KR100841658B1

KR100841658B1 - 시력과 망막상의 개선장치 및 방법

Info

Publication number: KR100841658B1
Application number: KR1020027013851A
Authority: KR
Inventors: 윌리암스데이빗알; 윤근영; 기라오안토니오
Original assignee: 유니버시티 오브 로체스터
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2008-06-26
Also published as: JP4289814B2; JP2003532150A; CN1426286A; TW500604B; EP1278451A1; AU2001257042B2; MXPA02010624A; CN1267053C; EP1278451A4; AU5704201A; KR20020093917A; US6338559B1; WO2001082791A1; CA2407082A1; BR0110370A; CA2407082C

Abstract

사람의 시력을 개선하기 위한 방법으로 색수차보정 및 고차 단색수차의 보정을 이용한 방법이 개시된다. 상기 보정은 단지 고차단색수차 또는 색수차만을 보정한 경우에 비해 보다 큰 효과를 얻는다. 고차 단색수차는 눈(107)의 파면수차를 보정하기 위한 적절한 위상프로필을 삽입함으로써 보정된다. 상기 보정은 콘텍트 렌즈(152), IOL, 인레이, 온레이,적절한 표면형상의 온레이, 굴절수술 또는 다른 방법에 의해서 얻은 각막의 형상을 사용하므로써 실현할 수 있다. 반면에, 색수차는 스펙트럼 필터링 또는 인의적인 아포디제이션(apodization)으로 보정할 수 있다. 아포디제이션 필터는 눈의 동공을 가로질러 투과하는 광이 비균등한 진폭 투과율을 나타내하도록 표시된다. 고차 단색수차의 보정을 하는 콘택트렌즈 또는 광학장치는 색수차보정에 적합한 아포디제이션 필터로 구성되며, 색수차 보정을 하는 광학장치는 고차 단색수차보정을 위한 하나의 콘텍트 렌즈와 조합하여 사용될 것이다. 또한 망막상의 개선을 위한 장치와 방법을 설명한다.

Description

시력과 망막상의 개선장치 및 방법{Improving vision and retinal imaging}

본 발명은 시력과 망막상의 개선을 위한 장치와 방법, 특히 눈의 고차 단색 수차(higher-order monochromatic aberration)와 눈의 색수차(chromatic aberration)를 보정함으로써 시력과 망막상을 개선하는 장치와 방법에 관한 것이다.

스펙타클과 콘텍트 렌즈 설계의 현저한 발전에도 불구하고 대부분의 눈의 렌즈는 디포커스(defocus)와 비점수차로 알려진 제2차 눈의 수차만을 보정한다. 구면수차, 코마 그리고 다양한 비정형적 수차와 같은 고차 단색수차는 스펙타클, 콘텍트 렌즈, 각막의 수정, 인레이(inlay), 온레이(onlay) 그리고 그밖의 보정기법에 의해서는 보정되지 않은채 남는다. 이러한 고차 수차는 망막에 흐릿한 상을 형성하고 결과적으로 사람의 시력을 저하시키며, 흐릿한 상은 살아있는 사람의 망막을 괴롭힌다. 최근까지 눈의 비정형적 고차 수차를 정량적으로 측정하는 간단하고 효과적인 장치나 접근이 없었고, 디포커스와 비점수차이외의 눈의 단색수차를 보정하는 실질적인 메카니즘이 구현되지 않았다.

리앙(Liang)등은 눈의 단색수차를 측정하는데 사용한 하트만섹(Hartmann-Shack) 파면센서를 J.Opt.Soc.Am.A,Volume 11,Number 7,pp.1949-1957,July 1994에 발표했다. 이것은 눈으로부터 출사한 파면을 감지하고 중심와 위에 포커스된 빔의 망막반사에 의해 형성된다. 발표한 시스템을 이용하여 저자는 제4차 다항함수를 측정할 수 있었다. 그러나 4차까지 다항식을 만족하는 파면은 눈의 수차를 완벽하게 표현하지 못한다. 그 후에 윌리암스(Williams) 등은 리앙 등이 사용한 파면센서를 개량하여 U.S.Patent Number 5,777,719에 발표하였고 적어도 제5차이상의 단색수차의 측정 데이터와 보정결과를 제공하였다. 그들의 개량된 파면센서장치를 결합한 변형 가능한 미러를 사용하여 윌리암스 등은 스펙타클,콘텍트 렌즈,그밖의 눈의 렌즈장치, 외적수정에 의해 종래에는 보정할 수 없었던 복잡한 수차을 측정하고 보정할 수 있었다. 또한 선례없는 질의 망막상을 제공하는 시스템을 개발하였다.

리앙 등은 적응제어광학을 이용한 보통이상의 시력과 고해상의 망막상을,J.Opt.Soc.Am.A.,14,2884-2892(1997)에 발표, 여기에서 눈의 단색수차를 측정하고 보정하기 위한 적응제어광학의 응용을 설명하였다. 그들은 고차 단색수차의 보정에 의하여 6.0mm의 동공을 통과한 27.5cpd를 갖는 단색 격자가 형성될때 콘트라스트 강도가 6배으로 증가하였음을 알았다. 한편 그들은 단색광으로 특정의 공간주파수에서 일반적인 일상의 조건에서는 이례적인 콘트라스트 강도를 측정하였다.

사람의 눈은 색수차로 고통받는 것으로 잘 알려져 있다. 눈에 있어서 색수차의 효과를 분석한 시도에 관한 많은 참고자료가 있다. 캄벨(Campbell)과 구비시(Gubish)는 J.Physiol.,192,pp.345-358(1967)에 색의 촛점의 차이를 고려해 보더라도 백색광과 단색광은 10 에서 40 cpd의 공간 주파수 영역에서 콘트라스트 강도에 현격한 향상이 있음을 보고하였다.

티보스(THibos)등은 Optometry and vision Science, 68,8,pp.599-607(1991)에서 색수차가 시력에 현저한 영향을 미치는지, 만약 그러하다면 왜, 얼마나 영향이 있는지 의문을 가졌다. 그들은 종축의 색수차는 단지 적당한 콘트라스트 강도 감쇄와 보다 적은 예민한 시적 손실을 가져오고, 색의 차이의 배율은 시적 수행에 적은 효과를 갖고, 횡축의 색수차는 동공이 측면으로 놓여 있을 때에만 오목한 부분에 현저하다. 눈에 있어서 현저하지 않은 영향에 대한 효과적인 설명은 색수차는 눈의 광의 스펙트럼 강도가 낮은 경우 스펙트럼 양극단에 가장 근접하기 어렵다.

게다가, 시력과 망막상에 있어 색수차의 효과에 관한 많은 연구가 시적 형성에 색수차와 고차의 단색수차의 상호작용을 고려하지 않았다.

발명자는 시력 향상을 위한 노력에 있어 일상적인 전망 조건에서 시적형성을 평가할 필요가 있음을 깨닫고 결과적으로 2차의 수차 ,고차의 수차 ,또는 색수차 , 이들 각각과 조합된 보정이 시력의 향상에 어느 정도의 효과를 미치는지 결정할 필요가 있음을 알았다. 따라서 눈에 대한 수차의 효과를 평가하기 위한 방법과 장치가 필요하고, 이것들이 수차보정을 통해 향상된 시력과 망막상을 제공한다.

발명의 요약

본 발명은 인간의 시력과 망막상의 개선을 위한 장치와 실현 방법에 관한 것으로써, 특히 그러한 장치와 방법은 고차 단색수차 및 색수차의 보정을 기초로 사람의 시력 및 양질의 망막상의 평가와 개선을 실현하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예는 고성능 위상 보정 소자 및 광진폭 변조 소자를 포함하는 시력개선을 위한 광학 시스템에 의하여 구현된다. 고성능 위상 보정 소자는 큰차수의 단색수차 보정에 이용되고, 반면에 광진폭 변조 소자는 색수차의 보정에 기여한다. 상기 실시예에 있어서, 고성능 위상 보정 소자 및 광진폭 변조 소자는 보통의 광학적 구성요소에 내재한다. 대체적 측면에서 고성능 위상 보정 소자 및 광진폭 변조 소자는 별개의 광학적 구성요소에 내재한다.

본 발명의 다른 실시예는 사람의 시력개선을 위한 눈의 구성요소에 관한 것이다. 그 구성요소는 계측된 눈의 고차 단색수차를 보정하기에 적합한 적어도 하나의 형상을 가진다. 게다가 눈의 구성요소는 눈의 색수차를 보정하기 위하여 면의 일부분에서 비균등한 투과율을 갖는다. 발명의 실시예 측면에서 눈의 동공직경은 눈의 시력에 해로운 수차의 효과를 감소시키는 인위적 아포디제션에 의하여 효과적으로 줄어든다.

본 발명의 또다른 실시예는 망막의 고해상의 개선을 구현하기 위한 것이다. 그러한 상을 생성하기 위해 본 시스템은 큰 조도를 얻도록 광역의 광원을 유익하게 사용하고, 반면 상의 질은 고차의 단색수차 및 색수차를 보정하므로서 높아진다.

본 발명의 방법 실시예는 눈의 시적 효율을 개선하는 것으로 색수차보정(대체로 축의 색수차) 및 고차의 단색수차 보정을 포함한다. 고차의 단색수차를 보정하기 위하여 선호하는 방법은 가변미러(deformable mirror) 또는 LCD(liquid crystal device), MEMS장치 같은 위상 보정 소자의 제공을 포함하고, 가능하면 콘텍트 렌즈, IOL, 인레이 ,온레이 또는 굴절수술에 의한 각막수정을 이용한다. 상기 소자들은 눈으로부터 출사된 수차가 있는 파면을 보정하기 위해 적절한 위상보정을 제공하는데 적합하다. 색수차 보정방법에는 다양한 형태의 스펙트럼 필터링을 포함하는데, 인위적 아포디제션이 선호되고 이하 구체적으로 기술할 것이다.

본 발명의 설명을 좀더 정확하고 명확하게 하기 위하여 명세서와 첨부된 청구항에서 사용될 뒤따르는 정의는 이하의 의미를 가질 것이다.

아포디제션(apodization)이란 동공의 중심과 가장자리사이 즉 동경반경을 가로지르는 빛의 비균등 진폭 투과를 말한다.

고차 단색수차란 3차 및 고차의 동경 제르니크 다항식에 의해 표시되는 광수차를 말하는 것으로 좀더 상세하게 말하자면 제5차 내지 제10차의 동경 제르니크 다항식 또는 이들과 동등한 값으로 표현되는 광수차를 뜻한다.

색수차는 종래기술에 널리 알려진 것으로 관례적으로 정의되는데,실질적으로 광축 또는 종축 색수차를 말한다.

여기에서 말하는 시력이란 사람이 얼마나 잘 볼 수 있는가 하는 질적 기준이다. 시적 효율(VB)이란 시력의 양적 수치를 나타내는데 사용될 것이다. 좀더 상세히 말하면 시적 효율은 하기와 같이 정신물리적 시적 효율(

)과 광학적 시적 효율(

)의 텀으로 동등하게 정의된다.

여기에서 CSF는 콘트라스트 감도 함수로 정의되고, w/HOC는고차 수차보정, w/oHOC는 고차 수차가 없는 것을 의미하며, MTF는 변조전달함수를 말한다. 고차 단색수 차만을 보정(a)할 경우에 광학적 시적효율은 다음과 같이 정의되며,

고차의 단색수차와 광축의 색수차 모두를 보정(b)한 경우에는 광학적 시적 효율은 다음과 같이 정의된다.

두 경우에 있어서, 디포커스와 비점수차(2차 제르니크모드)는 기선 시력의 제공에 의해 필수적으로 보정되었다.

광학 시스템은 눈과 결합한 하나 이상의 광학소자를 말하는 것으로, 제한된바는 없으나 눈 또는 굴절소자가 이에 포함되며, 구체적으로 각막, 콘텍트 렌즈, IOL, 눈의 인레이, 온레이, 또는 가변미러,스펙터클렌즈같은 외적구성요소가 그 예이다. 이것들은 원하는 사용법과 실질적으로 고려사항에 따라 개별적으로 또는 다른 광학소자와 조합하여 사용된다.

고성능 위상 보정 소자는 실질적으로 파면을 형성하기 위한 것으로 고차 단색수차 파면 데이터에 대응하게 변조된 파면 형태를 가지는 상기의 광학소자를 말한다. 다시말해 고차 수차의 보정을 제공하는 것이다. 가변미러 LCD,MEMS같은 다른 타입의 위상보정장치도 이 정의에 포함된다.

광진폭 변조 소자는 굴절,간섭,흡수,투과 또는 필터링에 의해 광을 재분포시키는 것으로 눈의 색수차를 보정한다.

정리하면, 본 발명은 눈의 고차 단색수차 및 색수차를 보정하여 시적 효율을 얻기위한 장치 및 방법으로, 이것은 고차 단색수차 또는 색수차만을 보정하여 얻은 시적 효율보다 더 크다. 고차 단색수차의 보정에 의해 제공되는 유익한 효과는 통상의 시각조건하에서는 색수차의 존재로 인하여 희석된다. 다시말하자면 눈의 고차 단색수차와 색수차 모두의 보정에 의한 효율이 각각의 수차보정에 의한 효율보다 현저히 크다는 것이다. 게다가 희석(또는 개선)은 작은 동공사이즈(＜3mm)보다 큰 동공사이즈(~3-8mm)대하여 더 현저하다. 이와 같은 발견을 기초로하여 DM,콘텍트 렌즈,IOL,각막수정, 눈의 인레이,눈의 온레이,그밖의 눈의 장치 또는 기법을 갖는 눈의 고차 단색수차를 수정하는 것은 가능할 것이다. 부가적으로 눈의 색수차 보정에 의해 시적 효율을 더 개선시킬 수 있다.

본 발명은 또한 망막상의개선을 위한 장치 및 방법으로 상기 개념이 이용된다.

본 발명의 그밖의 목적등을 이하 상세한 설명, 도면,청구항에서 좀 더 완벽하게 기술하겠다.

도 1a와 1b는 본 발명에 따라 파면측정, 수차보정, 정신물리적 특성의 크기 및 망막상을 계측하기 위한 적응제어광학시스템의 개략도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학시스템의 상면 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아포디제션 필터의 σ(아포지제션의 정도)의 가변치에 있어서, 동공반경에 대한 진폭 투과율 그래프.

도 4는 Stiles-Crawford 모델링의 전형적 조건에서 동공반경에 대한 진폭 투과율 그래프.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스펙트럼 프로필 곡선.

도6은 각각의 파장에 대하여 다른 반경위치에서의 파장함수에 대한 본 발명의 실시예에 따른 스펙트럼 프로필 곡선.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 동공의 직경의 변화에 대한 광의 투과곡선.

도8은 본 발명의 실시예에 따른 아포디제션 필터의 개략도.

도9는 본 발명의 실시예에 따른 다른 아포디제션 필터의 개략도.

도10은 본 발명의 양상에 따른 아포디제션 필터의 개략도.

도11은 본 발명에 따른 아포디제션 필터의 실행에 대한 투과 곡선.

도12는 본 발명의 따른 롱패스 필터 실행의 필터 투과곡선.

도13a와 13b는 본발명에 따른 다른 아포디제션 필터의 실행의 효과를 보여주는 MTF그래프.

도14는 본 발명에 따른 다른 필터의 실행의 MTF그래프.

도15는 본 발명의 실행에 따라 아포디제션 필터를 조합하여 보정된 코마와 구면수차의 MTF그래프.

도16은 555nm의 리퍼런스 파장을 중심에 둔 파장함수에서 가중된 수차 디포커스의 그래프.

도17a,17b는 어떤 수차가 존재 또는 부재할 경우의 공간 주파수에 대한 콘트라스트 감도 그래프.

도18a,18b는 본 발명의 실시예에 따라 수차보정 전후에 있어 공간주파수에 대한 시적 효율의 그래프.

도19a,19b는 동공직경이 3mm인때 본 발명의 실행에 따른 다양한 수차보정에 대한 각각의 콘트라스트 감도 및 시적 효율의 그래프.

도20a,20b는 동공직경이 6mm인때 몇몇의 피사체,여러가지 수차보정, 여러가지의 조도레벨에 대한 눈의 감도 그래프.

도21은 파장 대역폭의 함수로써 여러가지의 공간 주파수에 대한 시적 효율 그래프.

도22a,22b는 동공직경이 3mm인 17개의 피사체눈으로부터의 공간 주파수 함수에 대한 각각의 MTF및 시적 효율의 그래프이고, 도22c,22d는 동공직경이 6mm인때의 대응되는 그래프.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 시적 감도의 이론적 증가를 보여주는 뉴럴문턱 곡선(neural threshold curve) 및 여러가지 수차 보정의 조합에 대한 공간주파수함수로서의 MTF 그래프.

눈의 고차 단색수차가 눈으로부터 출사한 광의 파면을 변형시키는 것은 명백하다. 이러한 파면은 파면의 위상보정에 의해 실질적으로 평면파로 회복될 수 있다. 고성능 위상 보정 소자는 요망되는 위상보정를 제공하는데 이용된다. 구성요소 또는 장치의 적어도 일부면에 특유의 위상프로필을 가지는 눈의 구성요소 또는 장치는 고차의 단색수차를 보정하는데 사용된다. 그러한 구성요소는 예를들면 가변미러, LCD, MEMS 장치, 콘텍트 렌즈, IOL, 눈의 인레이,눈의 온레이 및 수정된 망막 을 포함할 수 있다.

반면, 색수차는 스펙트럼적 의존을 하거나 그러하지 아니한 동공부분의 광진폭분포에 의해 영향을 받는다. 광진폭 변조 소자는 눈의 색수차를 보정하는데 이용된다. 우선적으로, 스펙트럼필터 또는 회절판은 색수차를 보정하는데 사용된다. 또한 동공의 인위적 아포디제션도 사용되는데 이하에서 상세히 설명할 것이다. 인위적 아포디제션은 망막상의 개선에 유익하게 사용된다.

본 발명의 실시예는 사람의 시력을 측정 및 개선하기 위한 광학시스템에 직결되고, 고성능 위상 보정 소자 및 광진폭 변조 소자를 포함한다. 이러한 실시예의 면에서, 고성능 위상 보정 소자는 도 1a의 가변미러(DM 118)로 구성되고 파면수차를 측정 및 보정하기 위한 적응광학시스템(10)에 사용된다. DM은 표면형태를 변경하여 눈으로부터 반사된 파면의 이그러진 위상프로필을 보정하는 위상프로필을 제공한다. 대안으로 DM에 대체하여 LCD 또는 MEMS 장치는 적절한 위상보정을 제공할 수 있다.

도 2에 따르면, 시력보정을 위한 광학시스템(190)은 콘텍트 렌즈(200, IOL, 눈의 인레이 및 온레이중 택일) 또는 수정된 망막으로 구성된 고성능 위상 보정 소자를 포함하며, 적합한 고성능 위상 보정을 제공을 위해 요구되는 파면프로필을 가진다. 위상프로필보정은 제르니크계수데이터 형식의 파면센서데이터로부터 실현할 수 있다. 이데이터는 도 1a에 개략적으로 그려진 능동광학시스템(10)에 의해 얻을 수 있다. 결국 컴퓨터(132)로부터 DM(118)에 보내지는 파면의 보정신호는 렌즈가공시스템 또는 레이저시술대(152)에 전달될 수 있고, 보정된 파면수차의 데이터는 선 택된 고성능 위상 보정 소자에 적절한 파면프로필을 생성시키는데 사용될 수 있다. 콘텍트 렌즈, IOL, 인레이 또는 온레이의 면을 생산하거나 변경하는 기술은 숙련된 기술로 알려져 있고, 예를들면 라팅(lathing), 주조, 몰딩 및 레이저기기등이 이에 포함된다. 굴절률시술 또는 레이저 광활성은 사람의 망막을 적절히 수정하기 위한 선행기술이다.

본 발명의 실시예에 따른 전형적인 광진폭 변조 소자는 도 1a의 간섭필터(136)에 의해 실현된다. 좀 더 실질적이고 선행적인 면에서 보면, 광진폭변조는 하기에서 기술될 아포디제션 필터를 매개로 사람의 동공을 인위적으로 아포디제션함으로써 제공된다. 아포디제션은 동공반경의 함수에 의존하는 광의 비균등한 진폭투과로 귀결된다. 눈에 있어서 자연발생적인 아포디제션은 Stiles-Crawford효과와 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 눈의 광수용기의 도파로특성에 의하면, 동공의 외면에 입사한 광은 동공중심을통과한 광보다 망막을 자극하는 효과가 작다. Stiles-Crawford 아포디제션은 상의 특징에 수차의 효과를 감소시키고, 이론적이지만 아포디제션은 동공의 직경 및 수차에 대한 눈의 감도를 감소시킨다. 특히, 아포디제션은 중간이하 영역의 공간주파수에서 변조를 증가시키는 점퍼짐함수의 사이드로브(side lobe)의 높이를 감소시킨다. 이것은 일반적으로 수차에 대한 내성을 증가시키고, 특히 본 발명에 적용가능한 디포커스(defocus)와 축의 색수차에 대한 내성을 증가시킨다.

시스템의 광학적 특성은 동공출사부분에서 하기와 같이 정의된 기준화된 동공함수로 간단히 표현될수 있다.

(1)

여기에서 A(r,θ)는 동공의 임의의 한점을 투과한 진폭이고, W(r,θ)는 파면수차이다. 종래의 콘텍트 렌즈에서 W(r,θ)는 각각의 파장에 대한 고차의 수차와 크로마틱디포카스를 더한 값을 나타낸다. 고차의 수차를 보정하기 위해 맞추어진 콘텍트 렌즈에서, W(r,θ)는 나머지 단색수차와 색수차를 더한 값을 나타낸다. 상기 두 경우에 있어서, 콘텍트 렌즈는 렌즈의 중심에서 가장자리쪽으로 광의 투과률을 점차적으로 저하시키기고 수차의 크기는 동공의 반경에 비례하여 증가하므로 적절한 필터 A(r)는 망막상에서 수차의 효과를 감소시킬 것이다.

숙련된 기술로 잘 알려진 다른 아포디션함수로 가우시안 아포지션이 있는데 가장 일반적인 것 중의 하나이다. 수차는 중심에 비하여 동공의 가장자리에서 급격히 증가하여 중심부근에서는 온만한 경사, 동공의 가장자리 가까이에서는 급한 경사의 특성을 보이는 함수는 광의 레벨에서 현저한 증가없이 가우시안 아포디션의 유익함을 제공할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 아포디션필터는 다음과 같은 슈퍼가우시안 함수로 기술된다.

(2)

여기에서 r은 동공의 반경이고 σ는 아포디제션 함수의 폭과 관련하는 아포디제션 파라메터이다. 도 3은 파라메터 σ의 다른 값에 대해서 가변의 동공반경에 대한 식(2)의 슈퍼 가우시안 전달함수에 의해 투과된 진폭을 나타낸다. 대조적으로, 도 4는 하기의 가우시안 함수에 의해 설계된 Stiles-Crawford효과에 대한 대표적인 값 ρ에 대한 투과진폭을 나타낸다.

이하에서 본 발명에 따른 아포디제션의 필터의 예시를 설명하겠다.

예시필터 1

도 5에서, 본 발명에 따른 첫번째 예시 아포디제션 필터의 가시파장 스펙트럼영역에 대한 파라메터 σ(λ)의 값을 나타내고 있다. 이경우에 아포디제션되지 않은 것은 기준파장 575nm에서 중앙에 있는 20nm의 간격으로 이루어 진다. 도 6은 각각의 파장에 대하여 다른 동공반경을 통하여 이필터를 투과한 광의 강도값을 나타낸다. 도 7은 모든 파장에 대하여 동공 전체를 투과하는 총 투과율을 나타낸다. 비록 독특한 스펙트럼 대역폭이 나타나더라도, 독특한 스펙트럼 투과영역은 희망하는 적용에 따라 선택될 것으로 이해된다. 예를들면, 밤에 시력이 증가하기를 원한다면 스펙트럼 투과대역폭은 눈의 감상체의 시적감도와 일치하도록 시푸트(shift)할 수 있다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 동공을 투과하는 총 투과율은 기준 파장, 즉, 대략 575nm을 중심으로 파장의 크기가 멀어질수록, 또한, 동공 직경이 커질수록 비례적으로 감소한다. 투과율이 감소한다는 것은 곧 광의 감쇠가 증대한다는 것을 의미한다. 즉, 도 7을 통해, 동공의 중심에서 가장자리로의 광의 감쇠는 기준파장에서 벗어난 파장치에 비례하여 증가한다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 인위적으로 아포디제션한 종래의 콘텍트 렌즈를 예시한 광학장치(190)가 도 2 및 도 8에서 간략히 표시되어 있다. 콘텍트 렌즈(200)는

로 정하여지는 광학영역을 가지고, 상기에서 기술한 것과 같이 고차의 단색수차의 보정을 제공한다. 도 8에서 보듯이 예시필터1에 따른 아포디제션한 필터(202)는 렌즈의 광축을 따라 렌즈(200)의 중심(204)에 일직선이 되도록 놓는다. 파장의존 아포디제션은 색흡수물질을 개입시킴으로써 실현할 수 있으며, 그색 소는 렌즈의 광학영역의 중심(204)에서 가장자리(208)로 증가하는 밀도를 갖는 콘텍트 렌즈(200)의 광학영역을 가로질러 놓는다. 그러한 필터링 프로필을 만드는 다양한 방법이 있는데 널리 알려진 기술로 평가된다. 예를들면, 처음에 원기둥 모양의 콘텍트 렌즈 재료를 적절한 색소에 담그면 그색소는 렌즈재료속으로 확산한다. 원하는 밀도의 프로필은 적당한 확산시간과 알려진 다른 파라메터의 조절로서 얻을 수 있다.

예시필터 2

도 9에 대략적으로 그려진 아포디제션 필터의 대체측면에서, 도 9에 도시된 바와 같이 적절한 필터링 재료를 렌즈표면위 동심의 고리모양링(220,221,222)안에 놓음으로써, 다수의 인접한 환형의 필터를 구현할 수 있다. 즉, 필터링 재료는 각각의 링에 대역 필터(bandpass filter)를 제공하며, 각각의 링은 거리가 렌즈의 중심쪽으로 증가함에 따라 좁은 대역폭을 가진다. 예를들어, 렌즈중심에서 r=0.5mm 사이는 필터가 존재하지 않고, 0.5mm에서 1 mm사이에서 필터는 도 6에서 보여지듯이 개개의 반경위치에 대한 스펙트럼프로필을 가질 수 있으며, 렌즈의 가장자리 밖의 다른한 반경에 대해서도 비슷하다. 적용에 의존하는 다른 링반경 및 필터 프로필은 본 발명의 이러한 면에 한계가 있다.

예시필터 3

도 10에 의하면, 상기 예시필터 2의 실시예를 위한 가장 간단한 경우가 단일링의 사용이다. 도면에 따르면, 필터링은 r=2mm 에서 시작하여 렌즈의 광학영역의 가장자리(208)까지 계속되며, 이는 직경이 4mm 이상의 동공을 통과하는 짧은 파장 및 긴 파장의 입사를 막기 위함이다. 되도록이면 필터는 대역폭이 λ= (550nm~610nm) 인 대역통과 필터를 구성할 것이다. 상기에서 기술하였듯이 다른 반경 및 대역폭도 적용가능하다.

예시필터 4

본 발명의 실시예방법의 선택면에서 도 2에 도시된 콘텍트 렌즈(200)는 콘텍트 렌즈의 다른 두 영역의 두개의 필터를 포함할 수 있는데, 그영역은 렌즈의 중심 2mm 직경내에서는 필터링이 없고, 직경 2mm 내지 4mm사이에서는 롱패스 필터(λ>510nm), 4mm이상의 직경에 대해서는 대역 필터 λ= (550nm~610nm) 이다.

예시필터 5

아포디제션은 상기 기술한 대역 필터와 대조적으로 롱패스 필터(long-pass filter)의 형태를 가질 것이며 이는 기준파장 이하의 파장만을 차단하기 위함이다. 도 12는 예시필터 1에 대한 이러한 선택성을 나타낸다.

도 13a 및 13b 는 고차단색수차를 보정을 위한 콘텍트 렌즈 같은 광학소자에 대응하는 백색광 MTF 를나타내며 이는 예시필터 1과 5를 합한 것이고, 예시필터 3과 4는 각각 색수차보정을 위한 것이다. 모든 데이터는 6 mm의 인공동공 직경을 고려하여 얻는다.

도 14는 단색수차 또는 색수차가 보정되지 아니한 경우, 본 발명에 따른 다른 아포디제션 필터에 대한 백색광 MTF를 나타낸다. 이경우에 시적 효율은 콘텍트 렌즈의 중심에 4mm 직경의 심플 스톱이 있을 때의 효율과 비슷하다. 보다시피 그결과는 도 13a 및 13b 에서 보여지는 결과보다 열등하다.

도 15는 종래의 콘텍트 렌즈의 코마 및 구면수차의 보정 효율을 나타내고, 또한 본 발명에 따라 색수차 보정을 위한 필터를 렌즈에 결합시켰을 때의 효율을 나타낸다. 이 그래프가 나타내고 있는 것은 시적 효율은 색수차 보정에 부가하여 고차단색수차가 보정될 때 얻어질 수 있다는 것이다.

선행의 실시예에서, 시력개선을 위한 광학 시스템은 보통의 광학적 구성요소 또는 기질을 가지고 있는 고성능 위상 보정 소자 및 광진폭 변조 소자를 포함할 수 있었다. 도 2 및 도 8의 광학 시스템(190)이 그러한 시스템을 나타낸다. 이러한 타입의 집적시스템은 고성능 위상 보정 소자가 콘텍트 렌즈, IOL, 인레이 또는 온레이일 때 유익하고 수정된 각막인 경우에는 그러하지 아니하다. 광진폭 변조 소자는 유익하게도 상기 기술한 아포디제션 필터 중 하나이다.

대체적 실시예에 있어, 시력개선을 위한 광학 시스템은 개개의 광학적 구성요소를 가지는 고성능 위상 보정 소자 및 광진폭 변조 소자를 포함할 수 있다. 이 시스템은 하나 또는 그이상의 고성능 위상 보정 소자를 포함하며, 상기에서 기술한바와 같이 위상 보정 소자는 아포디제션 또는 필터링된 스펙타클 렌즈의 조합이다. 오히려 분리된 광학시스템은 고성능 위상 보정 소자가 수정된 각막인 경우에 활용될 것이다.

본 발명의 또다른 실시예는 고해상 망막상의 형성 및 고질의 망막상의 근거의 제공에 관계된 것이다. 도 1b는 망막상 형성 시스템(30)의 개략도이며 이시스템은 고질의 망막상의 근거를 제공하는데 이용될 수 있고 , 눈(107)의 망막(109)에 고해상의 상을 제공할 수 있다. 광학 시스템(30)은 망막(109)에 주사되는 광역 광원(300) 및 망막상을 포획하기 위한 두번째 CCD카메라(156)로 유도되는 광로(155) 를 제외하고는 실질적으로 도 1a의 광학 시스템(10)과 비슷하다. 이러한 실시예에서 광역 망막 주사는 크립톤후레쉬램프(300)에 의해 제공된다. 4msec로 빛을 발하는 크립톤후레쉬필터(300) 는 눈의 동공위에 상을 형성하고 그것에 의하여 망막(109)의 망막 디스크에 주사되는 것은 1도의 비율이다. 망막의 상(109)은 가변미러(118)에 의해 반사되며 그미러는 도 1a에 관한 설명에서 처럼 고차단색수차를 보정하기 위한 형상을 하고 있다. 미러(125)에서 반사된 빛은 동공(134)을 통과하여 직접 아포디제션 필터(137)로 전파하여 CCD에 망막상이 포커스된다. 개선된 망막상은 아포디제션 필터(137)에 의해 제공되는 색수차보정에 의존하는 개선된 망막상의 특성으로부터 얻을 수 있다. 아포디제션 필터(137)는 상기에서 논의한 예시 아포디제션 필터 중의 어느것으로 나타내어 진다. 그러한 필터는 예를들면 광학 시스템(30)에 결합하기 위해 적당한 기질위에 원하는 필터프로필을 프린트함으로서 얻어진다. 상기에서 기술한바와 같이 아포디제션 필터가 도 1b의 망막상시스템에서 색수차를 보정하기 위기에 바람직한 장치일지라도 예를들어 중성농도필터 및 간섭필터도 사용될 수 있다. 우리는 색수차감소를 위해 총 가시 대역폭의 일부영역으로 단지 대역폭을 좁히는 것은 총조도 감소의 불이익이 있음을 알았다. 도 21은 투시효율로부터 이러한 효과를 나타내고 있다. 50nm(530nm 에서 580nm로)로 대역폭을 좁히는 것은 총가시 대역폭(290nm)에서 얻어지는 것의 2배의 시적효율을 제공했으며, 따라서 조도는 색의 손실에 인하여 거의 50%까지 감소되었다.

상기 기술한 광학적 구성요소, 장치 및 시스템을 결합함으로서 본 발명의 실시예는 시력개선을 위한 방법에 직결된다. 이 방법에는 눈의 고차단색수차보정 및 눈의 색수차보정(실질적으로 광축의 색수차)을 포함한다.

고차단색수차의 데이터는 도 1a에서 간략히 도시된 적응광학 시스템(10)을 사용한 많은 제재로부터 얻는다. 이장치는 윌리암스에 의한 U.S.Patent 5,777,719에서 도시하고 설명된 적응광학 시스템이 갖는 많은 특징을 공유하며, 이명세서의 참고되는 부분은 도 1b에 전부 나타내고 있다. 수차의 데이터를 얻기 위하여, 피사체 동공을 마이드리아크릴(mydriacyl)(1%) 또는 사이클로길(cyclogyl)(1%)로 팽창시킨다. 피사체의 선두점은 피사체 눈 위치에 놓여 있는 바이트바(bite bar)로 인해 시스템(10)내에서 변동하지 않는다. 790nm의 고휘도 다이오드(106)의 광은 빔스프리터에 의해 시준광이 되어 반사되고 눈(107)의 망막(109)에 점광원으로 입사한다. 망막으로부터 반사된 광은 빔스프리터(110)를 통과하여 렌즈(112,116) 및 눈의 동공과 공액파면을 갖는 가변미러(118)로 직접 전파된다. 가변미러(118)은 PMN(37 lead magnesium niobate)를 함유하며, 미러표면의 형상을 변조하고 고차단색수차를 보정한다. 가벼미러(118)에서 반사된 광은 렌즈(120)에 의해 망막의 공액으로 존재하는 구경(122)과 일치하는 위치에 포커스된다. 이광은 렌즈(124)에 의해 평행광이 되어 일부투과미러(125)를 통해 하트만섹 파면센서(130)의 렌즈어레이로 전파한다. 하트만섹 파면센서(130)는 정방형배열의 221개의 렌즈렛(초점거리= 24mm,내부렌즈간격=0.4mm)를 포함하고, 10번째 반경 오더까지의 파면수차 데이터를 제공한다. 동공의 공액면에 위치하는 렌즈렛 어레이(126)는 동공(109)의 공액면에 위치하는 CCD카메라(128)에 망막점광원의 상을 형성한다. 파면센서(130)로부터의 파면 데이터는 컴퓨터(132)에 의해 프로세스되고, 피드백 제어 루프를 통해 가변미 러(118)로 전송된다. 도 1a를 참고하면, Mitsubishi Diamond Pro 710 CRT(138)은 망막(109)에 대해 공액면인 곳에 위치하고, 콘트라스트 감도 및 시적 민감성의 측정 및 수치계산을 위하여 격자 또는 활자의 형태로 시적 자극을 디스플레이 하는데 사용됐다. CRT스크린은 광대역의 방사스펙트럼을 갖는 백색으로 나탄냈다. 이 디스플레이는 1도의 시각을 제공하는 6mm의 동공(134)을 통해 보였다. 망막의 조도는 57Td로 설정되었고 중성농도필터는 조도레벨을 맞추는데 필수적으로 사용되었다. 550nm의 중심파장과 10nm의 대역폭을 가지는 좁은 대역폭의 간섭필터는 색수차보정의 측정에 사용되었다. 다른 측정법으로, 종축 색수차는 베드포드(Bedford) 와 위스젝키(Wyszecki)가 J.Opt.Soc.Am.47,564-565(1957)에서 발표한 색수차보정 렌즈를 이용하여 보정하였다. 선행기술에 따르면 종축색수차는 약 2디옵터 이상의 가시스펙트럼이다. 색수차 디포커스의 양은 장파장(700nm)에서의 색수차 디포커스(0.5D)보다 단파장(400nm)에서 더 크다(-1.5). 도 16에서 참고하면, 감지된 색수차 디포커스는 555nm의 기준파장에 대해 거의 대칭적이며, 이는 인간의 광스펙트럼의 감도를 고려한 것이다. 숙련된 기술로 측정한 색수차는 그 가치를 평가 받을 것이다.

콘트라스트 감도를 측정하기 위하여 16c/deg의 격자에 고정된 피사체 및 디포커스는 바달(Badal)시력계로 보정하고, 반면 비점수차는 시용렌즈로 보정하였다. 6개의 다른 공간주파수(2,4,8,16,24,32c/deg)로 피사체에 임의의 순서로 주사된다. 각각의 공간주파수에 대하여 5가지의 측정법이 있고 콘트라스트문턱은 잘 알려진 조절방법으로 정했다.

시력측정을 위해 4개의 다른 방향의 각각의 인쇄된 문자 E를 100%의 콘트라 스트로 임의의 순서로 놓았다. 디포커스와 비점수차는 필수적으로 보정되었다. 피사체는 문자의 방향에 대응하고 시력은 문자의 선두께로 측정하여 대응하는 50%는 보정됐다. 6mm의동공에서 단색수차와 2개의 다른 망막조도(57Td,575Td)를 갖는 백색광을 측정하는 4가지 방법이 있다.

정신물리적 시적 효율

도 17a 및 17b는 각각 두 피사체(YY, GYY)에 대한 (a) 디포커스 및 비점수차만이 보정된 경우; (b) 디포커스 및 비점수차 및 고차 단색수차의 보정을 한경우; (c) 단색수차와 색수차를 보정한 경우의 콘트라스트 감도 함수를 나타낸다. 그 결과는 두 피사체에 대하여 비슷하다. 결과에 따르면, 고차 단색수차의 보정에 의해 얻은 콘트라스트 감도는 디포커스 및 비점수차만이 보정된 경우보다 비교적 크다. 이런 비교는 정상적인 눈에 있어서 고차 단색수차는 시력을 감소시킨다는 것을 설명한다. 더욱이 콘트라스트 감도의 큰 증가는 색수차 및 고차 단색수차를 보정함으로써 얻어진다. 도 17a, 17b에 표시된 콘트라스트 감도 함수는 색수차가 고차 단색수차 보정의 효율에 가장 강한 희석작용을 한다는 것을 보여준다.

도 18a, 18b는 정신물리적 시적 효율(

), 색수차 및 고차 단색수차의 보정에 있어서의

및 고차 단색수차만의 보정에 있어서의

를 나타내며 각각 도 17a, 17b에 있어서의 두 피사체에 관한 것이다. 고차 단색수차의 보정으로 인한 시적 효율은 16 c/deg 및 24 c/deg에서 인자(factor) 2로 개선된다. 두 피사체에 대하여 16 c/deg에서 단색수차 및 색수차의 보정이 있는 경우, 각각 최대 시 적 효율은 YY에 대해서는 5이고, GYY에 대해서는 3.2이다. 상기 측정은 동공의 직경 6mm, 57Td의 망막 조도에서 실시되었다.

도 19a,19b는 동공직경 3mm를 가지는 피사체 GYY에 대한 콘트라스트 감도 및

의 측정 데이터를 나타낸다. 고차 단색수차 또는/및 색수차의 보정에 의한 적당한 효율은 큰 공간 주파수에서 발생하며, 이는 백색광에서 인자 2에 대응한다. 고차 단색수차만의 보정 또는 색 및 단색수차의 보정에 의한 시적 효율은 동공직경 6mm 에 대한 것보다 작다.

도 20a, 20b는 7개의 피사체에 대하여 높은 망막조도레벨(575Td) 및 낮은 망막조도레벨(57Td)에서의 시적 감도의 측정치를 나타낸다. 이측정치를 얻음에 앞서서, 디포커스 및 비점수차는 필수적 시용 렌즈에 의해 본질적으로 보정된다. 상기도는 단색수차만의 보정으로 7개의 피사체에 대하여 575Td에서는 1.2, 57Td에서는 1.4로 평균 감도가 증가함을 나타낸다. 두 수차의 보정은 도 20b에 나타난바와 같이 시적 감도 1.6으로 개선시켰다. 따라서, 고차 단색수차의 보정으로 콘트라스트 감도 효율 및 시적 감도를 관측하고 색수차의 보정으로 효율을 증가시킬 수 있다.

광학적 효율

도 22a 및 22b는 동공직경 3mm에서 17개의 피사체의 파면 수차 측정치를 기초로한 평균 MTF 및 계산된

를 각각 나타낸다. 도 22c 및 22d는 6mm의 동공에 대한 유사한 정보를 나타낸다. 계산에서 보정후의 단색수차 또는/및 색수차의 효과는 존재하지 않는 완벽한 보정을 가정했다. 단색광에서의 광변조전달함수는 도 1a 의 능동광학시스템으로 측정되는 피사체의 파면 수차 데이터로부터 계산된다. 백색광 MTF는 종축 색수차에 의해 디포커스된 각각의 단색 MTF의 합으로 얻어지고, 가로축 색수차로 치환되며, 각 파장에서 눈의 광스펙트럼 감도에 의해 가감된다. 가로축 색수차값은 티보스 등이 Vision Research,30,33-49(1990)에서 측정한 것을 사용한다. 단색 MTF는 405nm 내지 695nm의 파장에서 매 10nm의 분포된 에너지 스펙트럼의 합으로서 계산한다. 색수차의 기준파장은 최대 광 감도에 합치하도록 555nm로 한다. 수차보정에 앞서, 격자에 대한 눈의 최적 촛점은 단색 및 백색광의 다른 공간주파수에 따라 다르다. 우리는 16 c/deg의 MTF를 최대로 하는 디포커스양을 선택한다.

상기의 도면들을 참고하면, 3mm의 동공에 대한 색수차의 보정만으로는 광학적 효율은 거의 얻을 수 없다. 콘트라스트 감도의 증가는 단지 고차단색수차가 32 c/deg에서 보정 되었을때 볼 수 있다. 도 22c 및 22d를 참고해 보면, 고차의 단색수차의 보정은 6mm의 동공에 대해 중간 이상의 큰 공간주파수에서 5배 큰 광학적 효율을 제공하는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 색수차 및 단색수차 모두의 보정에 의한 계산된 광학적 효율은 고차의 단색수차만을 보정한 경우의 것보다 대체로 크다. 이론적 효율은 도 19a,19b,20a 및 20b에 표시된 실험 데이터보다 큰 값을 가지는데 적응광학시스템은 완벽한 보정을 할 수 없기 때문이다. 이론적 계산은 큰 직경의 동공에서의 고차 단색수차 및 색수차 보정은 32 c/deg에서 인자 20에 접근하도록 광학적 특질을 증가시킬 수 있음을 말한다. 단색수차 또는 종축의 수차만이 보정될 때에는 보정되지 않은 수차는 다른 보정의 효율을 희석시킨다.

본 발명에 따른 방법의 실시예는 일반적 광학적 구성요소에 있어 고차 단색수차 보정 및 색수차 보정을 제공하게 된다. 예를들면 콘텍트 렌즈, IOL, 인레이 또는 온레이 중 어느 것이든 수차보정을 위해 인위적으로 아포디제션될 수 있다.

대체적 측면에서 고차 단색수차 보정 및 색수차 보정은 별개의 광학적 구성요소로 제공될 수 있다. 예를들면 콘텍트 렌즈, IOL, 인레이, 온레이 또는 수정된 각막 중 어느 것이든 위상을 보정할 수 있고, 아포디제션 또는 필터링된 스펙타클렌즈는 수차보정을 수행한다.

본 발명에서는 시각적 효율은 눈의 고차 단색수차의 보정으로 개선되며, 고차 단색수차 보정에 부가하여 색수차가 보정되었을 때에 보다 나은 시적 효율을 얻는다는 것을 입증하고 있다. 실제 장치와 방법은 사람의 시력개선을 위해 기술하였다. 상기 측정된 시력개선은 시적 효율의 이론치 및 완벽한 보정에서의 콘트라스트 감도와 잘 일치한다.

도 23은 6mm의 동공에 대한 고차 단색수차 또는/및 색수차의 보정에 의한 시적 감도의 이론적 증가를 보여주고 있다. MTF와 뉴럴문턱곡선(neural threshold curve)의 교점은 시적 감도를 예시한다(Green에 의해 측정,J.physiol.190,583-593(1967)). 도 23에서 곱해지는 숫자는 여러가지 수차의 보정에 의해 얻어질 수 있는 시적 감도의 효율에 대응한다.

정리하면, 본 발명은 고차 단색수차 및 색수차의 보정에 의해 시력개선을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 게다가 본 발명은 망막상의 개선에 관한 것이다.

상기에서 특별히 도시하고 설명한 실시예에도 불구하고, 본 발명의 취지와 범위를 벗어남이 없다면, 상기 설명 및 첨부된 청구항에 대하여 본 발명의 수정 및 변경은 가능하다 본다.

Claims

위상 보정 소자 및 광진폭 변조 소자를 구비한 시스템을 이용한 시력 개선 방법에 있어서,

눈의 고차 단색수차를 보정하는 단계; 및

눈의 색수차를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선

방법.
제 1항에 있어서,

상기 눈의 고차 단색수차는 복수 차수의 동경 제르니크 모드(radial Zernicke mode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 2항에 있어서,

상기 눈의 고차 단색수차는 제 5차 내지 제 10차의 동경 제르니크 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 1항에 있어서,

눈의 디포커스 및 비점수차를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 1항에 있어서,

상기 눈의 고차 단색수차의 보정단계는 복수 차수의 동경 제르니크 모드로 표시되는 눈의 파면수차를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 5항에 있어서,

상기 눈의 고차 단색수차의 보정단계는 제 5차 내지 제 10차 동경 제르니크 모드로 표시되는 눈의 파면수차를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 1항에 있어서,

상기 눈의 고차 단색수차를 보정하는 단계는 상기 수차보정을 위한 위상 프로필을 갖는 장치를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 7항에 있어서,

상기 장치는 콘텍트 렌즈, Intraocular lens(IOL), 눈의 인레이, 눈의 온레이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 눈의 색수차를 보정하는 단계는 눈에 입사하는 광의 스펙트럼 대역폭을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제10항에 있어서,

상기 눈의 색수차 보정단계는 눈의 색수차보정을 위해 대역 필터를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제10항에 있어서,

상기 눈의 색수차 보정단계는 상기 눈의 색수차보정을 위해 롱패스 필터를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 1항에 있어서,

상기 눈의 색수차 보정단계는 아포디제션(apodization)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 13항에 있어서,

상기 아포디제션은 동공의 가장자리와 중심사이에서 비균등한 광 진폭 투과율을 제공하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 14항에 있어서,

상기 투과율은 상기 동공의 가장자리로부터 중심쪽으로 증가하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 14항에 있어서,

상기 아포디제션은 파장함수인 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 10항에 있어서,

상기 수차보정를 위해 아포디제션 필터를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 17항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 눈의 동공을 통과하는 비균등한 진폭 투과율을 제공하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 18항에 있어서,

상기 진폭 투과율은 상기 동공의 가장자리로부터 중심쪽으로 증가하는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 1항에 있어서,

상기 눈의 색수차의 보정은 고차 단색수차의 보정과 동시에 필수적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
제 1항에 있어서,

상기 눈의 색수차의 보정은 상기 광진폭 변조 소자에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 시력개선방법.
눈의 고차 단색 파면 수차 보정을 위한 표면 형상을 가지는 하나의 광학적 구성 요소; 및,

눈의 색수차 보정을 위한 표면 형상을 가지는 또 다른 광학적 구성 요소;를 포함하며,

상기 하나의 광학적 구성요소 및 상기 또 다른 광학적 구성 요소는, 각각 콘택트 렌즈, Intraocular lens(IOL), 인레이 및 온레이 중 적어도 하나로부터 선택된 것이며, 서로 결합 가능한 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 22항에 있어서,

상기 눈의 고차 단색파면수차는 복수 차수의 동경 제르니크 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 23항에 있어서,

상기 눈의 고차 단색파면수차는 제 5차 내지 제 10차의 동경 제르니크 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 22항에 있어서,

색수차 보정을 위한 상기 광학적 구성요소는 필터(filter)인 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 25항에 있어서,

상기 필터는 중성 농도 필터인 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 25항에 있어서,

상기 필터는 대역 필터인 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 25항에 있어서,

상기 필터는 롱패스 필터인 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 25항에 있어서,

상기 필터는 아포디제션 필터인 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 29항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 동공의 중심과 가장자리사이에서 비균등한 진폭 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 30항에 있어서,

상기 진폭 투과율은 상기 동공의 중심에서 가장자리쪽으로 감소하는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 30항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 상기 동공의 중심과 가장자리사이에서 스펙트럼 의존성, 비균등한 진폭 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 32항에 있어서,

상기 동공의 중심에서 가장자리로의 광의 감쇠는 기준파장에서 벗어난 파장의 크기에 비례하여 증가하는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 29항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는
의 형태인 슈퍼가우시안 함수로 표시 되는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 29항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 동공의 중심에서 가장자리쪽으로 밀도가 증가하는 환형의 색흡수 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 35항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 500nm내지 650nm의 총 대역통과영역을 가지는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 29항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 다수의 인접한 환형의 필터를 포함하며, 각 환형의 필터는 특정의 대역을 갖고, 그 대역폭은 인접한 작은 환형보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 29항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 광을 필터링하지 않는 환형의 내부직경 부분과 550nm 내지 610nm의 대역폭의 대역을 갖는 내부 직경과 외부 직경사이의 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 38항에 있어서,

상기 내부 반경은 2mm 또는 그 보다 작은 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 29항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 다수의 인접한 환형의 필터를 포함하며, 상기 구성요소의 중앙의 반경 부분은 필터링되지 않고, 제 1 환형 링은 롱패스 필터이고, 제 1 환형 링보다 크고 그에 인접한 제 2 환형 링은 대역 필터인 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 40항에 있어서,

상기 롱패스 필터는 510nm 이상의 파장에 대한 투과율을 제공하고, 상기 대역 필터는 550nm 와 610nm사이의 파장에 대한 투과율을 제공하는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 29항에 있어서,

상기 아포디제션 필터는 롱패스 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
제 42항에 있어서,

상기 롱패스 필터는 555nm의 기준파장 이상의 파장을 투과시키는 것을 특징으로 하는 시력개선을 위한 장치.
시력개선 광학시스템에 있어서,

살아 있는 눈의 망막으로부터 반사된 점광원상에 대응되는 디지털 신호를 이용하여 고차 단색 수차를 계산하는 컴퓨터 수단;

상기 광학 시스템의 광축 상에 배치되며, 상기 계산된 고차 단색 수차에 대응되도록 변조된 파면 형태를 가지는 위상 보정 소자; 및,

상기 광학 시스템의 광축 상에 배치되어, 광을 재분포시켜 눈의 색수차를 보정하는 광진폭 변조 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
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제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 가변미러인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 LCD인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 콘텍트 렌즈인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 Intraocular lens(IOL)인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 수정된 각막인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 눈의 인레이인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 눈의 온레이인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 광진폭 변조 소자는 필터인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 54항에 있어서,

상기 필터는 대역 필터 및 롱패스 필터 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 광진폭 변조 소자는 아포디제이션된 인공 동공인 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 56항에 있어서,

상기 아포디제이션된 인공 동공은 상기 인공 동공의 중심과 가장자리사이에서 비균등한 진폭 투과율을 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 56항에 있어서,

상기 아포디제이션된 인공 동공은 상기 인공 동공의 중심과 가장자리사이에서 스펙트럼 의존성, 비균등한 진폭 투과율를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자 및 상기 광진폭 변조 소자는 콘텍트 렌즈, Intraocular lens(IOL), 인레이 및 온레이 중 적어도 하나에 내재하는 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
제 44항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 콘텍트 렌즈, Intraocular lens(IOL), 인레이, 온레이 및 수정된 각막 중 적어도 하나에 존재하고, 상기 광진폭 변조 소자는 콘텍트 렌즈, Intraocular lens(IOL), 인레이, 온레이 및 위상 보정 소자와 결합된 광학적 구성요소 중 적어도 하나에 존재하는 것을 특징으로 하는 시력개선 광학시스템.
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살아있는 눈의 망막으로부터 반사된 점광원상(point source image)을 형성하는 수단;

상기 반사된 점광원상을 수신하고 상기 점광원상을 대응하는 디지털 신호로 변환하는 수단;

상기 디지털 신호를 이용하여 고차 단색수차를 계산하는 컴퓨터 수단;

망막 디스크상(retinal disk image)을 얻기 위해 상기 살아있는 눈 상의 망막 디스크에 주사(illuminating)하는 수단;

상기 고차 단색수차를 보정하기 위해 조정되며, 상기 시스템의 광로에 배치되는 위상 보정 소자;

상기 시스템의 광로에 배치된 색수차를 보정하기 위한 광진폭 변조 소자; 및

상기 고차 단색수차 및 상기 색수차 보정 후에 상기 반사된 망막 디스크상의 상을 제공하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 살아있는 눈의 망막에 상을 형성하는 광학 시스템.
제 63항에 있어서,

상기 위상 보정 소자는 가변미러, LCD 및 MEMS장치 중 하나인 것을 특징으로 하는 살아있는 눈의 망막에 상을 형성하는 광학 시스템.
제 63항에 있어서,

상기 광진폭 변조 소자는 인공의 아포디제션 소자 및 광학 필터(optical filter) 중 하나인 것을 특징으로 하는 살아있는 눈의 망막에 상을 형성하는 광학 시스템.
살아있는 눈의 망막으로부터 반사된 점광원상을 형성하는 단계;

상기 점광원상을 대응하는 디지털 신호로 변환하는 단계;

상기 디지털 신호를 이용하여 고차 단색파면수차를 계산하는 단계;

망막 디스크상을 얻기 위해 상기 살아있는 눈 상의 망막 디스크에 주사(illuminating)하는 단계;

상기 파면수차의 파면보정을 상기 살아 있는 눈에 제공하기 위하여 조정되는 위상 보정 소자로 상기 망막 디스크상을 차단하는 단계; 및

색수차의 보정을 위한 광진폭 변조 소자를 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 살아있는 눈의 망막에 상을 형성하는 방법.
제 66항에 있어서,

상기 망막 디스크 주사 단계는 광대역광원을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 살아있는 눈의 망막에 상을 형성하는 방법.
제 66항에 있어서,

상기 색수차보정 단계는 광학시스템의 인공 동공을 인위적으로 아포디징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 살아있는 눈의 망막에 상을 형성하는 방법.