KR20230165770A - 나선형 트렉을 따라 굴절능 수정을 배치하는 동공 크기에 맞게 제조된 초점 성능을 가진 안구 내 렌즈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 확대 초점 심도 또는 맞춤화된 다초점성을 나타내는 새로운 인공수정체군에 대해 기재한다. 렌즈들은 베이스 렌즈 토폴로지와 나선형 그리드를 따라 기술되는 추가 굴절력 범위의 조합으로 설계된다. 다양한 파라미터들은 렌즈 설계에 큰 다용성을 부여하는데, 이는 상이한 활동들을 수행할 때 폭넓은 시각적 요구에 부응하도록 가장 적합한 피처들을 달성할 수 있게 한다. 동공 개구 변동으로 인한 광학 성능 변화에 대처하는 적정 초점 렌즈들을 지정할 뿐만 아니라 양성 이상광시증 효과에 대응하도록 파라미터들을 설정할 수 있다.
Description
본 발명은 그 초점 성능이 상이한 동공 크기들에 맞춤화되어 망막 이미지의 허용 가능한 콘트라스트와 환자의 시각적 선호도 및 니즈(needs)를 보장하기 위한 유수정체(phakic) 또는 위수정체(pseudophakic)의 안과용 인공수정체에 관한 것이다. 렌즈는 이 목표를 달성하기 위해 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화, 마이크로렌즈들, 또는 양자 모두를 전개한다.
주로 눈의 자연 수정체(수정체)가 백내장에 걸린 경우에 눈의 자연 수정체(수정체)에 추가적으로 또는 이를 대체하기 위해 인공수정체가 사용된다. 백내장 수술에서는, 수정체가 제거되지만, 종종 인공수정체가 삽입되는 수정체낭은 보존된다. 이 인공수정체는 단초점 렌즈라고 불리는 단일 물체 거리 또는 다초점으로 지칭되는 여러 물체 거리에 대해 양호한 시력을 제공하도록 개발될 수 있다.
가장 단순한 단초점 렌즈는 구면들(spherical surfaces)을 가진 렌즈이다. 이들 렌즈에서는, 동공이 확대됨에 따라 구면 수차의 양이 원거리 초점의 이미지 콘트라스트에 점점 더 악영향을 끼치게 된다. 이 문제는 렌즈에 적어도 하나의 비구면을 전개함으로써 경감될 수 있는데, 이는 중심으로부터 경계까지 곡률 반경의 매끄러운 저감을 부여하며, 그에 따라 구면 수차의 기여를 줄인다. 이 비구면은 각막에 존재하는 구면 수차의 일부 또는 전부를 보상하도록 설계될 수도 있다. 구면 및 비구면 단초점 렌즈 양자 모두는 단일 초점 거리를 제공하며, 일반적으로는 원거리 시력에 유리하다. 그래서 눈에 더 가까운 물체들은 그 최적의 이미지가 망막을 벗어난 평면에 투영된다.
눈에서 멀리 떨어진 점 물체(point object)의 초점 스폿인 PSF(Point-Spread Function: 점 확산 함수)는 원거리 시력을 위한 시스템의 정확한 초점 평면에서 최소 스폿 치수(minimum spot dimension)를 특징으로 한다. 이 평면은 종종 망막이다. 스폿 크기는 광축을 따라 종방향으로 인접한 평면들에서 더 크다. 하지만, 여전히 양호한 분해능을 얻을 수 있는 것으로 지각되는 최적의 초점 스폿의 스폿 크기로부터 최대의 스폿 크기 편차가 존재한다. 이 허용 가능한 확대 스폿이 투영되는 평면에서 초점 평면까지의 거리를 초점 심도라고 한다.
구면 렌즈들은 초점 평면에서의 초점 스폿의 열등한 품질에도 불구하고 그 비구면 렌즈들보다 더 큰 초점 심도들을 갖는 것으로 알려져 있다. 반면에 후자는 더 양호하고 더 작은 초점 스폿을 제공하며, 그래서 보다 높은 콘트라스트, 및 그에 따라 보다 우수한 분해능을 제공한다.
동공 크기는 상이한 조명 상태들에 대해 자연스럽게 변하며, 구면 렌즈와 비구면 렌즈 양자 모두 동공 직경이 변함에 따라 초점 심도와 콘트라스트가 변한다. 인공수정체들은 보통 동공 크기의 변동을 부분적으로 보상하는 수정체에 존재하는 조절 메커니즘을 갖고 있지 않으므로, 그 콘트라스트와 초점 심도는 종종 동공 직경들의 전범위에 걸쳐 환자들의 기능적 니즈와 일치하지 않는다. 비구면 단초점 렌즈를 이식받은 사람은 명소시(photopic)의 광 상태들(밝은 배경) 하에서는 원거리 시력에 높은 콘트라스트와 타당한 시야 범위의 이점을 누릴 수 있으나, 이 개인은 박명시 및 암소시 상태들(중간 밝기 내지 어두운 배경) 하에서는 여전히 낮은 시력 및 제한된 시야 범위를 겪게 된다. 동일한 환자는 동공 크기와 무관하게 중거리 내지 근거리 범위의 물체들에 대해서는 낮은 콘트라스트를 갖게 된다.
원거리의 물체들에 대해 양호한 시력을 위해 설계된 단초점 렌즈들과 달리, 다초점 렌즈들은 상이한 거리들에 있는 물체들에 대해 양호한 시력을 위해 설계된다. 상이한 거리들에 있는 물체들은 동시시(simultaneous vision)라고 불리는 과정에서 망막에 중첩된 그 이미지들을 생성한다. 이 안구내 경쟁(intraocular rivalry)은 부분적으로는 신경 적응(neural adaptation)이나 신경 포기(neural resignation)와 같은 신경 과정들에 의해 부분적으로 정리되는데, 이는 환자가 임의의 특정 순간에 관심 대상의 이미지를 특권화할 수 있게 한다.
다초점 렌즈들은 보통 광 구역(optical zone)이 특정 영역들로 분할되어 있어, 2개 이상의 초점 평면을 생성하도록 상이한 광 파워들(optical powers)을 발생시킨다. 2초점 렌즈는 종종 원거리 시력을 위한 초점 평면과 근거리 시력을 위한 초점 평면을 생성하는 반면, 3초점 렌즈는 종종 중거리 시력을 위한 초점 평면을 하나 더 갖는다. 대부분의 경우에, 다초점 렌즈들은 기준 광 파워를 갖는 굴절 중앙 영역과, 굴절, 회절, 또는 양자의 조합일 수 있는 추가적인 양(positive)의 광 파워를 갖는 적어도 하나의 다른 영역을 갖는다. 주변부의 회절 패턴은 보강 간섭 및 상쇄 간섭 차수들이 중앙 초점 이외의 초점을 생성하는 데 사용되도록 광의 전파를 지연시키고 구부린다. 이들 렌즈에는, 설계된 대상 거리들이나 초점들보다 시력이 훨씬 낮은 중거리들이 존재하는 경향이 있다.
다초점 렌즈들은 주 초점의 콘트라스트 저하 외에도 후광(halos), 고리(rings), 및 눈부심(glare)과 같은 일부 양성 이상광시증 결점들을 가질 수 있다. 눈부심은 회절 효과에 기인하며, 후광은 다른 초점들로 인한 배경의 초점이 흐려진 이미지들로 인식된다. 광택이 있는 페이지를 읽거나 태양을 향해서 운전할 때 특히 눈부심이 신경쓰일 수 있으나, 이들 영향은 어두운 환경들에서 특히 악영향을 미친다(M.C. Puell, M.J. Perez-Carrasco, F.J. Hurtado-Cena, L. Alvarez-Rementeria, "Disk halo size measured in individuals with monofocal versus diffractive multifocal intraocular lenses," Journal of Cataract & Refractive Surgery, 2015. Jonathan C Javitt, Roger F Steinert; "Cataract extraction with multifocal intraocular lens implantation: A multinational clinical trial evaluating clinical, functional, and quality-of-life outcomes", Ophthalmology, 2000). 급격한 전이를 갖는 회절 및 세그먼트화된 다초점 인공수정체들은 굴절형 다초점 설계들보다 더 많은 지각되는 미광(stray light)을 발생한다(A. Ehmer, T.M. Rabsilber, A. Mannsfeld. M.J. Sanchez, M.P. Holzer, G.U. Auffarth, "Einfluss verschiedener multifokaler Intraokularlinsenkonzepte auf den Streulichtparameter," Der Ophthalmology, v.10, 2011).
광초점 심도 렌즈들 또는 확대 시야 범위용 렌즈들로도 불리는 확대 초점 심도(extended-depth-of-focus: EDoF) 렌즈들은 때로는 다초점 렌즈들의 카테고리에 포함되지만, 보다 적절하게는 그 자체의 카테고리로 분류되어야 한다. 이들은 상이한 초점 평면들 주위의 초점 심도들이 부분적으로 겹치도록, 또는 단일 초점 평면에 대한 초점 심도가 더 넓어서, 그 구상된 범위 전체에 걸쳐 널리 허용되는 특정 역치보다 높은 시력을 보장하도록 설계될 수 있다. 확대된 범위 전체에 걸쳐 시력이 더 높고, 더 일정하고, 더 매끄러울수록, 해당 거리들 내에서 시력이 더 편안해지며, 수정체 제거로 인한 조절 상실의 일부를 회복한다. ANSI Z80.35-2018과 같은 국제 표준에서는 렌즈가 EDoF로 인정받기 위해 충족되어야 하는 특정 속성들을 규정한다. 원거리부터 근거리까지 양호한 시력을 제공하는 EDoF 렌즈들을 이식받은 위수정체 환자들은 안경 의존도가 감소할 것으로 기대된다. 노안이 진행된 유수정체 환자들에게도 동일하게 적용된다.
눈으로서의 광학 시스템의 시력은 MTF(Modulation Transfer Function: 변조 전달 함수)에 의해 측정될 수 있다(Alarcon, Aixa & Canovas, Carmen & Rosen, Robert & Weeber, Henk & Tsai, Linda & Hileman, Kendra & Piers, Patricia. "Preclinical metrics to predict through-focus visual acuity for pseudophakic patients". Biomedical Optics Express, 2016). MTF는 상이한 라인 쌍 주파수들이 이미지 평면에 형성되는 진폭을 나타냄으로써 주어진 공간 주파수에 대한 콘트라스트가 얼마나 우수한지를 나타낸다. 이는 물점에서 조사되어 눈으로 들어가는 에너지가 이미지 평면에 어떻게 분포되는지를 기술하는 PSF에 공간 푸리에 변환을 적용함으로써 획득될 수 있다. 따라서, 망막의 PSF는 눈 광학 시스템의 임펄스 응답으로도 알려져 있다. 따라서, 이미징 대상 물체의 모든 미소한 점은 이미지 평면의 유한 강도 분포(스폿)로 표현되는데, 그 패턴은 회절 및 굴절 현상 양자 모두에 종속적이다. 그러면 어떠한 물체의 이미지라도 물체의 각 점과 이미지 평면(망막)에서 이 점에 대응하는 PSF의 컨볼루션으로 표현된다.
종래 기술에서 여전히 결여된 것은, 양성 이상광시증 효과와 이식 시 중심 이탈에 대한 감도를 동시에 저감함으로써, 물체의 근접성과 크기, 조명 레벨, 동공 크기, 및 원하는 초점 범위를 고려한 그 기능 프로파일에 따라 특정 사용자 계층들의 니즈에 가장 잘 부응하는 초점 및 콘트라스트 성능에 최적으로 맞춤화될 수 있는 인공수정체 설계이다.
특정 환자 계층의 전형적인 기능 프로파일을 구성하는 활동들의 예들은 야간 운전, 조명이 켜진 스마트폰 화면에서 읽기, 라벨 읽기, 면도, 화장, 컴퓨터 작업, 요리, 방 안의 다른 사람들과의 상호작용, 계단 오르내리기, TV 시청이 있다.
야간 운전은 배경의 조명 레벨이 낮아 동공이 커져있는 동안 교통, 표지판들, 및 차량의 대시보드의 피처들을 선명하게 볼 수 있어야 한다. 이는 원거리 내지 중거리 시력(> 6m 내지 0.5m) 범위의 거리들에 대해 합당한 공간 주파수들에서 허용 가능한 콘트라스트와, 후광 및 눈부심과 같은 양성 이상광시증의 저감을 요한다.
반면에, 근접 화면에서 읽기, 라벨 읽기, 면도, 화장, 컴퓨터 작업, 요리, 및 TV 시청은 원중거리(2 내지 4m) 내지 초근접(0.35 내지 0.5m)의 거리 범위에 대해 보다 밝은 배경으로 인해 훨씬 더 작은 공간 주파수들과 보다 작은 동공에서 높은 콘트라스트를 요한다.
방 안의 다른 사람들과의 편안한 시각적 상호작용과 계단 오르내리기는 넓은 조명 상태 범위에 걸쳐서, 그에 따라 넓은 동공 크기 범위(2 내지 6mm)에 걸쳐서, 근거리 내지 원중거리(0.35 내지 4m)의 중간 공간 주파수들에서 중간 정도의 콘트라스트 요구를 나타낸다.
따라서, 본 발명은 환자의 니즈에 적합한 커스텀 광학 성능을 제공하고자 하는 의도로, 수정된 베이스 렌즈 표면 위에 획정된 나선형 그리드에 마이크로렌즈들, 주기적인 변화들, 및 나선형 스텝들의 전개를 통해 파워 변화 분포를 이용하는 새로운 설계 철학을 포함한다. 이들 니즈는 최적의 설계 파라미터들을 결정하는 데 도움이 되는 일반적인 활동 프로파일을 포함할 수 있다. 파라미터들은 상이한 조명 레벨들을 갖는 배경들 및 관련 동공 크기 변화들; 물체 거리 및 크기 변화들을 보상하도록; 및 후광 및 눈부심과 같은 양성 이상광시증 현상을 부분적으로 또는 완전히 경감하도록 정의될 수 있다.
종래 기술의 설명
다수의 특허가 다양한 이유로 렌즈 표면의 광 파워를 수정하고 다초점 및 확대 초점 심도를 포함한 상이한 방법들을 사용한 안과용 렌즈들에 대해 기술하고 있다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 그들 중 일부 특허는 나선형 분포를 제안하고 다른 특허들은 마이크로렌즈들의 전개를 제안한다.
미국 특허 제8647383 B2호는 기본 디옵터 파워(dioptric power)보다 큰 굴절력을 갖는 적어도 하나의 영역과 기본 디옵터 파워보다 낮은 굴절력을 갖는 하나의 영역을 갖는 인공수정체를 제안한다. 또한 반경방향 대칭성과 방위각 독립성을 갖는 렌즈 파워 계산에 다항식 접근법을 사용한다. 이 설계는 중심 이탈에 대한 강고성을 주장하지만, 동공 크기에 종속적인 굴절력 패턴의 주기성에 종속적이다.
미국 특허 제RE45969 E호는 스텝형 표면 높이 변화로 구성된 동심 환형 구역에 전이 영역을 갖는 인공수정체를 제시한다. 이 전이 영역은 선형 또는 비선형일 수 있으며, 임의의 개수의 스텝 변화들이 있을 수 있다. 이 발명은 확대된 시야 범위를 제안하지만 상이한 동공 크기들에 걸쳐 매끄럽고 맞춤화된 초점 성능을 충족하기에는 제한된 유연성을 제공한다. 게다가, 이 제안된 설계는 중심 이탈 효과가 더 발생하기 쉽다.
미국 특허 제20100161051 A1호는 중심에서 에지에 이르는 렌즈의 표면 상의 반경의 함수로서 변조된 정현파 프로파일을 갖는 인공수정체를 명시하고 있다. 정현파 함수는 진폭 또는 주파수 변조될 수 있으며, 동심 환형 영역들로만 분포된다. 방위각 좌표를 따라서는 정현파 변화가 없으며, 상이한 동공 크기들에 걸쳐 매끄럽고 맞춤화된 초점 성능을 보장할 수 있는 유연성이 거의 없다.
몇몇 렌즈는 예를 들면, 나선형 트랙을 따라 분포된 추가적인 광 파워 변화를 이용하는 것과 같은 비회전 대칭 설계를 기반으로 한다.
Johnson & Johnson Vision Care의 특허 EP 1468324 B1은 나선형 패턴들을 포함하는 굴절 표면들을 갖는 다초점 안과용 렌즈를 포함한다. 이는 나선형 영역들 사이의 매끄러운 전이를 고려하여 로그 나선(logarithmic spiral)을 구현한다.
특허 EP 0622653 A1은 투과율, 컬러 필터, 회절 격자, 또는 파상 프로파일이 스텝형 방식으로 변경되어 연속적으로 변하는 파워 프로파일을 생성하는 2초점 콘택트 렌즈를 명시하고 있다. 나선형 트랙들의 채택 이유는 오로지 각막과 콘택트 렌즈 사이의 눈물막의 보다 양호한 순환을 가능하게 하기 위한 것이었다.
미국 특허 제1057995338 B2호는 안과용 렌즈를 위한 완전히 굴절성 나선 또는 나선 구조를 기술하고 있다. 이 구조는 고도가 증가함에 따라 0 내지 2π 라디안 사이로 제한되어, 상이한 동공 크기들에 대해 동일하게 유지되는 파워 변화 및 넓은 초점 심도를 초래한다. 나선형 구조의 시작 영역과 종료 영역 사이의 불연속성은 가우시안 프로파일을 사용하여 매끄럽게 할 수 있다. 이 설계는 단일 나선형 트랙을 기반으로 하며 1회의 선회(one turn)로 제한되는데, 이는 항상 나선형 트랙의 시작점과 종료점을 연결하는 다소 크거나 갑작스러운 전이 영역을 필요로 한다. 이 영역의 정렬은 각각의 경선(meridian)의 콘트라스트를 손상시키는 경향이 있으며, 그에 따라 이식 시의 렌즈 회전이 사용자 경험을 변화시킬 수 있다.
특허 JPH 04181209A는 패턴 전체에 걸쳐 굴절률을 변화시킴으로써 추가 굴절력이 나오는 나선형 패턴을 갖는 콘택트 렌즈를 제시한다.
특허 US 9690882 B2는 총 굴절력이 베이스 렌즈 파워와 구조적 파워 프로파일의 합인 확대 초점 심도의 렌즈로 의도된 인공수정체를 소개하고 있다. 이 특허는 단일 나선형 선회를 수반하는 방위각 파워가 증가하는 단일 나선형 트랙에 의해 변조되는 격자 방식으로, 프레넬(Fresnel) 프로파일, DOE(Diffractive Optical Element: 회절 광학 요소), 또는 굴절률 변화에 기초한 구조적 토폴로지 컴포넌트를 갖는 박형의 인공수정체를 목표로 한다. 전면 또는 후면의 나선형 베이스는 반대편 표면의 파워에 가변 파워를 추가하기 위한 것이다. 렌즈 표면들 중 하나에서 나선형 베이스에 중첩된 프레넬 또는 격자 패턴의 통합은 베이스 파워를 전면과 후면 사이에 분할하여 보다 얇은 렌즈를 생성하기 위한 것이다. 하지만, 프레넬 및 DOE 격자 구조 프로파일은 양자 모두 회절성이며 보다 큰 정도의 양성 이상광시증에 취약하다. 또한, 굴절률의 변조는 현재까지 산업 공정에서 제어된 배치(batch) 제조 가능성이 부족한 제한된 공간 정밀도를 가진 방법이다. 또한, 나선이 단일 나선 선회에서 0과 2π 라디안 사이에서 정의된다는 사실은 프로파일에 불연속성을 발생시킨다. 이는 나선형 트랙의 시작점을 그 종료점에 연결하는 전이 영역에 의해 완화될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 설계는 불연속 또는 전이 영역이 발생하는 경선에 걸쳐 시각 아티팩트(vision artifacts)를 제공하는 경향이 있어, 시력을 손상시키고 이식 시의 렌즈 회전에 따라 사용자의 시각적 경험을 변화시킨다. 이 설계는 배경들에서의 빈번한 패턴들과 일치하는 각도를 회피하는, 이식을 보조하기 위한 마킹을 필요로 할 수 있다. 게다가, 나선형 트랙이 단 1회의 선회만 갖는다는 사실은 그 설계 역량을 제한하고 동공 중심에 대한 중심 이탈 효과에 영향을 덜 받게 한다.
특허 US20090112314A1은 베이스 인공수정체의 광 파워에 국소적으로 광 파워를 추가하여 광의 구면 비대칭 분포를 만들어내기 위해 그리드로 배치되거나 랜덤하게 분포된 마이크로렌즈들을 사용한다. 마이크로렌즈들은 광축에 광을 집속시키는 데 사용되어, 다초점을 달성하기 위해 기본 렌즈 파워에 추가 광 파워를 제공한다. 그 핵심적인 주장은 광 영역에 걸쳐 마이크로렌즈들의 비대칭 분포를 전개함으로써 다른 다초점 인공수정체 설계들에 비해 눈부심 및 후광과 같은 미광 아티팩트들의 지각이 감소된 다초점성을 제공하는 것이다. 이 전략의 유효성은 양쪽 눈에의 적절한 이식에 종속적일 수 있으며, 다른 렌즈와 관련하여 한 렌즈의 비대칭 마이크로렌즈 패턴이 상하로 또는 좌우로 반사되는 것을 요한다. 특허 WO2019/166654A1은 유사한 구조를 사용하는데, 특허 US20090112314A1과의 주요 차이점은 근시 증가 속도를 저지하기 위해 마이크로렌즈들이 중심와(foveola)의 주변부에서 광축을 벗어나게 광을 집속시키는 데 사용된다는 것이다.
특허 CA2933459A1은 근시의 진행을 저하시키거나 늦추기 위한 주장에서, 중심와에서의 이미지 품질을 손상시키지 않고 망막 표면을 따라 작은 블러(blur)를 발생시키기 위해 베이스 렌즈에 추가된 포지티브 마이크로렌즈들을 전개하는 콘택트 렌즈를 제안한다.
특허 US5507806A는 AMD(Age-related Macular Degeneration: 노화 관련 황반변성)가 있는 환자들의 망막의 상이한 영역들에 물체의 이미지들을 생성하도록 설계된 마이크로렌즈들을 갖는 인공수정체를 제시한다.
특허 US20110040377A1은 원형 패턴들 또는 그리드들을 따라, 또는 심지어는 랜덤하게 분포된 상이한 광 파워의 마이크로렌즈들을 포함하는 편평한 베이스를 갖는 다초점 인공수정체를 제시한다.
특허 BR102016011774A2는 렌즈 내부에 배치된 마이크로렌즈들과 융합되는 2개의 별개의 부분으로 구성된 베이스 인공수정체를 규정한다. 이는 확대 초점 심도를 달성하는 것을 제안한다.
렌즈 표면에 마이크로렌즈들을 갖는 안경과 선글라스가 특허 US10386654에 제시되어 있다. 유리 두께를 상대적으로 얇게 유지하면서 다초점을 달성하기 위해 마이크로렌즈들의 상이한 추가 굴절력들이 사용되었다.
특허 WO2012138426A2는 최대 3 디옵터의 초점 심도에 도달하기 위해 각 핀홀 스폿에 마이크로렌즈가 부착되거나 부착되지 않은 다수의 핀홀의 효과를 이용한다. 핀홀들의 존재는 본질적으로 렌즈 표면에 불투명한 영역들이 있어서, 눈에 들어오는 광의 총량을 저감시키며, 그에따라 콘트라스트의 저하로 이어짐을 나타낸다.
이들 특허는 개별 문제들에 대한 상이한 해법들을 다루고 있지만, 이들 각각은 앞서 언급한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 것과는 상이한 모종의 제약이나 목적을 가지고 있다. 본 발명에서 제안하는 렌즈 설계는 상이한 조명 레벨들 하의 배경들을 고려하여 초점 범위가 다양한 물체 거리들에 맞춤화되도록 할 수 있다는 의미에서 특유하다. 이는 나선형 그리드 위에 분포된 추가 굴절력을 모델링함으로써 달성할 수 있는데, 이는 동공 변화에 대한 특정 강고성 또는 상이한 동공 개구들에 대한 커스텀 거동으로 이어질 수 있다.
본 발명은 그 초점 및 콘트라스트 성능이 상이한 동공 크기들에 맞춤화되어 망막 이미지의 허용 가능한 콘트라스트와 그 각각의 기능 프로파일들에 따라 특정 환자 계층들의 시각적 니즈에 대한 준거를 보장하기 위한 유수정체(phakic) 또는 위수정체(pseudophakic)의 안과용 인공수정체에 관한 것이다. 일반적으로, 이는 주어진 시각적 요구 범위에 가장 적합하도록 설계될 수 있는 적정 초점 렌즈이다. 이들 요건은 나선형 트랙들을 따라 삽입되는 추가 파워 변화들 및 수정된 베이스 비구면 렌즈 위에 적용되는 마이크로렌즈들에 의해 달성될 수 있다.
하나의 특정 실시예에서, 렌즈는 상이한 동공 크기들에 대해 원거리 내지 근거리 시력까지 매끄럽고 거의 일정한 양호한 시력을 달성하도록 설계된다. 이 렌즈는 중앙 원형 영역의 에지로부터 렌즈 주변부 또는 광 구역 내의 어느 지점까지 연장되는 2개의 아르키메데스 나선형 트랙을 따라 베이스 렌즈 파워 프로파일을 수정하는 파워 분포를 갖는다. (도 4에 도시된) 이 실시예에서, 전면 및 후면은 사전 정의된 기본 함수를 갖는데, 전면은 나선형 트랙들(24) 내에 기술된 함수들에 의한 파워 분포에 대한 추가 편차들을 특징으로 한다. 후면(40)은 베이스 프로파일과의 파워 편차들을 갖지 않는다. 전면과 후면 사이에는, 두께가 0 내지 3mm인 원통형 영역(30)이 추가된다. 2개의 인접한 아르키메데스 나선형 트랙(24)은 동일한 폭을 가지며, 이들 각각은 2.5 사이클을 포함한다. 나선형 트랙들에 따른 추가 파워 프로파일은 도 2에 나타낸 바와 같이 렌즈 반경보다 작거나 같은 원형 영역(28)에 의해 제한될 수 있다. 동일한 표면은 또한 28보다 작은 다른 원형 중앙 영역(22)을 갖는데, 이로부터 나선형 패턴이 표면의 중심에서 주변으로 전개된다.
렌즈의 다른 실시예인 도 5는 두 표면을 연결하는 어떠한 중간 부분도 없이 나선이 전방 비구면 기준면으로부터 후방 기준 비구면으로 연장되는 연속된 양면 볼록 렌즈를 보여준다. 이 실시예에는, 전면(20)의 중심 원(22)의 에지에서 시작하여 후면(40)의 중심 원의 에지까지 연장되는 4개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)이 있다.
전술한 실시예들 중 임의의 실시예에서의 파워 분포는 나선형 트랙에 점재하는 마이크로렌즈들(도 8) 또는 트랙에 따른 정현파 함수(도 10)와 같은 이산 함수 또는 주기 함수, 또는 양자 모두에 의해 기술될 수 있다. 파워 분포 토폴로지는 전면이나 후면, 또는 두 표면 모두, 또는 심지어는 렌즈 내부에도 이용될 수 있다. 나선형 트랙들에 따른 파워 분포는 동공 개구가 변함에 따라 초점 평면들의 범위에 걸쳐 원하는 허용 가능한 시력을 유지하기 위해 필요한 추가 파워를 점진적으로 삽입하기 위한 것이다. 추가 파워는 베이스 렌즈의 기준 굴절력에 대해 양 또는 음일 수 있다. 따라서, 렌즈의 실제 굴절력은 기준 파워와 추가 파워의 조합으로부터 발생된다.
근시 및 원시 눈의 초점 흐림의 교정을 담당하는 렌즈의 기준 굴절력은 전면 및 후면의 구면 등가 곡률, 렌즈 중심 두께, 및 그 굴절률에 종속적이다.
특정 실시예에서, 하부의 베이스 표면은 도 11에서와 같이 환형 비구면 세그먼트들로 설계되는데, 그 비구면도는 선형적으로 변하거나, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 기술되는 다른 함수들을 따라 변한다. 이 함수는 각 세그먼트의 내측 및 외측 반경방향 에지에서 획정되는, 원뿔 상수 값들 사이의, 전이 영역의 형상을 결정한다(도 12). 이 아키텍처는 상이한 동공 크기들에서 이미지 콘트라스트를 향상시키고 동공 확대에 따른 초점 심도의 감소를 부분적으로 상쇄하도록 파라미터들의 최적화를 가능하게 한다.
도 6은 2개의 나선형 트랙이 나선 방식으로 렌즈(14)의 광축에 평행하게 아래쪽으로 쉬프트되는 베이스 렌즈 표면의 영역들을 획정하는 다른 특정 실시예의 프로파일을 제시한다. 인접한 선회들(turns)에서 나선형 트랙들 사이의 갑작스러운 스텝들(h1a 내지 h1d 및 h2a 내지 h2d)을 회피하기 위해, 연속 함수에 의해 표면 전이가 부여된다. 이 전이는 나선형 트랙들의 반경방향 치수의 백분율을 사용하며 베이스 표면의 광 파워 이외의 다른 광 파워를 렌즈에 부여하도록 설계된다. 전이 구역은 나선형 트랙 폭의 0% 내지 100%를 차지할 수 있는데, 0%는 갑작스런 전이를 의미하는 반면 100%는 가장 매끄러운 전이를 발생시킨다. 전이 함수는 선형 함수, 또는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 기술되는 연속 함수를 따를 수 있으나, 바람직하게는 매끄러운 절두 정현파 함수에 의해 정의된다. 전이 함수는 스텝들의 나선형 성질로 인해 방위각 위치를 따라 상이한 진폭들을 갖는다. 이 전이 함수는 개별 나선형 트랙들에 대해 상이할 수도 있다. 스텝들에 기반한 이 실시예는 1 내지 200 사이의 임의의 개수의 나선형 트랙 및 상이한 유형의 나선들을 가질 수 있다. 베이스 렌즈 표면 토폴로지는 예를 들면, 비구면, 구면, 원환체, 또는 다중 비구면과 같은 상이한 함수들에 의해 기술될 수 있다. 나선형 그리드에 의해 획정되는 구역들은 마이크로렌즈들 또는 기타 유형의 함수들과 같이, 이들을 따라 추가 파워 분포를 가질 수도 있다. 이 실시예에서, 하나의 나선형 트랙으로부터 다른 나선형 트랙으로의 각각의 전이는 (도 6의 h1a 내지 h1d 또는 h2a 내지 h2d와 같이) 동일한 스텝 높이를 가질 수 있거나, 높이는 방위각에 따라 달라질 수 있다. 이 특정 실시예에서, 후면은 단순 비구면이다. 도 7a는 이 구조의 가능한 3차원 표현을 보여주는데, 전이 영역들(52, 54)은 그 각각의 나선형 트랙들(12b, 12a)의 상이한 반경방향 연장부들을 차지한다.
베이스 표면 프로파일과 나선형 트랙에 따른 추가 파워 분포 프로파일 사이의 전이는 바람직하게는 매끄러우며, 그래서 예를 들면, 개별 마이크로렌즈들의 베이스와 주변 토폴로지 사이의 예각들로부터 발생하는 국소 미광 아티팩트와 같은 악영향을 회피한다.
전술한 모든 실시예의 표면들은 난시에 대처하기 위해 원환체 형상이 부여될 수 있다. 전방 베이스 표면, 후방 베이스 표면, 또는 두 베이스 표면 모두는 단순 비구면, 구면, 원환체, 또는 수정 비구면으로 설계될 수 있다.
나선형 트랙들을 따라 굴절력의 변화, 마이크로렌즈들, 또는 양자 모두를 전개함으로써, 본 발명은 그 기능 프로파일에 따라 특정 사용자 계층들의 니즈에 가장 적합한 초점 성능을 나타내는 인공수정체를 맞춤화하기 위해 복수의 설계 파라미터를 조정하는 다양한 가능성을 제공한다. 렌즈 설계는 물체의 근접성과 크기, 조명 레벨, 동공 크기, 및 원하는 초점 범위를 고려하여, 양성 이상광시증 효과와 이식 시 중심 이탈에 대한 감도를 동시에 저감할 수 있다.
본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명에서 이용 가능한 복수의 파라미터가 다양한 거리, 조명 상태, 및 동공 크기에서의 초점 및 콘트라스트 성능을 고려하여 국제 표준에 의해 부과된 엄격한 성능 요구 및 사용자의 기능 프로파일 니즈에 부합하는 렌즈의 설계를 가능하게 한다는 것을 이해해야 한다. 그래서 결과적으로 얻어지는 렌즈들은 단순한 다초점 또는 EDoF 렌즈들 그 이상이며; 이들은 실제로 다른 렌즈들이 견줄 수 없는 다양한 상황에 걸쳐서 맞춤형 성능을 갖는 시그니처 렌즈들이다.
도 1은 4개의 아르키메데스 나선형 트랙(24), 나선형 그리드 패턴이 바깥쪽으로 전개되는 원형 중앙 구역(22), 및 나선형 트랙들에 따른 파워 변화의 범위를 제한하는 외측 원형 영역(28)에 의해 획정되는 그리드를 포함하는 베이스 렌즈 표면의 예이다.
도 2는 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24), 원형 중앙 구역(22), 및 나선형 트랙들에 따른 파워 변화의 범위를 제한하는 외측 원형 영역(28)에 의해 획정되는 그리드를 포함하는 베이스 렌즈 표면의 예이다.
도 3은 2개의 로그 나선형 트랙(24) - 각 트랙의 폭은 방위각에 따라 증가함 - 에 의해 획정되는 그리드를 포함하는 베이스 렌즈 표면의 예이다.
도 4는 하나의 렌즈(10) 실시예의 측면도로서, 그 전면(20)은 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드를 포함하고, 후방 렌즈 표면(40)은 비구면 토폴로지를 따른다. 또한, 원통체(30)가 전면(20)과 후면(40) 사이에 삽입된다.
도 5는 전면(20)으로부터 후면(40)까지 이음매 없이 연장되는 4개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드를 포함하는 하나의 렌즈 실시예의 측면도이다.
도 6은 베이스 렌즈 표면 토폴로지의 수정을 보여주는 단면도로서, 그 구역들은 아르키메데스 나선형 그리드에 의해 획정되고 나선 방식으로 축방향으로 쉬프트된다. 이는 스텝들 사이의 매끄러운 전이가 특징이다.
도 7a는 나선형 트랙들 상에 나선 스텝형 패턴을 갖는 렌즈(10) 실시예의 3차원도로서, 그 단면이 도 6에 묘사되어 있다.
도 7b는 나선형 트랙들 상에 나선 스텝형 패턴을 갖는 렌즈 실시예의 평면도로서, 그 단면이 도 6에 묘사되어 있다.
도 8은 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드 위에 분포된 마이크로렌즈들(26)을 포함하는 렌즈 실시예(10)의 3차원도이다.
도 9는 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드 위에 분포된 마이크로렌즈들(26)을 포함하는 렌즈 실시예의 평면도이다.
도 10은 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드 위에 분포된 주기 함수(64)(정현파)를 통해 추가 굴절력이 구현되는 렌즈(10) 실시예의 3차원도이다. 이 실시예는 렌즈의 앞면과 뒷면 사이에 삽입된 원통체(30)도 갖는다.
도 11은 반경 위치에 종속적인 다중 비구면 세그먼트들의 정의를 예시하는 렌즈 실시예의 평면도이다.
도 12는 다중 비구면 렌즈 실시예의 단면도로서, 특정 반경 위치들에서 정의된 원뿔 값들 사이의 선형 전이들(연속선들)의 사용과 그 지정된 원뿔 값들 사이의 매끄러운 전이들(점선들) 사이의 차이를 보여준다.
도 13은 동공 개구에 대해 나선형 그리드를 갖는 렌즈의 중심 잡힘(56a) 및 중심 이탈(56b) 상황의 예이다.
도 2는 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24), 원형 중앙 구역(22), 및 나선형 트랙들에 따른 파워 변화의 범위를 제한하는 외측 원형 영역(28)에 의해 획정되는 그리드를 포함하는 베이스 렌즈 표면의 예이다.
도 3은 2개의 로그 나선형 트랙(24) - 각 트랙의 폭은 방위각에 따라 증가함 - 에 의해 획정되는 그리드를 포함하는 베이스 렌즈 표면의 예이다.
도 4는 하나의 렌즈(10) 실시예의 측면도로서, 그 전면(20)은 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드를 포함하고, 후방 렌즈 표면(40)은 비구면 토폴로지를 따른다. 또한, 원통체(30)가 전면(20)과 후면(40) 사이에 삽입된다.
도 5는 전면(20)으로부터 후면(40)까지 이음매 없이 연장되는 4개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드를 포함하는 하나의 렌즈 실시예의 측면도이다.
도 6은 베이스 렌즈 표면 토폴로지의 수정을 보여주는 단면도로서, 그 구역들은 아르키메데스 나선형 그리드에 의해 획정되고 나선 방식으로 축방향으로 쉬프트된다. 이는 스텝들 사이의 매끄러운 전이가 특징이다.
도 7a는 나선형 트랙들 상에 나선 스텝형 패턴을 갖는 렌즈(10) 실시예의 3차원도로서, 그 단면이 도 6에 묘사되어 있다.
도 7b는 나선형 트랙들 상에 나선 스텝형 패턴을 갖는 렌즈 실시예의 평면도로서, 그 단면이 도 6에 묘사되어 있다.
도 8은 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드 위에 분포된 마이크로렌즈들(26)을 포함하는 렌즈 실시예(10)의 3차원도이다.
도 9는 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드 위에 분포된 마이크로렌즈들(26)을 포함하는 렌즈 실시예의 평면도이다.
도 10은 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)에 의해 획정되는 그리드 위에 분포된 주기 함수(64)(정현파)를 통해 추가 굴절력이 구현되는 렌즈(10) 실시예의 3차원도이다. 이 실시예는 렌즈의 앞면과 뒷면 사이에 삽입된 원통체(30)도 갖는다.
도 11은 반경 위치에 종속적인 다중 비구면 세그먼트들의 정의를 예시하는 렌즈 실시예의 평면도이다.
도 12는 다중 비구면 렌즈 실시예의 단면도로서, 특정 반경 위치들에서 정의된 원뿔 값들 사이의 선형 전이들(연속선들)의 사용과 그 지정된 원뿔 값들 사이의 매끄러운 전이들(점선들) 사이의 차이를 보여준다.
도 13은 동공 개구에 대해 나선형 그리드를 갖는 렌즈의 중심 잡힘(56a) 및 중심 이탈(56b) 상황의 예이다.
발명의 요소에 대한 설명
본 발명의 요소들이 직경이 4 내지 10mm 범위인 인공수정체를 사용하여 교시된다. 바람직하게는, 렌즈 직경은 6mm로 간주되며, 그 직경 값은 본 발명의 파라미터들의 범위들을 규정하는 데 사용된다. 수학식 1로 주어진 렌즈의 기준 굴절 광 파워는 5D 내지 30D의 범위이다.
여기서, ΦIOL은 기본 굴절력이고, Rant는 전면의 곡률 반경이며, Rpos는 후면의 곡률 반경이고, tIOL은 렌즈 중심 두께이며, nIOL, naq, 및 nvit는 각각 인공수정체, 방수, 및 유리체액의 굴절률이다.
렌즈 표면에 걸친 파워 프로파일은 나선형 트랙들, 해당 트랙들에 따른 마이크로렌즈들, 및 베이스 표면을 따르는 파워 분포 함수로서 주어진 실시예에 포함된 모든 요소들의 렌즈 표면에 걸친 통합된 지형적 변화에 의해 얻어진다.
나선형 트랙들은 도 2에 도시된 바와 같이 렌즈의 중심에서 에지까지의 반경과 방위각 양자 모두를 따라 변한다. 이들은 동공 크기가 변함에 따라 피처들의 매끄러운 전이를 보장한다. 나선형 트랙의 어떠한 완전한 선회도 동심원에 내접하지 않으므로, 나선형 트랙 상에 광학 피처들을 갖는 렌즈는 동심 구역들을 갖는 렌즈보다 유해한 중심 이탈 효과가 덜 발생하고, 또한 동공 변화에 덜 종속적이 되도록 설계될 수 있다. 도 13은 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24a, 24b)을 갖는 렌즈 표면의 예를 도시한다. 예를 들어, 각각의 나선형 트랙이 그 자체의 추가 초점력(focal power)을 가지며, 24a는 중거리 초점력을 제공하고 24b는 근거리 초점력을 제공하며, 렌즈와 동공(56a)은 광축에 중심이 맞춰진다고 하자. 눈에서 렌즈 위치의 중심 이탈이 발생하여, 렌즈 표면 위의 동공 영역이 56a에서 56b로 변경되면, 중거리 및 근거리 초점력의 양은 크게 변하지는 않는다. 나선형 트랙들(24)의 폭이 작을수록, 중심 이탈 효과에 대한 렌즈의 강고성은 커진다. 나선형 트랙들에 따른 굴절력의 변화는 동공이 점진적으로 변화함에 따라 콘트라스트와 초점 심도를 유지하거나, 우선시하거나, 상호 절충될 수 있게 한다.
나선형 트랙들에 따른 추가 파워의 적절한 변조는 일반적으로 렌즈 설계의 마찬가지로 동심인 영역들로 인한 반경방향 대칭 및 동심 원형 패턴들로 인식되는 망막 상의 양성 이상광시증 효과의 발병도 줄일 수 있다. 이 유해 효과의 완화는 동공이 확대되는 암소시 상태에서 원거리의 물체들을 볼 때 특히 중요하다.
나선형 트랙의 개수는 렌즈 설계에 따라 1 내지 200개의 트랙의 범위에서 달라질 수 있으며, 렌즈 표면 내의 어떤 지점이나 영역에서라도 시작 및 종료될 수 있다. 도 1은 중앙 영역(22)의 에지로부터 렌즈의 외측 에지까지 연장되는 4개의 나선형 트랙(24)을 도시한다. 나선형 트랙들에 따른 추가 굴절력이 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 삽입될 수 있다. 트랙들의 폭들은 일정하거나 가변적일 수 있으며, 트랙들마다 상이할 수 있다. 이들 트랙은 임의의 트랙을 따라 독립적으로 광 파워 변화를 부여하는 주기 함수의 사이클 또는 사이클의 일부분도 수용할 수 있다. 트랙들 사이의 경계는 연속적이거나 연속적이지 않을 수 있다. 나선형 트랙들은 예를 들면, 아르키메데스 나선, 페르마(Fermat) 나선, 리투우스(Lituus) 나선, 오일러 나선, 로그 나선(도 3), 쌍곡선 나선과 같은 알려진 나선형 곡선 함수들의 임의의 변형에 의해 획정될 수 있거나, 반경이 나선 방식으로 방위각(θ)에 따라 변하는 기타 함수에 의해 기술될 수 있다. 극좌표(r,θ)로 나선형 함수의 일반식은 수학식 2로 주어지는데, 이로부터 특정 부류가 수학식 3으로 제시된다. 수학식 4 내지 수학식 8은 상이한 유형의 나선으로 되는 특정 변형들을 제시한다. 제시된 수학식들에서 a, b, β, 및 θ는 실수들이다. 그 값들은 방위각(θ)에 따라 반경이 어떻게 증가하는지를 결정한다.
· 나선형 일반식:
여기서, 세타의 거듭제곱으로서 함수 f(θ)는 수학식 2에 제시된 바와 같이 나선에 대한 일반적인 식이다:
· 아르키메데스 나선(β = 1):
· 페르마 나선(β = 1/2):
· 리투우스 나선(β = -1/2):
· 쌍곡선 나선(β = -1):
· 로그 나선
나선형 패턴의 유형은 수학식 3 내지 7의 파라미터 β에 의해 정의되는 반면, 수학식 8의 나선의 유형은 지수 항에 의해 정의되며, β 값에 의해서만 정의되는 것은 아니다. 파라미터 β는 -2 내지 2 사이의 임의의 실수일 수 있다. 수학식 2 내지 8의 파라미터 b는 렌즈의 중심으로부터 나선형 패턴의 시작점까지의 반경방향 거리를 정의하고, 파라미터 a는 나선의 폭과 관련된다. 일반적으로 약 3mm의 반경(6mm의 직경)을 갖는 인공수정체에서, b의 값들은 0 내지 약 2.97mm의 범위의 임의의 실수일 수 있는 반면, 파라미터 a는 나선 유형에 종속적이지만, 하나의 트랙의 아르키메데스 나선의 경우에 이는 0보다 크고 보통 0.477mm보다 작은 실수 값이다. 방위각(θ)은 나선의 선회(turn) 수와 관련되며, 2π 내지 400π 라디안의 범위의 실수 값을 취할 수 있는데, 이는 하나의 아르키메데스 나선형 트랙에서 1 내지 200회의 선회에 상당한다. 나선형 트랙의 개수가 증가함에 따라, 최대 선회 수는 비례하여 감소하는데, 예를 들면, 2트랙 나선형의 경우 100회의 선회이다. 이는 각각 0.477mm 내지 2.39㎛ 범위의 파라미터 a의 값이 된다. 나선의 최대 선회 수는 나선형 패턴의 수학적 기술과 트랙의 개수에 따라 달라질 수 있다.
나선의 유형이 정의되면, 트랙은 2개의 나선형 선 내의 영역으로 기술된다(도 2). 나선형 트랙 내의 추가 파워 분포를 기술하는 수학적 함수는 동일한 렌즈 표면의 다른 트랙의 수학적 함수와 상이할 수 있다.
마이크로렌즈들에 의해 나선형 트랙에는 추가 파워 변화도 삽입될 수 있다(도 8). 마이크로렌즈들은 그 자체로 이미징 요소들이며 인공수정체의 기본 형상에 결합될 수 있다. 인공수정체의 표면의 이미징 요소로서, 마이크로렌즈는 플렌옵틱 효과(plenoptic effect)를 이용하는데, 마이크로렌즈에 도달하는 라이트 필드(light field)는 베이스 렌즈에 도달하는 라이트 필드와는 상이한 각도들에서 발생한다. 이는 베이스 렌즈에 의해 형성된 이미지로부터 측방향으로 변위된 물체의 이미지를 생성한다. 이미지들이 충분히 겹쳐지고 배율이 동일한 차수인 경우, 이는 확대 초점 심도의 인식으로 이어진다. 플렌옵틱 사진술에서는, 마이크로렌즈들의 래스터가 사용되고 대물렌즈와 결합되어, 합성 이미지를 후처리함으로써 초점 평면의 선택이 제시될 수 있게 한다.
마이크로렌즈들의 추가는 특정 렌즈 위치들에서 광선들을 임의의 광축을 따라 상이한 종방향의 궤적들 쪽으로 구부림으로써 초점 프로파일을 미세 조정할 수 있는 확장된 설계 가능성도 도입한다. 본 발명에 제시된 이들 특징 및 그 조합들은 상이한 동공 크기들에 걸쳐 유지되거나 변형되는 다초점, 향상된 단초점, 또는 확대 초점 심도 특징들을 갖는 렌즈군들의 설계를 가능하게 한다.
마이크로렌즈들(26)은 도 9에 도시된 바와 같이 나선형 트랙들(24)을 따라 분포된다. 하나의 나선형 트랙(24) 상의 마이크로렌즈들(26)의 굴절력 및 형상은 다른 트랙 상의 마이크로렌즈들의 굴절력 및 형상과는 상이할 수 있다.
마이크로렌즈들은 트랙들을 따라 성기게 또는 인접하여 분포될 수 있고, 심지어는 중첩될 수도 있으며, 트랙들을 따라 상이한 굴절력들을 가질 수도 있다. 마이크로렌즈들은 수학식 10에 정의되거나 심지어는 제르니케(Zernike) 다항식 또는 Q 다항식 항들의 가중 합으로 기술되는 바와 같이 구면, 비구면, 원환체, 정현파, 또는 다중 비구면일 수 있다. 각각의 마이크로렌즈는 회절 광학 요소로, 예를 들면, 프레넬 렌즈로 구현될 수도 있다. 이는 볼록하거나 오목한 성질을 가질 수도 있고, 베이스 렌즈와 동일한 재질 또는 굴절률로 제작될 수도 있고, 상이한 재질 및 굴절률로 제작될 수도 있다. 마이크로렌즈들의 프로파일은 마이크로렌즈와 베이스 표면 사이 또는 마이크로렌즈들 사이의 매끄러운 전이를 보장하여, 각 마이크로렌즈에 의해 발생되는 유해한 회절 또는 양성 이상광시증 효과를 회피하기 위해, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식 또는 라그랑주 다항식, 제르니케 다항식, 자이델 다항식, Q 다항식, 또는 놀(Noll) 다항식과 같은 다른 함수에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 변조될 수 있다. 코마(coma) 및 구면 수차와 같은, 제르니케 다항식, 자이델 다항식, Q 다항식, 또는 놀 다항식으로 기술되는 몇몇 수차 유형은 전체 초점 심도를 확대하기 위해 마이크로렌즈들에 (어느 정도까지) 의도적으로 추가될 수 있다. 마이크로렌즈들의 광축들은 인공수정체의 광축과 평행할 수 있거나, 마이크로렌즈들이 위치된 표면의 위치들에 수직일 수도 있다. 하지만, 맞춤화된 초점 성능을 효과적으로 부여하기 위해, 그 가장 적합한 각도로 독립적으로 기울어져야 한다.
마이크로렌즈의 직경은 선반의 최소 수평 분해능(보통 300nm 이상)에 종속적이다. 바람직하게는, 마이크로렌즈들의 직경은 그 삽입되는 나선형 트랙과 동일한 폭을 갖게 되는데, 이는 보통 약 50㎛(회절 렌즈들의 전형적인 키노폼 베이스 폭과 일치)이다. 마이크로렌즈의 개수는 이론상으로는 제한되지 않으며, 측방향 중첩을 고려하면 나선형 트랙당 적어도 2개의 마이크로렌즈 내지 무한대에 이르는 범위일 수 있다. 하지만, 여전히 분해 가능한 인접 마이크로렌즈들을 이루는 측방향 중첩의 양은 사용되는 제조 툴의 측방향 정확도와 형태 정확도에 종속적이다. 인접하여 분포된 마이크로렌즈들의 베이스들이 중첩되지 않고 서로 접하며 그 직경이 마이크로렌즈들이 구현된 나선형 트랙의 폭과 일치하면, 3mm의 반경 및 아르키메데스 나선으로 정의된 2개의 트랙을 갖는 인공수정체의 경우에 최대 선회 수에 대해 마이크로렌즈의 최대 개수를 얻을 수 있다. 하나의 트랙 상에서 이러한 방식의 마이크로렌즈의 최대 개수는 나선형 트랙의 중심의 길이 대 나선형 트랙의 폭의 비로 계산된다. 최대 선회 수는 나선형 트랙들이 베이스 렌즈의 중심에서 시작한다고 가정할 때 베이스 렌즈의 직경과 나선형 트랙의 최소 폭 aMIN·π에 종속적이다. 선회 수(number of turns)는 나선 길이의 계산에서 고려되는 최대 각도를 결정한다. 따라서, 50㎛의 직경, 6mm의 베이스 렌즈의 직경, 및 최대 선회 수가 30인 마이크로렌즈의 경우, 2개의 아르키메데스 나선형 트랙 위에 분포된 마이크로렌즈의 최대 개수는 11,256개(일만 천이백오십육 개)이다.
반경 위치와 방위각 양자 모두에 대해 나선형 트랙들을 따르는 베이스 렌즈의 표면의 변화를 통해 추가 파워도 삽입될 수 있다. 도 10은 광축(14), 후면(40), 전면(20), 및 양쪽 표면을 연결하는 원통형 섹션(30)을 갖는 인공수정체(10)의 실시예를 제시한다. 전면(20)에는, 2개의 나선형 트랙(24a와 24b)과 중앙 원형 영역(22)이 획정된다. 반경 방향과 방위각 방향 양자 모두에서 나선형 트랙들(24)을 따라 광 파워를 변화시키기 위해 주기 함수들(64)이 사용된다. 주기 함수는 임의의 연속 함수, 예를 들면, 정현파 패턴 또는 보다 일반적으로는 푸리에 급수로 기술되는 함수일 수 있다. 주기적인 변화(64)의 주파수, 진폭, 위상, 및 듀티 사이클은 트랙마다 상이할 수 있다. 주파수와 진폭은 동일한 나선형 트랙(24) 내에서도 달라질 수 있다. 굴절력 변화는 베이스 렌즈의 기준 광 파워에 대해 양 또는 음일 수 있다. 나선형 트랙들(24)에 따른 주기적인 변화(64)는 바람직하게는 렌즈 표면이 매끄러운 전이만을 나타내도록 삽입된다. 보다 일반적인 주기 함수의 최대값과 최소값은 베이스 렌즈의 광축에 평행하거나 베이스 렌즈 표면의 각 국소 위치에 수직인 방향 이외의 방향으로 정렬될 수도 있다. 주기 함수의 추가는 렌즈 설계 파라미터의 개수를 증가시켜서, 특정 성능 목표들에 맞게 기본 토폴로지를 미세 조정함에 있어 보다 높은 다용성을 가능케 한다. 주기 함수들은 굴절력의 변화를 야기하여, 상이한 동공 크기들에 대해 시력의 커스터마이즈를 가능하게 한다.
하나의 나선형 트랙에 따른 렌즈 표면의 주기적인 변화 zspiral는 예를 들면, 수학식 9에 따라 정현파 패턴으로 정의될 수 있다.
여기서, A는 주기 함수의 진폭이고, f는 방위각(θ)에 따라 변할 수 있는 주파수이며, φ는 방위각 주파수의 위상이고, rint와 rext는 각각 주기적인 변화를 포함하는 나선형 트랙의 내부 및 외부 반경 경계이다.
직경이 4 내지 10mm의 범위인 인공수정체의 경우, 진폭 값 A는 -20㎛ 내지 20㎛ 범위이지만 바람직하게는 -3㎛ 내지 3㎛의 범위인 양수 또는 음수일 수 있다. 주파수(f)는 일정할 수도 있고, 0 사이클/선회(turn) 내지 100 사이클/선회의 범위에서 방위각에 따라 달라질 수도 있다. 위상(φ)은 0 내지 2π 라디안까지 변할 수 있으며, 방위각(θ)은 2π 내지 200π 라디안(또는 1 내지 100회의 선회) 범위에서 변할 수 있다. 파라미터 rint는 0 내지 2.97mm까지 변하고, rext는 0.03mm 내지 3.0mm의 범위에 있다.
수학식 9는 인접한 2개의 나선형 트랙 상의 주기적인 변화와 베이스 렌즈 표면 사이의 매끄러운 전이를 보장하여, 갑작스런 스텝들로 인한 유해한 회절 효과를 회피한다.
나선형 트랙에 따른 추가 파워는 렌즈의 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개될 수 있거나, 심지어는 표면들 사이에서 연속적으로 전이될 수도 있다. 추가 파워는 렌즈 평면에서 0D 내지 6.0D 범위의 -0.2(스넬렌 시력표에서 시력 20/32에 상당함)보다 우수한 예측 전임상 단안 logMAR로 확대 초점 심도를 발생시킬 수 있다. 다초점 렌즈는 6.0D보다 큰 추가 초점으로 설계될 수도 있다.
베이스 렌즈는 수정된 비구면에 의해 결정된다. 단순 비구면은 수학식 10으로 정의될 수 있는데, 렌즈의 하나의 표면의 광 파워는 렌즈 곡률(c)에 종속적이며, k(r)은 일정하게 되는데, 즉 반경 위치(r)에 독립적이다.
여기서 r은 독립적인 반경 방향이고, c는 곡률 반경 Rc(c = 1/Rc)와 연관된 표면 곡률이다.
각각의 표면, 즉 전면과 후면의 곡률은 0(편평한 표면의 경우) 내지 0.4mm-1(또는 2.5mm의 곡률 반경)의 범위일 수 있으며, 원뿔 함수 k(r)은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수 값을 취할 수 있다. 전면과 후면의 곡률은 렌즈의 굴절률 및 중심 두께와 관련된 베이스 렌즈의 예상 기준 파워를 기초로 계산된다. 상용 인공수정체들의 기준 파워는 보통 5 내지 30D의 범위이다.
이후 다중 비구면으로 명명되는 수정 비구면 베이스 렌즈는 베이스 렌즈의 비구면도 값인 k(r)을 변경하는 함수를 사용하여 설계될 수 있으며, 이를 반경 위치에 따라 변하는 함수가 되게 한다. 수학식 10은 (k(r) = 0인) 구면 또는 (k(r) = 상수인) 단순 비구면과 같은 특정 경우들을 가정할 수 있는데, 여기서 상수의 부호와 값은 어떤 유형의 원뿔 표면을 그것이 기술하는지를 결정한다. 예를 들면:
· -∞ < k < -1: 쌍곡선
· k = -1: 포물선
· -1 < k < 0: 편장 타원(prolate ellipse)
· k = 0: 구
· 0 < k < ∞: 편원 타원(oblate ellipse)
베이스 형상은 오목, 볼록, 또는 평면일 수도 있으며, 렌즈의 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개될 수 있다.
나선형 트랙들에 따른 추가 파워 변화는 다중 비구면 베이스 위로 전개될 수 있어서, 렌즈에 동공 변화에 따라 원하는 시력을 맞춤화할 수 있는 보다 높은 다용성을 부여한다.
비구면도를 결정하는 원뿔 함수 k(r)는 도 11에 도시된 바와 같이 렌즈 반경(R)을 반경방향 세그먼트들로 분할하여 공식화할 수 있다. 이 도면에서, 세그먼트들은 1부터 5까지 번호가 매겨져 있으며 동일한 폭을 갖는다. 각 세그먼트는 n번째 세그먼트의 내측 반경에 대응하는 Kn으로부터 동일 세그먼트의 외측 반경에 대응하는 Kn+1까지 진행되는 원뿔 함수를 특징으로 한다. 도 11에 도시된 경우에서, 원뿔 값들은 K1으로부터 K6까지 변하며, 그 각각의 값들은 렌즈 표면 상의 그 각각의 반경 위치들에 의해 영향을 받는다. 인공수정체에서, Kn의 값은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수일 수 있다.
Kn과 Kn+1 사이의 원뿔 함수 k(r)은 수학식 11로 정의되는 바와 같이 선형 함수로 정의될 수 있다.
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)로부터 Δ·n까지 변한다. 또한, Δ는 렌즈 반경(R)을 세그먼트의 개수(N)로 나누어 얻어지는 각 세그먼트의 폭으로, 여기서 n은 1부터 N까지 변한다(이 경우, N = 5).
도 12는 수학식 11이 사용될 때의 표면의 단면의 예를 나타낸다. 그 각각의 세그먼트의 에지들에서 임의의 2개의 연속적인 K 값 사이의 선형 함수로 주어지는 k(r) = ka(r)를 선택하면 렌즈 전체에 걸쳐 변하지만 연속된 원뿔 표면(Sa)이 얻어진다. 하지만, 선형 함수 ka(r)는 교점들에서의 각각의 K 값들에 따라 세그먼트들 사이에 표면 프로파일 함수(Sa)의 매끄러운 전이를 보장하지는 않는다.
표면 프로파일(S)이 임의의 전이에서 매끄럽도록 보장하기 위해, 원뿔 함수 k(r)를 연속적이고 미분 가능하게 만들 필요가 있다. 이는 수학식 12와 같이 정의되는 함수 kb(r)을 사용하여 달성될 수 있다.
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)로부터 Δ·n까지 변한다.
그리고 Δ는 렌즈 반경(R)을 세그먼트의 정수(N)로 나누어 얻어지는 세그먼트의 폭이다. 각 세그먼트는 1부터 N까지 변하는 서브인덱스(sub-index) n으로 표기된다. 선반의 측방향 분해능(σ)이 알려져 있고 각 세그먼트의 폭(Δ)이 ΔMIN=σ와 같게 되면 세그먼트의 최대 개수(NMAX)가 추정될 수 있다. 예를 들어, 인공수정체의 반경이 R=3mm이고 선반의 수평 분해능(σ)이 300nm라면, 반경방향을 따라 배치된 300nm 폭의 최대 NMAX=10,000(일만)개의 세그먼트를 제작할 수 있다. 그래서, 세그먼트의 개수(N)는 1 내지 10,000(일만)의 범위일 수 있다.
수학식 12로 정의된 원뿔형 변화의 결과는 그 길이 전체에 걸쳐 매끄러운 도 12의 단면 곡선(Sb)에서 볼 수 있다.
베이스 표면을 정의하기 위해 선택된 수학적 함수에 무관하게, 본 발명의 범위 내의 다른 속성은 나선형 그리드에 따라 획정되는 표면의 부분들의 의도적인 종방향의 나선형 쉬프트인데, 그 결과로 얻어지는 프로파일은 도 6, 도 7a, 및 도 7b에 나타낸 방식이며, 스텝들 사이의 전이는 매끄럽고 광학적으로 기능성이 될 수 있어, 베이스 프로파일에 의해 이미 실행된 것들에 추가 파워를 부여할 수 있다. 전이 함수는 선형 함수, 또는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 기술되는 연속 함수를 따를 수 있으나, 바람직하게는 매끄러운 절두 정현파 함수에 의해 정의된다. 이 전이는 나선형 트랙들의 반경방향 치수의 백분율을 사용하며 베이스 표면의 광 파워 이외의 다른 광 파워를 렌즈에 부여하도록 설계된다. 전이의 백분율은 나선형 트랙 폭의 0% 내지 100%까지 변할 수 있는데, 0%는 갑작스런 전이를 의미하는 반면 100%는 가장 매끄러운 전이를 발생시킨다. 파워 변화는 선택된 함수, 전이 폭, 및 쉬프트 높이에 종속적이다. 이 매끄러운 스텝형 쉬프트는 갑작스런 스텝들에 의해 초래되는 유해한 회절 효과 없이 나선형 패턴의 이점들을 추가 파워 유도에 결합한다. 하나의 트랙 내의 스텝의 진폭은 나선형 트랙 전체에 걸쳐 동일할 수도 있고 트랙을 따라 변할 수도 있다. 또한, 연속된 트랙들에서의 스텝의 진폭은 동일할 필요는 없다. 게다가, 마이크로렌즈들, 주기 함수들, 및 기타 2차 함수는 나선형 그리드에 의해 획정되는 트랙들을 따라 구현될 수 있다. 종방향 축 쉬프트의 최소 진폭은 보통 100nm 이상의 값을 갖는 선반의 수직 분해능으로 제한된다. 인공수정체에서, 쉬프트 진폭은 1mm를 초과하지 않을 것으로 예상된다.
전술한 모든 토폴로지 요소는 다이아몬드 선삭, 주조, 핫 스탬핑, 사출 성형, 또는 리소그래피 패턴 에칭을 기반으로 안과 업계에서 이미 널리 사용되고 있는 제조 방법들에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 펨토초 레이저에 의한 RIS(Refractive-Index Shaping: 굴절률 성형)와 같은 최첨단 방법들이 LIRIC(Laser Induced Refractive Index Change: 레이저 유도 굴절률 변화)의 영역에서 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화를 발생시키는 데 이용될 수도 있다. 피처들 대부분은 렌즈 광축에 대해 회전 비대칭이기 때문에, 선삭을 하고자 하면 비대칭 기능을 갖춘 선반이 필요하다. 설계되는 최소 피처 치수들은 제조 공정에 사용되는 각 장비 또는 장비 조합의 특정 정밀도에 종속적이다.
재료와 관련해서는, 앞서 언급한 모든 요소는 PMMA, 콜라머, 마크로머, 하이드로겔, 및 아크릴레이트를 포함하는 메타크릴레이트 기반 및 실리콘 재료들과 같은 강성 또는 폴더블, 소수성 또는 친수성인 안과 업계에서 이미 이용되고 있는 표준 재료들 중 임의의 것을 사용하여 용이하게 제조될 수 있다. 안과 이외의 용도에서, 본 명세서에 제안된 렌즈들은 보다 폭넓은 범위의 폴리머와 유리를 모두 이용할 수 있다.
발명의 바람직한 실시예의 설명
본 명세서에 제시된 실시예들은 제한으로 기능하기보다는 오히려 본 발명의 특징들을 예시하기 위한 것이다.
실시예 1
바람직한 일 실시예는 연속적으로 쉬프트된 파티션들 사이에 매끄러운 전이를 갖는 나선형 방식의 스텝형 패턴에 의해 리모델링된 비구면 전면을 기초로 한 확대 초점 심도의 인공수정체를 목표로 하는데, 이는 원거리로부터 근거리까지 굴절력 변화를 발생시켜, 상이한 동공 크기들에 맞춤화된 콘트라스트 성능을 촉진한다.
도 7a는 비구면 후면(40)과 렌즈 광축(14)을 중심으로 스텝형 나선형 패턴으로 설계된 전면(20)을 갖는 인공수정체(10)를 나타낸다. 전면은 2개의 병치된 아르키메데스 나선형 트랙(12a 및 12b)에 의해 획정되는 그리드로 매핑되며, 각각의 나선은 2개의 완전한 사이클(선회 수)을 포함한다. 전면은 나선형 그리드로 구분된 그 파티션들이 인접한 트랙들의 파티션들에 대해 축 방향으로 쉬프트되어 나선형 구조를 형성하는 베이스 비구면의 팝업 버전(pop-up version)이다. 게다가, 인접한 나선형 트랙들 사이에 갑작스런 스텝들을 회피하고 원하는 굴절력 변화를 제공하기 위해, 수학식 14로 나타낸 바와 같이 정현파 함수의 불완전한 주기에 의해 전이 영역이 정의되어, 매끄러운 표면 변화를 보장한다. 도 6은 전술한 바와 같이 수정된 전방 비구면의 일 단면을 보여준다. 전이들(transitions)은 52와 54로 라벨링되어 있는데, 각각 나선형 트랙 12a로부터 12b로의 전이, 및 나선형 트랙 12b로부터 12a로의 전이를 나타낸다. 스텝 높이들은 h1a 내지 h1d 및 h2a 내지 h2d로 표시된다. 동일한 단면에서, 주어진 트랙의 전이 프로파일은 각각의 나선형 트랙과 그 반경에 따라 52a 내지 52d 및 54a 내지 54d로 표시된다. 전이 폭은 그 전이되는 트랙의 일부를 차지한다. 이 실시예에서, 트랙(12a) 상의 스텝(54a 내지 54d)의 전이는 트랙(12b) 상의 전이 스텝(52a 내지 52d)의 전이보다 더 넓다. 스텝(54a 내지 54d)의 전이는 나선형 트랙 폭의 70%를 차지하는 반면, 전이(52a 내지 52d)는 나선형 트랙 폭의 35%만을 차지한다.
이 실시예에서, 전이 함수는 수학식 14로 정의된다.
여기서 hn(θ)은 트랙 n으로부터 n+1로의 전이에서 스텝의 진폭으로, 상수일 수 있으며 0보다 크고 1mm보다 작으며, α는 전이에 사용되는 폭의 백분율과 관련된 0 내지 1의 범위의 값이며 수학식 15에 따라 정현파 함수를 잘라낸다.
여기서 rint와 rext는 반경 위치에서 나선형 트랙의 내부 및 외부 한계이며, P(θ)는 전이에 사용되는 트랙 폭의 백분율로서, 나선형 트랙 폭의 0 내지 100%까지 변할 수 있으며, r은 전이 영역으로 제한된다. 3mm의 반경을 갖는 인공수정체의 경우, 파라미터 rint는 0 내지 2.97mm까지 변하고, rext는 0.03mm 내지 3.0mm의 범위이다.
쉬프트된 높이들은 특정 나선형 트랙과 그 인접한 트랙 사이에서 일정하다. 이 패턴은 0.55mm의 반경을 갖는 중앙 영역(22)의 에지로부터 렌즈의 경계까지 연장된다. 도 6의 프로파일 뷰에서 알 수 있듯이, 나선형 트랙들(12a 및 12b) 사이의 높이들(h1a 내지 h1d)은 나선형 트랙들(12b 및 12a) 사이에서의 전이와 관련하여 h2a 내지 h2d에 대해 정의된 높이의 절반인 상수 값을 갖는다. 중앙 영역(22)으로부터 나선형으로 이어지는 각 트랙의 첫 번째 선회의 첫 180도에서 렌즈 표면의 갑작스런 변화를 회피하기 위해, 거기서 쉬프트된 높이는 0으로부터 나선형 트랙들 사이에 고정된 대응하는 정의된 값까지 연속 함수를 따라 변한다.
도 7b에서는, 2개의 상이한 전이 영역을 갖는 스텝형 아르키메데스 나선을 갖는 전체적인 결과를 인지할 수 있다. 나선형 스텝들은 광 구역 전체에 걸쳐 동일한 폭을 갖지만, 전이 영역들의 중첩은 표면을 수정하므로, 상이한 폭들의 4개의 트랙을 갖는 아르키메데스 나선인 것처럼 보이게 된다.
종방향 축 쉬프트의 최소 진폭은 보통 약 100nm인 선반의 수직 분해능으로 제한된다. 인공수정체에서, 쉬프트 진폭은 1mm를 초과하지 않을 것으로 예상된다. 쉬프트된 전이는 도 7a에 나타낸 바와 같이 중앙 영역(22)으로부터 렌즈의 경계까지 바깥쪽으로 연장될 수 있거나, 렌즈 직경보다 작은 사전 정의된 원에 의해 제한될 수 있다. 하나의 나선형 트랙에서 쉬프트되는 높이는 고정될 수도 있고, 갑작스런 전이들과 회절 효과들을 회피하기 위해 연속 함수를 따라 방위각과 반경 위치에 종속적일 수도 있다. 이 연속 함수는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식으로 기술될 수 있다.
이 전이는 방위각(θ)에 종속적일 수 있는 나선형 트랙들의 반경방향 치수의 백분율을 사용하며 베이스 표면의 광 파워 이외의 다른 광 파워를 렌즈에 부여하도록 설계된다. 전이의 백분율은 나선형 트랙의 0% 내지 100%까지 변할 수 있는데, 0%는 갑작스런 전이를 의미하는 반면 100%는 가장 매끄러운 전이를 발생시킨다.
전이 영역은 기준 파워에 대해 양 또는 음일 수 있는 추가 파워를 베이스 렌즈에 부여한다. 스텝형 패턴은 전면, 후면, 또는 두 표면 모두, 또는 심지어는 렌즈 몸체 내부에도 전개될 수 있다.
선회 수(number of turns)는 (방위각(θ)이 2π 내지 400π 라디안까지 변함에 따라) 1 내지 200의 범위에 있다. 또한, 나선형 패턴은 수학식 2 내지 8로 정의된 패턴들 중 어느 하나를 따를 수 있다. 원형 중앙 영역 - 이로부터 나선형 패턴이 경계로 전개됨 - 의 반경은 반경이 3mm인 인공수정체에서 0mm 내지 2.97mm까지 변할 수 있다. 나선형 패턴 상의 트랙의 개수는 고정되지 않고 1 내지 200까지 달라질 수 있다.
본 실시예의 변형은 앞서 언급한 실시예의 모든 특징을 포함하고, 방위각 및 반경 방향의 주기 함수가 스텝형 패턴의 동일한 나선형 트랙들 상의 렌즈 표면 또는 그 자체의 나선형 트랙을 따르는 렌즈 표면에 부여될 수 있다. 주기적인 변화의 주파수, 진폭, 위상, 및 듀티 사이클은 트랙마다 상이할 수 있다. 주기 함수는 임의의 연속 함수, 예를 들면, 정현파 패턴 또는 보다 일반적으로는 푸리에 급수로 기술되는 함수일 수 있다. 주기성과 진폭도 동일한 나선형 트랙에서 변할 수 있다. 굴절력 변화는 베이스 렌즈의 기준 광 파워에 대해 양 또는 음일 수 있다. 나선형 트랙들에 따른 주기적인 변화는 렌즈 표면이 매끄럽게 유지되도록 바람직하게 삽입된다. 보다 일반적인 주기 함수의 최대값과 최소값은 베이스 렌즈의 광축에 평행하거나 베이스 렌즈 표면의 각 국소 위치에 수직인 방향 이외의 방향으로 정렬될 수도 있다.
나선형 트랙을 따르는 주기 함수는 수학식 9로 기술된 바와 같이 정현파 패턴으로 정의될 수 있다. 직경이 6mm인 인공수정체에서, 진폭 값 A는 -20㎛ 내지 20㎛ 범위이지만 바람직하게는 -3㎛ 내지 3㎛의 범위인 양수 또는 음수일 수 있다. 주파수(f)는 일정할 수도 있고, 1 사이클/선회(turn) 내지 100 사이클/선회의 범위에서 방위각에 따라 달라질 수도 있다. 위상(φ)은 0 내지 2π 라디안까지 변할 수 있으며, 방위각(θ)은 2π 내지 200π 라디안(또는 1 내지 100회의 선회) 범위에서 변할 수 있다. 파라미터 rint는 0 내지 2.97mm까지 변하고, rext는 0.03mm 내지 3.0mm의 범위에 있다.
이전 실시예의 다른 변형은 앞서 언급한 모든 특징을 포함하며, 나선형 트랙들 상에 배치되거나 상이한 포맷, 트랙 개수, 및 선회 수를 가질 수 있는 상이한 나선을 따르는 마이크로렌즈들도 갖는다. 마이크로렌즈들은 트랙들을 따라 성기게 또는 인접하여 분포될 수 있을 뿐만 아니라, 트랙들을 따라 상이한 굴절력들을 가질 수도 있다. 마이크로렌즈들은 구면, 비구면, 다중 비구면, 원환체, 정현파일 수 있거나, 심지어는 제르니케 다항식 또는 Q 다항식 항들의 가중 합으로 기술될 수도 있다. 각각의 마이크로렌즈는 회절 광학 요소로, 예를 들면, 프레넬 렌즈로 구현될 수도 있다. 이는 볼록하거나 오목한 성질을 가질 수도 있고, 베이스 렌즈와 동일한 재질 또는 굴절률로 제작될 수도 있고, 상이한 재질이나 굴절률로 제작될 수도 있다. 마이크로렌즈들의 프로파일은 마이크로렌즈와 베이스 표면 사이 또는 마이크로렌즈들 사이의 매끄러운 전이를 보장하여, 각 마이크로렌즈에 의한 유해한 회절 또는 양성 이상광시증 효과를 회피하기 위해, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식 또는 라그랑주 다항식, 제르니케 다항식, 자이델 다항식, Q 다항식, 또는 놀 다항식과 같은 다른 함수에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 변조될 수 있다. 코마 및 구면 수차와 같은, 제르니케 다항식, 자이델 다항식, Q 다항식, 또는 놀 다항식으로 기술되는 적절한 정도의 몇몇 수차 유형이 그 초점 심도를 확대하기 위해 마이크로렌즈들에 의도적으로 추가될 수 있다. 마이크로렌즈들의 광축들은 인공수정체의 광축과 평행할 수 있거나, 마이크로렌즈들이 위치된 표면의 위치들에 수직일 수도 있다. 하지만, 맞춤화된 초점 성능을 효과적으로 부여하기 위해, 그 가장 적합한 각도로 독립적으로 기울어져야 한다.
각 마이크로렌즈의 표면은 비구면(수학식 10)과 동일한 수학식으로 기술될 수 있다. 마이크로렌즈의 직경은 선반의 최소 수평 분해능(보통 300nm 이상)에 종속적이다. 바람직하게는, 마이크로렌즈들의 직경은 그 삽입되는 나선형 트랙과 동일한 폭을 갖게 되는데, 이는 보통 약 50㎛(회절 렌즈들의 전형적인 키노폼 베이스 폭과 일치)이다. 마이크로렌즈의 개수는 이론상으로는 제한되지 않으며, 측방향 중첩을 고려하면 나선형 트랙당 적어도 2개의 마이크로렌즈 내지 무한대에 이르는 범위일 수 있다. 하지만, 여전히 분해 가능한 인접 마이크로렌즈들을 이루는 측방향 중첩의 양은 사용되는 제조 툴의 측방향 정확도와 형태 정확도에 종속적이다. 인접하여 분포된 마이크로렌즈들의 베이스들이 서로 접하며 그 직경이 마이크로렌즈들이 구현된 나선형 트랙의 폭과 일치하면, 3mm의 반경 및 아르키메데스 나선으로 정의된 2개의 트랙을 갖는 인공수정체의 경우에 최대 선회 수에 대해 마이크로렌즈의 최대 개수를 얻을 수 있다. 하나의 트랙 상에서 이러한 방식의 마이크로렌즈의 최대 개수는 나선형 트랙의 중심의 길이 대 나선형 트랙의 폭의 비로 계산된다. 최대 선회 수는 (나선형 트랙들이 베이스 렌즈의 중심에서 시작한다고 가정하면) 베이스 렌즈의 직경과 나선형 트랙의 최소 폭 aMIN·π에 종속적이다. 선회 수는 나선 길이의 계산에서 고려되는 최대 각도를 결정한다. 따라서, 50㎛의 직경, 6mm의 베이스 렌즈의 직경, 및 최대 선회 수가 30인 마이크로렌즈의 경우, 2개의 나선형 트랙을 고려한 마이크로렌즈의 최개 개수는 11,256개(일만 천이백오십육 개)이다.
전방 및 후방 베이스 렌즈 표면은 다중 비구면으로 정의될 수 있는데, 이는 난시 보상을 위한 원환체 컴포넌트도 고려할 수 있다. 이들 경우 중 어느 것이라도 앞서 설명한 바와 같이 나선형 트랙들을 따라 마이크로렌즈들 또는 주기적인 파워 변화들을 가질 수도 있다.
바이너리 또는 멀티레벨의 프레넬 및 회절 광학 요소들(diffractive optical elements: DOE)과 같은 회절 토폴로지에 의해 이전 실시예들에 파워 수정도 추가될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다수의 변형은 상이한 초점 및 이미지 콘트라스트 성능들을 위한 렌즈들을 설계하는 데 사용될 수 있는데, 여기서 타겟은 다초점, 향상된 단초점, 확대 초점 심도의 렌즈, 또는 심지어는 그 특징적인 타겟 성능이 동공 직경에 따라 변하는 렌즈일 수도 있다.
실시예 2
확대 초점 심도의 렌즈를 목표로 하는 다른 바람직한 실시예는 상이한 동공 크기들에 맞춤화된 콘트라스트 성능을 촉진하는 다중 비구면 전면의 아르키메데스 나선의 두 트랙을 따라 배치된 마이크로렌즈들을 기반으로 한다.
도 8은 광축(14)을 중심으로 배치된 전면(20)과 후면(40), 및 두 표면을 연결하는 원통체(30)에 의해 형성된 인공수정체(10)를 도시한다. 전면(20)의 기본 토폴로지는 다중 비구면인데, 각각의 비구면 영역은 수학식 12에 따른 형상을 따르며, 후면은 단일 원뿔 상수를 갖는 종래의 비구면이다. 전면(20)에는 2개의 완전한 사이클을 포함하는 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24)이 획정되며, 이들을 따라 마이크로렌즈들(26)이 분포되어 있다. 전면(20)은 중앙 영역(22) - 그 외측 에지로부터 나선형 트랙들(24)이 바깥쪽으로 전개됨 - 을 갖는 다중 비구면 베이스로서 설계된다. 베이스 렌즈의 기준 굴절력은 전면(20)과 후면(40)의 곡률, 재료의 굴절률, 및 렌즈의 중앙 두께에 종속적이다.
원거리(0D) 내지 중거리(렌즈 기준면에서 약 2D)의 초점 심도는 수학식 12에 따라 다중 비구면 베이스 표면의 비구면도 변화에 의해 제공된다. 도 9에 도시된 마이크로렌즈들(26a 및 26b)은 각각의 나선형 트랙(24a 및 24b)이 렌즈 기준면에서 2D 내지 3.5D 범위의 중거리 초점 내지 근거리 초점의 상이한 초점 거리에 대해 설계되도록 상이한 추가 파워들로 기여한다. 두 나선형 트랙(24a 및 24b) 모두는 마이크로렌즈들(26a 및 26b)의 베이스 직경에 대응하는 동일한 폭(d)을 갖는다. 나선형 트랙(24a)을 따르는 마이크로렌즈들(26a)은 나선형 트랙이 렌즈의 중앙 영역으로부터 주변부로 전개됨에 따라 더 이격된다. 나선형 트랙들 상에 배치되는 마이크로렌즈(26)의 개수는 중앙 영역(22), 외부 기준 원(28), 및 마이크로렌즈들의 직경에 의해 제한된다. 나선형 트랙(24b)을 따르는 마이크로렌즈들(26b)은 나선형 트랙(24a)의 마이크로렌즈들과 동일한 방식으로 분포된다. 각각의 나선형 트랙(24)을 따른 분포는 렌즈의 중심을 통과하는 임의의 경선에 대해 대칭이므로, 동공이 커짐에 따라, 주어진 경선(50)을 따라 하나의 나선형 트랙의 마이크로렌즈들에 의해 촉진되는 추가 파워는 다른 나선형 트랙의 마이크로렌즈들에 의해 부여된다.
동일한 나선형 트랙 또는 상이한 트랙들 상의 마이크로렌즈들(26)의 추가 파워는 동일할 필요가 없다. 하나의 트랙 내의 각각의 마이크로렌즈(26)의 추가 파워는 나선형 트랙을 따라 임의의 방식으로 달라질 수 있다. 2개의 인접한 마이크로렌즈(26)는 원하는 경우 접할 수 있으며 심지어는 중첩될 수도 있다. 게다가, 주어진 나선형 트랙을 따른 2개의 연속적인 마이크로렌즈(26) 사이의 거리는 일정할 필요가 없다.
나선형 패턴의 사이클 수는 변할 수 있으므로 1 내지 100의 범위이지만 바람직하게는 1 내지 60의 범위이며, 최대 개수는 의도하는 마이크로렌즈들(26)의 베이스의 제조 가능한 최소 직경(d)에 의해 제한되는데, 이는 사용되는 제조 공정의 최소 피처 정밀도와 반복성에 종속적이다. 마이크로렌즈들(26)은 트랙들을 따라 성기게 또는 인접하여 분포될 수 있을 뿐만 아니라, 트랙들을 따라 상이한 굴절력들을 가질 수도 있다. 마이크로렌즈들은 단순 비구면, 구면, 다중 비구면, 원환체, 정현파일 수 있거나, 심지어는 제르니케 다항식 또는 Q 다항식 항들의 가중 합으로 기술될 수도 있다. 각각의 마이크로렌즈는 회절 광학 요소로, 예를 들면, 프레넬 렌즈로 구현될 수도 있다. 각각의 마이크로렌즈는 볼록하거나 오목한 성질을 가질 수도 있고, 베이스 렌즈와 동일한 재질 또는 굴절률로 제작될 수도 있고, 상이한 재질이나 굴절률로 제작될 수도 있다. 마이크로렌즈들(26)의 프로파일은 마이크로렌즈와 베이스 표면 사이 또는 마이크로렌즈들 사이의 매끄러운 전이를 보장하여, 각 마이크로렌즈(26)에 의한 유해한 회절 또는 양성 이상광시증 효과를 회피하기 위해, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식 또는 라그랑주 다항식, 제르니케 다항식, 자이델 다항식, Q 다항식, 또는 놀 다항식과 같은 다른 함수에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 변조될 수 있다. 제르니케 다항식, 자이델 다항식, Q 다항식, 또는 놀 다항식으로 기술되는 적절한 정도의 몇몇 수차 유형이 그 초점 심도를 확대하기 위해 마이크로렌즈들(26)에 의도적으로 추가될 수 있다. 마이크로렌즈들(26)의 광축들은 인공수정체의 광축과 평행할 수 있거나, 마이크로렌즈들이 위치된 표면의 위치들에 수직일 수도 있다. 하지만, 맞춤화된 초점 성능을 효과적으로 부여하기 위해, 그 가장 적합한 각도로 독립적으로 기울어져야 한다.
선회 수는 (방위각(θ)이 2π 내지 200π 라디안까지 변함에 따라) 1 내지 100의 범위에 있다. 또한, 나선형 패턴은 수학식 2 내지 8로 정의된 패턴들 중 어느 하나를 따를 수 있다. 원형 중앙 영역 - 이로부터 나선형 패턴이 경계로 전개됨 - 의 반경은 반경이 3mm인 인공수정체에서 0mm 내지 2.97mm까지 변할 수 있다. 나선형 패턴 상의 트랙의 개수는 고정되지 않고 1 내지 100까지 달라질 수 있다.
수정된 다중 비구면 베이스 렌즈와 마이크로렌즈들은 렌즈의 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 구현될 수 있다. 또한, 난시를 교정하기 위해 렌즈의 전면 또는 후면은 원환체 컴포넌트를 고려할 수 있다.
다중 비구면 베이스 표면의 사전 정의된 비구면도 값의 개수는 고정되어 있지 않으므로, 그 사이의 세그먼트의 개수도 고정되어 있지 않다. 선택된 세그먼트의 개수가 많을수록, 상이한 동공 크기들에 맞춤화된 콘트라스트 성능의 조정이 더 잘 될 수 있다. 다중 비구면 베이스 렌즈는 수학식 10, 11, 및 12를 따를 수 있지만, 바람직하게는 렌즈 표면에 걸쳐 매끄러운 전이들을 발생시키는 수학식 12로 기술된다. 반경이 3mm인 인공수정체에서, 원뿔 값들은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수일 수 있다.
반경 세그먼트들 내에서 정의되는 가변 비구면 함수들의 사용은 상이한 동공 크기들에 대한 높은 콘트라스트의 이미지들과 바람직하게는 원거리 내지 중거리 시력까지 확대되지만 기타 적절한 범위도 커버할 수 있는 초점 범위를 모두 갖는 렌즈의 설계를 가능하게 한다.
다중 비구면 베이스 표면에 결합된 디자인에의 나선형 트랙들에 따른 마이크로렌즈들의 추가 전개는 향상된 초점 성능을 상이한 동공 크기들에 커스터마니즈 가능한 근거리 시력으로 확대한다. 이들 두 전략은 복수의 설계 파라미터를 제공하고, 그 복합 효과는 확대 초점 심도를 갖는 렌즈들이 되게 하는데, 여기서 시력은 확대된 시력 범위와 동공 개구부들 전체에 걸쳐 거의 일정하도록 또는 상이한 동공 크기들에 대해 특정 거리들을 우선시하도록 설계될 수 있다.
다른 실시예에서는, 나선형 트랙들을 따르는 방위각 및 반경 방향의 주기 함수가 렌즈의 다중 비구면 베이스 표면에 부여될 수 있다. 확대 초점 심도는 두 구조의 조합에 의해 촉진된다. 주기적인 변화의 주파수, 진폭, 위상, 및 듀티 사이클은 트랙마다 상이할 수 있다. 주기 함수는 임의의 연속 함수, 예를 들면, 정현파 패턴 또는 보다 일반적으로는 푸리에 급수로 기술되는 함수일 수 있다. 주기성과 진폭도 동일한 나선형 트랙에서 변할 수 있다. 굴절력 변화는 베이스 렌즈의 기준 광 파워에 대해 양 또는 음일 수 있다. 나선형 트랙들에 따른 주기적인 변화는 렌즈 표면이 매끄럽게 유지되도록 바람직하게 삽입된다. 보다 일반적인 주기 함수의 최대값과 최소값은 베이스 렌즈의 광축에 평행하거나 베이스 렌즈 표면의 각 국소 위치에 수직인 방향 이외의 방향으로 정렬될 수도 있다. 본 실시예는 동일한 나선형 트랙을 따라서 또는 그 자체의 나선형 방식으로 배치된 마이크로렌즈들을 가질 수도 있다.
나선형 트랙을 따르는 주기 함수는 수학식 9로 기술된 바와 같이 정현파 패턴으로 정의될 수 있다. 직경이 6mm인 인공수정체에서, 진폭 값 A는 -20㎛ 내지 20㎛ 범위이지만 바람직하게는 -3㎛ 내지 3㎛의 범위인 양수 또는 음수일 수 있다. 주파수(f)는 일정할 수도 있고, 1 사이클/선회(turn) 내지 100 사이클/선회의 범위에서 방위각에 따라 달라질 수도 있다. 위상(φ)은 0 내지 2π 라디안까지 변할 수 있으며, 방위각(θ)은 2π 내지 200π 라디안(또는 1 내지 100회의 선회) 범위에서 변할 수 있다. 파라미터 rint는 0 내지 2.97mm까지 변하고, rext는 0.03mm 내지 3.0mm의 범위에 있다.
나선형 패턴은 수학식 2 내지 8로 정의된 패턴들 중 어느 하나를 따를 수 있다. 원형 중앙 영역 - 이로부터 나선형 패턴이 경계로 전개됨 - 의 반경은 반경이 3mm인 인공수정체에서 0mm 내지 2.97mm까지 변할 수 있다. 나선형 패턴 상의 트랙의 개수는 고정되지 않고 1 내지 100까지 달라질 수 있다.
바이너리 또는 멀티레벨의 프레넬 및 회절 광학 요소들(DOE)과 같은 회절 토폴로지에 의해 이전 실시예들에 파워 수정도 추가될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다수의 변형은 상이한 초점 및 이미지 콘트라스트 성능들을 위한 렌즈들을 설계하는 데 사용될 수 있는데, 여기서 타겟은 다초점, 향상된 단초점, 확대 초점 심도의 렌즈, 또는 심지어는 그 특징적인 타겟 성능이 동공 직경에 따라 변하는 렌즈일 수도 있다.
실시예 3
다른 바람직한 실시예는 원거리 내지 근거리 초점의 범위의 굴절력을 갖는 상이한 동공 크기들에 맞춤화된 콘트라스트 성능을 갖는 확대 초점 심도의 렌즈를 목표로 하는데, 여기서 마이크로렌즈들은 비구면 전면 위에 획정된 4개의 아르키메데스 나선형 트랙을 따라 배치된다. 후면은 비구면이다.
도 1은 4개의 나선형 트랙(24), 중앙 비구면 영역(22), 및 렌즈의 외측 물리적 치수보다 작은 외측 원형 경계(28)를 갖는 표면을 도시한다. 이 실시예에서, 마이크로렌즈들은 중앙 영역과 외측 영역 사이로 제한되며 대칭적으로 분포되고 각 트랙을 따라 균등하게 이격된다. 이는 그 광 파워에 무관하게 렌즈가 90도 회전되면 마이크로렌즈들이 그 위치가 같아지도록 배치됨을 의미한다. 마이크로렌즈들의 추가 파워들은 베이스 렌즈의 파워 범위에 기여하여 초점 심도를 원거리로부터 근거리로 확대하도록 정의된다. 마이크로렌즈들 사이의 거리와 그 파워 분포는 상이한 동공 개구들에 대한 이미지 콘트라스트의 조정을 가능하게 한다.
나선형 트랙의 개수, 선회 수, 및 마이크로렌즈의 개수는 고정되어 있지 않으며, 추가 파워 분포와 마이크로렌즈들의 위치들도 고정되어 있지 않다. 또한, 나선형 패턴은 수학식 2 내지 8로 정의된 패턴들 중 어느 하나를 따를 수 있다.
선회 수는 (방위각(θ)이 2π 내지 200π 라디안까지 변함에 따라) 1 내지 100의 범위에 있다. 바람직하게는, 선회 수는 직경이 50㎛인 마이크로렌즈들과 하나의 트랙의 아르키메데스 나선에 대해 6.0mm의 직경을 갖는 베이스 렌즈에 대해 60 선회(60 turns)의 최대값을 갖는다. 이들 치수는 마이크로렌즈의 최개 개수가 11,256개(일만 천이백오십육 개)가 되게 한다. 나선형 패턴 상의 트랙의 개수는 고정되지 않고 1 내지 100까지 달라질 수 있다. 그 통합된 추가 굴절력은 0 내지 6.0D의 범위이다. 마이크로렌즈들의 위치들은 베이스 렌즈의 유한 치수들(전형적으로는 6.0mm)을 고려하면 나선형 트랙들의 길이와 폭에 종속적이다.
마이크로렌즈들은 구면, 비구면, 다중 비구면, 원환체, 정현파일 수 있거나, 심지어는 제르니케 다항식 또는 Q 다항식 항들의 가중 합으로 기술될 수도 있다. 각각의 마이크로렌즈는 회절 광학 요소로, 예를 들면, 프레넬 렌즈로 구현될 수도 있다. 이는 볼록하거나 오목한 성질을 가질 수도 있고, 베이스 렌즈와 동일한 재질 또는 굴절률로 제작될 수도 있고, 상이한 재질이나 굴절률로 제작될 수도 있다. 마이크로렌즈들의 프로파일은 마이크로렌즈와 베이스 표면 사이 또는 마이크로렌즈들 사이의 매끄러운 전이를 보장하여, 각 마이크로렌즈에 의한 유해한 회절 또는 양성 이상광시증 효과를 회피하기 위해, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식 또는 라그랑주 다항식, 제르니케 다항식, 자이델 다항식, Q 다항식, 또는 놀 다항식과 같은 다른 함수에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 변조될 수 있다. 코마 및 구면 수차와 같은, 제르니케 다항식, 자이델 다항식, Q 다항식, 또는 놀 다항식으로 기술되는 적절한 정도의 몇몇 수차 유형이 그 초점 심도를 확대하기 위해 마이크로렌즈들에 의도적으로 추가될 수 있다. 마이크로렌즈들의 광축들은 인공수정체의 광축과 평행할 수 있거나, 마이크로렌즈들이 위치된 표면의 위치들에 수직일 수도 있다. 하지만, 맞춤화된 초점 성능을 효과적으로 부여하기 위해, 그 가장 적합한 각도로 독립적으로 기울어져야 한다.
도 1에 존재하는 외측 영역(28)과 내측 영역(22)도 상이한 동공 크기들에서 원하는 콘트라스트 성능을 달성하기 위해 필요에 따라 달라질 수 있다. 아르키메데스 나선형 모델을 사용하면, 마이크로렌즈들의 직경은 고정된다. 다른 유형의 나선형 트랙이 예를 들어, 도 3에 도시된 로그 나선으로 사용되는 경우, 주어진 마이크로렌즈의 직경은 트랙 폭으로 정의되는 경우 나선형 트랙 폭이 방위각에 따라 증가하므로 렌즈 표면 상의 그 위치에 종속적이다.
이전 실시예의 다른 변형은 (도 10에 도시된) 앞서 언급한 모든 특징을 포함하며 또한 확대 초점 심도의 렌즈를 목표로 한다. 인공수정체(10)는 광축(14)을 중심으로 배치된 전방 비구면 베이스 표면(20)과 후방 비구면(40), 및 두 표면을 연결하는 원통체(30)에 의해 형성된다. 전면(20)은 원형 중앙 영역(22)을 갖는데, 그 외측 에지로부터 2개의 아르키메데스 나선형 트랙(24) - 각 트랙은 2개의 완전한 사이클을 고려함 - 이 바깥쪽으로 전개된다. 나선형 트랙들(24)을 따라, 수학식 9에 정의된 바와 같이 반경 및 방위각 방향 모두로 정현파 주기 함수(64)에 의해 베이스 렌즈 표면에 양 및 음의 파워 변화가 도입된다. 이는 베이스 표면 상에서의 매끄러운 전이를 보장한다. 방위각에 따른 나선형 트랙(24a)을 따른 진동 주파수는 나선형 트랙(24b) 상에서의 진동 주파수의 2배이다. 두 나선형 트랙(24)의 주기 함수들(64)은 동일한 진폭과 위상을 갖는다. 주기 함수들(64)의 최대값과 최소값은 광축(14)과 동일한 방향을 갖는다.
이전 실시예의 추가 변형들에서, 주기적인 변화(64)의 주파수, 진폭, 위상, 및 듀티 사이클은 트랙마다 상이할 수 있다. 예를 들어, 주기성, 즉 주파수는 바람직하게는 1 사이클/선회 내지 100 사이클/선회의 범위이고, 위상은 0 내지 2π 라디안의 범위이며, 진폭은 선반의 수직 분해능(전형적으로는 100nm)에 종속적이다.
주기 함수는 정현파 이외의 연속 함수, 예를 들면, 푸리에 급수로 기술되는 함수일 수 있다. 주기성과 진폭도 동일한 나선형 트랙(24)에서 달라질 수 있다. 굴절력 변화는 베이스 렌즈의 기준 광 파워에 대해 양 또는 음일 수 있다. 나선형 트랙들(24)을 따라서의 주기적인 변화(64)는 바람직하게는 렌즈 표면이 매끄럽게 유지되도록 삽입된다. 보다 일반적인 주기 함수의 최대값과 최소값은 베이스 렌즈의 광축에 평행하거나 베이스 렌즈 표면의 각 국소 위치에 수직인 방향 이외의 방향으로 정렬될 수도 있다.
이전 실시예의 다른 변형은 나선형 트랙을 따라 유사한 주기 함수 변화를 포함하지만 마이크로렌즈들 - 주기 함수의 동일한 트랙들을 따라 분포되거나 그 자체의 나선형 모델을 가질 수 있음 - 도 전개하는 앞서 언급한 모든 특징을 포함한다. 어느 경우이든, 마이크로렌즈들과 주기 함수는 중첩될 수 있다.
이전 실시예의 다른 변형은 방위각에 기초한 파워 변화를 갖는 다중 비구면 렌즈 표면을 포함하는 앞서 언급한 모든 특징을 포함하며, 반경방향의 주기적인 변화는 렌즈 광축을 중심으로 스텝형 나선형 패턴으로 설계될 수 있으며, 쉬프트된 점들 사이에는 매끄러운 전이가 있다.
바이너리 또는 멀티레벨의 프레넬 및 회절 광학 요소들(DOE)과 같은 회절 토폴로지에 의해 이전 실시예들에 파워 수정도 추가될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다수의 변형은 상이한 초점 및 이미지 콘트라스트 성능들을 위한 렌즈들을 설계하는 데 사용될 수 있는데, 여기서 타겟은 다초점, 향상된 단초점, 확대 초점 심도의 렌즈, 또는 심지어는 그 특징적인 타겟 성능이 동공 직경에 따라 변하는 렌즈일 수도 있다.
마이크로렌즈들, 방위각 및 반경방향 변화를 갖는 주기 함수들, 쉬프트된 나선형 표면들 사이의 매끄러운 전이들, 또는 이들의 조합을 기반으로 하든지 간에, 나선형 트랙들에 따른 추가 파워 변화의 이용은 상이한 동공 크기들에 맞춤화된 망막 이미지 상의 원하는 콘트라스트 또는 그 각각의 기능 프로파일들에 따른 특정 환자 계층들의 시각적 니즈를 달성하도록 조정되는 다수의 파라미터를 제공한다.
모든 실시예는 본 명세서에서 언급되지 않더라도 임의의 유형의 햅틱스(haptics)를 포함할 수 있다.
ΦIOL: 베이스 렌즈의 굴절력
nIOL: 인공수정체의 굴절률
naq: 방수의 굴절률 nvit: 유리체액의 굴절률
Rant: 전면의 곡률 반경 Rpos: 후면의 곡률 반경
tIOL: 인공수정체의 중심 두께 r: 반경 위치 좌표
θ: 방위각 좌표
a: 주어진 나선형 트랙의 두께와 관련된 파라미터
b: 주어진 나선형 트랙의 반경방향 시작점과 관련된 파라미터
β: 임의의 유형의 나선의 방위각 진행 속도와 관련된 파라미터
zspiral: 나선형 그리드를 따르는 정현파 함수
A: 진폭 f: 주파수
ф: 위상
rint: 주어진 나선형 트랙의 내부 반경 경계
rext: 주어진 나선형 트랙의 외부 반경 경계
Z(r): 반경 좌표의 함수로서 렌즈 또는 마이크로렌즈 프로파일을 정의하는 함수
c: 렌즈 또는 마이크로렌즈의 주어진 표면의 곡률 반경과 관련된 곡률
k(r): 반경 좌표의 함수로서 비구면도(원뿔 값)를 정의하는 함수
kn(r): 유한집합의 원뿔 값에 종속적인 비구면도(원뿔 값)를 정의하는 함수
βn: 2개의 비구면도 값 사이의 매끄러운 전이 함수
Δ: 주어진 비구면 세그먼트(다중 비구면)의 반경방향 폭을 제어하는 파라미터
zstep: 나선형 프로파일의 스텝들 사이의 전이 함수
hn(θ): 방위각 좌표의 함수로서 2개의 인접한 나선형 세그먼트 사이의 종방향 쉬프트의 진폭
α: 스텝 전이 함수 폭과 관련된 파라미터
P(θ): 방위각 좌표의 함수로서 스텝 전이 함수가 차지하는 나선형 트랙의 백분율
naq: 방수의 굴절률 nvit: 유리체액의 굴절률
Rant: 전면의 곡률 반경 Rpos: 후면의 곡률 반경
tIOL: 인공수정체의 중심 두께 r: 반경 위치 좌표
θ: 방위각 좌표
a: 주어진 나선형 트랙의 두께와 관련된 파라미터
b: 주어진 나선형 트랙의 반경방향 시작점과 관련된 파라미터
β: 임의의 유형의 나선의 방위각 진행 속도와 관련된 파라미터
zspiral: 나선형 그리드를 따르는 정현파 함수
A: 진폭 f: 주파수
ф: 위상
rint: 주어진 나선형 트랙의 내부 반경 경계
rext: 주어진 나선형 트랙의 외부 반경 경계
Z(r): 반경 좌표의 함수로서 렌즈 또는 마이크로렌즈 프로파일을 정의하는 함수
c: 렌즈 또는 마이크로렌즈의 주어진 표면의 곡률 반경과 관련된 곡률
k(r): 반경 좌표의 함수로서 비구면도(원뿔 값)를 정의하는 함수
kn(r): 유한집합의 원뿔 값에 종속적인 비구면도(원뿔 값)를 정의하는 함수
βn: 2개의 비구면도 값 사이의 매끄러운 전이 함수
Δ: 주어진 비구면 세그먼트(다중 비구면)의 반경방향 폭을 제어하는 파라미터
zstep: 나선형 프로파일의 스텝들 사이의 전이 함수
hn(θ): 방위각 좌표의 함수로서 2개의 인접한 나선형 세그먼트 사이의 종방향 쉬프트의 진폭
α: 스텝 전이 함수 폭과 관련된 파라미터
P(θ): 방위각 좌표의 함수로서 스텝 전이 함수가 차지하는 나선형 트랙의 백분율
Claims (161)
- 전면(20) 및 후면(40)을 포함하되, 상기 전면의 중앙과 상기 후면의 중앙을 교차하는 광축(14)을 포함하는 투명체;
결합되는 상기 전면 및 상기 후면의 기본 토폴로지(base topologies)에 의해 정의되되, 다음의 수학식으로 정의되는 기본 굴절력(ΦIOL) 범위
;
나선형 그리드를 포함하는 적어도 하나의 표면을 포함하되, 상기 표면이 나선형 트랙들의 내부 및 외부 에지를 따라 스텝형 나선형 패턴(step-like helicoidal pattern)에서 축방향으로 쉬프트되는, 나선형 트랙들(24)에 따른 추가 파워 분포;
쉬프트된 구역들(shifted zones) 사이에 전이 영역(transition region)(52, 54)이 배치되는 상기 스텝형 패턴;
반경 방향으로 전이되는 상기 나선형 트랙의 일부를 차지하거나, 상기 트랙의 전체 폭을 차지하는 상기 전이 영역을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항에 있어서,
테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식으로 기술되는 쉬프트된 구역들 사이에 도입되되 다음의 수학식으로 정의되는 전이 함수(zstep)를 특징으로 하고
,
상기 hn(θ)은 n에서 n+1로의 트랙의 전이에서의 스텝의 진폭이고,
로서, 방위각(θ)과 반경 위치(r)에 종속되는,
인공수정체.
- 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 스텝 높이는 상기 나선형 트랙을 따라 일정하거나 변하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
동일한 표면에 획정된 다른 나선형 트랙의 스텝 높이와 동일한 하나의 나선형 트랙의 스텝 높이; 또는 동일한 표면에 획정된 다른 나선형 트랙의 스텝 높이와 상이한 스텝 높이를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식으로 기술되는 나선형 패턴의 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)에 종속되되; 파라미터 β는 -2부터 2까지 변하는 값이고, 구체적으로 β가 1이면, 상기 수학식은 아르키메데스 나선이 되고; β가 ½이면 상기 수학식은 페르마(Fermat) 나선이 되며; β가 -½이면 상기 수학식은 리투우스(Lituus) 나선이 되고; β가 -1이면 상기 수학식은 쌍곡선 나선이 되는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식을 기초로 로그 나선(Logarithmic spiral)으로 기술되는 나선형 패턴의 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)과 -2부터 2까지 변하는 값인 파라미터 β에 종속되는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴들은 1 내지 200의 범위의 나선형 트랙의 개수를 가지며, 인접하거나 성기거나(sparse) 병치되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴들은 완전하거나 불완전한 선회(turns)를 포함하는 1 내지 200의 범위의 선회 수를 갖는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 베이스 표면의 중앙 구역(22)의 외측 에지 또는 상기 베이스 표면의 중심에서 시작하여 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역(28)에서 종료되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파워 변화(power variation)는 상기 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개된 나선형 트랙들에 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전면 및/또는 후면은 볼록하거나, 오목하거나, 편평한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
전방 베이스 표면, 후방 베이스 표면, 또는 두 베이스 표면은 단순 비구면, 구면, 원환체(toric)이거나, 다음의 수학식으로 기술되는 다중 비구면 함수(Z(r))에 의해 변경되는 기본 굴절력 범위를 갖는 것을 특징으로 하고
,
상기 수학식은 반경 위치(r)와 원뿔 함수(k(r))에 종속되되;
상기 다중 비구면 함수는 렌즈 반경을 N개의 반경방향 세그먼트로 분할하여 공식화되고, N은 1 내지 10,000(일만)의 범위의 정수이며, K1 내지 KN+1은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수를 취할 수 있는 각 세그먼트의 시작점과 종료점에서의 원뿔 값들을 정의하고, 전이 함수는 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 전이 함수(kn(r))를 특징으로 하며; 상기 전이 함수는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 정의되고;
또는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되며
,
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값이고;
또는 바람직하게는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되고
,
여기서
,
반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값인,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 상이한 동공 크기들에 걸쳐 유지되거나 변형되는 다초점, 향상된 단초점, 또는 확대된 초점 심도 특징들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
안과 업계에서 이미 널리 사용되고 있는 제조 방법들로 제조되는 것을 특징으로 하며,
상기 제조 방법은 다이아몬드 선삭, 주조, 핫 스탬핑, 사출 성형, 또는 리소그래피 패턴 습식 및 건식 에칭, 및 상기의 변형들 또는 조합들에 기초하고;
상기 제조 방법은 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화를 발생시키기 위해 펨토초 레이저에 의한 굴절률 성형(Refractive-Index Shaping: RIS) 또는 임의의 레이저 유도 굴절률 변화(Laser Induced Refractive Index Change: LIRIC)와 같은 최첨단 방법들에 의존하며;
상기 렌즈는 전술한 방법들의 조합으로 제조되고;
상기 렌즈는 PMMA, 콜라머, 마크로머, 하이드로겔, 및 아크릴레이트와 같은 강성 또는 폴더블, 소수성 또는 친수성의 메타크릴레이트 기반 또는 실리콘인 재료들을 사용하여 제조되는,
인공수정체.
- 전면 및 후면의 중심들과 교차하는 광축(14)을 갖는 상기 전면(20)과 상기 후면(40)을 구비한 투명체;
다음의 수학식으로 정의되는 바와 같은, 결합된 상기 전면 및 후면의 기본 토폴로지에 의해 정의되는 기본 굴절력(ΦIOL) 범위
;
상기 렌즈는 마이크로렌즈들(26)을 구비한 적어도 하나의 표면을 포함하고;
상기 마이크로렌즈들은 나선형 그리드 위로 대칭적으로 성기게 분포되고;
상기 렌즈 표면은 나선형 트랙(24)당 적어도 2개의 마이크로렌즈를 갖는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈가 놓인 위치의 상기 나선형 트랙의 내측 및 외측 경계에 의해 직경이 제한되는 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 또는 제17 항에 있어서,
나선형 패턴으로 전개된 마이크로렌즈들을 특징으로 하고; 상기 나선형 패턴은 베이스 표면의 중앙 구역(22)의 외측 에지 또는 이 표면의 중심의 영역에서 시작하여 상기 중앙 구역보다 크고 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역(28)에서 종료되는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
단순 비구면, 구면, 다중 비구면, 원환체, 정현파, 또는 제르니케 다항식 또는 Q 다항식 항들의 가중 합에 의해 기술되거나, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 라그랑주 다항식, 또는 놀(Noll) 다항식에 의해 기술되거나, 또는 전술한 함수들의 둘 이상의 조합이거나, 회절 광학 요소들인 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
볼록하거나 오목한 성질을 갖는 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
베이스 렌즈와 동일한 재질 또는 굴절률로 제작되거나, 상이한 재질 또는 굴절률로 제작된 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 베이스 인공수정체의 광축에 평행한 그 광축들을 포함하거나, 상기 마이크로렌즈들의 광축들이 상기 마이크로렌즈들이 위치된 표면의 위치들에 수직인 경우, 바람직하게는 마이크로렌즈 축은 가장 적합한 각도로 독립적으로 경사진 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 상이한 나선형 트랙들을 따라 동일한 분포 또는 상이한 분포를 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 나선형 트랙을 따라 인접하게 또는 성기게 분포되거나 측방향으로 중첩되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 나선형 트랙을 따라 구현될 때 서로 동일하거나 상이한 특징들을 포함하며, 나선형 트랙들 사이에서 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식으로 기술되는 나선형 패턴의 반경 위치(r)를 특징으로 하되
,
상기 수학식은 방위각(θ)에 종속되고; 파라미터 β는 -2부터 2 까지 변하는 값이고, 구체적으로 β가 1이면, 상기 수학식은 아르키메데스 나선이 되고; β가 ½이면 상기 수학식은 페르마 나선이 되며; β가 -½이면 상기 수학식은 리투우스 나선이 되고; β가 -1이면 상기 수학식은 쌍곡선 나선이 되는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식을 따르는 로그 나선으로 기술되는 나선형 패턴의 반경 위치(r)를 특징으로 하되
,
상기 수학식은 방위각(θ)과 -2부터 2까지 변하는 값인 파라미터 β에 종속되는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴들은 1 내지 100의 범위의 나선형 트랙의 개수를 가지며, 인접하거나 성기거나 병치된 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 완전하거나 불완전한 선회를 포함하는 1 내지 100의 범위의 선회 수를 갖는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 상기 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개된 나선형 트랙들에 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전면 및/또는 후면은 볼록하거나, 오목하거나, 편평한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제31 항 중 어느 한 항에 있어서,
단순 비구면, 구면, 원환체이거나, 다음의 수학식으로 기술되는 다중 비구면 함수(Z(r))에 의해 변경되는 기본 굴절력 범위를 갖는 전방 베이스 표면, 후방 베이스 표면, 또는 두 베이스 표면 모두를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 반경 위치(r)와 원뿔 함수(k(r))에 종속되되;
상기 다중 비구면 함수는 렌즈 반경을 N개의 반경방향 세그먼트로 분할하여 공식화되고, N은 1 내지 10,000(일만)의 범위의 정수이며, K1 내지 KN+1은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수를 취하는 각 세그먼트의 시작점과 종료점에서의 원뿔 값들을 정의하고, 전이 함수는 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 전이 함수(kn(r))를 특징으로 하고; 상기 전이 함수는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 정의되고;
또는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되며
,
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값이고;
또는 바람직하게는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되고
,
여기서
,
반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값인,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 상이한 동공 크기들에 걸쳐 유지되거나 변형되는 다초점, 향상된 단초점, 또는 확대된 초점 심도 특징들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제16 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 있어서,
안과 업계에서 이미 널리 사용되고 있는 제조 방법들로 제조되는 것을 특징으로 하되,
상기 제조 방법은 다이아몬드 선삭, 주조, 핫 스탬핑, 사출 성형, 또는 리소그래피 패턴 습식 및 건식 에칭, 및 상기의 변형들 또는 조합들에 기초하고;
상기 제조 방법은 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화를 발생시키기 위해 펨토초 레이저에 의한 굴절률 성형(Refractive-Index Shaping: RIS) 또는 임의의 레이저 유도 굴절률 변화(Laser Induced Refractive Index Change: LIRIC)와 같은 최첨단 방법들에 의존하며;
상기 렌즈는 전술한 방법들의 조합으로 제조되고;
상기 렌즈는 PMMA, 콜라머, 마크로머, 하이드로겔, 및 아크릴레이트와 같은 강성 또는 폴더블, 소수성 또는 친수성의 메타크릴레이트 기반 또는 실리콘인 재료들을 사용하여 제조되는,
인공수정체.
- 전면 및 후면의 중심들과 교차하는 광축(14)을 갖는 상기 전면(20)과 상기 후면(40)을 구비한 투명체;
다음의 수학식으로 정의되는 바와 같은, 결합된 상기 전면 및 후면의 기본 토폴로지에 의해 정의되는 기본 굴절력(ΦIOL) 범위
;
주기 함수들의 형태로 추가 굴절력을 갖는 적어도 하나의 표면;
상기 주기 함수들은 나선형 그리드 위로 대칭적으로 성기게 분포되고;
상기 주기 함수들은 상기 함수들이 놓인 위치의 나선형 트랙(24)의 내측 및 외측 경계에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항에 있어서,
상기 주기 함수는 푸리에 급수, 바람직하게는 정현파 패턴에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 또는 제37 항에 있어서,
상이한 진폭들, 주파수들, 위상들, 및 듀티 사이클들을 가질 수 있는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 트랙을 따라 변하는 진폭들, 주파수들, 및 듀티 사이클들을 가질 수 있는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제39 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 나선형 트랙들 사이에서 동일하거나 나선형 트랙들 사이에서 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제40 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 트랙을 따라 상이한 주기 함수들의 조합이거나 상기 나선형 경로를 따라 단일 주기 함수인 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 양, 음, 또는 양과 음의 진폭 모두를 나타내는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제42 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 반경 방향만을 따라, 또는 방위각 방향만을 따라, 또는 두 방향 모두를 따라 주기적으로 기술되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제43 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 나선형 패턴으로 전개되되; 상기 나선형 패턴은 상기 표면의 중앙 구역(22)의 외측 에지 또는 이 표면의 중심의 영역에서 시작하여 상기 중앙 구역보다 크고 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역(28)에서 종료되는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식으로 기술되는 나선형 패턴의 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)에 종속되되; 파라미터 β는 -2부터 2까지 변하는 값이고, 구체적으로 β가 1이면, 상기 수학식은 아르키메데스 나선이 되고; β가 ½이면 상기 수학식은 페르마 나선이 되며; β가 -½이면 상기 수학식은 리투우스 나선이 되고; β가 -1이면 상기 수학식은 쌍곡선 나선이 되는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식을 따르는 로그 나선으로 기술되는 나선형 패턴의 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)과 -2부터 2까지 변하는 값인 파라미터 β에 종속되는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴들은 1 내지 100의 범위의 나선형 트랙의 개수를 가지며, 인접하거나 성기거나 병치되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제47 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 완전하거나 불완전한 선회를 포함하는 1 내지 100의 범위의 선회 수를 갖는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제48 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기적인 파워 변화는 상기 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개된 나선형 트랙들에 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제49 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전면 및/또는 후면은 볼록하거나, 오목하거나, 편평한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제50 항 중 어느 한 항에 있어서,
전방 베이스 표면, 후방 베이스 표면, 또는 두 베이스 표면 모두는 단순 비구면, 구면, 원환체이거나, 다음의 수학식으로 기술되는 다중 비구면 함수(Z(r))에 의해 변경되는 기본 굴절력 범위를 갖는 것을 특징으로 하고
,
상기 수학식은 반경 위치(r)와 원뿔 함수(k(r))에 종속되되;
상기 다중 비구면 함수는 렌즈 반경을 N개의 반경방향 세그먼트로 분할하여 공식화되고, N은 1 내지 10,000(일만)의 범위의 정수이며, K1 내지 KN+1은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수를 취할 수 있는 각 세그먼트의 시작점과 종료점에서의 원뿔 값들을 정의하고, 전이 함수는 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제51 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 전이 함수(kn(r))를 특징으로 하며; 상기 전이 함수는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 정의되고;
또는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되며
,
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값이고;
또는 바람직하게는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되고
,
여기서
,
반경 위치(r)는 Δ·(n-1)로부터 Δ·n까지 변하는 값인,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제52 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 상이한 동공 크기들에 걸쳐 유지되거나 변형되는 다초점, 향상된 단초점, 또는 확대된 초점 심도 특징들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제36 항 내지 제53 항 중 어느 한 항에 있어서,
안과 업계에서 이미 널리 사용되고 있는 제조 방법들로 제조되는 것을 특징으로 하며,
상기 제조 방법은 다이아몬드 선삭, 주조, 핫 스탬핑, 사출 성형, 또는 리소그래피 패턴 습식 및 건식 에칭, 및 상기의 변형들 또는 조합들에 기초하고;
상기 제조 방법은 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화를 발생시키기 위해 펨토초 레이저에 의한 굴절률 성형(Refractive-Index Shaping: RIS) 또는 임의의 레이저 유도 굴절률 변화(Laser Induced Refractive Index Change: LIRIC)와 같은 최첨단 방법들에 의존하며;
상기 렌즈는 전술한 방법들의 조합으로 제조되고;
상기 렌즈는 PMMA, 콜라머, 마크로머, 하이드로겔, 및 아크릴레이트와 같은 강성 또는 폴더블, 소수성 또는 친수성의 메타크릴레이트 기반 또는 실리콘인 재료들을 사용하여 제조되는,
인공수정체.
- 전면 및 후면의 중심들과 교차하는 광축(14)을 갖는 상기 전면(20)과 상기 후면(40)을 구비한 투명체;
다음의 수학식으로 정의되는 바와 같은, 결합된 상기 전면 및 후면의 기본 토폴로지에 의해 정의되는 기본 굴절력(ΦIOL) 범위
;
적어도 하나의 표면이 나선형 그리드를 가지며 이 나선형 그리드로부터 상기 표면이 나선형 트랙들의 내부 및 외부 에지를 따라 스텝형 나선형 패턴으로 축방향으로 쉬프트되는, 나선형 트랙들(24)에 따른 추가 파워 분포;
쉬프트된 구역들 사이에 전이 영역(52, 54)이 도입되는 상기 스텝형 패턴;
상기 전이 영역은 반경 방향으로 그 전이되는 상기 나선형 트랙의 일부를 차지하거나, 상기 트랙의 전체 폭을 차지하고;
상기 렌즈는 마이크로렌즈들(26)을 구비한 적어도 하나의 표면을 가지며;
상기 마이크로렌즈들은 나선형 그리드 위로 대칭적으로 성기게 분포되고;
상기 렌즈 표면은 나선형 트랙당 적어도 2개의 마이크로렌즈를 포함하는 것
을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항에 있어서,
바람직하게는 다음의 수학식으로, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식으로 기술되는 쉬프트된 구역들 사이에 도입되는 전이 함수(zstep)를 특징으로 하며
,
여기서 hn(θ)은 n에서 n+1로의 트랙의 전이에서의 스텝의 진폭이고,
로서, 방위각(θ)과 반경 위치(r)에 종속되는,
인공수정체.
- 제55 항 또는 제56 항에 있어서,
상기 스텝 높이는 상기 나선형 트랙을 따라 일정하거나 변하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제57 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나의 나선형 트랙의 스텝 높이는 동일한 표면에 획정된 다른 나선형 트랙의 스텝 높이와 동일하거나 동일한 표면에 획정된 다른 나선형 트랙의 스텝 높이와 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제58 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈가 놓인 위치의 상기 나선형 트랙의 내측 및 외측 경계에 의해 그 직경이 제한되는 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제59 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 패턴으로 전개된 마이크로렌즈들을 특징으로 하며; 상기 나선형 패턴은 베이스 표면의 중앙 구역(22)의 외측 에지 또는 이 표면의 중심의 영역에서 시작하여 상기 중앙 구역보다 크고 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역(28)에서 종료되는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제60 항 중 어느 한 항에 있어서,
단순 비구면, 구면, 다중 비구면, 원환체, 정현파, 또는 제르니케 다항식 또는 Q 다항식 항들의 가중 합에 의해 기술되거나, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 라그랑주 다항식, 또는 놀 다항식에 의해 기술되거나, 또는 전술한 함수들의 둘 이상의 조합이거나, 회절 광학 요소들인 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제61 항 중 어느 한 항에 있어서,
볼록하거나 오목한 성질을 갖는 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제62 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 베이스 렌즈와 동일한 재질 또는 굴절률로 제작되거나, 상이한 재질 또는 굴절률로 제작된 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제63 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 베이스 인공수정체의 광축에 평행한 그 광축들을 갖거나, 상기 마이크로렌즈들의 광축들이 상기 마이크로렌즈들이 위치된 표면의 위치들에 수직이며, 바람직하게는 마이크로렌즈 축이 그 가장 적합한 각도로 독립적으로 기울어져야 하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제64 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 상이한 나선형 트랙들을 따라 동일한 분포 또는 상이한 분포를 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제65 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 나선형 트랙을 따라 인접하게 또는 성기게 분포되거나 측방향으로 중첩되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제66 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 나선형 트랙을 따라 구현될 때 서로 동일하거나 상이한 특징들을 포함하며, 나선형 트랙들 사이에서 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제67 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식으로 기술되는 상기 나선형 패턴의 상기 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)에 종속되고; 파라미터 β는 -2부터 2까지 변하는 값이고, 구체적으로 β가 1이면, 상기 수학식은 아르키메데스 나선이 되고; β가 ½이면 상기 수학식은 페르마 나선이 되며; β가 -½이면 상기 수학식은 리투우스 나선이 되고; β가 -1이면 상기 수학식은 쌍곡선 나선이 되는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제67 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식을 따르는 로그 나선으로 기술되는 상기 나선형 패턴의 상기 반경 위치(r)를 특징으로 하되
,
상기 수학식은 방위각(θ)과 -2부터 2까지 변하는 값인 파라미터 β에 종속되는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제69 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 1 내지 100의 범위의 나선형 트랙의 개수를 가지며, 인접하거나 성기거나 병치된 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제70 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 완전하거나 불완전한 선회를 포함하는 1 내지 100의 범위의 선회 수를 갖는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제71 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은, 베이스 표면의 중앙 구역의 외측 에지 또는 상기 베이스 표면의 중심에서 시작하여 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역에서 종료되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제72 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파워 변화와 상기 마이크로렌즈들은, 상기 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개된 나선형 트랙들에 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제73 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전면 및/또는 후면은 볼록하거나, 오목하거나, 편평한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제74 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 베이스 표면, 후방 베이스 표면, 또는 두 베이스 표면 모두는 단순 비구면, 구면, 원환체이거나, 다음의 수학식으로 기술되는 다중 비구면 함수(Z(r))에 의해 변경되는 기본 굴절력 범위를 갖는 것을 특징으로 하고
,
상기 수학식은 반경 위치(r)와 원뿔 함수(k(r))에 종속되되;
상기 다중 비구면 함수는 렌즈 반경을 N개의 반경방향 세그먼트로 분할하여 공식화되고, N은 1 내지 10,000(일만)의 범위의 정수이며, K1 내지 KN+1은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수를 취하는 각 세그먼트의 시작점과 종료점에서의 원뿔 값들을 정의하고, 전이 함수는 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제75 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 전이 함수(kn(r))를 특징으로 하며; 상기 전이 함수는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 정의되고;
또는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되며
,
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값이고;
또는 바람직하게는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되고
,
여기서
,
반경 위치(r)는 Δ·(n-1)로부터 Δ·n까지 변하는 값인,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제76 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 상이한 동공 크기들에 걸쳐 유지되거나 변형되는 다초점, 향상된 단초점, 또는 확대된 초점 심도 특징들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제55 항 내지 제77 항 중 어느 한 항에 있어서,
안과 업계에서 이미 널리 사용되고 있는 제조 방법들로 제조되는 것을 특징으로 하며,
상기 제조 방법은 다이아몬드 선삭, 주조, 핫 스탬핑, 사출 성형, 또는 리소그래피 패턴 습식 및 건식 에칭, 및 상기의 변형들 또는 조합들에 기초하고;
상기 제조 방법은 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화를 발생시키기 위해 펨토초 레이저에 의한 굴절률 성형(Refractive-Index Shaping: RIS) 또는 임의의 레이저 유도 굴절률 변화(Laser Induced Refractive Index Change: LIRIC)와 같은 최첨단 방법들에 의존하며;
상기 렌즈는 전술한 방법들의 조합으로 제조되고;
상기 렌즈는 PMMA, 콜라머, 마크로머, 하이드로겔, 및 아크릴레이트와 같은 강성 또는 폴더블, 소수성 또는 친수성의 메타크릴레이트 기반 또는 실리콘인 재료들을 사용하여 제조되는,
인공수정체.
- 전면 및 후면의 중심들과 교차하는 광축(14)을 갖는 상기 전면(20)과 상기 후면(40)을 구비한 투명체;
다음의 수학식으로 정의되는 바와 같은, 결합된 상기 전면 및 후면의 기본 토폴로지에 의해 정의되는 기본 굴절력(ΦIOL) 범위
;
적어도 하나의 표면이 나선형 그리드를 가지며 이 나선형 그리드로부터 상기 표면이 나선형 트랙들의 내부 및 외부 에지를 따라 스텝형 나선형 패턴으로 축방향으로 쉬프트되는, 나선형 트랙들(24)에 따른 추가 파워 분포;
쉬프트된 구역들 사이에 전이 영역(52, 54)이 도입되는 상기 스텝형 패턴;
상기 전이 영역은 반경 방향으로 그 전이되는 상기 나선형 트랙의 일부를 차지하거나, 상기 트랙의 전체 폭을 차지하고;
주기 함수들의 형태로 추가 굴절력을 갖는 적어도 하나의 표면;
상기 주기 함수들은 나선형 그리드 위로 대칭적으로 성기게 분포되고;
상기 주기 함수들은 상기 함수들이 놓인 위치의 나선형 트랙의 내측 및 외측 경계에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항에 있어서,
상기 전이 함수(zstep)는 바람직하게는 다음의 수학식으로, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식으로 기술되는 쉬프트된 구역들 사이에 도입되는 것을 특징으로 하고
,
여기서 hn(θ)은 n에서 n+1로의 트랙의 전이에서의 스텝의 진폭이고,
로서, 방위각(θ)과 반경 위치(r)에 종속되는,
인공수정체.
- 제79 항 또는 제80 항에 있어서,
상기 스텝 높이는 상기 나선형 트랙을 따라 일정하거나 변하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제81 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스텝 높이는, 동일한 표면에 획정된 다른 나선형 트랙의 스텝 높이와 동일하거나 동일한 표면에 획정된 다른 나선형 트랙의 스텝 높이와 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제82 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 베이스 표면의 중앙 구역(22)의 외측 에지 또는 상기 베이스 표면의 중심에서 시작하여 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역(28)에서 종료되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제83 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 푸리에 급수, 바람직하게는 정현파 패턴에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 또는 제84 항에 있어서,
상이한 진폭들, 주파수들, 위상들, 및 듀티 사이클들을 가질 수 있는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제85 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 트랙을 따라 변하는 진폭들, 주파수들, 및 듀티 사이클들을 가질 수 있는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제86 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 나선형 트랙들 사이에서 동일하거나 나선형 트랙들 사이에서 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제87 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 트랙을 따라 상이한 주기 함수들의 조합이거나 상기 나선형 경로를 따라 단일 주기 함수인 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제88 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 양, 음, 또는 양과 음의 진폭 모두를 나타내는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제89 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 반경 방향만을 따라, 또는 방위각 방향만을 따라, 또는 두 방향 모두를 따라 주기적으로 기술되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제90 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 나선형 패턴으로 전개되되; 상기 나선형 패턴은 상기 표면의 중앙 구역의 외측 에지 또는 이 표면의 중심의 영역에서 시작하여 상기 중앙 구역보다 크고 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역에서 종료되는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제91 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식으로 기술되는 상기 나선형 패턴의 상기 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)에 종속되되; 파라미터 β는 -2부터 2 까지 변하는 값이고, 구체적으로 β가 1이면, 상기 수학식은 아르키메데스 나선이 되고; β가 ½이면 상기 수학식은 페르마 나선이 되며; β가 -½이면 상기 수학식은 리투우스 나선이 되고; β가 -1이면 상기 수학식은 쌍곡선 나선이 되는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제91 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식을 따르는 로그 나선으로 기술되는 상기 나선형 패턴의 상기 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)과 -2부터 2까지 변하는 값인 파라미터 β에 종속되는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제93 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴들은 1 내지 100의 범위의 나선형 트랙의 개수를 가지며, 인접하거나 성기거나 병치된 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제94 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 완전하거나 불완전한 선회를 포함하는 1 내지 100의 범위의 선회 수를 갖는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제95 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파워 변화는 상기 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개된 나선형 트랙들에 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제96 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전면 및/또는 후면은 볼록하거나, 오목하거나, 편평한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제97 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 베이스 표면, 후방 베이스 표면, 또는 두 베이스 표면 모두는 단순 비구면, 구면, 원환체이거나, 다음의 수학식으로 기술되는 다중 비구면 함수(Z(r))에 의해 변경되는 기본 굴절력 범위를 갖는 것을 특징으로 하고
,
상기 수학식은 반경 위치(r)와 원뿔 함수(k(r))에 종속되되;
상기 다중 비구면 함수는 렌즈 반경을 N개의 반경방향 세그먼트로 분할하여 공식화되고, N은 1 내지 10,000(일만)의 범위의 정수이며, K1 내지 KN+1은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수를 취할 수 있는 각 세그먼트의 시작점과 종료점에서의 원뿔 값들을 정의하고, 전이 함수는 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제98 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 전이 함수(kn(r))를 특징으로 하며; 상기 전이 함수는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 정의되고;
또는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되며
,
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값이고;
또는 바람직하게는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되고
,
여기서
,
반경 위치(r)는 Δ·(n-1)로부터 Δ·n까지 변하는 값인,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제99 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 상이한 동공 크기들에 걸쳐 유지되거나 변형되는 다초점, 향상된 단초점, 또는 확대된 초점 심도 특징들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제79 항 내지 제100 항 중 어느 한 항에 있어서,
안과 업계에서 이미 널리 사용되고 있는 제조 방법들로 제조되는 것을 특징으로 하며,
상기 제조 방법은 다이아몬드 선삭, 주조, 핫 스탬핑, 사출 성형, 또는 리소그래피 패턴 습식 및 건식 에칭, 및 상기의 변형들 또는 조합들에 기초하고;
상기 제조 방법은 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화를 발생시키기 위해 펨토초 레이저에 의한 굴절률 성형(Refractive-Index Shaping: RIS) 또는 임의의 레이저 유도 굴절률 변화(Laser Induced Refractive Index Change: LIRIC)와 같은 최첨단 방법들에 의존하며;
상기 렌즈는 전술한 방법들의 조합으로 제조되고;
상기 렌즈는 PMMA, 콜라머, 마크로머, 하이드로겔, 및 아크릴레이트와 같은 강성 또는 폴더블, 소수성 또는 친수성의 메타크릴레이트 기반 또는 실리콘인 재료들을 사용하여 제조되는,
인공수정체.
- 전면 및 후면의 중심들과 교차하는 광축(14)을 갖는 상기 전면(20)과 상기 후면(40)을 구비한 투명체;
다음의 수학식으로 정의되는 바와 같은, 결합된 상기 전면 및 후면의 기본 토폴로지에 의해 정의되는 기본 굴절력(ΦIOL) 범위
;
상기 렌즈는 마이크로렌즈들(26)을 구비한 적어도 하나의 표면을 가지며;
상기 마이크로렌즈들은 나선형 그리드 위로 대칭적으로 성기게 분포되고;
상기 렌즈 표면은 나선형 트랙(24)당 적어도 2개의 마이크로렌즈를 가지며;
주기 함수들의 형태로 추가 굴절력을 갖는 적어도 하나의 표면;
상기 주기 함수들은 나선형 그리드 위로 대칭적으로 성기게 분포되고;
상기 주기 함수들은 상기 함수들이 놓인 위치의 나선형 트랙의 내측 및 외측 경계에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈가 놓인 위치의 상기 나선형 트랙의 내측 및 외측 경계에 의해 그 직경이 제한되는 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 또는 제103 항에 있어서,
나선형 패턴으로 전개된 마이크로렌즈들을 특징으로 하되; 상기 나선형 패턴은 베이스 표면의 중앙 구역(22)의 외측 에지 또는 이 표면의 중심의 영역에서 시작하여 상기 중앙 구역보다 크고 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역(28)에서 종료되는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제104 항 중 어느 한 항에 있어서,
단순 비구면, 구면, 다중 비구면, 원환체, 정현파, 또는 제르니케 다항식 또는 Q 다항식 항들의 가중 합에 의해 기술되거나, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 라그랑주 다항식, 또는 놀 다항식에 의해 기술되거나, 또는 전술한 함수들의 둘 이상의 조합이거나, 회절 광학 요소들인 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제105 항 중 어느 한 항에 있어서,
볼록하거나 오목한 성질을 갖는 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제106 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 베이스 렌즈와 동일한 재질 또는 굴절률로 제작되거나, 상이한 재질 또는 굴절률로 제작된 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제107 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들이 베이스 인공수정체의 광축에 평행한 그 광축들을 갖거나, 상기 마이크로렌즈들의 광축들이 상기 마이크로렌즈들이 위치된 표면의 위치들에 수직이며, 바람직하게는 마이크로렌즈 축이 그 가장 적합한 각도로 독립적으로 기울어진 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제108 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 상이한 나선형 트랙들을 따라 동일한 분포 또는 상이한 분포를 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제109 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 나선형 트랙을 따라 인접하게 또는 성기게 분포되거나 측방향으로 중첩되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제110 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 나선형 트랙을 따라 구현될 때 서로 동일하거나 상이한 특징들을 포함하고, 나선형 트랙들 사이에서 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제111 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 푸리에 급수, 바람직하게는 정현파 패턴에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제112 항 중 어느 한 항에 있어서,
상이한 진폭들, 주파수들, 위상들, 및 듀티 사이클들을 포함하는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제113 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 트랙을 따라 변하는 진폭들, 주파수들, 및 듀티 사이클들을 포함하는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제114 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 나선형 트랙들 사이에서 동일하거나 나선형 트랙들 사이에서 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제115 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 트랙을 따라 상이한 주기 함수들의 조합이거나 상기 나선형 경로를 따라 단일 주기 함수인 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제116 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 양, 음, 또는 양과 음의 진폭 모두를 나타내는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제117 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 반경 방향만을 따라, 또는 방위각 방향만을 따라, 또는 두 방향 모두를 따라 주기적으로 기술되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제118 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 나선형 패턴으로 전개되는 것을 특징으로 하되; 상기 나선형 패턴은 상기 표면의 중앙 구역의 외측 에지 또는 이 표면의 중심의 영역에서 시작하여 상기 중앙 구역보다 크고 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역에서 종료되는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제119 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식으로 기술되는 상기 나선형 패턴의 상기 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)에 종속되되; 파라미터 β는 -2부터 2 까지 변하는 값이고, 구체적으로 β가 1이면, 상기 수학식은 아르키메데스 나선이 되고; β가 ½이면 상기 수학식은 페르마 나선이 되며; β가 -½이면 상기 수학식은 리투우스 나선이 되고; β가 -1이면 상기 수학식은 쌍곡선 나선이 되는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제119 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식을 따르는 로그 나선으로 기술되는 상기 나선형 패턴의 상기 반경 위치(r)를 특징으로 하되
,
상기 수학식은 방위각(θ)과 -2에서 2까지 변하는 값인 파라미터 β에 종속되는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제121 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴들은 1 내지 100의 범위의 나선형 트랙의 개수를 포함하되, 인접하거나 성기거나 병치되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제122 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴들은 완전하거나 불완전한 선회를 포함하는 1 내지 100의 범위의 선회 수를 포함하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제123 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들과 상기 주기적인 파워 변화는 상기 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개된 나선형 트랙들에 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제124 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전면 및/또는 후면은 볼록하거나, 오목하거나, 편평한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제125 항 중 어느 한 항에 있어서,
전방 베이스 표면, 후방 베이스 표면, 또는 두 베이스 표면 모두는 단순 비구면, 구면, 원환체이거나, 다음의 수학식으로 기술되는 다중 비구면 함수(Z(r))에 의해 변경되는 기본 굴절력 범위를 갖는 것을 특징으로 하고
,
상기 수학식은 반경 위치(r)와 원뿔 함수(k(r))에 종속되되;
상기 다중 비구면 함수는 렌즈 반경을 N개의 반경방향 세그먼트로 분할하여 공식화되고, N은 1 내지 10,000(일만)의 범위의 정수이며, K1 내지 KN+1은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수를 취할 수 있는 각 세그먼트의 시작점과 종료점에서의 원뿔 값들을 정의하고, 전이 함수는 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제126 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 전이 함수(kn(r))를 특징으로 하며; 상기 전이 함수는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 정의되고;
또는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되며
,
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값이고;
또는 바람직하게는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되고
,
여기서
,
반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값인,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제127 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 상이한 동공 크기들에 걸쳐 유지되거나 변형되는 다초점, 향상된 단초점, 또는 확대된 초점 심도 특징들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제102 항 내지 제128 항 중 어느 한 항에 있어서,
안과 업계에서 이미 널리 사용되고 있는 제조 방법들로 제조되는 것을 특징으로 하며,
상기 제조 방법은 다이아몬드 선삭, 주조, 핫 스탬핑, 사출 성형, 또는 리소그래피 패턴 습식 및 건식 에칭, 및 상기의 변형들 또는 조합들에 기초하고;
상기 제조 방법은 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화를 발생시키기 위해 펨토초 레이저에 의한 굴절률 성형(Refractive-Index Shaping: RIS) 또는 임의의 레이저 유도 굴절률 변화(Laser Induced Refractive Index Change: LIRIC)와 같은 최첨단 방법들에 의존하며;
상기 렌즈는 전술한 방법들의 조합으로 제조되고;
상기 렌즈는 PMMA, 콜라머, 마크로머, 하이드로겔, 및 아크릴레이트와 같은 강성 또는 폴더블, 소수성 또는 친수성의 메타크릴레이트 기반 또는 실리콘인 재료들을 사용하여 제조되는,
인공수정체.
- 전면 및 후면의 중심들과 교차하는 광축(14)을 갖는 상기 전면(20)과 상기 후면(40)을 구비한 투명체;
다음의 수학식으로 정의되는 바와 같은, 결합된 상기 전면 및 후면의 기본 토폴로지에 의해 정의되는 기본 굴절력(ΦIOL) 범위
;
적어도 하나의 표면이 나선형 그리드를 가지며 이 나선형 그리드로부터 상기 표면이 나선형 트랙들의 내부 및 외부 에지를 따라 스텝형 나선형 패턴으로 축방향으로 쉬프트되는, 나선형 트랙들(24)에 따른 추가 파워 분포;
쉬프트된 구역들 사이에 전이 영역(52, 54)이 도입되는 상기 스텝형 패턴;
상기 전이 영역은 반경 방향으로 그 전이되는 상기 나선형 트랙의 일부를 차지하거나, 상기 트랙의 전체 폭을 차지하고;
상기 렌즈는 마이크로렌즈들(26)을 구비한 적어도 하나의 표면을 가지며;
상기 마이크로렌즈들은 나선형 그리드 위로 대칭적으로 성기게 분포되고;
상기 렌즈 표면은 나선형 트랙당 적어도 2개의 마이크로렌즈를 가지며;
주기 함수들의 형태로 추가 굴절력을 갖는 적어도 하나의 표면;
상기 주기 함수들은 나선형 그리드 위로 대칭적으로 성기게 분포되고;
상기 주기 함수들은 상기 함수들이 놓인 위치의 나선형 트랙의 내측 및 외측 경계에 의해 제한되는 것
을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항에 있어서,
상기 전이 함수(zstep)는 바람직하게는 다음의 수학식으로, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식으로 기술되는 쉬프트된 구역들 사이에 도입되는 것을 특징으로 하고
,
여기서 hn(θ)은 n에서 n+1로의 트랙의 전이에서의 스텝의 진폭이고,
로서, 방위각(θ)과 반경 위치(r)에 종속되는,
인공수정체.
- 제130 항 또는 제131 항에 있어서,
상기 스텝 높이는 상기 나선형 트랙을 따라 일정하거나 변하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제132 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스텝 높이는 동일한 표면에 획정된 다른 나선형 트랙의 스텝 높이와 동일하거나 동일한 표면에 획정된 다른 나선형 트랙의 스텝 높이와 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제133 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 베이스 표면의 중앙 구역(22)의 외측 에지 또는 상기 베이스 표면의 중심에서 시작하여 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역(28)에서 종료되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제134 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈가 놓인 위치의 상기 나선형 트랙의 내측 및 외측 경계에 의해 그 직경이 제한되는 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제135 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 패턴으로 전개된 마이크로렌즈들을 특징으로 하고; 상기 나선형 패턴은 베이스 표면의 중앙 구역의 외측 에지 또는 이 표면의 중심의 영역에서 시작하여 상기 중앙 구역보다 크고 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역에서 종료되는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제136 항 중 어느 한 항에 있어서,
단순 비구면, 구면, 다중 비구면, 원환체, 정현파, 또는 제르니케 다항식 또는 Q 다항식 항들의 가중 합에 의해 기술되거나, 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 기술되거나, 또는 전술한 함수들의 둘 이상의 조합이거나, 회절 광학 요소들인 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제137 항 중 어느 한 항에 있어서,
볼록하거나 오목한 성질을 갖는 마이크로렌즈들을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제138 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 베이스 렌즈와 동일한 재질 또는 굴절률로 제작되거나, 상이한 재질 또는 굴절률로 제작되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제139 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 베이스 인공수정체의 광축에 평행한 그 광축들을 포함하거나, 상기 마이크로렌즈들의 광축들이 상기 마이크로렌즈들이 위치된 표면의 위치들에 수직이며, 바람직하게는 마이크로렌즈 축이 그 가장 적합한 각도로 독립적으로 기울어진 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제140 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 상이한 나선형 트랙들을 따라 동일한 분포 또는 상이한 분포를 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제141 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 나선형 트랙을 따라 인접하게 또는 성기게 분포되거나 측방향으로 중첩되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제142 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들은 나선형 트랙을 따라 구현될 때 서로 동일하거나 상이한 특징들을 포함하며, 나선형 트랙들 사이에서 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제143 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 푸리에 급수, 바람직하게는 정현파 패턴에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제144 항 중 어느 한 항에 있어서,
상이한 진폭들, 주파수들, 위상들, 및 듀티 사이클들을 포함하는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제145 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 트랙을 따라 변하는 진폭들, 주파수들, 및 듀티 사이클들을 포함하는 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제146 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 나선형 트랙들 사이에서 동일하거나 나선형 트랙들 사이에서 상이한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제147 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 트랙을 따라 상이한 주기 함수들의 조합이거나 상기 나선형 경로를 따라 단일 주기 함수인 주기 함수를 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제148 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 양, 음, 또는 양과 음의 진폭 모두인 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제149 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 반경 방향만을 따라, 또는 방위각 방향만을 따라, 또는 두 방향 모두를 따라 주기적으로 기술되는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제150 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주기 함수는 나선형 패턴으로 전개되는 것을 특징으로 하고; 상기 나선형 패턴은 상기 표면의 중앙 구역의 외측 에지 또는 이 표면의 중심의 영역에서 시작하여 상기 중앙 구역보다 크고 렌즈 반경과 같거나 작은 반경을 갖는 사전 정의된 원형 영역에서 종료되는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제151 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식으로 기술되는 상기 나선형 패턴의 상기 반경 위치(r)를 특징으로 하고
,
상기 수학식은 방위각(θ)에 종속되되; 파라미터 β는 -2부터 2 까지 변하는 값이고, 구체적으로 β가 1이면, 상기 수학식은 아르키메데스 나선이 되고; β가 ½이면 상기 수학식은 페르마 나선이 되며; β가 -½이면 상기 수학식은 리투우스 나선이 되고; β가 -1이면 상기 수학식은 쌍곡선 나선이 되는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제151 항 중 어느 한 항에 있어서,
다음의 수학식을 따르는 로그 나선으로 기술되는 나선형 패턴의 반경 위치(r)를 특징으로 하며
,
상기 수학식은 방위각(θ)과 -2부터 2까지 변하는 값인 파라미터 β에 종속되는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제153 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴들은 1 내지 100의 범위의 나선형 트랙의 개수를 가지며, 인접하거나 성기거나 병치된 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제154 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 패턴은 완전하거나 불완전한 선회를 포함하는 1 내지 100의 범위의 선회 수를 갖는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제155 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로렌즈들과 상기 파워 변화는 상기 전면, 후면, 또는 두 표면 모두에 전개된 나선형 트랙들에 따르는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제156 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전면 및/또는 후면은 볼록하거나, 오목하거나, 편평한 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제157 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 베이스 표면, 후방 베이스 표면, 또는 두 베이스 표면 모두는 단순 비구면, 구면, 원환체이거나, 다음의 수학식으로 기술되는 다중 비구면 함수(Z(r))에 의해 변경되는 기본 굴절력 범위를 갖는 것을 특징으로 하며
,
상기 수학식은 반경 위치(r)와 원뿔 함수(k(r))에 종속되되;
상기 다중 비구면 함수는 렌즈 반경을 N개의 반경방향 세그먼트로 분할하여 공식화되고, N은 1 내지 10,000(일만)의 범위의 정수이며, K1 내지 KN+1은 -1,000(마이너스 일천) 내지 1,000(일천)의 범위의 임의의 실수를 취할 수 있는 각 세그먼트의 시작점과 종료점에서의 원뿔 값들을 정의하고, 전이 함수는 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제158 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 전이 함수(kn(r))를 특징으로 하며; 상기 전이 함수는 테일러 급수, 푸리에 급수, 베셀 함수, 야코비 다항식, 또는 라그랑주 다항식에 의해 정의되고;
또는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되며
,
여기서 반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값이고;
또는 바람직하게는 상기 다중 비구면 베이스의 2개의 인접한 세그먼트를 연결하는 상기 전이 함수(kn(r))는 다음과 같이 정의되고
,
여기서
,
반경 위치(r)는 Δ·(n-1)부터 Δ·n까지 변하는 값인,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제159 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 상이한 동공 크기들에 걸쳐 유지되거나 변형되는 다초점, 향상된 단초점, 또는 확대된 초점 심도 특징들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
인공수정체.
- 제130 항 내지 제160 항 중 어느 한 항에 있어서,
안과 업계에서 이미 널리 사용되고 있는 제조 방법들로 제조되는 것을 특징으로 하며,
상기 제조 방법은 다이아몬드 선삭, 주조, 핫 스탬핑, 사출 성형, 또는 리소그래피 패턴 습식 및 건식 에칭, 및 상기의 변형들 또는 조합들에 기초하고;
상기 제조 방법은 나선형 트랙들을 따라 굴절력 변화를 발생시키기 위해 펨토초 레이저에 의한 굴절률 성형(Refractive-Index Shaping: RIS) 또는 임의의 레이저 유도 굴절률 변화(Laser Induced Refractive Index Change: LIRIC)와 같은 최첨단 방법들에 의존하며;
상기 렌즈는 전술한 방법들의 조합으로 제조되고;
상기 렌즈는 PMMA, 콜라머, 마크로머, 하이드로겔, 및 아크릴레이트와 같은 강성 또는 폴더블, 소수성 또는 친수성의 메타크릴레이트 기반 또는 실리콘인 재료들을 사용하여 제조되는,
인공수정체.
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