KR100850547B1 - 누진 다초점 렌즈 - Google Patents

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KR100850547B1
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메네제스에드가브이
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에씰로아 인터내셔날/콩파니에 제네랄 도프티크
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Abstract

본 발명은 불필요한 렌즈 비점수차가 통상의 누진 다초점 렌즈에 비하여 감소된 누진 다초점 렌즈 및 렌즈 디자인을 제공한다. 본 발명의 렌즈는 누진면 디자인 및 역누진면 디자인으로 된 적어도 하나의 복합 표면을 구비한다.
누진 다초점 렌즈, 비점수차, 누진면, 역누진면, 새그 이탈도

Description

누진 다초점 렌즈{Progressive addition lenses}
발명의 분야
본 발명은 다초점 안용 렌즈에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 불필요한(unwanted) 렌즈 비점수차(非點收差)가 통상적인 누진 다초점 렌즈에 비해 감소된 누진 다초점 렌즈 및 렌즈 디자인을 제공한다.
발명의 배경
이상시안(ametropia)을 교정하기 위한 안용 렌즈의 용도는 익히 공지되어 있다. 예를 들면, 다초점 렌즈, 예를 들면, 누진 다초점 렌즈("PAL"; progressive addition lens)는 노안을 다루는 데 사용된다. PAL의 누진면은 초점의 원거리 부분으로부터 근거리 부분 또는 렌즈의 상부로부터 저부로 굴절 도수를 수직방향으로 연속 누진적으로 변화시켜 원거리 시야영역, 중거리 시야영역 및 근거리 시야영역을 제공한다.
PAL은 다른 유형의 다초점 렌즈, 예를 들면, 이중 초점과 삼중 초점 렌즈에서 나타나는, 굴절 도수가 상이한 영역들 사이의 가시적 돌출부(ledge)가 존재하지 않기 때문에 착용자들의 관심을 끌고 있다. 그러나, PAL 고유의 단점은 불필요한 비점수차 또는 하나 이상의 렌즈 표면에 의해 도입되거나 유발되는 비점수차이다. 하드 디자인 PAL에서, 불필요한 비점수차는 렌즈 채널과 근거리 시야영역에 접해있다. 소프트 디자인 PAL에서, 불필요한 비점수차가 원거리 시야영역으로 확대된다. 일반적으로, 양쪽 디자인에서, 이의 대략적인 중심부 또는 그 인접부에서의 불필요한 렌즈 비점수차는 렌즈의 근거리 시각 굴절 가입도(dioptric add power)에 거의 상응하는 최대값에 도달한다.
불필요한 비점수차를 감소시키기 위해 시도된, 다양한 결과를 갖는 많은 PAL 디자인이 공지되어 있다. 이러한 디자인 중 하나는 미국 특허 제5,726,734호에 기술되어 있으며, 하드 및 소프트 PAL 디자인의 새그(sag) 수치를 합함으로써 계산되는 복합 디자인을 사용한다. 상기 특허 문헌에 기재된 디자인에서 복합 디자인에 대한 국지적 불필요한 비점수차의 최대값(maximum, localized unwanted astigmatism value)는 국지적 불필요한 비점수차의 최대값의 하드 및 소프트 디자인 영역의 기여도의 합이다. 이로 인해, 상기 디자인에 의해 실현될 수 있는 국지적 불필요한 비점수차의 최대값의 감소는 제한된다. 따라서, 선행 기술의 디자인보다 국지적 불필요한 비점수차의 최대값을 훨씬 더 많이 감소시키는 디자인이 요구되고 있다.
도 1은 누진 렌즈의 왜곡(distortion) 영역을 나타낸 것이다.
도 2a는 실시예 1의 렌즈에서 사용되는 누진면의 실린더 구분선(cylinder contour)이다.
도 2b는 실시예 1의 렌즈에서 사용되는 누진면의 도수(power) 구분선이다.
도 3a는 실시예 1의 렌즈에서 사용되는 역누진면(regressive surface)의 실린더 지도이다.
도 3b는 실시예 1의 렌즈에서 사용되는 역누진면의 도수 지도이다.
도 4a는 실시예 1의 복합 표면의 실린더 구분선이다.
도 4b는 실시예 1의 복합 표면의 도수 구분선이다.
도 5는 실시예 2의 오목 누진면의 실린더 구분선이다.
도 6a는 실시예 2의 렌즈의 실린더 구분선이다.
도 6b는 실시예 2의 렌즈의 도수 구분선이다.
도 7a는 통상의 렌즈의 실린더 구분선이다.
도 7b는 통상의 렌즈의 도수 구분선이다.
도 8은 실시예 3의 렌즈의 오목 누진 부가(addition)면의 실린더 구분선이다.
도 9a는 실시예 3의 렌즈의 실린더 구분선이다.
도 9b는 실시예 3의 렌즈의 도수 구분선이다.
발명의 상세한 설명 및 이의 바람직한 양태
본 발명에 있어서, 복합 표면은 누진면 및 역누진면의 디자인을 조합하여 형성된다. 본 발명의 발견은 불필요한 비점수차가 감소된 누진 렌즈가 누진 부가면 및 역누진면을 복합 표면으로 결합하여 제조될 수 있다는 것이다.
한 양태로, 본 발명은 a) 불필요한 비점수차를 나타내는 하나 이상의 제 1 영역을 갖는 누진면을 디자인하는 단계, b) 불필요한 비점수차를 나타내는 하나 이상의 제 2 영역을 갖는 역누진면을 디자인하는 단계 및 c) 누진면 및 역누진면 디자인을 결합하여 복합 누진면 디자인을 형성하고, 이 때 불필요한 비점수차의 하나 이상의 제 1 및 제 2 영역을 부분적으로 중첩시키거나 전체적으로 일치시키는 단계를 포함하고, 이로 이루어지고, 필수적으로 이로 이루어진, 누진 부가면의 디자인 방법을 제공한다. 다른 양태로, 본 발명은 본 방법에 의해 제조되는 복합 표면 디자인의 표면을 포함하고, 구성하며, 필수적으로 이루어진 누진 다초점 렌즈를 제공한다.
"렌즈" 또는 "렌즈들"은 비제한적으로 안경용 렌즈, 콘택트 렌즈 및 안내 렌즈(intraocular lenses)등을 포함하는 안용 렌즈를 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 렌즈는 안경용 렌즈이다.
"누진 부가면(progressive addition surface)"은 원거리 시야영역과 근거리 시야영역, 및 이들 원거리 시야영역과 근거리 시야영역을 연결하는 굴절 도수가 증가하는 영역을 갖는 연속적인 비구면을 의미한다. 당해 분야의 통상의 숙련가는 누진면이 렌즈의 볼록면인 경우에, 원거리 시야영역 곡률은 근거리 시야영역 곡률보다 작으며, 누진면이 렌즈의 오목면인 경우에는, 원거리 시야영역 곡률이 근거리 시야영역 곡률보다 큼을 알 수 있을 것이다.
"불필요한 비점수차 영역"은 불필요한 비점수차가 약 0.25디옵터 이상인 렌즈 표면의 영역을 의미한다.
"역누진면(regressive surface)"은 원거리 시야영역과 근거리 시야영역 및, 이들 원거리 시야영역과 근거리 시야영역을 연결하는 굴절 도수(dioptric power)가 감소되는 영역을 갖는 연속적인 비구면을 의미한다. 역누진면이 렌즈의 볼록면인 경우에, 원거리 시야영역 곡률이 근거리 시야영역 곡률보다 크며, 역누진면이 렌즈의 오목면인 경우에는, 원거리 시야영역 곡률이 근거리 시야영역 곡률보다 작다.
불필요한 비점수차 영역과 관련하여 "정렬(aligned)"된다는 것은 표면이 복합 표면을 형성하도록 결합되는 경우에, 불필요한 비점수차 영역이 부분적으로 중첩되거나 실질적으로 전체가 일치되도록 배치되는 것을 의미한다.
수많은 광학적 파라미터가 통상 누진 디자인을 한정하고 최적화하기 위하여 사용된다. 이들 파라미터는 불필요한 비점수차 면적, 국지적 불필요한 비점수차의 최대값의 면적, 채널 길이 및 폭, 거리와 판독 영역 폭, 판독 도수 폭 및 정규화된 렌즈 왜곡을 포함한다. 정규화된 렌즈 왜곡은 광학 중심인 주요 기준점 아래의 렌즈의, 통합된 불필요한 비점수차를 렌즈의 굴절 가입도로 나눈 것이다. 도 1을 참조해 보면, 누진 다초점 렌즈의 경우에, 정규화된 렌즈 왜곡 DL은 하기 수학식 I로 계산할 수 있다.
Figure 112006090711671-pct00021
상기 식에서,
AL은 렌즈 면적이고,
Nw는 근거리 시작 영역의 폭이며,
MA는 국지적 불필요한 비점수차의 최대값(렌즈 표면 상의 불필요한 비점수차 영역에서 비점수차의 가장 높은 측정 레벨)이고,
Ap는 주요 기준점 아래에서 y = -20㎜인 경우의 렌즈의 굴절 도수이고,
AI는 불필요한 비점수차가 0.5디옵터 미만이고 하기 수학식 II에 의해 계산되는 중거리 시야영역의 면적이다.
Figure 112006090711671-pct00022
상기 식에서,
Iw는 불필요한 비점수차가 0.5디옵터 미만인 중거리 시야영역의 폭이고,
Dw 및 Nw는 불필요한 비점수차가 약 0.5디옵터 미만인 경우, 원거리(y=0) 및 근거리(y= -20㎜) 시야영역의 폭을 각각 나타내고,
IL은 프리즘 기준점과 중거리 시야영역의 가장 좁은 폭 사이의 채널 중심을 따르는 길이이다.
수학식 II에서, 근거리 시야영역 폭 및 중거리 시작 영역 폭은 판독 및 채널 폭과 같지 않다. 오히려, 판독 및 채널 폭은 양호한 시력을 위한 임상적으로 관련되는 임계치를 기준으로 하여 정의되는 반면에, 수학식 II의 근거리 시야영역 폭 및 중거리 시야영역 폭은 0.5디옵터 비점수차 임계치를 기준으로 한다.
본 발명의 렌즈에서, 정규화된 렌즈 왜곡은 통상의 누진 다초점 렌즈에 비하여 상당히 감소된다. 따라서, 바람직한 양태로, 본 발명은 정규화된 렌즈 왜곡이 약 300 미만인 하나 이상의 누진 부가면을 포함하고, 필수적으로 이로 이루어지며, 이로 이루어진 누진 다초점 렌즈를 제공한다.
본 발명의 렌즈에서, 누진면 디자인의 굴절 가입도 또는 원거리 및 근거리 시야영역간의 굴절 도수의 차는 + 값이고, 역누진면 디자인의 경우는 - 값이다. 따라서, 복합 표면의 가입도는 누진 및 역누진면 디자인의 굴절 가입도의 합이므로, 역누진면 디자인은 누진면 디자인으로부터 굴절 가입도를 빼기 위해 작용한다.
누진 부가면은 표면의 특정 영역에서 불필요한 비점수차를 생성하는 것으로 알려져 있다. 영역의 불필요한 비점수차는 부분적으로 표면의 비점수차 위치에 따라 좌우되는 배향 크기 및 축을 갖는 벡터량으로 고려될 수 있다. 역누진면은 또한 불필요한 비점수차 영역을 가지며, 역누진면의 크기 및 축은 누진면 비점수차에 대해 결정적인 동일한 요인에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 역누진면 비점수차의 축은 통상 누진면 비점수차의 축에 대해 직각이다. 또한, 역누진면 비점수차의 크기는 동일한 축의 누진면 비점수차의 크기와 부호가 반대인 것으로 여겨질 수 있다.
따라서, 불필요한 비점수차 영역을 갖는 누진면 디자인과, 동등하게 위치하는 불필요한 비점수차 영역을 갖는 역누진면 디자인을 합하면 두 디자인이 합쳐져서 렌즈의 복합 표면을 형성하는 경우에 그 영역에 대한 전체적인 불필요한 비점수차는 감소된다. 이러한 이유는 소정 위치의 불필요한 비점수차가 누진면 및 역누진면 디자인의 불필요한 비점수차의 벡터 합이기 때문이다. 누진 부가면 및 역누진면 디자인의 비점수차의 크기는 반대 부호를 갖기 때문에, 복합 표면의 불필요한 비점수차의 총합의 감소가 성취된다. 역누진면 디자인의 불필요한 비점수차의 배향축은 누진면 디자인상의 동등한 위치의 배향축과 동일할 필요는 없지만, 바람직하기로 상기 축은 실질적으로 동일하여 불필요한 비점수차의 감소를 최대화하도록 한다.
누진면 디자인의 비점수차의 하나 이상의 영역은 역누진면 디자인의 비점수차의 한 영역과 함께 정렬되어 복합 표면에서 불필요한 비점수차의 감소를 성취해야 한다. 바람직하게는, 표면 디자인 각각의, 국지적 불필요한 비점수차의 최대값 영역 또는 최고의 측정 가능한 불필요한 비점수차 영역을 정렬한다. 보다 바람직하게는, 한 표면 디자인의 불필요한 비점수차의 모든 영역을 다른 표면 디자인의 불필요한 비점수차의 모든 영역과 정렬한다.
다른 양태로, 표면의 원거리 및 근거리 영역 뿐만 아니라 채널을 정렬한다. 이러한 방법으로 표면을 정렬함으로써, 누진면 디자인의 불필요한 비점수차의 하나 이상의 영역은 역누진면 디자인상의 하나 이상의 이러한 영역과 겹쳐진다. 다른 양태로, 본 발명은 하나 이상의 누진 부가면 디자인 및 하나 이상의 역누진면 디자인을 포함하고, 필수적으로 이로 이루어지며, 이것으로 이루어진 렌즈 표면을 제공하며, 이때 누진 및 역누진면 디자인의 원거리 시야영역, 근거리 시야영역 및 채널은 실질적으로 정렬한다.
본 발명의 렌즈에서, 복합 표면은 렌즈의 볼록, 오목 또는 두 표면 모두에 존재하거나, 이들 표면 사이의 층에 존재할 수 있다. 바람직한 양태로, 복합 표면은 볼록 렌즈 표면을 형성한다. 하나 이상의 누진 부가 및 역누진면 디자인은 복합 표면에 사용될 수 있지만, 바람직하게는 각 표면중 단 하나만이 사용된다. 복합 표면이 볼록 및 오목 표면 사이의 계면층인 양태에 있어서, 바람직하게는 복합 표면에 사용되는 물질은 굴절률이 약 0.01 이상, 바람직하게는 0.05 이상, 보다 바람직하게는 약 0.1 이상 상이하다.
당해 분야의 통상의 숙련가는 본 발명에 유용한 누진 부가면 및 역누진면 디자인이 하드 또는 소프트 디자인 유형중 하나 일 수 있음을 알 수 있을 것이다. 하드 디자인은 불필요한 비점수차가 표면의 광학 중심 아래에, 채널에 접하는 영역에 집중되는 표면 디자인을 의미한다. 소프트 디자인은 불필요한 비점수차가 원거리 시야영역의 측면 부분으로 확장되는 표면 디자인이다. 당해 분야의 통상의 숙련가는 해당 굴절 가입도에서, 하드 디자인의 불필요한 비점수차의 크기가 소프트 디자인의 크기보다 큰데, 이는 소프트 디자인의 불필요한 비점수차가 렌즈의 보다 넓은 영역에 대해 분포되기 때문임을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 렌즈에서, 바람직하게는 누진 부가면 디자인은 소프트 디자인이고, 역누진면 디자인은 하드 디자인이다. 따라서, 또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 하나 이상의 누진 부가면 디자인 및 하나 이상의 역누진면 디자인을 포함하고, 필수적으로 이것으로 이루어지며, 이것으로 이루어진 렌즈 표면을 제공하며, 이때 하나 이상의 누진 부가면 디자인은 소프트 디자인이고, 하나 이상의 역누진면 디자인은 하드 디자인이다. 보다 바람직하게는, 누진 부가면 디자인은 절대 크기가 표면의 굴절 가입도보다 더 작은 최대의 불필요한 비점수차를 갖고, 역누진면 디자인의 경우에는, 절대 크기가 더 큰 최대의 불필요한 비점수차를 갖는다.
본 발명의 복합 누진면은 먼저 누진 부가면 및 역누진면을 디자인함으로써 제공된다. 각 표면은, 다른 표면 또는 표면들의 디자인과 함께 결합되어 복합 누진면을 형성하는 경우에, 국지적 불필요한 비점수차의 최대값의 실질적으로 모든 영역이 정렬되도록 디자인된다. 바람직하게는, 각 표면은 최대의 불필요한 비점수차 영역이 정렬되도록 디자인되며, 표면 디자인이 결합되어 복합 표면 디자인을 수득하는 경우에, 복합 표면은 최대 결합 표면의 절대값의 합보다 적어도 약 0.125디옵터 만큼 더 작고, 바람직하게는 약 0.25디옵터 만큼 더 작은 국지적 불필요한 비점수차의 최대값을 나타낸다.
보다 바람직하게는, 누진면 및 역누진면은, 각각 복합 표면을 형성하도록 결합되는 경우에, 복합 표면이 복합 표면의 채널 각 면 상에서 국지적 불필요한 비점수차의 최대값 영역을 하나 이상 갖도록 디자인한다. 이러한 다중 최대의 사용으로 또한 복합 표면의 불필요한 비점수차 영역의 크기가 감소된다. 보다 바람직한 양태로, 복합 표면의 국지적 불필요한 비점수차의 최대값 영역은 평탄구역 형태를 형성한다. 가장 바람직한 양태로, 복합 표면은 복합 표면 채널의 각 면 위에 평탄구역(plateaus) 형태인 국지적 불필요한 비점수차의 최대값 영역을 하나 이상 갖는다.
복합 표면 디자인을 형성하기 위하여 사용되는 누진 및 역누진면의 디자인은 수많은 공지된 디자인 방법을 사용하고 기능을 고려하는 당해 분야의 통상의 숙련가의 한 기술에 포함된다. 그러나, 바람직하게는, 표면은 표면을 수많은 부분으로 나누고, 각 면에 대해, 예를 들면, 본 명세서에 참조로 인용된 미국 특허 제5,886,766호에 기술된 것과 같은 곡률 수학식을 제공하는 디자인법을 사용하여 디자인된다.
본 발명의 렌즈에 유용한 표면 디자인은 누진면 및 역누진면을 디자인하기 위한 임의의 공지된 방법을 사용함으로써 제공할 수 있다. 예를 들면, 시판중인 레이 트래이싱 소프트웨어가 표면을 디자인하는데 사용될 수 있다. 또한, 표면의 최적화는 임의의 공지된 방법에 의해 수행할 수 있다.
개개 표면 또는 복합 표면의 디자인을 최적화함에 있어서, 광학 특성은 최적화를 수행하는데 사용될 수 있다. 바람직한 방법으로, 근거리 시야영역에서 구면 또는 동등한 구면원통형 도수의 불변성에 의해 한정되는 근거리 시야영역 폭이 사용될 수 있다. 다른 바람직한 방법으로, 국지적 불필요한 비점수차의 최대값의 피크 또는 평탄구역의 크기 및 위치가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 방법을 위해, 피크 및 평탄구역의 위치는 원점이 x = 0, y = 0이거나, 이의 중심으로서 고정점을 갖고 반경이 15㎜인 원 밖에 존재한다. 보다 바람직하게는, 피크의 x 배위는 ｜x｜> 12이고, y < -12㎜가 되도록 한다.
최적화는 당해 분야에 공지된 방법에 의해 수행할 수 있다. 약 1.5 내지 약 5㎜의 동공 지름, 표면의 전면 정점 뒤쪽의 약 25 내지 약 28㎜ 지점에서의 상 수렴, 약 7 내지 약 20°의 광각도 경사 등 및 이들의 조합을 포함(이로 제한되는 것은 아님)하는, 디자인 최적화 공정에 특정 렌즈 착용자의 부가의 특성이 도입될 수 있다.
복합 누진면을 형성하는데 사용되는 누진면 및 역누진면 디자인은 오목 또는 볼록 곡률일 수 있는 기본 곡률로부터의 새그 이탈도(sag departure)를 포함하는 다양한 방식으로, 바람직하게는 이러한 새그 이탈도로서 표현될 수 있다. 바람직하게는, 표면은 제1 표면의 점(x, y)에서의 새그 값 Z1을 제2 표면의 동일한 점(x, y)의 새그 값 Z2에 가함을 의미하는 1 대 1(one-to-one) 기반으로 합한다. "새그(sag)"는 좌표 (x, y)에 위치하는 누진면의 한 지점과 동일한 원거리 도수의 기준 구면 표면 위의 동일한 좌표에 위치하는 지점간의 z 축 거리의 절대 크기를 의미한다.
본 양태에 있어서 보다 특히, 각 표면의 디자인 및 최적화에 이어서, 표면의 새그 값을 합하여 복합 표면 디자인을 수득하며, 합산은 하기 수학식 III에 따라 수행한다.
Figure 112006090711671-pct00023
상기 식에서,
Z는 점(x, y)의 기본 곡률로부터의 복합 표면 새그 이탈도이고,
Zi는 점(x, y)에서 합해지는 i번째 표면에 대한 새그 이탈도이며,
ai는 각 새그 테이블(table)을 곱하기 위하여 사용되는 계수이다.
각각의 계수는 약 -10 내지 약 +10, 바람직하게는 약 -5 내지 약 +5, 보다 바람직하게는 약 -2 내지 약 +2의 값일 수 있다. 계수는 최고값의 계수를 약 + 또는 -1로 전환하도록 선택할 수 있으며, 다른 계수는 그 값 미만이 되도록 적절히 조절한다.
복합 표면에 대해 바람직한 원거리 및 근거리 도수가 수득되도록, 각 표면에 대해 동일한 좌표를 사용하여 새그 값 합산을 수행하는 것이 중요하다. 또한, 합산은 기술되지 않은 프리즘은 복합 표면으로 유도되지 않도록 수행해야 한다. 따라서, 새그 값은 적절한 좌표 시스템 및 원점을 사용하여 각 표면의 좌표로부터 부가해야 한다. 바람직하게는, 좌표 시스템이 기준이 되는 원점은 표면의 프리즘 기준점이거나, 최소한의 프리즘 지점이다. 합계 과정을 수행하기 전에 일정한 또는 변하는 크기에 의해 일련의 자오선을 따라 다른 표면에 대해 한 표면의 새그 값을 계산하는 것이 바람직하다. 계산은 x-y 평면을 따라, 구면 또는 비구면 기본 곡선을 따라 또는 x-y 평면 위의 특정 선을 따라 수행할 수 있다. 또한, 계산은 프리즘을 렌즈로 도입시키기 위하여 각 및 선형 변위의 조합일 수 있다.
누진 및 역누진면 디자인에 대한 원거리 시각 및 근거리 시각 도수는, 디자인을 복합 표면을 형성하도록 합하는 경우에, 렌즈의 도수가 착용자의 시력 예민도를 보정하는데 필요하도록 선택한다. 본 발명에 사용되는 누진 부가면 디자인에 대한 굴절 가입도는 각각 독립적으로, 약 +0.01 내지 약 +6.00디옵터, 바람직하게는 약 +1.00 내지 약 +5.00디옵터이고, 보다 바람직하게는 약 +2.00 내지 약 +4.00디옵터일 수 있다. 역누진면 디자인의 굴절 가입도는 각각 독립적으로, 약 -0.01 내지 약 -6.00디옵터, 바람직하게는 약 -0.25 내지 약 -3.00디옵터이며, 보다 바람직하게는 약 -0.50 내지 약 -2.00디옵터일 수 있다.
하나 이상의 복합 누진면이 렌즈 또는, 하나 이상의 누진면과 결합시 사용되는 복합 표면을 형성하는데 사용되는 경우에, 각 표면의 굴절 가입도는 이들의 굴절 가입도의 조합이 렌즈 착용자의 근거리 시력(visual acuity)을 보정하는데 필요한 값과 실질적으로 동일한 값을 갖도록 선택한다. 각 표면의 굴절 가입도는 약 +0.01 내지 약 +3.00디옵터, 바람직하게는 약 +0.50 내지 약 +5.00디옵터, 보다 바람직하게는 약 +1.00 내지 약 +4.00디옵터일 수 있다. 유사하게, 각 표면에 대한 원거리 시각 및 근거리 시각 굴절 도수는, 도수의 합이 착용자의 원거리 시각 및 근거리 시각을 보정하는데 필요한 값이 되도록 선택한다. 일반적으로, 각 표면의 원거리 곡률은 약 0.25 내지 약 8.50디옵터 범위 이내이다. 바람직하게는, 오목 표면의 원거리 영역의 곡률은 약 2.00 내지 약 5.50디옵터이고, 볼록 표면의 경우에는, 약 0.5 내지 약 8.00디옵터일 수 있다. 각 표면에 대한 근거리 시각 곡률은 약 1.00 내지 약 12.00디옵터이다.
렌즈를 렌즈 착용자의 안과용 처방에 맞도록 디자인한 다른 표면(예: 구면, 원환체, 비구면 및 비원환체 표면)이 복합 누진 부가면과 함께 또는 이에 추가로 사용될 수 있다. 또한, 개개 표면은 각각 구면 또는 비구면 원거리 시야영역을 가질 수 있다. 눈을 원거리로부터 근거리 영역으로 및 이와 반대 방향으로 스캐닝하는 경우에 약 0.75 이상의 불필요한 비점수차가 없는 시각 통로 또는 채널은 짧거나 길 수 있다. 국지적 불필요한 비점수차의 최대값은 원거리 또는 근거리 시야영역에 근접할 수 있다. 또한, 상기 변환의 조합이 사용될 수 있다.
바람직한 양태로, 본 발명의 렌즈는 볼록 복합 및 오목 누진 부가면을 갖는다. 볼록 복합 표면은 비구면 원거리 시야영역 및 약 10 내지 약 20㎜의 채널 길이를 갖는 대칭 또는 비대칭 소프트 디자인일 수 있다. 국지적 불필요한 비점수차의 최대값은 근거리 시야영역보다는 원거리 영역에 근접하게 위치하며, 바람직하게는 채널의 한 면에 위치한다. 보다 바람직하게는, 국지적 불필요한 비점수차의 최대값은 표면 채널의 굴절 가입도가 표면 굴절 가입도의 약 50%에 도달하는 표면의 지점보다 우수하다. 원거리 시야영역은 표면에 약 2.00디옵터 이하, 바람직하게는 약 1.00디옵터 이하, 보다 바람직하게는 약 0.50디옵터 이하의 부가 + 도수를 제공하도록 비구면체화된다. 비구면화는 고정점에 중심을 두고 반경은 약 10㎜, 바람직하게는 약 15㎜, 보다 바람직하게는 약 20㎜인 원을 벗어날 수 있다.
본 양태의 오목 누진면은 비대칭이며, 바람직하게는 구면 원거리 시야영역 및 채널 길이가 약 12 내지 약 22㎜인 비대칭의 하드 디자인이다. 원거리 시야영역은 약 0.50디옵터 미만, 바람직하게는 약 0.25디옵터 미만의 부가 + 도수를 제공하도록 디자인한다. 국지적 불필요한 비점수차의 최대값은 근거리 시야영역에 보다 근접하게, 바람직하게는 채널의 아래쪽 2/3의 각 면에 위치한다.
또 다른 양태로, 본 발명의 렌즈는 볼록 복합면 및 오목 역누진면을 갖는다. 또 다른 양태에 있어서, 렌즈는 볼록 복합면, 중간층으로서 역누진면 및 구면원통형의 오목면을 갖는다. 또 다른 양태로, 볼록 표면은 복합면이며, 역누진면은 중간층이고, 오목면은 통상의 누진 부가면이다. 모든 양태에서, 모든 표면의 원거리, 중거리 및 근거리 시야영역은 불필요한 비점수차가 없도록 정렬되는 것이 중요하다.
본 발명의 렌즈는 안용 렌즈의 제조시 적합한 공지된 물질로 제조될 수 있다. 이러한 물질은 시판중이거나, 이들의 제조 방법이 공지되어 있다. 또한, 렌즈는 연마, 전체 렌즈 주조법, 성형, 열성형, 적층, 표면 주조법 또는 이들의 조합을 포함(이로 제한되지 않음)하는 통상의 렌즈 제조 기술에 의해 제조할 수 있다. 바람직하게는, 렌즈는 먼저 광학 예비 성형체 또는 역누진면을 갖는 렌즈를 제조하여 제조할 수 있다. 예비 성형체는 사출 또는 사출-압축 성형법, 열성형법 또는 주조법을 포함(이로 제한되지 않음)하는 통상의 방법에 의해 제조할 수 있다. 이어서, 하나 이상의 누진면을 예비 성형체 위에 주조한다. 주조법은 특정의 방법에 의해 수행할 수 있지만, 바람직하게는 본 명세서에 참조로 인용된 미국 특허 제5,147,585호, 제5,178,800호, 제5,219,497호, 제5,316,702호, 제5,358,672호, 제5,480,600호, 제5,512,371호, 제5,531,940호, 제5,702,819호 및 제5,793,465호에 기술된 바와 같은 것을 포함(이로 제한되는 것은 아님)하는 표면 주조법에 의해 수행한다.
본 발명은 하기의 비제한적 예를 고려함으로써 더욱 명확해질 것이다.
실시예 1
소프트 디자인인 볼록 누진 부가면은 Z1이 원거리 영역에 대한 5.23디옵터의 기본 곡률로부터의 새그 값 이탈도를 나타내는 새그 테이블로서 제조된다. 도 2a 및 도 2b는 이 표면에 대한 실린더 및 도수 구분선을 도시한 것이다. 가입도는 1.79디옵터이며, 채널 길이는 13.3㎜이고 x = -8㎜ 및 y = -8㎜에서 국지적 불필요한 비점수차의 최대값은 1.45디옵터이다. 사용되는 프리즘 기준점은 x = 0 및 y = 0이고, 굴절률("RI")은 1.56이다.
하드 디자인 역누진면 디자인은 Z2가 원거리 영역에 대한 5.22디옵터의 기본 곡률로부터의 새그 값 이탈도를 나타내는 새그 테이블로서 볼록 표면에 대해 제조한다. 도 3a 및 도 3b는 이 표면에 대한 실린더 및 도수 구분선을 도시한 것이다. 가입도는 -0.53디옵터이며, 채널 길이는 10.2㎜이고, 국지적 불필요한 비점수차의 최대값은 x = -10㎜ 및 y = -10㎜에서 0.71디옵터이다. 사용되는 프리즘 기준점은 x = 0 및 y = 0이고, RI는 1.56이다.
볼록 복합 표면 디자인은 수학식 III(여기서, 새그 값 이탈을 생성하기 위하여 a1 = a2 = 1임)을 사용하여 제조한다. 도 4a 및 도 4b는 복합 표면에 대한 실린더 및 도수 구분선을 도시한 것이며, 여기서 표면의 기본 곡률은 5.23디옵터이고, 가입도는 1.28디옵터이다. 복합 표면은 채널의 어느 한 면에 위치한 하나의 국지적 불필요한 비점수차의 최대값을 포함한다. 이 비점수차 최대치의 크기는 0.87디옵터이고, 채널 길이는 13.0㎜이다. 복합 표면의 비점수차 영역은 x = -10㎜ 및 y = -18㎜에 위치한다. 복합 표면의 최대 비점수차 및 정규화된 왜곡은 다른 광학적 파라미터의 조정없이 동등한 굴절 가입도의 선행 기술의 렌즈보다 상당히 낮다. 예를 들면, 바리락스 컴포트(Varilux COMFORT®) 렌즈는 표 2에 제시된 바와 같이 1.25디옵터 가입도에 대해 최대 비점수차값 및 정규화된 왜곡이 각각 1.41디옵터 및 361이다. 복합 표면 렌즈의 경우, 최대 비점수차는 0.87디옵터이고, 렌즈의 정규화된 렌즈 왜곡은 265로 계산되었다.
실시예 2
오목 누진 부가면은 굴절률이 1.573이고, 기본 곡률은 5.36디옵터이며, 가입도는 0.75디옵터인 물질을 사용하여 디자인한다. 도 5는 이 표면의 실린더 구분선을 도시한 것이다. 국지적 비점수차의 최대값은 x = -16㎜ 및 y = -9㎜에서 0.66디옵터이다. 사용되는 프리즘 기준점은 x = 0 및 y = 0이다.
이러한 오목 표면을 실시예 1로부터 제조된 볼록 복합 표면과 결합시켜 원거리 도수가 0.08디옵터이고 가입도는 2.00디옵터인 렌즈를 형성한다. 표에는 이 렌즈(실시예 2)의 주요 광학적 파라미터가 제시되어 있고, 도 6a 및 도 6b에는 실린더 및 도수 구분선이 도시되어 있다. 최대 비점수차는 바리락스 컴포트®(선행 기술 의 렌즈 1 및 도 7a와 7b)와 같이 표 1에 제시된 선행 기술의 렌즈보다 상당히 낮은 1.36디옵터이다. 렌즈의 정규화된 렌즈 왜곡은 표 3의 선행 기술 렌즈의 왜곡보다 훨씬 낮은 287로 계산되었다. 또한, 다른 광학적 파라미터중 어떠한 것도 절충하지 않았다.
실시예 3
특정 광학적 파라미터, 특히 판독 도수 폭을 최적화하기 위한 본 발명의 디자인 방법의 능력을 입증하기 위하여, 오목 누진 부가면은 RI가 1.573이고 기본 곡률이 5.4디옵터이며 가입도가 0.75디옵터인 물질을 사용하여 디자인한다. 도 8은 이 표면의 실린더 구분선을 도시한 것이다. 국지적 비점수차의 최대값은 x = -15㎜ 및 y = -9㎜에서 0.51디옵터이다. 사용되는 프리즘 기준점은 x = 0 및 y = 0이다.
이러한 오목 표면을 실시예 1로부터 제조된 볼록 복합 표면과 결합시켜 원거리 도수가 0.05디옵터이고 가입도는 2.00디옵터인 렌즈를 형성한다. 표에는 이 렌즈(실시예 3)의 주요 광학적 파라미터가 제시되어 있고, 도 9a 및 도 9b에는 실린더 및 도수 구분선이 도시되어 있다. 최대 비점수차는 바리락스 컴포트®(선행 기술의 렌즈 1 및 도 7a와 7b)와 같이 표 1에 제시된 선행 기술의 렌즈보다 상당히 낮은 1.37디옵터이다. 렌즈의 정규화된 렌즈 왜곡은 표 3의 선행 기술 렌즈의 왜곡보다 훨씬 낮은 289로 계산되었다. 오목 표면의 낮은 비점수차는 비점수차의 구분선을 평활하게 하며, 판독 도수 폭을 7.4㎜에서 8.6㎜로 증가시킨다. 다른 광학적 파라미터중 어떠한 것도 절충하지 않았다.
광학적 파라미터 선행기술의 렌즈 1 실시예 2 실시예 3
원거리 도수(D) 0.00 0.00 0.00
가입도(D) 1.99 2.01 2.01
원거리 폭(mm) 13.5 12.6 12.6
판독 폭(mm) 17.6 14.6 15.2
판독 도수 폭(mm) 13.9 7.4 8.6
채널 길이(mm) 12.2 12.4 12.2
채널 폭(mm) 6.3 8.9 8.8
최대 비점수차 위치(x,y, 단위; 도) 16.8-12.1 12.5-14.9 11.3-11.1
최대 비점수차(D) 2.46 1.36 1.37

바릴룩스 컴포트 실시예 1
라벨 가입도(D) 1.25 1.25
Ap(D) 1.40 1.28
DW(mm) 45.65 30.00
IW(mm) 5.00 5.32
NW(mm) 7.50 9.27
IL(mm) 11.25 8.00
채널 길이(mm) 12.85 13.00
MA(D) 1.41 0.87
왜곡 면적(mm2) 1075 1168
DL 361 265

Figure 112003037883512-pct00004

Claims (15)

  1. 누진면(progressive surface) 및 역누진면(regressive surface)의 복합 표면인 적어도 하나의 면을 포함하며,
    300㎟ 미만의 정규화된 렌즈 왜곡을 가지며,
    각각 불필요한 비점수차가 0.5 디옵터보다 작은 근거리 시야영역 및 원거리 시야영역, 상기 근거리 시야영역과 원거리 시야영역 사이에 있는 중거리 시야영역을 구비하고,
    상기 정규화된 렌즈 왜곡(DL)은 다음 식으로 계산되고,
    Figure 112008028189190-pct00025
    상기 식에서 AL은 렌즈 면적이고, Nw는 근거리 시야영역의 폭이며, MA는 국지적 불필요한 비점수차의 최대값이고, Ap는 프리즘 기준점 아래 y = -20㎜ 지점의 렌즈의 굴절 도수이며, AI는 다음 식에 의해 계산되는 중거리 시야영역의 면적이고,
    Figure 112008028189190-pct00026
    상기 식에서 Iw는 불필요한 비점수차가 0.5디옵터 미만인 중거리 시야영역의 폭이고, Dw 및 Nw는 각각 원거리 및 근거리 시야영역의 폭을 나타내며, IL은 프리즘 기준점과 중거리 시야영역의 가장 좁은 폭 사이의 렌즈의 중심선을 따르는 길이이고, 상기 프리즘 기준점은 근거리 시야영역과 중거리 시야영역 사이의 경계에서 상기 중심선 상에 위치하며, CL은 상기 프리즘 기준점과 근거리 원거리 시야영의 상부경계 사이의 거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 누진 다초점 렌즈.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합 표면이 상기 누진면 및 역누진면 각각의 국지적 비점수차의 최대값의 절대값의 합보다 0.125 디옵터 작은 국지적 불필요한 비점수차의 최대값을 나타내는 것을 특징으로 하는 누진 다초점 렌즈.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    제 2 누진 부가면(progressive addition surface)을 더 구비하는 누진 다초점 렌즈.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    역누진면인 제 2 표면을 더 구비하는 누진 다초점 렌즈.
  6. 누진면 및 역누진면의 복합 표면을 구비하고, 상기 복합 표면은 상기 누진면 및 역누진면 각각의 국지적 비점수차의 최대값의 절대값의 합보다 적어도 0.125 디옵터 작은 국지적 불필요한 비점수차의 최대값을 나타내는 것을 특징으로 하는 누진 부가면.
  7. a) 불필요한 비점수차를 나타내는 적어도 하나의 제 1 영역을 포함하는 누진면을 디자인하는 단계;
    b) 불필요한 비점수차를 나타내는 적어도 하나의 제 2 영역을 포함하는 역누진면을 디자인하는 단계; 및
    c) 상기 누진면 및 역누진면 디자인을 결합하여 복합 누진면 디자인을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제 1 및 제 2 영역은 부분적으로 중첩되거나 전체적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 누진 부가면 디자인 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 각각의 누진면 및 역누진면 디자인은 하드 디자인, 소프트 디자인 또는 이들의 조합 중 하나인 누진 부가면 디자인 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 각각의 누진면 및 역누진면 디자인이 하드 디자인인 누진 부가면 디자인 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 누진면 및 역누진면 각각의 디자인이 소프트 디자인인 누진 부가면 디자인 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 복합 표면으로부터 형성되는 표면이, 상기 누진면 및 역누진면 각각의 국지적 불필요한 비점수차의 최대값의 절대값의 합보다 0.125디옵터 작은 국지적 불필요한 비점수차의 최대값을 나타내는 누진 부가면 디자인 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 복합 표면 디자인이, 상기 복합 표면 채널의 각 측면 상에 국지적 불필요한 비점수차의 최대값 영역을 하나 이상 포함하는 누진 부가면 디자인 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 누진면 및 역누진면 디자인이 기본 곡률(base curvature)로부터의 새그 이탈도(sag departures)로서 표현되는 누진 부가면 디자인 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기본 곡률은 오목 곡률 또는 볼록 곡률인 누진 부가면 디자인 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 c) 단계는 하기 수학식
    Figure 112008028189190-pct00024
    에 따라 상기 누진면 및 역누진면 디자인의 새그 값을 합함으로써 수행되고,
    상기 식에서, Z는 점(x, y)의 기본 곡률로부터의 복합 표면 새그 이탈도이고, Zi는 점(x, y)에서 결합되는 i번째 표면에 대한 새그 이탈도이며, ai는 계수인 누진 부가면 디자인 방법.
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