KR100957239B1 - 안경 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교정 안경을 제조하는 방법을 개시한다. 본 발명의 방법은 피검사의 안구의 시각 파라미터를 얻는 단계, 적어도 하나의 장착된 광학 요소를 포함하는 안경 프레임을 얻는 단계, 및 시각 파라미터와 관련된 굴절 패턴을 한정하기 위하여 광학 요소를 프로그래밍하는 단계를 포함한다.

안경, 시각 파라미터, 광학 요소, 고위 수차, 저위 수차, 굴절 패턴, 경화성 재료

Description

안경 제조 방법{EYEGLASS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 인간의 눈과 같은 광학 시스템의 수차를 교정하기 위한 광학 렌즈 제조와 관련된 시스템과 방법에 관한 것이다.

본 출원은 2003년 11월 14일에 출원된 미국 가출원 제60/520,065호, 2004년 2월 20일에 출원된 미국 가출원 제60/546,378호, 2004년 9월 7일에 출원된 미국 출원 제10/936,132호, 및 2004년 9월 7일에 출원된 미국 출원 제10/936,131호의 우선권 주장을 수반하며, 상기 출원들이 참조되어 본 출원에 포함된다.

인간의 눈 특히 각막과 수정체는, 눈의 광학 성능을 감소시켜 시력을 흐리게 하는 다양한 광학 수차를 나타낼 수 있다. 피검자(patient)에게 렌즈를 착용시킴으로써 선명하지 않은 시력(blurred vision)을 교정하는 방법은, 전형적으로 초점 불일치와 난시와 같은 저위 수차(low order aberration)만의 교정에 제한될 뿐이다. 일반적으로, 3차 이상의 제르니케 다항식(Zernike polynomial)으로 표현 가능한 고위 수차는 렌즈 사용에 의하여 교정되지 않는다. 또한, 렌즈 제조의 한계와 비용으로 인하여, 초점 불일치와 난시는 전형적으로 별도의 단계로 교정될 뿐이고, 모든 교정은 1/4 (0.25) 디옵터(D) 단위에 가장 가까운 수치로 이루어진다. 불행히도, 해상도가 0.25 디옵터이므로 시력 교정은 불완전하게 된다.

본 발명의 시스템, 방법 및 장치는 각각 여러 양태를 가지며, 이중 하나만이 단독으로 바람직한 특성에 중요한 역할을 하는 것은 아니다. 첨부된 특허청구범위에 의해 명시된 본 발명의 범주를 제한하지 않으면서, 본 발명의 보다 우수한 특징에 대하여 간략히 설명하기로 한다. 이하의 설명을 검토하면, 특히 본 발명의 실시예에 대한 상세한 설명을 검토하면, 주문형 다층 렌즈를 편리하고 경제적으로 제조하는 방법을 포함하는 본 발명에 의해 제공되는 장점을 이해할 수 있을 것이다.

일 실시예는 교정 안경을 제조하는 방법이다. 이 방법은 피검자의 안구의 시각 파라미터(vision parameter)를 얻는 단계, 적어도 하나의 장착된 광학 요소를 포함하는 안경 프레임을 얻는 단계, 및 시각 파라미터와 관련된 굴절 패턴을 한정하기 위하여 광학 요소를 프로그래밍하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예는 주문형 렌즈를 제조하는 방법이다. 이 방법은 피검자의 안구의 시각 파라미터와 피검자의 안구 내의 적어도 하나의 광학 수차에 대한 교정을 포함하는 렌즈 해상력(lens definition)을 얻는 단계를 포함한다. 이 방법은 적어도 하나의 광학 요소를 포함하는 프레임을 얻는 단계를 또한 포함한다. 적어도 하나의 광학 요소는 경화성 재료의 층을 포함한다. 이 방법은 굴절 패턴을 한정하기 위하여 경화성 재료를 경화시키는 단계를 또한 포함한다. 굴절 패턴은 광학 요소를 통과하는 광학 경로 내의 광학 수차를 적어도 교정한다.

또 다른 실시예는 주문형 렌즈를 제조하는 방법이다. 이 방법은 피검자의 안구의 시각 파라미터와 피검자의 안구 내의 적어도 하나의 광학 수차에 대한 교정을 포함하는 렌즈 해상력을 얻는 단계를 포함한다. 이 방법은 적어도 하나의 광학 요소를 포함하는 프레임을 얻는 단계를 또한 포함한다. 이 방법은 적어도 하나의 광학 요소 상에 재료의 층을 부착하는 단계를 포함한다. 층은, 광학 요소를 통과하는 광학 경로 내의 적어도 하나의 광학 수차를 교정하는 굴절 패턴을 한정한다.

또 다른 실시예는 주문형 렌즈를 제조하는 방법이다. 이 방법은 피검자의 안구의 시각 파라미터와 피검자의 안구 내의 적어도 하나의 광학 수차에 대한 교정을 포함하는 렌즈 해상력을 얻는 단계를 포함한다. 경화성 폴리머의 층이 프레임에 장착된 렌즈에 도포된다. 이 방법은 층의 표면 윤곽을 형성하도록 층의 용적을 변화시키기 위하여 층을 선택적으로 경화시키는 단계를 포함한다. 표면 윤곽(surface contour)은 적어도 하나의 광학 수차를 교정하는 굴절 패턴을 한정한다.

또 다른 실시예는 광학 요소이다. 광학 요소는 적어도 하나의 고위 수차를 교정하도록 구성된 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 적어도 하나의 고위 수차는 트레포일(trefoil) 수차, 코마(coma) 수차, 구면 수차, 또는 이들의 조합 중에서 적어도 하나를 포함한다.

또 다른 실시예는 주문형 렌즈를 제조하는 방법이다. 이 방법은 피검자의 안구의 시각 파라미터와 피검자의 안구 내의 적어도 하나의 광학 수차에 대한 교정을 포함하는 렌즈 해상력을 얻는 단계를 포함한다. 이 방법은 적어도 하나의 광학 요소를 포함하는 프레임을 얻는 단계를 또한 포함한다. 적어도 하나의 광학 요소는 경화성 재료의 층을 포함한다. 이 방법은 층의 표면 윤곽을 형성하도록 층의 용적을 변화시키기 위하여 층을 선택적으로 경화시키는 단계를 포함한다. 표면 윤곽은 렌즈 해상력과 관련된 굴절 패턴을 한정한다.

도 1은 안경 렌즈를 제조하는 공정을 나타내는 흐름도이다.

도 2는 도 1의 공정의 일부로서 광학 수차를 교정하기 위한 렌즈를 제조하는 방법의 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 3은 도 1에 도시된 바와 같은 렌즈 제조 방법의 일부로서 렌즈 블랭크를 제조하는 방법의 또 다른 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 4a는 도 3에 도시된 방법의 한 단계에서의 렌즈 블랭크를 나타내는 도면이다.

도 4b는 도 3의 방법의 또 다른 단계에서 도 4a의 렌즈 블랭크를 나타내는 도면이다.

도 4c는 도 3의 방법의 완료 시에 도 4a의 렌즈 블랭크를 나타내는 도면이다.

도 4d는 도 3에 도시된 방법과 유사한 렌즈 제조 방법의 또 다른 실시예를 나타내는 모식도이다.

도 4e는 도 4d와 유사한 방법으로서 2개의 몰드 사이에 저굴절률 및 고굴절률 제형의 혼합물을 주입함으로써 광학 요소를 생성하는 방법의 실시예를 나타내는 도면이다.

도 5는 도 1의 공정의 일부로서 광학 렌즈를 제조하는 방법의 또 다른 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 6은 도 1에 도시된 방법과 유사하기는 하나 몰드를 이용하여 광학 수차를 교정하기 위한 렌즈를 제조하는 방법의 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 7a 내지 도 7e는 도 6에 도시된 방법에서와 같이 렌즈를 제조하는 단계를 나타내는 모식도이다.

도 7f 내지 도 7j는, 도 7a 내지도 7e에 도시된 방법과 유사하기는 하나, 층이 거의 균일한 두께를 갖고 재료의 비율이 변화하도록 구성되어 렌즈 표면에 걸쳐서 굴절률이 변화하는 렌즈를 제조하는 방법의 단계를 나타내는 모식도이다.

도 8은 도 6에 도시된 방법과 유사한 폴리머 재료의 독립적인 필름형 겔을 이용하여 렌즈 블랭크를 제조하는 방법의 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 9는, 예를 들면 도 1의 방법에 실시예에서 사용하는 렌즈 블랭크 내에 폴리머 재료의 독립적인 필름형 겔을 사용하여 렌즈 블랭크를 제조하는 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 10은, 예를 들면 도 1의 방법의 실시예를 사용하여 안경 렌즈를 제조하는 시스템의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 블록선도이다.

도 11은 도 10에 도시된 바와 같은 시스템의 실시예를 이용하는 안경 제조 방법의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 12는 프레임에 장착된 주문형 렌즈를 제조하는 방법의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 13은 두께가 변화하는 층을 구비하는 렌즈를 제조하는 방법의 또 다른 실시예를 나타내는 모식도이다.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 특허청구범위에 규정되고 포괄되는 다양한 다른 방법으로 구현될 수도 있다. 이하의 설명에 있어서 참조하는 도면에는, 도면 전체에 걸쳐서 동일 부재에 동일 도면부호가 부여되어 있다.

전형적으로 안경 렌즈를 형성함에 있어서는, 측정된 광학 수차를 교정하기 위하여 렌즈 블랭크(lens blank)를 연마하고, 렌즈 블랭크의 가장자리를 가공하여 안경 프레임에 장착한다. 이러한 교정은 전형적으로 저위 수차(low order aberration)에 제한된다. 또한, 연마는 전형적으로 0.25D의 공차까지 실시되기 때문에, 이러한 교정은 전형적으로 불완전하다.

피검자(patient)의 안구 내의 파면 수차(wavefront aberration)를 측정하는 장치를 이용함으로써, 피검자의 안구를 더욱 정확히 측정할 수 있다. 측정 결과는 최적화된 렌즈 해상력(lens definition)을 산정하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서 렌즈 해상력은, 안경 렌즈와 같은 광학 렌즈 내에서 명백할 경우에 전형적으로 가능한 정밀도 이상으로 피검자의 파면 수차를 교정하는 렌즈를 통해, 광학 경로 내의 하나 이상의 광학 수차를 교정하는 굴절률 패턴을 한정할 수 있다. 따라서, 피검자는 자신의 최대 광학 능력에 근접할 정도로 시력을 교정할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 광학 수차의 "교정"이라 함은 반드시 광학 수차의 완전한 제거를 의미하는 것은 아니며, 일반적으로 광학 수차의 감소, 최소화 또는 최적화를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 경우에 따라서는 특정 고위 수차의 증가에 의해 시력이 향상되는 것으로 밝혀졌기 때문에, 수차의 "교정"은 특정 광학 수차를 부가 또는 증가시키는 것을 포함할 수도 있다. 광학 요소는 후육 또는 박육 렌즈 블랭크, 플라노 렌즈(plano lens), 안경 렌즈와 같은 교정 렌즈, 콘택트 렌즈, 광학 피막, 안구내 렌즈(intraocular lens), 또는 기타 광학 요소의 조합을 포함하는 그 밖의 투광성 부재를 포함할 수도 있다. 플라노 광학 요소 즉 굴절력을 갖지 않는 요소는 평탄할 수 있거나, 예를 들면 통상의 안경 렌즈와 유사한 외관을 갖도록 하기 위한 장식적인 이유에 의해 만곡될 수도 있다.

도 1은 주문형 렌즈를 제조하는 방법(100)을 설명하는 상위 레벨 흐름도이다. 단계 110에서 시작하여, 피검자의 안구를 측정한다. 일 실시예에서, 수차계(aberrometer)(예를 들면, 파면 센서를 포함)를 이용하여 저위 및/또는 고위 수차와 같은 피검자의 시각 파라미터를 측정한다. 예를 들면, 샥-하트만(Shack-Hartmann), 회절 격자, 격자, 하트만 스크린, 피조 간섭계(Fizeau interferometer), 광선 추적 시스템(ray tracing system), 체르닝(Tscherning) 수차계, 검영 위상 차이 시스템, 트와이만-그린(Twymann-Green) 간섭계, 탈봇(Talbot) 간섭계와 같은 파면 센서를 사용하여 수차를 측정할 수 있다. "광 조절식 수차 결합기"라는 명칭의 플라트 비.(Platt. B.) 등의 미국 특허 제6,721,043호에는 대표적인 수차계가 더욱 상세히 기재되어 있으며, 이 특허는 그 전체가 참조되어 본 명세서에 포함된다. "파면 감지를 이용하여 목표 굴절을 결정하는 장치 및 방법"이라는 명칭으로 2002년 2월 13일에 출원된 미국 특허 출원 제10/076218호와 "파면 측정 시스템 및 방법"이라는 명칭으로 2001년 12월 10일에 출원된 미국 특허 출원 제10/14037호에는 수차계의 다른 실시예가 개시되어 있으며, 상기 특허 출원 각각은 그 전체가 참조되어 본 명세서에 포함된다. 일 실시예에서, 시각 파라미터는, 고위 또는 저위 광학 수차를 교정하도록 구성된 검사 렌즈 또는 시험 렌즈를 통하여 피검자 시력을 검사함으로써 얻은 데이터를 포함할 수 있다.

수차 측정뿐만 아니라, 피검자의 정점간 거리(vertex distance), 동공간 거리, 프레임 정보, 주시(gaze) 또는 x-y 경사와 같은 다른 시각 파라미터가 얻어질 수 있다. 그러한 측정에 대해서는, 2004년 1월 27일에 발행된 "고객 안경 제조 방법"이라는 명칭의 미국 특허 제6,682,195호에 더욱 상세히 기재되어 있으며, 이 특허는 그 전체가 참조되어 본 명세서에 포함된다.

단계 120으로 진행하여, 측정된 수차를 교정하기 위하여 광학 렌즈 내의 굴절 패턴을 계산한다. 예를 들면, 광학 요소의 면을 가로지르는 2차원 패턴의 굴절률을 한정하거나 광학 요소를 포함하는 재료의 층의 두께를 변화시켜 굴절률을 변화시키고 그에 따라 굴절 패턴을 한정함으로써, 광학 요소 내에 굴절 패턴을 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 표준 안경 렌즈는, 전형적으로 렌즈의 표면에 걸쳐서 렌즈 재료의 곡률과 그에 따른 렌즈 재료의 두께의 변화에 의하여 굴절 패턴을 한정한다. 렌즈 재료의 굴절률과 함께 렌즈의 곡률은 표준 안경 렌즈의 굴절 패턴을 한정한다. 그러한 표준 렌즈는 전형적으로 하나 이상의 저위 광학 수차를 교정한다. 일 실시예에서, 굴절 패턴은 적어도 부분적으로 구, 원통 및 축으로 표현되어 규정된다. 그러한 실시예에 있어서는, 고위 수차와 연마 오차와 같은 잔류 수차를 교정하기 위한 또 다른 굴절 패턴이 또한 계산되어 렌즈에 적용될 수 있다. 다른 실시 예에서, 굴절 패턴은 저위 및 고위 제르니케 다항식(Zernike polynomial)으로 계산되어, 굴절률 변경을 위해 처리되거나 경화될 수 있는 재료에 적용된다.

일 실시예에서, 시각 파라미터는 렌즈 해상력의 최적화를 위하여 시력 측정에 의해 사용될 수 있다. 렌즈 해상력은 웨이브맵(wavemap), 굴절 패턴, 구, 원통 및 축에 관한 규정, 또는 굴절 패턴이나 교정에 대한 기타 관계를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 해상력은 광심(optical center), 다중 광심, 단일 교정 영역, 다중 교정 영역, 천이 영역, 혼합 영역, 스윔 구역(swim region), 채널, 부가 영역(add zone), 정점간 거리, 구획 높이, 축외 주시 영역(off-axis gaze zone), 로고, 보이지 않는 표식(invisible marking) 등을 포함할 수도 있다.

다음으로 단계 130에서, 저위 및 고위 광학 수차 모두를 교정하기 위하여 렌즈가 제조된다. 그러한 렌즈의 일 실시예는 "인간 안구의 고위 수차 교정 장치 및 방법"의 명칭으로 2002년 8월 12일에 출원된 미국 특허 출원 제10/218049호에 더욱 상세히 개시되어 있으며, 이 문헌 전체가 참조되어 본 명세서에 포함된다. 렌즈를 제조하는 방법의 실시예는 굴절률의 계산된 패턴을 갖는 렌즈를 제조하기 위한 다수의 여러 방법을 포함할 수도 있으며, 본 명세서에 더욱 상세히 기재되어 있는 바와 같이, 계산된 굴절 패턴을 포함하도록 교정된 층을 부착, 렌즈 표면의 연마 또는 자유형 표면 가공(freeform surfacing), 타설 성형 및 이들의 조합을 포함한다.

도 2는 예를 들면 인간 안구로부터 파면 수차에 기초하여 계산된 굴절률 패턴을 수용할 수 있는 광학 렌즈 블랭크를 제조하는 방법(130)의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다. 본 방법(130)은 감광성 겔 층이 제1 및 제2 광학 요소 사이에 형 성되어 있는 단계 210에서 시작한다. 일 실시예는 후육 및 박육 렌즈이다. 다른 실시예는 2개의 후육 렌즈 또는 2개의 박육 렌즈를 포함할 수 있다. 후육 광학 렌즈는 일반적으로 더 두껍고 플라노 렌즈일 수 있고, 일반적으로 교정력을 제공할 수 있는 광학 요소라고 칭한다. 후육 렌즈 또는 박육 렌즈가 요소의 굴절력을 변화시키도록 윤곽이 형성될 수 있으나, 후육 렌즈는 윤곽 형성을 위한 더 넓은 범위를 제공한다. 그러한 윤곽 형성은 연마와 미세 연마, 레이저 절제(ablation), 또는 자유형 표면 가공을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 안구로의 빛이 초기에 입사되는 전방 광학 요소는 일반적으로 굴절력이 없는 박육 렌즈이다. 전방 광학 요소의 곡률 반경은 일반적으로 광학 렌즈 블랭크의 굴절력을 한정한다는 점에 주목하여야 한다. 최종 광학 블랭크의 목표 교정력에 기초하여, 각 광학 요소에 대하여 후육 또는 박육 렌즈를 선택할 수 있다. 예를 들면, 높은 교정력 렌즈가 필요하다면, 2개의 후육 렌즈가 사용될 수 있다. 특정 렌즈에 있어서 최소한의 저위 수차 교정만이 필요하다면, 2개의 박육 렌즈가 사용될 수도 있다.

감광성 겔 층은 굴절률 변화를 위하여 선택적으로 경화될 수 있다. 예를 들면 감광성 겔 층은, 렌즈를 통과하는 광학 경로의 하나 이상의 수차를 교정하는 2차원 굴절 패턴을 한정하기 위하여, 점상으로 경화되거나 단계적 또는 연속적인 방식으로 경화될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 그와 같은 경화 가능한 재료는 선택적인 가변 굴절률을 갖는다고 할 수 있다. 층의 굴절 패턴은 하나 이상의 광학 수차에 대한 교정을 한정하도록 생성될 수 있다. 여기에서는 감광성 겔 층에 대하여 이러한 방법 및 기타 방법의 특정 실시예가 논의되고, 다른 실시예는 예 를 들면 굴절률을 변화시키도록 처리되거나 경화될 수 있는 선택적인 가변 굴절률을 갖는 다른 재료의 층을 사용할 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

일 실시예에서, 감광성 겔 층은 예를 들면 우선 대형 시트(sheet) 내에 형성된 폴리머 겔로 형성된다. 동일자로 출원되어 함께 계류 중인 "안정화 폴리머 재료 및 방법"이라는 명칭의 미국 특허 출원과 "안정화 폴리머 재료 및 방법"이라는 명칭의 변리사 서류 번호 제OPH.031A호는 그 전체가 참조되어 본 명세서에 포함되고 감광성 겔 층의 실시예를 개시하고 있다. 바람직한 실시예에서는 모노머 혼합물이 분산되어 있는 기지 폴리머를 포함하는 조성물을 사용하며, 기지 폴리머는 폴리에스터, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 티올-경화형(thiol-cured) 에폭시 폴리머, 티올-경화형 이소시아네이트 폴리머 및 그 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되고, 모노머 혼합물은 티올 모노머와, ene형 모노머와 yne형 모노머로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 제2 모노머를 포함한다.

일 실시예에서, 이러한 기지 폴리머 또는 겔의 시트가 형성된다. 이러한 시트의 일부는 2개의 광학 요소들 사이에 배치되어 렌즈 블랭크를 형성한다. 큰 단일 시트는 벌크형으로 형성될 수 있고, 여러 부분으로 절단되어 다수의 렌즈 블랭크를 형성하기 위하여 사용된다. 2개의 광학 요소가 부착되어 렌즈 블랭크를 형성한다. 제1 및 제2 광학 요소는 플라노 렌즈일 수 있거나 교정력을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 블랭크는 제1 및/또는 제2 렌즈 내에 소정 범위, 예를 들면 0.25 디옵터 또는 1 디옵터만큼 분리된 범위의 교정력을 갖도록 준비된다. 바람직한 실시예에서, 광학 요소들 중 하나 또는 모두는, 하나 이상의 저위 수차의 적어도 부분 적인 교정을 제공하기 위하여, 예를 들면 연마 및 미세 연마에 의해 윤곽이 형성될 수 있는 후육 렌즈이다. 다음으로 단계 215에서, 그러한 실시예에 있어서, 광학 요소의 하나 또는 모두의 외측 표면이 윤곽 가공될 수도 있다. 다른 실시예에서, 렌즈들은 서로 부착되어 렌즈 블랭크로 형성되기 전에 윤곽 가공될 수 있다. 렌즈는 종래의 연마 및 미세 연마에 의하여, 또는 슈나이더 옵틱스(Schneider Optics), LOH, 거버 코번 옵티컬(Gerber Coburn Optical)에 의해 제조된 3축 회전기(turning machine)를 사용하는 자유형 표면 가공에 의하여 윤곽 가공될 수 있거나, 광학 수차의 적어도 부분적인 교정을 제공하기 위하여 성형된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 자유형 표면 가공이라 함은 점상(point-to-point)의 표면 가공 또는 기계 가공의 모든 방법을 말한다.

다음으로 단계 220에서, 본 방법(100)의 단계 120에서 계산된 바와 같은 굴절 패턴 또는 굴절률이 감광성 겔 층 내에 형성된다. 이 패턴은 인간의 안구 내의 광학 수차를 교정하도록 형성된다. 일 실시예에서, 감광성 겔 내에 형성된 굴절 패턴은 고위 수차와 저위 수차를 교정하도록 계산되는데, 그렇지 않은 경우에는 예를 들면 렌즈 블랭크의 박육 렌즈 또는 렌즈 블랭크로부터의 박육 렌즈의 표면 가공에 의하여 교정이 되지 않는다.

일 실시예에서, 이러한 굴절률 패턴은 예를 들면 2차원 그레이스케일 패턴(grayscale pattern)을 갖는 자외선과 같은 조사원(source of radiation)의 사용에 의해 형성될 수 있다. 2차원 그레이스케일 조사 패턴은 예를 들면 광학 요소의 표면으로 향할 때에 2차원 그레이스케일의 강도가 변화하는 모든 조사 패턴을 포함 한다. 일 실시예에서, 조사선은 포토마스크를 통과하여 광학 요소 내의 여러 부위에 수용되는 조사량을 제어한다. 포토마스크는 조사선에 대해 본질적으로 불투과성인 영역, 조사선에 대해 본질적으로 투과성인 영역 및 조사선의 일부를 투과시키는 영역을 포함한다. 렌즈 블랭크는 감광 폴리머의 경화 및 부분 경화를 위하여 소정 시간 동안 조사선에 노출됨으로써, 렌즈 블랭크 내에 굴절률이 형성된다. 다른 실시예에서, 자외선 광원과 함께 디지털 광 프로젝터(Digital Light Projector, DLP)와 같은 디지털 마스크 시스템이 사용될 수 있다. 자외선 광원은 자외선 수직 공진 표면 발광 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VSCEL), 3중 YAG 레이저 또는 UV-LED를 포함할 수 있다.

단계 230으로 진행하여, 블랭크의 가장자리가 가공되고 한 쌍의 프레임에 장착되어 피검자에 의해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 단계 210은 (예를 들면 단계 210과 단계 230에 따라서) 편리하게 처리될 수 있는 렌즈 블랭크의 재고품을 제공하기 위하여 함께 실시될 수 있으며, 몇몇 실시예에 있어서는, 예를 들면 피검자의 안구가 측정되는 검안사(optometrist)의 사무실과 같은 다른 장소에서 함께 실시될 수 있다.

도 3은, 도 2의 단계 210에서와 같이, 렌즈 블랭크와 렌즈 커버 사이에 감광성 겔 층을 형성하는 방법의 또 다른 실시예를 나타내는 흐름도이다. 단계 310에서 시작하여, 렌즈 블랭크 내에 통로를 형성한다. 렌즈 블랭크는 CR-39 또는 폴리카보네이트, 피날라이트(Finalite^TM)[솔라(Sola)], MR-8 모노머[미츠이(Mitsui)]와 같은 다른 적절한 재료, 또는 당해 분야에 공지된 그 밖의 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 통로는 렌즈 블랭크 내에 천공 또는 커팅 가공될 수 있다. 일반적으로, 렌즈 블랭크는 안경 프레임 내에 맞춰지는 최종 렌즈보다 크다. 따라서, 통로가 형성되는 영역은 최종 렌즈로부터 제거되고 렌즈의 광학 교정을 방해하지 않는다. 다른 실시예에서, 통로는 예를 들면 몰드 또는 프레스 내에 렌즈 블랭크와 함께 형성된다. 여기서는 2개의 통로에 대하여 설명하지만, 예를 들면 렌즈 블랭크와 렌즈 커버 사이의 공동의 빠른 충전 또는 균일한 충전이 가능하도록 렌즈 블랭크 내에 여분의 통로가 형성될 수도 있다.

다음으로 단계 320에서, 스페이서 또는 가스킷에 의해 설정된 소정 거리에서 렌즈 커버와 렌즈 블랭크의 간격이 유지됨으로써, 렌즈 블랭크는 렌즈 커버와 조합된다. 그러나, 블랭크와 커버 사이의 소정 거리를 유지하는 어떠한 방법이라도 사용이 가능하다. 단계 330으로 진행하여, 렌즈 블랭크와 렌즈 커버의 외주 주위에 밀봉이 형성되어 그 사이에 밀봉된 공동이 형성된다. 일 실시예에서, 두께가 1 밀(mil) 내지 100 밀의 범위인 접착성 스페이서가 렌즈 블랭크와 커버 렌즈 사이에 삽입되어 공동을 형성하고 밀봉한다. 일 실시예에서, 접착성 스페이서는 두께가 약 20 밀이다.

다른 실시예에서, 렌즈 블랭크와 렌즈 커버를 조합하여 그 사이에 공동을 형성시키는 방법은 테이핑 방법(taping method)을 포함한다. 예를 들면 클램프 또는 지그에 의하여 기계적으로 2개의 렌즈를 이격시켜 고정시킴으로써 공동을 형성하여 공동의 두께를 제어한다. 테이프 또는 유사한 재료를 조합된 렌즈 블랭크와 커버의 가장자리 주위에 부착하여, 2개의 렌즈 블랭크의 가장자리 상에 변형성 탄성 테이프 또는 고무 가스킷을 감고 클램프로 서로를 고정시킴으로써 밀봉된 공동을 형성한다. 또한, 일 실시예에서, 단계 310에서의 렌즈 블랭크를 통과하는 통로를 형성시키기보다는, 테이프 또는 가스킷을 통해 주사기 또는 다른 분배기를 삽입함으로써 스페이서 또는 테이프를 통해 통로를 형성한다.

단계 340로 진행하여, 일 실시예에서 경화성 재료 제형(formulation), 예를 들면 티올렌(Thiol-Ene)으로 이루어진 감광성 재료 또는 전술한 바와 같은 조성물을 청정 환경에서 혼합하고, 탈가스 처리하고, 주사기로 이송한다. EFD 인코포레이티드(EFD, Inc.)로부터의 분배기와 같은 유체 분배기 또는 주사기와 같은 기계식 분배기를 사용하여, 혼합 제형을 통로들 중 하나를 통해 공동 내로 주입하면서, 통로에는 공동으로부터의 공기를 통기시킨다. 몇몇 실시예에서, 스페이서 또는 밀봉부 내의 통로를 통해 재료를 분배할 수도 있다. 일 실시예에서, 그러한 통로는 경화성 물질을 분배하기 위해 사용되는 주사기에 의하여 형성될 수도 있다. 다음으로 단계 350에서, 주입된 렌즈 블랭크를 고온(예를 들면, 약 75℃)으로 유지된 오븐 내에 배치하여 주입 물질을 경화시켜 감광성 필름을 형성한다. 다른 실시예에서, 주입 물질의 경화 특성에 따라서, 경화 공정을 상온에서 실시할 수도 있다.

도 4a 내지 도 4c는 도 3의 방법의 실시예를 사용한 제조의 여러 단계에서 렌즈(401)의 측면도를 나타낸다. 특히, 도 4a는 도 3의 방법의 단계(310, 320, 330)들이 완료된 후의 렌즈(401)를 나타낸다. 렌즈 커버(410)는 접착성 지지 스페이서(414)에 의해 렌즈 블랭크(412)로부터 이격된다. 스페이서(414)는 렌즈 조립체 의 가장자리를 에워싸는 가스킷으로서의 역할을 하여 공동(416)을 형성한다. 2개 이상의 통로(418)가 렌즈 블랭크(412) 내에 형성되어 물질이 공동(416) 내로 도입되는 것을 가능하게 한다.

도 4b는 도 3의 단계 340가 완료되었을 때의 도 4a의 렌즈(401)를 나타내며, 이 경우에 감광성 물질이 공동(416) 내로 도입되어 층(420)을 형성한다. 도 4c는 도 3의 방법의 단계 350 후의 렌즈(401)를 나타낸다. 열 또는 자외선과 같은 다른 경화 방법이 층(420)에 적용되어 감광성 겔(422)이 형성된다.

도 4d는 렌즈를 제조하는 방법의 또 다른 실시예를 도식적으로 나타내며, 타설 방법을 사용하는 도 3에 도시된 방법과 유사하다. 전술한 바와 같이, 저굴절률 또는 고굴절률 제형이 2개의 광학 몰드 사이에 분배된다. 일 실시예에서 광학 몰드는, 예를 들면 몰드에 의해 형성된 렌즈 내에서 선택된 저위 교정을 형성하는 곡률 반경과 같은 형상을 한정할 수 있다. 블록 452에 도시된 바와 같이 시작하여, 2개의 광학 몰드 사이에 분배된 제형은 선택적으로 조사되어, 블록 454에 도시된 바와 같이 저위 또는 고위 교정 영역(453)을 생성한다. 일 실시예에서, 몰드 내의 제형은 2차원 그레이스케일 조사 패턴으로 조사된다. 포토마스크와 액정 표시 스크린과 같은 필터를 통해 대략 균일한 광선을 통과시키거나 2차원 배열의 발광 다이오드 또는 자외선 광원과 함께 DLP의 형태와 같은 패턴의 광을 생성시킴으로써, 2차원 그레이스케일 조사 패턴이 형성될 수 있다. 블록 456에 도시된 바와 같이, 그 후 제형은 제2 고굴절률 또는 저굴절률 제형으로 대체된다. 다음의 블록 458에 도시된 바와 같이, 전체 몰드가 제2 시간 동안 조사되어 제2 제형을 경화시킨다. 일 실시 예에서, 제2 제형은 2차원 그레이스케일 패턴에 의해 조사되어 잔류 저위 또는 고위 수차를 교정한다. 블록 460으로 진행하여, 렌즈는 몰드로부터 제거되고, 가장자리가 가공되고, 프레임에 장착되고, 피검자에게 제공된다. 일 실시예에서, 블록 452와 블록 458에 도시된 조사는 상온 또는 고온에서 실시된다.

대안적으로 타설 방법은, 고위 수차를 교정한 후에 2개의 광학 몰드들 사이의 공간을 충전함으로써 저위 수차 교정하기 위하여, 저굴절률과 고굴절률의 2종 이상의 제형을 광학 몰드들 중 하나 상에 제어 부착하는 단계를 포함하며, 광학 몰드는 저굴절률 또는 고굴절률 제형으로 저위 처방을 교정하는 곡률 반경을 제공할 수도 있다. 상온 또는 고온에서의 열 또는 광에 의한 중합은 몰드들 사이의 제형의 중합을 가능하게 한다. 경화된 광학 요소는 그 후에 몰드로부터 제거되고, 가장자리 가공되고, 프레임에 장착되고, 피검자에게 제공될 수 있다.

도 4e는 도 4d의 실시예와 유사한 방법의 실시예를 나타내는 도면이다. 블록 470에 도시된 바와 같이, 2종의 제형이 2개의 광학 몰드 사이에 분배된다. 제형은 저굴절률과 고굴절률의 제형의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고굴절률 제형은 신속한 광중합을 겪게 되는 아크릴레이트 성분을 포함하고, 저굴절률 제형은 아크릴레이트 성분에 비하여 광중합이 비교적 느린 비닐 및 알릴(allyl) 성분을 포함한다. 다른 방법으로서, 저굴절률 제형은 반응이 빠른 아크릴레이트 성분을 포함할 수 있고, 고굴절률 제형은 반응이 느린 비닐 또는 알릴 성분을 포함할 수 있다.

블록 470에 도시된 바와 같이, 광학 몰드 내의 제형은 일측이 공간적으로 변 조된 고강도 광 조사에 노출되어 고위 수차를 교정하는 굴절률을 가진 경화 용적을 한정하고, 동시에 몰드의 타측은 저위 수차를 교정하기 위하여 공간적으로 변조된 저강도 광에 노출된다. 저강도 및 고강도 변조 광은 고속 및 저속 반응성 제형들을 다른 속도로 가교시키고, 이 경우에 거의 경화가 일어나지 않는 저속 경화 제형에 비하여 고속 경화 제형은 선택적으로 상당히 경화된다. 하나의 제형의 광중합의 정도를 다른 하나의 제형에 대하여 제어할 필요가 있는 경우에, 티올과 ene 성분(고굴절률 또는 저굴절률)의 축합 광중합(step-growth photopolymerization)이 포함될 수도 있다. 일 실시예는, 중합 선단(polymerization front)을 용이하게 감시하여 2종의 제형들 중 하나의 광중합의 깊이를 제어할 수 있는 프론탈-중합(frontal-polymerization) 방법을 사용한다. 또한, 제형 내에 존재하는 광개시제(photoinitiator), 광개시-첨가제(photoinitiator-additive)(UV-흡수제 또는 방해제)의 양에 기초하여, 경화 깊이가 제어될 수 있다. 이 제형 내에 필요한 저위 수차 또는 고위 수차의 제어에 해당하는 윤곽 표면(contour surface)을 형성하기 위하여, 경화 선단을 제어할 수도 있다. 블록 472는 경화에 의한 렌즈 내의 윤곽 용적을 나타낸다. 미경화 물질은 몰드로부터 제거될 수 있고 경화성 물질의 제2 층으로 대체될 수 있다. 이러한 제2 물질은 렌즈를 생성하기 위하여 경화될 수 있고, 그 후 블록 474에 도시된 바와 같이 몰드로부터 제거될 수 있다.

경화된 2종의 제형들 사이의 물리적 상 분리를 해결하기 위하여, 제형 내의 성분들 중 하나는 동일하도록 선정될 수 있다. 또한, 구획 높이, 부가 영역 등을 배치하기 위하여 기준 마크(fiduciary mark)를 렌즈에 새길 수 있다. 블록 474에 도시된 바와 같이, 충분히 교정된 렌즈는 광학 몰드로부터 분리될 수 있고, 가장자리 가공 후에 이 렌즈들은 프레임에 장착될 수 있고 광학 실험실(optics lab)에서 바로 제공될 수 있다. 전술한 타설 공정은 주문형 렌즈 내의 수차 영역을 정밀하고 정확하게 교정한다는 장점이 있으며, 그 이유는 수차 영역이 타설 공정 중에 제어되기 때문이다. 또한, 저위 및 고위 수차 교정에 대응하는 윤곽 표면은 렌즈 내에서 정밀하게 제어될 수도 있다. 저강도 및 고강도 변조 광은 양측으로부터 렌즈 내로 향할 수 있다. 블록 480, 블록 482 및 블록 484는, 블록 470, 블록 472 및 블록 474에 도시된 방법의 다른 실시예를 나타낸다. 블록 480에 도시된 실시예에 있어서, 저강도 및 고강도 조사 방향은 블록 470에 도시된 실시예와는 반대이다.

도 5는 도 2의 단계 210를 실시하는 방법(500)의 일 실시예를 나타낸다. 단계 510에서 시작하여, 스페이서 재료가 준비되어 후육 렌즈 블랭크와 박육 렌즈 블랭크 사이에 배치된다. 단계 510에서 시작하여, 한 쌍의 광학 요소 예를 들면 렌즈 블랭크들이 세정된다. 각각의 렌즈 블랭크는 CR-39, 폴리카보네이트, 피날라이트(솔라), MR-8 모노머(미츠이), 1.67, 1.71, 1.74 재료, 또는 당해 분야의 당업자에게 공지된 그 밖의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 광학 요소는 후육 및 박육 렌즈 블랭크를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 제조될 렌즈의 교정력에 따라서, 2개의 후육 렌즈 블랭크 또는 2개의 박육 렌즈 블랭크가 사용될 수 있다. 광학 렌즈 내에 형성된 오염물은 수차를 일으킬 수 있기 때문에, 공정 중에 사용되는 재료는 매우 청정하게 유지되어야 한다. 바람직하게는 여과된 아르곤, 질소 또는 공기와 같은 가스가, 오염물 제거를 위하여 광학 요소 상에 송풍될 수 있다. 다음으로 단계 512에서, 스페이서 재료가 박육 렌즈에 적용된다. 일 실시예에서, 스페이서 재료는 작은 장방형으로 절단된 2 밀의 세라믹 테이프의 2층을 포함하여 20 밀의 간극을 형성한다. 다른 실시예에서는, 다른 두께의 테이프 또는 접착성 가스킷 재료를 포함하는 기타 유형의 가스킷을 사용할 수 있다.

단계 520으로 진행하여, 렌즈 충전 재료가 혼합된다. 재료는 본 명세서에 기재된 적절한 감광성 재료를 포함할 수 있다. 단계 522로 진행하여, 소정 질량의 충전 재료의 양이 계량되고 박육 렌즈에 부착된다.

다른 오염물과 함께 충전 재료 내의 기포는 최종 렌즈 내의 광학 수차를 일으킬 수도 있다. 따라서, 다음으로 단계 524에서, 박육 렌즈가 진공실 내에 배치되어, 충전 재료로부터 기포가 제거된다. 단계 526으로 진행하여, 진공실은 예를 들면 아르곤 가스의 사용에 의하여 감압된다. 단계 530으로 진행하여, 충전 재료는 잔류 기포에 대한 검사가 이루어진다. 일 실시예에서, 수작업으로 재료를 신중히 툴링(tooling)하여 공기 포켓을 표면으로 이동시킴으로써, 잔류 기포를 표면에서 제거할 수 있다.

후육 렌즈 블랭크를 박육 렌즈 블랭크 위에 배치하면, 최종 렌즈 내에 공기 포켓이 도입되는 경향이 발생할 수 있다. 그러나, 후육 렌즈 상에 충전 재료의 소적(droplet)을 배치함으로써, 그러한 경향을 실질적으로 감소시킬 수 있다는 점이 밝혀졌다. 따라서, 단계 532로 진행하여, 충전 재료의 소적을 후육 렌즈 상에 중심이 약간 벗어난 상태로 배치한다. 다음으로 단계 534에서, 후육 렌즈 상의 충전 재료는 박육 렌즈 상의 충전 재료의 주 질량체 상에 서서히 가압된 후에 최종 렌즈가 형성된다. 단계 536으로 진행하여, 예를 들면 열을 이용하여 렌즈를 경화시킴으로써, 충전 재료를 감광성 겔로 변화시킨다. 본 방법(500)은, 그 후에 도 2의 방법에서 사용한 것과 같은 감광성 겔 층으로 렌즈 블랭크를 형성함으로써 종료된다.

도 6은 저위 및 고위 광학 수차를 교정하기 위하여 계산된 굴절률 패턴을 갖도록 구성된 렌즈를 형성하는 방법(600)의 일 실시예를 나타낸다. 단계 610에서 시작하여, 몰드의 기재 표면이 스크래치 저항성 피막으로 코팅된다. 단계 612에서, 폴리머 층이 몰드 표면 상에 부착되어 소정의 굴절률을 한정한다. 렌즈를 프로그래밍하는 다른 실시예들이 아래의 도 7a 내지 도 7e와 도 7f 내지 도 7j에 나타나 있다.

단계 614로 진행하여, 몰드의 정합 부재가 몰드의 기부(base)로부터 소정 거리에 배치되어 공동을 형성한다. 이 공동의 형상은 하나 이상의 저위 수차의 교정을 위하여 계산될 수 있다. 다음으로 단계 616에서, 공동은 실질적으로 강성 렌즈 본체를 형성하는 CR-39, 폴리카보네이트, 피날라이트(솔라), MR-8 모노모(미츠이), 1.67, 1.71, 1,74 재료, 또는 당해 분야에 공지된 기타 적절한 재료와 같은 적절한 폴리머 또는 중합 가능 재료로 충전된다. 단계 618로 진행하여, 폴리머 재료는 경화된다. 렌즈는 그 후에 몰드로부터 제거되어 안경 프레임에 장착된다.

도 7a 내지 도 7e는 본 방법(600)의 일 실시예의 여러 단계 중의 몰드의 개략도를 나타낸다. 도 7a는 선(702)을 따른 기지(旣知)의 중심선에 중심 정렬된 몰드 기부(710)를 나타낸다. 도 7a 내지 도 7e에 도시된 층은 반드시 비례 척도인 것은 아니라는 점에 유의하여야 한다.

도 7b는 본 방법(600)의 단계 612의 일 실시예를 나타낸다. 헤드(712)는 소적의 스프레이(714)를 부착시켜 폴리머 층(716)을 형성한다. 층 상의 소정 위치에서의 폴리머 층(716)의 두께는 그 위치에서의 층의 굴절률을 결정한다. 헤드(712)는 소정의 굴절 패턴을 한정하도록 변하는 두께를 갖는 층을 부착시킨다. 달리 말하자면, 부착된 폴리머의 표면 프로파일 또는 산과 골의 높이 차이는 목표로 하는 수차 교정에 대응한다.

도 7c는 본 방법(600)의 단계 614에 대하여 설명한 바와 같은 공동을 형성하기 위하여 기부(710) 상에 배치된 정합 부재(720)를 나타낸다. 재료의 제2 층은 표면의 광학 품질과 균일성을 유지하기 위하여 몰드 내에 형성될 수 있다. 도 7d는 본 방법(600)의 단계 616에 대하여 설명한 바와 같이 폴리머로 충전된 후의 몰드를 나타낸다. 도 7e는 몰드로부터 제거된 후에 완성된 광학 렌즈(724)를 나타낸다. 이 광학 렌즈는 안경 프레임에 장착될 수 있다.

도 7f 내지 도 7j는 도 7a 내지 도 7e에 도시된 방법과 유사한 렌즈 제조 방법의 단계를 나타내기는 하나, 층이 거의 균일한 두께를 갖고 렌즈의 표면에 걸쳐서 굴절률을 변화시키기 위하여 재료의 비율이 변화하도록 구성되어 있다는 점에 차이가 있다. 다른 실시예에서, 이미 저위 수차에 대한 교정이 이루어진 렌즈(710) 상에, 굴절률이 다른 2개 이상의 융화성 제형을 제어 부착함으로써, 굴절 패턴의 한정과 같은 렌즈의 프로그래밍이 실시된다. 제형은 부착 중 또는 후에 광중합되어 저위 및 고위 수차를 교정한다. 부착에 의한 렌즈의 프로그래밍의 대표적 공정은 아래의 단계를 포함한다.

(a) 도 7g에 도시된 바와 같이, 기부(710)로부터 작업 거리에 제1 스프레이 헤드와 제2 스프레이 헤드(716)를 배치하는 단계,

(b) 기부 상의 사전 선정 위치(pre-selected position)에, 제1 폴리머 조성물의 제1 양을 포함하는 제1 소적을 제1 스프레이 헤드로부터 분사하여 제1 부착 소적을 형성하는 단계,

(c) 제1 부착 소적에 인접한 기재 상에, 제2 폴리머 조성물의 제2 양을 포함하는 제2 소적을 제2 스프레이 헤드로부터 분사하는 단계,

(d) 제1 폴리머 조성물과 제2 폴리머 조성물을 제1 비로 포함하는 제1 폴리머 픽셀(pixel)을 기재 상에 형성시키는 단계,

(e) 제1 및 제2 스프레이 헤드 중에서 적어도 하나를 조정하여, 제1 및 제2 소적 중 적어도 하나와는 다른 추가 소적을 분사할 수 있도록 하는 단계,

(f) 기재에 대하여 제1 및 제2 스프레이 헤드의 위치 설정을 조정하는 단계, 및

(g) 단계 (a) 내지 단계 (f)를 반복하여, 그에 따라 제1 폴리머 픽셀에 인접하고 제1 폴리머 조성물과 제2 폴리머 조성물을 제2 비로 포함하여 층을 형성하는 제2 폴리머 픽셀을 형성하는 단계.

픽셀들은 함께 도 7g의 층(716)을 형성한다. 이 공정은 "광학 요소 및 이를 제조하는 방법(Optical Elements And Method Of Making Them)"이라는 명칭으로 2002년 9월 24일에 라이(Lai) 등에 의해 출원된 미국 특허 출원 제10/253956호에도 기재되어 있으며, 이 특허 출원은 그 전체가 참조되어 여기에 포함된다. 도 7a 내 지 도 7e에 대하여 설명한 방법에서와 같이, 제2 층의 재료는 표면의 광학 품질과 균일성의 유지를 위하여 몰드 내에 형성될 수 있다.

도 8은 도 6에 대하여 논의한 방법(600)과 유사한 몰드 공정을 이용하여 광학 렌즈 블랭크를 제조하는 방법(800)의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다. 단계 810에서 시작하여, 스크래치 저항성 피막이 몰드 기부(710)에 도포된다. 다음으로 단계 812에서, 감광성 겔 층이 형성된다. 일 실시예에서, 감광성 폴리머 겔의 시트가 단계 210에 대하여 전술한 바와 같이 여러 렌즈용의 겔 층을 제공하도록 벌크 상태로 형성될 수 있다. 단계 814로 진행하여, 시트의 일부가 몰드 기부(710)의 상에 배치된다.

단계 816으로 진행하여, 몰드의 정합 부재(720)는 몰드 기부(710) 상방에 배치되어, 정합 부재(720)와 폴리머 겔 층(도 7c에 도시되어 있지 않으나, 층(716)에 유사하게 배치된 층을 포함) 사이에 공동을 형성한다. 다음으로 단계(820)에서, 공동은 렌즈의 지지체를 형성하는 CR-39와 같은 소정 용적의 폴리머(722)로 충전된다. 다음으로 단계(822)에서, 소정 용적의 폴리머(722)는 경화되어 광학 렌즈 블랭크를 형성한다. 렌즈 블랭크는 예를 들면 전술한 마스킹 방법에 의하여 겔 층 내에 형성된 소정 굴절 패턴을 가질 수 있다. 층의 강성을 증가시켜 물리적 접촉으로부터의 손상을 방지하기 위하여, 겔 층은 벌크 형태로 경화될 수도 있다. 경화된 겔은, 기계적 강도 증가를 위하여 스크래치 저항성 피막 또는 경질 피막으로 코팅될 수도 있다.

또 다른 유사한 실시예에서, 시트의 부분은 스톡(stock) 광학 요소로 진공 형성되어 렌즈를 형성할 수도 있다. 스톡 광학 요소는 CR-39와 같은 폴리머 또는 당해 분야에 공지된 유사 재료로 형성될 수 있다. 스톡 광학 요소는 플라노형일 수 있거나, 하나 이상의 저위 광학 수차의 교정을 제공할 수도 있다. 일 실시예에서, 반경화 재료의 시트 부분은 스톡 광학 요소에 부착되고, 시트를 형성하기 위하여 사용된 것과 같은 소량의 모노머가 스톡 광학 요소와 시트의 부분 사이에 배치된다. 시트 부분과 광학 요소의 적층체는 가요성 몰드 내에 배치될 수 있다. 진공 압력이 가해져 가요성 몰드에 대하여 시트 부분 내로 스톡 광학 요소를 흡인하다. 진공이 작용하는 동안에 빛 또는 열을 가함으로써, 모노머는 경화될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 모노머 재료는 스톡 광학 요소와 몰드 사이에 도입된다. 광학 요소와 가요성 몰드 사이에서 스톡 광학 요소의 표면 상에서 얇은 층 내로 모노머를 가압하기 위하여 진공이 가해진다. 모노머는 적어도 부분적으로 경화하여 반경화 층의 재료를 형성한다. 얻어진 렌즈 블랭크는 가장자리 가공되어 프레임에 장착될 수 있다. 렌즈 블랭크는 경화되어, 하나 이상의 고위 광학 수차를 교정하는 굴절 패턴을 재료 내에 한정할 수 있다. 보다 상세한 공정은 미국 특허 제6,319,433호에 개시되어 있고, 그 전체가 참조되어 여기에 포함된다.

또 다른 실시예에서, 장착된 렌즈 또는 프레임을 갖춘 렌즈는 스톡 광학 요소 대신에 사용될 수 있다. 따라서 반경화 재료의 층은 미리 준비되거나 프레임에 장착된 렌즈 상에 형성된다. 이 층은 또한 선택적으로 경화되어 하나 이상의 고위 수차를 교정하는 패턴을 한정할 수 있다. 또한, 렌즈 내에서 하나 이상의 저위 수차가 교정될 수도 있다. 예를 들면, 스톡 렌즈에 의하여 교정되지 않은 작은 저위 수차, 예를 들면 0.25 디옵터 이하는 층 내에서 교정될 수도 있다. 또한, 고위 교정은 피검자에 의해 제공된 프레임에 장착된 기존의 렌즈에 부가될 수도 있다. 예를 들면, 개질되지 않은 렌즈에 의해 교정되지 않은 잔류 저위 또는 고위 수차를 교정하기 위하여, 기존 또는 이전에 얻어진 광학 렌즈는 개질될 수도 있다.

도 9는 렌즈 블랭크를 제조하는 또 다른 방법(900)의 실시예의 흐름도이다. 단계 910에서 시작하여, 감광성 겔의 시트 또는 층은 전술한 바와 같이 형성된다. 다음으로 단계 912에서, 시트는 절단되어 독립적인 광학 평판(freestanding optical flat)의 그룹을 형성한다.

단계 914로 진행하여, 광학 수차를 교정하기 위해 계산된 굴절 패턴이, 예를 들면 본 명세서에 논의된 마스킹 방법을 사용하는 광경화에 의하여 겔 내에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 광학 평판은 스탬핑 또는 다른 방법에 의해 만곡형 렌즈 형상으로 성형되거나 적어도 몇몇 저위 광학 수차를 교정하기 위하여 성형된다. 또한, 겔은 강성 증가를 위하여 벌크형으로 경화될 수 있다.

다음으로 단계 916에서, 본 방법(900)은 광학 평판에 하나 이상의 피막을 코팅함으로써 완료된다. 이러한 피막은 스크래치 저항성 재료의 피막을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 이러한 피막은 렌즈에 부가 강성을 제공하는 재료를 포함할 수 있다. 완성된 렌즈 블랭크는 본 명세서에 기재된 바와 같이 저위 및/또는 고위 광학 수차를 교정하기 위한 완성된 광학 렌즈를 형성하기 위하여 사용될 수 있다.

전술한 각각의 방법은 동일 또는 여러 장소에서 실시될 수 있다는 장점이 있다. 특히, 피검자의 굴절을 측정하고, 반제품 렌즈 블랭크를 연마하고, 저위 및/또 는 고위 수차를 교정하고, 렌즈를 고정하는 프레임을 피검자의 시선에 맞추는 공정은 하나 또는 여러 장소에서 실시될 수 있다. 따라서, 검안사를 단지 1회 방문함에 의하여, 시력 처방이 관리될 수 있고 주문형 렌즈가 피검자에게 제공될 수 있다. 또한, 피검자는 동일 장소에서 동일 방문 중에, 현금, 기타 법정 화폐(legal tender) 또는 신용 거래에 의해 지불할 수 있기 때문에 렌즈의 구입 및/또는 검사 비용 지불을 완료할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 수차계에 의해 측정된 피검자의 저위 및/또는 고위 수차는 프레임에 미리 장착된 플라노 렌즈 내에서 교정될 수 있다. 일 실시예에서, 플라노 렌즈는 평판형일 수 있거나, 예를 들면 통상의 렌즈와 유사하게 보이도록 하기 위한 미적인 이유로 만곡형일 수 있다. 플라노 렌즈는 굴절률 변화 재료 또는 제어 부착에 적합한 캐리어 재료로 이루어질 수 있다. 피검자의 굴절을 측정하는 전체 방법(100), 프레임에 장착된 플라노 렌즈의 선택, 저위 및/또는 고위 수차의 교정, 주문 렌즈의 제공은 모두 한 장소에서 이루어질 수 있다. 저위 및/또는 고위 수차의 교정은, 목표 교정에 상응하는 선택적인 굴절률 변화, 목표 교정에 상응하는 저굴절률과 고굴절률 제형의 제어 부착, 또는 목표 교정에 상응하는 층의 높이와 두께를 변경하는 층의 선택적인 용적 변화와 같은 전술한 어떠한 프로그래밍 방법이라도 포함할 수 있다. 또한, 현금, 전자 이체(electronic transfer)와 같은 기타 법정 화폐, 또는 신용 결재가 주문형 렌즈를 제조하는 데 있어서 수반되는 공정에 포함될 수 있다.

도 10은, 안구 측정, 교정 데이터 계산 및 측정된 이상(disorder)을 교정하 는 렌즈의 제조에 대한 대표적인 시스템(1000)의 구성부를 나타내는 블록 도면이다. 이러한 기능 각각은, 예를 들면 안구 측정 시스템(1010), 교정 계산 시스템(1020), 제조 시스템(1030), 및 청구 및 지불 시스템(1040)과 같은 구성부 시스템에 의해 실행될 수 있다. 시스템(1000)의 여러 실시예는 이러한 구성부 시스템의 여러 실시예를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 시스템(1000)의 구성부 시스템(1010, 1020, 1030, 1040)들의 일부는 결합되어 통합 시스템을 형성할 수도 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 측정 시스템(1010)은 교정 계산 시스템(1030)과 통합될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 구성부는 동일 장소에 위치할 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템 구성부(1010, 1020, 1030, 1040)는 별도의 장소에 위치할 수 있다. 측정 시스템(1010)은 검안사의 사무실 또는 고객이 방문 가능한 사무실이나 매장(storefront)에 위치하는 것이 바람직할 수도 있다. 제조 시스템(1030)은 광학 실험실에 위치하는 것이 바람직할 수도 있다. 일 실시예에서, 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 계산 시스템(1020)은 컴퓨터 네트워크 또는 다른 데이터 통신 시스템에 의해 분리된 중앙 위치에 배치되어 하나 이상의 측정 시스템(1010)의 기능을 수행한다.

안구 측정 시스템(1010)의 실시예는, 피검자 안구의 이상이나 수차와 같은 시각 파라미터를 측정하기 위하여 전술한 여러 파면 센서들 중 하나를 포함할 수 있다. 안구 측정 시스템(1010)은 포롭터(phoropter), 자동 굴절계(autorefractor), 또는 시험 렌즈(trial lens)를 포함할 수도 있다. 측정 시스템(1010)의 실시예는 광학 저위 및/또는 고위 수차를 나타내는 안구 측정 데이터를 생성할 수 있다.

교정 계산 시스템(1020)은 안구 측정 데이터를 수신하고, 렌즈 제조에 사용되는 렌즈 해상력을 결정한다. 교정 계산 시스템(1020)의 실시예는 컴퓨터 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은, 피검자 안구의 고위 및/또는 저위 수차를 보상하기 위한 교정을 나타내는 웨이브맵(wavemap)을 생성한다. 렌즈 해상력은 웨이브맵, 굴절 패턴, 구, 원통 및 축으로 표현된 처방, 또는 굴절이나 교정 패턴과의 그 밖의 관계를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 해상력은 광심, 다중 광심, 단일 교정 영역, 다중 교정 영역, 천이 영역, 혼합 영역, 스윔 구역, 채널, 부가 영역, 정점간 거리, 구획 높이, 축외 주시 영역, 로고, 보이지 않는 마킹 등을 포함한다.

일 실시예에서, 렌즈 해상력은 굴절 또는 교정 패턴을 식별하는 하나 이상의 숫자 또는 기호를 포함한다. 그러한 식별자(identifier)는 예를 들면 바코드에 의하여 전자적으로 또는 물리적으로 용이하게 전송 가능한 "처방"으로서의 역할을 할 수도 있다.

일 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은 파면 맵(wavefront map)을, 피검자를 위해 최적화된 다른 형식의 렌즈 지표(indicative)로서 변환한다. 파면 맵 또는 피검자를 위해 최적화되는 렌즈의 기타 데이터 지표는, 예를 들면 피검자의 정점간 거리, 공동 크기, 공동간 거리, 프레임 정보, 주시, 구획 높이, 광각 렌즈 경사(pantascopic tilt), 또는 x-y 경사와 같은 특성에 부분적으로 기초할 수 있다.

렌즈 해상력을 계산하기 위하여, 교정 계산 시스템(1020)은 피검자 안구의 광학 수차들의 조합(conjugate)을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 해상력의 계산은, 측정된 광학 수차를 포함하여 피검자 안구의 측정에 기초한 렌즈 해상력을 계산하기 위한 부가적인 측정법(metrics)를 참조하여 이루어질 수 있다. 예를 들면, 2003년 1월 28일에 발행되고 본 명세서에 참조되어 포함된 미국 특허 제6,511,180호는, 측정된 광학 수차에 기초하여 교정을 결정하기 위한 화상 품질 측정법을 개시한다. 다른 실시예는 렌즈 해상력을 계산하기 위하여 다른 측정법을 사용할 수도 있다. 피검자 시력의 개선된 개인적 측정과 관련이 있는 광학 수차를 교정하기 위하여 측정법을 선정함으로써, 렌즈 해상력을 최적화할 수도 있다. 다른 실시예에서, 어떤 광학 수차를 교정 또는 부가하는 것이 바람직한지 또는 교정하지 않은 상태로 유지하는 것이 바람직한지를 선정하기 위하여, 측정법은 실험 대상으로부터의 데이터를 이용하여 훈련된 소프트웨어 신경망(neural network)을 포함할 수도 있다. 그러한 실시예의 보다 상세한 내용은 2004년 2월 20일에 출원된 미국 특허 가출원 제60/546378호에 개시되어 있고, 그 전체가 참조되어 본 명세서에 포함된다.

일 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은 색상 선호에 기초한 파면 웨이브맵을 계산할 수도 있다. 고위 수차는 교정 요소를 통과하는 빛의 색상에 따라 변할 수 있다. 색상 선호라 함은, 일반적으로 고위 교정을 최적화하기 위하여 피검자가 선호하는 파장을 말한다. 이는, 예를 들면 사용자가 특정 활동에 가장 유용한 파장(예를 들면 골프의 경우에 녹색)에서의 교정을 최적화하는 것을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 색상 선호는 850nm에서의 수차계 측정과 550nm(녹색)로의 변환 또 는 다른 색상 강화(color enhancement)를 위한 400nm 내지 800nm로의 변환에 의존한다.

일 실시예에서, 교정 계산 시스템은 하나 이상의 피검자 선호 항목을 참조하여 렌즈 해상력을 계산할 수도 있다. 피검자 선호 항목은 렌즈 내의 분광 색조(spectral tint) 또는 색상을 포함한다. 피검자 선호 항목은 광색성(photochromic) 감광성 색상 변화의 특징을 렌즈 사양에 포함시킬 것인지를 포함할 수도 있다. 또한, 교정 계산 시스템(1020)은 자외선 코팅 선호 항목, 반사 방지 코팅 선호 항목과 같은 그 밖의 특징에 대하여 렌즈 해상력을 계산할 수도 있다. 일 실시예에서, 피검자의 프레임과 시야와 관련하여 피검자가 고위 교정 영역을 어느 정도 선호하는지와 같은 피검자의 착용 선택 사항에 대하여, 렌즈 해상력이 계산될 수도 있다.

교정 계산 시스템은 하나 이상의 교정 영역을 포함하도록 렌즈 해상력을 계산할 수도 있다. 계산은, 교정 영역의 수와 크기의 계산을 포함할 수 있다. 각각의 교정 영역은 고위 수차, 저위 수차, 고위 및 저위 수차 모두, 및 전방 및 후방 곡률 반경을 교정할 수 있다. 교정 영역은 광심 영역 또는 다중 광심, 예를 들면 누진 또는 다초점 렌즈를 포함할 수 있다. 교정 계산 시스템(1020)의 일 실시예는 렌즈의 하나 이상의 교정 영역과 다른 부분 사이의 만곡 영역 또는 천이 영역을 계산할 수 있다. 천이 영역은, 일반적으로 렌즈의 일부분에 불과한 교정 영역으로부터 렌즈의 다른 영역으로 시야가 완만하게 변화하는 것을 가능하게 한다. 천이 영역은 교정 영역들 사이의 천이를 포함할 수도 있다. 천이 영역은, 2004년 3월 30일에 " 가변 굴절률 층을 사용하는 안경 제조 방법"이라는 명칭으로 발행된 미국 특허 제6,712,466호에 더욱 상세히 기재되어 있으며, 그 전체가 참조되어 여기에 포함된다.

일 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은 소프트웨어를 실행시켜 교정 계산 시스템(1020)의 기능을 수행하는 서버 컴퓨터를 포함한다. 서버는 네트워크를 통하여 시스템(1000)의 다른 구성부와 통신 가능하다. 네트워크는 당해 분야의 당업자에게 공지되어 있는 바와 같은 모든 데이터 통신 기술을 사용하는 근거리 또는 광대역 네트워크일 수 있다. 일 실시예에서, 네트워크는 인터넷을 포함한다. 일 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은 시스템(1000)의 다른 구성부와 동일 장소에 위치한다. 다른 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은 네트워크에 의해 시스템(1000)의 다른 구성부에 연결 가능하지만, 시스템(1000)의 다른 구성부와는 다른 장소에 위치한다. 대표적인 일 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은 하나 이상의 시스템(1000)을 지원하도록 구성된다. 그러한 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은 청구 모듈(billing module)을 포함할 수 있다. 청구 모듈은, 예를 들면 렌즈 해상력이 계산되고 다운로딩될 때마다, 교정 계산 시스템(1020)의 사용에 기초하여 청구할 수 있다.

제조 시스템(1030)은 교정 계산 시스템(1020)으로부터의 교정 데이터를 사용하고 피검자용 주문형 렌즈를 제조한다. 제조 시스템(1030)은 렌즈 해상력을 렌즈로 이전시키는 프로그래머를 포함할 수 있다. 프로그래머는 본 명세서에 기재된 조사원과 포토마스크를 포함할 수 있다. 프로그래머는 하나 이상의 재료의 제어 부착 을 수행하도록 구성된 부착 장치를 포함할 수도 있다.

일 실시예에서, 제조 시스템(1030)은 저위 및 고위 수차를 동시에 교정한다. 예를 들면, 감광성 재료를 경화시켜 굴절률을 변화시키기 위하여 조사원과 포토마스크를 사용하여, 저위 및 고위 수차를 교정하도록 렌즈 블랭크가 프로그래밍된다.

다른 실시예에서, 제조 시스템(1030)은 실질적으로 모든 저위 수차와 고위 수차를 교정한다. 그러한 실시예에서, 렌즈 블랭크로 형상을 성형 또는 연마할 때에 모든 저위 수차 또는 거의 모든 저위 수차가 교정되도록 블랭크가 선택된다. 고위 수차 및 일 실시예에서의 모든 잔류 저위 수차는, 프로그래머의 사용에 의하여 교정된다. 프로그래머라 함은, 본 명세서에 개시된 광학 요소 내의 굴절 패턴을 한정하는 하나 이상의 방법을 수행하기 위한 장치를 말한다.

다른 실시예에서, 제조 시스템(1030)은 고위 수차를 교정하고나서 저위 수차를 교정한다. 예를 들면, 방법(600)의 실시예는, 고위 수차를 교정하기 위한 소정의 굴절률을 갖는 층을 부착하기 위하여 사용될 수 있고, 그 후에 저위 수차를 교정하도록 계산된 성형 형상을 갖는 완성 렌즈를 형성하기 위한 몰드가 사용된다.

다른 실시예에서, 제조 시스템(1030)은 고위 수차를 교정하고나서 저위 수차를 교정한다. 예를 들면, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 방법(600)의 실시예는 고위 수차를 교정하기 위하여 소정의 가변 두께를 갖는 층을 부착하기 위하여 사용되고, 그 후에 저위 수차를 교정하도록 계산된 성형 형상을 갖는 완성 렌즈를 형성하기 위한 몰드가 사용된다.

제조 시스템은 저위 수차의 교정과 적어도 하나의 고위 수차 또는 잔류 저위 또는 고위 수차의 프로그래밍을 관리한다. 제조 시스템은 좌측과 우측의 렌즈 및 이 렌즈들 각각에 필요한 교정을 관리한다. 제조 시스템은 렌즈 수, 저위 연마, 미세 연마, 프로그래밍, 가장자리 가공, 코팅, 프레임 등을 관리한다.

지불 시스템(1040)은, 피검자가 렌즈 비용, 검사 비용 및/또는 기타 비용을 현금, 신용카드 또는 다른 지불 수단으로 지불할 수 있도록 하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함한다. 지불 시스템(1040)의 실시예는 컴퓨터 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합일 수 있다. 그러한 실시예는 현금 등록기, 스마트 카드 판독기, 또는 신용 카드 판독기를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 안구 측정 시스템(1010)과 구성부 시스템(1020, 1030, 1040)은 한 장소에 위치한다. 단일 장소라 함은 사무소, 매장, 또는 광학 실험실과 같은 위치를 말한다. 따라서, 피검자는 단일 장소에서 그 장소의 1회 방분에 의하여 처방과 제조된 주문 렌즈를 얻을 수 있다. 다른 실시예에서, 구성부 시스템(1010, 1020, 1030)은 하나, 둘, 또는 셋 이상의 장소에 위치할 수 있다. 시스템(100)의 각 구성부는 당해 분야에 공지된 매체 또는 프로토콜의 사용에 의하여 통신할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 시스템(100)의 구성부는 인트라넷 또는 인터넷과 같은 네트워크의 사용에 의하여 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 구성부는 예를 를면 유형적 형태의 데이터인 인쇄물을 제공할 수 있다. 예를 들면, 교정 계산 시스템(1020)은 렌즈에 대해 설명하거나 렌즈 해상력을 식별하는 바코드를 인쇄한다. 다른 실시예에서, 구성부는 분리 가능한 컴퓨터 디스크, 스마트 카드, 또는 다른 물리적 전자 매체를 통하여 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 그러한 인쇄 매체 및 전자 매체는 물리적 전달 또는 팩시밀리 전송에 의해 대체될 수 있다. 각 요소를 별도의 장소에 배치하면, 각 시스템을 최적의 크기로 하는 것이 가능하고, 계산 시스템 또는 제조 시스템과 같은 고가의 설비에 대해서는 측정 시스템 장소들 예를 들면 매장과 같은 판매 장소들 사이에서 공유가 가능하다.

도 11은 도 10에 도시된 바와 같은 시스템(1000)의 실시예를 이용하여 안경을 제조하는 방법(1100)의 일 실시예이다. 방법(1100)의 단계 1110에서는, 예를 들면 측정 시스템(1010)에 의하여 피검자 안구가 측정된다. 다음으로 단계 1120에서는, 피검자가 프레임의 형태를 선택한다. 이러한 프레임 형태의 선택이 예를 들면 교정 계산 시스템(1020)과 제조 시스템(1030)에 의하여 수신된다. 단계 1130으로 진행하여, 렌즈를 포함하여 안경 프레임이 가용 프레임의 재고품으로부터 선택된다. 일 실시예에서, 이 선택은 안구 측정 및/또는 프레임 형태 선택에 기초한다. 프레임 재고품의 렌즈는 프로그래밍 가능한 요소, 예를 들면 추가의 점상 경화에 의해 선택적으로 변화 가능한 굴절률을 갖는 폴리머 층을 포함한다. 렌즈는 피막, 예를 들면 반사 방지 피막, 스크래치 저항성 피막 또는 색조 피막을 또한 구비한다. 일 실시예에서, 계산 시스템(1020)은 안구 측정에 기초하여 선택될 수도 있는 소정의 광학 교정을 갖는 렌즈를 포함하는 프레임을 선택한다. 교정 시스템(1020)은 재고 데이터에 기초하여 이러한 선택을 수행할 수도 있다. 일 실시예에서, 제조 시스템(1030)은 재고 데이터를 관리하고 교정 시스템(1020)과 통신한다. 단계 1140으로 진행하여, 교정은 안구 측정에 기초하여 계산된다. 일 실시예에서, 교정은 수신된 프레임 선택에 기초하여 교정된다. 일 실시예에서, 교정 계산 시스템(1020)은 계산을 수행한다. 선택된 프레임의 렌즈의 소정 교정과 관련하여 필요한 잔류 교정에 대하여 계산이 실시될 수도 있다. 일 실시예에서, 선택된 프레임에 의해 도입되는 잔류 오차에 대한 교정을 포함할 수 있도록 프레임이 측정될 수도 있다. 계산된 교정은 저위 수차, 잔류 저위 수차, 고위 수차에 대한 교정 또는 본 명세서에 개시된 다른 형태의 교정을 포함할 수도 있다. 다음으로 단계 1150에서, 계산된 교정은, 본 명세서에 개시된 바와 같은 프로그래머의 사용에 의하여 선택된 프레임의 렌즈에 적용된다. 예를 들면, 일 실시예에서, UV원은 경화성 재료의 얇은 층을 선택적으로 경화시켜, 계산된 교정에 상응하는 굴절 패턴을 형성한다. 그 후에, 프레임은 피검자에게 제공될 수 있고 지불을 받게 된다.

도 12는 프레임에 장착된 주문형 렌즈를 제조하는 방법(1200)의 일 실시예이다. 단계 1210에서 시작하여, 피검자의 시각 파라미터는 예를 들면 측정 시스템(1010)을 이용하여 측정된다. 다른 대표적 실시예에서는, 시각 파라미터는 하나 이상의 컴퓨터 네트워크, 인쇄된 처방, 또는 시각 파라미터와 관련된 바 코드를 통하여 수신된다. 다음으로 단계 1220에서, 예를 들면 장착된 한 쌍의 렌즈를 구비한 안경 프레임과 같은 프레임에 장착된 렌즈가 얻어진다. 장착된 렌즈는 피검자로부터 또는 장착 렌즈의 재고품로부터 얻어질 수도 있다. 일 실시예에서, 피검자는 프레임에 장착된 렌즈, 예를 들면 기존의 한 쌍의 렌즈를 제공한다. 일 실시예에서, 피검자의 시력이 단계 1210에서 프레임을 갖춘 안경을 통하여 측정된다. 또 다른 실시예에서, 피검자의 시각 파라미터와 프레임을 갖춘 안경 렌즈가 별도로 측정된다. 단계 1230으로 진행하여, 교정은 예를 들면 시각 파라미터에 기초하여 계산 시 스템(1020)에 의하여 계산된다. 단계 1240으로 진행하여, 제조 시스템(1030)은 계산된 교정을 이용하여 렌즈를 프로그래밍한다. 일 실시예에서, 표면 윤곽을 한정하는 재료의 층이 프레임에 장착된 렌즈의 표면에 도포되어, 계산된 교정에 상응하는 렌즈들 중 하나 또는 모두의 굴절 패턴을 한정한다. 계산된 교정은 저위 수차, 잔류 저위 수차, 고위 수차, 잔류 고위 수차, 또는 양자의 조합에 대한 교정을 포함할 수 있다. 이러한 실시예는 도 7b와 관련하여 설명한 실시예와 유사하기는 하나, 층이 몰드에 도포되는 것이 아니라 프레임을 갖춘 렌즈에 도포된다는 점에 차이가 있다. 또 다른 실시예에서, 여러 재료들이 혼합된 재료의 층이 프레임을 갖춘 렌즈에 도포되어, 계산된 교정에 상응하는 굴절 패턴을 한정한다. 이러한 실시예는 도 7g와 관련하여 설명한 실시예와 유사하기는 하나, 층이 몰드에 도포되는 것이 아니라 프레임을 갖춘 렌즈에 도포된다는 점에 차이가 있다. 또 다른 실시예는 감광성 겔 층을 도포하는 것과 도 9를 참조하여 설명한 바와 같은 교정을 프로그래밍하는 것을 포함할 수도 있다.

또 다른 실시예는 교정을 제공하거나 하나 이상의 고위 수차를 도입하는 광학 요소를 포함한다. 특정 실시예는 하나 이상의 고위 수차의 증분치를 교정하거나 도입할 수도 있다. 그러한 수차는 구면 수차, 트레포일(trefoil) 수차 및 코마(coma) 수차를 포함한다. 일 실시예에서, 광학 요소는 포롭터 내에서 사용하도록 구성된다. 안경상 또는 다른 사용자는 광학 요소를 피검자의 광학 경로 내에 배치할 수도 있다. 피검자는 교정이 시력을 향상시키는지를 개인적으로 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광학 요소는 프레임을 갖춘 안경 렌즈를 포함한다. 그러 한 프레임을 갖춘 고위 교정 렌즈는 다양한 교정력으로 하나 이상의 고위 수차를 교정하는 광학 요소와 함께 입고될 수도 있다. 피검자는 독서용 안경(reading glasses)과 같은 프레임의 재고품으로부터 프레임과 교정을 선택할 수도 있다. 따라서, 피검자는 예를 들면 특정 환경 또는 업무에 사용하기 위한 그러한 렌즈를 용이하게 얻을 수도 있다.

또 다른 실시예는, 경화 중의 용적 변화 차이가 계산된 교정에 대응하는 굴절 패턴을 한정하도록 경화되는 재료의 층을 도포하는 것을 포함한다. 그러한 일 실시예가 도 13과 관련하여 설명되어 있다.

폴리머는, 예를 들어 고강도 광의 사용에 의하여 적절히 경화되면, 수축하여 실질적으로 용적이 감소하는데, 이는 예측 가능하다. 그러한 용적이 큰 재료의 층은, 얻어진 층이 고위 또는 저위 광학 수차 모두를 교정하는 굴절 패턴을 나타내도록, 선택적으로 경화될 수 있다는 점이 밝혀졌다. 도 13은 두께가 가변적인 층을 갖는 렌즈를 제조하는 방법(1300)의 또 다른 실시예를 도식적으로 나타낸다. 블록 1310에서 시작하여, 렌즈 조립체는 광학 요소(1302)와 높은 용적 수축 모노머 층(1304)로 이루어진다. 일 실시예에서, 높은 용적 변화 모노머 층을 구비한 광학 요소(1302)는 프레임을 갖춘 렌즈 또는 장착된 렌즈 내에 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 광학 요소(1302)는 예를 들면 연마와 미세 연마를 통하여 윤곽이 형성되어, 예를 들면 저위 수차를 교정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 모노머 층(1304)의 용적 변화는 저위 수차를 교정할 수 있다. 다음으로, 블록 1320에 도시된 바와 같이, 층(1304)은 고강도 조사의 2차원 그레이스케일 패턴에 노출된다. 조사 패턴 은 예를 들면 광원과 포토마스크를 사용하여 생성될 수 있다. 고강도 조사의 이러한 패턴은 층(1304)의 다양한 수축을 일으킴으로써 층(1304)을 가로질러 굴절률을 변화시킨다. 모노머 조성물은 본 명세서에 개시된 바와 같은 재료를 포함할 수도 있다. 또한, 층(1304)에 대한 적절한 조성물과, 조사의 절절한 파장, 시간 및 강도의 선택은 당해 분야에 공지된 선택을 포함할 수 있다. 2차원 그레이스케일 패턴은 하나 이상의 고위 또는 저위 수차를 교정하는 층(1304)을 형성하도록 선택될 수 있다. 또한, 조사 패턴은 광심, 다중 광심, 단일 교정 영역, 다중 교정 영역, 천이 영역, 혼합 영역, 스윔 구역, 채널, 부가 영역, 정점간 거리, 구획 높이, 로고, 보이지 않는 표식을 포함하는 본 명세서에 기재된 것과 같은 다른 특징들을 포함하도록 계산될 수 있다. 블록 1330으로 진행하여, 층(1304)은 대략 균일한 저강도 조사에 노출될 수도 있다. 이러한 조사의 강도, 파장 및 시간은 폴리머의 경화 완료를 위하여 당해 분야에 공지된 바와 같이 선택될 수도 있다. 용적 변화는 저위 수차를 교정할 수 있다. 블록 1340은 경화된 렌즈를 도시한다. 경화된 렌즈는 경질 피막, UV 차단 피막, 반사 방지 피막 및 스크래치 저항성 피막과 같은 광학 피막으로 추가 처리될 수도 있다.

실시예에 따라서는, 본 명세서에 기재된 방법의 실행과 과정은, 구체적으로 명시되어 있지 않다면, 어떠한 순서로도 수행될 수 있거나, 부가될 수 있거나, 병합될 수 있거나, 함께 생략될 수도 있다(예를 들면, 모든 실행과 결과가 본 발명의 실시에 필요한 것은 아니다)점을 이해하여야 한다. 또한, 전술한 방법은, 구면, 비구면, 단일 시각, 이중 초점, 다초점, 누진(progressive addition) 렌즈, 아토 릭(atoric) 렌즈, 안구내 렌즈, 또는 기타 특별한 렌즈를 제조하는 데 사용될 수 있다.

본 명세서에서 개인의 안경 교정 시력을 제공하기 위한 관점에서 특정 실시예가 설명되었지만, 다른 실시예들은 광학 기구와 같은 기타 광학 시스템 내에서의 주문형 광학 교정을 제공하는 것을 포함할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 카메라, 망원경, 쌍안경, 또는 현미경과 같은 광학 기구는 주문형 광학 요소를 포함할 수도 있다. 주문형 광학 요소는 장치 내의 요소로서의 구조화 가능한 대안 렌즈의 일부로서, 또는 대안 렌즈와 함께 포함될 수도 있다. 주문형 광학 요소는 카메라, 망원경, 쌍안경, 현미경 또는 유사 광학 장치의 뷰파인더 또는 관찰 경로 및 1차 광학 경로를 포함하는 기구의 광학 경로를 교정하도록 구성될 수도 있다. 주문형 광학 요소는 본 명세서에 설명된 바와 같은 광학 시스템의 주문형 교정을 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 주문형 광학 요소는 하나 이상의 광학 수차와 사용자의 적어도 하나의 안구의 시각 파라미터를 포함하는 렌즈 해상력을 실현하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 주문형 광학 요소는 광학 기구 내의 하나 이상의 광학 수차를 교정하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 주문형 광학 요소는 광학 기구의 광학 수차를 교정할 뿐만 아니라 사용자의 적어도 한 안구를 위한 렌즈 해상력을 포함하도록 구성된다. 일 실시예에서, 전술한 바와 같은 재료의 층이 대안 렌즈 내에서와 같은 렌즈에 도포되고, (필요하다면) 경화되어 렌즈 상의 렌즈 해상력과 같은 교정을 한정한다. 일 실시예에서, 주문형 요소는 사용자의 한 안구에 사용하기 위한 주문형 렌즈 해상력을 포함하도록 구성된다. 또 다른 실시예 에서, 쌍안경은 사용자의 각각의 안구에 적합하도록 주문 제작될 수 있다.

전술한 상세한 설명은 여러 실시예에 적용된 본 발명의 신규한 특징을 나타내고 설명하고 개시하였으나, 당해 분야의 당업자에 의하여, 예시된 장치 또는 공정의 형태 또는 상세 구성에 있어서 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 생략, 대체, 및 변화가 이루어질 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 이해할 수 있는 바와 같이 본 발명은, 몇몇 특징이 다른 특징과는 별도로 이용될 수 있거나 실행될 수 있기 때문에, 명세서에 기재된 특징과 이점 모두를 제공하는 형태로 구현되어야 하는 것은 아니다. 본 발명의 범주는 전술한 기재에 의해서가 아니라 첨부된 특허청구범위에 의하여 표현된다. 특허청구범위의 의의 및 균등 범위 내에 속하는 모든 변형들은 본 발명의 범위에 포괄되어야 한다.

Claims (66)

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6. 피검자의 안구의 시각 파라미터를 얻는 단계,

   적어도 하나의 장착된 광학 요소를 포함하는 안경 프레임을 얻는 단계, 및

   상기 시각 파라미터와 관련된 굴절 패턴을 한정하기 위해 광학 요소를 실질적으로 영구적으로 프로그래밍하는 단계를 포함하고,

   상기 굴절 패턴을 한정하기 위해 광학 요소를 프로그래밍하는 단계는, 굴절 패턴이 적어도 하나의 고위 광학 수차를 교정하도록 광학 요소를 프로그래밍하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정 안경 제조 방법.
7. 피검자의 안구의 시각 파라미터를 얻는 단계,

   적어도 하나의 장착된 광학 요소를 포함하는 안경 프레임을 얻는 단계, 및

   상기 시각 파라미터와 관련된 굴절 패턴을 한정하기 위해 광학 요소를 실질적으로 영구적으로 프로그래밍하는 단계를 포함하고,

   상기 굴절 패턴을 한정하기 위해 광학 요소를 프로그래밍하는 단계는, 굴절 패턴이 적어도 하나의 저위 광학 수차를 교정하도록 광학 요소를 프로그래밍하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교정 안경 제조 방법.
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21. 피검자의 안구의 시각 파라미터를 얻는 단계,

    적어도 하나의 장착된 광학 요소를 포함하는 안경 프레임을 얻는 단계, 및

    상기 시각 파라미터와 관련된 굴절 패턴을 한정하기 위해 실질적으로 영구적으로 광학 요소를 프로그래밍하는 단계를 포함하고,

    상기 광학 요소는 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 적어도 하나의 저위 수차를 교정하도록 선택된 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 교정 안경 제조 방법.
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24. 피검자의 안구의 시각 파라미터와 피검자의 안구의 적어도 하나의 광학 수차에 대한 교정을 포함하는 렌즈 해상력을 얻는 단계,

    경화성 재료의 층을 포함하는 적어도 하나의 광학 요소를 포함하는 프레임을 얻는 단계, 및

    상기 광학 요소를 통과하는 광학 경로 내의 적어도 하나의 광학 수차를 수정하는 굴절 패턴을 한정하기 위하여 경화성 재료를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
25. 제24항에 있어서,

    상기 시각 파라미터는 피검자의 정점간 거리, 공동 크기, 공동간 거리, 프레임 정보, 주시, 또는 x-y 경사 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
26. 제25항에 있어서,

    상기 시각 파라미터를 참조하여 경화를 실시하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
27. 제24항에 있어서,

    렌즈 해상력을 얻는 단계는, 수차계, 자동 굴절계, 프롭터, 또는 시험 렌즈 중의 적어도 하나에 의해 수집된 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
28. 제24항에 있어서,

    적어도 하나의 광학 수차는 적어도 하나의 고위 수차를 포함하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
29. 제24항에 있어서,

    적어도 하나의 광학 요소는, 경화성 재료의 층이 사이에 배치된 2개의 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
30. 제24항에 있어서,

    상기 광학 요소는 플라노 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
31. 제24항에 있어서,

    상기 광학 요소는, 적어도 하나의 저위 수차를 교정하도록 선택된 곡률을 갖는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
32. 제24항에 있어서,

    상기 광학 요소는 장식적인 곡률을 갖는 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 주문형 렌즈 제조 방법.
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