KR101107185B1 - 렌즈 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명한 수지로부터 시력 교정 렌즈를 성형하는 방법을 제공한다. 상기 수지는 몰드 공동 내에 도입되고, 렌즈의 전면 및 후면에 대응하는 공동의 양측면은 2매의 시트에 의해 형성되고, 이 시트 중 적어도 하나는 유연하다. 공동 내의 수지의 양을 조절하여 유연한 시트(들)를 변형시키고, 이것에 의해 시트(들)에 의해 형성되는 렌즈의 형상은 소망의 파워를 제공하게 되고, 그후 수지는 경화된다. 상기 시트는 투명하고, 사용자는 수지의 양이 조정되는 중에 시트를 통해 볼 수 있으므로 렌즈는 소망의 파워를 갖는 것이 보장된다. 또한, 상기 공동 내의 수지의 양을 조절하여 수지가 경화될 때의 굴절율의 변화를 수용할 수 있다.

시력, 교정, 렌즈, 성형, 공동, 수지

Description

렌즈 성형 방법{MOULDING LENSES}

본 발명은 렌즈를 성형하는 방법에 관한 것으로서, 특히 몰드 공동의 형상이 적어도 1매의 유연한 시트에 의하여 형성되는 렌즈 성형 방법에 관한 것이다.

안경 렌즈는 일반적으로 플라스틱 재료로 제작된다. 이 과정은 소위 "렌즈 블랭크"를 성형하는 것으로 시작하며, 상기 렌즈 블랭크의 일면(보통 전면)에는 곡면(보통 구면)이 형성된다. 상기 곡면은 상기 블랭크에 기지의 광학 파워를 부여한다. 다음에 상기 블랭크의 외면은 연삭 및 면마되어 필요한 광학 파워를 렌즈에 제공한다.

일반적인 형태에서 성형된 렌즈 블랭크의 전면 곡면은 +6 디옵터이다. +6 디옵터 미만의 도수 처방 렌즈는 후면을 적절히 연삭하여 제조할 수 있다. 예를 들어, +2 디옵터의 처방이 필요한 경우, -4 디옵터 곡면이 상기 후면에 연삭된다. -2 디옵터의 처방이 필요한 경우에는 -8 디옵터의 곡면이 연삭된다.

이러한 렌즈 제조 공정은 일반적으로 사용되는 것이지만, 상기 렌즈의 전면 및 후면이 두 개의 상이한 단계에서 형성되므로 많은 시간이 소비되고, 상기 두 단계 중 후자(상기 렌즈의 후면의 연삭 및 연마)는 상당히 노동력을 필요로 한다. 또한, 상기 렌즈 블랭크의 성형 단계는 광학적 특성을 갖는 몰드(또는 적어도 상기 렌즈 블랭크의 상기 전면을 형성하는 부분)를 필요로 하고, 이러한 몰드는 제작비용이 고가인 경우가 있다.

본 발명의 제 1 측면에 따르면, 투명 수지로부터 시력 교정용 렌즈를 성형하는 방법에 있어서,
렌즈가 성형되는 몰드 공동으로서, 렌즈의 전면 및 후면에 대응하는 몰드 공동의 양측면이 2개의 시트에 의해 형성되고, 상기 시트 중 적어도 하나가 유연한 것인 몰드 공동을 제공하는 단계;
상기 몰드 공동을 투명 수지로 충진하는 단계;
상기 시트에 의하여 형성되는 상기 렌즈의 형상에 의해 원하는 광학 파워가 제공되도록 상기 유연한 시트를 변형시키기 위하여 상기 공동 내의 수지의 양을 조정하는 단계; 및
상기 수지를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법이 제공된다.

상기 방법은 렌즈의 성형 공정을 대폭 단순화한다. 상기 렌즈의 양면은 전술한 바와 같이 두 개의 단계가 아닌 단일의 단계에서 생성될 수 있다. 더욱, 광학적 특성을 갖는 몰드를 제공할 필요가 없으면, 비용이 절감될 수 있다.

상기 시트는 투명한 것(예를 들면, 2축연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(biaxially-oriented polyethylene terephthalate(상표명: Mylar®))이 바람직하다. 이 경우, 상기 렌즈의 형상 및 파워를 최종 사용자의 시력에 적합시킬 수 있도록 그 렌즈의 최종 사용자가 상기 투명 시이트 및 수지를 통해 보고 있는 중에 상기 공동 내의 수지의 양을 조정하여 상기 유연한 시이트를 변형시킬 수 있다. 이것에 의해 비교적 저렴한 제작비용으로 개인의 특수한 요구에 맞게 렌즈를 "맞춤식"으로 할 수 있다.

바람직한 형태에 있어서, 상기 몰드 공동은 안경과 같은 광학 장치 내에 제공된다. 상기 렌즈는 원래의 위치에서(in situ) 효과적으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 두 개의 그와 같은 몰드 공동이 안경과 같은 광학 장치에 제공된다. 이것에 의해 사용자의 양쪽 눈의 교정을 제공하는 안경을 간단히 제작할 수 있다.

다른 바람직한 방법에 있어서, 제 2 공동이 제공되고, 상기 제 2 공동은 상기 몰드 공동과 유사하고, 투명한 시트로부터 형성되는 전면 및 후면을 가지고, 상기 시트 중 적어도 하나가 유연하고, 상기 제 2 공동의 상기 시트의 유연성 또는 비유연성은 상기 몰드 공동의 대응하는 시트의 유연성 또는 비유연성에 대응하고, 상기 공동은 투명 액체로 충진되고; 상기 렌즈의 최종 사용자는 상기 제 2 공동을 통해 보게 되고, 상기 제 2 공동의 액체의 양은, 상기 시트에 의하여 형성되는 상기 렌즈의 형상이 원하는 광학 파워를 제공하도록, 상기 유연한 시트를 변형시키도록 조정되고, 상기 몰드 공동 내의 수지의 양은 상기 제 2 공동의 액체의 양에 대응하여 조정된다.

개연성은 낮지만, 상기 몰드 공동의 형성을 위해 사용되는 시트가 누설되거나 파열될 가능성이 있다. 만약 이러한 일이 생기면, 상기 몰드 공동 내의 수지와 사용자의 눈 사이의 접촉을 피하는 것이 바람직하다. 제 1 공동을 제공하는 것에 의해 그와 같은 접촉을 확실히 회피할 수 있다. 상기 제 2 공동 내의 액체의 양은 소망의 교정을 제공하도록 조정된다. 상기 제 2 공동은 상기 몰드 공동이 종속되는 주 공동으로서의 기능을 하므로 상기 몰드 공동에 의해 사용자의 시력을 교정하기 위한 렌즈의 제조가 가능해진다.

상기 수지의 굴절율은 경화가 진행되는 동안에 약간 변화될 수 있다. 따라서, 상기 수지가 경화될 때 발생하는 굴절율의 변화를 고려하여, 본 발명의 방법은 사용자의 필요조건에 따라 상기 몰드 공동 내의 수지의 양이 조절된 후에 상기 몰드 공동 내의 수지의 양을 조정하는 추가의 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 투명 수지는 열에의 노출에 의해 경화될 수 있는 열경화성 수지일 수 있다. 대안으로서, 상기 투명 수지는 자외선(이 자외선은 주변광 도는 햇빛의 형태일 수 있다)에의 노출에 의해 경화될 수 있는 자외선 경화 수지일 수도 있다. 또 다른 대안적 형태에서, 상기 투명 수지는 투명한 실리콘 고무로 형성될 수 있다. 이러한 재료는 (열경화성 수지 또는 자외선 경화 수지처럼) 경화되지 않지만, 유용한 렌즈의 제조에 여전히 사용될 수 있다.

도 1은 제 1 방법에 따라 렌즈를 성형하는 몰드 공동의 단면도를 도시한다.

도 2는 도 1의 몰드의 사시도이다.

도 3은 두 개의 몰드 공동과 결합하는 장치를 도시한다.

도 4는 추가적인 방법에 사용되는 주 공동과 종속 몰드 공동을 갖는 장치를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법의 제 1 실시예에서 사용되는 몰드 공동은 링(10)의 양측에 부착된 2매의 시트(12,14)를 포함한다. 상기 링(10)은 원형이거나 임의의 적절한 폐쇄 루프 형상을 가질 수 있다. 상기 양 시트(12,14)는 투명하고, 본 실시예에서 양 시트는 모두 유연하지만, 상기 시트 중 하나는 유연하고 다른 하나는 강성인 공동을 사용하는 것도 가능하다.

구멍(16)이 상기 링(10)을 통해 형성되어 있고, 액체를 상기 시트(12,14) 사이의 공간 내에 도입할 수 있게 한다. 상기 구멍은 덕트(20)에 연결되고, 펌프(P)와 투명 수지의 저장용기(R)에 연통된다. 상기 수지는 열경화성 수지이거나 자외선에의 노출을 통해 경화될 수 있다. 렌즈의 성형에 적합한 이러한 유형의 자외선 경화 수지는 공지되어 있으며, 몇몇 이러한 수지가 WO 00/05060에 개시되어 있다. 상기 수지가 자외선 경화성 수지인 경우, 상기 저장용기 및 이 저장용기를 상기 공동에 연결하는 관은 실질적으로 자외선에 불투과성인 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 수지가 열경화성 수지인 경우, 상기 성형 장치는 상기 수지의 열경화 온도보다 낮은 온도에 유지되어야 한다.

상기 펌프(P)를 이용하여 저장용기(R)로부터 공간(18) 내로 수지를 송입으로써 시트를 변형시키고, 그 결과 공간의 형상 및 이 공간 내에서 성형되는 렌즈의 광학 특성을 변화시킬 수 있다. 또 상기 펌프(P)를 이용하여 상기 공간으로부터 수지를 인출하여 저장용기로 복귀시킬 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 몰드 공동은 안경과 유사한 장치(30)에 제공될 수 있다. 상기 장치의 사용시 공동은 안경의 렌즈가 위치하게 되는 사용자(32)의 눈의 전방에 위치된다.

수지는 상기 펌프(P)에 의하여 상기 공동 내로 유입된다. 상기 수지에 의해 충진된 공동은 유연한 시트로 인해 가변 초점 렌즈로서 기능할 수 있다. 이러한 렌즈는 잘 알려져 있고, 본원에서 상세히 기술하지 않을 것이다. 사용자는 상기 공동 내의 수지의 양을 변화시키는 것에 의해 정확한 시력 교정에 필요한 소망의 광학 파워에 도달할 때까지 유연한 시트의 곡률 및 렌즈의 광학 파워를 변화시킬 수 있다. 상기 공동이 (안경 렌즈와 동일하게) 사용자의 눈의 전방에 위치하고, 사용자가 정확한 초점을 얻을 때까지 공동을 통해 바라보면서 공동 내의 수지의 양을 조절할 수 있으므로 상기 과정은 단순화된다.

상기 공동 내의 수지는 그 후 열에의 노출 또는 자외선에의 노출에 의해 경화시켜 렌즈를 형성할 수 있다. 자외선 경화성 수지가 사용되는 경우, 수지의 종류에 따라 주위 태양광의 자외선의 양은 수지의 경화를 위해 충분할 수 있고, 대안으로서 수지를 전구 등의 자외선에 노출시킬 수도 있다.

수지가 경화된 후, 렌즈를 공동으로부터 분리시켜 표준적인 안경테 등에 설치한다. 대안으로서, 도 3을 참조하여 기술한 바와 같이, 상기 공동이 안경과 유사한 장치에 설치된 경우, 렌즈를 상기 장치에 유지하여 안경으로서 사용하는 것이 가능하다.

사용되는 수지의 종류에 따라, 경화 전후의 굴절율이 상이한 경우가 있다. 이 굴절율의 변화를 수용하기 위하여, 최종 사용자의 요청에 따라 수지의 양을 조절한 후에 소량의 수지를 공동 내에 주입하거나 공동으로부터 제거하는 것이 가능하다. 정확한 필요량은 공동 내의 수지의 양과 굴절율의 변화에 기초하여 계산할 수 있다.

수지와 사용자의 피부의 접촉, 특히 눈과의 접촉은 피하는 것이 물론 중요하다. 정상적인 사용 중에 수지는 몰드 내에 유지되므로 이것은 통상적으로는 문제가 되지 않는다. 그러나, 시트와 링의 결합부에서 수지가 누설되거나 사용 중에 시트가 찢어지거나 터질 수 있다(예를 들면, 몰드 내에 너무 많은 양의 수지가 유입된 경우). 그 결과 극히 바람직하지 않는 수지와 사용자의 접촉이 발생한다.

도 4에 도시된 실시예는 이 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 실시예에서, 사용자는 상기 수지를 포함하는 몰드(10)를 통하여 직접 쳐다 보지 않으며, 상기 수지는 사용자의 눈으로부터 얼마간의 거리를 유지한다. 대신, 사용자는 상기 몰드(10)에 연결된 제 2 공동(40)을 통하여 보게 된다. 상기 제 2 공동(40)은 가변 초점 렌즈의 형태를 가지는 점 및 제 2 공동 내의 유체의 양이 시력 교정을 제공하도록 (예를 들면, 수동식 펌프(42), 주사기 등을 이용하여) 조정될 수 있다는 점에서 상기 몰드와 유사한 방식으로 형성된다.

상기 몰드(10) 내의 수지의 양이 상기 제 2 공동 내의 액체의 양에 따라서 조정되도록, 상기 몰드(10)는 상기 제 2 공동(40)의 종속장치로서 작동한다. 환언하면, 초점을 변화시키기 위하여 상기 제 2 공동 내에 액체를 유입시킬 때, 수지는 몰드(10) 내에도 유입된다. 마찬가지로, 액체가 상기 제 2 공동으로부터 제거될 때, 수지는 몰드(10)로부터 제거된다. 이와 같이 상기 제 2 공동 내의 액체의 양을 조정하기 위해 사용되는 수동식 펌프(42)에 센서를 설치하고, 이 센서에 의해 검출된 정보를 이용하여 몰드의 펌프(P)를 제어할 수 있다(도 4에서 수동식 펌프(42)와 수지 펌프(P)를 연결하는 점선에 의해 개략적으로 도시됨).

상기 제 2 공동 내의 액체의 양이 적절한 시력 교정을 제공하도록 조정되면, 상기 몰드(10)는 밀봉되고, 상기 수지는 경화되어 렌즈를 형성한다. (물론, 전술한 바와 같이, 경화시의 굴절율의 변화를 수정하기 위하여 조정 후에 상기 몰드 내에 수지를 주입하거나 몰드로부터 제거할 수 있다.)

사용자가 보게 되는 제 2 공동에 사용되는 액체는 사용자의 피부 또는 눈과 접촉되었을 때 유해하지 않는 것이야 한다. 물이나 특정 오일이 사용될 수 있다. 물론, 상기 수지와 상기 액체 사이의 굴절율의 차이를 감안하여 수지의 양을 조정해 주어야 할 것이다.

추가적인 변형예도 가능하다. 예를 들면, 사용자의 피부 또는 눈에 수지가 접촉하는 위험성이 없이 교정 안경을 제조할 수 있도록 각 사용자의 전방에 위치하는 두 개의 제 2 공동(이것도 안경의 형상임) 및 두 개의 몰드를 갖는 안경 형태의 성형장치를 제공할 수도 있다.

Claims (10)

1. 투명 수지로부터 시력 교정용 렌즈를 성형하는 방법에 있어서,

   렌즈가 성형되는 몰드 공동으로서, 렌즈의 전면 및 후면에 대응하는 몰드 공동의 양측면이 2개의 시트에 의해 형성되고, 상기 시트 중 적어도 하나가 유연한 것인 몰드 공동을 제공하는 단계;

   상기 몰드 공동을 투명 수지로 충진하는 단계;

   상기 시트에 의하여 형성되는 상기 렌즈의 형상에 의해 원하는 광학 파워가 제공되도록 상기 유연한 시트를 변형시키기 위하여 상기 공동 내의 수지의 양을 조정하는 단계; 및

   상기 수지를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 시트는 투명한 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 유연한 시트를 변형시키기 위하여 상기 공동 내의 수지의 양을 조정하는 것은 상기 렌즈의 형상 및 광학 파워가 최종 사용자의 시력에 적합될 수 있도록 렌즈의 최종 사용자가 상기 투명한 시트와 상기 수지를 통하여 보는 동안에 수행되는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 몰드 공동은 안경과 같은 광학 장치에 제공되는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 제 2 몰드 공동이 상기 광학 장치에 제공되는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 공동이 제공되고, 상기 제 2 공동은 상기 몰드 공동과 유사하고, 투명한 시트로부터 형성되는 전면 및 후면을 가지고, 상기 시트 중 적어도 하나가 유연하고, 상기 제 2 공동의 상기 시트의 유연성 또는 비유연성은 상기 몰드 공동의 대응하는 시트의 유연성 또는 비유연성에 대응하고, 상기 공동은 투명 액체로 충진되고; 상기 렌즈의 최종 사용자는 상기 제 2 공동을 통해 보게 되고, 상기 제 2 공동의 액체의 양은, 상기 시트에 의하여 형성되는 상기 렌즈의 형상이 원하는 광학 파워를 제공하도록, 상기 유연한 시트를 변형시키도록 조정되고, 상기 몰드 공동 내의 수지의 양은 상기 제 2 공동의 액체의 양에 대응하여 조정되는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
7. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용자의 필요조건에 따라 상기 몰드 공동 내의 수지의 양이 조절된 후에 상기 수지가 고화되었을 때 발생하는 굴절율의 변화를 허용하기 위해 상기 몰드 공동 내의 수지의 양을 조정하는 추가의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 수지는 열에 대한 노출에 의해 경화될 수 있는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 수지는 자외선 방사에 대한 노출에 의해 경화될 수 있는 자외선 경화 수지인 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.
10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 수지는 투명한 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 렌즈 성형 방법.

Images