KR100203217B1 - 콘텍트 렌즈의 제조방법 및 생산 시스템 - Google Patents

콘텍트 렌즈의 제조방법 및 생산 시스템 Download PDF

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Abstract

콘택트렌즈는 특히, 개별적인 콘택트렌즈의 제조방법과 그러한 콘택트렌즈의 생산 시스템을 기술한 것이며 눈의 표면 형상은 3차원적으로 측정되며 렌즈 후면의 형상은 측정된 눈의 형상과 어울리도록 결정되며 렌즈의 후면과 눈 표면 사이에 형성된 눈물렌즈의 시각 효과가 눈물 렌즈의 시각 효과 및 성취될 시력 교정을 고려하여 결정되고 렌즈의 정면 및 후면의 렌즈 형상에 대해 상기와 같이 얻어진 자료가 지정되고 기계 공구로 렌즈를 제조하도록 제어 장치로 이송된다.

Description

콘텍트렌즈의 제조방법 및 생산 시스템
제1도는 본 발명에 따른 콘텍트렌즈 생산 시스템의 실시예를 도시한 도면.
제2도는 제1도에 도시한 실시예의 대안으로써 사용할 수 있는 렌즈 제조용 성형 장치의 실시예를 도시한 도면.
제3도는 콘텍트렌즈 외형을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 형상 측정 장치 3,4,6 : 컴퓨터 유닛
8 : 제어장치 14 : 성형장치
16,17 : 주형
본 발명은 콘택트렌즈 특히, 개별적인 콘택트렌즈의 제조방법 및 그러한 콘택트렌즈의 생산 시스템에 관한 것이다.
눈 특히, 각막 구역의 형상 때문에 약간 광범위하게 표준화된 종래의 렌즈는 내성이 없거나 만족할만한 시력 교정을 할 수 없음으로 시력 장애가 있는 대수의 사람들에게 상업적으로 유용한 콘택트렌즈를 제공할 수 없었다. 그러한 사람들을 위한 유일한 해결책은 몇배 더 비싸고 경련의 위험성이 증가한 특별한 렌즈를 생산하는 것이다. 정확한 시력 교정은 몇변의 시도후에 성취될 수 있다. 몇몇의 경우에는 렌즈를 재제작하거나 렌즈 형태를 바꿀 필요가 있다.
본 발명의 문제점은 개인용 콘택트렌즈의 합리적인 생산 특히, 특별한 렌즈를 얻을 수 있는 콘택트렌즈 생산 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 생산 방법은 콘택트렌즈의 대량 생산 방법을 사용하는 것이다.
상기 문제점은 본 발명에 따른 하기의 방법 즉, 눈 표면의 형상은 3차원적으로 측정하며, 렌즈 후면의 형상은 측정한 형상과 어울리도록 조립 특성이나 조립 경험(예를들어 경사도, 편평도 등과 같은 조립 규정)을 기초로 해 결정하며, 이렇게 결정된 렌즈 후면과 눈 표면 사이에 형성되고 렌즈 후면의 형상 및 눈 표면의 형상에 의해 제한되는 눈을 렌즈의 시각 효과는 콘택트렌즈의 기계적 특성(경질, 경질/신축성, 신축성, 연질)을 고려하여 결정하며 렌즈 정면의 형상은 눈물렌즈의 시각 효과와 콘택트렌즈에 의해 성취된 시력 교정 및 콘택트렌즈 재료의 특성에 따라 결정하며, 렌즈의 정면 및 후면의 렌즈 형상에 대한 자료를 저장하며, 저장된 렌즈의 형상 자료에 따라 특별한 렌즈를 생산하는 방법으로 해결할 수 있다.
렌즈의 생산은 공지 방법중의 한 방법에 다라 성취될 수 있다. 그 예로써 선반 기술, 한면 주조 공정(반 주형), 주조 공종(완전 주형), 레이저 가공 및 열성형 공정 등이 있다.
콘택트렌즈의 전형적인 제조 방법은 선반 기술이다. 재료 제거 공구는 렌즈 블랭크로부터 재료를 제거하여 원형 또는 반원 형태의 렌즈로 가공하는데 사용된다. 상기 재료 제고 공구는 기계내에 배열된 적절한 제어 수단으로 저장된 형상 자료에 따라 제어된다.
예를들어, 다이어몬와 같은 절단 공구가 상기의 재료 제거 공구로 사용될 수 있다. 렌즈 블랭크는 축받이와 함께 축받이 축을 중심으로 회전하는 축받이 중심에 고정된다. 저장된 형상 수치에 따라 재료 제거 공구 특히, 절단 공구는 콘택트렌즈의 정면 또는 후면 및 멧지부를 희망 형상으로 생산하기 위해 저장된 형상 자료의 제어하에 이동한다. 렌즈의 저장 형상 자료에 따라 제어되는 레이저 비임도 재료 제거 공구로써 적합하다.
렌즈는 한면 또는 양면 주조 방법에 의해서도 제조될 수 있다. 상기 주조법으로는 두개의 주형틀 사이에 콘택트렌즈 재료를 출발 상태로 유입하는 공지 방법을 사용하는 것도 가능하다. 상기 콘택트렌즈 재료는 예를들어 중합에 의해 최종상태로 변화하여 렌즈의 정면 및 후면 형상은 두 주형틀 상의 주형면에 의해 형성된다.
주형틀의 주형면은 렌즈 정면 및 후면에 대한 저장된 형상 자료에 따라 예정된 형태로 형성된다. 상기 방법은 생성된 주형면 구역의 주형으로부터 재료를 제거하도록 적절히 제어되는 재료 제거 공구에 의해 효과적으로 성취될 수 있다. 상기 방법은 주형 블랭크로부터 재료를 제거함으로써 직접 렌즈를 제조하는 방법에도 효과적으로 성취될 수 있다.
콘택트렌즈의 희망하는 표면 형상은 주형 또는 주형틀상의 주형면에 의해 제조된다.
주조 공정중 최종 엣지부 형태가 렌즈 몸체상에 형성되는 경우는 공지의 주형방법이다.
주조 작업을 완성한 후에 필요하다면 렌즈 엣지부를 기계 가공할 수 있다. 주형 블랭크로부터 재료를 제거함으로써 주형을 직접 제조하는 방법은 한쪽 렌즈만을 생산하거나 콘택트렌즈의 출발 재료가 매우 비쌀때 적합하다. 주조 공정에 의해 다수의 콘택트렌즈를 제조하거나 대량 생산할 때 최초 성형 공구로 저장된 형상 수치에 따라 렌즈의 정면 및 후면 뿐만아니라 엣지부도 형성할 수 있다. 그후 상기 주형은 예를들어 주입 주조 공정에 따라 상기 성형 공구를 사용해 제조할 수 있다.
본 발명은 경질, 연질 또는 신축성 렌즈의 제조에 사용될 수 있다. 본 발명은 콘택트렌즈의 표준화된 방법을 사용하여 얻을 수 없는 개개인에 꼭는 렌즈를 얻기 위한 특별한 렌즈를 제조하는데 특히 유리하다. 또한 본 발명은 성형된 렌즈 형상의 고도의 재생성을 갖는다는 점에도 우수하다. 본 발명은 소위 렌즈 차용을 시도할 필요도 없다. 부연하면 본 발명의 경우에 있어서 콘택트렌즈 착용자에 대한 눈의 생리 현상은 최선의 방법으로 고려되었다. 렌즈 후면과 눈 표면 사이에 누액 렌즈의 시각 효과에 의한 정확한 시력 교정은 본 발명에 의해 성취된다. 또한, 원뿔각막과 외상이 진행되어 각막이 심하게 변형된 경우에도 콘택트렌즈의 고도의 내성 및 신속한 공급으로 시력교정을 성취할 수 있다.
본 발명은 도면을 참조한 상세한 실시예로 상세히 설명될 것이다.
제1도에 도시된 콘택트렌즈 생산 시스템은 눈(15)의 표면 형상을 3차원적으로 측정하기 위한 형상 측정장치(1)를 포함한다. 상기 형상 측정 장치(1)는 예를들어 므와르 기술에 따라 작동될 수 있다. 상기 방법으로 기준선이 측정할 표면 즉, 눈의 표면에 투사되며 눈으로 기준선을 주시할 때 기준선은 눈 표면의 윤곽선을 나타내는 간섭선을 생성한다. 소위, 상기 므와르상은 표면 조화를 이루기 위한 완전한 정보를 포함한다. 말하자면, 상기 므와르상은 눈 표면의 윤곽 형상이다.
부연하면, 상기 형상측정 장치(1)는 상업적으로 유용한 형상 측정 장치 예를들어 옵티멜사, 알파레타가 제작한 ECT 100 코니얼 토포그래퍼일 수 있다. 또한 이 경우에도, 므와르상의 경우와 유사하게 눈표면의 형상은 윤곽선의 형태로 얻을 수 있다. 부연하면, 눈에 영향을 주지 않고 눈 표면을 조사하도록 촛점 탐지가가 조사면으로부터 후방으로 산란한 광을 분석하고 다양한 표면 형상에 대응하는 형상 신호를 공급하는 경우에 소위 레이저 바늘을 사용할 수 있다.
제조할 콘택트렌즈 후면의 형상이 형상 측정 장치(1)에 의해 하류 컴퓨터 유닛(3)에서 공급된 표면 신호로부터 결정된다. 부연하면, 시력 교정의 특징 또는 원리는 저장 장치의 형태일 수도 있는 조정 장치(2)에 의해 공급된다. 상기 조정 장치(2)는 눈의 표면에 대한 렌즈 후면의 교정 예를들어 편평도나 경사도를 어떻게 할 것인가를 컴퓨터 유닛(3)에 지시한다. 즉, 제조할 콘택트렌즈 후면의 형상은 눈표면의 형상 자료를 기초로해 특히, 각막 구역의 선택된 교정 원리를 기초로해 컴퓨터 유닛(3)에서 결정된다. 상기 후면은 후방 시각 구역, 후방전이 구역, 교정 구역, 후방사면 및 콘택트렌즈 정면과 후면 사이에 전이 구역을 형성하는 엣지부를 포함한다.
(제 3 도)
콘택트렌즈를 착용했을 때 눈 표면과 콘택트렌즈 후면 사이에 형성되는 눈물렌즈의 시각 효과는 형상 측정 장치(1)에 의해 확정된 형상 측정 자료와 컴퓨터 유닛(3)에서 결정된 후면 형상 자료 및 콘택트렌즈 재료의 기계적 특성에 따라 컴퓨터 유닛(3)에 연결된 다른 컴퓨터 유닛(4)에서 결정된다. 그러한 목적을 위해 상기 컴퓨터 유닛(4)은 형상 측정 장치(1) 및 컴퓨터 유닛(3)에 연결되어 있다. 그러므로, 눈물 렌즈의 시각 효과는 상기 누액의 굴절율을 고려하여 결정될 수 있다.
상기 컴퓨터 유닛(4)은 콘택트렌즈의 정면 형상을 결정하는 제 3 컴퓨터 유닛(6)에 연결되어 있다. 정면의 형상은 상기 컴퓨터 유닛(4)에서 결정된 눈물 렌즈의 시각 효과를 고려하여 결정된다. 콘택트렌즈에 의해 성취될 희망 시력 교정도 고려된다. 시력 교정을 위한 상기 자료들은 저장 장치(5)내에 저장된다.
그렇지만, 상기 저장 장치는 예를들어 키보드를 사용하여 적합한 시력 교정 수치(정점 굴절율)을 공급하는 경우에는 적합한 입력 장치로 사용될 수 있다. 콘택트렌즈(렌즈 지료의 굴절율) 및 눈물 렌즈는 구성된 컴퓨터 유닛(6)내에서 전체 교정 시스템이 고려된다. 즉, 컴퓨터 유닛(3)에 의해 예정된 대로 제조될 콘택트렌즈의 후면 형상 및 눈물 렌즈의 시각 효과는 콘택트렌즈 후면의 형상을 결정하는데 고려된다. 상기 콘택트렌즈의 정면은 전방 시각 구역, 전방 전이 구역, 렌티 및 전방 사선을 포함한다.
제 3 도는 콘택트렌즈의 정면 및 후면상의 다수 구역을 도시한다. 그곳에 사용된 용어가 다음 표에 나타나 있다.
Figure kpo00002
양호한 내성과 관련된 콘택트렌즈의 최적 위치는 렌즈 후면을 가능한한 망막에 균형있게 위치시키거나 가능한한 공막에 위치시킬 때 성취된다. 상기 콘택트렌즈가 윗눈꺼플과 매우 작은 거리를 유지하는 곳에 위치시켜야 한다.
그렇지만, 기초 생리학적 요구량은 그 수치를 약간 초과하도록 규정한다. 망막으로의 산소 공급은 콘택트렌즈를 통한 침투 및 누액과 결합한 산소에 의해 외부로부터 성취된다. 두개의 주요구량 즉, 망막으로 산소의 최대 공급 및 최적의 내성을 고려하여 한편으론 양호한 자연스런 안락함을 제공하며 다른 한편으론 특별히 결정된 누액의 양에 기인해 콘택트렌즈와 망막 사이의 양호한 산소 공급을 보장하도록 일정하게 대체될 수 잇께 하는 형상으로 결정된다.
그런 목적을 위해 컴퓨터 유닛은 렌즈 총직경, 내부 형상(타원체, 구, 조화등), 누액 렌즈의 체적, 대체된 누액의 양, 내성의 렌즈 엣지부를 고려한 특별 수치를 지닌 콘택트렌즈의 최적 디자인, 누액 렌즈를 고려한 콘택트렌즈의 총 정점 골절 수치 등의 주요 변수를 결정한다.
주요 변수가 결정되면 눈과 눈이 다른 공막의 형태를 취할 수 있도록 특별한 수치를 정해야 한다. 중심망막 반경이 같아지면 상기 공막은 망막으로부터 다른 방법으로 이동하여 편평해질 수 있다. 망막의 한단부는 매우 편평한 형태이고 그 다른 단부는 매우 경사진 형태일 수 있다. 첫번째 경우에, 주요 편평부에서 맞춤이 채택된다. 즉, 콘택트렌즈의 만곡 중심 반경은 가장 편평한 중심 망막 반경보다 0.1mm 정도 더 편평하게 선택된다. 렌즈의 이동성이 2mm 이상이 되도록 콘택트렌즈의 후방 사선 및 엣지부를 형성하면 상기 렌즈의 엣지부가 눈 표면을 침해하지 않는다.
두번째 경우에, 렌즈의 이동성이 약 1mm로 감소하도록 경사도 맞춤이 채택된다. 그러한 것은 렌즈가 되도록 망막의 엣지부에 놓여질 수 있도록 하는 것이다. 콘택트렌즈의 만곡 중심 반경은 가장 편평한 중심 망막 반경보다 0.1mm정도 작게 선택된다. 경사도 맞춤의 경우에 블록 렌즈와 대응하는 눈물렌즈는 망막과 콘택트렌즈의 후면 사이에 형성된다.
정상적인 형태의 망막 표면의 경우에는 평행 맞춤이 적합하며 망막과 콘택트렌즈의 후면은 얇고 균일한 눈물막에 의해서만 분리된다. 상기 망막이 3D 측정으로 부터 추측할 수 있는 회전 타원형이라면 콘택트렌즈의 후면은 동일한 형태로 제조된다. 상기 후면의 편심도는 최적의 평행 맞춤을 성취할 수 있도록 개별적으로 선택된다.
상기 정면의 잔여 구역 형상은 가능한한 최선의 내성 및 자극을 제거할 목적으로 후면의 형상을 결정할 때 고려한 것과 유사한 요소를 고려하여 결정된다.
콘택트렌즈의 정면 및 후면에 대한 형상 자료는 콘택트렌즈 생산 장치(14)로 이동될 수 있도록 진행한다. 상기 이름은 예를들어 디스켓, 디스크 테이프 등의 적합한 자료 캐리어를 사용하는 것이 효과적이다. 그렇지만, 상기 맞춤부와 생산 장소 사이의 장거리 자료 전송에도 효과적이다. 저장 및 이송은 정면 및 후면 형상을 위한 저장 장치(7)로 제1도에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 저장 장치(7)는 제조할 콘택트렌즈를 위해 성형장치(14)내의 제어 장치(8)에 영향을 준다. 상기 성형 장치(14)는 재료 제거 공구를 위한 공구 홀더(9) 특히, 회전 공구(12)를 포함한다. 상기 기계 공구는 회전축(13)를 갖는 축받이(10)도 포함한다. 렌즈 블랭크(11)는 공지 방법으로 축받이 중심에 고정된다. 상기 블랭크는 렌즈 버튼이거나 예비 성형되고 반가공된 렌즈 버튼이다. 상기 회전 기계는 공지되어 있다. (예를들어 독일연방공화국 특히 명세서 3 110 624) 상기 축받이(10)내의 회전 공구(12_ 및 축(13)의 위치 제어는 제어 장치(8)에 의해 성취되며 제어 신호는 렌즈의 정면 및 후면에 대한 형상 자료에 의해 결정되며 그 자료는 저장 장치(7)에 저장된다. 상기 제어 유닛(8)으로부터 제어 신호는 렌즈 블랭크(11)에 대한 회전 공구(12)의 상대 위치를 제어하여 희망하는 형상 자료에 따라 적합한 양의 재료를 렌즈 블랭크(11)로부터 제거된다.
상기 재료 제거 기계 공구의 도시한 실시예에서 상기 회전 공구(12)는 예를들어 독일 연방 공화국 특히 명세서 3 110 624에 공지된 기계의 경우와 같이 상기 스핀들 축(X)에 대해 수직하게 연장한 피봇축(Y)에 대해 피봇가능하게 배열된다. 상기 축(Y)에 대한 회전 공구(12)의 피봇각 및 회전 공구(12)로부터 피봇축(Y) 까지의 거리는 제어 유닛(8)에 의해 조정될 수 있다. 상기 조정은 제조할 콘택트렌즈의 정면 및 후면에 대한 형상 자료에 따라 성취되며 상기 자료는 저장 장치(7)내에 저장된다. 도시된 실시예에서, 상기 콘택트렌즈는 선반 공정으로 제조된다. 즉, 정면 또는 후면의 희망 형상은 도시된 선반 기계에 의해 렌즈 블랭크(11)상에 제조된다.
그렇지만, 도시된 재료 제거 기계 공구를 사용하여 제조할 콘택트렌즈의 정면 및 후면에 대한 저장 형상 자료에 따라 삽입 주형(16,17)(제2도)상에 주형면(18,19)을 생성하는 것도 가능하다. 상기 목적을 위해 적합한 삽입 주형(16,17)이 렌즈 블랭크(11) 대신에 스핀들(13)의 중심에 고정되도록 위치한다. 제어 유닛(8)의 제어하에 제2 도에 개략적으로 도시한 주조 공정으로 제조되는 콘택트렌즈의 후면 및 정면에 의해 상기 주형면(18,19)이 생성된다. 상기 콘택트렌즈가 주조되면 콘택트렌즈 재료가 공지 방법으로 삽입주형(16,17)의 두 성형면(18,19) 사이에 주입된다. 중합체 콘택트렌즈 재료가 두 삽입주형(16,17) 사이에 출발 재료로써 주입된다. 주조 작업은 공지 방법으로 수행될 수 있다. 부연하면, 공지된 열성형 공정을 사용하는 것도 가능하다.
마무리된 콘택트렌즈는 콘택트렌즈 착용자에 인도되어 피팅 체크가 수행된다. 피팅 체크는 예를들어 플루어상으로 수행될 수 있다. 상기 플루어상은 컴퓨터 유닛(3) 또는 그와 연결된 유닛에서 통합될 수 있는 상진행 시스템을 사용하여 측정된다. 필요에 따라 저장장치(2)에 저장된 피팅 원리는 피팅 체크로 생긴 만족할만한 자료에 따라 교정될 수 있다. 상기 교정은 인위적인 정보(AI) 프로그램이나 신경망을 사용하여 유리한 방법으로 수행될 수 있다.

Claims (14)

  1. 눈 표면의 형상이 3차원적으로 측정되고; 렌즈 후면의 형상은 측정된 형상에 알맞게 결정되며; 렌즈 후면과 눈표면 사이에 형성된 눈물 렌즈의 시각 효과가 측정되고; 상기 렌즈 정면의 형상은 눈물 렌즈의 시각 효과와 콘택트렌즈에 의해 성취되는 시력 교정을 고러하여 결정되며; 렌즈 정면 및 후면의 렌즈 형상에 대한 자료는 저장되고; 상기 관련된 특정 콘택트렌즈는 저장된 렌즈의 형상 자료에 따라 생산되는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 렌즈 생산은 렌즈 블랭크로부터 재료를 제거함으로써 성취되고, 상기 재료 제거 공구는 저장된 형상 자료에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 절단 공구가 상기 재료 제거 공구로써 사용되는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 레이저 비임이 상기 재료 제저 공구로써 사용되는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 콘택트렌즈는 주조법에 의해 제조되고, 주형의 주형면 형상은 렌즈의 저장된 형상 자료에 따라 성형되는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 콘택트렌즈는 스탬핑 다이를 사용하는 열성형 공정에 따라 제조되며, 상기 주형 스탬프면은 콘택트렌즈의 저장된 형상 자료에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 주형 또는 스탬핑 다이의 주형면을 제조하는 성형 공구는 상기 렌즈의 저장된 형상 자료에 따라 성형되는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 후면의 형상은 피팅 체크시 얻는 만족스런 자료에 따라 부가로 결정되는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 제조 방법.
  9. 개별적으로 맞춰진 콘택트렌즈를 제조하기 위한 콘택트렌즈 생산 시스템에 있어서, 눈 표면의 형상을 3차원적으로 측정하기 위한 형상 측정 장치와; 측정된 형상에 적합하도록 렌즈 후면의 형상을 결정하기 위한 제1 컴퓨터 유닛과; 측정된 형상과 렌즈 후면 사이에 형성된 눈물 렌즈의 시각 효과를 결정하기 위해 제2 컴퓨터 유닛과; 눈물 렌즈의 시각 효과 및 성취될 콘택트렌즈의 시각 효과에 따라 정면의 형상을 결정하기 위한 제 2 컴퓨터 유닛과; 콘택트렌즈의 후면 및 정면의 렌즈 형상에 대한 자료를 저장하기 위한 저장 장치 및; 렌즈를 제조하도록 저장 장치에 의해 제어되는 성형 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 생산 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 성형 장치는 저장 장치에 의해 제어되고, 렌즈 몸체로부터 재료를 제거하는 기계 가공 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 생산 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 성형 장치는 저장 장치에 의해 제어되고 콘택트렌즈를 주조법으로 제조하기 위한 주형을 제조하는 기계 가공 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 생산 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 성형 장치는 저장 장치에 의해 제어되고 콘택트렌즈를 주조법으로 제조하기 위한 주형을 제조하고, 저장 장치에 의해 제어되고 주형용 성형공구를 제조하기 위한 기계 가공 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 생산 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 성형 장치는 저장 장치에 의해 제어되고 열성형 공정으로서 스탬핑 다이를 제조하는 기계 가공 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 생산 시스템.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 장치는 저장 장치에 의해 제어되는 재료 제거 기계 가공 공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트렌즈 생산 시스템.
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