KR101194488B1 - 한 쌍의 누진굴절력 렌즈 및 그 설계방법 - Google Patents

Abstract

좌우의 원용도수(遠用度數)가 다른 한 쌍의 누진굴절력(累進屈折力) 렌즈를 이용한 안경을 착용하여 사용할 때에, 양안시(兩眼視) 기능에 주어지는 문제점을 저감하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 좌우의 눈에 대응하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에 있어서, 한쪽의 누진굴절력 렌즈의 처방(處方)도수 및 착용상태로부터 결정되는 평균도수분포 및 비점수차분포와, 다른 한쪽의 누진굴절력 렌즈의 처방도수 및 착용상태로부터 결정되는 평균도수분포 및 비점수차분포를 대응시켜, 각각의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차(非点收差)분포를 변화시킨다.

Description

한 쌍의 누진굴절력 렌즈 및 그 설계방법 {PAIR OF PROGRESSIVE POWER LENS AND METHOD FOR DESIGNING SAME}

본 발명은 노시(老視)에서의 조절력 부족을 보충하기 위한 가입도수(加入度數)를 가지는 다초점 안경렌즈에 있어서, 굴절력이 연속적으로 변화하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈 및 그 설계방법에 관한 것이다.

누진굴절력 렌즈는 노시용 안경렌즈이면서 외관상은 용이하게 노시안경이라고 알아챌 수 없는 이점이나, 원거리로부터 근거리까지 끊어짐 없이 연속적으로 명확히 볼 수 있는 이점 등의 이유 때문에, 일반적으로 널리 이용되고 있다. 그렇지만, 한정된 렌즈면적 중에 경계선을 개입시키지 않고, 먼 곳을 보기 위한 시야와 가까운 곳을 보기 위한 시야, 또한 그들의 중간적인 거리를 보기 위한 시야라고 하는 복수의 시야를 배치하는 경우로부터, 각각의 시야의 넓이가 반드시 충분하지 않은 것이나, 주로 측방의 시야에 상의 일그러짐이나 흔들림을 느끼게 하는 영역이 존재하는 등, 누진굴절력 렌즈 특유의 결점이 있는 경우도 널리 알려져 있다.

이들의 결점을 개선하는 많은 선행기술이 제안되어 있지만, 그들의 선행기술은 개개의 처방(處方)도수나 착용상태에 따라, 보다 바람직한 평균도수분포나 수차(收差)분포를 준다고 하는 설계기술에 관한 것이 대부분이며, 좌우의 렌즈의 조합에 착안하여, 좌우 눈의 양안시 기능의 개선을 목적으로 한 것은 지극히 적다.

이들 선행기술에서는 개개의 처방도수나 착용상태에 따라 설계가 이루어지기 때문에, 좌우의 처방도수나 착용상태가 같으면, 좌우의 렌즈의 설계는 동일하게 된다. 다만, 근방시(近方視)(가까운 곳을 보는 경우)에서의 시선의 폭주(輻輳)의 방향은 좌우로 반대로 되기 때문에, 보다 정확하게 표현하면, 양안(兩眼)의 중앙을 경계로 하여 서로 거울에 비친 것 같은 설계(일반적으로 경면(鏡面)대칭으로 불림)로 하고 있다. 이 평균도수분포나 수차분포는 각각의 누진굴절력 렌즈 특유의 「설계」로서 취급되는 것이 일반적이다.

최근의 설계기술의 진보에 의해, 주로 시선과 렌즈면이 직교할 수 없는 것에 기인하는 비점수차(非点收差)의 발생이나 도수의 변화를 제거 혹은 저감하기 위한 「보정작용」을 가하는 설계방법이 가능하게 되었다. 이것은 광선추적으로 불리는 광학설계기술을 이용하고 있고, 일반적으로 「투과설계」나 「비구면설계」로 불리고 있으며, 착용자가 렌즈를 실제로 착용한 상황에서 본래의 광학적 기능을 얻기 위한 설계방법이다. 이 「보정작용」은 원리적으로 렌즈의 외면, 내면, 양면 중 어느 면에도 실시하는 것이 가능하고, 또, 최근의 가공기술의 진보에 의해, 반드시 미리 준비해 두는 반완성품에 실시해 둘 필요는 없으며, 수주(受注) 후에 설계하여 가공하는 것도 가능하게 되어 있다.

그렇지만, 종래기술의 「보정작용」의 내용은 주로 강도(强度)도수나 난시(亂視)도수에 부수한 수차의 발생이나 도수의 변화의 제거나 저감이 목적이며, 어디까지나 좌우 눈의 개개의 처방도수나 착용상태에 따른 설계가 이루어지고 있는 것에 지나지 않아, 좌우 눈의 처방도수의 차이에 대응하고 있지는 않다.

좌우의 도수가 다른 안경의 착용자에 대한 문제점을 개선하기 위한 종래기술의 하나로서, 예전부터 슬래브 오프(slab off)로 불리는 가공기술이 있다. 이것은 주로 좌우의 근방시에서의 상하방향의 프리즘차이를 해소하기 위해서, 렌즈의 원용(遠用)부 영역과 근용(近用)부 영역 중 한쪽에만 상하방향의 프리즘 작용을 부여하기 위한 절제가공을 실시하는 것이다. 이 슬래브 오프에 대해서, 일반적으로 공개되어 있는 보다 상세한 자료로서 「'82 HOYA 시니어렌즈제작 도수범위표(1987년 2월 1일로부터) P45」등이 있다.

이 종래기술의 결점으로서는 절제가공이 실시된 렌즈의 원근영역의 경계에 2종류의 면이 교차하는 경계선(면이 절곡한 능선)이 생겨 눈에 띄는 것이나, 그 경계선을 경계로 프리즘 작용의 급격한 변화의 결과로서, 이미지 점프라고 불리는 상의 도약(跳躍)이 생기는 것 등이 있다. 또한, 누진굴절력 렌즈에 대해서도 이 슬래브 오프를 실시하는 것은 가능하지만, 먼 곳 영역과 가까운 곳 영역과의 사이에 수평방향의 경계선이 발생하는 것은 피할 수 없어, 「경계선을 가지지 않음」이라고 하는 통상의 누진굴절력 렌즈의 중요한 장점이 없어져 버린다.

또, 좌우의 원용도수가 다른 누진굴절력 렌즈에 대해, 이와 같은 경계선을 발생시키지 않고, 좌우의 근방시에서의 상하방향의 프리즘차이를 해소 또는 저감하기 위한 방법이 제안되고 있다(특허문헌 1 참조).

이 기술은, 좌우의 누진대(累進帶)에서의 도수변화의 방법에 차이를 가지게 함으로써, 좌우의 근용부의 프리즘 도수에 차이를 가지게 하도록 하는 것이다. 예를 들면, 같은 가입도수라도 원용부로부터 근용부에 이르는 누진대의 도수변화가 처음에는 완만하고 최후에는 급속히 증가하는 경우와 반대로, 처음에는 급격하고 최후에는 완만하게 증가하는 경우에서는 누진대에서의 평균적인 부가 굴절력이 다르게 되어, 원용부로부터 일정거리만큼 아래쪽으로 떨어진 근용부의 상하방향의 프리즘 작용에 차이가 발생한다. 이 프리즘차이로 상쇄시킴으로써, 상술의 좌우의 원용도수차에 기인하는 근용부의 상하방향의 프리즘차이를 감소시킬 수 있다. 그렇지만 이 방법에서는 누진대의 도중에서의 부가 굴절력이 좌우로 다르기 때문에, 중간시에서의 양안시에 문제점이 발생한다고 하는 문제가 있다.

이들의 종래의 기술에 공통된 사고 방식은 좌우의 원용(遠用) 도수차에 기인하는 좌우의 프리즘차이 자체를 해소하도록 하고 있는 것이다. 그렇지만, 경계선을 발생시키는 전자의 슬래브 오프의 방법에서는 누진굴절력 렌즈에서 지극히 중요한 「시야의 연속성」이 없어진다. 또, 누진대의 도수를 바꾸어 버리는 후자의 특허문헌 1에 기재의 방법에서는 「시야의 연속성」은 유지되지만, 누진대를 통해 바라보는 중간 시야가 손상된다.

한편, 이들의 프리즘차이 자체를 해소하는 것이 아니라, 프리즘차이가 일으키는 시선의 차이에 의한 악영향을 렌즈상의 수차나 도수의 분포를 바꾸는 것으로 저감시키도록 하는 종래기술도 존재한다.

도 21은 좌우 다른 근용(近用) 도수의 누진굴절력 렌즈(11L, 11R)에 의해, 정면의 예를 들면 거리 40㎝의 근방시표(近方視標)(TN)를 좌안(12L) 및 우안(12R)으로 볼 때 발생하는 수평방향의 프리즘차이와, 그것에 의해 생기는 좌우 눈의 시선의 방향의 변화를 나타낸 도면이다. 여기서, 도면 중에서의 각 기호의 첨자(R, L)는 각각 우안, 좌안에 대응하고 있고, 점(O_L, O_R)은 안구의 선회중심점, 점(P_L0, P_R0)은 정면시의 시선과 렌즈 외면과의 교점, 점(P_L, P_R)은 근방시의 시선과 렌즈 외면과의 교점, H_L, H_R은 정면시로부터 근방시에 이르는 안구의 폭주작용에 대응한 변위량, 파선 화살표(E_L, E_R)는 눈의 축방향, 실선 화살표(V_L, V_R)는 렌즈로부터 시표(Tn)의 시선방향을 나타내고 있다. 도 21에 나타내는 예에서는, 근방시의 시선과 렌즈 외면과의 교점에서의 좌우의 렌즈(11L, 11R)의 프리즘 작용의 차이에 따라, 눈의 축방향과 시선방향과의 차이가 좌우로 차이가 나는 것을 알 수 있다.

이와 같은 좌우가 다른 근용도수의 누진굴절력 렌즈로 정면의 근방시표(Tn)를 볼 때, 양호한 양안시를 얻기 위해서는, 렌즈상의 시선의 통과위치인 시선과 렌즈와의 교점에서의 부가 굴절력은 서로 같고, 비점수차는 제로인 것이 바람직하다. 따라서, 일반적으로 「근용부의 안쪽 치우침 양」으로 불리는 변위량을 근용도수(보다 자세하게는 근용도수의 수평방향 성분)에 대응하여 바꾸는 것은 양호한 양안시를 얻기 위해서 유효하다. 이와 같은 선행기술은「에르고노믹·인셋(ergonomic·inset)」이나 「버라이어블·인셋(variable·inset)」 등의 명칭으로 불리며, 이미 제품화되어 있다.

또, 예를 들면, 늦어도 2001년에는 프랑스의 BBGR사 제품에서 제품명 Evolis라고 하는 누진굴절력 렌즈가 시판되고 있으며, 근시계의 노시에 대해서는 적은 안쪽 치우침 양과 짧은 누진대의 길이를, 원시계의 노시에 대해서는 많은 안쪽 치우침 양과 긴 누진대의 길이를, 그리고 정시계(正視系)의 노시에 대해서는 그들의 중간적인 양이나 길이가 되도록 변화시키고 있다.

이들의 설계수법은 「좌우의 프리즘차이 자체를 저감하는 것이 아니라, 그것에 의한 2차적인 악영향을 저감시킨다」라고 하는 의도를 가지고 설계되어 있다.

그렇지만, 이들의 선행기술은 근방시일 때의 시선의 통과위치의 변화에 대해서 지극히 간략한 분류와 그 대응만 하고 있을 뿐으로, 충분한 개량이라고는 할 수 없다.

예를 들면, 상기 「에르고노믹·인셋」이나 「버라이어블·인셋」 등의 선행기술에서는 수평방향의 위치 차이의 대응만 하고 있을 뿐으로, 상하방향의 위치 차이의 대응은 되어 있지 않다.

또, 상기 Evolis에서는 원용도수를 근시, 원시, 정시(正視)의 3종류밖에 분류하고 있지 않다. 따라서, 좌우의 원용도수에 아무리 큰 차이가 있어도 좌우의 눈이 같은 분류인 경우에는 어떤 개선도 실행되지 않게 된다. 또 만일, 좌우의 분류가 차이가 났다고 해도 분류 자체가 3종류밖에 없기 때문에, 「근시와 정시, 정시와 원시, 근시와 원시」의 3종류의 조합만의 대응이 되어, 좌우의 원용도수의 도수차에 대응한 개선이라고는 할 수 없다.

만일, 원용도수를 더욱 상세하게 분류하고, 그 분류에 따라 여러 가지 안쪽 치우침 양이나 누진대의 길이의 조합을 설정했다고 해도 편안(片眼)의 원용도수로 편안의 설계가 결정된다고 하는 구성에 변화는 없다. 즉, 다른 한쪽의 원용도수와의 관련이 고려되지 않는 한, 양안시에 대응한 누진굴절력 렌즈라고는 할 수 없다.

게다가, 이들의 선행기술은 좌우 눈의 근방시야의 위치맞춤뿐으로, 원방시(遠方視), 측방시, 근방시, 중간시 등의 모든 누진굴절력 렌즈의 시야 영역에 대한 양안 시야의 개선을 제안하고 있는 종래기술은 없다.

또, 누진굴절력 렌즈의 변경에 따른 도수변화나 소재의 굴절률의 변화에 대응하여, 「이전의 렌즈」와 같은 자세로 물건을 볼 수 있도록 한 기술이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조.). 그렇지만 이 경우, 발명의 목적이 단지 안경의 변경에서의 「이전의 렌즈」와의 위화감을 줄이는 것에 있으며, 양안 시야의 개선을 목적으로 하고 있지 않다.

또한, 일반적으로 도수차가 있는 경우의 렌즈의 좌우의 볼록면 측의 커브나 두께를 맞추는 등의 기술은 알려져 있지만, 그들은 상술의 누진굴절력 렌즈의 구성에서의 원방시, 측방시, 근방시, 중간시 등의 모든 누진굴절력 렌즈의 시야 영역에 대한 양안 시야의 개선을 개시하는 기술은 아니며, 양안시를 위한 평균도수분포 및 비점수차분포의 구성을 제안하고 있는 것도 아니다.

특허문헌 1 : 일본국 특허 제3788083호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개2006-285200호 공보

상술한 바와 같이, 종래기술에 있어서, 좌우의 원용도수가 다른 누진굴절력 렌즈 안경이 착용자의 양안시 기능에 주어지는 문제점을 저감 혹은 해소하는 기술은 제안되어 있지 않다.

원래, 양안시 기능이란, 뇌를 포함하는 시각 시스템이 가지는 동시보기나 입체보기, 융상(融像) 등의 고도의 기능을 의미하고, 안경이나 안경렌즈가 가지고 있는 기능은 아니다. 그렇지만, 이들의 동시보기나 입체보기, 융상 등의 기능은 모두 양호한 양안시를 전제로 하고 있으며, 양안시를 방해하는 안경의 사용이 양안시 기능을 해치게 하는 결과가 되는 것은 자명하다. 따라서, 양안시를 방해하는 것이 적은 안경을 제공함으로써, 안경착용자의 시각 시스템이 가지는 본래의 양안시 기능이 충분히 발휘되도록 할 수 있다.

이상의 문제를 감안하여, 본 발명은 좌우의 원용도수가 다른 누진굴절력 렌즈를 이용한 안경을 착용하여 사용할 때에, 양안시 기능에 주어지는 문제점이 저감된 한 쌍의 누진굴절력 렌즈 및 그 설계방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 원용도수가 좌우로 다른 한 쌍의 누진굴절력 렌즈를 설계하는 방법으로서,

상기 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 렌즈성분을 원용도수와 가입도수가 좌우로 동일한 한 쌍의 누진굴절력 렌즈성분과, 좌우 다른 도수의 한 쌍의 단(單)초점 렌즈성분으로 나누고,

상기 단초점 렌즈성분을 가지는 렌즈를 착용하여 양안시를 하는 경우에 정면 먼 곳으로부터 소정의 방위각을 향하여 정면 이외의 먼 곳으로 시선을 옮길 때의 좌우 눈의 렌즈상의 시선이동거리의 비율을 산출하며,

상기 누진굴절력 렌즈성분을 가지는 렌즈의 편안용 또는 양안용의 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포에 대해, 상기 비율에 따른 보정을 가함으로써,

양안시에서의 좌우의 시선에 대한 평균도수 및 비점수차의 차이에서 상기 좌우의 원용도수차 이외의 수차의 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 원용도수가 좌우로 다른 한 쌍의 누진굴절력 렌즈로서,

상기 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 렌즈성분을 원용도수와 가입도수가 좌우로 동일한 한 쌍의 누진굴절력 렌즈성분과, 좌우로 도수가 다른 한 쌍의 단초점 렌즈성분으로 나눈 경우에, 상기 단초점 렌즈성분을 가지는 렌즈를 착용하여, 정면 먼 곳으로부터 소정의 방위각을 향하여 정면 이외의 먼 곳으로 시선을 옮길 때의 상기 렌즈상에서 산출되는 좌우 눈의 시선이동거리의 비율에 따라, 상기 누진굴절력 렌즈성분을 가지는 렌즈의 편안용 또는 양안용의 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포가 보정되고,

양안시에서의 좌우의 시선에 대한 평균도수 및 비점수차의 차이에서 상기 좌우의 원용도수차 이외의 수차의 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 한 쌍의 누진굴절력 렌즈 및 그 설계방법에서는 좌우 각각의 누진굴절력 렌즈의 렌즈성분을 원용도수와 가입도수가 좌우로 동일한 한 쌍의 누진굴절력 렌즈성분과, 좌우로 원용도수가 다른 한 쌍의 단초점 렌즈성분으로 나누고, 누진굴절력 렌즈성분의 평균도수분포 및 수차분포를 적절한 비율만큼 응축시키거나 분산시키거나 하는 설계상의 변경을 가하는 것이다.

그리고, 그 비율의 지표로서 좌우의 각 누진굴절력 렌즈상에서의 시선의 변위량의 비율을 이용한다. 기준도수의 렌즈를 이용하는 경우는, 이 기준도수의 렌즈상과 좌우의 처방도수의 누진굴절력 렌즈상에서의 시선의 변위량의 비율을 이용한다. 그리고 이 비율에 근거하여, 각 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포를 변경함으로써, 양안의 시선이 통과하는 렌즈상의 위치에서의 광학적 상황, 즉 평균도수분포 및 비점수차분포를 서로 접근시킬 수 있다. 이것에 의해, 착용자의 양안시 기능이 손상되는 정도를 저감할 수 있다.

즉, 본 발명의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법에 의하면, 좌우 눈의 처방도수에 도수차가 있는 환자에 대해서, 누진굴절력 렌즈의 안경을 조제하는 경우, 그 도수차에 기인하는 양안시 기능에 주어지는 문제점이 저감되는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법을 제공할 수 있다.

도 1의 A 및 B는 좌우의 도수가 다른 마이너스 도수의 누진굴절력 렌즈에서의 우측방시에서의 양안시의 변위의 차이를 나타내는 설명도이다.
도 2의 A 및 B는 좌우의 도수가 다른 마이너스 도수의 누진굴절력 렌즈에서의 좌측방시에서의 양안시의 변위의 차이를 나타내는 설명도이다.
도 3의 A 및 B는 좌우의 도수가 다른 플러스 도수의 누진굴절력 렌즈에서의 우측방시에서의 양안시의 변위의 차이를 나타내는 설명도이다.
도 4의 A 및 B는 좌우의 도수가 다른 플러스 도수의 누진굴절력 렌즈에서의 좌측방시에서의 양안시의 변위의 차이를 나타내는 설명도이다.
도 5의 A 및 B는 좌우의 도수가 다른 마이너스 도수의 누진굴절력 렌즈에서의 위쪽의 시야에서의 양안시의 변위의 차이를 나타내는 설명도이다.
도 6의 A 및 B는 좌우의 도수가 다른 마이너스 도수의 누진굴절력 렌즈에서의 아래쪽의 시야에서의 양안시의 변위의 차이를 나타내는 설명도이다.
도 7의 A 및 B는 좌우의 도수가 다른 플러스 도수의 누진굴절력 렌즈에서의 위쪽의 시야에서의 양안시의 변위의 차이를 나타내는 설명도이다.
도 8의 A 및 B는 좌우의 도수가 다른 플러스 도수의 누진굴절력 렌즈에서의 아래쪽의 시야에서의 양안시의 변위의 차이를 나타내는 설명도이다.
도 9는 누진굴절력 렌즈의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1의 누진굴절력 렌즈의 원용도수의 강약의 상이(相異)를 비율로서 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2의 누진굴절력 렌즈의 원용도수의 강약의 상이를 비율로서 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 3의 누진굴절력 렌즈의 원용도수의 강약의 상이를 비율로서 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 4의 누진굴절력 렌즈의 원용도수의 강약의 상이를 비율로서 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 5의 누진굴절력 렌즈의 원용도수의 강약의 상이를 비율로서 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 6의 누진굴절력 렌즈의 원용도수의 강약의 상이를 비율로서 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 7의 누진굴절력 렌즈의 원용도수의 강약의 상이를 비율로서 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이다.
도 17의 A 및 B는 본 발명의 실시형태에 관한 누진굴절력 렌즈에서의 표준의 비점수차분포 및 평균도수분포를 나타내는 도면이다.
도 18의 A 및 B는 본 발명의 실시형태에 관한 누진굴절력 렌즈에서의 확대처리를 한 비점수차분포 및 평균도수분포를 나타내는 도면이다.
도 19의 A 및 B는 본 발명의 실시형태에 관한 누진굴절력 렌즈에서의 축소처리를 한 비점수차분포 및 평균도수분포를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시형태에 관한 누진굴절력 렌즈의 설계방법의 플로우차트를 나타내는 도면이다.
도 21은 종래의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에서의 근방시에서의 양안의 시선의 변위를 나타내는 설명도이다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태의 예를 설명하지만, 본 발명은 이하의 예에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 처방도수(處方度數)에서 좌우의 원용(遠用)도수가 다르고, 그 처방에 근거하여 설계된 한 쌍의 누진굴절력 렌즈를 사용한 안경의 착용자에서의 양안시 기능의 문제에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.

도 1 ~ 도 8은 좌우 눈의 원용도수가 차이가 나는 누진안경의 착용자가 정면 이외의 방향을 양안으로 보고 있을 때의 안축(眼軸)방향(E)과 시선(視線)방향(V)을 나타내는 도면이다.

도 1 ~ 도 4는 특히 측방 방향을 양안으로 보고 있을 때의 도면이며, 모두 안경착용자의 두상으로부터 바라본 도면이다. 도 5 ~ 도 8은 특히 상하방향을 양안으로 보고 있을 때의 도면이며, 모두 안경착용자의 측면에서 바라본 도면이다.

각 도면 모두, 좌우 다른 원용도수의 누진굴절력 렌즈(1_L, 1_R)에 의해, 무한히 먼 곳을 좌안(2_L) 및 우안(2_R)으로 볼 때 발생하는 수평방향 또는 상하방향의 프리즘차이와, 그것에 의해 생기는 좌우 눈의 시선의 방향의 변화를 나타낸 도면이다.

또한, 안광학(眼光學)상 엄밀하게는 안축과 시선의 방향은 조금 다르지만, 실질적으로 그 차이의 영향은 무시할 수 있는 정도이므로, 설명상, 실질적으로 동일하게 간주하여 취급하고 있다. 따라서, 안축과 시선의 방향의 상이는 렌즈의 프리즘 작용에 의해서만 생기는 것으로 한다. 물론, 상기 차이를 조합하는 것이 필요하게 되는 경우에는 그것을 보정값으로서 집어넣음으로써 대응할 수 있다.

도면에 사용하고 있는 부호 및 기호의 설명은 다음과 같다.

도 1 ~ 도 8의 각 도면에서 이용되고 있는 기호의 첨자 R은 Right의 약자, L은 Left의 약자로서, 방향의 표시 및 렌즈에서는 우안, 좌안을 의미한다.

또, 도 1 ~ 도 8의 각 도면에서 이용되고 있는 기호의 첨자 A는 A도(도 1의 A ~ 도 8의 A), 기호의 첨자 B는 B도(도 1의 B ~ 도 8의 B)에 사용되고 있다.

점(O_L, O_R)은 안구의 선회중심점, 점(P_L0, P_R0)은 정면 먼 곳을 보고 있을 때의 시선과 렌즈 외면과의 교점,

점(P_LA), 점(P_RA), 점(P_LB), 점(P_RB)은 정면 이외(측방, 상하, 기울기)의 먼 곳으로 눈을 향하고 있을 때의 시선 및 안축과 렌즈 외면과의 교점,

부호(H_LA), 부호(H_RA), 부호(H_LB), 부호(H_RB)는 A, B 각각의 도면에서의 좌우의 렌즈 외면상에서의 정면 먼 곳 시점과 정면 외의 먼 곳 시점과의 수평방향의 거리,

파선 화살표로 나타내는 부호(E_LA), 부호(E_RA), 부호(E_LB), 부호(E_RB)는 각각 안축의 방향,

실선 화살표로 나타내는 부호(V_LA), 부호(V_RA), 부호(V_LB), 부호(V_RB)는 각각 렌즈 외면으로부터 전방으로의 시선방향을 나타내고 있다.

또한, 도 1 ~ 도 8에서 A의 도(도 1의 A ~ 도 8의 A)에서는 좌우의 안축방향은 평행의 표시이지만, 좌우의 시선방향은 평행이 아니고, B의 도(도 1의 B ~ 도 8의 B)에서는 좌우의 시선방향은 평행의 표시이지만, 좌우의 안축방향은 평행은 아니다.

다음으로, 도 1 ~ 도 8의 내용에 대해 설명한다.

도 1의 A 및 도 1의 B는 좌안에 비해 우안이 보다 강한 마이너스의 원용도수인 안경의 착용자가 우측 먼 곳을 양안으로 보고 있을 때의 안축방향과 시선방향을 나타내는 도면이다.

도 1의 A는 좌우의 도수차를 고려하고 있지 않은 종래의 누진 설계의 사고 방식에서의 문제점이나 모순의 설명도이다. 상술한 바와 같이, 종래기술의 누진굴절력 렌즈에서는 양안의 중앙을 경계로 하여 서로 거울에 비친 것 같은 설계(일반적으로 경면대칭으로 불림)로서 근방시에서의 폭주작용에 대응하고 있다. 그런데 원방시에서는 폭주작용이 일어나지 않기 때문에, 좌우 눈의 안축방향(E_LA, E_RA)은 평행이며, 원방시에서의 좌우의 시선의 렌즈상에서의 변위량(H_LA, H_RA)은 동일한 것으로 상정되어 있다. 그렇지만, 이들은 좌우의 원용도수가 동일한 경우에만 성립하며, 동일하지 않은 경우에는 하기의 같은 문제점이나 모순이 발생한다.

도 1의 A에서 좌우 눈의 안축방향(E_LA, E_RA)은 평행이고, 그 결과, 좌우 렌즈상에서의 변위량(H_LA, H_RA)도 거의 같아져 있지만, 좌우의 렌즈 도수의 차이 때문에 렌즈 외면상에서의 임의의 점(점(P_LA), 점(P_RA))에서의 프리즘 작용이 차이가 난다. 이 때문에 좌우의 시선방향(V_LA)와 시선방향(V_RA)은 평행하게 되지 않고, 우측 먼 곳에 있는 시표를 똑바로 양안시 할 수 없다. 왜냐하면, 만일 좌안의 시선방향(V_LA)이 똑바로 먼 곳의 시표를 포착하고 있다고 하면, 이것과 평행이 아닌 우안의 시선방향(V_RA)이 먼 곳의 시표를 포착하는 것은 있을 수 없기 때문이다.

이와 같을 때, 안경착용자는 무의식중에 안축방향을 보정하고, 좌우의 시선방향을 똑바로 시표를 향하게 함으로써 양안시를 가능하게 하고 있는 것이라고 생각할 수 있다.

이 상황을 도시한 것이 도 1의 B이며, 좌우의 시선방향(V_LB와 V_RB)이 평행하게 되어 있다. 즉, 종래 도 1의 A와 같이 잘못 파악되어 있던 양안시에서의 안축이나 시선의 방향을 실태(實態)에 맞추어 도시한 것이 도 1의 B이다.

도 1의 B에서 제1 문제가 되는 것은 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)이 눈으로부터 멀어짐에 따라 접근하고 있는 것이다. 즉, 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)은 조절긴장(調節緊張)을 수반하지 않는 원방시임에도 불구하고 폭주를 강요당하고 있는 것을 알 수 있다.

다음으로, 제2 문제는 도 1의 B에서 좌우의 렌즈상에서의 각각의 변위량은 좌안의 변위량이 우안의 변위량보다 크게 되어 있다(H_LB > H_RB). 즉, 원방시임에도 불구하고 폭주를 강요당한 결과, 양안의 시선이 통과하는 렌즈상의 위치에 차이가 생기고 있다.

상술과 같이 도 1의 A에서의 좌우 눈의 변위량은 동일한(H_LA = H_RA)하기 때문에, 안경착용자가 무의식 중에 도 1의 B와 같이 양안의 안축방향을 보정하고 있다고 가정하면, H_LB > H_LA, H_RB < H_RA로 되어 있는 것이라고 생각할 수 있다.

이와 같이 렌즈상에서의 좌우 눈의 변위량이 다르면(H_LB > H_RB), 좌우 눈의 시선이 통과하는 렌즈상에서의 평균도수나 비점수차가 달라져 버린다.

따라서, 누진굴절력 렌즈의 좌우의 설계(평균도수분포 및 비점수차분포)를 종래기술과 같이 경면대칭으로 하지 못하고 다른 구성으로 하여, 상기의 좌우 눈의 시선이 통과하는 렌즈상에서의 평균도수나 비점수차를 실질적으로 근사시킴으로써, 양안시의 저해 요인을 막을 수 있다.

도 2의 A 및 도 2의 B는 도 1과 동일한 안경의 착용자가 좌측 먼 곳을 보고 있을 때의 안축방향과 시선방향을 나타내는 도면이다. 상술의 도 1의 B와의 차이점은 도 2의 B에서의 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)이 눈으로부터 멀어짐에 따라 떨어져 있는 것이다. 즉, 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)은 조절이완(調節弛緩)을 수반하지 않는 원방시임에도 불구하고 개산(開散)을 강요당하고 있다. 이것에 의한 문제점의 발생도, 상술과 같다.

도 3의 A 및 도 3의 B는 좌안에 비해 우안이 보다 강한 플러스의 원용도수인 안경의 착용자가 우측 먼 곳을 양안으로 보고 있을 때의 안축방향과 시선방향을 나타내는 도면이다.

착용자의 안경이 마이너스의 원용도수가 아니고, 플러스의 원용도수인 경우는 완전히 반대의 상황이 된다. 상술의 도 1의 B와의 차이점은 도 3의 B에서 렌즈상에서의 좌우 눈의 변위량의 경향이 반대로 되어 있다(H_LB < H_RB). 그 결과, 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)은 조절이완을 수반하지 않는 원방시임에도 불구하고 개산을 강요당하고 있다.

도 4의 A 및 도 4의 B는 안경의 착용자가 좌측 먼 곳을 보고 있을 때의 안축방향과 시선방향을 나타내는 도면이다. 상술의 도 1의 B와의 차이점은 도 4의 B에서 렌즈상에서의 좌우 눈의 변위량의 경향이 반대로 되어 있다(H_LB < H_RB). 그 결과, 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)은 조절긴장을 수반하지 않는 원방시임에도 불구하고 폭주를 강요당하고 있다.

이와 같이, 좌우의 원용도수가 다른 안경의 착용자가 좌우의 측방 먼 곳을 양안시하는 경우에는, 조절긴장이나 조절이완을 수반하지 않는 부자연스러운 폭주나 개산을 강요당한다고 하는 문제점이 생기고 있다. 또, 이들의 폭주나 개산은 좌우 눈의 시선이 통과하는 렌즈상의 위치를 바꾸어 버리기 때문에, 양안에 대한 수차나 도수의 변화에 차이가 생겨 양안시의 저해 요인이 되고 있다.

상기의 문제는 시표가 먼 곳에 있는 경우였지만, 시표가 근방에 있었다고 해도 기본적인 차이는 없다. 근방시의 경우는 생리적인 폭주작용이 양안에 부가되고, 그에 따라 양안의 프리즘이나 안축방향도 변화하지만, 상술의 원방시에서의 변화에 가산될 뿐으로, 좌우의 도수차가 양안시의 저해 요인이 되고 있다고 하는 기본적인 상황에 변화는 없다.

또 이와 같은 문제점은 좌우의 원용도수가 다른 안경의 착용자가 좌우의 측방 먼 곳을 양안시하는 경우에 한정되는 것이 아니고, 상하방향의 양안시에서도 동일한 문제가 생기고 있다. 또한, 여기서 말하는 「상하방향」이란, 먼 곳뿐만이 아니라, 근방의 경우도 마찬가지이다. 근방시에 부수하여 일어나는 시선이나 안축방향의 변화는 폭주이며, 상하방향에는 무관하다.

도 5의 A 및 도 5의 B는 좌안에 비해 우안이 보다 강한 마이너스의 원용도수인 안경의 착용자가 위쪽을 양안으로 보고 있을 때의 안축방향과 시선방향을 나타내는 도면이며, 모두 안경착용자의 측면에서 바라본 도면이다. 여기서는 도면의 작성의 형편상, 좌안과 우안의 도면을 상하로 배치하여 나타낸다. 이들의 도면에서의 각 기호의 의미는 도 1의 A 및 도 1의 B와 동일하다. 상술의 도 1의 B와의 차이점은 도 5의 B에서의 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)이 눈으로부터 멀어짐에 따라 상하로 떨어져 있는 것이다. 이것은 상술한 바와 같이, 원방시뿐만이 아니라 근방시에서도 마찬가지이며, 도 5의 B는 안경착용자의 측면에서 바라본 도면이기 때문에, 양안의 근방시의 시선방향(V_LB, V_RB)은 평행하다.

즉, 이것에 의한 문제점의 발생도 본 발명에 의한 과제의 해결방법도 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)이 어긋나는 방향이 수평방향인지 상하방향인지의 차이뿐이다.

도 6의 A 및 도 6의 B는 안경의 착용자가 아래쪽을 보고 있을 때의 안축방향과 시선방향을 나타내는 도면이다. 상술의 도 1의 B와의 차이점은 도 6의 B에서의 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)이 눈으로부터 멀어짐에 따라 상하로 가까워지고 있는 것이다.

도 7의 A 및 도 7의 B는 좌안에 비해 우안이 보다 강한 플러스의 원용도수인 안경의 착용자가 위쪽을 양안으로 보고 있을 때의 안축방향과 시선방향을 나타내는 도면이며, 모두 안경착용자의 측면에서 바라본 도면이다. 이 착용자의 안경이 마이너스의 원용도수가 아니고, 플러스의 원용도수인 경우는 완전히 반대의 상황이 된다. 상술의 도 1의 B와의 차이점은 도 7의 B에서의 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)이 눈으로부터 멀어짐에 따라 상하로 가까워지고 있는 것이다.

도 8의 A 및 도 8의 B는 안경의 착용자가 아래쪽을 보고 있을 때의 안축방향과 시선방향을 나타내는 도면이다. 상술의 도 1의 B와의 차이점은 도 8의 B에서의 양안의 안축방향(E_LB, E_RB)이 눈으로부터 멀어짐에 따라 상하로 떨어져 있는 것이다.

이와 같이, 좌우의 원용도수가 다른 안경의 착용자가 상하방향을 양안시하는 경우에는 양안의 시축(視軸)이 상하방향으로 가까워지거나 떨어지거나 한다고 하는, 좌우가 같은 원용도수라면 일어나지 않는 것을 강요당한다고 하는 문제점이 생기고 있다. 또, 이들은 좌우 눈의 시선이 통과하는 렌즈상의 위치를 바꾸어 버리기 때문에, 좌우 눈의 시선통과위치의 평균도수나 비점수차가 변화하는 결과가 되어, 양안시의 저해 요인이 되고 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명자들은 이상과 같은 양안시의 눈의 생리학적인 고찰을 거듭하여, 이들의 양안시의 저해 요인은 좌우의 원용도수가 다른 누진굴절력 렌즈를 통하여, 원방시, 측방시, 근방시, 중간시 등 모든 방향을 양안시할 때, 좌우의 원용도수차에 기인하는 좌우의 시선통과위치의 변화를 예측하고, 좌우의 원용도수차와 좌우 눈의 시선통과위치의 평균도수나 비점수차의 변화량과의 차이가 감소하도록 렌즈상의 평균도수분포나 비점수차분포를 미리 바꾸어 두는 것에 의해서, 개선할 수 있다고 하는 결론에 이르렀다.

즉, 좌우 다른 원용도수를 가지는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 착용에 있어서, 좌우 눈의 시선통과위치의 평균도수나 비점수차가 변화한다고 하는 것은 양안시하는 방향에 의해서 좌우의 원용도수차 이외의 여분의 차이가 발생한다고 하는 것이 되어, 양안시에서의 저해 요인이 된다. 따라서, 이들의 여분의 차이가 완전히 없어지는 것이 이상적이지만, 종래보다 적게 되는 것만으로도 양안시에서의 저해 요인이 저감되게 되어, 본 발명의 효과를 발휘하게 된다.

또, 본 발명은 렌즈상의 도수나 수차분포가 일정하지 않은 단초점 렌즈를 포함하는 모든 안경 렌즈에 대해서도 적용할 수 있고, 특히 누진굴절력 렌즈에 대해서 현저한 것이 되는 것을 알 수 있었다. 안경 렌즈의 유효시야는 안경 프레임의 형상이나 착용 상황에서도 그 영향을 받으므로, 본원 발명의 구성이 적어도 안경 렌즈 중앙의 직경 30㎜ 이내의 영역에서 실시되면, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다. 구체적으로는, 원용도수의 차이와 양안시에서의 좌우의 시선에 대한 평균도수 및 비점수차의 차이와의 차이를 0.25디옵터(diopter) 이내로 하는 것이 가능하다. 0.25디옵터는 지극히 특수한 경우를 제외하여, 당업자 사이에 사용되고 있는 안경 렌즈의 도수표시의 최소 피치이며, 양안시를 사실상 방해하지 않는 양안의 도수차의 한계로서 충분히 작은 값이라고 생각할 수 있다.

다음으로, 양안시 기능을 고려한 한 쌍의 누진굴절력 렌즈 및 그 설계방법에 대해서 각 실시형태에 따라 설명한다.

[1] 제1 실시형태

먼저, 본 발명의 제1 실시형태로서, 원용도수에 난시도수가 포함되지 않은 예로서 실시예 1 ~ 3에 대해 설명한다.

표 1은 본 발명의 실시예 1 ~ 실시예 3에서의 좌우의 원용도수와 그 도수차가 일으키는 시선의 변위량의 비를 구한 결과를 나타내는 일람표이다.

표 1의 부호 및 표기에 대해 설명한다. 또한, 하기의 부호는 안경의 착용자가 실제로 폭주나 개산 등을 강요당하고 있는 상황을 설명하는 도 1의 B, 도 2의 B, … 도 8의 B에 나타내는 부호를 사용하고 있다.

부호 DL은 좌측 원용도수(디옵터), 부호 DR은 우측 원용도수(디옵터), 부호 DC는 오른쪽도 왼쪽도 아닌 제3 도수로서 기준도수(디옵터)를 의미하고, 여기서는 좌우의 평균원용도수(디옵터)를 이용하고 있다. 부호 OP는 안구의 선회중심점으로부터 렌즈 볼록면의 중심점까지의 거리(㎜)이다.

부호 H_LB는 좌안변위량을 의미하며, 좌측의 렌즈 볼록면 중심점(P_LO)으로부터 정면 이외의 양안 원방시를 하고 있을 때의 좌안의 시선과 렌즈 볼록면과의 교점(P_LB)까지의 거리(㎜)이고, 부호 H_RB는 우안변위량을 의미하며, 우측의 렌즈 볼록면 중심점(P_RO)으로부터 정면 이외의 양안 원방시를 하고 있을 때의 우안의 시선과 렌즈 볼록면과의 교점(P_RB)까지의 거리(㎜)이다. 부호 HC는 기준변위량을 의미하며, 기준도수를 가지는 렌즈의 볼록면 중심점으로부터 정면 이외의 양안 원방시를 하고 있을 때의 좌안 또는 우안의 시선과 렌즈 볼록면과의 교점까지의 거리(㎜)이다. 또한, 여기서 말하는 「렌즈 볼록면 중심점」이란, 정면 원방시를 하고 있는 시선과 렌즈 볼록면과의 교점이며, 렌즈의 광학중심점이기도 하다.

식 H_LB/H_RB는 우안변위량에 대한 좌안변위량의 비율(좌안용 직접조정비율)이며, 식 H_RB/H_LB는 좌안변위량에 대한 우안변위량의 비율(우안용 직접조정비율)이고, 식 H_LB/HC는 기준변위량에 대한 좌안변위량의 비율(좌안용 조정비율)이며, 식 H_RB/HC는 기준변위량에 대한 우안변위량의 비율(우안용 조정비율)이다.

여기서, 좌안변위량(H_LB), 우안변위량(H_RB), 기준변위량(HC)에 대해서는 모두 정면 원방시로부터 정면 이외의 임의의 방향의 양안 원방시를 하고 있을 때의 렌즈상의 시선의 이동량을 나타내고 있기 때문에, 특정의 값은 되지 않지만, 그들의 상호의 비율에 대해서는 표 1의 좌측 원용도수(DL), 우측 원용도수(DR), 기준도수(DC), 안구의 선회중심점으로부터 렌즈 오목면의 중심점까지의 거리(OP)를 이용하여 산출할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 실시형태에서는 누진굴절력 렌즈에 원용도수에 난시도수가 포함되지 않고, 구면(球面)도수이기 때문에, 상기 4종류의 조정비율은 방향성을 가지지 않으며, 모든 방위각에 대해서 각각 고유의 값이 된다. 이 때문에, 임의의 방향에서의 좌안변위량(H_LB), 우안변위량(H_RB), 기준변위량(HC)의 상호의 비율을 각각의 조정비율로 하면 된다.

표 1에서 안구의 선회중심점과 렌즈 볼록면 중심점과의 거리는 근시안(近視眼)의 쪽이 길고 원시안의 쪽이 짧은 것이 많은 경우가 일반적으로 알려져 있지만, 여기서는 설명을 간단히 하기 위해서 좌우로 대략 동일하게 간주하여 취급하고 있다. 따라서, 좌안의 안구의 선회중심점(O_L)으로부터 왼쪽 렌즈 볼록면의 중심점(P_L0)과, 우안의 안구의 선회중심점(O_R)으로부터 오른쪽 렌즈 볼록면의 중심점(P_R0)을 동일하다고 가정하고, 안구의 선회중심점으로부터 렌즈 볼록면의 중심점까지의 거리(OP)로서 나타내고 있다. 또한, 좌우의 렌즈의 볼록면 중심점의 높이가 다른 경우, 이 거리는 다른 값이 된다. 본 명세서에서는, 이것은 후술하는 난시의 경우의 제2 실시형태에 기재한 표 2에서도 동일하게 취급하고 있다.

또, 기준도수(DC)를 가지는 기준렌즈는 상술과 같이 오른쪽도 왼쪽도 아닌 제3 도수(기준도수)의 렌즈이며, 후술하는 바와 같이 좌우의 렌즈의 설계를 변경하는데 있어서의 기준이 되는 가상적인 렌즈를 의미하고 있다.

(1) 실시예 1

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1은 좌안에 비해 우안 쪽이 보다 강한 마이너스 도수의 원용도수를 가지는 누진굴절력 렌즈이다.

도 1의 B는 실시예 1의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 착용자가 먼 곳의 우측 방향의 측방을 양안시하고 있을 때의 모습을 착용자의 두상으로부터 바라본 도면이다.

그것에 대해서는, 상술한 바와 같이, 먼 곳을 보고 있는 착용자는 조절긴장을 수반하지 않음에도 불구하고 폭주를 강요당하고 있는 상태를 나타내고 있다.

여기서, 종래기술의 누진굴절력 렌즈의 설계(평균도수분포 및 비점수차분포)에 가하는 본 발명의 보정에서 필요한 「조정비율」의 산출방법을 설명한다.

예로서 도 1의 B에서의 좌안변위량(H_LB)과 우안변위량(H_RB)과의 관계식을 구하고, 그들의 상호의 비율을 「조정비율」로 하는 방법을 나타낸다.

우선, 도 1의 B의 좌우의 렌즈상의 점(점 P_LB, 점 P_RB)에서의 각각의 프리즘 굴절력(PrismL, PrismR)을,

프란티스의 공식

P = H * D / 10

(P : 프리즘 굴절력(프리즘 디옵터), H : 광학중심점으로부터의 변위량(㎜), D : 렌즈의 도수(D))를 사용하여 구하면,

PrismL = H_LB × DL / 10(프리즘 디옵터)

PrismR = H_RB × DR / 10(프리즘 디옵터)

가 된다.

각각의 프리즘 굴절력에 의한 시선의 변위각의 구배(句配)는 프리즘 굴절력의 정의(1m 떨어진 위치에서 Prism[㎝] 변위됨)로부터 각각의 프리즘 굴절력의 1/100과 동일하게 된다.

또, 도 1의 B로부터 명확한 바와 같이, 좌우의 렌즈상의 시선 통과점(점 P_LB, 점 P_RB)에서의 프리즘 굴절력(PrismL, PrismR)에 의한 변위각은, 좌안의 경우는 좌안축방향(E_LB)와 왼쪽 시선방향(V_LB)이 이루는 각과 동일하다. 우안도 마찬가지이다.

또한, 좌우의 안축방향(E_LB, E_RB)의 구배는 안구의 선회중심점으로부터 렌즈(볼록면)의 광학중심점(P_L0, P_R0)까지의 거리(OP)를 이용하여 나타내면, 좌안에서는 좌안변위량을 상기 거리로 나눈 것(H_LB / OP), 우안에서는 우안변위량을 상기 거리로 나눈 것(H_RB / OP)이 된다.

이상으로부터, 왼쪽 시선방향(V_LB)의 구배와 오른쪽 시선방향(V_LB)의 구배는 이하와 같이 된다.

왼쪽 시선방향(V_LB)의 구배 = 좌안축방향(E_LB)의 구배 + 좌안축방향(E_LB)과 왼쪽 시선방향(V_LB)이 이루는 각의 구배 = H_LB / OP - H_LB × DL/1000 … (a)

오른쪽 시선방향(V_RB)의 구배 = 우안축방향(E_RB)의 구배 + 우안축방향(E_RB)과 오른쪽 시선방향(V_LB)이 이루는 각의 구배 = H_RB/OP - H_RB × DR/1000 … (b)

그리고, 왼쪽 시선방향(V_LB)과 오른쪽 시선방향(V_RB)이 평행인 것으로부터, 상기 식 (a) = 식 (b)에 의해,

H_LB(1/OP - DL/1000) = H_RB(1/OP - DR/1000)

이 되며,

우안변위량에 대한 좌안변위량의 비율(좌안용 직접조정비율)은,

H_LB/H_RB = (1/OP - DR/1000) / (1/OP - DL/1000)

= (1000 - OP × DR) / (1000 - OP × DL) … (1)

및

좌안변위량에 대한 우안변위량의 비율(우안용 직접조정비율)은,

H_RB/H_LB = (1/OP - DL/1000) / (1/OP - DR/1000)

= (1000 - OP × DL) / (1000 - OP × DR) … (2)

가 된다.

이 식 (1) 및 (2)로부터, 좌안용 직접조정비율의 비율(H_LB/H_RB), 우안용 직접조정비율(H_RB/H_LB)을 구할 수 있다.

이 식 (1) 및 식 (2)를 사용하여 산출한 사례가 실시예 1 ~ 실시예 3에서, 표 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 실시예 1에서는 좌안용 직접조정비율(H_LB/H_RB)은 108.3%, 우안용 직접조정비율(H_RB/H_LB)은 92.4%에서 산출된다.

이것은 설계상의 양안시 기능의 조정방법으로서, 좌안, 우안 중 어느 쪽의 렌즈에 한쪽의 렌즈를 맞추는 편안렌즈의 조정방법에 유효적으로 사용할 수 있다.

또, 효력눈 등의 예에서도 사용할 수 있고, 또한 이것을 기초데이터로서 다른 조건데이터를 가하는 경우에도 유용하다.

예를 들면, 한쪽의 눈이 강한 「효력눈」이거나 양안의 시력에 큰 차이가 있거나 하면, 좌우의 안축방향의 보정량에 차이가 발생한다고 생각할 수 있다. 예를 들면 우안이 강한 「효력눈」이거나 우안의 시력이 좌안보다 큰 폭으로 양호하거나 하면, 안축방향의 보정량은 좌안보다 우안 쪽이 적을 것이다. 그러한 특별한 경우를 제외하고, 통상은 양안이 서로 근접하도록 보정된다고 생각할 수 있다. 본 명세서에서는 설명을 간단하게 하기 위해서 양안의 보정량은 동일한 것으로 하고 있지만, 물론, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 먼 곳의 정면시에서는 렌즈의 도수에 관계없이 좌우의 시선에 대해서 프리즘 작용이 발생하지 않기 때문에, 양안시를 방해하는 요소 자체가 존재하지 않는다.

다음으로, 양안의 시선이 통과하는 좌우의 렌즈상의 시선 통과점(점 P_LB, 점 P_RB)에서의 광학적 상황, 특히 본 실시예에서는 평균도수분포와 비점수차분포를 맞추는 점에 대해 설명한다. 다만, 좌우의 원용도수는 처방값이 다르므로, 그 도수차는 유지해야 한다.

그 렌즈 설계에서의 구체적인 방법에 대해 설명한다.

본 실시예에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 1매의 누진굴절력 렌즈(L1)를, 이 누진굴절력 렌즈(L1)의 원용도수를 제로로 한 상부평평 누진굴절력 렌즈로 이루어지는 렌즈(L2)와, 누진굴절력 렌즈(L1)의 원용도수를 가지는 단초점 렌즈로 이루어지는 렌즈(L3)의 겹침으로 가정했을 때, 좌우의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분(요소), 즉 도 9의 상부평평 누진굴절력 렌즈로 하는 렌즈(L2)의 렌즈성분(요소)의 좌우 렌즈상에서의 점(P_LB, P_RB)에서의 평균도수분포나 비점수차분포를 조정한다.

그렇지만, 본 발명의 형태는 도 9의 렌즈(L2)의 원용도수가 제로인 상부평평 누진굴절력 렌즈에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 렌즈(L2)의 원용도 수로서 좌우의 원용도수의 평균도수나 기준도수를 채용하는 것도 가능하다. 이 경우의 이점은, 예를 들면 강도(强度)도수의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에 본 발명을 적용하는 경우에 현저하다. 그것은 본 발명의 하나의 스텝인 상기 렌즈(L2)의 렌즈성분(요소)의 설계에 있어서 강도도수에서 문제가 되는 것이 많고, 시선과 렌즈면이 직교할 수 없는 것에 기인하는 각종의 수차 발생을 저감하기 위한 비구면 요소를 가한 설계를 행할 수 있기 때문이다. 이 경우, 상기 렌즈(L3)에 상당하는 단초점 렌즈의 도수의 절대값은 상기 렌즈(L2)의 원용도수를 제로로 했을 때보다 작게 되어, 렌즈(L2)와 렌즈(L3)의 겹침에 의한 광학상의 오차를 최소한으로 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 여기서는 비점수차의 분포의 용어는 비점수차의 축방향의 분포도 포함하는 의미로 사용하고 있다.

예를 들면 도 1의 B에서 좌우의 누진굴절력 렌즈(1_L, 1_R)의 가입도수가 동일하고 원용도수가 차이가 난다고 하면, 이들의 렌즈가 종래의 설계의 누진굴절력 렌즈였을 경우는 좌우의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분(도 9에서의 렌즈(L2)에 상당)은 서로 거울에 비춘 것 같은 경면 대칭의 설계(평균도수분포나 비점수차분포)를 하고 있다고 생각할 수 있다. 그런데, 좌우의 원용도수를 가지는 단초점 렌즈성분(도 9에서의 렌즈(L3)에 상당)이 다르기 때문에, 상술한 것 같은 이유에 의해, 도 1의 B에서의 좌안변위량(H_LB)과 우안변위량(H_RB)이 달라져 버린다. 그 결과, 양안의 시선 통과점(점 P_LB, 점 P_RB)에서의 평균도수나 비점수차가 다르게 되어 양호한 양안시를 방해할 수 있다.

이 문제점을 개선하기 위해서는 양안의 시선 통과점(점 P_LB, 점 P_RB)에서의 평균도수나 비점수차가 동일하게 되도록 좌우의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분(도 9에서의 렌즈(L2)에 상당)의 어느 하나 혹은 양쪽 모두의 설계에 변경을 가하면 달성할 수 있다.

만일 도 1의 B와 같이 좌안변위량(H_LB)이 우안변위량(H_RB)보다 큰 경우에, 왼쪽 렌즈의 설계만을 변경하는 경우, 왼쪽의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 평균도수분포나 비점수차분포를 좌안용 직접조정비율(H_LB/H_RB)만큼 렌즈 전체에 분산(또는 확대)시키면 되게 된다. 이 경우의 분산이란, 평균도수의 등고선 및 비점수차의 등고선의 형상이 상사(相似)형상을 유지하면서 확대하는 변화의 의미로 사용하고 있다.

반대로, 오른쪽 렌즈의 설계만을 변경하는 경우는, 이 비율이 역수가 되어, 오른쪽의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 평균도수분포나 비점수차분포를 우안용 직접조정비율(H_RB/H_LB)만큼 응축(또는 축소)시키면 되게 된다. 이 경우의 응축이란, 상기 분산과 반대의 표현으로, 평균도수의 등고선 및 비점수차의 등고선의 형상이 상사형상을 유지하면서 축소하는 변화의 의미로서 사용하고 있다.

즉 본 발명에서는 좌우 각각의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포를 적절한 비율을 사용하여 보정하는 설계상의 변경을 가함으로써, 좌우의 원용도수가 다른 누진굴절력 렌즈의 착용자가 상하 좌우의 모든 방향을 양안시함에 있어서, 양안의 시선에 대한 좌우의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 비점수차나 그 축방향, 평균도수 등의 분포를 원용도수의 차이는 유지한 채로, 일치시키는 방향으로 변화시키는 방법을 이용하고 있기 때문에, 좌우의 원용도수차 이외의 여분의 차이가 발생하는 것을 억제하고 있다.

여기서, 도 1의 B에서의 좌우 렌즈상에서의 점의 위치(P_LB, P_RB)의 차이는 그대로 각각의 좌우 눈의 변위량(H_LB, H_RB)의 크기의 차이를 의미한다.

따라서, 예를 들면, 우안용의 누진굴절력 렌즈에는 변경을 가하지 않고, 좌안용의 누진굴절력 렌즈만을 변경하는 경우, 우안용의 누진굴절력 렌즈의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포에 대해, 좌안용의 누진굴절력 렌즈의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포를 변환비율(실시예 1에서는 표 1의 좌안용 직접조정비율(H_LB/H_RB)의 108.3%)을 사용하여 상사형상을 유지하면서 확대시키면, 좌우의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 위치(P_L, P_R)에서의 비점수차나 그 축방향, 평균도수 등이 같게 되어, 양안의 시선에 대한 광학적 상황이 일치하므로, 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

반대로, 좌안용의 누진굴절력 렌즈에는 변경을 가하지 않고, 우안용의 누진굴절력 렌즈만을 변경하는 경우, 좌안용 누진굴절력 렌즈를 기준으로 하여 우안용 누진굴절력 렌즈의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포를 변환비율(실시예 1에서는 표 1의 우안용 직접조정비율(H_RB/H_LB)의 92.4%)을 사용하여 상사형상을 유지하면서 축소시키면 되게 된다.

그렇지만, 편안의 렌즈만을 크게 변경하는 것보다도 양안의 렌즈를 조금씩 변경하는 것이 양안의 밸런스를 취하는 의미에서 보다 자연스럽고 유리하다라고 생각할 수 있다. 또, 종래기술에 의한 누진굴절력 렌즈로부터 본 발명의 누진굴절력 렌즈로 교체하는 경우에 있어서도 편안의 렌즈만을 크게 변경하는 것보다도 양안의 렌즈를 조금씩 변경되어 있는 쪽이 교체에 수반하는 초기의 위화감이 적다고 생각할 수 있다.

이와 같이 양안의 렌즈를 조금씩 변경한다는 것은 좌우의 누진굴절력 렌즈의 설계에 대해 서로 가까워지는 역방향의 보정을 가하는 것을 의미한다. 즉, 지금까지 편안의 렌즈만을 변경하는 경우의 기준원용도수는 다른 눈의 원용도수였다. 따라서, 좌우의 원용도수의 사이에 위치하는 도수를 좌우 공통의 기준원용도수로 하면, 좌우의 누진굴절력 렌즈의 설계에 대해 기준원용도수를 기준으로 하여 서로 가까워지는 역방향의 보정을 가할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 「좌우의 원용도수의 사이에 위치하는 도수」란, 반드시 좌우의 평균도수라고는 한정하지 않으며, 효력눈이 있는 측, 보다 강도인 도수의 측, 난시도수가 있는 측, 등의 여러 가지 팩터에 의해 좌우 어느 하나의 도수에 가까운 기준원용도수를 채용하는 것도 가능하다. 가장 극단적인 예로서 좌우 어느 하나 도수를 기준원용도수라고 했을 경우가 상술의 편안의 렌즈만을 변경하는 경우에 상당한다.

이들을 구체적으로 나타낸 것이 상기 표 1의 기준원용도수(DC)이며, 그것에 대응한 좌우 렌즈의 광학중심점(P_L0, P_R0)으로부터의 변위량이 기준변위량(HC)이다.

또한, 여기서는 점(P_L0, P_R0)을 광학중심점으로 했지만, 두께를 줄이는 것 등을 목적으로 한 프리즘 시닝(prism thinning)으로 불리는 좌우 동일량·동일방향의 프리즘이 부착되어 있어도 본 발명은 실시 가능하다. 그 경우의 상기 점(P_L0, P_R0)은 광학중심점은 아니고 프리즘 측정기준점이 된다.

기준원용도수(DC)는 좌우의 원용도수(DL, DR) 사이에 있는 제3 도수이며, 상기 표 1에서는 좌우의 원용도수의 평균의 도수를 채용하고 있다.

그리고, 우안용의 누진굴절력 렌즈도 좌안용의 누진굴절력 렌즈도 이 기준원용도수(DC)의 원용도수를 가지는 가상적인 누진굴절력 렌즈(제3 누진굴절력 렌즈)를 상정하고, 그 광학 성능에 맞추는 설계변경(평균도수분포 및 비점수차분포의 변경)을 가하면, 본 발명의 양안시 기능을 고려한 한 쌍의 누진굴절력 렌즈가 가능하다.

단, 상기 기준원용도수를 가지는 가상의 누진굴절력 렌즈는 반드시 실제로 누진굴절력 렌즈로서 설계할 필요는 없고, 단지 표 1에 나타낸 좌안용 조정비율이나 우안용 조정비율을 구하기 위해서, 원용도수를 팩터로서 이용하는 것만으로도 본원 발명을 실현할 수 있다.

이 기준변위량(HC)과 상기 좌안변위량(H_LB), 우안변위량(H_RB)의 비율은 상기 좌안용 직접조정비율(H_LB/H_RB)이나 우안용 직접조정비율(H_RB/H_LB) 등의 경우와 마찬가지로,

기준변위량에 대한 좌안변위량의 비율(좌안용 조정비율) :

H_LB/HC = (1/OP - DC/1000) / (1/OP - DL/1000)

= (1000-OP × DC) / (1000 - OP×DL) … (3)

및

기준변위량에 대한 우안변위량의 비율(우안용 조정비율):

H_RB/HC = (1/OP - DC/1000) / (1/OP - DR/1000)

= (1000-OP × DC) / (1000-OP × DR) … (4)

로 나타낸다.

이 식 (3) 및 (4)로부터 좌안용 조정비율(H_LB/HC), 우안용 조정비율(H_RB/HC)을 구할 수 있다.

그 실시예는 표 1 중에 나타내는 대로, 각각, 좌안용 조정비율(H_LB/HC)은 104.1%, 우안용 조정비율(H_RB/HC)은 96.2%가 된다.

다음으로, 기준도수(DC)의 누진굴절력 렌즈의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포를 변환비율(실시예 1에서는 표 1의 H_LB/HC의 비율 104.1%)을 사용하고, 상사형상적으로 확대시켜, 좌안용 누진굴절력 렌즈의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포로 하며, 또한 좌안용 원용도수(DL) 성분의 단초점 렌즈를 겹쳐(광학적으로 가산하여) 실시예 1의 좌안용 누진굴절력 렌즈로 한다.

마찬가지로, 기준도수(DC)의 누진굴절력 렌즈의 상부평평 누진굴절력 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포를 변환비율(실시예 1에서는 표 1의 H_RB/HC의 비율 96.2%)을 사용하여, 상사형상적으로 축소시켜, 우안용 누진굴절력 렌즈의 상평 누진굴절성분 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차분포로 하고, 또한 우안용 원용도수성분의 단초점 렌즈를 겹쳐(광학적으로 가산하여) 실시예 1의 우안용 누진굴절력 렌즈로 한다.

이와 같이, 좌우의 눈에 대응하는 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포를 변경하는 경우는, 상술한 편안만의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포를 변경하는 경우의 큰 변화를 양안으로 서로 나누게 된다. 따라서, 각각의 좌우 눈에서는 보다 적은 변화로 되게 된다.

도 10은 상사적인 형상의 확대나 축소를 설명하는 수단으로서, 렌즈도수의 강약을 비율로서 3개의 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이다.

실시예 1에서의 좌우의 렌즈의 도수(DL₁, DR₁)와 기준도수(DC₁)의 도수의 크기를 나타내고, 마이너스 도수가 강한 만큼 작은 원으로 하고 있다. 이들의 원의 대소를 비교했을 때, 좌안렌즈 원비율(DL₁/DC₁)은 1보다 크게 하여 확대를 나타내고, 우안렌즈 원비율(DR₁/DC₁)은 1보다 작게 하여 축소를 나타내고 있다.

또한, 이 실시예 1의 상사적인 형상의 확대나 축소의 설계변경(평균도수분포 및 비점수차분포의 변경)의 구체적 방법을 이하에 설명한다.

가장 단순한 제1 방법은 처방도수(혹은 필요에 따라서 착용상태)로부터 누진굴절력 렌즈의 설계사양에 근거하여 종래기술에서 설계하는 경우의 길이나 폭에 관한 모든 파라미터(누진대의 기점(起点)위치나 종점위치, 원근도수 측정위치, 근방영역의 폭 등)의 XY좌표값(렌즈면을 향하여 좌우방향과 상하방향의 좌표값. 설계 중심이 원점)에 상기의 조정비율을 곱하여 얻어지는 새로운 좌표값에 근거하는 파라미터를 이용하여 설계하는 것이다. 또한, 이 경우의 파라미터는 가변 파라미터뿐만이 아니라, 통상은 고정값으로 되어 있는 고정 파라미터도 포함된다. 이와 같이, 길이나 폭에 관한 모든 파라미터를 확대·축소함으로써, 설계결과인 평균도수나 비점수차의 분포도 동일비율로 확대·축소된다. 이것에 의해, 그 조정비율에 따른 평균도수분포나 비점수차분포를 가지는 누진면(혹은 누진의 요소를 가진 비구면)을 얻을 수 있다.

또, 길이나 폭에 관한 설계 파라미터의 변경을 수반하지 않는 하기의 제2 방법을 이용하여도 설계와 보정을 행할 수 있다.

제2 방법에서는, 우선 처방도수(혹은 필요에 따라서 착용상태)로부터 누진굴절력 렌즈의 설계사양에 근거하여 종래기술에서 설계하는 경우의 렌즈의 기준 커브(베이스 커브)와 가입도수(또는 가입도수의 요소)에 좌우 별개로 설정된 상기의 조정비율을 곱한 렌즈의 기준 커브(베이스 커브)와 가입도수(또는 가입도수의 요소)를 이용한 누진면(또는 누진요소를 가진 면)을 설계한다. 이 설계는 필요에 따라서 렌즈의 볼록면 측, 오목면 측 또는 양쪽 모두에 대해 실행된다.

이 누진면(또는 누진요소를 가진 면)은 (x, y, z)의 3차원 방향의 좌표값 데이터로서 산출된다. 그리고 이 좌표값(x, y, z)의 각각의 값에 상기의 조정비율을 곱하여 얻어지는 좌표값으로 나타낸 누진면(또는 누진요소를 가진 면)이 본건 발명에서의 목적의 설계면이 된다.

통상, 사용하는 좌표점은 편안렌즈에서 적어도 8000점 이상이다.

또한, 근방시에서의 폭주작용에 대응한 안쪽 치우침 처리는, 상기 제1 방법 및 제2 방법에서 종래기술에 의한 설계 스텝 중에서 행해진다.

즉, 본건 발명의 기술은 좌우의 원용도수차가 원인이 되어 생기는 문제점의 개선에 효과가 있는 것으로서, 근방시를 위한 안쪽 치우침 처리의 기능은 포함되지 않았다.

그렇지만, 예를 들면 상기 제2 방법에 의한 안쪽 치우침 처리가 기준도수 등의 좌우 서로 같은 원용도수에서 행해지기 때문에, 종래 설계를 끝낸 단계에서의 좌우의 안쪽 치우침 양은 동일하게 된다.

그 후에 좌우 각각의 조정비율에 의한 분산·응축이 가해지고, 그런 후에 좌우의 도수차에 상당하는 단초점 렌즈성분이 가산되기 때문에, 최종적으로는 좌우 다른 안쪽 치우침 양으로 보정되어 좌우의 도수차에 대응한 근방시가 가능하게 된다.

여기에 기재한 제2 방법의 기본적인 생각은 설계면 전체의 확대·축소이다. 예를 들면, 어느 제1 설계면의 3차원 좌표값 데이터(x, y, z)의 모두를 H배하여 얻어지는 3차원 좌표값 데이터(Hx, Hy, Hz)의 제2 설계면은 제1 설계면을 공간적으로 H배가 된 설계면이기 때문에, 평균도수분포나 비점수차분포도 또한 H배 되어 있다고 생각할 수 있다. 여기서 H가 1(또는 100%)보다 크면 확대(분산), 작으면 축소(응축)이다.

다만, 이 방법만으로는 설계면의 기준 커브(베이스 커브)의 곡률반경까지 H배(곡률이나 커브에서는 1/H배)로 변화해 버리므로 부적당하다. 이 부적당을 막기 위해서는 설계하는 설계면의 기준 커브(베이스 커브)를 미리 H배(곡률반경에서는 1/H배)하여 설계해 두면, 상기의 3차원 좌표값 데이터(x, y, z)의 모두를 H배 한 단계에서 당초의 기준 커브(베이스 커브)로 돌아오게 된다. 가입도수(또는 가입도수의 요소)도 마찬가지로서, 원근의 도수측정위치에서의 곡률반경이 H배 되어 커브차이가 1/H가 되어 버리는 것을 막기 위해서, 미리 H배 해 두는 것이다.

이것에 의해, 수차 및 평균도수분포는 변경해도 베이스 커브나 가입도수(또는 가입도수의 요소)의 값에는 변화가 없고, 처방도수는 유지된다.

또한, 「누진요소를 가진 면」, 「가입도수의 요소」라고 하는 용어는 후술하는 양면복합 누진굴절력 렌즈를 설계할 때에 이용하는 설계요소의 명칭이다.

이상 설명한 설계수법을 채용하는 것에 의해서, 상술한 도 1 ~ 도 8의 B도(도 1의 B ~ 도 8의 B)에 나타내는 각 상태에서 각각, 좌우의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 점(P_LB, P_RB)에서의 비점수차나 그 축방향, 평균도수 등이 같게 되어, 양안의 시선에 대한 광학적 상황을 일치시킬 수 있다.

또한, 상기의 확대, 축소의 설계처리에 수반하여 설계면의 3차원 좌표데이터의 영역이 넓어지거나 좁아지거나 하지만, 소정의 렌즈 외경을 제조함에 있어서 필요한 데이터 영역을 만족해야 하므로, 특히 축소의 설계처리를 행하는 경우, 미리 넓은 데이터 영역을 설정할 필요가 있다.

이하의 설명에 있어서 「분산 또는 응축을 행하는」이란, 이와 같은 베이스 커브와 가입도수(또는 가입도수의 요소)에 미리 분산 또는 응축의 비율을 곱해 두는 연산도 포함되는 것을 의미한다.

또, 누진굴절력 렌즈의 설계에서 통상 이용되는 광학수차를 개선하기 위한 광선추적법을 사용한 최적화 계산처리나 착용상태를 더 고려한 수속(收束)계산 등의 설계수법을 본건 발명과 조합하여 설계하는 것은 정밀도의 향상이나 설계의 완성도를 증가시키게 되어 유효한 수단이다.

즉, 상기와 같이 본 실시예 1에서의 누진굴절력 렌즈의 설계변경(평균도수분포 및 비점수차분포의 변경)은, 우선 상부평평 누진굴절력 렌즈분에 대해 상사 상이적 형상으로의 확대나 축소 등의 방법으로 행하고, 그 다음으로 원용도수분의 단초점 렌즈를 광학적으로 가산하는 것으로 했지만, 최종적인 렌즈 형상을 결정할 때에는, 렌즈와 눈과의 거리나 각도의 3차원적인 위치관계, 또한 대물(對物)거리(눈으로부터 시표까지의 거리) 등의 착용상태를 고려한 엄밀한 광선추적을 행하여, 본 발명의 목적에서의 오차를 파악한 다음, 그 오차를 지우기 위한 재계산(재설계)을 반복한다고 하는, 이른바 수속계산에 의해서 정밀도를 향상시키는 것도 가능하다.

(2) 실시예 2

실시예 2는 실시예 1과 같은 설계수법을 이용한 예로서, 좌안에 비해 우안이 보다 강한 마이너스 도수의 누진굴절력 렌즈이다.

(3) 실시예 3

실시예 3도 상기 실시예 1과 같은 설계수법을 이용한 예로서, 좌안에 비해 우안이 보다 강한 플러스 도수의 누진굴절력 렌즈이다.

도 11 및 도 12는 도 10과 마찬가지로 렌즈 도수의 강약을 비율로 하여 3개의 원으로 예를 들어 나타낸 설명도이며, 왼쪽의 렌즈의 도수를 각각 원(DL₂, DL₃), 오른쪽의 렌즈의 도수를 원(DR₂, DR₃), 또 기준도수를 원(DC₂, DC₃)으로 각각 나타낸다.

실시예 1과 마찬가지로, 실시예 2, 실시예 3 모두 상기 식 (1) ~ (4)로부터 구한 상기 좌안용 직접조정비율(H_LB/H_RB), 상기 우안용 직접조정비율(H_RB/H_LB), 상기 좌안용 조정비율(H_LB/HC), 상기 우안용 조정비율(H_RB/HC)을 실시예 1과 병렬하여, 표 1 중에 설계데이터를 나타내고 있다.

확대, 축소의 비율이 다를 뿐으로 기본적 설계수법은 실시예 1과 동일하므로 설명은 생략한다.

또한, 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서의 좌측 원용도수와 실시예 2에서의 우측 원용도수는 -3.00[D]로 같은 값이지만, 당연한 것이지만, 실시예 1에서의 좌안용 직접조정비율이나 좌안용 조정비율의 값과 실시예 2에서의 우안용 직접조정비율이나 우안용 조정비율의 값과는 다르다. 이것은, 다른 한쪽의 눈의 원용도수가 실시예 1에서는 -6.00[D], 실시예 2에서는 -1.00[D]로 달라 있는 것에 의하는 것은 말할 필요도 없다.

즉, 예를 들면 좌우의 원용도수가 같은 -3.00[D]인 한 쌍의 누진굴절력 렌즈와 비교하면, 그 외의 가입도수 등의 조건이 같아도, 본 발명의 설계방법을 적용하는 경우, 한쪽의 눈만이 -3.00[D]인 렌즈의 평균도수분포나 비점수차분포는 상기 좌우의 원용도수가 같은 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포나 비점수차분포와는 다른 것이 되는 것을 알 수 있다.

[2] 제2 실시형태

다음으로 본 발명의 제2 실시형태로서 원용도수에 난시(亂視)도수가 포함되어 있는 경우에 대해 설명한다.

표 2는 본 발명의 설계방법에 근거하여 실시된 실시예 4 ~ 실시예 7에 관한 렌즈데이터를 나타내는 일람표이다. 실시예 1 ~ 실시예 3과의 가장 큰 차이는 원용도수에 난시도수와 난시 축방향의 정보가 포함되어 있는 것이다.

표 2에서 나타내는 기호에 대해 설명한다.

DL-Sph는 좌측 원용구면도수(디옵터), DL-Cyl는 좌측 원용난시도수(디옵터), DL-AX는 좌측 원용난시 축방향(°)이며, 좌측 원용도수(DL-)로 표시한 렌즈를 DL렌즈로 한다. 그리고, 이것에 대응하는 우안렌즈는 상기 L의 표기를 R로 변경한 표기로서 사용하고 있고, 우측 원용도수(DR-)로 표시한 렌즈를 DR렌즈로 한다.

DC-Sph는 기준도수(여기서는 좌우 평균도수)의 원용구면도수(디옵터), DC-Cyl는 기준도수(여기서는 좌우 평균도수)의 원용난시도수(디옵터), DC-AX는 기준도수(좌우 평균도수)의 원용난시 축방향(°)이다.

EL-Sph는 후술하는 EL렌즈(좌측 차분렌즈로 함)의 원용구면도수(디옵터), EL-Cyl는 EL렌즈의 원용난시도수(디옵터), EL-AX는 EL렌즈의 원용난시 축방향(°)이다.

이들에 대응하는 우안용의 렌즈나 표기도 마찬가지이다.

OP는 안구의 선회중심점으로부터 렌즈 오목면의 중심점까지의 거리(㎜)를 나타낸다.

DC-로 표시하는 렌즈는 제1 실시형태에서 설명한 기준도수의 렌즈(DC렌즈)에 상당하고, 상술과 같이 오른쪽도 왼쪽도 아닌 제3 도수(기준도수)의 렌즈로서 후술하는 바와 같이 좌우의 렌즈의 설계를 변경함에 있어서의 기준이 되는 가상적인 렌즈이다. 또, 제1 실시형태에서의 DC렌즈와의 차이는 난시도수와 난시 축방향의 정보가 포함되어 있는 것이다.

기준도수의 DC렌즈의 설명에 있어서, 기준도수로서 선택한 「좌우 평균도수」란, 좌안DL렌즈와 우안DR렌즈를 겹쳐서 얻어지는 합성도수의 1/2의 렌즈도수로서, 좌우의 구면도수끼리나 난시도수끼리의 서로 합친 평균값은 아니다.

상기 EL렌즈는 좌안DL렌즈로부터 기준도수(DC)렌즈를 광학적으로 줄인 차분이 되는 가상적인 좌측 차분렌즈이다. 마찬가지로, 우안DR렌즈로부터 기준도수(DC)렌즈를 광학적으로 줄인 차분이 되는 가상적인 우측 차분렌즈로서 ER렌즈를 정의한다.

또한, 난시도수를 포함하는 2매의 렌즈의 합성도수의 산출방법은, 예를 들면「광학기술 핸드북(1968년 (주)아사쿠라(朝倉)서점 발행)」의 800페이지 ~ 802페이지에 기재되어 있다. 이 합성도수의 1/2의 렌즈도수는 합성도수의 난시 축방향은 변경하지 않고 구면도수와 난시도수의 값을 1/2로 하면 얻을 수 있다. 또, 2매의 렌즈의 편차는 줄어지도록 하는 렌즈에 줄이려고 하는 렌즈의 구면도수와 난시도수의 부호를 역부호(플러스는 마이너스로, 마이너스는 플러스로)로 하고, 난시 축방향은 변경하지 않고 가산(합성)하면 얻을 수 있다.

또, HLELb 및 HLELc는 제1 실시형태에서의 좌안변위량(H_LB)에 상당하지만, 제2 실시형태에서는 난시도수에 대응하기 위해서, EL렌즈(좌측 차분렌즈)의 베이스 방향과 크로스 방향의 2개의 성분으로 나누고, 각각 베이스 방향 좌안변위량(HLELb) 및 크로스 방향 좌안변위량(HLELc)으로서 구별하여 표기하고 있다.

마찬가지로, 제1 실시형태에서의 우안변위량(H_RB)에 상당하는 것이 베이스 방향 우안변위량(HRERb) 및 크로스 방향 우안변위량(HRERc)이다. 마찬가지로, 기준변위량에 상당하는 것은 베이스 방향 좌안기준변위량(HCELb), 크로스 방향 좌안기준변위량(HCELc), 베이스 방향 우안기준변위량(HCERb) 및 크로스 방향 우안기준변위량(HCERc)이지만, 전부 4종류나 존재하는 것은 상기 EL렌즈와 상기 ER렌즈와의 각각의 베이스 방향과 크로스 방향에 대응할 필요가 있기 때문이다.

즉, 제2 실시형태에서와 같이, 좌안 또는 우안의 원용도수가 난시도수를 포함하는 경우, 변위량의 비율을 산출하는 소정의 방향으로서 좌측 차분렌즈(EL렌즈)의 베이스 방향과 크로스 방향, 우측 차분렌즈(ER렌즈)의 베이스 방향과 크로스 방향을 이용하게 된다.

제1 실시형태에서 서술한 것과 같은 이유로부터, 좌안변위량(HLELb 및 HLELc), 우안변위량(HRERb 및 HRERc), 기준변위량(HCELb, HCELc, HCERb 및 HCERc)의 각각에 대해서는 모두 특정의 값은 되지 않지만, 그들의 상호의 비율에 대해서는 표 2의 좌측 원용도수(DL), 우측 원용도수(DR), 기준원용도수(DC), 우측 차분도수(ER), 좌측 차분도수(EL), 중심간 거리(OP)를 이용하여 산출할 수 있다. 즉, HLELb/HCELb 및 HLELc/HCELc는 EL렌즈의 베이스 방향과 크로스 방향의 각각에 관한 기준변위량에 대한 좌안변위량의 비율(각각 좌안용 베이스 방향 조정비율, 좌안용 크로스 방향 조정비율로 함)이며, HRERb/HCERb 및 HRERc/HCERc는 ER렌즈의 베이스 방향과 크로스 방향의 각각에 관한 기준변위량에 대한 우안변위량의 비율(각각 우안용 베이스 방향 조정비율, 우안용 크로스 방향 조정비율로 함)이다.

도 13의 실선으로 도시한 3종류의 원 및 타원은 좌우에 난시도수를 포함하는 경우에서의 좌우의 원용도수 및 그 평균의 도수를 DL₄, DR₄ 및 DC₄로서 나타내고 있다. 이 모양은 표 2 중의 실시예 4에 대응하고 있다. 이 경우, 난시도수의 존재 때문에, 방향에 따라서 크기가 다른 타원모양으로 되어 있다. 여기서는 마이너스 도수가 강한 방향만큼 작은 치수로 하고 있다. 따라서, 난시도수를 마이너스로 표현했을 때, 난시의 축방향은 타원의 긴 축방향이 되고, 난시축에 직교하는 방향은 타원의 짧은 축방향이 된다. 도 13에서는 좌안원용렌즈의 난시 축방향(베이스 방향)과 이것과 직교하는 방향(크로스 방향)을 일점쇄선으로 나타낸다.

도 13을 보아 명확한 바와 같이, 좌측 원용도수(DL₄)나 우측 원용도수(DR₄), 평균의 도수(DC₄)의 대소 비교는 방향에 의해서 판단이 나뉜다. 예를 들면 이 경우, 좌안원용(DL₄)의 난시 축방향의 길이(타원의 긴 축)는 평균의 도수(DC₄)의 원의 직경보다 크고, 좌측 원용도수(DL₄)의 난시 축에 직교하는 방향의 길이(타원의 짧은 축)는 평균의 도수(DC₄)의 원의 직경보다 작다. 우측 원용도수(DR₄)에 대해서도 마찬가지이다.

이 때문에, 제1 실시형태에서 상술한 본 발명의 중요한 스텝인 평균도수분포 및 비점수차분포에 대한 응축이나 분산이라고 하는 설계변경도, 베이스 방향과 크로스 방향에서는 다르게 된다. 즉, 제2 실시형태에서의 응축이나 분산은 제1 실시형태에서 설명한 상사형상을 유지한 채의 단순한 확대나 축소는 아니고, 원형이 타원형이 되는 것과 같은 방향성을 가진 확대나 축소이다.

표 2의 실시예 4에서는 좌측 원용난시도수(DL-Cyl)와 우측 원용난시도수(DR-Cyl)가 동일하고, 좌측 원용난시축(DL-AX)과 우측 원용난시축(DR-AX)이 직교하고 있기 때문에, 양자의 평균도수(DC)는 난시성분이 지워져 구면렌즈로 되어 있다. 그 결과, 응축이나 분산의 방향은 좌측 렌즈 및 우측 렌즈의 난시 축방향이나 그 직교방향이라고 용이하게 추정할 수 있다.

그런데 , 기준도수(DC)가 난시도수가 되거나 그 난시 축방향이 좌측 렌즈 및 우측 렌즈의 난시 축방향과 다르거나 하는 경우는, 응축이나 분산의 방향을 판정하는 것이 곤란하므로, 하기의 방법에 의해 산정한다.

어떠한 도수의 조합에 대해서도 응축이나 분산의 방향을 올바르게 판정하기 위해서, 기준도수(DC)와 우측 렌즈 및 좌측 렌즈와의 차분이 되는 렌즈를 가상적으로 좌측 차분렌즈(EL렌즈), 우측 차분렌즈(ER렌즈)로 한다. 상기 DL렌즈(좌측 렌즈)로부터 상기 DC렌즈(기준렌즈)를 줄인 것은 EL렌즈(좌측 차분렌즈)가 된다. 바꾸어 말하면, DC렌즈에 EL렌즈를 가하면 DL렌즈가 된다. ER렌즈(우측 차분렌즈)도 마찬가지이다.

즉, DC렌즈에 EL렌즈의 도수가 가산되어 DL렌즈가 되어 있는 것이기 때문에, 응축이나 분산의 방향은 EL렌즈의 난시 축방향(EL-AX)이나 그 직교방향이라고 생각할 수 있다. 응축인지 분산인지의 판정은 각각의 축방향에 대한 DC렌즈와 DL렌즈의 도수를 비교하여, 어느 축방향에서 좌측 원용도수(DL)의 쪽이 마이너스 강도(또는 플러스 약도)이면 응축, 반대이면 분산이다. 우측 원용도수도 마찬가지이다.

여기서, 표 1에서 설명한 실시예 1 ~ 3에서의 좌안용 조정비율(H_LB/HC), 우안용 조정비율(H_RB/HC)에 상당하는 분산 또는 응축의 비율은, 난시도수를 포함하는 실시예 4 ~ 7에서는, 상술한 바와 같이, EL렌즈 및 ER렌즈의 베이스 방향(난시 축방향, ELb 및 ERb)과 크로스 방향(난시축과 직교하는 방향, ELc 및 ERc)으로 나누어 고려해야 한다. 상기 표 2에서는 이들의 기호를 첨자로서 이용하고 있다. 즉, 표 2 중 실시예 4 ~ 7의 분산 또는 응축의 비율은 상술의 좌안용 베이스 방향 조정비율(HLELb/HCELb), 좌안용 크로스 방향 조정비율(HLELc/HCELc), 우안용 베이스 방향 조정비율(HRERb/HCERb), 우안용 크로스 방향 조정비율(HRERc/HCERc)과 같이, 좌우의 렌즈 각각에 있어서, 베이스 방향과 크로스 방향으로 나누어 표시한다.

이와 같이, 응축이나 분산이 축방향에 의해 달라지는 렌즈의 설계방법의 예로서 미분기하학에서의 하기의 오일러의 공식(Euler's formula)을 이용하는 방법이 고려된다.

Dθ = Db·Cos²θ + Dc·Sin²θ … (5)

이것은 2종류의 커브(Db : 베이스 커브, Dc : 크로스 커브)로부터 임의의 축방향 θ의 커브를 구하는 방법이며, θ는 난시 축방향(베이스 방향)에서의 편각(偏角)이다.

이 공식은 Db의 굴절력을 가지는 구면과, Dc의 굴절력을 가지는 구면으로부터, 난시 축방향의 굴절력이 Db로, 난시축에 직교하는 방향의 굴절력이 Dc인 하나의 난시면을 합성하는 방법으로서 응용할 수 있다. 또한, 이 방법은 구면이나 난시면에 한정되지 않고, 누진면이나 누진의 요소를 가진 비구면이라는 복잡한 곡면의 합성에도 응용할 수 있다.

즉, 표 2에서의 DL렌즈(좌측 렌즈)의 설계면에 대해,

EL렌즈의 베이스 방향에 대해서, 좌안용 베이스 방향 조정비율(HLELb/HCELb)만 분산 또는 응축시킨 면을 Db로 하고,

EL렌즈의 크로스 방향에 대해서, 좌안용 크로스 방향 조정비율(HLELc/HCELc)만 분산 또는 응축시킨 면을 Dc로 하며,

EL-AX로부터의 편각을 θ로 하여 상기 (5) 식에 대입하면,

DL렌즈의 θ에서의 단면(Dθ)이 확정하게 되고, 임의의 θ에 대해서 전개하면, 본 발명에서의 설계변경을 실시한 DL렌즈의 설계면을 얻을 수 있다.

DR렌즈도 마찬가지이다.

즉, 표 2에서의 DR렌즈(우측 렌즈)의 설계면에 대해,

ER렌즈의 베이스 방향에 대해서, 우안용 베이스 방향 조정비율(HRERb/HCERb)만 분산 또는 응축시킨 면을 Db로 하고,

ER렌즈의 크로스 방향에 대해서, 우안용 크로스 방향 조정비율(HRERc/HCERc)만 분산 또는 응축시킨 면을 Dc로 하며,

ER-AX로부터의 편각을 θ로 하여 상기 (5) 식에 대입하면,

DR렌즈의 θ에서의 단면(Dθ)이 확정하게 되고, 임의의 θ에 대해서 전개하면, 본 발명에서의 설계변경을 실시한 DR렌즈의 설계면을 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시형태에서는 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 평균도수분포 및 비점수차분포를 기준렌즈를 중개로 하여 차분렌즈의 베이스 방향 및 크로스 방향 각각에 대해서, 표 2에 표기한 적절한 비율, 즉 좌안용 베이스 방향 조정비율(HLELb/HCELb), 좌안용 크로스 방향 조정비율(HLELc/HCELc), 우안용 베이스 방향 조정비율(HRERb/HCERb), 우안용 크로스 방향 조정비율(HRERc/HCERc)만 응축시키거나 분산시키거나 하는 설계상의 변경을 가함으로써, 차분렌즈(EL렌즈 또는 ER렌즈)의 베이스 방향 및 크로스 방향 각각에 대응한 2종류의 설계면이 확정되어, 상기 오일러의 공식 등의 이용에 의해 하나의 설계면으로서 합성할 수 있다. 이들을 좌우의 누진굴절력 렌즈에 적용함으로써, 착용자가 상하좌우의 모든 방향을 양안시함에 있어서, 좌우 어느 한쪽의 눈, 혹은 양안에 난시도수를 포함하는 경우에서도, 양안의 시선에 대한 좌우의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 비점수차나 그 축방향, 평균도수 등을 일치시킬 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이, 지금까지 좌우의 도수차에 의해 손상되어 있던 착용자의 양안시 기능을 개선할 수 있다.

(1) 실시예 4

이 예에서는 표 2에서의 실시예 4의 기준도수(DC)의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 평균도수분포 및 비점수차분포, 또는 왼쪽 렌즈의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 평균도수분포 및 비점수차분포를 표 2 중에 나타내는 비율로 한다. 즉, EL렌즈의 베이스 방향(45°)은 HLELb/HCELb = 101.4%의 분산을 행하고, 크로스 방향(135°)은 HLELc/HCELc = 98.7%의 응축을 행하여 왼쪽의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포로 한다.

한편, 기준도수(DC)의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 평균도수분포 및 비점수차분포, 또는 오른쪽 렌즈의 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 평균도수분포 및 비점수차분포도 표 2 중에 나타내는 비율로 한다. 즉, ER렌즈의 베이스 방향(135°)은 HRERb/HCERb = 101.4%의 분산을 행하고, 크로스 방향(45°)은 HRERc/HCERc = 98.7%의 응축을 행하여 오른쪽의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포로 한다.

이와 같은 변경을 행함으로써, 상술한 바와 같이, 양안시 기능을 개선할 수 있다.

또한, 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 4에서의 좌우의 원용구면도수와 원용난시도수는 같은 값이지만, 난시 축방향이 좌우에서 다르다. 이 때문에, 좌안용과 우안용과의 베이스 방향 및 크로스 방향 각각의 조정비율의 값이 같게 되어 있어도, 그들의 보정을 가하는 방향(좌우의 차분난시 축방향)이 달라져 있다. 즉, 원용도수 중 난시 축방향만이 다른 경우에서도 이와 같이 조정비율의 보정을 가하는 방향이 다른 것을 알 수 있다.

따라서, 예를 들면 좌우의 원용도수 등의 조건이 실시예 4와 완전히 같은 종래의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈와 비교하면, 실시예 4에 나타내는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에서는 좌우의 난시 축방향의 상이에 의해서 평균도수분포나 비점수차분포가 분산 또는 응축되어 있기 때문에, 종래의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포나 비점수차분포와는 다른 것을 용이하게 추측할 수 있다.

(2) 실시예 5

이 예에서는 좌측 원용도수(DL), 우측 원용도수(DR) 및 기준원용도수(DC) 모두 난시도수를 가지고 있는 예이며, 또한, 그 모든 난시 축방향이 세로나 가로인 예를 나타낸다.

도 14는 실시예 5에서의 좌우의 원용도수 및 그 평균도수를 DL₅, DR₅ 및 DC₅로서 나타내는 개념도이다. 도 14에서도 마이너스 도수가 강한 방향만큼 작은 치수로 하고 있다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 이 경우, EL렌즈의 베이스 방향(0°)에는 104.1%의 분산을 행하고, 크로스 방향(90°)에는 H100.0% 즉 분산·응축을 행하지 않고 그대로 하여 왼쪽의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포로 한다. 또, ER렌즈의 베이스 방향(90°)에는 100.0% 즉 분산·응축을 행하지 않고 그대로 하고, 크로스 방향(180°)에는 96.2%의 응축을 행하여 오른쪽의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포로 한다.

이와 같은 변경을 행함으로써, 실시예 4와 마찬가지로, 좌우의 도수차에 의해 손상되어 있던 착용자의 양안시 기능을 개선할 수 있다.

(3) 실시예 6

이 예에서는 좌측 원용도수(DL), 우측 원용도수(DR) 및 기준원용도수(DC) 모두 난시도수를 가지고 있는 예이며, DL, DR 및 DC의 모든 난시 축방향이 동일한 경사 방향(45°)인 예를 나타낸다.

도 15는, 실시예 6에서의 좌우의 원용도수 및 그 평균도수를 DL₆, DR₆ 및 DC₆로서 나타내는 개념도이다. 도 15에서도 마이너스 도수가 강한 방향만큼 작은 치수로 하고 있다. 좌우의 렌즈 및 기준렌즈의 난시 축방향 및 이것과 직교하는 방향을 각각 일점쇄선으로 나타낸다. 난시 축방향이 동일한 방향이며, 모두 동일한 방향으로 긴 축방향을 가지는 타원모양으로 되어 있는 것을 알 수 있다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 이 경우, EL렌즈의 베이스 방향(135°)으로 110.8%, 크로스 방향(45°)으로 109.6%의 분산을 행하고, 왼쪽의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포로 한다. 또, ER렌즈의 베이스 방향(45°)으로 92.0%, 크로스 방향(135°)으로 91.1%의 응축을 행하여 오른쪽의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포로 한다.

이와 같은 변경을 행함으로써, 마찬가지로, 좌우의 도수차에 의해 손상되어 있던 착용자의 양안시 기능을 개선할 수 있다.

(4) 실시예 7

이 예에서는 좌측 원용도수(DL), 우측 원용도수(DR) 및 기준원용도수(DC) 모두 난시도수를 가지고 있는 예이며, 게다가 모든 난시 축방향이 다르게 된 예를 나타낸다.

도 16은 실시예 7에서의 좌우의 원용도수 및 그 평균도수를 DL₇, DR₇ 및 DC₇로서 나타내는 개념도이다. 도 16에서도 마이너스 도수가 강한 방향만큼 작은 치수로 하고 있다. 도 16 중 일점쇄선은 우측 렌즈의 난시 축방향(베이스 방향) 및 이것과 직교하는 크로스 방향, 이점쇄선은 기준렌즈의 난시 축방향(베이스 방향) 및 이것과 직교하는 크로스 방향을 나타낸다. 이와 같이, 난시 축방향이 모두 다른 경우도 실시예 4 ~ 6와 마찬가지로, 좌우의 눈의 난시 축방향을 긴 축방향으로 하는 타원모양이 되는 것을 알 수 있다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 이 경우, EL렌즈의 베이스 방향(75°)에는 100.6%의 분산을 행하고, 크로스 방향(165°)에는 97.9%의 응축을 행하여, 왼쪽의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포로 한다. 또, ER렌즈의 베이스 방향(165°)에는 102.2%의 분산을 행하고, 크로스 방향(75°)에는 99.4%의 응축을 행하여 오른쪽의 누진굴절력 렌즈의 평균도수분포 및 비점수차분포로 한다.

이와 같은 변경을 행함으로써, 같이 좌우의 도수차에 의해 손상되어 있던 착용자의 양안시 기능을 개선할 수 있다.

도 17 ~ 도 19는, 일례로서 ±10%의 분산 또는 응축을 평균도수분포 및 비점수차분포로 행한 경우의 각 분포를 나타낸다. 도 17의 A 및 B에서는 표준, 즉 100%의 비점수차분포 및 평균도수분포를 각각 나타내고, 도 18의 A 및 B에서는 110%의 분산을 행한 비점수차분포 및 평균도수분포를 각각 나타내며, 도 19의 A 및 B에서는 90%의 응축을 행한 비점수차분포 및 평균도수분포를 각각 나타낸다. 도 17, 도 18, 도 19에 F와 N으로 나타내고 있는 2개의 '十'자선은 모두 도 17에 대한 원용도수와 근용도수의 측정위치를 나타내고 있다. 또, 도 17, 도 18, 도 19의 중앙에 도시한 원은 직경 50㎜이며, 이들은 모두 비점수차나 평균도수에 대한 분산이나 응축의 모습을 비교·대비하여 설명함으로써, 모두 같은 위치, 같은 치수로 표시하고 있다.

비점수차분포 및 평균도수분포는 모두, 분산에서는 세로 및 가로방향으로 분포가 분산하고, 응축에서는 세로 및 가로방향으로 분포가 응축되어 있는 것을 알 수 있다. 한편, 베이스 커브와 가입도수(또는 가입도수의 요소)에 미리 분산 또는 응축의 비율을 계수로서 곱하고 있으므로, 소정의 베이스 커브 및 가입도수(또는 가입도수의 요소)는 유지되고 있다.

상기 실시예 1 ~ 실시예 7에서는 기준도수(DC)의 결정방법으로서, 좌우의 원용도수의 평균도수로 했지만, 본 발명에서는 그 이외의 도수도 선택할 수 있다. 예를 들면 착용자의 효력눈 측의 원용도수와 일치시키거나, 그 효력눈의 정도에 따라, 좌우의 원용도수간의 도수를 무(無)단계로 선택하거나 할 수 있다. 또, 착용자의 처방도수와는 관계없이 DC = 0.00으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 원용도수를 제로로 한 상부평평 누진굴절력 렌즈를 기준도수로 한 것이 된다.

또, 상술의 실시예 1 ~ 3에서는 처방도수로서 구면도수를 이용하고, 실시예 4 ~ 7에서는 처방도수로서 구면도수, 난시도수, 난시도수의 축방향을 이용했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 처방도수로서는, 그 외, 프리즘 도수, 프리즘 도수의 축방향을 이용하여도 되고, 이들 중 일부도 좋고, 또는 전부를 이용하는 것도 가능하다.

또한, 착용상태로서는, 상술의 실시예 1 ~ 7에서는 좌우의 안구선회 중심위치와 정면시의 시선과 렌즈의 외면과의 교점과의 거리(OP)를 이용했다. 상술의 각 예에서는 좌우로 이 거리(OP)가 동일하다라고 가정했지만, 다른 거리를 이용하여 비율을 도출해도 된다. 또, 착용상태로서는 이 거리에 한정되는 것이 아니며, 좌우의 눈의 정간(頂間)거리(CVD), 안구선회중심으로부터 각막 정점까지의 거리(CR), 편안눈동자간 거리(하프 PD) 등을 이용하여, 보다 정밀도 좋게 비율을 유도하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에서의 물체 측의 면은 좌우 동일 또는 서로 경면대칭이어도 된다. 이와 같은 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에서도 안구 측의 면에 본 발명의 보정을 가함으로써 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 안구 측의 면은 종래기술대로 하고, 물체 측의 면에만 본 발명의 보정을 가하거나, 또한 양측의 면에 본 발명의 보정을 가하거나 함으로써 본 발명을 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 누진굴절력 렌즈를 이용함으로써, 좌우의 원용도수성분을 제거한 상부평평 누진굴절력 렌즈분의 소정의 측방시의 위치(P_LB와 P_RB)에서의 비점수차나 그 축방향, 평균도수 등이 일치하며, 종래기술에 비해 양안시의 기능을 방해하는 것이 적게 되어, 안경착용자의 시각 시스템이 가지는 본래의 양안시 기능이 충분히 발휘하게 된다.

또한, 상기의 각 실시예에서는 조정비율을 산출할 때, 도 9에 나타내는 렌즈(L2)를 원용도수가 제로인 상부평평 누진굴절력 렌즈로서 산출하는 경우를 나타냈지만, 상술한 바와 같이, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 렌즈(L2)의 원용도 수로서 좌우의 평균도수나 기준도수를 채용하는 것도 가능하다.

또 마찬가지로 상기 각 실시예에서는 조정비율을 산출할 때에 이용하는 변위량의 기점인 점(P_L0, P_R0)을 광학중심점으로 한 경우를 나타내지만, 상술한 바와 같이, 이것에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 프리즘 측정 기준점으로 하는 것도 가능하다.

다음으로, 도 20에 나타내는 플로우차트에 근거하여 본 발명의 일실시형태의 설계방법에 대해 설명한다.

(스텝 1)

우선, 고객의 내점(來店)에 의해, 안경점으로부터 렌즈 메이커에 대해서 「발주(發注) 액세스」가 이루어진다. 이 발주 액세스에서 좌우의 눈의 처방도수, 효력눈의 정도, 안경의 착용상태, 그 외의 착용자의 사용 정보 등이 렌즈 메이커에 대해서 통지된다. 또한, 처방도수란, 안경점에서의 검안(檢眼)에 의해 얻어지는 수치이다. 착용상태란, 사람의 얼굴의 형상 등에 의해서 결정되는 안경의 위치이며, 특별히 지정되지 않는 「위임」으로 렌즈 메이커에 보내지는 경우도 있다.

또, 이 스텝 S1의 발주 액세스 중에서, 어떤 누진 굴절력 사양의 렌즈를 설계하는지, 즉, 「양면복합 누진굴절력 렌즈」로 하는지, 「양면 누진굴절력 렌즈」로 하는지, 「내면 누진굴절력 렌즈」로 하는지, 혹은「외면 누진굴절력 렌즈」로 하는지의 설계사양의 정보가 제공된다.

여기서, 이 4개의 설계사양에 대해 설명한다. 우선, 제1 「양면복합 누진굴절력 렌즈」사양은 본건 발명자들에 의해 개발된 사양이며, 물체 측 표면과 안구 측 이면을 모두 비구면 렌즈 구성으로 함으로써 표리 양면에서 복합적으로 누진굴절력 렌즈의 효과를 발휘하는 렌즈이다(예를 들면 일본국 특허 제3617004호 공보, WO/2006137489호 공보 등 참조.). 이 양면복합 누진굴절력 렌즈의 외면(표면)에서는 예를 들면 세로방향의 누진굴절력의 성분만을 부여하고, 렌즈의 내면(이면)에서 가로방향의 누진굴절력의 성분만을 부여함으로써, 표리 양면에서 복합적으로 처방한 누진굴절력을 부여하는 사양이다.

제2 「양면 누진굴절력 렌즈」사양이란, 렌즈의 외면(표면)과 내면(이면)의 쌍방을 모두 누진면으로 하고, 각각의 누진면의 누진 굴절력의 합산값에 의해서 처방의 누진굴절력을 부여하는 사양이다(예를 들면 일본국 특개2000-155294호공보, 일본국 특개2000-249992공보등 참조.).

제3 「내면 누진굴절력 렌즈」사양은 렌즈의 이면의 오목부에 처방도수 대응의 누진면을 형성하는 사양이다.(예를 들면 일본국 특허 제3852116호 공보, 일본국 특개평10-206805공보 등 참조.)

제4 「외면 누진굴절력 렌즈」사양은 렌즈의 표면의 볼록부에 처방도수 대응의 누진면을 형성하는 사양이다(예를 들면 일본국 특허 제3196877호 공보, 일본국 특허 제3196880호 공보 등 참조.). 현재로서는, 모든 누진굴절력 렌즈 사양은 이상의 4종류 중 어느 하나로 분류된다고 생각되며, 이들 중 어느 하나의 요구사양에 따라서, 이후의 누진굴절력 렌즈의 설계를 하게 된다. 또한, 이들 4종류 이외의 구조를 가진 누진굴절력 렌즈에 대해서도 수차분포나 평균도수분포를 규정하는 설계면을 가지는 한, 본 발명을 적용할 수 있다.

(스텝 2)

이 발주 액세스에 이어 렌즈 메이커 측에서 수주(受注)처리가 개시된다. 즉, 고객으로부터의 발주를 받은 렌즈 메이커 측이 수주에 수반하는 여러 가지 처리(수주처리)를 행한다.

(스텝 3)

「수주처리」 중에서 본 발명의 설계방법에서 특히 중요한 처리가 되는 「기준도수 결정」을 위한 처리가 행해진다.

일반적으로, 물건을 본다고 하는 것은 양안에 입사한 좌우 2종류의 광학 정보가 안구나 망막, 시신경 등을 경유하여 뇌에 전달되고, 하나의 입체감이 있는 융상(融像)된 화상(畵像)으로서 인식되는 것이다. 여기서, 기준도수(DC)란, 하나의 도수(즉 「기준도수」)를 가진 눈이 단(單)안시하고 있다고 상정했을 때의 가상적인 도수를 의미한다.

즉, 기준도수란, 우안의 도수와도 좌안의 도수와도 다른 제3 도수이며, 통상은 좌우의 도수의 서로 합친 평균값이 된다. 다만, 좌우 눈에 「효력눈」이 존재하는 경우는, 그 정도에 따른 무게 부여를 행한 가중평균값을 취할 수 있다. 이 기준도수는 스텝 S1의 발주 액세스의 내용에 의해서 변경을 받는다.

본 발명의 실시형태에서의 설계방법에서는 좌우 다른 처방값의 눈에서의 양안시 성능의 향상을 그 주목적으로 하고 있기 때문에, 좌우 눈의 차이를 저감시키는 기준의 기준도수가 중요하다. 즉, 우안을 좌안에 맞추거나, 좌안을 우안에 맞추거나 하는 것이 아니라, 적절한 기준도수를 미리 설정해 두고, 좌우 각각의 눈의 도수를 서로 보완시켜 기준도수에 맞추도록 한다. 이것에 의해 양안시 성능을 향상 시키도록 하는 것이다. 여기서, 좌우의 눈의 도수를 기준도수에 맞춘다고 해도, 좌우의 눈의 처방값 그 자체에 변화를 가할 수 없으므로, 그것을 제외한 좌우의 안경 렌즈의 설계요소, 즉 수차분포나 평균도수의 분포 등을 변경함으로써, 좌우의 눈의 도수를 기준도수에 맞춘다.

(스텝 4)

스텝 S3에서의 「기준도수」의 결정이 종료한 단계에서 좌우의 눈의 난시가 들어가 있는지 여부가 판단된다.

(스텝 5)

만약, 난시가 들어가 있는 상태의 좌우의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈를 설계하는 경우에는, 우안과 좌안의 도수의 기준도수와의 차분을 산출할 필요가 생긴다. 우선, 이 스텝 S5는 좌우의 처방값의 도수와 기준도수의 차이인 차분도수를 산출한다. 여기서는, 우안용과 좌안용과의 2종류의 차분도수(우측 ER과 좌측 EL)가 산출된다. 또한, 상술의 실시예 4에서 나타내는 바와 같이, 좌우 눈의 처방값이 난시도수인 경우, 차분도수도 난시도수라고는 할 수 없지만, 일반적으로는 차분도수는 난시도수가 된다.

또한, 처방값이 좌우 모두 구면도수인 경우에는, 다음에 행하는 조정비율의 산출에서 방향에 의한 차이가 생기지 않기 때문에, 이 「차분도수산출」의 스텝 5는 불필요하다.

(스텝 6)

스텝 S3에서의 기준도수의 산출, 또 난시도수가 있는 경우에 스텝 S5에서의 차분도수의 산출이 종료하면, 이어서, 기준도수와 처방도수와의 렌즈상에서의 시선의 변위량의 비율이 산출된다. 이것이 「조정비율산출」처리이다. 즉 설계척도가 되는 조정비율로서 상술의 제1 또는 제2 실시형태에서 설명한 비율을 연산한다. 여기서, 난시도수가 있고 스텝 S5에서 차분도수가 산출되어 있는 경우에는, 우안용과 좌안용의 각각의 렌즈에 대해, 베이스 방향과 크로스 방향에 대한 2종류의 조정비율이 존재한다. 따라서, 합계 4종류의 조정비율, 즉 비율이 산출되게 된다. 또한, 베이스 방향이란, 상술한 바와 같이, 차분렌즈의 난시 축방향이며, 크로스 방향이란, 이 베이스 방향과 수직인 방향을 말한다.

스텝 S3로부터 스텝 S6까지는 이후의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계에 유효한 기초데이터를 획득하는 스텝이다. 이들의 데이터에 근거하여, 좌우의 렌즈 설계면에서의 구체적인 변경(보정)이 가해진다.

(스텝7 ~ 스텝 10)

우선, 설계의 수주를 받은 한 쌍의 누진굴절력 렌즈가 「양면복합누진」인 경우(스텝 S7의 예)는 우측 렌즈, 좌측 렌즈도 처방도수에 따라 양면복합 누진면의 가설계가 행해진다(스텝 S8). 그리고, 이 스텝 S8에서 얻어진 가설계의 설계면에 대해, 이미 스텝 S6에서 산출되어 있는 조정비율을 곱하여 복합 누진면이 산출된다(스텝 S9). 여기서, 「양면복합누진」의 경우는 상술한 4종류(우안용과 좌안용의 각각에 대해, 차분도수의 베이스 방향과 크로스 방향에 대한 2종류)의 조정비율이 외면(표면)과 내면(이면)의 양면에 적용되기 때문에, 합계로 8종류가 된다.

마지막으로, 베이스 방향과 크로스 방향에 대한 설계면을 오일러의 공식을 이용하는 등의 방법에 의해「하나의 설계면에 합성」하는 처리가 우안용과 좌안용의 각각에 대해 실행된다(스텝 S10). 이것에 의해, 「양면복합누진」의 수주를 받은 경우의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계가 완료된다(스텝 S25). 또한, 이들의 설계면을 구체적으로 가공하는 방법은 프리폼(free form)면을 가공하는 종래기술과 하등 바뀐 것이 없다.

(스텝11 ~ 스텝 14)

다음으로, 수주가 「양면누진」인 경우(스텝 S11의 예)는, 스텝 S8과 마찬가지로, 우측 렌즈 및 좌측 렌즈의 처방도수에 따른 양면 누진면의 가설계가 이루어진다(스텝 S12). 이 스텝 S12에서는 좌우 렌즈의 외면(표면)의 세로방향과 가로방향의 평균도수(디옵터)에 근거하여 외면의 누진면이 설계됨과 동시에, 렌즈의 내면(이면)에서도 이와 같이 세로방향과 가로방향의 평균도수(디옵터)에 근거하여 누진면이 설계되게 된다. 이 「양면누진」의 경우도 우안용과 좌안용의 2종류, 난시도수가 있는 경우는 베이스 방향과 크로스 방향의 2종류, 외면(표면)과 내면(이면)의 2종류의 합계로, 난시도수가 없는 경우는 4종류, 난시도수가 있는 경우는 합계 8종류의 조정비율에 근거하여, 좌우 렌즈의 누진면이 설계되게 된다.

이어서, 스텝 S6에서 구한 조정비율에 따라서, 외면 및 내면의 누진면이 산출되어 설계된다(스텝 S13). 마지막으로, 오일러의 공식을 이용하는 등의 방법에 의해, 외면 및 내면의 누진면의 합성이 이루어져(스텝 S14), 설계가 완료된다.

(스텝15 ~ 스텝 19)

다음으로, 수주가 「내면누진」인 경우(스텝 S15의 예)는 외면을 고정하여 내면만 누진면으로 하는 설계가 이루어지므로, 최초로, 우측 렌즈 및 좌측 렌즈의 외면 구면의 선정이 행해진다(스텝 S16).

스텝 S16에서 외면 구면이 선정되면, 다음으로, 우측 렌즈 및 좌측 렌즈의 처방도수에 따른 좌우 렌즈 내면누진면의 가설계가 이루어진다(스텝 S17). 그리고, 스텝 S6에서 산출된 조정비율에 대응한 좌우 렌즈의 내면누진면이 산출된다(스텝 S18). 여기서, 조정비율은 좌우 렌즈에서 2종류, 난시도수가 있는 경우는 내면의 베이스 방향과 크로스 방향의 2종류의 4종류가 되므로, 이미 기술한 「양면복합누진」이나 「양면누진」의 경우의 반의 조정비율로 되어 있다. 스텝 S18에서 좌우의 내면누진면의 산출이 끝나면, 오일러의 공식을 이용하는 등의 방법에 의해서, 내면누진면의 합성이 행해져(스텝 S19), 설계가 완료된다.

(스텝20 ~ 스텝 24)

마지막으로, 수주사양이 「외면면누진」인 경우(스텝 S20의 예)는 우측 렌즈 및 좌측 렌즈의 처방도수에 따른 좌우 렌즈의 외면누진면의 가설계가 이루어진다(스텝 S21). 그리고, 스텝 S6에서 산출된 조정비율에 대응한 좌우 렌즈의 외면누진면이 산출된다(스텝 S22). 이 외면누진면의 설계에 이용되는 조정비율도 좌우 렌즈에서 2종류, 난시도수가 있는 경우는 각각의 외면의 베이스 방향과 크로스 방향의 2종류의 4종류가 된다. 이 스텝 S22에서 좌우의 외면누진면의 산출이 끝나면, 오일러의 공식을 이용하는 등의 방법에 의해서, 외면누진면의 합성이 행해진다(스텝 S23). 그리고, 마지막으로, 좌우 렌즈의 내면, 즉 이면(오목부)에서 난시 대응의 설계를 행하는 「내면처방면 설계」가 행해져(스텝 S24), 설계가 완료된다.

또한, 스텝 S7, S11, S15, S20 중 어느 하나에도 해당하지 않는 경우(모두 '아니오'인 경우)는, 에러로서 처리된다(스텝 S26). 다만, 상기의 4종류 이외의 구조를 가진 누진굴절력 렌즈에 대해서, 그 수차분포나 평균도수분포를 설계할 때에 본 발명을 적용할 수 있다. 그 경우, 처방도수 및 착용상태에 근거하여 가설계를 행하는 스텝과, 본 발명을 적용하여 조정비율에 대응한 좌우 렌즈의 누진면의 산출을 행하는 스텝을 마련하는 것에 의해서, 본 발명과 동일하게 설계를 행할 수 있다.

이상의 설계방법에 의해 설계된 본 발명 구성의 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에 의하면, 상술한 바와 같이, 좌우의 눈의 처방도수를 유지한 채로, 안경렌즈의 평균도수분포나 수차분포 등의 설계를 변경함으로써, 양안시의 기능이 손상되는 것이 저감된다.

또한, 본 발명은 상술의 각 실시형태에서 설명한 구성에 한정되는 것이 아니며, 그 외 본 발명 구성을 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형, 변경이 가능하다.

1_L … 좌안용 렌즈, 1_R … 우안용 렌즈, 2_L … 좌안, 2_R … 우안

Claims (10)

1. 원용도수(遠用度數)가 좌우로 다른 한 쌍의 누진굴절력(累進屈折力) 렌즈를 설계하는 방법으로서,
   상기 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 렌즈성분을 원용도수와 가입(加入)도수가 좌우로 동일한 한 쌍의 누진굴절력 렌즈성분과, 좌우 다른 도수의 한 쌍의 단(單)초점 렌즈성분으로 나누고,
   상기 단초점 렌즈성분을 가지는 렌즈를 착용하여 양안시(兩眼視)를 하는 경우에, 정면 먼 곳으로부터 소정의 방위각을 향하여 정면 이외의 먼 곳에 시선을 옮길 때의 좌우 눈의 렌즈상의 시선(視線)이동거리의 비율을 산출하며,
   상기 누진굴절력 렌즈성분을 가지는 렌즈의 편안(片眼)용 또는 양안용의 렌즈성분의 평균도수분포 및 비점수차(非点收差)분포에 대해, 상기 비율에 따른 보정을 가함으로써,
   양안시에서의 좌우의 시선에 대한 평균도수 및 비점수차의 차이에서 상기 좌우의 원용도수차 이외의 수차의 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 단초점 렌즈성분의 도수가 좌우 모두 구면(球面)도수인 경우,
   상기 누진굴절력 렌즈성분에 대한 보정으로서, 평균도수분포 및 비점수차분포를 임의의 방위각의 방향에 대해 균등하게 확대 또는 축소하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 단초점 렌즈성분의 도수 가운데, 좌우의 한쪽 또는 양쪽 모두에 난시(亂視)도수가 있는 경우,
   상기 누진굴절력 렌즈성분에 대한 보정으로서, 평균도수분포 및 비점수차분포를 소정의 방위각의 방향에 대해 다른 축척이 되도록 타원모양으로 확대 또는 축소하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 소정의 방위각의 방향을 상기 단초점 렌즈성분을 가지는 렌즈 쌍의 좌우의 렌즈성분의 도수로부터 기준도수를 광학적으로 줄인 렌즈성분을 가지는 차분(差分)렌즈에서의 베이스 방향 및 크로스 방향으로 하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 기준도수란, 상기 단초점 렌즈성분의 좌안(左眼)렌즈성분과 우안(右眼)렌즈성분을 겹쳐서 얻어지는 합성도수의 1/2의 렌즈도수인 것을 특징으로 하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 렌즈 중앙 직경 30㎜의 시야영역 내에서,
   상기 원용도수의 차이와, 양안시에서의 좌우의 시선에 대한 평균도수분포와 비점수차분포의 차이와의 차이를 0.25디옵터 이내로 하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법.
7. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에서 좌우로 다른 원용도수란, 원용구면도수, 원용난시도수, 원용난시 축방향, 프리즘 도수, 프리즘 도수의 축방향 중 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 한 쌍의 누진굴절력 렌즈에서 좌우로 다른 원용도수란, 원용구면도수, 원용난시도수, 원용난시 축방향, 프리즘 도수, 프리즘 도수의 축방향 중 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 한 쌍의 누진굴절력 렌즈의 설계방법.
9. 삭제
10. 삭제

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