KR101309003B1

KR101309003B1 - 안과용 렌즈

Info

Publication number: KR101309003B1
Application number: KR1020087006335A
Authority: KR
Inventors: 장-삐에르 쇼보; 브루노 디크이톤; 질 르 쏘
Original assignee: 에씰로르 엥떼르나씨오날(꽁파니 제네랄 돕띠끄)
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2013-09-16
Also published as: CA2622093C; ATE498856T1; AU2006313554A1; US20070103640A1; CN101288017A; JP5388579B2; DE602006020098D1; EP1783533B1; ES2389487T3; US7207675B1; PT2249195E; CA2622093A1; EP2249195A1; EP2249195B1; JP2009515222A; FR2893151B1; WO2007054762A1; BRPI0621493A2; CN101288017B; BRPI0621493B1

Abstract

본 발명에 따른 누진 다초점 안과용 렌즈는 누진 도수 처방을 가지고 조정 교차점과 주 누진 경선을 구비하는 복합 표면을 가진다. 상기 렌즈는, 착용되었을 때 150° 내지 160°의 각도 개구로 조절 교차점에서 약 4°아래에 정점이 놓여 있는 섹터를 커버하며 원시 조절점을 포함하는 영역에 대해 디옵터당 0.025 미크론 미만의 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차와; 조절 교차점으로부터 아래로 착용자의 광학 도수가 가입 도수 처방의 85%에 이르는 경선 상의 점으로 시선 방향이 낮아진 각도로 정의되는, 25° 이하의 누진 길이를 구비한다. 이 렌즈는 근시 영역에서 우수한 접근성을 주어 증가된 원시 시력에 적합하다.

Description

안과용 렌즈{OPHTHALMIC LENS}

본 발명의 대상은 안과용 렌즈이다.

프레임에 지지되도록 하는 임의의 안과용 렌즈는 처방을 수반한다. 이 안과에서 처방은 양 또는 음의 도수 처방(power prescription)과 비점수차 처방(astigmatism prescription)을 포함할 수 있다. 이들 처방은 렌즈의 착용자의 시력 결함을 교정하기 위해 렌즈의 착용자에게 제공되는 교정에 해당한다. 렌즈는 이 처방에 따라 그리고 프레임에 대한 착용자의 눈의 위치에 따라 프레임에 장착된다.

가장 간단한 경우에, 이 처방은 도수 처방에 지나지 않는다. 렌즈는 단초점인 것으로 언급되며 회전 대칭을 가진다. 착용자의 주 시선 방향이 렌즈의 대칭축과 일치하도록 렌즈는 프레임에 간단히 장착된다.

노안의 착용자(노안 대상자)들에게, 원시 도수 교정 값은, 근시(near vision)에서는 원근 조절이 어렵기 때문에, 근시에서의 도수 교정값과 서로 다르다. 따라서 처방은 원시와 근시 사이의 도수 증가를 나타내는 가입도수(addition){또는 누진 도수(power progression)}와 원시 도수 값으로 이루어진다; 이것은 원시 도수 처방 및 근시 도수 처방에 해당한다. 노안의 착용자에 적합한 렌즈는 누진 다초점 렌즈(progressive multifocal lens)이다; 이 렌즈는 예를 들어 FR-A-2 699 294, US-A-5 270 745 또는 US-A-5 272 495, FR-A-2 683 642, FR-A-2 699 294 또는 FR-A-2 704 327에 기술되어 있다. 안과용 누진 다초점 렌즈는 원시 영역, 근시 영역, 중시 영역(intermediate vision), 및 이들 3개의 영역을 통과하는 주 누진 경선(progression meridian)을 포함한다. 이들은 일반적으로 렌즈의 여러가지 특성 상에 부여되는 다수의 제한 사항에 기초하여 최적화하는 것에 의해 결정된다. 이들 렌즈는 착용자의 여러가지 필요에 따라 적응된다는 점에서 다용도 렌즈이다.

누진 다초점 렌즈의 군(family)은 이 일군의 각 렌즈가 원시 영역과 근시 영역 사이에 도수 변동에 해당하는 가입 도수를 특징으로 하는 것으로 정의된다. 보다 정밀하게는, A로 나타낸 가입 도수는 원시 조절점과 근시 조절점이라고 각각 불리우며 무한대를 주시하기 위한 렌즈의 면과 독서 시력(reading vision)을 위한 렌즈의 면의 시선의 교차점을 나타내는 원시 영역에서의 한 점(FV)과 근시 영역에서의 한 점(NV) 사이에 도수의 변동에 해당한다.

렌즈의 임의의 군에서, 가입 도수는 하나의 렌즈로부터 그 군의 다른 렌즈로 가면서 최소 가입 도수값과 최대 가입 도수 값 사이에서 변한다. 일반적으로, 최소 가입 도수값과 최대 가입 도수값은 각각 0.75 디옵터와 3.5디옵터이며, 이 가입 도수는 그 군의 하나의 렌즈로부터 다른 렌즈로 가면서 0.25디옵터 단위씩 0.25디옵터로부터 변한다.

동일한 가입 도수의 렌즈는 여기서 베이스(base)라고 불리우는 기준점에서 평균 구면 도수 값만큼 다르다. 예를 들어, 원시 측정점(FV)에서 베이스를 측정하 도록 선택하는 것이 가능하다. 따라서, 가입 도수/베이스 쌍을 선택함으로써, 비구면 전면(aspherical front faces) 세트가 누진 다초점 렌즈에 대해 정의된다. 일반적으로, 5개의 베이스 값과 12개의 가입 도수 값, 즉 60개의 전면(front faces)이 이에 따라 정의될 수 있다. 베이스 각각에서, 주어진 도수에 대한 최적화가 수행된다. 이러한 알려진 방법은 전면만이 적응된 반-제품의 렌즈로부터 시작하여 각 착용자에게 적합한 렌즈를 간단히 구면이나 환형의 배면(sphericl or toric rear face)을 기계 가공함으로써 제조하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 누진 다초점 렌즈는 일반적으로 착용자로부터 대향하는 측에 있는 안경의 면인 비구면의 전면과 안경을 착용하는 사람 쪽으로 향하는 구면이나 환형의 배면을 구비한다. 이 구면이나 환형의 면은 렌즈가 사용자의 굴절 이상에 적응될 수 있게 하므로 누진 다초점 렌즈는 일반적으로 그 비구면에 의해서만 정의된다. 알려져 있는 바와 같이, 이러한 비구면은 일반적으로 모든 점의 높이로 정의된다. 각 점에서 최소 및 최대 곡률 또는 보다 일반적으로 그 절반의 합 및 그 차이값으로 형성된 파라미터들이 또한 사용된다. 이 절반의 합과 이 차이값은 이들이 인수 (n-1)(여기서 n은 렌즈 물질의 굴절률이다)와 곱해질 때 각각 평균 구면 도수(mean sphere)와 원주 도수(cylinder)라고 불리운다.

따라서 누진 다초점 렌즈는 복합 표면 상에 있는 임의의 한 점에서 평균 구면 도수값과 원주 도수 값을 포함하는 기하학적 특성으로 정의될 수 있으며, 이들은 다음 식으로 주어진다.

알려진 바와 같이, 복합 표면 상에 있는 임의의 점에서 평균 구면 도수(D)는

으로 정의되며,

여기서 R₁및 R₂는 미터 단위로 표현된 국소 최대 및 최소 곡률 반경이며, n은 렌즈를 구성하는 재료의 굴절률(index)이다.

원주도수(cylinder) C는

으로 또한 정의된다.

렌즈의 복합 면의 특성은 평균 구면도수와 원주도수를 사용하여 표현될 수 있다.

나아가, 누진 다초점 렌즈는 또한 렌즈를 착용하는 사람의 위치를 고려하여 광학적 특성에 의하여 정의될 수 있다. 이것은 광선이 렌즈의 중심축을 벗어날 때 광선 추적 법으로 광학적 결함을 유발할 수 있기 때문이다. 특히 도수 결함과 비점수차 결함을 포함하는 이들 알려진 결함은 일반적으로 광선 경사 결함(ray obliquity defects)이라고 불리운다.

광선 경사 결함은 이미 종래 기술에서 잘 확인되어 있으며 개선점이 제안되어왔다. 예를 들어 문헌 WO-A-98/12590호는 누진 다초점 안과용 렌즈 세트를 최적화에 의하여 결정하는 방법을 개시한다. 이 문헌은 렌즈의 광학적 특성 및 특히 렌즈의 착용 조건 하에서 착용자의 도수와 경사진 비점수차를 고려함으로써 렌즈 세 트를 정의하는 것을 제안한다. 이 렌즈는 착용 조건 하에서 각 시선 방향으로 목적 물체 점과 연관된 에르고라마(ergorama : 공간 분포)에 기초하여 광선 추적을 함으로써 최적화된다.

또한 렌즈를 통과하는 비수차 구면 파면에 의해 나타나는 왜곡을 수반하는 구면 수차 또는 코마와 같은 고차 수차라고 불리우는 광학적 수차를 고려하는 것이 가능하다.

그 전체 표면을 조사하기 위하여 렌즈 뒤에서 눈이 회전하는 것이 고려된다. 따라서, 눈과 렌즈로 구성된 광학 시스템이 도 1 내지 도 3을 참조하여 보다 상세히 후술되는 바와 같이 각 점에서 고려된다. 이 광학 시스템은 이에 따라 렌즈의 표면에 있는 각 점에서 달라지는데 이는 렌즈와 눈의 주 축의 상대적인 위치가 렌즈 뒤에서 눈이 회전하는 것으로 인해 각 점에서 사실상 달라지기 때문이다.

이들 연속하는 각 위치에서 렌즈를 통과하는 파면에 의하여 나타나고 눈의 동공에 의하여 제한되는 수차가 계산된다.

구면 수차는 예를 들어 동공의 에지를 통과하는 광선이 그 중심 가까이를 통과하는 광선과 동일한 평면에서 수렴하지 않는다는 사실로부터 발생한다. 나아가, 코마는 축에서 벗어난 위치에 있는 점의 이미지가 광학 시스템의 도수 변동으로 인해 "코마 같은" 흔적(trail)을 가질 수 있다는 사실을 나타낸다. 독자들은 누진 다초점 렌즈에 대한 코마의 영향을 기술하는 R.G. Dorsch 및 P.Baumbach 저 "Coma and Design Characteristics of Progressive Addition Lenses" (Vision Science and its Applications, Santa Fe, February 1998)라는 논문을 참조할 수 있다.

이 파면의 왜곡은 제곱 평균 제곱근 즉 RMS(root mean square)에 의하여 전체적으로 기술될 수 있다. RMS 편차는 일반적으로 미크론(㎛)으로 표현되며 복합 표면에 있는 각 점에 대해 비수차 파면에 대해 최종 파면의 편차를 나타낸다.

본 발명은 근시에 필요한 도수 레벨에 우수한 접근성을 허용하면서 특히 원시에 있어 누진 렌즈를 착용하는 사람에게 우수한 시각적 지각을 보장하는, 착용 조건 하에서 광학적 특성에 의하여 정의된 누진 다초점 렌즈를 제안한다.

결과적으로 본 발명은, 전면과 후면을 구비하며, 누진 도수 처방(A)을 가지고 복합 표면을 구비하는 누진 초다점 안과용 렌즈로서, 상기 복합 표면은,
- 조정 교차점(FC)과;
- 원시 조절점(FV)을 갖는 원시 영역과 근시 조절점(NV)을 갖는 근시 영역 및 중간 시야 영역과;
- 이들 3개의 영역을 통과하는 주 누진 경선
을 구비하고,
상기 렌즈는, 착용되었을 때 상기 전면과 후면 중 적어도 하나의 면의 곡률 반경을 조절함으로써 평면 원시 처방에 대해
- 상기 원시 조절점(FV)을 포함하는 영역으로서, 상기 조정 교차점(FC)에서 4°아래 누진 경선 상에 정점이 놓여 있는 150° 내지 160°의 각도 개구(angular aperture)를 갖는 섹터(sector)를 커버하는 영역에 대해, 누진 도수 처방(A)으로 정규화되어 디옵터당 0.025 미크론 미만의 값을 갖는 감소된 제곱 평균 제곱근 편차(a reduced root mean squar(RMS) deviation)로서,
렌즈를 통과하는 파면의 제르니크 다항식 전개에서 1차 및 2차 계수를 제로(0)로 설정함으로써 계산되는, 감소된 제곱 평균 제곱근(RMS) 편차와;
- 상기 조정 교차점(FC)으로부터 착용자의 광학 도수가 누진 도수 처방(A)의 85%에 이르는 경선 상의 점으로 낮아지는 낮아진 시선 각도(the angle of lowered viewing)로 정의되는, 25° 이하의 누진 길이(PL);를 구비하는 것을 특징으로 하는 누진 다초점 안과용 렌즈를 제안한다.

삭제

본 발명에 따른 렌즈는 실시예에 따라 다음 특성 중 하나 이상을 구비한다:

- 0.025㎛/D 미만의 상기 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차를 갖는 영역은 155°의 각도 개구 섹터를 커버한다.

- 0.025㎛/D 미만의 상기 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차를 갖는 영역은 원시 영역에서 주 누진 경선과 대략 일치하는 중간축을 구비하는 섹터를 커버한다.

- 0.025㎛/D 미만의 상기 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차를 갖는 영역은 35°내지 45°의 반경 섹터를 커버한다.

- 0.025㎛/D 미만의 상기 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차를 갖는 영역은 약 40°의 반경 섹터를 커버한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 장치 및 대상자에게 이 시각 장치를 제공하거나 이 시각 장치의 대상자에 의한 착용을 포함하는 것을 특징으로 하는 노안 대상자의 시력을 교정하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 잇점과 특징은 도면을 참조하여 예시로서 주어진 본 발명의 실시예의 이하 상세한 설명을 이해함으로써 보다 분명해질 것이다.

- 도 1은 위에서부터 바라본 렌즈/눈의 광학 시스템을 나타내는 도면.

- 도 2 및 도 3은 렌즈/눈의 광학 시스템의 사시도

- 도 4는 본 발명에 따른 렌즈의 경선을 따른 착용자의 광학 도수의 그래프.

- 도 5는 본 발명에 따른 렌즈의 착용자의 광학 도수 맵을 나타내는 도면.

- 도 6은 본 발명에 따른 렌즈의 경사진 비점수차 진폭 맵을 나타내는 도면.

- 도 7은 본 발명에 따른 렌즈의 정규화된 감소된 RMS 맵을 나타내는 도면.

관용적으로, 광학적 특성 량, 즉 도수와 비점수차는 렌즈가 착용되는 조건 하에서 주어진 렌즈에서 정의된다. 도 1은 렌즈/눈의 광학계에 대한 측면도를 보여주고 나머지 상세한 설명에서 사용되는 정의를 보여준다. 눈의 회전 중심은 Q'라고 한다. 도트/대시 라인으로 도면에 도시된 축 Q'F'은 눈의 회전 중심을 통과하고 착용자의 전면으로 연장하는 수평 축이며, 다시 말해, 축 Q'F'은 주 시선 방향(primary viewing direction)에 해당한다. 이 축은 안경사에 의해 렌즈가 위치될 수 있게 렌즈 상에 표시된 조절 교차점(FC : fitting cross)이라고 불리우는, 전면에 있는, 렌즈 상의 한 점에 해당한다. 이 조절 교차점은 일반적으로 전면의 기하학적 중심에서 4mm 위에 위치된다. 점 O를 배면 상에 있는 축 Q'F'에 의한 교차점이라고 하자. 중심이 Q'이고 반경이 q'인 정점 구면이 한정되며, 이 구면은 점 O에서 렌즈의 배면과 교차한다. 일례로서, 27mm의 반경 q'의 값은 표준 값에 해당하며 렌즈가 착용된 때 만족스러운 결과를 제공한다. 렌즈의 절단은 도 2를 참조하여 한정된 (O,x,y) 평면에서 그려질 수 있다. 점 O에서 이 곡선에 대한 접선은 광각(pantoscopic angle)이라고 불리우는 각도에서 (O,y) 축으로 기울어져 있다. 이 광각의 값은 일반적으로 8°이다. (O,x,z) 평면에서 렌즈의 교점을 그리는 것 또한 가능하다. 점 O에서 이 곡선에 대한 접선은 소위 곡선 윤곽이라고 불리우는 (O,z) 축으로 기울어져 있다. 이 곡선 윤곽의 값은 일반적으로 0°이다.

도 1에서 실선으로 도시된 주어진 시선 방향은 Q'에 대해 회전하는 눈의 위치 및 정점 구면에 있는 점(J)에 대응한다. 시선 방향은 또한 구면 좌표에서 2개의 각도(α,β)에 의해 식별될 수 있다. 각도(α)는 Q'F' 축과 이 Q'F' 축을 포함하는 수평면에 있는 직선 Q'J의 투영 사이에 이루어진 각도이며, 이 각도는 도 1에 나타나 있다. 각도(β)는 Q'F' 축과 이 Q'F' 축을 포함하는 수직면에 있는 직선 Q'J의 투영 사이에 이루어진 각도이다. 그러므로, 주어진 시선 방향은 정점 구면에 있는 점(J) 또는 좌표 쌍(α,β)에 대응한다.

주어진 시선 방향에서, 주어진 물체 거리에 위치된 물체 공간에 있는 점(M)의 이미지는 최소 및 최대 거리(JS, JT)(이는 회전면 및 무한대에 있는 점(M)의 경우에 화살모양 및 접선 초점 거리일 수 있다)에 대응하는 2개의 점(S, T) 사이에 형성된다. 비점수차 축으로 식별되는 각도(

)는 도 2 및 도 3을 참조하여 한정된 (z_m, y_m) 평면에서 (z_m) 축과 최단 거리에 대응하는 이미지에 의해 이루어진 각도이다. 각도(

)는, 착용자를 볼 때 반시계 방향으로 측정된다. 도 1의 예에서, 무한대 에 있는 물체 공간의 한 점의 이미지는 점 F'에서 Q'F' 축 상에 형성된다. 점(S, T)은 일치하며, 이는 렌즈가 주 시선 방향에서 국부적으로 구면이라는 것을 말하는 것에 해당한다. 거리(D)는 렌즈의 후방 전면(rear frontal plane)이다.

도 2 및 도 3은 렌즈/눈 시스템의 사시도를 도시한다. 도 2는 주 시선 방향이라고 불리우는 주 시선 방향(α=β=0)에서 눈과 연관된 기준 프레임과 눈의 위치를 도시한다. 점(J, O)은 이때 일치한다. 도 3은 방향(α,β)에서 이와 연관된 기준 프레임과 눈의 위치를 도시한다. 도 2와 도 3에는 눈의 회전을 명확히 보여주기 위해 눈과 연관된 기준 프레임{x_m, y_m, z_m}과 고정된 기준 프레임{x,y,z}이 도시되어 있다. 기준 프레임{x,y,z}는 원점으로 점 Q'를 가지며 x 축은 Q'F' 축(점 F'는 도 2 및 도 3에 도시되어 있지 않음)이고 점 O를 통과한다. 이 축은 비점수차 축의 측정 방향에 대응하여 렌즈로부터 눈으로 향한다. {y,z} 평면은 수직면이다. y 축은 수직하며 위쪽으로 향한다. z 축은 수평이고 기준 프레임은 직교 좌표계이다. 눈과 연관된 기준 프레임{x_m, y_m, z_m}은 중심으로 점 Q'를 가진다. x_m 축은 시선 방향 JQ'으로 식별되며 주 시선 방향의 경우에 {x,y,z} 기준 프레임과 일치한다. 리스팅의 법칙(Listing's law)은 각 시선 방향에 대해 {x,y,z} 및 {x_m, y_m, z_m} 좌표계 사이에 상관 관계를 제공한다(Legrand, Optique Physiologique, Volume 1, published by Revue d'Optique, Paris 1965 참조).

이들 요소를 사용하여, 각 시선 방향에서 착용자의 광학 도수와 비점 수차를 한정하는 것이 가능하다. 에르고라마에 의해 주어지는 물체 거리에서 물체 점(M)은 시선 방향(α,β)에 대해 고려된다. 물체의 이미지가 형성되는 점(S,T)이 결정된다. 이후 이미지 근접값(IP : Image Proximity)은

으로 주어지는 반면,

물체 근접값(OP : Object Proximity)은

으로 주어진다.

도수는 물체와 이미지 역수의 거리의 합으로 정의되며, 즉

이다.

비점수차의 진폭은

으로 주어진다.

비점수차의 각도는 위에서 한정된 각도(

)이다: 이것은 이미지 T가 (z_m, y_m)평면에 형성되는 z_m 방향에 대해 눈과 연관된 기준 프레임에서 측정된 각도이다. 이들 도수와 비점수차의 정의는 착용 조건에서 그리고 눈과 연관된 기준 프레임에서 광학적인 정의이다. 정량적으로, 이렇게 한정된 도수와 비점수차는 시선 방향에서 렌즈 대신에 놓여 국부적으로 동일한 이미지를 제공할 수 있는 얇은 렌즈의 특성에 대응한다. 이 정의는 주 시선 방향에서 전통적인 비점수차 처방값을 제공하는 것임을 지목하여야 한다. 이러한 처방은 원시에서 축 값(각도)과 진폭값(디옵터)으로 구성된 한 쌍의 형태로 안과 의사에 의해 이루어진다.

이렇게 한정된 도수와 비점수차는 프론토포코미터(frontofocometer)를 사용하여 렌즈에 대해 실험적으로 측정될 수 있다. 이들 값은 착용 조건에서 광선 추적에 의해서도 계산될 수 있다.

본 발명은 근시에서도 우수한 접근성을 갖는 확장된 원시의 잇점을 구비하는 누진 다초점 안과용 렌즈를 제안한다. 이 렌즈는 선명한 시야를 갖는 우수한 원시 시야를 제공하며, 원시 영역에서 큰 각도를 커버하며 교정 교차점 아래에 놓여있는 부분에 대한 광학 수차를 제한한다. 이렇게 제안된 해법은 근시에 필요한 도수에 대한 우수한 접근성을 제공하며 실질적으로 자기의 눈을 낮출 필요 없이 착용자가 약 40cm의 거리를 만족스럽게 볼 수 있게 하며 근시 영역은 조정 교차점 아래 25°으로부터 접근가능하다. 이 렌즈는 그리하여 확장된 원시 및 근시에 적용된 렌즈이다. 이 렌즈는 원시 및 근시 착용자에게 처방된 도수 값이 렌즈 상에 달성되도록 하는 처방을 가진다.

이 렌즈는 2디옵터의 누진 도수 처방을 갖는 노안 착용자에게 적합한 일 실시예를 참조하여 후술된다.

도 4 내지 도 7은 TABO 좌표계에서 270°방향에 배향된 기하학적 베이스의 1.15°의 프리즘을 가지며 누진 다초점 전면을 갖는 60mm 직경의 렌즈를 도시한다. 이 렌즈의 평면은 수직선에 대하여 8°로 기울어져 있고 이 렌즈는 2mm의 두께를 갖는다. 27mm의 q 값(도 1을 참조하여 한정된 것)은 도 4 내지 도 7의 렌즈에 대한 측정을 위해 고려된다.

도 5 내지 도 7에 도시된 렌즈는 구면 좌표계에 있으며, 각도 β는 x 축 상에 그려져 있고 각도 α는 y 축 상에 그려져 있다.

이 렌즈는 비점수차가 사실상 제로(0)인 경선이라고 불리우는 대략 배꼽모양의 선(umbilical line)을 가진다. 이 경선은 렌즈의 상부 부분에 있는 수직 축과 일치하며 렌즈의 하부 부분에 있는 코모양의 측(nasal side)에 기울어져 있으며, 수렴은 근시에서 보다 더 명확하다.

도면들은 렌즈 상에 경선과 기준 마크를 보여준다. 렌즈의 조정 교차점(FC)은 렌즈 상에 추적된 원으로 둘러싸인 도트와 같은 교차점(cross)이나 임의의 다른 마크에 의해 또는 임의의 다른 적절한 수단에 의해 렌즈 상에 기하학적으로 위치될 수 있다. 이것은 프레임 내에 렌즈를 장착하기 위해 안경사에 의해 사용되는, 렌즈 상에 물리적으로 놓여있는 조절점이다. 구면 좌표에서, 이 조절 교차점은 좌표(0°, 0°)를 가지는데, 그 이유는 이 점이 위에서 한정된 바와 같이 주 시선 방향과 렌즈의 정면과의 교점에 대응하기 때문이다. 원시 조절점(FV)은 경선 상에 위치하며 조절 교차점에서 8°위의 시선 각도에 대응한다. 원시 조절점(FV)은 미리 결정된 구면 좌표계에서 좌표(0°, -8°)를 가진다. 근시 조절점(NV)은 경선 상에 위치되며 조절 교차점 아래 35°만큼 낮은 시선 방향에 해당한다. 근시 조절점(NV)은 미리 결정된 구면 좌표계에서 좌표(6°, 35°)를 가진다.

도 4는 경선을 따라 착용자의 광학 도수의 그래프를 도시한다. 각도 β는 y 축 상에 그려져 있고, 디옵터 단위의 도수는 x 축 상에 그려져 있다. 전술된 양(1/JT 및 1/JS)에 각각 대응하는 최소 및 최대 광학 도수는 대시 곡선으로 도시되어 있으며, 위에서 한정된 광학 도수(P)는 볼드체 곡선으로 도시되어 있다.

이 도면은 원시 조절점(FV) 주위에는 대략 일정한 착용자의 광학 도수가, 근시 조절점(NV) 주위에는 대략 일정한 착용자의 광학 도수가 그리고 경선을 따라서는 도수의 균일한 누진이 있다는 것을 보여준다. 이 값은 원점에서 제로(0)로 이동되고, 여기서 광학 도수는 실제로 정시안 노안 착용자에게 처방된 평면 원시 렌즈에 대응하는 -0.03디옵터이다.

누진 다초점 렌즈의 경우에, 중간 시야 영역은 일반적으로 조정 교차점(FC) 영역에서 시작하며; 이것은 도수 누진이 시작하는 점이다. 따라서 광학 도수는 조절 교차점에서부터 근시 조절점(NV)으로 가면서 각도 β의 0 내지 35°값에 대해 증가한다. 각도 값이 35°보다 더 커지면, 광학 도수는 2.23 디옵터의 값으로 다시 대략 일정하게 된다. 착용자의 광학 도수 누진(2.26 디옵터)은 처방된 가입 도수(A)(2디옵터)보다 더 크다는 것이 주목되어야 한다. 도수 값의 이러한 차이는 경사진 효과(oblique effect)로 인한 것이다.

도 4에서 PL로 표시된 누진 길이(progression length)는 렌즈 상에 한정될 수 있으며, 이것은 렌즈의 광학 중심, 즉 조절 교차점(FC)과 도수 누진이 처방된 가입 도수(A)의 85%에 이르는 경선 상의 한 점 사이에 각도 거리-즉 세로좌표 차이값-이다. 도 4에 도시된 예에서, 0.85×2디옵터의 광학 도수, 다시 말해 1.7디옵터는 대략 각도 좌표 β=24.5°를 갖는 점에 대해 도달된다.

본 발명에 따른 렌즈는 따라서 25°이하의 시선으로 적절히 낮춘 근시에 필요한 도수에 대한 접근성을 나타낸다. 이러한 접근성은 근시 영역의 편안한 사용을 보장한다.

도 5는 물체 점에 대해 하나의 시선 방향을 따라 한정된 착용자의 광학 도수의 레벨 선을 도시한다. 통상적으로, 등도수 선(isopower lines)이 구면 좌표계에서 도 5에 그려져 있다. 이들 선은 동일한 광학 도수 값(P)을 가지는 점으로 형성된다. 0디옵터 내지 2.25디옵터의 등도수 선이 도시되어있다.

도 5는 조절 교차점 아래에서 연장하는 도수 변동이 없는 원시 영역을 도시한다. 착용자의 광학 도수 값은 그러므로 조절 교차점(FC) 주위에서 대략 일정하다. 조절 교차점 주위에서 거의 제로(0)인 이러한 도수 변동은 후술되는 바와 같이 시각 장치에 렌즈를 장착할 때 렌즈를 위치설정하는데 있는 특정한 공차를 허용한다.

도 6은 착용 상태에서 경사진 비점수차 진폭에 대응하는 레벨 선을 도시한다. 통상적으로, 등비점수차 선이 구면 좌표계에서 도 6에 그려져 있으며; 이들 선은 앞서 정의된 바와 같이 동일한 비점수차 진폭을 가지는 점으로 형성된다. 0.25 디옵터 내지 2.50디옵터의 등비점수차 선이 그려져 있다.

원시 영역은 상대적으로 선명하며 0.25디옵터 이상의 등비점수차 선이 원시 시야를 자유롭게 하기 위해 넓게 개방되는 것을 볼 수 있다. 또한, 등비점수차 선이 렌즈의 하부 부분에서 근시 기준 점(NV)의 높이에서 넓어지는 것을 볼 수 있다. 렌즈의 하부 부분에서, 0.75 및 1 디옵터의 등비점수차 선은 거의 평행하고 수직하 며, 이는 근시 기준 점(NV)을 포함하는 영역을 한정한다.

도 7은 착용 상태에서 계산된 가입 도수 처방으로 정규화된 감소된 RMS 레벨 선을 도시한다. 이 RMS는 각 시선 방향에 대해 그리하여 광선 추적 방법을 사용하여 렌즈의 유리 면 상의 각 점에 대해 계산된다. 대략 5mm의 착용자의 동공 직경이 고려된다. RMS는 시선 방향에 대응하는 렌즈 상의 각 점에 대해 최종 파면과 이 최종 파면을 통과하는 최상의 구면에 대응하는 비수차 구면 기준파 사이에 편차를 도시한다. RMS 값은 도 4 내지 도 6의 렌즈에 대해 즉 정시안의 노안 대상자에 대해 처방된 2디옵터의 가입도수 처방을 가지는 평면 원시 렌즈에 대해 계산된 것이다.

착용자의 눈으로 인식되는, 렌즈를 통과하는 파면의 수차를 측정하는 하나의 가능한 장치는 Eloy A. Villegas 및 Pablo Artal 저 "Spatially Resolved Wavefront Aberrations of Ophthalmic Progressive-Power Lenses in Normal Viewing Conditions" (Optometry and Vision Science, Vol.80, No.2, February 2003) 논문에 기술되어있다.

알려져 있는 바와 같이, 비구면을 통과한 파면은 제르니크 다항식 전개(Zernike polynomial expansion)로 표시될 수 있다. 보다 정확하게는, 파면은

형태의 다항식의 선형 조합으로 근사될 수 있으며, 여기서 P_i는 제르니크 다항식이고 ai 는 실계수(real coefficient)이다.

파면의 제르니크 다항식 전개와 파면의 수차 계산은 Optical Society of America에 의해 표준화되어 있으며, 이 표준은 하바드 대학교의 웹 사이트, 즉 ftp://color.eri.harvard.edu/standardization/Standards_TOPS4.pdf에서 이용가능하다.

RMS는 그리하여 렌즈가 착용되고 있는 상태에서 계산된다. RMS는 이후 감소되며 다시 말해 파면의 제르니크 다항식 전개에서 1차 계수 및 2차 계수가 제로(0)로 설정된다. 광학 도수와 비점수차 결함 수차는 그리하여 감소된 RMS 계산에 포함되지 않는다. RMS는 이후 정규화되는데, 다시 말해 처방된 가입도수에 의해 나누어진다.

도 7에서, 정규화된 감소된 RMS는 디옵터마다 미크론 단위로 표시되어 도시되어 있다. 0.01㎛/D 내지 0.05㎛/D의 등-RMS 선이 도시되어 있다. 도 7에는 조절 교차점(FC) 아래 4°에서 주 누진 경선 상에 정점이 있고 155°의 각도 개구를 갖는 부분이 있다. 사용되는 최적의 광학 기준에 따라 이 부분의 각도 개구는 150°내지 160°사이일 수 있다. 원시 조절점(FV)을 포함하는 이 부분에 의해 커버되는 렌즈의 영역에서, 정규화된 감소된 RMS는 0.025㎛/D로 제한된다. 낮은 값의 정규화된 감소된 RMS를 갖는 이 영역은 원시에서 착용자가 최적의 시각적 지각을 가지는 것을 보장한다.

렌즈의 대칭성 때문에, 이렇게 한정된 부분은 원시 영역에서 주 누진 경선과 대략 일치하는 경선 축을 가질 수 있다.

도 7에서, 0.025㎛/D로 제한된 정규화된 감소된 RMS를 갖는 부분은 40°의 반경을 갖는다. 그러나, 사용되는 최적의 광학적 기준에 따라, 이 반경은 35°내지 45°사이일 수 있다.

본 발명에 따른 렌즈는 그러므로 제한된 광학 수차를 갖는 매우 선명한 원시 영역을 가진다.

본 발명에 따른 렌즈는 원시 및 근시 착용자의 처방을 고려하여 필요한 가입도수를 결정할 때 처방된다. 복합 표면이 렌즈의 전면 상에 있을 때, 필요한 도수는 종래 기술에서와 같이 도수가 처방된 도수와 동일한 것을 보장하기 위해 후면을 기계가공함으로써 얻어질 수 있다.

렌즈를 시각 장치에 장착하는 것은 다음과 같은 방식으로 달성될 수 있다. 원시에서 착용자의 동공의 수평 위치가 측정되는데, 즉 동공의 절반 거리만이 측정되며, 그리고 시각 장치 프레임의 총 교정 높이가 결정된다. 이후 렌즈는 측정된 위치에 위치된 조절 교차점으로 시각 장치에 장착된다.

독자들은 이 점에 대해 안과용 렌즈를 프레임에 장착하는 간단한 방법을 기술하는 특허 출원 FR-A-2 807 169를 참조할 수 있다. 이 문헌은 특히 안경사에 의해 이루어진 여러가지 측정을 기술하며 프레임의 총 교정 높이를 사용하여 프레임으로 렌즈를 장착하기 위하여 동공의 절반 거리만을 측정하는 것을 제안한다.

그러므로 렌즈를 장착하는 것은 원시 동공의 절반 거리를 종래 방식으로 측정하는 것과 조절 교차점이 프레임에 배치되어야 하는 높이를 결정하기 위하여 프레임의 교정 높이를 측정하는 것만을 요구한다. 다음으로, 렌즈가 기계가공되고 조절 교차점이 한정된 위치에 있도록 프레임이 장착된다. 조절 교차점의 수직 위치는, 물론, 대상자가 원시를 보고 있을 때 시선 방향의 프레임 내 위치를 측정함으 로써 장착 높이를 측정함으로써 장착 높이를 측정함으로써 종래 방식으로 결정될 수도 있다. 이 측정은 대상자가 프레임을 쓰고 무한대를 보고 있는 상태에서 종래 방식으로 수행된다.

본 발명에 따른 렌즈는 전술된 장착에 대해 개선된 공차를 가질 수도 있다. 이 공차는 조절 교차점 주위에 광학적 수차를 제한함으로써 제공된다. 구체적으로, 착용자의 도수 및 경사진 비점수차 값은 조절 교차점 주위에서 대략 일정하다. 나아가, 정규화된 감소된 RMS 값은 조절 교차점 주위에서 제한된다.

전술된 렌즈는 누진 다초점 렌즈에 관해 앞서 언급된 종래 기술의 문헌에 기술된 알려져 있는 최적화 방법을 사용하여 일면을 최적화시켜서 얻을 수도 있다. 구체적으로, 최적화 소프트웨어를 사용하여 미리 결정된 성능지수를 갖는 렌즈/눈의 시스템의 광학 특성을 계산할 수 있다. 최적화를 위해, 도 4 내지 도 7을 참조하여 전술된 설명에 제시된 기준들, 특히:

- 원시 조절점(FV)을 포함하고 150°내지 160°사이의 각도 개구를 갖는 조절 교차점에서 대략 4°아래 누진 경선 상에 정점이 있는 부분을 커버하는 영역에 걸쳐 0.025㎛/D 미만의, 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근(RMS) 편차와;

- 조절 교차점으로부터 아래로 착용자의 광학 도수가 가입 도수 처방의 85%에 이르는 경선 상의 점으로 시선이 낮아진 각도로 정의된, 25°이하의 누진 길이

를 포함하는 기준들 중 하나 이상의 기준이 사용될 수 있다.

이들 기준은 다른 것 그리고 특히 35°내지 45°사이에 0.025㎛/D 미만의, 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차 영역의 부분의 반경을 갖는 것과 조합될 수 있다.

이들 기준의 선택은 최적화에 의하여 렌즈를 얻을 수 있게 한다. 이 기술 분야에 숙련된 사람이라면 해당 렌즈가 부과되는 기준에 정확히 대응하는 값을 반드시 가져야만 하는 것은 아니라는 것을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 정규화된 감소된 RMS의 상한값이 도달하여야 하는 것이나 또는 제한된 정규화된 감소된 RMS 부분의 정점이 조절 교차점에서 정확히 4°아래에 있어야 하는 것은 핵심적인 것이 아니다.

전술된 최적화 예에서, 렌즈의 면들 중 한 면만을 최적화하는 것이 제안되었다. 전술된 렌즈의 것과 유사한 광학적 목적이 달성될 때마다 이들 모든 예에서 전면과 후면의 역할이 용이하게 변경될 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명은 착용자의 눈의 시력을 교정하는데에 이용가능하다.

Claims

전면과 후면을 구비하며, 누진 도수 처방(A)을 가지고 복합 표면을 구비하는 누진 초다점 안과용 렌즈로서, 상기 복합 표면은,

- 조정 교차점(FC)과;

- 원시 조절점(FV)을 갖는 원시 영역과 근시 조절점(NV)을 갖는 근시 영역 및 중간 시야 영역과;

- 이들 3개의 영역을 통과하는 주 누진 경선

을 구비하고,

상기 렌즈는, 착용되었을 때 상기 전면과 후면 중 적어도 하나의 면의 곡률 반경을 조절함으로써 평면 원시 처방에 대해

- 상기 원시 조절점(FV)을 포함하는 영역으로서, 상기 조정 교차점(FC)에서 4°아래 누진 경선 상에 정점이 놓여 있는 150° 내지 160°의 각도 개구(angular aperture)를 갖는 섹터(sector)를 커버하는 영역에 대해, 누진 도수 처방(A)으로 정규화되어 디옵터당 0.025 미크론 미만의 값을 갖는 감소된 제곱 평균 제곱근 편차(a reduced root mean squar(RMS) deviation)로서,

렌즈를 통과하는 파면의 제르니크 다항식 전개에서 1차 및 2차 계수를 제로(0)로 설정함으로써 계산되는, 감소된 제곱 평균 제곱근(RMS) 편차와;

- 상기 조정 교차점(FC)으로부터 착용자의 광학 도수가 누진 도수 처방(A)의 85%에 이르는 경선 상의 점으로 낮아지는 낮아진 시선 각도(the angle of lowered viewing)로 정의되는, 25° 이하의 누진 길이(PL);

를 구비하는 것을 특징으로 하는 누진 다초점 안과용 렌즈.
제 1 항에 있어서, 0.025㎛/D 미만의 상기 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차를 갖는 영역은 155°의 각도 개구를 갖는 섹터를 커버하는 것을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 0.025㎛/D 미만의 상기 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차를 갖는 영역은 원시 영역에서 주 누진 경선과 일치하는 중간축을 구비하는 섹터를 커버하는 것을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제 1 항에 있어서, 0.025㎛/D 미만의 상기 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차를 갖는 영역은 35°내지 45°의 반경 섹터를 커버하는 것을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제 4 항에 있어서, 상기 0.025㎛/D 미만의 상기 정규화된 감소된 제곱 평균 제곱근 편차를 갖는 영역은 40°의 반경 섹터를 커버하는 것을 특징으로 하는 안과용 렌즈.
제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 장치.
대상자에게 제 6 항에 따른 시각 장치를 제공하거나 또는 제 6 항에 따른 시각 장치의 대상자에 의한 착용을 포함하는 것을 특징으로 하는 노안 대상자의 시력을 교정하는 방법.
시각 장치에 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 렌즈를 장착하는 방법으로서,

- 원시에 있는 착용자의 동공의 수평 위치를 측정하는 단계와;

- 시각 장치의 프레임의 전체 교정 높이를 결정하는 단계와;

- 측정된 위치에 조정 교차점이 있게 시각 장치에 렌즈를 장착하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 장착하는 방법.