KR20230079205A - 위상 변이 구조를 갖는 안과용 렌즈 및 방법 - Google Patents

위상 변이 구조를 갖는 안과용 렌즈 및 방법 Download PDF

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KR20230079205A KR1020237015053A KR20237015053A KR20230079205A KR 20230079205 A KR20230079205 A KR 20230079205A KR 1020237015053 A KR1020237015053 A KR 1020237015053A KR 20237015053 A KR20237015053 A KR 20237015053A KR 20230079205 A KR20230079205 A KR 20230079205A
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Abstract

안과용 렌즈는 제1 표면, 제2 표면 및 하나 이상의 위상 변이 구역들을 갖는 위상 변이 구조를 갖춘 광학기를 포함한다. 안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법은, 제1 표면, 제2 표면, 및 하나 이상의 위상 변이 구역들을 갖는 위상 변이 구조를 갖춘 광학기를 설계하는 단계를 포함한다. 위상 변이 구역들은, 개개의 파장 범위의 입사 방사선이 개개의 선택된 파장을 향해 적어도 부분적으로 수렴하도록, 개개의 색초점 변이들을 생성하도록 구성될 수 있다. 방법은, 광학기에 대한 색수차 타겟을 결정하는 단계, 및 색수차 타겟을 충족하는 위상 변이 구역들의 양을 결정하는 단계를 포함한다. 광학기에는, 전체 상호작용 효과에 부분적으로 기초하여 획득된 개개의 최적의 높이들을 갖는 위상 변이 구역들이 형성된다. 위상 변이 구조는 연장 방향으로 광학기의 초점 심도를 증가시키도록 구성될 수 있다.

Description

위상 변이 구조를 갖는 안과용 렌즈 및 방법
[0001] 본 개시내용은 위상 변이 구조를 갖는 안과용 렌즈(ophthalmic lens) 및 안과용 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이다.
[0002] 인간은 5개의 기본 감각들: 시각, 청각, 후각, 미각 및 촉각을 갖는다. 시각은 우리 주위의 세계를 시각화하는 능력을 제공하고 우리를 주변과 연결한다. 전 세계의 많은 사람들은 시력(vision)의 품질에 대한 문제들을 갖고 있으며, 안과용 렌즈들의 사용을 요구한다. 안과용 렌즈는 예를 들어, 콘택트 렌즈들 및 안경(spectacles)의 형태로 눈 앞에 착용될 수 있다. 안과용 렌즈는, 예를 들어 백내장 시술에서, 흐려진 인체 렌즈(human lens)를 대체하기 위해 눈에 이식될 수 있다. 안과용 렌즈들의 광학 성능은 특정 타입들의 수차(aberration)들에 의해 악영향을 받을 수 있다.
[0003] 안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법이 본원에 개시된다. 방법은, 광학기의 제1 표면에 대한 하나 이상의 위상 변이 구역들을 갖는 위상 변이 구조를 설계하는 단계를 포함하며, 제1 표면은 전방 표면(anterior surface) 및 후방 표면(posterior surface) 중 적어도 하나이다. 하나 이상의 위상 변이 구역들은, 개개의 파장 범위의 입사 방사선이 개개의 선택된 파장의 초점 포지션을 향해 적어도 부분적으로 수렴하도록, 개개의 색초점 변이(chromatic focal shift)들을 생성하도록 구성된다.
[0004] 방법은, 광학기에 대한 색수차 타겟(chromatic aberration target)을 결정하는 단계, 및 하나 이상의 위상 변이 구역들의 개개의 초기 스텝(step) 높이들에 부분적으로 기반하여, 색수차 타겟을 충족시키는 하나 이상의 위상 변이 구역들의 양을 선택하는 단계를 포함한다. 방법은, 개개의 초기 스텝 높이들의 전체 상호작용 효과를 결정하는 단계, 및 전체 상호작용 효과에 부분적으로 기반하여 하나 이상의 위상 변이 구역들의 개개의 최적의 높이들을 결정하는 단계를 더 포함한다. 광학기에는 개개의 최적 높이들을 갖는 하나 이상의 위상 변이 구역들이 형성된다.
[0005] 개개의 초기 스텝 높이들은, 전체 상호작용 효과를 결정하기 전에, 최소 매개변수 및 최대 매개변수 내에서 한정될 수 있다. 최소 매개변수는 음의(negative) 10 미크론일 수 있다. 최대 매개변수는 양의(positive) 10 미크론일 수 있다. 광학기는 2-페닐에틸 아크릴레이트 및 2-페닐에틸 메타크릴레이트의 가교 공중합체로 형성될 수 있다. 정상적인 인간의 눈은, 약 450㎚ 내지 약 650㎚의 파장 범위의 가시광 내에서 약 1.5 디옵터의 색수차를 갖는다. 색수차 타겟은, 0 내지 -2.0 디옵터의 색수차 보정에 대응하는, -0.5 디옵터 내지 1.5 디옵터로 확장되는 범위 내에서 세팅될 수 있다. 색수차 타겟은 결과 값이고, 색수차 보정은 결과 값을 획득하기 위해 추가된 보상이다. 개개의 선택된 파장은, 약 550㎚의 제1 선택된 파장을 포함할 수 있다. 개개의 선택된 파장은, 650 nm의 또는 그 초과의 제2 선택된 파장 및 450 nm의 또는 그 미만의 제3 선택된 파장을 포함할 수 있다.
위상 변이 구조를 갖춘 광학기를 형성하는 단계는, 제1 공칭 광학 파워(nominal optical power)를 규정하는 내부 굴절 구역 및 제2 공칭 광학 파워를 규정하는 외부 굴절 구역을 규정하는 단계를 포함할 수 있다. 내부 굴절 구역은 내부 경계(inner boundary)로부터 연장되고, 외부 굴절 구역은 외부 경계로부터 연장된다. 위상 변이 구조는 내부 굴절 구역과 외부 굴절 구역 사이에 위치결정되며, 위상 변이 구조는 내부 경계로부터 외부 경계로 연장된다. 방법은 연장 방향으로 하나 이상의 위상 변이 구역들을 정렬하는 단계를 포함할 수 있으며, 위상 변이 구조는 연장 방향으로 광학기의 초점 심도(depth-of-focus)를 증가시키도록 구성된다.
[0007] 광학 축을 중심으로 배치된 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광학기를 갖춘 안과용 렌즈가 본원에 개시된다. 제1 표면 및 제2 표면 중 적어도 하나는, 제1 공칭 광학 파워를 규정하는 내부 굴절 구역 및 제2 공칭 광학 파워를 규정하는 외부 굴절 구역을 포함한다. 내부 굴절 구역은 내부 경계로부터 연장되고, 외부 굴절 구역은 외부 경계로부터 연장된다. 위상 변이 구조가 내부 굴절 구역과 외부 굴절 구역 사이에 위치결정되며, 위상 변이 구조는 내부 경계로부터 외부 경계로 연장된다. 위상 변이 구조는, 개개의 최적의 높이들을 규정하는 하나 이상의 위상 변이 구역들을 포함한다. 하나 이상의 위상 변이 구역들은, 개개의 파장 범위의 입사 방사선이 개개의 선택된 파장을 향해 적어도 부분적으로 수렴하도록, 개개의 색초점 변이들을 생성하도록 구성된다. 위상 변이 구조는 광학기에 대한 색수차 타겟을 충족시키도록 구성된다.
[0008] 개개의 최적의 높이들은, 하나 이상의 위상 변이 구역들의 개개의 초기 스텝 높이들 및 개개의 초기 스텝 높이들의 전체 상호작용 효과에 부분적으로 기반할 수 있다. 광학기는 안내 렌즈(intraocular lens)일 수 있다. 광학기는 콘택트 렌즈일 수 있다. 개개의 색초점 변이들은 약 450 nm 내지 약 650 nm의 파장 범위로 연장되는 입사 방사선에 대해 약 -0.5 디옵터 내지 1.5 디옵터 사이에서 연장될 수 있다.
[0009] 광학 축을 중심으로 배치된 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광학기를 갖는 안과용 렌즈가 본원에 개시된다. 제1 표면 및 제2 표면 중 적어도 하나는, 제1 공칭 광학 파워를 규정하는 내부 굴절 구역 및 제2 공칭 광학 파워를 규정하는 외부 굴절 구역을 포함한다. 내부 굴절 구역은 내부 경계로부터 연장되고, 외부 굴절 구역은 외부 경계로부터 연장된다. 위상 변이 구조가 내부 굴절 구역과 외부 굴절 구역 사이에 위치결정되며, 위상 변이 구조는 내부 경계로부터 외부 경계로 연장된다. 위상 변이 구조는, 개개의 최적의 높이들을 규정하는 하나 이상의 위상 변이 구역들을 포함한다. 하나 이상의 위상 변이 구역들은 연장 방향으로 정렬된다. 위상 변이 구조는 연장 방향으로 광학기의 초점 심도를 증가시키도록 구성된다. 연장 방향으로 광학기의 초점 심도는, 약 0.75 디옵터 내지 약 3.0 디옵터의 범위 내에 있도록 선택될 수 있다.
[0010] 본 개시내용의 상기 특징들 및 이점들 및 다른 특징들 및 이점들은, 첨부된 도면들과 관련하여 취해질 때, 본 개시내용을 실행하기 위한 최상의 모드들의 다음의 상세한 설명으로부터 용이하게 명백하다.
[0011] 도 1은 하나 이상의 위상 변이 구역들을 갖는 위상 변이 구조를 갖는 안과용 렌즈의 개략적인 단면도이다.
[0012] 도 2는 도 1에 도시된 안과용 렌즈의 개략적인 평면도이다.
[0013] 도 3은 예시적인 렌즈에 대한 변조 전달 함수(Modulation Transfer Function) 플롯에 대한 단일 위상 변이 구역의 영향의 개략적인 예시이다.
[0014] 도 4a는 2개의 위상 변이 단계들을 포함하는 위상 변이 구조에 대한 변조 전달 함수 플롯을 도시하는 개략적인 그래프이다.
[0015] 도 4b는 이중 초점 구역들을 갖는 렌즈의 위상 변이 구조에 대한 변조 전달 함수 플롯을 도시하는 개략적인 그래프이다.
[0016] 도 5는 상이한 파장들의 입사 방사선에 대한 예시적인 안과용 렌즈에서의 초점 변이량을 예시하는 개략적인 그래프이다.
[0017] 도 6은 도 1의 안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법을 실행하도록 구성된 제어기를 갖는 시스템의 개략적인 예시이다.
[0018] 도 7은 도 1에 대한 안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법의 개략적인 흐름도이다.
[0019] 도 8은 도 1의 안과용 렌즈의 표면 상에 입사하는 파면(wavefront)에 대한 초점 심도의 연장을 예시하는 개략도이다.
[0020] 도 9는 도 1의 위상 변이 구조에서 이용될 수 있는 예시적인 베이스 프로파일의 개략적인 예시이다.
[0021] 도 10 내지 도 12는 도 1의 위상 변이 구조에서 이용될 수 있는 다양한 예시적인 보조 프로파일들의 개략적인 예시들이다.
[0022] 도 13은 도 1의 제어기에 의해 실행가능한 방법의 개략적인 흐름도이다.
[0023] 유사한 참조 번호들이 유사한 구성요소들을 나타내는 도면들을 참조하면, 도 1은 광학 축(18)을 중심으로 배치된 제1 표면(14) 및 제2 표면(16)을 갖는 광학기(12)로 구성된 안과용 렌즈(10)를 개략적으로 예시한다. 제1 표면(14)은 전방 표면 또는 후방 표면일 수 있다. 반대로, 제2 표면(16)은 후방 표면 또는 전방 표면일 수 있다. 안과용 렌즈(10)는 안내 렌즈, 콘택트 렌즈, 안경 렌즈 또는 다른 유형의 보정 렌즈일 수 있다.
[0024] 도 2는 안과용 렌즈(10)의 개략적인 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 안과용 렌즈(10)는 제1 공칭 광학 파워를 규정하는 내부 굴절 구역(20) 및 제2 공칭 광학 파워를 규정하는 외부 굴절 구역(22)을 포함한다. 일 예에서, 제1 공칭 광학 파워 및 제2 공칭 광학 파워는 동일하다. 다른 예에서, 제1 공칭 광학 파워 및 제2 공칭 광학 파워는 상이하다. 도 2를 참조하면, 내부 굴절 구역(20)은 광학기(12)의 중심으로부터 내부 경계(24)로 연장되는 한편, 외부 굴절 구역(22)은 광학기(12)의 외부 경계(26)로부터 외부 표면(28)으로 연장된다.
[0025] 도 1 및 도 2를 참조하면, 위상 변이 구조(30)는 내부 굴절 구역(20)과 외부 굴절 구역(22) 사이에 위치결정되며, 위상 변이 구조(30)는 내부 경계(24)로부터 외부 경계(26)로 연장된다. 도 2를 참조하면, 위상 변이 구조(30)는 하나 이상의 위상 변이 구역들(32)(이하, "하나 이상"은 생략됨)을 포함하며, 이들 각각은 개개의 초기 스텝 높이를 규정할 수 있다. 위상 변이 구역들(32)은 하나 이상의 플래토(plateau) 구역들(36)에 의해 분리될 수 있다.
[0026] 인간의 눈의 렌즈의 굴절력은 입사 방사선의 파장에 따라 변한다. 인간의 눈은 청색 파장(0.45 미크론)에 대해 대략 -1.2 디옵터 디포커스(defocus)를 그리고 적색 파장(0.65 미크론)에 대해 대략 0.3 디옵터 디포커스를 갖는다. 광의 청색, 녹색 및 적색 성분들은, 인간의 눈의 종방향 색수차로 인해 시각적 축을 따라 분리된다. 색수차는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 걸쳐 대략 1.5 디옵터로 연장될 수 있다. 이는 인간의 눈에 의해 관찰되는 이미지 품질을 저하시킨다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 안과용 렌즈(10)는 색수차를 감소시키고 시력 품질을 개선하기 위해 위상 변이 구조(30)를 활용한다. 더 구체적으로, 안과용 렌즈(10)는 색수차 타겟을 충족시키도록 최적화된다. 추가로, 안과용 렌즈(10)는 초점 심도를 증가시키기 위해 위상 변이 구조(30)의 사용을 활용할 수 있다.
[0027] 도 2를 참조하면, 도시된 예에서, 위상 변이 구역들(32)은 제1 위상 변이 구역(32A) 및 제2 위상 변이 구역(32B)을 포함한다. 그러나, 위상 변이 구역들(32)의 수는 당면한 애플리케이션에 따라 변화될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 광학기(12)를 통한 입사 방사선(I)의 전파 속도의 변화는 파장 장(wave field)에 위상 변이를 도입한다. 이 위상 변이는 입사 방사선(I)이 가로지르는 경로의 길이에 비례한다. 도 2를 참조하면, 제1 위상 변이 구역(32A)(도 1 참조)은, 제1 파장 범위의 입사 방사선(I)이 제1 선택된 파장의 초점 포지션을 향해 적어도 부분적으로 수렴하도록 개개의 색초점 변이들을 생성하게 구성될 수 있다. 제2 위상 변이 구역(32B)은, 제2 파장 범위의 입사 방사선(I)이 제2 선택된 파장의 초점 포지션을 향해 적어도 부분적으로 수렴하도록 개개의 색초점 변이들을 생성하게 구성될 수 있다. 일 예에서, 개개의 색초점 변이들은 약 450㎚ 내지 약 650㎚의 파장 범위로 연장되는 입사 방사선(I)에 대해 약 -0.5 내지 1.5 디옵터 사이에서 연장된다.
[0028] 도 3은 가상의 렌즈에 대한 변조 전달 함수 플롯에 대한 단일 위상 변이 구역의 영향의 개략적인 예시이다. 도 3의 그래프(40)는, 위상 변이 구조(30)가 없는 경우의 변조 전달 함수 피크들(수직 축)을 예시한다. 변조 전달 함수는 공식적으로, 상이한 공간 주파수들이 광학 시스템에 의해 핸들링되는 방법을 특정하는 복소 광학 전달 함수(complex optical transfer function)의 크기(절대 값)로서 규정된다. 도 3의 수평 축은 광학 축(18)을 따른 거리(D)를 도시한다. 그래프(40)는 제1 파장, 제2 파장 및 제3 파장을 각각 나타내는 제1 곡선(42), 제2 곡선(44) 및 제3 곡선(46)을 도시한다. 일 예에서, 제1 파장, 제2 파장 및 제3 파장은 각각 450㎚, 550㎚ 및 650㎚이다.
[0029] 제1 곡선(42), 제2 곡선(44) 및 제3 곡선(46)의 개개의 피크들은 색수차의 영향으로 인해 광학 축(18)을 따라 분리되며, 이는 시력의 품질을 감소시킨다. 그래프(40)에 도시된 바와 같이, 제1 곡선(42), 제2 곡선(44) 및 제3 곡선(46)의 개개의 최대치들 또는 개개의 피크들은 광학 축(18)을 따라 거리들(D1, D2 및 D3)에 각각 위치된다. 위상 변이 구역(32)은 제1 곡선(42)으로 하여금 제2 곡선(44)을 향해 방향(43)으로 변이하게 하고, 제3 곡선(46)으로 하여금 제2 곡선(44)을 향해 방향(45)으로 변이하게 하여, 안과용 렌즈(10)가 인간의 눈 앞에 배치되거나 인간의 눈에 이식될 때 인간의 눈의 색수차를 효과적으로 감소시킨다. 도 3의 그래프(50)는, 제1 곡선(52), 제2 곡선(54) 및 제3 곡선(56)을 갖는 위상 변이의 최종 효과를 도시한다. 그래프(50)에 도시된 바와 같이, 제1 곡선(52) 및 제3 곡선(56)의 개개의 피크들은 각각 거리들(D1 및 D3)로부터 멀어지게 변이된다.
[0030] 도 4a는, 2개의 위상 변이 구역들을 갖는 위상 변이 구조에 대한 변조 전달 함수 플롯을 도시하는 개략적인 그래프이다. 일부 실시예들에서, 단일 위상 변이 구역과 대조적으로, 2개의 위상 변이 구역들을 갖는 위상 변이 구조의 통합은 상이한 파장들의 인입(incoming) 방사선에 대응하는 피크들의 더 큰 수렴을 허용할 수 있다. 도 4a의 부분(60)은 2-단계 위상 변이 구조(30)를 갖는 안과용 렌즈(10)에 대한 예시적인 변조 전달 함수 플롯을 도시한다. 위상 변이 없이, 제1 곡선(62), 제2 곡선(64) 및 제3 곡선(66)의 개개의 피크들은 광학 축(18)을 따라 거리들(D1, D2, 및 D3)에 각각 있다. 부분(60)에 도시된 바와 같이, 초점 심도는 2-단계 위상 변이 설계로 확장되며; 제1 곡선(62)의 피크는 제2 곡선(64)의 피크를 향해 이동되어, 초점 심도를 연장시킨다. 동일한 최적의 단계들로, 제3 곡선(66)의 피크는 제2 곡선(64)의 피크를 향해 이동된다. 달리 말하면, 제1 곡선(62)의 파장들과 제3 곡선(66)의 파장들 사이의 범위의 파장들에 의해 규정된 초점 포지션들은, 제2 곡선(64)의 파장에 의해 규정되고 본원에서는 제1 선택된 파장으로서 지칭되는, 초점 포지션을 향해 적어도 부분적으로 수렴된다. 제1 선택된 파장은 제1 임계치이거나 그 미만일 수 있다. 예를 들어, 제1 임계치는 550nm일 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제1 곡선(62) 및 제3 곡선(66)의 파장들에 의해 규정된 초점 포지션들은 하나 이상의 다른 초점 포지션들을 향해 적어도 부분적으로 수렴될 수 있다.
[0031] 일부 부가적인 실시예들에서, 안과용 렌즈(10)는 이중 초점 또는 다중 초점 애플리케이션에서 색수차를 감소시키기 위해 위상 변이 구조(30)를 활용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 참조하면, 일부 실시예들에서, 안과용 렌즈(10)는 도 4b에서 부분(60) 및 부분(70)으로 표시된 바와 같이, 2개의 별개의 초점 구역들로 이중 초점 보정을 제공할 수 있다. 부분(60)에서, 제1 곡선(62)의 피크 및 제3 곡선(66)의 피크는 각각 제2 곡선(64)의 피크를 향해 이동된다. 이중 초점 보정은 굴절식 또는 회절식일 수 있다. 도 4b의 부분(70)을 참조하면, 위상 변이 구조(30)는 (광학 축(18)을 따른) 거리(D4)로부터 거리(D5)에서의 제2 곡선(74)을 향해 제1 곡선(72)의 피크를 변이하도록 구성될 수 있다. 제3 곡선(76)의 피크는, 거리(D6)로부터 거리(D5)에서의 제2 곡선(74)을 향해 변이된다. 달리 말하면, (제1 곡선(72)의) 제4 파장과 (제3 곡선(76)의) 제6 파장 사이의 범위의 파장들에 의해 규정된 초점 포지션들은, 제2 곡선(74)의 파장에 의해 규정된 초점 포지션을 향해 적어도 부분적으로 수렴된다.
[0032] 상이한 양들의 위상 변이는, 상이한 초점 통과 광학 성능(through-focus optical performance)을 초래한다. 도 5의 그래프(100)를 참조하면, 상이한 양들의 위상 변이들 사이의 초점 통과 관계가 도시된다. 도 5의 Y-축은 입사 방사선(I)의 투과의 크기를 반영하는 변조 전달 함수(MTF)를 묘사한다. 도 5의 X-축은 망막(retina)으로부터의 초점 변이 또는 거리를 묘사한다. 트레이스(trace)(102)는 제로 스텝 높이에 대한 MTF를 예시한다. 도 5를 참조하면, 트레이스들(104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 및 118)은 +0.2, -0.2, +0.44, -0.44, +0.5, -0.5, +0.75 및 -0.75 파장들의 스텝 높이들에 대한 개개의 MTF를 각각 예시한다. 트레이스(102)는 제로 파장들의 스텝 높이를 갖는 위상 변이 구역에 대한 기준 포인트로서 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 스텝 높이의 절대 값의 증가는 더 많은 양의 포커스 시프팅을 초래한다. 추가적으로, 양의 그리고 음의 위상 변이에 대한 개개의 트레이스들은 반대 방향들로 움직인다. 위상 변이 구역의 스텝 높이를 변경하는 것이 상이한 파장들에서의 광에 대한 색 특성(chromatic property)들에 대해 상이한 영향들을 미칠 것이라는 점을 주목하는 것이 중요하다.
[0033] 도 7을 참조하면, 도 1의 안과용 렌즈(10)를 제조하기 위한 방법(200)의 흐름도가 도시된다. 회절식 연장된 초점 심도(diffractive extended depth-of-focus) 기술들은 초점의 연장을 위한 가산 파워(add power)에 의존하지만, 너무 많은 가산 파워는 임상 디포커스 성능을 불연속적으로 만들 수 있다. 회절 기술들에 의해 제공되는 색수차 보상은 또한 회절 가산 파워에 의존하여, 각각의 파장에 대한 색 특성을 맞춤화(tailor)하는 것을 어렵게 만든다. 방법(200)은 렌즈 다색 성능, 색 보정/보상 프로파일들 및 초점 심도 연장의 맞춤화를 가능하게 한다.
[0034] 방법(200)은 도 6에 도시된 시스템(150)에 통합되어 시스템(150)에 의해 실행될 수 있다. 도 6을 참조하면, 시스템(150)은, 적어도 하나의 프로세서(P) 및 적어도 하나의 메모리(M)(또는 비-일시적인 유형의 컴퓨터 판독가능 저장 매체)를 갖는 제어기(C)를 포함하며, 이 제어기(150) 상에, 방법(200)의 적어도 일부를 실행하기 위한 명령들이 기록될 수 있다. 메모리(M)는 제어기-실행가능 명령 세트들을 저장할 수 있고, 프로세서(P)는 메모리(M)에 저장된 제어기-실행가능 명령 세트들을 실행할 수 있다. 프로세서(P)에 의한 명령들의 실행은 제어기(C)로 하여금, 아래에서 설명되는 방법(200)을 실행하게 한다.
[0035] 도 7을 참조하면, 방법(200)은 본원에서 열거된 특정 순서로 적용될 필요는 없으며, 일부 블록들은 생략될 수 있다. 도 7의 블록(202)마다, 이 방법(200)은 광학기(12)의 제1 표면(14)에 대한 하나 이상의 위상 변이 구역들(32)을 갖는 위상 변이 구조(30)(도 1 및 도 2 참조)를 설계하는 단계를 포함하며, 제1 표면은 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나이다. 위상 변이 구역들(32)은 개개의 초기 스텝 높이들을 규정할 수 있고, 개개의 색초점 변이들을 생성하도록 구성된다.
[0036] 도 7의 블록(204)마다, 방법(200)은 광학기(12)에 대한 색수차 타겟을 결정하는 단계를 포함한다. 일 예에서, 색수차 타겟은 -0.5 디옵터 내지 +1.5 디옵터의 범위 내에 있도록 설정된다. 통상적인 인간의 눈이 자연적으로 약 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에서 +1.5 디옵터의 색수차를 갖는다고 가정하면, 색수차 보정은 +1.5 디옵터 색수차 타겟의 경우에 0.0 디옵터일 수 있고, -0.5 디옵터 색수차 타겟의 경우에 -2.0 디옵터일 수 있다. 색수차 타겟은 결과 값이고 색수차 보정은 결과 값을 획득하기 위해 추가된 보상이라는 것을 주목한다. 도 6을 참조하면, 시스템(150)은 하나 이상의 임상 설비들 또는 전자 의료 기록 유닛들로부터 사용자 데이터(예컨대, 환자에 대한 색수차 타겟들)를 수집하기 위한 사용자 인터페이스(152)를 포함할 수 있다. 시스템(150)은 사용자 데이터 및 다른 기능들을 저장하고 그리고/또는 이들의 전달을 용이하게 하기 위한 데이터 관리 유닛(154)을 포함할 수 있다. 시스템(150)의 다양한 구성요소들은, 근거리 네트워크(short-range network)(156) 및/또는 장거리 네트워크(long-range network)(158)를 통해 통신하도록 구성될 수 있다. 도 6을 참조하면, 제어기(C)는, 데이터를 저장, 관리 및 프로세싱하기 위해 인터넷 상에 호스팅되는 하나 이상의 서버들을 포함할 수 있는 원격 서버(160) 및/또는 클라우드 유닛(162)과 통신할 수 있다. 클라우드 유닛(162)은 조직, 이를테면, 예를 들어, 연구 기관, 회사, 대학 및/또는 병원에 의해 유지되는 정보의 사설 또는 공개 소스일 수 있다.
[0037] 도 6을 참조하면, 근거리 네트워크(156)는 다양한 방식들로 구현되는 버스, 이를테면, 예를 들어 로컬 영역 네트워크(local area network) 형태의 직렬 통신 버스일 수 있다. 로컬 영역 네트워크는, CAN(Controller Area Network), CAN-FD(Controller Area Network with Flexible Data Rate), 이더넷(Ethernet), 블루투스, WIFI 및 다른 형태들의 데이터 연결을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 장거리 네트워크(158)는, 무선 분배 방법을 사용하여 다수의 디바이스들을 링크하는 무선 LAN(Local Area Network), 수개의 무선 LAN들을 연결하는 MAN(Wireless Metropolitan Area Network)들 또는 큰 영역들, 이를테면 이웃 마을들 및 도시들을 커버하는 WAN(Wireless Wide Area Network)일 수 있다. 다른 유형들의 연결들이 이용될 수 있다.
도 7의 블록(206)마다, 색수차 타겟을 충족하는 위상 변이 구역들(32)의 수 또는 양은 위상 변이 구역들(32)의 개개의 초기 스텝 높이들에 기초하여 선택된다. 표 I은 0.40, 0.45, 0.50, 0.55, 0.60, 0.65, 및 0.70 미크론들의 파장들을 특징으로 하는 입사 방사선(I)에 대한 (무한한 또는 언래핑된) 파들의 단위들의 초기 스텝 높이를 예시한다. 제1 행(row)은 방사선의 파장을 표시한다. 각각의 후속 행은 파들의 단위들로 동등한 스텝 높이 값들을 보여준다. 제1 열(column)은 미크론 단위의 초기 스텝 높이를 보여준다.
Figure pct00001
[0039] 시스템(10)은, 하나의 또는 다수의 스텝 위상 변이 설계들에 대한 최적의 물리적 스텝 높이(들)를 선택함으로써, 초점 심도 연장 및 색 성능을 동시에 최적화하도록 구성된다. 물리적 스텝 높이의 경우, 그의 대응하는 광학 경로 차이(주요 광학 매개변수)는 파들의 단위로 표현될 때 상이한 파장들에 대해 상이하다. 그리고 따라서, 이의 초점 심도 연장 및 색 특성은 상이한 파장들에 대해 상이하다. 물리적 스텝 높이는 다음과 같이 계산될 수 있다: 물리적 스텝 높이 = 파들의 스텝 높이 x 파장/(IOL 재료의 굴절률 - 수양액(aqueous humor)의 굴절률). 표 I의 라인 2를 참조하면, -5.04 미크론의 물리적 스텝 높이에 대해, 파들의 단위의 등가 스텝 높이는 0.55 미크론의 파장을 갖는 광에 대해 -2.00 파들이다. 이는, IOL 재료 및 수양액의 개개의 굴절률이 각각 1.5542 및 1.336이라고 가정한다. 따라서, 물리적 높이는 다음과 같다: [-2.00 파들 x 0.55 미크론/(1.5542 - 1.336)] = -5.04 미크론. 유사하게, -5.04 미크론의 스텝 크기에 대해, 등가 스텝 높이는 0.65 미크론의 파장을 갖는 광에 대한 -1.69 파들 및 0.45 미크론의 파장을 갖는 광에 대한 -2.44 파들이다.
[0040] 프로세스를 최적화하기 위해, 위상 변이 구역들(32)의 개개의 초기 스텝 높이들은 최소 매개변수 및 최대 매개변수 내로 한정되거나 또는 래핑될 수 있다. 래핑 프로세스는 컴퓨팅 시간을 절약하는 것을 돕고, 보다 양호한 최적화를 산출한다. 복잡한 광학 시스템들은 모델링하기 어렵다. 최소 및 최대 범위들 내에서 위상 변이의 색 특성들을 표로 작성함으로써, 래핑 프로세스는 모델링 프로세스 및 최적화를 상당히 더 효율적으로 만든다. 아래의 표 II는, 최대 매개변수와 최소 매개변수 사이에 한정되는 (표 I로부터 유래하는) 파들의 단위로 한정된 스텝 높이를 예시한다. 이 예에서, 최소 매개변수는 음의 0.5 파장 단위들로 설정되고, 최대 매개변수는 양의 0.5 파장 단위들로 설정된다. 경계는 다음의 수학 함수에 의해 달성될 수 있다:
한정된 스텝 높이 = 무한 스텝 높이 - [가장 가까운 정수(Nearest Integer)로 반올림된 무한 스텝 높이]
예를 들어, 표 I의 라인 1을 표 II의 라인 1과 비교하면, -2.75 파들의 무한 스텝 높이가 +0.25 파들의 한정된 스텝 높이를 초래하며, 이들 둘 모두는 0.4 미크론의 파장에서 발생한다.
Figure pct00002
[0041] 앞서 논의된 바와 같이, 시스템(10) 및 연관된 방법들은, 규정된 물리적 스텝 높이들을 갖는 하나 이상의 위상 변이 구역들의 통합을 통해 주어진 렌즈에 대한 초점 심도 연장뿐만 아니라 색수차의 감소 둘 모두를 동시에 최적화하도록 구성될 수 있다. 그러나, 또한 이전에 논의된 바와 같이, 인입 광에 대한 위상 변이 구역의 물리적 스텝 높이의 영향은, 광의 특정 파장의 함수이다. 이에 따라, 특정 스텝 높이를 선택하는 것은 제1 특정 파장 범위 내에 속하는 광으로 하여금 제2 특정 파장 범위 내에 속하는 광과 상이하게 광학 축을 따라 변이되게 할 수 있다. 따라서, 이들 위상 변이 구역들 각각의 물리적 스텝 높이들뿐만 아니라 다수의 위상 변이 구역들 둘 모두를 협력된 방식으로 조작함으로써, 주어진 렌즈에 대한 전체 초점 심도가 연장될 수 있는 한편, 이와 동시에, 시각적 스펙트럼에 걸쳐 광의 광학 축을 따라 색 분산의 양을 감소시킬 수 있다.
[0042] 예를 들어, 인간의 눈은 청색 파장(0.45 미크론)에 대해 대략 -1.2 디옵터 디포커스를 가지며 그리고 적색 파장(0.65 미크론)에 대해 대략 0.3 디옵터 디포커스를 갖는다. 이에 따라, 전체 색수차는 0.45 미크론 내지 0.65 미크론에 대해 1.5 디옵터이다. 아래의 표 Ⅲ(표 Ⅱ의 라인 2와 동일함)를 참조하면, 0.55 미크론의 파장의 광에 대한 제로 웨이브 스텝 높이에 대응하는 -5.04 미크론의 물리적 스텝 높이가 선택되면, 대응하는 스텝 높이는 0.45 미크론의 파장의 -0.44 파들 및 0.65 미크론의 파장의 0.31 파들이다. 이에 따라, 0.55 미크론의 파장의 광은 광학 축을 따라 변이되지 않을 수 있지만, 0.45 미크론 및 0.65 미크론의 파장들의 광은 광학 축을 따라 변이될 것으로 예상되며, 더 구체적으로는, 0.55 미크론 파장 광을 향해 수렴되며, 이에 의해 색수차의 총량을 감소시킨다. 이러한 특정 예에서, 각각 0.45 미크론 및 0.65 미크론의 파장을 갖는 광에 대해 대략 0.3 디옵터 및 0.2 디옵터의 색수차 보정이 달성될 수 있으며, 이는 당업자에게 상업적으로 입수가능한 광학 모델링 소프트웨어에 의해 수행되는 계산들에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 이는 인간의 눈의 종방향 색수차를 대략 0.5 디옵터만큼 감소시킬 것이다. 추가로, 이러한 특정 예를 예시하는 것을 돕기 위해, 도 5로부터 근사치로 알 수 있는 바와 같이, 트레이스(110)(0.45 미크론 파장에서 -0.44의 파들의 스텝 높이에 대한 MTF를 나타냄)는 광학 축을 따라 약 0.1㎜만큼 변이되며, 이는 대략 0.3 디옵터에 대응한다. 유사하게, 트레이스들(104 및 108) 사이의 어딘가에 있을, 도 5 상의 트레이스에 대응하는, 0.65 미크론 파장에서의 0.31 파들의 스텝 높이는 광학 축을 따라 대향 방향으로 약 0.1 mm 미만만큼 변이되며, 이는 대략 0.2 디옵터에 대응된다. 이 예시적인 실시예의 광학 효과들은 일반적으로 도 3에 예시된다.
Figure pct00003
[0043] 이전에 언급된 바와 같이, 도 3의 그래프(40)는 위상 변이 구조(30)의 부재 시의 제1 파장, 제2 파장 및 제3 파장을 각각 나타내는 제1 곡선(42), 제2 곡선(44) 및 제3 곡선(46)을 도시한다. 예를 들어, 제1 파장, 제2 파장 및 제3 파장은 각각 450㎚, 550㎚ 및 650㎚일 수 있다(표 III에 대응함). 제1 곡선(42), 제2 곡선(44) 및 제3 곡선(46)의 각각의 피크들은 색수차의 영향으로 인해 광학 축(18)을 따라 분리된다. 위상 변이 구조(30)의 위상 변이 스텝들은 제1 곡선(42)으로 하여금 제2 곡선(44)을 향해 방향(43)으로 변이하게 하고, 제3 곡선(46)으로 하여금 제2 곡선(44)을 향해 방향(45)으로 변이하게 하여, 대략 0.5 디옵터만큼 눈의 색수차를 효과적으로 감소시킨다. 도 3의 그래프(50)는 위상 변이의 최종 효과를 도시하며, 제1 곡선(52) 및 제3 곡선(56)의 개개의 피크들이 제2 곡선(54)을 향해 수렴하여, 종방향 색수차를 감소시키고 시력 품질을 개선한다.
[0044] 일 예에서, 방법(200)의 블록(204)마다, 색수차 타겟은 0.7 디옵터로 설정될 수 있고, 제어기(C)는, 방법(200)의 블록(206)마다, 사용될 위상 변이 구역들(32)의 양 또는 수로서 2 개를 선택하도록 구성될 수 있다. 여기서, 초기 위상 변이 구역들의 다음의 쌍들은 0.7: (+1.0, -0.3), (+0.5, +0.2), (+0.3, +0.4)의 누적 보정량을 초래할 수 있다. 이러한 예들 각각에서, 쌍들은 총 보정량에 추가된다. 다른 조합들이 이용될 수 있다.
[0045] 도 7의 블록(208)마다, 방법(200)은 위상 변이 구역들(32)의 전체 상호작용 효과(overall interaction effect), 이를테면, 하나 이상의 위상 변이 구역들(32)에 의해 영향을 받는 광의 광학적 상호작용 및 특정 파장(예컨대, 450 nm의 제1 파장, 550 nm의 제2 파장, 및 650 nm의 제3 파장)의 광에 대한 결과적인 효과를 결정하는 단계를 더 포함한다. 전체 상호작용 효과를 결정하기 위해, 제어기(C)는 당업자들이 이용 가능한 눈의 광학 모델을 이용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(C)는, 위상 변이 구역들(32)을 갖는 광학 설계가 원하는 타겟 색수차 보정량 및 전체 초점 심도 연장을 어떻게 충족시킬지를 결정하기 위해 광학 모델링 분석을 수행할 수 있다. 그러한 광학 모델링은, 당업자에게 이용가능한 ZEMAX에 의해 제공되는 것과 같은 광학 설계 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다. 광학 모델은 단일, 3개 및 4개의 굴절 표면 변형들을 포함하여 다양한 해부학적 정확도를 가질 수 있다. 광학 모델은 비구면 표면들, 틸트들 및 탈중앙화들, 파장-의존 매체들 및 만곡된 망막들과 같은 피처들을 통합할 수 있다. 광학 모델은 인구 평균들에 기반하고 연령, 성별, 민족성 및 다른 팩터들을 고려하도록 적응 가능할 수 있다. 광학 모델은 안구 생체측정(ocular biometry) 및 다른 특정 데이터가 이용 가능할 때 특정 환자에 대해 맞춤화될 수 있다. 대안적으로, 전체 상호작용 효과를 결정하기 위해, 제어기(C)는 당업자들에게 이용가능한 소프트웨어를 사용하여 유한 요소 분석(FEA; Finite Element Analysis) 시뮬레이션들을 수행하도록 구성될 수 있다.
[0046] 도 7의 블록(210)마다, 방법(200)은 제어기(C)를 통해, 전체 상호작용 효과에 부분적으로 기초하여 위상 변이 구역들(32)의 개개의 최적의 높이들을 결정하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 광학 모델링에 의해 결정된 초기 색수차 보정 및/또는 초점 심도 연장 성능에 기반하여, 위상 변이 구역들(32)의 수 및/또는 스텝 높이들에 대한 반복적인 수정들은 광학 성능(예컨대, 색수차 보정 및/또는 초점 심도 연장)을 최적화하기 위해 완료될 수 있다. 또한, 블록(210)마다, 개개의 최적의 높이들을 갖는 위상 변이 구역들(32)이 광학기(12)에 형성된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 위상 변이 구조(30)를 갖춘 광학기(12)를 형성하는 것은: 제1 공칭 광학 파워를 규정하는 내부 굴절 구역(20) 및 제2 공칭 광학 파워를 규정하는 외부 굴절 구역(22)을 형성하는 것을 포함할 수 있으며, 내부 굴절 구역(20)은 내부 경계(24)로부터 연장되고 외부 굴절 구역(22)은 외부 경계(26)로부터 연장된다. 위상 변이 구조(30)는 내부 굴절 구역(20)과 외부 굴절 구역(22) 사이에 위치결정될 수 있으며, 위상 변이 구조(30)는 내부 경계(24)로부터 외부 경계(26)로 연장된다. 광학기(12)에는, 당업자에게 이용가능한 적절한 재료가 형성될 수 있다. 일 예에서, 광학기(12)는 2-페닐에틸 아크릴레이트와 2-페닐에틸 메타크릴레이트의 가교 공중합체로 형성된다.
[0047] 도 1의 안과용 렌즈(10)는, 위상 변이 구역들(32) 중 다수의 위상 변이 구역들에 의해 생성된 초점 심도를 연장 방향으로 정렬하는 동시에 또한 색수차 보정의 타겟팅된 양을 제공함으로써, 타겟팅된 방향들을 따라 초점 심도 연장을 향상시키도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 초점 심도 연장은 색수차의 보정과 연동하여 작동한다. 도 8을 참조하면, 다이어그램(250)은 망막 위치(L1)에 초점을 맞추는(focusing) 제1 파면(252)을 도시한다. 위상 변이가 파면의 전진(advancing)인지 또는 파면의 지연(delay)인지 여부의 관점에서 위상 변이의 방향은, 망막 위치(L1)의 전방 또는 후방에서의 초점 심도 연장을 제어하는 데 이용될 수 있다. 초기 위상 변이 후에, 광 에너지를 제2 위치(L2)로 변이하는 제2 파면(254)이 생성된다. 제2 위치(L2)는 망막 위치(L1)의 전방에 있고, 따라서 중간 시력 및 근거리 시력을 향한 시각적 연장을 증가시킨다.
[0048] 도 8을 참조하면, 다이어그램(270)은 2개의 위상 변이 구역들(32)을 갖는 안과용 렌즈(10)에 대해, 연장 방향으로 정렬된 다수의 위상 스텝들의 효과를 도시한다. 제1 파면(272)은 망막 위치(L1)에 초점을 맞춘다. 초기 위상 변이는, 광 에너지를 망막 위치(L1)의 전방의 제2 위치(L2)로 변이하는 제2 파면(274)을 생성한다. 부가적인 위상 변이는 제3 위치(L3)에 초점을 맞추는 제3 파면(276)을 초래하고, 이에 의해 구역(280)에서 초점 심도를 연장시킨다.
[0049] 도 1 및 도 2의 안과용 렌즈(10)의 프로파일은 기본 프로파일(Pbase)과 보조 프로파일(Paux)의 중첩에 의해 특성화되거나 규정될 수 있으며, 이를테면, Psag = [Pbase + Paux]이다. 여기서, Psag는, 광학 축(18)으로부터의 반경 거리의 함수로써 안과용 렌즈(10)의 표면의 처짐(sag)을 나타낸다. 도 9는 안과용 렌즈(10)에 대한 베이스 프로파일(300)의 예를 도시한다. 베이스 프로파일(300)은 구형(spherical) 또는 비구형(aspherical)일 수 있다. 베이스 프로파일(300)은 각막 난시(corneal astigmatism)를 완화시키기 위해 원환체일 수 있다. 베이스 프로파일(300)의 형상은 당면한 애플리케이션에 기반하여 선택될 수 있다.
[0050] 이제 도 10 내지 도 12를 참조하면, 내부 굴절 구역(20)과 외부 굴절 구역(22) 사이의, 광학 축(18)에 대한 위상 변이 구조(30)에 대한 보조 프로파일들의 다양한 예들이 도시된다. 도 10을 참조하면, 제1 보조 프로파일(310)은 내부 굴절 구역(20)으로부터 외부 굴절 구역(22)으로 선형적으로 증가하는 위상 변이 구조(30)를 제공한다. 제1 보조 프로파일(310)은, 제1 플래토(plateau)(316)에 의해 분리된 제1 위상 변이 구역(312) 및 제2 위상 변이 구역(314)을 포함한다. 제1 위상 변이 구역(312) 및 제2 위상 변이 구역(314)은 각각, 제1 스텝 높이(S1) 및 제2 스텝 높이(S2)를 규정한다. 도 10을 참조하면, 제1 위상 변이 구역(312)은 광학 축(18)으로부터 제1 반경 거리(R1)와 제2 반경 거리(R2) 사이에서 연장된다. 제2 위상 변이 구역(314)은 광학 축(18)으로부터 제3 반경 거리(R3)와 제4 반경 거리(R4) 사이에서 연장된다.
[0051] 도 11을 참조하면, 제2 보조 프로파일(340)은 제1 플래토(346)에 의해 분리된 제1 위상 변이 구역(342) 및 제2 위상 변이 구역(344)을 포함한다. 제2 보조 프로파일(340)은, 제2 위상 변이 구역(344)으로부터 제2 플래토(350)만큼 이격될 수 있는 제3 위상 변이 구역(348)을 포함한다. 도 11을 참조하면, 제1 위상 변이 구역(342) 및 제2 위상 변이 구역(344)은 동일한 방향으로 연장된다. 제3 위상 변이 구역(348)은 반대 방향으로 연장된다. 최적화된 높이들을 갖는 다수의 스텝들의 포함은, 원하는 색 성능을 타겟팅하는 규모 및 유연성을 증가시킨다.
[0052] 도 12를 참조하면, 제3 보조 프로파일(370)은 제1 플래토(376)에 의해 분리된 제1 위상 변이 구역(372) 및 제2 위상 변이 구역(374)을 포함한다. 제3 보조 프로파일(370)은 제2 위상 변이 구역(374)으로부터 제2 플래토(380)만큼 이격될 수 있는 제3 위상 변이 구역(378)을 포함한다. 도 12를 참조하면, 제2 위상 변이 구역(374) 및 제3 위상 변이 구역(378)은 동일한 방향으로 연장된다. 제1 위상 변이 구역(372)은 반대 방향으로 연장된다. 다수의 단계들의 방향성은 원하는 색 성능을 타겟팅하는 데 있어 유연성을 가능하게 한다.
[0053] 일부 실시예들에서, 위상 변이 스텝들의 수 및 최적의 스텝 높이들은 색초점 변이 및 초점 심도 연장 둘 모두의 타겟들을 충족시킴으로써 결정된다. 도 13에 도시된 방법(400)의 흐름도에 의해 예시된 바와 같이, 이러한 실시예의 실현은 바람직한 색초점 변이, 바람직한 초점 심도 연장 또는 자유 매개변수들을 타겟팅하는 매개변수들의 초기 세트로부터 시작될 수 있다. 일 예에서, 블록(402)마다, 자유 매개변수들(스텝들의 수 및 스텝 높이들)을 갖는 초기 설계가 선택된다. 블록(404)에 도시된 바와 같이, 색초점 변이 및 초점 심도 연장 둘 모두의 타겟들을 충족시키는 최종 설계에 도달할 때까지, 스텝들의 수 및 스텝 높이들은 (라인들(403)에 의해 표시된 바와 같이) 반복적으로 조정될 수 있다. 다른 예에서, 도 13의 블록(406)마다, 타겟팅된 색초점 변이를 충족시키는 매개변수들(스텝들의 수 및 스텝 높이들)을 갖는 초기 설계가 선택된다. 초점 심도 연장의 타겟을 충족시키기 위해, 색초점 변이 및 초점 심도 연장 둘 모두의 타겟들을 충족시키는 최종 설계에 도달할 때까지, 블록(408)마다, 더 많은 스텝들이 추가될 수 있고, 그에 따라 모든 스텝 높이들이 조정될 수 있다. 다른 예에서, 블록(408)마다, 타겟팅된 초점 심도 연장을 충족시키는 매개변수들(스텝들의 수 및 스텝 높이들)을 갖는 초기 설계가 선택된다. 색초점 변이의 타겟을 충족시키기 위해, 색초점 변이 및 초점 심도 연장 둘 모두의 타겟들을 충족시키는 최종 설계에 도달할 때까지, 블록(408)마다, 더 많은 스텝들이 추가될 수 있고 모든 스텝 높이들이 조정될 수 있다.
[0054] 요약하면, 도 1을 참조하면, 위상 변이 구역들(32)은, 개개의 파장 범위의 입사 방사선(I)이 개개의 선택된 파장의 초점 포지션을 향해 적어도 부분적으로 수렴하도록, 개개의 색초점 변이들을 생성하도록 구성된다. 최적화된 높이들을 갖는 하나 이상의 위상 변이 구역들(32)의 포함은, 안과용 렌즈(10)의 다색 특성(polychromatic property) 및 초점 심도 성능을 변화시킨다. 위상 변이 구역들의 개개의 최적의 높이들은, 위상 변이 구역들(32)의 개개의 초기 스텝 높이들 및 개개의 초기 스텝 높이들 사이의 상호작용을 고려하는 전체 상호작용 효과에 부분적으로 기반한다.
[0055] 도 6의 제어기(C)는, 컴퓨터(예컨대, 컴퓨터의 프로세서)에 의해 판독될 수 있는 데이터(예컨대, 명령들)를 제공하는 데 참여하는 비-일시적(예를 들어, 유형의) 매체를 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체(또한 프로세서-판독가능 매체로서 지칭됨)를 포함한다. 그러한 매체는, 비-휘발성 매체들 및 휘발성 매체들을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 많은 형태들을 취할 수 있다. 비-휘발성 매체들은, 예를 들어, 광학 또는 자기 디스크들 및 다른 영구 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 매체들은, 예를 들어, 메인 메모리를 구성할 수 있는 DRAM(dynamic random-access memory)을 포함할 수 있다. 그러한 명령들은, 컴퓨터의 프로세서에 커플링된 시스템 버스를 포함하는 와이어들을 포함하는, 동축 케이블들, 구리 와이어, 및 광섬유들을 포함하는 하나 이상의 송신 매체들(transmission media)에 의해 송신될 수 있다. 컴퓨터-판독 가능 매체의 일부 형태들은, 예를 들어, 플로피 디스크, 가요성 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 다른 광학 매체, 펀치 카드들, 종이 테이프, 홀들의 패턴들을 갖는 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EEPROM, 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 다른 매체의 패턴들을 갖는다.
[0056] 본원에 설명된 룩업 테이블들, 데이터베이스들, 데이터 저장소들 또는 다른 데이터 저장부들은, 계층적 데이터베이스, 파일 시스템 내의 파일들의 세트, 전용 형식(proprietary format)의 애플리케이션 데이터 베이스, RDBMS(relational database management system) 등을 포함하여 다양한 종류의 데이터를 저장, 접근 및 검색하기 위한 다양한 종류들의 메커니즘들을 포함할 수 있다. 이러한 각각의 데이터 저장부는 위에서 언급한 것 중 하나와 같은 컴퓨터 운영 체제를 사용하는 컴퓨팅 디바이스 내에 포함될 수 있으며 하나 이상의 다양한 방식으로 네트워크를 통해 접근될 수 있다. 파일 시스템은 컴퓨터 운영 체제로부터 접근 가능할 수 있고, 다양한 포맷들로 저장된 파일들을 포함할 수 있다. RDBMS는, 위에서 언급된 PL/SQL 언어와 같은 저장된 절차들을 생성, 저장, 편집 및 실행하기 위한 언어 외에도, SQL(Structured Query Language)을 이용할 수 있다.
[0057] 상세한 설명 및 도면들 또는 도들은 본 개시내용을 지원하고 설명적이지만, 본 개시내용의 범위는 청구항들에 의해서만 규정된다. 청구된 개시내용을 실행하기 위한 최상의 모드들 및 다른 실시예들 중 일부가 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구항들에서 규정된 본 개시내용을 실시하기 위한 다양한 대안적인 설계들 및 실시예들이 존재한다. 더욱이, 도면들에 도시된 실시예들 또는 본 설명에서 언급된 다양한 실시예들의 특징들이 반드시 서로 독립적인 실시예들로서 이해될 필요는 없다. 오히려, 실시예의 예들 중 하나의 예에서 설명된 특징들 각각이 다른 실시예들로부터의 하나 또는 복수의 다른 원하는 특징들과 결합되어, 말로 또는 도면들을 참조하여 설명되지 않는 다른 실시예들을 초래하는 것이 가능하다. 이에 따라, 그러한 다른 실시예들은 첨부된 청구범위의 프레임워크 내에 속한다.

Claims (19)

  1. 안과용 렌즈(ophthalmic lens)를 제조하기 위한 방법으로서,
    광학기(optic)의 제1 표면에 대한 하나 이상의 위상 변이 구역(phase-shift region)들을 갖는 위상 변이 구조를 설계하는 단계 ― 제1 표면은 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나임 ―;
    개개의 파장 범위의 입사 방사선이 개개의 선택된 파장의 초점 포지션을 향해 적어도 부분적으로 수렴하도록, 개개의 색초점 변이(chromatic focal shift)들을 생성하도록 하나 이상의 위상 변이 구역들을 구성하는 단계 ― 상기 하나 이상의 위상 변위 구역들은 개개의 초기 스텝 높이들을 규정함 ―;
    상기 광학기에 대한 색수차 타겟(chromatic aberration target)을 결정하는 단계;
    상기 색수차 타겟을 충족시키는 일정 양의 하나 이상의 위상 변이 구역들을 선택하는 단계;
    상기 개개의 초기 스텝 높이들의 전체 상호작용 효과를 결정하는 단계;
    상기 전체 상호작용 효과에 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 위상 변이 구역들의 개개의 최적의 높이들을 결정하는 단계; 및
    상기 개개의 최적의 높이들을 갖는 하나 이상의 위상 변이 구역들을 갖춘 광학기를 형성하는 단계를 포함하는,
    안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전체 상호작용 효과를 결정하는 단계 전에, 상기 개개의 초기 스텝 높이들을 최소 매개변수 및 최대 매개변수 내로 한정하는(bounding) 단계를 더 포함하는,
    안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 최소 매개변수를 음의(negative) 10 미크론으로 설정하는 단계; 및
    상기 최대 매개변수를 양의(positive) 10 미크론으로 설정하는 단계를 더 포함하는,
    안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    2-페닐에틸 아크릴레이트와 2-페닐에틸 메타크릴레이트의 가교 공중합체로 상기 광학기를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 색수차 타겟이 -0.5 디옵터 내지 1.5 디옵터로 연장되는 범위 내에 있도록 설정하는 단계를 더 포함하는,
    안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 개개의 선택된 파장은 제1 선택된 파장을 포함하고,
    상기 방법은, 상기 제1 선택된 파장을 약 550㎚로 설정하는 단계를 더 포함하는,
    안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 위상 변이 구조를 갖는 광학기를 형성하는 단계는,
    제1 공칭 광학 파워를 규정하는 내부 굴절 구역 및 제2 공칭 광학 파워를 규정하는 외부 굴절 구역을 형성하는 단계 ― 상기 내부 굴절 구역은 내부 경계로부터 연장되고, 상기 외부 굴절 구역은 외부 경계로부터 연장됨 ―; 및
    상기 내부 굴절 구역과 상기 외부 굴절 구역 사이에 위상 변이 구조를 위치결정하는 단계 ― 상기 위상 변이 구조는 상기 내부 경계로부터 상기 외부 경계로 연장됨 ― 를 포함하는,
    안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 위상 변이 구역들을 연장 방향으로 정렬하는 단계를 더 포함하며, 상기 위상 변이 구조는 연장 방향으로 상기 광학기의 초점 심도(depth-of-focus)를 증가시키도록 구성되는,
    안과용 렌즈를 제조하기 위한 방법.
  9. 안과용 렌즈로서,
    광학 축을 중심으로 배치된 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광학기를 포함하고;
    상기 제1 표면 및 상기 제2 표면 중 적어도 하나는,
    제1 공칭 광학 파워를 규정하는 내부 굴절 구역 및 제2 공칭 광학 파워를 규정하는 외부 굴절 구역 ― 상기 내부 굴절 구역은 내부 경계로부터 연장되고, 상기 외부 굴절 구역은 외부 경계로부터 연장됨 ―; 및
    상기 내부 굴절 구역과 상기 외부 굴절 구역 사이에 위치결정되는 위상 변이 구조 ― 상기 위상 변이 구조는 상기 내부 경계로부터 상기 외부 경계로 연장됨 ― 를 포함하고;
    상기 위상 변이 구조는 개개의 최적의 높이들을 규정하는 하나 이상의 위상 변이 구역들을 포함하며;
    상기 하나 이상의 위상 변이 구역들은, 개개의 파장 범위의 입사 방사선이 개개의 선택된 파장의 초점 포지션을 향해 적어도 부분적으로 수렴하도록, 개개의 색초점 변이들을 생성하도록 구성되고; 그리고
    상기 위상 변이 구조는 상기 광학기에 대한 색수차 타겟을 충족시키도록 구성되는,
    안과용 렌즈.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 개개의 최적의 높이들은, 하나 이상의 위상 변이 구역들의 개개의 초기 스텝 높이들 및 개개의 초기 스텝 높이들의 전체 상호작용 효과에 부분적으로 기반하는,
    안과용 렌즈.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 광학기는 안내 렌즈(intraocular lens)인,
    안과용 렌즈.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 광학기는 콘택트 렌즈인,
    안과용 렌즈.
  13. 제9 항에 있어서,
    보정된 색수차는, 약 450㎚ 내지 약 650㎚의 파장 범위로 연장되는 입사 방사선에 대해 약 -0.5 디옵터 내지 +1.5 디옵터 사이에서 연장되는,
    안과용 렌즈.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 개개의 선택된 파장은 제1 선택된 파장을 포함하고, 상기 제1 선택된 파장은 약 550 nm인,
    안과용 렌즈.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 개개의 초기 스텝 높이들은 최소 매개변수와 최대 매개변수 사이에 한정되는,
    안과용 렌즈.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 최소 매개변수는 음의 10 미크론이고; 그리고
    상기 최대 매개변수는 양의 10 미크론인,
    안과용 렌즈.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 위상 변이 구역들은 연장 방향으로 정렬되고, 상기 위상 변이 구조는 연장 방향으로 상기 광학기의 초점 심도를 증가시키도록 구성되는,
    안과용 렌즈.
  18. 안과용 렌즈로서,
    광학 축을 중심으로 배치된 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광학기를 포함하고;
    상기 제1 표면 및 상기 제2 표면 중 적어도 하나는,
    제1 공칭 광학 파워를 규정하는 내부 굴절 구역 및 제2 공칭 광학 파워를 규정하는 외부 굴절 구역 ― 상기 내부 굴절 구역은 내부 경계로부터 연장되고, 상기 외부 굴절 구역은 외부 경계로부터 연장됨 ―; 및
    내부 굴절 구역과 외부 굴절 구역 사이에 위치결정되는 위상 변이 구조 ― 상기 위상 변이 구조는 상기 내부 경계로부터 상기 외부 경계로 연장됨 ― 를 포함하고,
    상기 위상 변이 구조는 개개의 최적의 높이들을 규정하는 하나 이상의 위상 변이 구역들을 포함하며;
    상기 하나 이상의 위상 변이 구역들은 연장 방향으로 정렬되고; 그리고
    상기 위상 변이 구조는 연장 방향으로 상기 광학기의 초점 심도를 증가시키도록 구성되는,
    안과용 렌즈.
  19. 제18 항에 있어서,
    연장 방향으로 상기 광학기의 초점 심도는 약 0.75 디옵터 내지 약 3.0 디옵터의 범위 내에 있도록 선택되는,
    안과용 렌즈.
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