레이드-오프에 이르기 위해 그러한 고려사항들을 염두에 둔 처방으로 생성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는, 예를 들어 눈의 다수의 수차를 보정하기 위해 다수의 파면을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는 제2 광학 처방에 기초하여 제2 가변 파면을 생성할 수 있고, 제2 광학 처방은 다초점 시력 보정(multifocal vision correction)을 위한 부가 파워를 포함한다. 제2 광학 처방이라는 용어는 반드시 별개의 처방을 참조하는 것은 아니며, 대신에 제1 광학 처방과는 상이한 수차를 보정하기 위한 별개의 하나 이상의 파라미터를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 환자는 제1 광학 처방의 파라미터들에 기초하여 근거리 시력을 보정하고 (예를 들어, 부가 파워를 포함하는) 제2 광학 처방의 파라미터들에 기초하여 원거리 시력을 보정하기 위해 검안사로부터 단일 처방을 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는 제2 가변 파면을 위상 랩핑할 수 있고, 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 것은 제2 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면으로 제2 가변 파면을 붕괴시키는 것을 포함한다. 제2 미리 결정된 위상 높이는 위에서 논의된 바와 같이 회절 효과들을 허용하기 위해 1.0 파 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 위상 랩핑된 파면은 1.0 파의 위상 높이를 가질 수 있고, 제2 위상 랩핑된 파면은 1.0 파 미만의 위상 높이를 가질 수 있다. 이들 실시예들에서, 제1 위상 랩핑된 파면은 근시를 보정하는 데 유용할 수 있고, 제2 위상 랩핑된 파면은, 예를 들어 노안을 보정하는 데 유용할 수 있다.
도 8은 다수의 하위구조(810)를 갖는 표면 아래 광학 구조를 포함하는 안과 렌즈의 단면을 예시한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는 제1 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 제1 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 광학 구조는 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 구조는 표면 아래 광학 구조일 수 있다. 예를 들어, 도 8에 예시된 단면을 참조하면, 광학 구조는 동심일 수 있는 다수의 하위구조(810)를 갖는 표면 아래 광학 구조일 수 있다. 위에 더 상세히 설명된 바와 같이, 표면 아래 광학 구조들은 굴절 특성의 변화들이 안과 렌즈 내부의 서브볼륨들에 발생하도록 레이저 펄스들을 안과 렌즈 내의 깊이들에 적절히 포커싱함으로써 달성될 수 있다.
회절 안과 렌즈를 형성하기 위한 종래의 접근법은 안과 렌즈의 외부로부터 바깥쪽으로 돌출되는 프레넬 링들(Fresnel rings)을 생성하는 것을 포함한다. 그러한 구성은 렌즈의 두께 프로파일을 증가시킬 뿐만 아니라, 안과 렌즈의 광학 특성들에 대한 문제들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 콘택트 렌즈의 경우에, 프레넬 링들을 콘택트 렌즈의 외향 면 상에 배치하는 것은 눈물막(tear film)의 레벨이 프레넬 링들의 피크들 및 밸리들에 걸쳐 변화할 수 있기 때문에 광 회절 또는 굴절에서 에러들을 야기할 수 있다. 그리고, 프레넬 링들을 콘택트 렌즈의 내향 면 상에 배치하는 것은 환자를 불편하게 할 수 있다.
더구나, 종래의 접근법들은 안과 렌즈들의 기본 파워(base power)를 제공하기 위해 안과 렌즈들의 두께의 변화들에 의존한다. 이러한 접근법들에서, 안과 렌즈 전체에 걸친 재료의 굴절률은 일정하게 유지될 수 있다. 이러한 두께에 대한 의존성은 반드시 비교적 높은 기본 파워들을 갖는 렌즈들이 비교적 두껍다는 것을 의미한다. 콘택트 렌즈들에 대해, 이것은 환자의 불편을 의미할 수 있다. IOL들에 대해서, 이것은 수술 동안의 환자 위험의 증가, 및 합병증들(complications)에 대한 더 높은 가능성을 의미할 수 있다(예를 들어, 수정체 낭(capsular bag) 내에 IOL을 배치하는 것이 더 어려울 수 있기 때문임). 대조적으로, 에너지 시스템(예를 들어, 레이저)을 사용하여 표면 아래 광학 구조들을 생성하는 개시된 방법들은 기본 파워를 위해 안과 렌즈의 두께를 변화시키는 것에 의존하지 않는다. 오히려, 위에 설명된 바와 같이, 안과 렌즈 내의 서브볼륨들의 굴절률들은 안과 렌즈의 기본 파워를 제공하고, 그에 의해 원하는 대로 광을 굴절 및/또는 회절시키도록 수정된다. 마지막으로, 광학 구역들과 관련하여 아래에 설명되는 바와 같은 에너지 시스템의 사용은 냉동선반절삭가공술(cryolathe) 또는 성형 주입(molded injection)과 같은 더 전통적인 기술들에 비하여 증가된 해상도(resolution)를 제공한다.
도 9a-9b는 복수의 광학 구역을 갖는 안과 렌즈(900)의 예시적인 개념화들을 예시한다. 일부 실시예들에서, 안과 렌즈는 복수의 픽셀로 분할될 수 있고, 각각의 픽셀은 광학 구역에 대응한다. 광학 구역은 안과 렌즈의 하위영역(sub-region) 또는 서브볼륨(sub-volume)일 수 있다. 이것은 안과 렌즈(900)가 그리드 방식으로 복수의 픽셀(예를 들어, 픽셀들(910 및 920))로 분할되는 것을 도시하는 도 9a에 예시된다. 도 9a는 정사각형 형상인 균일한 픽셀들을 예시하지만, 본 개시내용은 픽셀들이 임의의 적절한 형상(예를 들어, 육각형, 오각형, 원형)일 수 있고, 이들이 균일하지 않을 수 있는 (예를 들어, 상이한 형상들 및 크기들을 가질 수 있는) 것을 고려한다. 픽셀 영역은 위상 랩핑된 파면에 대응하는 광학 구조를 형성하도록 구성된 에너지 전달 시스템(예를 들어, 레이저 시스템)의 해상도에 대응할 수 있다. 즉, 픽셀 영역은 하위영역과 연관된 서브볼륨의 굴절률을 변경하기 위해 에너지 전달 시스템이 에너지 빔(예를 들어, 레이저 펄스)을 포커싱할 수 있는 안과 렌즈의 하위영역의 최소 영역에 대응할 수 있다. 도 9b는 광학 구역들의 다른 개념화를 예시하며, 여기서 안과 렌즈는 이산 픽셀들(discrete pixels)로 분할되지 않는다. 대신에, 안과 렌즈는 좌표계(예를 들어, 2차원 x-y 좌표계, 또는 3차원 x-y-z 좌표계)를 사용하여 매핑된다. 예를 들어, 지점들(912 및 922) 각각은 좌표계에서 개개의 좌표를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 생성된 에너지 출력 파라미터들은 하나 이상의 광학 구역에서 에너지 전달 시스템에 의해 전달될 파워의 양을 지정할 수 있다. 예를 들어, 도 9a를 참조하면, 에너지 출력 파라미터들은 픽셀(910) 및 픽셀(920)에서 레이저 시스템에 의해 전달될 하나 이상의 레이저 펄스에 대한 파워 레벨들(예를 들어, 와트 단위(Watts))을 지정할 수 있다. 유사하게, 도 9b를 참조하면, 에너지 출력 파라미터들은 안과 렌즈와 연관된 복수의 좌표(예를 들어, 지점들(912 및 922))에 대한 파워 레벨들을 지정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 생성된 에너지 출력 파라미터들은 에너지 빔이 하나 이상의 광학 구역으로 지향될 수 있는 지속기간을 지정할 수 있다. 예를 들어, 에너지 출력 파라미터들은 광학 구역들 중 하나 이상으로 레이저 빔을 지향시키기 위한 펄스 지속기간들을 지정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지 출력 파라미터들은 광학 구조를 형성할 때 에너지 빔이 전달될 깊이를 지정할 수 있다. 예를 들어, 에너지 출력 파라미터들은 펄스들의 제1 세트가 안과 렌즈의 제1 층을 따라 제1 깊이에 있는 광학 구역들의 세트로 전달되어야 한다는 것을 지정할 수 있고, 펄스들의 제2 세트가 안과 렌즈의 제2 층을 따라 제2 깊이에 있는 광학 구역들의 제2 세트로 전달되어야 한다는 것을 추가로 지정할 수 있다. 이 예에서, 제1 층은 (예를 들어, 근시를 보정하기 위해) 1.0 파로 붕괴된 위상 랩핑된 파면에 기초할 수 있고, 제2 층은 (예를 들어, 노안을 보정하기 위해) 1.0 파 미만으로 붕괴된 위상 랩핑된 파면에 기초할 수 있다. 이 예에서의 펄스들의 제1 세트는 복수의 광학 구역에 대한 에너지 출력 파라미터들의 제1 세트(예를 들어, 파워 레벨들, 펄스 지속기간들, 깊이들)와 연관될 수 있고, 이 예에서의 펄스들의 제2 세트는 에너지 출력 파라미터들의 제2 세트와 연관될 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서, 및 에너지 출력 파라미터들의 생성은 실세계 조건들(real-world conditions)에 대한 맞춤화된 파라미터들의 세트를 생성하도록 교정 함수를 적용할 수 있다. 교정 함수는 임의의 적절한 인자들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서는 안과 렌즈의 재료 특성, 환자의 성별, 환자의 나이, 광학 구조(예를 들어, 표면 아래 광학 구조)가 안과 렌즈에 형성될 깊이, 층들의 수, 상이한 층들이 분리되는 거리, 및/또는 에너지 출력 파라미터들이 생성되는 에너지 소스의 특성들(예를 들어, 스캔 속도, 개구수(numerical aperture), 파장, 펄스 폭, 반복 레이트(repetition rate), 기입 깊이(writing depth), 라인 간격, 스캔 아키텍처) 중 하나 이상에 기초하여 교정 함수를 적용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는 다수의 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서는 (예를 들어, 근시를 교정하기 위해) 1.0 파의 위상 높이를 갖는 제1 위상 랩핑된 파면에 기초하여 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 그리고 (예를 들어, 노안을 교정하기 위해) 광을 회절시키기 위해 1.0 파 미만의 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면에 기초하여 제2 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 결과는 눈 내에 다수의 초점을 생성하도록 구성된 다초점 안과 렌즈일 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 광학 구조들은 (예를 들어, 각막, 콘택트 렌즈, 안구내 렌즈에서) 별개의 층들로서 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서는, 단일 층이 2개의 파면에 의해 지정되는 효과들을 갖도록 단일 광학 구조를 제1 위상 랩핑된 파면과 제2 위상 랩핑된 파면을 결합하는 단일 층으로서 형성하기 위한 파라미터들을 생성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 시스템은 에너지 출력 파라미터들에 기초하여 제1 광학 구조를 형성하기 위해 하나 이상의 에너지 빔을 광학 구조를 향해 지향시키도록 구성된 에너지 소스를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 시스템은 그러한 에너지 소스를 포함하지 않을 수 있고, 단지 에너지 출력 파라미터들을 광학 구조들을 형성하기 위한 에너지 소스를 포함하는 상이한 시스템에 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지 소스는 표적화된 펄스형(targeted pulsed) 또는 연속파(continuous-wave) 레이저 빔들을 전달하도록 구성된 레이저 소스일 수 있다.
본 개시내용의 예들은 표준 구/원통 에러 및/또는 노안의 보정에 초점을 맞추지만, 본 개시내용은 임의의 적절한 수차(예를 들어, 맞춤형 고차 수차들, 근시 진행 주변 에러)를 보정하기 위한 광학 구조들을 형성하는 데 사용될 수 있는 파면들의 생성을 고려한다. 예를 들어, 제르니케 다항식들의 임의의 조합에 의해 설명되는 파면들이 생성될 수 있다. 본 개시내용이 표면 아래 광학 구조들에 초점을 맞추지만, 본 개시내용은 임의의 적절한 광학 구조들, 예를 들어 표면 아래가 아닌 광학 구조들을 고려한다.
도 10은 환자의 시력을 개선하기 위한 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 파라미터들을 결정하기 위한 예시적인 방법(1000)을 예시한다. 방법은, 단계 1010에서, 환자에 대한 제1 광학 처방에 액세스하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 광학 처방은 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 처방 파라미터를 포함한다. 단계 1020에서, 방법은 제1 광학 처방에 기초하여 제1 가변 파면을 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 가변 파면은 1.0 파보다 큰 위상 높이를 갖는 적어도 하나의 부분을 포함한다. 단계 1030에서, 방법은 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계는 제1 가변 파면을 제1 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제1 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 단계를 포함한다. 단계 1040에서, 방법은 제1 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 안과 렌즈 내에 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 표면 아래 광학 구조는 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키도록 구성된다.
특정 실시예들은 적절한 경우에 도 10의 방법의 하나 이상의 단계를 반복할 수 있다. 본 개시내용은 도 10의 방법의 특정 단계들이 특정 순서로 발생하는 것으로 설명하고 예시하지만, 본 개시내용은 도 10의 방법의 임의의 적절한 단계들이 임의의 적절한 순서로 발생하는 것을 고려한다. 더욱이, 본 개시내용은 도 10의 방법의 특정 단계들을 포함하는, 환자의 시력을 개선하기 위한 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 파라미터들을 결정하기 위한 예시적인 방법을 설명하고 예시하지만, 본 개시내용은 적절한 경우에 도 10의 방법의 단계들의 전부 또는 일부를 포함하거나, 어느 것도 포함하지 않을 수 있는 임의의 적절한 단계들을 포함하는, 환자의 시력을 개선하기 위한 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 파라미터들을 결정하기 위한 임의의 적절한 방법을 고려한다. 더구나, 본 개시내용은 도 10의 방법의 특정 단계들을 수행하는 특정 컴포넌트들, 디바이스들 또는 시스템들을 설명하고 예시하지만, 본 개시내용은 도 10의 방법의 임의의 적절한 단계들을 수행하는 임의의 적절한 컴포넌트들, 디바이스들 또는 시스템들의 임의의 적절한 조합을 고려한다.
예 1은 환자의 시력을 개선하기 위해 안과 렌즈 내에 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 파라미터들을 결정하는 방법이다. 예 1의 방법은: (1) 환자에 대한 제1 광학 처방에 액세스하는 단계 - 제1 광학 처방은 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 처방 파라미터를 포함함 -; (2) 제1 광학 처방에 기초하여 제1 가변 파면을 생성하는 단계 - 제1 가변 파면은 1.0 파보다 큰 위상 높이를 갖는 적어도 하나의 부분을 포함함 -; (3) 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계 - 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계는 제1 가변 파면을 제1 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제1 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 단계를 포함함 -; 및 (4) 제1 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 안과 렌즈 내에 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계 - 제1 표면 아래 광학 구조는 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키도록 구성됨 -를 포함한다.
예 2는 예 1의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 하나 이상의 처방 파라미터는 구, 원통, 또는 축의 디옵터 값들을 포함한다.
예 3은 예 1의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 제1 가변 파면을 붕괴시키는 단계는: (1) 제1 가변 파면의 제1 이산 세그먼트를 식별하는 단계; (2) 제1 이산 세그먼트의 위상 높이를 제1 스칼라만큼 감소시켜 제1 이산 세그먼트의 피크가 제1 미리 결정된 위상 높이에 있게 하는 단계; (3) 제1 가변 파면의 제2 이산 세그먼트를 식별하는 단계 - 제2 이산 세그먼트는 제1 이산 세그먼트와 실질적으로 동심임 -; 및 (4) 제2 이산 세그먼트의 위상 높이를 제2 스칼라만큼 감소시켜 제2 이산 세그먼트의 피크가 제1 미리 결정된 위상 높이에 있게 하는 단계를 포함한다.
예 4는 예 3의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 제1 미리 결정된 위상 높이는 정수 개의 파들과 동일하지 않다.
예 5는 예 3의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조는 근시를 개선하도록 구성되고, 제1 미리 결정된 위상 높이는 위상 랩핑된 파면에 대한 정수 개의 파들이다.
예 6은 예 1의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파이고, 방법은: (1) 제2 광학 처방에 기초하여 제2 가변 파면을 생성하는 단계 - 제2 광학 처방은 다초점 시력 보정을 위한 부가 파워를 포함함 -; 및 (2) 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계를 더 포함하고, 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계는 제2 가변 파면을 제2 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 단계를 포함하고, 제2 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 작다.
예 7은 예 6의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 제2 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 광학 구조에 제2 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계를 더 포함하고, 제2 표면 아래 광학 구조는 다수의 초점을 생성하기 위해 광을 회절시키도록 구성된다.
예 8은 예 7의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조는 저차 수차들을 개선하도록 구성되며, 상기 제2 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 상기 제1 표면 아래 광학 구조 및 상기 제2 표면 아래 광학 구조는 조합하여 다초점 굴절 구조를 형성한다.
예 9는 예 6의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들은 제1 표면 아래 광학 구조가 단일 다초점 표면 아래 광학 구조가 되게 구성되도록 제2 위상 랩핑된 파면에 더 기초한다.
예 10은 예 1 내지 예 9 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 에너지 출력 파라미터들은 안과 렌즈 상의 복수의 광학 구역에 대응하는 복수의 파워 레벨을 지정하고, 방법은: (1) 에너지 소스로부터의 제1 에너지 빔을 제1 지속기간 동안 안과 렌즈 상의 제1 광학 구역으로 지향시키는 단계 - 제1 에너지 빔의 파워 레벨은 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정된 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초함 -; 및 (2) 에너지 소스로부터의 제2 에너지 빔을 제2 지속기간 동안 안과 렌즈 상의 제2 광학 구역으로 지향시키는 단계 - 제2 에너지 빔의 파워 레벨은 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정된 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초함 -;를 더 포함하고, 제1 에너지 빔 및 제2 에너지 빔은, 각각 제1 광학 구역 및 제2 광학 구역의 굴절률들을 변경하고, 제1 표면 아래 광학 구조는 제1 광학 구역 및 제2 광학 구역을 포함한다.
예 11은 예 10의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조는 안과 렌즈의 내부 안에 형성된다.
예 12는 예 1 내지 예 9 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 제1 가변 파면은 2차원 파면을 포함한다.
예 13은 예 1 내지 예 9 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 에너지 소스는 레이저를 포함한다.
예 14는 예 1 내지 예 9 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 안과 렌즈는 안구내 렌즈, 콘택트 렌즈, 또는 환자의 각막이다.
예 15는 예 1 내지 예 9 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계는 안과 렌즈의 재료 특성, 환자의 성별, 또는 환자의 나이에 기초하여 교정 함수를 적용하는 단계를 포함한다.
예 16은 예 1 내지 예 9 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 방법이고, 여기서 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계는 제1 표면 아래 광학 구조가 안과 렌즈 내에 형성될 깊이에 기초하여 교정 함수를 적용하는 단계를 포함한다.
예 17은 환자의 시력을 개선하기 위해 안과 렌즈 내에 하나 이상의 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 시스템이다. 예 17의 시스템은: (1) 환자에 대한 제1 광학 처방에 액세스하고 - 제1 광학 처방은 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 처방 파라미터를 포함함 -; (2) 제1 광학 처방에 기초하여 제1 가변 파면을 생성하고 - 제1 가변 파면은 1.0 파보다 큰 위상 높이를 갖는 적어도 하나의 부분을 포함함 -; (3) 제1 가변 파면을 위상 랩핑하고 - 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 것은 제1 가변 파면을 제1 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제1 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 것을 포함함 -; 및 (4) 제1 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 안과 렌즈 내에 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 제1 표면 아래 광학 구조는 시력을 개선하기 위해 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키도록 구성된다. 예 17의 시스템은 에너지 출력 파라미터들에 기초하여 안과 렌즈 내에 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위해 하나 이상의 에너지 빔을 안과 렌즈를 향해 지향시키도록 구성된 에너지 소스를 더 포함한다.
예 18은 예 17의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 하나 이상의 처방 파라미터는 구, 원통, 또는 축의 디옵터 값들을 포함한다.
예 19는 예 17의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 하나 이상의 프로세서는, 적어도 부분적으로: (1) 제 1 가변 파면의 제1 이산 세그먼트를 식별하고; (2) 제1 이산 세그먼트의 피크가 제1 미리 결정된 위상 높이에 있도록 제1 스칼라만큼 제1 이산 세그먼트의 위상 높이를 감소시키고; (3) 제1 가변 파면의 제2 이산 세그먼트를 식별하고 - 제2 이산 세그먼트는 제1 이산 세그먼트와 실질적으로 동심임 -; 및 (4) 제2 이산 세그먼트의 피크가 제1 미리 결정된 위상 높이에 있도록 제2 스칼라만큼 제2 이산 세그먼트의 위상 높이를 감소시키는 것에 의해 제1 가변 파면을 붕괴시키도록 구성된다.
예 20은 예 19의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파 미만이다.
예 21은 예 19의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조는 근시를 개선하도록 구성되고, 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파이다.
예 22는 예 17의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파이고, 하나 이상의 프로세서는: (1) 제2 광학 처방에 기초하여 제2 가변 파면을 생성하고 - 제2 광학 처방은 다초점 시력 보정을 위한 부가 파워를 포함함 -; 및 (2) 제2 가변 파면을 위상 랩핑하도록 더 구성되고, 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 것은 제2 가변 파면을 제2 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 것을 포함하고, 제2 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 작다.
예 23은 예 22의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 하나 이상의 프로세서는 제2 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 광학 구조 내에 제2 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 더 구성되고, 제2 표면 아래 광학 구조는 광을 회절시켜 다수의 초점을 생성하도록 구성된다.
예 24는 예 23의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 제1 표면 아래 광학 구조는 근시를 개선하도록 구성되고, 제2 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 제1 표면 아래 광학 구조 및 제2 표면 아래 광학 구조는 조합하여 다초점 굴절 구조를 형성한다.
예 25는 예 22의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들은 제1 표면 아래 광학 구조가 단일 다초점 표면 아래 광학 구조가 되게 구성되도록 제2 위상 랩핑된 파면에 더 기초한다.
예 26은 예 17 내지 예 25 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 에너지 출력 파라미터들은 안과 렌즈 상의 복수의 광학 구역에 대응하는 복수의 파워 레벨을 지정하고, 에너지 소스는: (1) 에너지 소스로부터의 제1 에너지 빔을 제1 지속 기간 동안 안과 렌즈 상의 제1 광학 구역으로 지향시키고 - 제1 에너지 빔의 파워 레벨은 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정된 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초함 -; 및 (2) 에너지 소스로부터의 제2 에너지 빔을 제2 지속 기간 동안 안과 렌즈 상의 제2 광학 구역으로 지향시키도록 구성되며, 제2 에너지 빔의 파워 레벨은 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정된 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초하고, 제1 에너지 빔 및 제2 에너지 빔은, 각각 제1 광학 구역 및 제2 광학 구역의 굴절률들을 변경하고, 제1 표면 아래 광학 구조는 제1 광학 구역 및 제2 광학 구역을 포함한다.
예 27은 예 26의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 제1 표면 아래 광학 구조는 안과 렌즈의 내부 안에 형성된다.
예 28은 예 17 내지 예 25 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 제1 가변 파면은 2차원 파면을 포함한다.
예 29는 예 17 내지 예 25 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 에너지 소스는 레이저를 포함한다.
예 30은 예 17 내지 예 25 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이며, 여기서 안과 렌즈는 안구내 렌즈, 콘택트 렌즈, 또는 환자의 각막이다.
예 31은 예 17 내지 예 25 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 하나 이상의 프로세서는 안과 렌즈의 재료 특성, 환자의 성별, 또는 환자의 나이에 기초하여 교정 함수를 적어도 적용함으로써 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 구성된다.
예 32는 예 17 내지 예 25 중 어느 하나의(또는 개별적으로 또는 조합하여 임의의 다른 선행 또는 후속 예들의) 시스템이고, 여기서 하나 이상의 프로세서는 제1 표면 아래 광학 구조가 안과 렌즈 내에 형성될 깊이에 기초하여 교정 함수를 적어도 적용함으로써 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 사상 내에는 다른 변형들이 있다. 따라서, 본 발명은 다양한 수정들 및 대안 구성들이 가능하지만, 그의 소정의 예시된 실시예들이 도면들에 도시되고 위에서 상세히 설명되었다. 그러나, 본 발명을 개시된 특정 형태 또는 형태들로 한정하는 것을 의도하는 것이 아니라, 반대로 본 발명은 첨부된 청구항들에서 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정들, 대안 구성들 및 균등물들을 커버한다는 것을 이해해야 한다.
본 발명을 설명하는 맥락에서(특히 다음의 청구항들의 맥락에서) 용어 "a", "an" 및 "the" 및 유사한 지시대상들의 사용은 본 명세서에서 달리 지시되거나 맥락에 의해 분명히 모순되지 않는 한 단수 및 복수 둘 다를 커버하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "포함하는(including)", 및 "함유하는(containing)"은 달리 언급되지 않는 한 개방형 용어들(open-ended terms)(즉, "~을 포함하지만, ~에 한정되지 않는"을 의미함)로 해석되어야 한다. 용어 "연결된"은 어떤 개재된 것이 있더라도 부분적으로 또는 완전히 포함되거나, 부착되거나, 함께 결합되는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 값들의 범위들의 언급은 본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한 범위 내에 속하는 각각의 별개의 값을 개별적으로 지칭하는 약칭 방법으로서 역할하도록 의도될 뿐이고, 각각의 별개의 값은 본 명세서에서 개별적으로 언급되는 것처럼 명세서에 포함된다. 본 명세서에서 설명되는 모든 방법들은 본 명세서에서 달리 표시되거나 맥락에 의해 달리 분명히 모순되지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에서 제공되는 임의의 그리고 모든 예들, 또는 예시적인 언어(예를 들어, "~와 같은")의 사용은 단지 본 발명의 실시예들을 더 잘 조명하는 것을 의도하고, 달리 청구되지 않는 한 본 발명의 범위에 제한을 두는 것은 아니다. 본 명세서에서의 어떠한 언어도 임의의 청구되지 않은 요소들을 본 발명의 실시에 필수적인 것으로서 표시하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 발명을 수행하기 위해 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예들이 본 명세서에 설명된다. 이러한 바람직한 실시예들의 변형들은 전술한 설명을 읽을 때 이 분야의 통상의 기술자들에게 명백해질 수 있다. 본 발명자들은 기술자들이 이러한 변형들을 적절하게 이용할 것으로 예상하고, 본 발명자들은 본 발명이 본 명세서에 구체적으로 설명된 것과 다른 방식으로 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용가능한 법률에 의해 허용되는 바와 같이 본 명세서에 첨부된 청구항들에 기재된 주제의 모든 수정들 및 균등물들을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 달리 표시되거나 문맥에 의해 달리 명확하게 모순되지 않는 한, 본 발명의 모든 가능한 변형들에서의 전술한 요소들의 임의의 조합이 본 발명에 포함된다.
본 명세서에 인용된 공보들, 특허 출원들 및 특허들을 포함하는 모든 참고 문헌들은 각각의 참고 문헌이 참고로 통합되는 것으로 개별적으로 그리고 구체적으로 표시되고 본 명세서에 그 전체가 제시된 것처럼 동일한 정도로 본 명세서에 참고로 통합된다.

Claims (32)

  1. 환자의 시력을 개선하기 위해 안과 렌즈 내에 표면 아래 광학 구조(subsurface optical structure)를 형성하기 위한 파라미터들을 결정하는 방법으로서, 상기 방법은:
    상기 환자에 대한 제1 광학 처방(optical prescription)에 액세스하는 단계 - 상기 제1 광학 처방은 시력을 개선하기 위해 상기 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 처방 파라미터를 포함함 -;
    상기 제1 광학 처방에 기초하여 제1 가변 파면(variable wavefront)을 생성하는 단계 - 상기 제1 가변 파면은 1.0 파보다 큰 위상 높이를 갖는 적어도 하나의 부분을 포함함 -;
    상기 제1 가변 파면을 위상 랩핑(phase wrapping)하는 단계 - 상기 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계는 상기 제1 가변 파면을 제1 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제1 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 단계를 포함함 -; 및
    상기 제1 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 상기 안과 렌즈 내에 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 시력을 개선하기 위해 상기 환자의 상기 망막으로 지향되는 광을 굴절시키도록 구성되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 처방 파라미터는 구, 원통 또는 축의 디옵터 값들을 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 가변 파면을 붕괴시키는 단계는:
    상기 제1 가변 파면의 제1 이산 세그먼트를 식별하는 단계;
    상기 제1 이산 세그먼트의 피크가 상기 제1 미리 결정된 위상 높이에 있도록 상기 제1 이산 세그먼트의 위상 높이를 제1 스칼라만큼 감소시키는 단계;
    상기 제1 가변 파면의 제2 이산 세그먼트를 식별하는 단계 - 상기 제2 이산 세그먼트는 상기 제1 이산 세그먼트와 실질적으로 동심임 -; 및
    상기 제2 이산 세그먼트의 피크가 상기 제1 미리 결정된 위상 높이에 있도록 상기 제2 이산 세그먼트의 위상 높이를 제2 스칼라만큼 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 상기 제1 미리 결정된 위상 높이는 정수 개의 파들(waves)과 동일하지 않은, 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 근시를 개선하도록 구성되고, 상기 제1 미리 결정된 위상 높이는 위상 랩핑된 파면에 대한 정수 개의 파들인, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파이고, 상기 방법은:
    제2 광학 처방에 기초하여 제2 가변 파면을 생성하는 단계 - 상기 제2 광학 처방은 다초점 시력 보정을 위한 부가 파워(add power)를 포함함 -; 및
    상기 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 단계는 상기 제2 가변 파면을 제2 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 단계를 포함하고, 상기 제2 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 작은, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 광학 구조 내에 제2 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 표면 아래 광학 구조는 다수의 초점을 생성하기 위해 광을 회절시키도록 구성되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 저차 수차들을 개선하도록 구성되고, 상기 제2 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 상기 제1 표면 아래 광학 구조 및 상기 제2 표면 아래 광학 구조는 조합하여 다초점 굴절 구조를 형성하는, 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 상기 에너지 출력 파라미터들은 상기 제1 표면 아래 광학 구조가 단일 다초점 표면 아래 광학 구조가 되게 구성되도록 상기 제2 위상 랩핑된 파면에 더 기초하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 출력 파라미터들은 상기 안과 렌즈 상의 복수의 광학 구역에 대응하는 복수의 파워 레벨을 지정하고, 상기 방법은:
    상기 에너지 소스로부터의 제1 에너지 빔을 제1 지속기간 동안 상기 안과 렌즈 상의 제1 광학 구역으로 지향시키는 단계 - 상기 제1 에너지 빔의 파워 레벨은 상기 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정된 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초함 -; 및
    상기 에너지 소스로부터의 제2 에너지 빔을 제2 지속기간 동안 상기 안과 렌즈 상의 제2 광학 구역으로 지향시키는 단계 - 상기 제2 에너지 빔의 파워 레벨은 상기 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정된 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초함 -;를 더 포함하고,
    상기 제1 에너지 빔 및 상기 제2 에너지 빔은, 각각 상기 제1 광학 구역 및 상기 제2 광학 구역의 굴절률들을 변경하고, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 상기 제1 광학 구역 및 상기 제2 광학 구역을 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 상기 안과 렌즈의 내부 안에 형성되는, 방법.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 가변 파면은 2차원 파면을 포함하는, 방법.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 소스는 레이저를 포함하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안과 렌즈는 안구내 렌즈, 콘택트 렌즈 또는 상기 환자의 각막인, 방법.
  15. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계는 상기 안과 렌즈의 재료 특성, 상기 환자의 성별, 또는 상기 환자의 나이에 기초하여 교정 함수를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 출력 파라미터들을 생성하는 단계는 상기 제1 표면 아래 광학 구조가 상기 안과 렌즈 내에 형성될 깊이에 기초하여 교정 함수를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 환자의 시력을 개선하기 위해 안과 렌즈 내에 하나 이상의 표면 아래 광학 구조들을 형성하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은:
    하나 이상의 프로세서 - 상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 환자에 대한 제1 광학 처방에 액세스하고 - 상기 제1 광학 처방은 시력을 개선하기 위해 상기 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 처방 파라미터를 포함함 -;
    상기 제1 광학 처방에 기초하여 제1 가변 파면을 생성하고 - 상기 제1 가변 파면은 1.0 파보다 큰 위상 높이를 갖는 적어도 하나의 부분을 포함함 -;
    상기 제1 가변 파면을 위상 랩핑하고 - 상기 제1 가변 파면을 위상 랩핑하는 것은 상기 제1 가변 파면을 제1 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제1 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 것을 포함함 -;
    상기 제1 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 상기 안과 렌즈 내에 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 구성되고, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 시력을 개선하기 위해 상기 환자의 망막으로 지향되는 광을 굴절시키도록 구성됨 -; 및
    상기 에너지 출력 파라미터들에 기초하여 상기 안과 렌즈 내에 상기 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위해 하나 이상의 에너지 빔을 상기 안과 렌즈를 향해 지향시키도록 구성된 에너지 소스를 포함하는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 처방 파라미터는 구, 원통 또는 축의 디옵터 값들을 포함하는, 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는 적어도 부분적으로,
    상기 제1 가변 파면의 제1 이산 세그먼트를 식별하고;
    상기 제1 이산 세그먼트의 피크가 상기 제1 미리 결정된 위상 높이에 있도록 상기 제1 이산 세그먼트의 위상 높이를 제1 스칼라만큼 감소시키고;
    상기 제1 가변 파면의 제2 이산 세그먼트를 식별하고 - 상기 제2 이산 세그먼트는 상기 제1 이산 세그먼트와 실질적으로 동심임 -;
    상기 제2 이산 세그먼트의 피크가 상기 제1 미리 결정된 위상 높이에 있도록 상기 제2 이산 세그먼트의 위상 높이를 제2 스칼라만큼 감소시킴으로써
    상기 제1 가변 파면을 붕괴시키도록 구성되는, 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 상기 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 작은, 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 근시를 개선하도록 구성되고, 상기 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파인, 시스템.
  22. 제17항에 있어서, 상기 제1 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파이고, 상기 하나 이상의 프로세서는,
    제2 광학 처방에 기초하여 제2 가변 파면을 생성하고 - 상기 제2 광학 처방은 다초점 시력 보정을 위한 부가 파워를 포함함 -; 및
    상기 제2 가변 파면을 위상 랩핑하도록 더 구성되며, 상기 제2 가변 파면을 위상 랩핑하는 것은 상기 제2 가변 파면을 제2 미리 결정된 위상 높이를 갖는 제2 위상 랩핑된 파면으로 붕괴시키는 것을 포함하고, 상기 제2 미리 결정된 위상 높이는 1.0 파보다 작은, 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 제2 위상 랩핑된 파면에 기초하여, 에너지 소스를 사용하여 광학 구조 내에 제2 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 더 구성되고, 상기 제2 표면 아래 광학 구조는 다수의 초점을 생성하기 위해 광을 회절시키도록 구성되는, 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 근시를 개선하도록 구성되고, 상기 제2 표면 아래 광학 구조는 노안을 개선하도록 구성되고, 상기 제1 표면 아래 광학 구조와 상기 제2 표면 아래 광학 구조는 조합하여 다초점 굴절 구조를 형성하는, 시스템.
  25. 제22항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조를 형성하기 위한 상기 에너지 출력 파라미터들은 상기 제1 표면 아래 광학 구조가 단일 다초점 표면 아래 광학 구조가 되게 구성되도록 상기 제2 위상 랩핑된 파면에 더 기초하는, 시스템.
  26. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 출력 파라미터들은 상기 안과 렌즈 상의 복수의 광학 구역에 대응하는 복수의 파워 레벨을 지정하고, 상기 에너지 소스는:
    상기 에너지 소스로부터의 제1 에너지 빔을 제1 지속기간 동안 상기 안과 렌즈 상의 제1 광학 구역으로 지향시키고 - 상기 제1 에너지 빔의 파워 레벨은 상기 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정된 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초함 -;
    상기 에너지 소스로부터의 제2 에너지 빔을 제2 지속기간 동안 상기 안과 렌즈 상의 제2 광학 구역으로 지향시키도록 구성되며, 상기 제2 에너지 빔의 파워 레벨은 상기 에너지 출력 파라미터들에 의해 지정된 바와 같은 대응하는 파워 레벨에 기초하고;
    상기 제1 에너지 빔 및 상기 제2 에너지 빔은, 각각 상기 제1 광학 구역 및 상기 제2 광학 구역의 굴절률들을 변경하고, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 상기 제1 광학 구역 및 상기 제2 광학 구역을 포함하는, 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제1 표면 아래 광학 구조는 상기 안과 렌즈의 내부 안에 형성되는, 시스템.
  28. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 가변 파면은 2차원 파면을 포함하는, 시스템.
  29. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 소스는 레이저를 포함하는, 시스템.
  30. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안과 렌즈는 안구내 렌즈, 콘택트 렌즈, 또는 상기 환자의 각막인, 시스템.
  31. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 안과 렌즈의 재료 특성, 상기 환자의 성별, 또는 상기 환자의 나이에 기초하여 교정 함수를 적어도 적용함으로써 상기 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 구성되는, 시스템.
  32. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 제1 표면 아래 광학 구조가 상기 안과 렌즈 내에 형성될 깊이에 기초하여 교정 함수를 적어도 적용함으로써 상기 에너지 출력 파라미터들을 생성하도록 구성되는, 시스템.
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