시각 결손에 기인한 안정피로를 치료하기 위한 렌즈 설계

시각 결손에 기인한 안정피로를 치료하기 위한 렌즈 설계{LENS DESIGNS FOR TREATING ASTHENOPIA CAUSED BY VISUAL DEFECTS}

본 발명은 안과 렌즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시력 교정(visual acuity correction)을 제공하고 안정피로(asthenopia)를 실질적으로 제거하는 안과 렌즈를 제공한다.

안정피로(asthenopia) 또는 눈의 피로(eye fatigue)는 다수의 시각 결손(visual defect)에 기인할 수 있다. 굴절성 안정피로(refractive asthenopia)에서, 굴절 결손은 주로 눈의 조절 능력을 부족하게 하여, 눈의 피로를 초래한다. 또한, 근육성 안정피로(muscular asthenopia) 또는 안운동 및 정렬(eye movement and alignment)의 결핍이 눈의 피로를 야기할 수 있다. 마지막으로, 신속 안운동 및 추종 안운동을 방해하고 주시(fixation)를 지연시키는 중심와 억제(foveal suppression)가 안정피로의 원인이 된다. 종래의 렌즈 설계는 이러한 안정피로의 원인들 각각을 해결하기 위한 교정 특징부(corrective feature)를 통합하지 않는다.

본 발명은 안과 렌즈에 관한 것이고, 시력 교정(visual acuity correction)을 제공하고 안정피로(asthenopia)를 실질적으로 제거하는 안과 렌즈를 제공한다.

도 1은 본 발명의 렌즈의 표면의 평면도.

본 발명은 안과 렌즈를 설계하기 위한 방법, 설계 방법에 따른 렌즈, 및 렌즈를 제조하기 위한 방법을 제공하며, 이러한 렌즈는 굴절성 안정피로, 근육성 안정피로 및 중심와 억제 각각에 대한 교정을 제공한다. 본 발명은 콘택트 렌즈(contact lens), 안내 렌즈(intraocular lens), 각막 온레이 렌즈(corneal onlay lens) 등을 의미하는 임의의 안과 렌즈를 제공하는 데 사용될 수 있지만, 콘택트 렌즈의 설계 및 제조에서 가장 유용할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명은 그 중심에서의 추가 굴절력의 제1 영역 및 안정피로 교정에 효과적인 양의 프리즘을 포함하는 광학 구역을 포함하고, 본질적으로 이들로 구성되며, 이들로 구성되는 안과 렌즈를 제공한다. 다른 실시예에서, 본 발명은 그 중심에서의 과교정된 근거리 시력 교정의 제1 영역 및 안정피로 교정에 효과적인 양의 프리즘을 포함하는 광학 구역을 포함하고, 본질적으로 이들로 구성되며, 이들로 구성되는 안과 렌즈를 제공한다. 또 다른 실시예에서, 본 발명은 그 중심에서의 추가 굴절력의 제1 영역 및 안정피로 교정에 효과적인 양의 프리즘을 포함하는 안과 렌즈를 제공하는 단계를 포함하고, 본질적으로 이로 구성되며, 이로 구성되는, 안정피로를 교정하기 위한 방법을 제공한다.

본 발명의 목적을 위해, "추가 굴절력"이라는 것은 렌즈 착용자의 원거리 시 력을 교정하는 데 필요한 것에 추가된 디옵터 굴절력을 의미한다. "원거리 시력 교정"이라는 것은 착용자의 원거리 시력을 원하는 정도로 교정하는 데 요구되는 굴절력의 크기를 의미한다. "근거리 시력 교정"이라는 것은 착용자의 근거리 시력을 원하는 정도로 교정하는 데 요구되는 굴절력의 크기를 의미한다. "과교정된 근거리 시력 교정"이라는 것은 근거리 시력 교정이 렌즈 착용자의 근거리 시력을 교정하는 데 요구되는 것보다 크다는 것을 의미한다.

본 발명의 렌즈에서, 조절성 안정피로(accommodative asthenopia)는 렌즈 착용자의 초점 심도(depth of focus)를 확장시키기 위해 광학 구역의 중심에, 비-노안 렌즈(non-presbyopic lens) 착용자의 경우에 추가 굴절력의 영역을 또는 노안 렌즈 착용자의 경우에는 과교정된 근거리 시력 교정의 영역을 배치함으로써 해결된다. 추가 굴절력 또는 근거리 시력 교정의 영역은 바람직하게는 광학 구역의 중심에 대해 중심설정되고 약 1.5 내지 3.5 ㎜, 더 바람직하게는 약 1.9 내지 2.5 ㎜의 직경을 갖는 환형 영역이다.

굴절력은 이 영역 내에서 일정할 수 있으며, 또는 영역의 주변으로 이동할수록, 즉 광학 구역의 중심으로부터 멀리 이동할수록 굴절력이 감소하여 영역의 중심에서 최고 굴절력을 가질 수 있다. 바람직하게는, 원거리 시력 교정을 위한 영역은 중심의 추가 굴절력 또는 근거리 시력 교정 영역을 둘러싸며, 더 바람직하게는 원거리 시력 영역은 환형 링이다. 도 1은 추가 굴절력 영역(12)이 환형의 원거리 시력 교정 영역(13)에 의해 둘러싸인 광학 구역(11)을 갖는 본 발명의 렌즈(10)를 도시한다. 추가 굴절력 또는 과교정된 근거리 시력 교정의 추가 영역이 원거리 시 력 교정 영역을 둘러쌀 수 있는데, 바람직하게는 원거리 시력 교정 영역을 둘러싸는 환형 링이다. 그러한 제2 영역이 사용되는 경우, 영역은 바람직하게는 렌즈의 광학 중심으로부터 약 4 ㎜의 직경에서 시작하여 그로부터 약 6 ㎜에서 종료하며, 더 바람직하게는 광학 중심으로부터 약 4.5 내지 6.5 ㎜ 사이의 직경에 위치된다.

사용되는 추가 굴절력 또는 과교정된 근거리 시력 교정의 크기는 원하는 초점 심도 확장을 달성하는 데 효과적인 크기일 것이다. 전형적으로, 굴절력의 크기는 0.12 디옵터의 증분으로 제공되며, 총 굴절력은 바람직하게는 약 0.12 내지 1.0 디옵터일 것이다. 사용될 정확한 크기는 다수의 공지된 방법 중 임의의 방법에 의해 계산될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 착용자의 관통-초점(through-focus) 시력은 렌즈 착용자가 다양한 시험 렌즈를 착용하게 하면서 고정된 거리에 있는 표적을 사용하여 측정될 수 있다. 대안적으로, 그리고 바람직하게는, 수학적 눈 모델이 후보 렌즈 설계에 의해 제공되는 시력을 시험하는 데 사용될 수 있다. 굴롤스트란드-르그란드(Gulolstrand -LeGrand) 및 리우-브레넨(Liou-Brennen) 눈 모델을 한정됨이 없이 포함하는 임의의 다수의 눈 모델이 공지되어 있다. 시각 품질(visual quality)을 계산하는 방법이 또한 주지되었으며, 한정됨이 없이 변조 전달 함수(modulation transfer function), 제곱평균제곱근 점 크기(root mean square spot size), 비쥬얼 스트럴(Visual Strehl) 등을 포함한다.

조절성 안정피로를 교정하는 것 외에도, 본 발명의 렌즈는 렌즈 설계에 통합된 프리즘을 구비함으로써 근육성 안정피로에 대한 교정을 제공한다. 프리즘은, 예를 들어 렌즈 내에 기저 상방(base up) 또는 기저 하방(base down) 프리즘을 추 가하거나, 광학 구역을 중심 이탈(decentering)시키거나, 이들의 조합에 의해 제공될 수 있다. 중심 이탈 또는 기저 상방 또는 기저 하방 프리즘에 대한 크기 및 방향과 관련하여, 프리즘의 양은 안정피로 교정에 효과적인 양이며, 이는 렌즈 착용자의 근육성 안정피로를 전체적으로 또는 부분적으로 교정하는 데 효과적인 양을 의미한다. 정확한 양은 개인마다 달라질 것이며, 사위(phoria), 예컨대 외사위(exophoria), 내사위(esophoria), 상사위(hyperphoria) 등, 또는 사시(tropia), 예컨대 이방 사시(heterotropia) 등으로서 결손을 특정하기 위한 관찰, 검사 및 안대 시험(patch testing)에 의해 결정될 수 있다. 특정되면, 결손의 정도는 한정됨이 없이 색융합(color fusion) 방법의 사용을 포함하는 임의의 종래의 방법에 의해 측정될 수 있다.

기저 상방 또는 기저 하방 프리즘이 사용되는 경우, 렌즈 내에 통합된 프리즘은 소정 크기의 프리즘 디옵터 또는 분각(minutes of arc) 및 기저 내방 또는 외방(base in or out) 및 기저 상방 또는 하방을 의미하는 방향을 가질 것이다. 프리즘은 렌즈의 근거리 및 원거리 시력 영역 중 어느 하나 또는 둘 모두에 통합될 수 있다. 또한, 추가된 프리즘에 의해 유도되는 임의의 이미지 왜곡을 감소시키거나 실질적으로 제거하기 위해 프리즘 표면을 비구면화(aspherize)하는 것이 바람직할 수 있다. 프리즘은 기저 하방 또는 기저 내방 프리즘의 0.25 디옵터의 증분으로 제공될 수 있으며, 이때 프리즘의 총량은 바람직하게는 약 0.25 내지 약 2.0 디옵터이다.

대안적으로, 프리즘은 광학 구역의 중심 이탈에 의해 제공될 수 있는데, 중 심 이탈은 중심와 억제를 치료할 것이다. 미세암점(microscotoma)의 존재에 기인하여 일어날 수 있는 중심와 억제는 신속 및 추종 안운동을 방해하여 주시를 지연시키도록 작용하며, 양안 융합(binocular fusion)을 억제할 수 있다. 중심 이탈의 크기는 렌즈 착용자의 중심와의 비-기능 정도에 좌우될 것이다. 편리하게는, 광학 구역은 렌즈의 광학 중심으로부터 0.1 ㎜ 증분으로 중심 이탈될 수 있으며, 바람직하게는 총 중심 이탈은 약 0.1 내지 약 0.5 ㎜일 수 있다.

본 발명의 렌즈에서, 추가 굴절력 또는 근거리 시력 및 원거리 시력 구역은 렌즈의 전방 표면 또는 물체측 표면이나, 후방 표면 또는 눈측 표면 상에 있을 수 있으며, 또는 전방 표면과 후방 표면 사이에서 분배될 수 있다. 착용자의 난시를 교정하기 위해 원주 굴절력(cylinder power)이 렌즈의 후방 또는 오목한 표면 상에 제공될 수 있다. 대안적으로, 원주 굴절력은 전방 표면 또는 후방 표면 상의 원거리 및 추가 또는 근거리 시력 굴절력 중 어느 하나 또는 둘 모두와 조합될 수 있다.

본 발명에 유용한 콘택트 렌즈는 바람직하게는 소프트 콘택트 렌즈이다. 그러한 렌즈를 제조하는 데 적합한 임의의 재료로 제조된 소프트 콘택트 렌즈가 사용되는 것이 바람직하다. 소프트 콘택트 렌즈의 형성을 위한 예시적인 재료는 한정됨이 없이 실리콘 탄성중합체, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,371,147호, 제5,314,960호 및 제5,057,578호에 개시된 것들을 한정됨이 없이 포함하는 실리콘 함유 거대단량체, 하이드로젤, 실리콘 함유 하이드로젤 등 및 이들의 조합을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 표면은 실록산이거나, 한정됨이 없이 폴리다이메틸실록산 거대단량체, 메타크릴옥시프로필 폴리알킬 실록산 및 이들의 혼합물을 포함하는 실록산 작용체, 실리콘 하이드로젤 또는 에타필콘(etafilcon) A와 같은 하이드로젤을 함유한다.

바람직한 렌즈 형성 재료는 폴리 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 중합체이며, 이는 약 25,000 내지 약 80,000의 피크(peak) 분자량 및 각각 약 1.5 미만에서 약 3.5 미만의 다분산도(polydispersity)를 가지며 적어도 하나의 가교결합성 작용기가 그 상에 공유 결합된 것을 의미한다. 이러한 재료는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,846,892호에 설명되어 있다. 안내 렌즈를 형성하기에 적합한 재료는 한정됨이 없이 폴리메틸 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 불활성 투명 플라스틱(inert clear plastics), 실리콘계 중합체 등 및 이들의 조합을 포함한다.

렌즈 형성 재료의 경화는 한정됨이 없이 열적, 조사(irradiation), 화학적, 전자기적 방사 경화 등 및 이들의 조합을 포함하는 공지된 임의의 수단에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 렌즈는 자외선광을 사용하거나 가시광의 전체 스펙트럼을 사용하여 수행되어 성형된다. 더욱 상세하게는, 렌즈 재료를 경화시키기에 적합한 정확한 조건은 선택된 재료 및 형성되는 렌즈에 좌우될 것이다. 콘택트 렌즈를 한정됨이 없이 포함하는 안과 렌즈를 위한 중합 공정은 주지되어 있다. 적합한 공정은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,540,410호에 설명되어 있다.

본 발명의 콘택트 렌즈는 임의의 종래의 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 광학 구역은 다이아몬드 선삭(diamond-turning)에 의해 생성되거나 본 발명의 렌즈를 형성하는 데 사용되는 주형에 다이아몬드 선삭될 수 있다. 후속하여, 적합한 액체 수지가 주형들 사이에 배치되고 이어서 수지가 압축 및 경화되어 본 발명의 렌즈가 형성된다. 대안적으로, 구역은 렌즈 버튼(lens button)으로 다이아몬드 선삭될 수 있다.