KR102093849B1 - 안과용 렌즈 - Google Patents

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프란시스코 드 아이구아비베스
헬렌 마우리
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에씰로 앙터나시오날
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Abstract

본 발명은, 전방 주면 및 후방 주면을 구비하는 안과용 렌즈로서, 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 입사하는 자외선(UV) 광을 차단하기 위한 수단; 안과용 렌즈의 후방 주면 상에 배치되고, 7% 이하의 UV 영역에서의 가중 평균 반사율 지수를 갖는 반사방지 코팅; 및 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위, 및 바람직하게는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 청색광을 적어도 부분적으로 차단하는 적어도 하나의 수단을 포함하는, 안과용 렌즈에 관한 것이다.

Description

안과용 렌즈{OPHTHALMIC LENS}
본 발명은 안과용 광학 분야에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 안과용 렌즈로서, 이러한 타입의 렌즈를 구비한 안경 착용자의 망막에 도달하는 자외선광 및 청색광(blue light), 특히 광독성 청색광을 감소시키기 위한 수단을 포함하는 안과용 렌즈에 관한 것이다.
본 특허 출원 전체에 걸쳐서, 값의 범위, 특히 파장 및 입사각의 범위가 언급될 것이다. 본원에 사용된 바와 같이, "x 내지 y의 범위"는 "x 내지 y의 범위 내"를 의미하며, 양쪽 한계값 x 및 y는 이러한 범위 내에 포함된다.
통상적으로 그렇듯이, 착용자의 눈으로부터 가장 먼 렌즈의 주면은 전방면으로 지시되고, 반대로 착용자의 눈에 가장 가까운 렌즈의 주면은 후방면으로 지시된다.
인간에게 보이는 광은 약 380㎚ 내지 780㎚의 범위의 광 스펙트럼에 걸쳐 있다. 약 380㎚ 내지 약 500㎚의 범위의 스펙트럼의 부분은 고에너지, 본질적으로 청색광에 해당한다.
자외선(UV) 광은 380㎚ 이하 및 100㎚까지의 범위의 시감 스펙트럼의 부분이다. UVB는 280㎚ 내지 320㎚의 범위에 해당하고, UVA는 320㎚ 내지 380㎚의 범위에 해당한다.
많은 연구(예를 들면, Kitchel E., "the effects of blue light on ocular health", Journal of Visual Impairment and Blindness Vol. 94, No. 6, 2000 or Glazer-Hockstein and al., Retina, Vol. 26, No. 1. pp. 1-4, 2006 참조)는 청색광이 눈, 및 본질적으로 망막에 대한 광독성 영향을 미친다는 것을 제안한다.
실제로, 안구 광생물학 연구(Algvere P.V. and al., "Age-Related Maculopathy and the impact of the Blue Light Hazard", Acta Ophthalmo. Scand., Vol. 84, pp. 4-15, 2006) 및 임상 실험(Tomany S.C. and al., "Sunlight and the 10-Year Incidence of Age-related Maculopathy. The Beaver Dam Eye Study", Arch Ophthalmol., Vol. 122. pp. 750-757, 2004)은 청색광에 대한 지나치게 장기간 또는 강한 노출이 연령관련 황반 변성(age-related macular degeneration; ARMD)과 같은 심각한 안과 질환을 유발할 수 있다는 것을 입증했다.
그러나, 약 465㎚ 내지 495㎚의 범위의 파장을 갖는 청색광의 부분은 "일주기 리듬(ciradian cycle)"으로 불리는 바이오리듬을 조절하는 기구와 연관되어 있으므로 건강을 증진시킨다.
따라서, 잠재적으로 해로운 청색광, 특히 증가된 위험성을 나타내는 파장 대역에 대한 노출을 제한하는 것이 권장된다(특히, Table B1, ISO 8980-3 standard: 2003(E) with reference to the B(λ) blue light hazard function 참조).
그러한 목적을 위해, 망막에 대한 광독성 청색광 투과를 방지 또는 제한하는 안과용 렌즈를 양쪽 눈 각각의 전방에 착용하는 것이 바람직할 수도 있다.
예를 들면, 국제 공개 WO 2008/024414에는, 흡수 또는 반사를 통해 적합한 파장 범위의 광을 부분적으로 억제하는 필름을 포함하는 렌즈에 의해, 400㎚ 내지 460㎚의 청색광 스펙트럼의 문제 부분을 적어도 부분적으로 제거하는 것이 이미 제안되어 있다.
청색광을 차단하는 필터는 또한 특허 문헌 US 8,360,574에 개시되어 있다.
더욱이, 렌즈의 착용자의 눈에 대한 자외선(UV) 광의 유해한 영향을 가능한 한 많이 제거할 필요가 있다.
또한, 한편으로 착용자에 대한 양호한 시력을 유지하고 다른 한편으로 일주기 리듬을 변화시키기 않게 하기 위해서, 465㎚보다 큰 파장의 가시광을 효과적으로 투과시키는 능력을 유지하면서, 망막에 받아들여지는 유해한 청색광의 양을 최소화하는 것을 가능하게 하는 필터를 찾고 있다.
필터링되어야 하는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위가 필터링되지 않아야 하거나 아주 조금 필터링되어야 하는 파장 범위에 매우 근접하여 있다는 점에 어려움이 있다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 렌즈의 착용자가 받는 UV 광의 양 및 렌즈의 착용자가 받는 청색광의 양을 모두 효과적으로 감소시키는 안과용 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
광-차단 수단이 필터, 특히 가시광의 반사를 방지하는 코팅에 의해 형성된 필터인 특정 경우에, 이러한 필터를 최적화하는 것이 요망된다.
본 발명의 또 하나의 특정 목적은 주변 영역으로부터 기인하는 전체 광 조사를 고려하고 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 눈에 받아들여지는 청색광의 양을 감소시키는 반사 필터를 포함하는 안과용 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 465㎚ 내지 495㎚의 파장 범위 내에서의 우수한 투과를 허용하는 이러한 반사 필터를 포함하는 안과용 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 렌즈를 착용하는 사람이 받는 UV 광 및 청색광을 감소시키기 위한 수단을 포함하는 안과용 렌즈, 및 특히 산업적인 수준에서 실행하기 용이하고 경제적인 전술한 특성을 갖는 반사 필터를 포함하는 렌즈를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 전방 주면 및 후방 주면을 구비하는 안과용 렌즈로서,
- 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 도달하는 자외선(UV) 광을 차단하기 위한 수단;
- 안과용 렌즈의 후방 주면 상에 배치되고, 7% 이하, 바람직하게는 6% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하, 훨씬 더 바람직하게는 4.5% 이하, 이상적으로는 4% 이하의 가중 평균 UV 반사율 지수를 갖는 반사방지 코팅 - 다른 최적의 가중 평균 UV 반사율 지수 값은 3.5% 이하, 훨씬 더 양호하게는 3% 이하임-; 및
- 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위, 및 바람직하게는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 청색광을 적어도 부분적으로 차단하는 적어도 하나의 수단을 포함하는, 안과용 렌즈에 의해 달성된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 렌즈는 적어도 90%의 가중 가시광 투과율 지수(τv)(표준 ISO 13266-1998))를 갖는다.
렌즈의 전방 주면 상에 도달하는 UV 광을 차단하기 위한 수단은 그 자신의 특정 성질로 인해, 또는 하나 이상의 UV 흡수제가 기재의 재료에 포함 및 분산되는 것으로 인해, 렌즈 기재 자체에 의해 형성될 수도 있다. 사용가능한 UV 흡수제 중에는, 옥사닐라이드(oxanilides), 벤조페논(benzophenones), 디하드록시벤조페논(dihydroxybenzophenones), 벤조트리아졸(benzotriazoles), 벤조에이트(benzoates), 페닐 벤조에이트(phenyl benzoates), 벤즈이미다졸(benzimidazoles), 하이드록시페닐 트리아진(hydroxyphenyl triazines), 입체 장애 아민(sterically hindered amines; HALS)을 들 수 있다. 이러한 UV 흡수제는 특히 상품명 UVINUL®(BASF) 및 PARSOL®(GIVAUDAN)로 상업적으로 입수가능하다.
UV 광을 차단하기 위한 수단은 또한 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 배치된 UV 흡수 코팅 또는 UV 반사 코팅일 수도 있다.
UV 흡수 코팅은 본 기술분야에 알려져 있다. 예로서, 전술한 것과 같은 하나 이상의 UV 흡수제를 포함하는 투명 중합체 필름을 들 수 있다.
UV 반사 코팅도 또한 알려져 있다. 이러한 목적을 위해 통상의 반사방지 코팅이 사용될 수 있으며, 이러한 코팅은, 알려진 바와 같이, UV 범위(280㎚ 내지 380㎚)에서의 비교적 높은 반사율 또는 높은 반사율을 갖는다(the article "Anti-reflecting coatings reflect ultraviolet radiation", Citek, K Optometry, 2008, 79, 143-148 참조).
UVA 및 UVB 영역에서의 평균 반사율은 통상의 특정 반사방지 코팅에서 높은 레벨까지(60%까지) 이를 수 있다. 전형적으로, 상업적으로 이용되는 반사방지 코팅에서의 평균 반사율은 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대해 10% 내지 25%이다.
물론, UV 광을 차단하기 위한 수단은 전술한 수단의 임의의 조합일 수도 있다.
상기에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 안과용 렌즈는, 그 후방 주면 상에, 7% 이하, 바람직하게는 6% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하, 훨씬더 바람직하게는 4.5% 이하, 및 이상적으로는 4% 이하의 가중 평균 UV 반사율 지수(RUV)를 갖는 반사방지 코팅을 포함한다. 다른 최적의 가중 평균 UV 반사율 지수(RUV)는 3.5% 이하, 및 보다 바람직하게는 3% 이하이다. 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대해 280㎚ 내지 380㎚의 자외선 영역에서의 이러한 가중 평균 반사율 지수는 하기의 관계식으로 주어진다:
Figure 112014107810411-pct00001
여기서, R(λ)는 주어진 파장에서 스펙트럼 반사율 지수를 나타내고, W(λ)는 태양광 스펙트럼 조도 Es(λ)와 상대 스펙트럼 효율 함수 S(λ)의 곱과 동일한 가중 함수를 나타낸다.
ISO 13666:1998 표준에 규정되어 있는 스펙트럼 함수 W(λ)는 UV 복사선에 대한 투과율의 계산을 가능하게 한다.
이러한 반사방지 코팅은, 그 중에서도, 국제 공개 WO 2012/076714 A1에 개시되어 있다.
바람직하게, 렌즈의 전방면 상에 도달하는 UV 광을 차단하기 위한 수단은 입사 UV 광의 90%, 바람직하게는 95% 이상, 보다 바람직하게는 100%를 차단한다.
본 발명에 따르면, 안과용 렌즈는 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위, 및 바람직하게는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 청색광을 적어도 부분적으로 차단하는 적어도 하나의 수단을 추가로 포함한다.
바람직하게, 청색광 차단 수단은 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위, 및 바람직하게는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 청색광의 5% 내지 50%, 바람직하게는 10% 내지 50%, 보다 바람직하게는 15% 내지 50%, 및 최적으로는 20% 내지 50%를 차단한다.
이러한 청색광 차단 필터를 제조하는 많은 수단이 본 기술분야에 알려져 있으며, 이러한 수단은 흡수, 반사 및 간섭 기술 또는 이러한 기술의 조합을 포함한다.
하나의 기술에 따르면, 렌즈는, 제품 BPI Filter Vision 450 또는 BPI Diamond Dye 500과 같은 청색광 차단 염료로 적절한 비율 또는 농로로 착색/채색될 수 있다. 렌즈는 예를 들어 사전설정된 기간 동안 차단 염료 용액을 함유하는 고온조에 침지함으로써 염색될 수도 있다.
다른 기술에 따르면, 렌즈의 주면 중 적어도 하나 상에 형성된 필터가 청색광을 차단하는데 사용된다.
예를 들면, 필터는 청색광의 파장을 흡수 및/또는 반사하고 및/또는 청색광의 파장과 간섭하는 유기 또는 무기 화합물을 포함할 수 있다. 필터는 유기 및/또는 무기 물질의 다중 박막으로 구성될 수도 있다. 각 층은, 다른 층과 조합하여, 청색광의 파장을 흡수 또는 반사하거나 또는 청색광의 파장과 간섭하는 특성을 가질 수도 있다.
청색광 차단 물질 중에는, 페릴렌(perylene), 포르피린(porphyrin)에 기초한 분자, 쿠마린(coumarin) 및 아크리딘(acrydine)을 들 수도 있다.
청색광 차단 물질은, 이 물질을 기재 내에 직접 포함함으로써, 이 물질을 중합체 코팅에 첨가함으로써, 이 물질을 렌즈에 함침함으로써, 이 물질로 함침된 층을 포함하는 적층 구조체로 함으로써 삽입될 수 있거나, 또는 이 물질의 극미립자로 함침된 복합 재료의 형태를 취할 수 있다.
본 발명의 추천 구현예에 있어서, 청색광 차단 필터는 SiO2 및 TiO2와 같은 저굴절률 및 고굴절률을 교대로 갖는, 바람직하게는 무기의 얇은 유전층의 다층, 선택적으로 "루게이트 필터(rugate filter)"로 구성된다. 각 얇은 층의 두께, 각 층의 굴절률 및 층의 개수와 같은 설계 파라미터는 다층의 성능을 결정한다.
이러한 타입의 필터는, 그 중에서도, 미국 특허 6,984,038 및 7,066,596에 개시되어 있다.
일반적으로, 청색광 차단 필터는 미국 특허 8,360,574에 개시되어 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 청색광 차단 수단은 필터, 특히 렌즈의 적어도 하나의 주면 상에 형성된 가시광의 반사를 방지하는 코팅이며, 이러한 필터는 렌즈의 상기 주면에 하기의 특성을 제공하며:
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각 θ 및 30° 내지 45°의 범위의 입사각 θ'에 대해, 파라미터 Δ(θ,θ')가 관계식 Δ(θ,θ')=1-[Rθ'(435㎚)/Rθ(435㎚)]에 의해 규정되고, 상기 파라미터 Δ(θ,θ')는 0.5 이상 및 바람직하게는 0.6 이상이며, 여기서,
o Rθ(435㎚)는 입사각 θ에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율 값을 나타내며,
o Rθ'(435㎚)는 입사각 θ'에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율 값을 나타낸다.
바람직하게, 상기 필터는 이 필터를 포함하는 주면에 하기의 특성을 추가로 제공하며:
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선은,
o 435㎚ 미만의 파장에서 최대 반사율, 및
o 70㎚ 이상, 바람직하게는 75㎚ 이상, 보다 바람직하게는 80㎚ 이상의 반값 전폭(FWHM), 및 150㎚ 미만, 바람직하게는 120㎚ 이하, 보다 바람직하게는 110㎚ 이하의 반값 전폭을 갖는다.
바람직하게, 본 발명의 안과용 렌즈는, 이 안과용 렌즈의 각 주면 상에서의 평균 가시광 반사율 지수(Rv)가 3%, 보다 양호하게는 2.5% 이하, 및 훨씬 더 양호하게는 2% 이하, 바람직하게는 1.5% 이하, 및 최적으로는 1% 이하이도록 설계된다.
임의의 경우에, 본 발명에 따른 안과용 렌즈는, 또한 화장용으로 허용가능한 렌즈를 제조하기 위해서 청색광의 차단으로 인한 황변 현상 및 임의의 갈-황 변색(browny-yellowish coloring) 현상 또는 임의의 다른 바람직하지 않은 영향을 감소, 시프팅, 중화 또는 보상하기 위한 "색상 밸런싱(color balancing)" 구성요소를 포함할 수도 있다.
따라서, 이러한 구성요소는 렌즈의 주면, 일반적으로 청색광 차단 수단을 포함하는 면과 반대측의 주면 상에 형성된 코팅일 수 있으며, 상기 코팅은 하나 이상의 색상 밸런싱 첨가제, 예를 들어 적색 및 녹색 염료의 적절한 조합물로 처리되어 있다. 색상 밸런싱 구성요소는 반사방지 코팅 또는 내마모성 코팅과 같은 모노층 또는 다층 필름일 수도 있다.
렌즈에 있어서의 색상 밸런싱은 투과된 광 및 반사된 광 모두에 대해 실행될 수도 있다.
광을 밸런싱하기 위한 구성요소는 특히 미국 특허 8,360,574에 개시되어 있다.
렌즈는 높은 황색도(yellow index; Yi)를 가질 수도 있다. 황색도는 색상 밸런싱 구성요소의 부재시에 필터에 의해 차단된 청색광의 양에 비례하여 증가한다.
그러므로, 표준 ASTM E 313 05에 따라 측정된 Yi 값은 높을 수 있다(50 초과). 바람직하게, Yi 값은 50, 40, 35, 30, 25, 23, 20, 15, 10, 9, 7 또는 5 이하이다.
추천 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 안과용 렌즈는 안경, 특히 교정 안경을 형성하며, 이러한 안경은 투명 안경(clear glass), 착색 안경(tinted glass), 선글라스 또는 변색 안경(photochromic glass)일 수 있다.
일반적으로 말하면, 제한된 통과대역 및 이러한 통과대역에 중심설정된 반사율의 피크를 갖는, "협대역", 고선택성으로 불리는 필터가 설계될 수도 있다. 그에 따라, 망막에의 광독성 청색광 투과를 제한하기 위해, 적합한 협대역 필터는 예를 들어 420㎚ 내지 450㎚에 있어서의 30㎚의 반값 전폭(full width at half maximum), 및 435㎚의 중심 주위의 파장에 대한 최대 반사율을 가져야 한다.
실제로는, 고선택성의 협대역 필터는 전형적으로 다수의 유전층을 포함하는 전반적으로 두께가 두꺼운 적층체(stack)로 구성된다.
이러한 필터는, 특히 진공 하에서 부착되는 경우에, 장시간 및 고가의 산업적 제조 방법을 필요로 한다. 층의 개수 및 인터페이스의 개수의 증가는 또한 양호한 기계적 특성을 얻는 것을 어렵게 한다.
전술한 제약을 고려하면, 층의 개수를 제한하는 것이 필요하고, 그 결과 스펙트럼 선택도(이러한 협대역 필터의 반값 전폭이 70㎚까지 이를 수도 있음) 및 각도 선택도의 면에서 성능을 제한하며, 이 필터는 좋지 못한 각도 선택성을 갖는다. 이것은, 420㎚ 내지 450㎚의 범위의 파장에 대해, 이러한 협대역 필터를 구비하는 안과용 렌즈의 주면의 반사율이 0° 내지 15°의 범위의 주면에의 입사각에 대해 크면, 30° 내지 45°의 범위의 동일 주면에의 입사각에 대한 반사율이 또한 비교적 크다는 것을 의미한다.
입사각은 전형적으로 입사점에서의 표면에 수직인 선과 이러한 표면에 부딪치는 광 빔의 방향 사이의 각도로서 정의된다.
이것은, 그 전방 주면 상에 전술한 바와 같은 광학적 협대역 필터가 부착되어 있는 안과용 렌즈를 갖는 안경 착용자에 대한 많은 결과를 야기한다. 본 명세서에 있어서, 안과용 렌즈의 전방 주면은 안경 착용자의 눈으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 안과용 렌즈의 주면이라는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 착용자의 눈에 가장 가까운 안과용 렌즈의 주면이 후방 주면이다.
그에 따라, 안과용 렌즈는, 착용자의 눈에 대해 배치되는 경우, 한편으로 안과용 렌즈의 전방 주면에의 일부의 "직접적인" 입사광을 받고, 다른 한편으로 착용자의 후방측으로부터 기인하고 안과용 렌즈에 의해 반사되는 일부의 "간접적인" 광을 받는다.
착용자의 후방측으로부터 기인하고 안과용 렌즈에 의해 반사되어 착용자의 눈을 향하는 광은 주로 30° 내지 45°의 범위의 입사각에 따른 안과용 렌즈의 후방 주면에의 입사광이다.
30° 내지 45°의 범위의 입사각으로 착용자의 후방측으로부터 기인하는 이러한 가시광은 제1 반사가 발생하는 후방 주면을 통과하고, 그리고 기재(substrate)를 통과하여 그 후에 상기 필터를 포함하는 전방 주면에 도달한다.
또한, 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 부착된 필터의 광학적 특성, 예를 들어 반사율은 전방 주면측에 입사하거나 후방 주면측으로부터 기인하는 어떠한 광이라도 동일한 것으로 알려져 있다.
협대역 필터는, 30° 내지 45°의 범위의 전방 주면에의 입사각에 대해 420㎚ 내지 450㎚의 범위의 파장의 청색광을 효율적으로 반사하면, 30° 내지 45°의 범위의 후방 주면에의 입사각에 대해 후방측으로부터 기인하는 청색광을 또한 효율적으로 반사한다.
따라서, 안과용 렌즈의 전방 주면에 입사된 직접광이 전방 주면 상에 부착된 협대역 필터에서의 반사를 통해 효율적으로 제거되더라도, 착용자의 후방측으로부터 기인하는 간접광은 안경 착용자의 눈에 대해 동일한 방식으로 반사된다.
궁극적으로, 협대역 필터의 사용에도 불구하고, 착용자의 망막에 도달하는 광독성 청색광의 양은 비교적 많고 착용자에게 유해할 수 있다.
또한, 전방면 또는 후방면 상의 필터는, 어떤 위치에 있더라도, 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 광에 관하여 동일한 방식으로 거동하며, 이는, 양쪽 경우에 있어서, 안과용 렌즈가 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 광을 투과시키기 때문이다. 그에 따라, 필터가 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 부착되는 대신에 후방 주면 상에 적용되는 경우, 동일한 광독성 청색광 유발 유해 결과가 착용자에게 적용된다.
또한, 이전에 설명한 바와 같이, 제한된 개수의 층 및 산업적인 대량 생산과 양립할 수 있는 두께를 포함하는 협대역 반사 필터는 스펙트럼 선택도가 감소되고, 일주기 리듬-조절 범위 내의 광의 상당 부분을 반사할 가능성이 있다.
본 발명의 요구를 충족시키고 종래 기술의 전술한 결점을 해소하기 위해, 본 발명은 안과용 렌즈를 착용하는 사용자의 망막에 부딪치는 광독성 청색광의 양을 저감하면서, 최상의 일주기 리듬을 유지할 수 있는 반사 필터를 구비하는 안과용 렌즈를 제공한다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은, 전방 주면 및 후방 주면을 구비하는 안과용 렌즈로서, 양쪽 주면 중 적어도 하나는 필터를 포함하며, 상기 필터는 이 필터를 포함하는 주면에 하기의 특성을 제공하며:
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대해, 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내에서의 평균 청색 반사율 지수(Rm ,B)가 5% 이상이고,
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선은,
- 435㎚ 미만의 파장에서 최대 반사율, 및
- 80㎚ 이상의 반값 전폭(FWHM)을 가지며,
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각 θ 및 30° 내지 45°의 범위의 입사각 θ'에 대해, 파라미터 Δ(θ,θ')가 관계식 Δ(θ,θ')=1-[Rθ'(435㎚)/Rθ(435㎚)]에 의해 규정되고, 상기 파라미터 Δ(θ,θ')는 0.6 이상이며, 여기서,
- Rθ(435㎚)는 입사각 θ에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율 값이고,
- Rθ'(435㎚)는 입사각 θ'에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율 값인, 안과용 렌즈에 관한 것이다.
다른 구현예에 있어서, 본 발명은, 전방 주면 및 후방 주면을 구비하는 안과용 렌즈로서, 양쪽 주면 중 적어도 하나는 필터를 포함하며, 상기 필터는 이 필터를 포함하는 주면에 하기의 특성을 제공하며:
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대해, 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내에서의 평균 청색 반사율 지수(Rm ,B)가 5% 이상이고,
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선은,
- 435㎚ 미만의 파장에서 최대 반사율, 및
- 70㎚ 이상, 바람직하게는 75㎚ 이상의 반값 전폭(FWHM)을 가지며,
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각 θ 및 30° 내지 45°의 범위의 입사각 θ'에 대해, 파라미터 Δ(θ,θ')가 관계식 Δ(θ,θ')=1-[Rθ'(435㎚)/Rθ(435㎚)]에 의해 규정되고, 상기 파라미터 Δ(θ,θ')는 0.5 이상이며, 여기서,
- Rθ(435㎚)는 입사각 θ에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율 값이고,
- Rθ'(435㎚)는 입사각 θ'에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율 값이며,
- 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대해, 파라미터 Δspectral이 관계식 Δspectral=1-[R0°-15°(480㎚)/R0 °-15°(435㎚)]에 의해 규정되고, 상기 파라미터 Δspectral은 0.8 이상이며, 여기서,
- R0 °-15°(480㎚)는 관련 입사각에 대해 480㎚의 파장에서의 전방 주면의 반사율 값이고,
- R0 °-15°(435㎚)는 관련 입사각에 대해 435㎚의 파장에서의 전방 주면의 반사율 값인, 안과용 렌즈에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 안과용 렌즈는, 한편으로는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내에서의 평균 반사율, 및 다른 한편으로는 각도 선택도의 결과로서, 이러한 안과용 렌즈를 착용하는 사용자의 망막에의 광독성 청색광 투과를 최소화하는 것을 가능하게 한다.
실제로, 상기 필터를 구비한 안과용 렌즈는, 소정의 파장에서, 상기 필터를 포함하는 주면에의 본질적으로 상이한 2개의 입사각에 대해 본질적으로 상이한 반사율을 갖는다.
또한, 이러한 필터는 420㎚ 내지 450㎚의 범위의 광독성 청색광 파장 대역에 대하여 오프-센터링(off-centering)되어 있다. 실제로, 안과용 렌즈는 435㎚ 미만의 파장에서 최대 반사율을 갖는다. 이것은 렌즈의 각도 선택도를 조정하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 안과용 렌즈의 각 주면의 스펙트럼 특성(반사율, Rm, Rv, ...)은 전형적으로, 기재를 통과하지 않고, 공기로부터 주면에 부딪치는 입사광 빔에 대해 결정된다.
마지막으로, 상기에 규정된 바와 같은 파라미터 Δ(θ,θ')를 갖는 본 발명의 안과용 렌즈는,
- 반사율 강도가 측정가능한 값 Rθ(435㎚)에 의존하는, 전방 주면측으로부터 기인하는 광독성 청색광의 반사를 최대화하는 것, 및
- 반사율 강도가 측정가능한 값 Rθ'(435㎚)에 의존하는, 후방 주면측으로부터 기인하는 광독성 청색광의 반사를 최소화하는 것을 가능하게 한다.
따라서, 그 필터를 구비하는 본 발명에 따른 안과용 렌즈는 이러한 안과용 렌즈를 착용하는 사용자의 망막에의 광독성 청색광의 전체적인 투과를 감소시킨다.
제안된 필터가 협대역 필터에 비하여 큰 반값 전폭을 갖는 경우, 이러한 협대역 필터보다 얇아지고, 그렇게 많은 층을 갖지 않으며, 결과적으로 협대역 필터에 비하여 제조가 용이하고 저가이다.
또한, 본 발명의 안과용 렌즈의 다른 유리하고 비제한적인 특징은 하기와 같다:
- 필터는 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 형성되고;
- 파라미터 Δ(θ,θ')는 상기 필터를 포함하는 주면에의 입사각 θ=15° 및 상기 필터를 포함하는 주면에의 입사각 θ'=45°에 대해 규정되고;
- 파라미터 Δspectral은 15°의 입사각에 대해 규정되고;
- 파라미터 Δ(θ,θ')는 0.65 이상, 보다 바람직하게는 0.7 이상, 훨씬더 바람직하게는 0.75 이상, 및 가장 바람직하게는 0.8 이상이고;
- 최대 반사율은 410㎚ 이하의 파장, 보다 바람직하게는 400㎚ 이하의 파장, 및 훨씬더 바람직하게는 390㎚ 이하의 파장에 있고;
- 최대 반사율은 350㎚ 이상의 파장에서, 보다 바람직하게는 360㎚ 내지 400㎚의 파장 범위 내에서, 및 훨씬 더 바람직하게는 370㎚ 내지 390㎚의 파장 범위 내에 있으며;
- 반값 전폭은 90㎚ 이상, 바람직하게는 100㎚ 이상이고;
- 반값 전폭은 150㎚ 이하, 바람직하게는 120㎚ 이하, 보다 바람직하게는 110㎚ 이하이다.
따라서, 반값 전폭은 일반적으로 80㎚ 내지 150㎚의 범위, 바람직하게는 90㎚ 내지 120㎚의 범위, 보다 바람직하게는 90㎚ 내지 110㎚의 범위, 및 훨씬더 바람직하게는 100㎚ 내지 110㎚의 범위이다.
마지막으로, 본 발명의 안과용 렌즈의 다른 유리하고 비제한적인 특징은 하기와 같다:
- 15°의 입사각에 대해 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율의 최대 레벨에서의 반사율 값은 동일한 입사각에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 주면의 반사율 값보다 바람직하게는 적어도 1.5배 크고, 보다 바람직하게는 적어도 2배 크고, 가장 바람직하게는 적어도 2.5배 크고;
- R15 °(435㎚) 및 R15 °(480㎚)가 상기 필터를 포함하는 안과용 렌즈의 주면에의 15°의 입사각에 대해 435㎚의 파장 및 480㎚의 파장에서의 상기 주면의 반사율을 각각 나타내는 경우에, 비율 [R15 °(435㎚)-R15 °(480㎚)]/R15 °(435㎚)는 0.8 이상, 보다 바람직하게는 0.85 이상, 훨씬 더 바람직하게는 0.9 이상이다. 이러한 비율은 시간 생물학적 대역(chronobiological band)을 저해하지 않고 광독성 대역을 보호하는 것을 가능하게 하는, 본 발명의 안과용 렌즈에 제공된 필터의 우수한 선택성을 나타내며;
- 필터를 구비한 안과용 렌즈의 주면 상에서의 평균 시감 반사율 지수(Rv)는 2.5% 이하, 바람직하게는 1.5% 이하이고;
- 안과용 렌즈의 각 주면 상에서의 평균 시감 반사율 지수(Rv)는 2.5% 이하, 바람직하게는 1.5% 이하이고;
- 필터를 구비한 안과용 렌즈의 주면 상에서의 평균 시감 반사율 지수(Rv)는 0.7% 이하이며;
- 필터는 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 형성되고, 15°의 전방 주면에의 입사각에 대해, 300㎚ 내지 380㎚의 자외선 범위(UV) 내에서의 (가중) 평균 반사율 지수는 15% 이상, 보다 바람직하게는 20% 이상, 및 훨씬 더 바람직하게는 25% 이상이고;
- 필터는 간섭 필터이고;
- 필터는 11개 이하의 다수의 층, 바람직하게는 2개 내지 10개 범위의 층, 및 보다 바람직하게는 4개 내지 9개의 층, 더욱 바람직하게는 4개 내지 7개의 층을 포함하고;
- 필터는 700㎚ 이하, 바람직하게는 600㎚ 이하, 훨씬 더 바람직하게는 550㎚ 이하, 및 가장 바람직하게는 200㎚ 내지 400㎚의 전체 두께를 가지며;
- 안과용 렌즈의 후방 주면은 UV-차단 코팅, 즉 UV 복사선을 거의 반사시키지 않는 코팅, 바람직하게는 스펙트럼의 자외선 및 가시 부분 모두에 효과적인 반사방지 코팅을 포함한다.
또한, 본 발명의 안과용 렌즈는 유리하게 안경의 제조에 기여한다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명의 적어도 하나의 안과용 렌즈를 포함하는 안경을 제공한다.
본 발명의 태양 중 하나에 따르면, 본 발명의 대상은 착용자의 시각 콘트라스트(visual contrast)를 증대시키기 위한 본 발명에 따른 안과용 렌즈의 사용이다. 따라서, 본 발명에 따른 렌즈의 사용은, 착용자의 시각적 편안함을 향상시킬 수 있고, 특히 착용자가 상기 안과용 렌즈를 통해 보는 물체 또는 사람을 보다 용이하게 인식할 수 있게 한다. 본 발명에 따른 안과용 렌즈는 임의의 사람, 특히 안과적 병상(病狀)을 나타내지 않는 건강한 사람 또는 이러한 병상에 걸리기 쉬운 사람에 유리한 효과를 나타내도록 사용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 안과용 렌즈의 용도는 특히 치료적 용도, 또는 청색광 유발 광독성에 관한 질병 방지에 관심이 있다는 것이다.
본 발명은 또한 청색광의 광독성에 의해 야기되는 퇴행 과정의 결과로서 발생하는 안과용 병상의 위험을 저감하기 위한 본 발명의 안과용 렌즈의 용도를 추가로 제공한다.
마지막으로, 본 발명은 청색광 유발 광독성에 대해, 특히 연령관련 황반 변성(ARMD)과 같은 퇴행 과정에 대해 착용자의 눈의 적어도 일부분을 보호하기 위한 본 발명의 안과용 렌즈의 용도를 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이며, 이들 도면 중에, 안과용 렌즈는 전방 주면 상에 본 발명에 따른 청색광 필터를 구비한다:
- 도 1 내지 도 3은 본원의 실시예 1 내지 3에 준비된 일부의 안과용 렌즈의, 15°의 전방 주면에의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선을 도시한다.
- 도 4는 이전 실시예의 각각에 대해 가중 투과율(%) 및 가중 후방 반사율(%)을 도시하며, 가중치는 청색광 위험 함수에 근거하여 이루어진다.
- 도 5는 0° 및 45°의 전방 주면에의 입사각에 대한, 본원의 실시예 3의 안과용 렌즈의 380㎚ 내지 500㎚의 스펙트럼 반사율 곡선을 도시한다.
잘 알려진 바와 같이, 본 발명의 안과용 렌즈는 유기 또는 미네랄 유리로 이루어진 투명 기재를 포함한다. 이러한 기재는, 예를 들어 내충격 코팅, 내마모 코팅, 반사방지 코팅(anti-reflection coating), UV-차단 코팅, 대전방지 코팅(antistatic coating), 편광 코팅, 및 오염방지(anti-fouling) 및/또는 김서림방지(anti-fogging) 코팅과 같은, 안과용 렌즈에 특정 광학적 및/또는 기계적 특성을 제공하기 위한 하나 이상의 기능적 코팅을 포함할 수 있다. 이러한 모든 코팅은 안과용 렌즈 분야에 잘 알려져 있다.
본 발명의 안과용 렌즈 기재는 유기 유리, 예를 들어 열가소성 또는 열경화성 플라스틱 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
기재에 사용하기 위한 열가소성 재료로서는, (메트)아크릴 (공)중합체, 특히 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 티오(메트)아크릴 (공)중합체, 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄(PU), 폴리(티오우레탄), 폴리올 알릴카보네이트 (공)중합체, 에틸렌/비닐아세테이트 열가소성 공중합체, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)(PBT) 등의 폴리에스터, 폴리에피설파이드, 폴리에폭시드, 폴리카보네이트와 폴리에스터의 공중합체, 에틸렌과 노보넨(norbornene) 또는 에틸렌과 시클로펜타디엔의 공중합체 등의 시클로올레핀의 공중합체, 및 이들의 조합을 들 수 있다.
용어 (공)중합체는 공중합체 또는 단일중합체를 의미하는 것으로 한다. (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트를 의미하는 것으로 한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 폴리카보네이트(PC)는 호모폴리카보네이트 및 코폴리카보네이트 모두와 블록 코폴리카보네이트를 의미하는 것으로 한다.
특히 추천되는 기재는, 프랑스 특허 출원 FR 2734827에 개시된 것과 같이, 티오(메트)아크릴 단량체의 중합을 통해 얻어진 기재, 또는 예를 들어 컴퍼니 PPG 인더스트리스에 의해 상표명 CR-39®로 판매되는 디에틸렌글리콜 비스 알릴 카보네이트의 (공)중합을 통해 얻어진 기재(ORMA® lenses ESSILOR)를 포함한다. 기재는 단량체의 상기 혼합물의 중합을 통해 얻어질 수 있거나, 그러한 중합체 및 (공)중합체의 혼합물을 포함할 수도 있다.
폴리카보네이트는 다른 바람직한 기재이다.
안과용 렌즈는 전방 주면 및 후방 주면을 구비한다.
표현 후방 주면은 안과용 렌즈의 사용시에 착용자의 눈에 가장 가까운 주면을 의미하는 것으로 한다. 일반적으로, 후방 주면은 오목면이다. 반대로, 표현 전방 주면은 안과용 렌즈의 사용시에 착용자의 눈으로부터 가장 멀리 있는 주면을 의미하는 것으로 한다. 일반적으로, 전방 주면은 볼록면이다.
본 발명에 따르면, 안과용 렌즈의 양쪽 주면 중 적어도 하나는 필터를 포함한다.
전술한 바와 같이, 안과용 렌즈의 기재는 안과용 렌즈의 전방 주면 또는 후방 주면 상에 다양한 코팅을 포함할 수 있다.
기재 "상에" 있다고 하거나, 기재 "상에" 부착되어 있는 코팅은:
(i) 기재의 주면 위에 위치되고,
(ii) 기재와 반드시 접촉할 필요는 없고, 즉 하나 이상의 중간 코팅이 기재와 관련 코팅 사이에 삽입될 수도 있으며,
(iii) 기재의 주면을 완전히 커버할 필요는 없는, 코팅으로서 규정된다.
"층 A가 층 B 아래에 위치되는" 경우, 층 B가 층 A보다 기재로부터 멀리 있다는 것이 이해되어야 한다.
일 구현예에 있어서, 필터는 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 직접 형성된다.
다른 바람직한 구현예에 있어서, 필터는 그 자체가 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 부착되어 있는 마모방지 코팅 및/또는 내스크래치성 코팅 상에 직접 부착된다.
필터를 부착하기 전에, 상기 기재의 표면은 주면(들)에의 필터의 점착성을 증대시키고자 의도된 물리적 또는 화학적 활성화 처리를 받는 것이 일반적이다.
이러한 전처리는 일반적으로 진공하에서 실행된다. 이 전처리는, 활성종(energetic species), 예를 들어 이온 빔("이온 전세정(Ion Pre-Cleaning)" 또는 "IPC"), 또는 전자 빔에 의한 충격 처리, 코로나 방전을 통한 처리, 이온 파쇄(ion spallation), UV 처리 또는 일반적으로 산소 또는 아르곤 플라즈마에 의한 진공 플라즈마 처리일 수 있다. 또한, 전처리는 산 또는 염기 및/또는 용매(물 또는 유기 용매)를 이용한 표면 처리일 수도 있다.
본원에 있어서, 상기 필터를 포함하는 면의 소정 입사각에 대한 안과용 렌즈의 스펙트럼 반사율은 파장에 의존하는 이러한 입사각에서의 반사율(즉, 반사율 지수(reflectance factor))의 변화를 나타낸다. 스펙트럼 반사율 곡선은, 스펙트럼 반사율이 세로 좌표로서 도시되고 파장이 가로 좌표로서 도시된 스펙트럼 반사율의 개략도에 대응한다. 스펙트럼 반사율 곡선은 분광 광도계(spectrophotometer), 예를 들어 URA(Universal Reflectance Accessory)가 설치된 분광 광도계 Perkin Elmer Lambda 850에 의해 측정될 수 있다.
Rm으로 약칭되는 평균 반사율 지수(average reflectance factor)는 ISO 13666:1998 표준에 규정되고 ISO 8980-4 표준에 따라(17° 미만, 전형적으로 15°의 입사각에서) 측정된 것이며, 즉 400㎚ 내지 700㎚의 전체 광 스펙트럼 내에서의 스펙트럼 반사율 (비가중) 평균을 나타낸다.
동일한 방식으로, Rv로 약칭되고 또한 본원에서 "평균 시감 반사율 지수"로도 불리는 시감 반사율 지수(luminous reflectance factor)는 ISO 13666:1998 표준에 규정되고 ISO 8980-4 표준에 따라(17° 미만, 전형적으로 15°의 입사각에서) 측정된 것이며, 즉 380㎚ 내지 780㎚의 범위의 전체 가시광 스펙트럼 내에서의 스펙트럼 반사율 가중 평균을 나타낸다.
유추에 의해, Rm ,B로 약칭되는 평균 청색 반사율 지수는 420㎚ 내지 450㎚에서 규정되고, 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내에서의 스펙트럼 반사율 (비가중) 평균에 대응한다.
본 발명에 따르면, 이러한 평균 청색 반사율 지수(Rm ,B)는 필터를 포함하는 주면에의 0°(명목 입사) 내지 15° 범위의 입사각, 바람직하게는 15°의 입사각에서 측정될 수 있다.
본원에서는, 또한,
- Rθ(435㎚)는 본 발명에 따른 필터를 구비하는 안과용 렌즈 주면의 반사율 값이며, 이러한 값은 435㎚의 파장에서, 필터를 포함하는 주면에의 0° 내지 15° 범위의 입사각에 대해 (측정 또는 계산함으로써) 결정되며,
- Rθ'(435㎚)는 본 발명에 따른 필터를 구비하는 안과용 렌즈 주면의 반사율 값이며, 이러한 값은 435㎚의 파장에서, 필터를 포함하는 주면에의 30° 내지 45° 범위의 입사각에 대해 (측정 또는 계산함으로써) 결정된다는 점에 주목해야 한다.
그 후에, 파라미터 Δ(θ,θ')는 관계식 Δ(θ,θ')=1-[Rθ'(435㎚)/Rθ(435㎚)]을 이용하여 규정된다. 이후에, 하기의 상세한 설명에서는, 안과용 렌즈의 전방면측 또는 후방측으로부터 기인하는 청색광의 각각의 기여도를 각각 고려함으로써 어떻게 이러한 파라미터 Δ(θ,θ')가 착용자의 망막에 부딪치는 광독성 청색광의 양을 제한하는 안과용 렌즈의 능력을 평가하는데 사용될 수 있는지에 대하여 설명한다.
본 발명에 따르면, 필터는, 이 필터를 구비하는 안과용 렌즈의 주면에, 0° 내지 15°의 범위의 이러한 주면에의 입사각에 대해 5% 이상인 평균 청색 반사율 지수(Rm ,B)를 나타내는 능력을 제공한다.
따라서, 필터는 특히 평균 청색 반사율 지수(Rm ,B)를 최대화하도록 설계된다. 이것에 의해, 렌즈의 전방 주면에 직접 도달하는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 광독성 청색광의 제거를 최대화하는 것이 가능하다. 여기서, 안과용 렌즈 착용자의 전방으로부터 기인하여 착용자의 망막에 도달하는 직접광의 대부분은 일반적으로 0° 내지 15°의 범위의 전방 주면에의 작은 입사각을 갖는 것으로 고려된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 필터를 구비하는 안과용 렌즈 주면에의 0° 내지 15°의 범위, 바람직하게는 15°의 입사각에 대한 평균 청색 반사율 지수(Rm ,B)는 10% 이상, 보다 바람직하게는 20% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 30% 이상, 및 가장 바람직하게는 50% 이상이다.
본 발명에 따르면, 필터는, 또한 이 필터를 포함하는 주면에, 0° 내지 15°의 범위, 바람직하게는 15°의 이러한 주면에의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선이,
- 435㎚ 미만의 파장에서 최대 반사율, 및
- 80㎚ 이상의 반값 전폭을 나타내는 능력을 제공한다.
정말로, 도 1 내지 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 안과용 렌즈의 전방 주면의 스펙트럼 반사율 곡선은 일반적으로, 380㎚ 내지 500㎚의 파장 범위 내에서, 높이(최대 반사율) 및 반값 전폭(FWHM)에 의해 특징지어질 수 있는 "벨(bell)" 형상을 갖는다.
본 발명에 따르면, 최대 반사율은 435㎚ 미만의 파장에서 얻어진다. 따라서, 이것은 420㎚ 내지 450㎚ 범위의 광독성 청색광 파장 대역의 중심 파장(435㎚)에 비하여 시프트되어 있다.
바람직하게, 최대 반사율은 410㎚ 이하의 파장, 보다 바람직하게는 400㎚ 이하의 파장, 및 훨씬 더 바람직하게는 390㎚ 이하의 파장에서 관찰된다.
바람직한 구현예에 있어서, 이러한 시프트는 최대 반사율이 또한 350㎚ 이상의 파장에 있도록 제한된다. 바람직하게, 최대 반사율은 360㎚ 초과의 파장, 보다 바람직하게는 370㎚ 이상의 파장에서 관찰된다.
본 발명에 따르면, 필터를 포함하는 주면에의 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대한 관련 스펙트럼 반사율 곡선의 반값 전폭은 80㎚ 이상이다.
필터를 포함하는 주면에의 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선이 80㎚ 이상의 반값 전폭(FWHM)을 갖도록 맞춰진 필터는, 이후 광대역 필터(large filter)로서 지칭된다.
바람직한 구현예에 있어서, 반값 전폭은 90㎚ 이상, 바람직하게는 100㎚ 이상이다.
또한 바람직하게는, 반값 전폭은 150㎚ 미만, 보다 바람직하게는 120㎚ 미만, 훨씬더 바람직하게는 110㎚ 미만이다.
또한 본 발명에 따르면, 필터는 마지막으로, 이 필터를 구비하는 안과용 렌즈 주면에, 상기 규정된 바와 같은 파라미터 Δ(θ,θ')가 0.6 이상이 되는 능력을 제공한다.
상기 규정된 바와 같이, 파라미터 Δ(θ,θ')는, Rθ(435㎚)로 약칭되는, 0° 내지 15°의 범위의 주면에의 입사각 θ에 대한 435㎚에서의 반사율, 및 Rθ'(435㎚)로 약칭되는, 30° 내지 45°의 범위의 주면에의 입사각 θ'에 대한 435㎚에서의 반사율 모두에 의존한다.
도입부에 설명된 바와 같이, 본 발명의 안과용 렌즈가 착용자의 눈의 전방에 배치되는 경우, 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 직접적으로 도달하고 착용자의 눈에 도달하는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내에서의 광독성 청색광의 양이 측정가능한 값 Rθ(435㎚)에 비하여 반대로 변한다는 것이 이해되어야 한다.
마찬가지로, 착용자의 후방측으로부터 간접적으로 도달하고 안과용 렌즈에 의해 반사되는 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내에서의 광독성 청색광의 양은 측정가능한 값 Rθ'(435㎚)과 동일한 방식으로 변한다.
따라서, Δ(θ,θ')≥0.6과 같은 파라미터 Δ(θ,θ')를 선택함으로써, 효과적인 필터, 즉 광독성 청색광에 대해 최적화된 필터를 갖는 안과용 렌즈가 얻어진다. 정말로, 파라미터 Δ(θ,θ')는, 특히
(i) 반사율 값 Rθ'(435㎚)가 작은 경우, 즉 착용자의 후방측으로부터 기인하고 안과용 렌즈에 의해 착용자의 망막의 방향으로 반사된 광독성 청색광의 양이 적은 경우, 및
(ii) 반사율 값 Rθ(435㎚)가 큰 경우, 즉 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 직접적으로 도달하고 안과용 렌즈에 의해 반사된 광독성 청색광의 양이 많은 경우에, 증가할 것이다.
바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 광대역 필터를 구비한 안과용 렌즈의 파라미터 Δ(θ,θ')는 0.7 이상, 보다 바람직하게는 0.75 이상, 및 훨씬 더 바람직하게는 0.8 이상이다.
바람직하게, 파라미터 Δ(θ,θ')는 15°와 본질적으로 동일한 입사각 θ 및 45°와 본질적으로 동일한 입사각 θ'에 대해 결정된다.
바람직하게, 465㎚ 내지 495㎚의 파장 범위 내에서의 스펙트럼 투과율 (비가중) 평균에 해당하는 (0° 내지 15°의 범위의 전방 주면에의 입사각에 대한) 본 발명의 안과용 렌즈의 465㎚ 내지 495㎚의 청색 영역에서의 평균 투과율은 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 90% 이상이다.
이것에 의해, 특히 생체 시계의 동기화를 보장하는 465㎚ 내지 495㎚ 범위의 파장을 갖는 청색광의 대부분이 이러한 안과용 렌즈를 사용하는 착용자의 눈에 투과되는 것을 보장할 수 있다.
바람직하게, 0° 내지 15°의 범위의 전방 주면에의 입사각에 대한 480㎚에서의 안과용 렌즈의 투과율은 70% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 훨씬더 바람직하게는 95% 이상이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 렌즈 상에 부착된 필터는 간섭 필터이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 이러한 필터는 간섭 필터를 구비한 안과용 렌즈의 주면 중 하나 상에 형성된 적어도 하나의 층을 포함하는 필터를 의미하는 것으로 하며, 이러한 층은 기재의 굴절률과 적어도 0.1 유닛만큼 상이한 굴절률을 갖는다. 예를 들어 반사율과 같은 이러한 필터의 광학적 특성은 공기/층 및 기재/층 인터페이스에서의 다중 반사로 인해 간섭을 야기한다.
필터 내의 층은 1㎚ 이상의 부착 두께를 갖는 것으로 규정된다. 따라서, 1㎚ 미만의 두께를 갖는 임의의 층은 필터에 존재하는 층의 개수에 고려되지 않는다. 필터와 기재 사이에 삽입된 선택적인 서브층은 또한 간섭 필터에 존재하는 층의 개수에도 고려되지 않는다.
달리 지정되지 않으면, 본원에 기재된 모든 층의 두께는 광학적 두께가 아니라 물리적 두께이다.
본 발명의 간섭 필터는 적어도 2개의 층을 포함하는 경우, HI 층으로 지칭되는, 고굴절률을 갖는 적어도 하나의 층 또는 "고굴절층" 및 LI 층으로 지칭되는, 저굴절률을 갖는 적어도 하나의 층 또는 "저굴절층"의 적층체를 포함한다.
바람직한 구현예에 있어서, 간섭 필터는 11개 미만의 층을 포함하며, 바람직하게는 2개 내지 10개 층, 보다 바람직하게는 4개 내지 9개 층, 가장 바람직하게는 4개 내지 7개 층의 범위의 다수의 층을 갖는다. HI 층 및 LI 층은 간섭 필터 적층체 내에 교대로 있을 필요는 없지만, 본 발명의 일 구현예는 이러한 것을 구상할 수 있다. 2개(또는 그 이상)의 HI 층이 서로 상에 부착될 수 있을 뿐만 아니라, 2개(또는 그 이상)의 LI 층이 서로 상에 부착될 수도 있다.
본원에서는, 간섭 필터의 층은, 그 굴절률이 1.60 초과, 바람직하게는 1.65 이상, 보다 바람직하게는 1.70 이상, 훨씬더 바람직하게는 1.80 이상, 및 가장 바람직하게는 1.90 이상인 경우, "고굴절률을 갖는 층"이라고 한다. 마찬가지로, 간섭 필터의 층은, 그 굴절률이 1.50 미만, 바람직하게는 1.48 이하, 보다 바람직하게는 1.47 이하인 경우, 저굴절률을 갖는 층이라고 한다.
달리 기재하지 않는다면, 본원에 기재된 굴절률은 25℃의 온도에서 550㎚의 기준 파장에 대해 나타낸다.
HI 층은 본 기술분야에 숙련된 자에게 잘 알려진 고굴절률을 갖는 전형적인 층이다. HI 층은 일반적으로 하나 이상의 미네랄-타입 산화물, 예를 들어 지르코니아(ZrO2), 산화티타늄(TiO2), 알루미나(Al2O3), 오산화탄탈륨(Ta2O5), 산화네오디뮴(Nd2O5), 산화프라세오디뮴(Pr2O3), 티탄산프라세오디뮴(PrTiO3), 산화란타늄(La2O3), 오산화니오븀(Nb2O5) 또는 산화이트륨(Y2O3)을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 선택적으로, HI 층은, 상기에서 나타낸 바와 같이 그 굴절률이 1.60 초과이기만 하면, 저굴절률을 갖는 실리카 또는 다른 재료를 포함할 수도 있다. 바람직한 재료는 TiO2, PrTiO3, ZrO2, Al2O3, Y2O3 및 그 조합을 포함한다.
LI 층은 또한 저굴절률을 갖는 잘 알려진 전형적인 층이며, 실리카(SiO2), 또는 실리카 및 알루미나의 혼합물, 특히 알루미나로 도핑된 실리카의 혼합물을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않으며, 알루미나로 도핑된 실리카의 혼합물은 간섭 필터의 열저항을 증대시키는데 기여한다. LI 층은, LI 층의 전체 중량에 대하여, 바람직하게는 적어도 80중량%의 실리카를 포함하는 층, 보다 바람직하게는 적어도 90중량%의 실리카를 포함하는 층이며, 훨씬 더 바람직하게는 실리카층으로 이루어진다.
선택적으로, 저굴절층은, 생성 층의 굴절률이 1.50 미만이기만 하면, 고굴절률을 갖는 재료를 또한 포함할 수도 있다.
SiO2 및 Al2O3의 혼합물을 포함하는 LI 층이 사용되는 경우, LI 층은, 이 층 내의 실리카+알루미나 전체 중량에 대하여, 바람직하게는 1 내지 10중량%의 Al2O3, 보다 바람직하게는 1 내지 8중량%의 Al2O3, 및 훨씬더 바람직하게는 1 내지 5중량%의 Al2O3을 포함한다.
예를 들면, 4중량% 이하의 Al2O3으로 도핑된 SiO2 층 또는 8중량%의 Al2O3으로 도핑된 SiO2 층이 사용될 수 있다. 시중에서 입수가능한 SiO2/Al2O3의 혼합물은 예를 들어 UMICORE MATERIALS AG에 의해 시판되는 LIMA®(1.48 내지 1.50의 범위의 굴절률) 또는 MERCK KGaA에 의해 시판되는 L5®(굴절률 1.48 및 파장 500㎚)가 사용될 수 있다.
간섭 필터의 외부층은, 전형적으로 실리카계의 저굴절층이 일반적이며, 이 외부층의 전체 중량에 대하여, 바람직하게는 적어도 80중량%의 실리카, 보다 바람직하게는 적어도 90중량%의 실리카를 포함하며(예를 들면, 알루미나로 도핑된 실리카의 층), 훨씬 더 바람직하게는 실리카의 외부층으로 이루어진다.
바람직한 구현예에 있어서, 필터는 700㎚ 이하의 전체 두께, 보다 바람직하게는 600㎚ 이하의 전체 두께를 갖는다. 필터의 전체 두께는 일반적으로 200㎚ 초과이고, 바람직하게는 250㎚ 초과이다.
본 발명의 특정 구현예에 있어서, 필터가 8개 또는 9개 층을 포함하는 간섭 필터인 경우, 적층체의 전체 두께는 바람직하게는 450㎚ 내지 600㎚의 범위이다.
본 발명의 특정 구현예에 있어서, 필터가 6개 또는 7개 층을 포함하는 간섭 필터인 경우, 적층체의 전체 두께는 바람직하게는 500㎚ 미만이고, 보다 바람직하게는 300㎚ 내지 500㎚의 범위이다.
본 발명의 특정 구현예에 있어서, 필터가 4개 또는 5개 층을 포함하는 간섭 필터인 경우, 적층체의 전체 두께는 바람직하게는 300㎚ 미만이고, 보다 바람직하게는 200㎚ 내지 300㎚의 범위이다.
전형적으로, HI 층의 물리적 두께는 10㎚ 내지 100㎚ 범위, 보다 바람직하게는 80㎚ 이하, 및 훨씬 더 바람직하게는 70㎚ 이하이며, LI 층의 물리적 두께는 10㎚ 내지 150㎚ 범위, 보다 바람직하게는 135㎚ 이하, 및 훨씬 더 바람직하게는 120㎚ 이하이다.
본 발명의 안과용 렌즈는 대전방지성일 수도 있고, 즉 필터 내의 적어도 하나의 전기전도성 층의 합체로 인해 어떠한 실질적인 정전하도 보유 및/또는 발생하지 않을 수 있다.
바람직하게, 산화인듐, 산화주석, ITO(산화인듐주석)와 같은 전도성 산화물의 추가 층이 있다. 이러한 층의 두께는 일반적으로 20㎚ 미만이고, 바람직하게는 5㎚ 내지 15㎚이다.
이러한 전도성 층은 산화지르코늄 층과 같은 고굴절률을 갖는 층에 인접하여 있는 것이 바람직하다.
바람직하게, 이러한 전도성 층은, 일반적으로 실리카계인, 필터의 최종 저굴절층(즉, 공기에 가장 근접한 층) 아래에 위치된다.
본 발명의 구현예에 있어서, 필터는 서브층 상에 부착된다. 여기서, 이러한 필터 서브층은 필터에 속하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 필터 서브층, 또는 점착층은 필터의 내마모성 및/또는 내스크래치성과 같은 기계적 특성을 향상시키기 위해, 및/또는 기재 또는 하부 코팅에의 점착성을 증진시키기 위해 사용되는 비교적 큰 두께를 갖는 코팅을 의미하는 것으로 한다.
서브층의 비교적 두꺼운 두께를 고려해볼 때, 서브층이 안과용 렌즈 기재 상에 직접 부착되는 경우에, 서브층은, 특히 하부 코팅(일반적으로 내마모성 코팅 및/또는 내스크래치성 코팅임)의 굴절률 또는 안과용 렌즈 기재의 굴절률에 가까운 굴절률을 갖는 상태에서, 일반적으로 필터의 필터링 광학 활성에 관여하지 않는다.
서브층은 필터의 내마모성을 증진시키기에 충분한 두께를 가져야 하지만, 서브층의 성질에 따라서, 예를 들어 ISO 13666:1998 표준에 규정되고 ISO 8980-3 표준에 따라 측정되는 시각 투과율(Tv)을 크게 감소시킬 수 있는 광 흡수가 생길 수 있는 정도까지는 아닌 두께가 바람직하다.
이러한 서브층의 두께는 일반적으로 300㎚ 미만, 보다 바람직하게는 200㎚ 미만이고, 또한 일반적으로 90㎚ 초과, 보다 바람직하게는 100㎚ 초과이다.
바람직하게는, 서브층은, 이 서브층의 전체 중량에 대하여, 바람직하게는 적어도 80중량%의 실리카, 보다 바람직하게는 적어도 90중량%의 실리카를 포함하는 SiO2계 층을 포함하고, 훨씬 더 바람직하게는 실리카의 서브층으로 이루어진다. 실리카계의 이러한 서브층의 두께는 일반적으로 300㎚ 미만, 보다 바람직하게는 200㎚ 미만이고, 또한 일반적으로 90㎚ 초과, 보다 바람직하게는 100㎚ 초과이다.
다른 구현예에 있어서, 이러한 SiO2계 서브층은 상기 주어진 비율에 따라 알루미나-도핑된 실리카 서브층이며, 바람직하게는 알루미나로 도핑된 실리카의 층으로 이루어진다.
특정 구현예에 있어서, 서브층은 SiO2 층으로 이루어진다.
모노층 타입의 서브층을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 특히 서브층 및 하부 코팅(또는, 서브층이 기재 상에 직접 부착되는 경우에는 기재)이 그들의 각 굴절률 사이에 상당한 차이를 갖는 경우, 서브층은 적층(다층)으로 형성될 수도 있다. 이것은, 일반적으로 내마모성 코팅 및/또는 내스크래치성 코팅인 하부 코팅, 또는 기재가 고굴절률, 즉 1.55 이상, 바람직하게는 1.57 이상의 굴절률을 갖는 경우에 특히 그렇다.
그러한 경우에, 서브층은, 90㎚ 내지 300㎚ 범위의 두께를 갖는 메인 층으로 지칭되는 층에 부가하여, 일반적으로 실리카계의 층인 상기 90㎚ 내지 300㎚ 두께의 층과 선택적으로 코팅된 기재 사이에 삽입되는, 바람직하게는 3개 이하의 다른 층, 보다 바람직하게는 2개 이하의 다른 층을 포함할 수도 있다. 이러한 추가 층은 얇은 층인 것이 바람직하며, 그 기능은 서브층/하부 코팅 인터페이스 또는 서브층/기재 인터페이스 중 적용되는 어느 곳에서든지 다중 반사를 제한하는 것이다.
다층형 서브층은, 메인 층에 부가하여, 80㎚ 이하, 보다 바람직하게는 50㎚ 이하, 및 훨씬더 바람직하게는 30㎚ 이하의 두께를 갖는 고굴절률의 층을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 고굴절률의 층은 고굴절률의 기재 또는 고굴절률의 하부 코팅 중 적용되는 어느 것에든지 직접 접촉한다. 물론, 이러한 구현예는 기재(또는 하부 코팅)가 1.55 미만의 굴절률을 갖는 경우에도 사용될 수 있다.
대안예로서, 서브층은, 메인 층 및 전술한 고굴절률의 층에 부가하여, 1.55 이하, 바람직하게는 1.52 이하, 보다 바람직하게는 1.50 이하의 굴절률을 갖는 SiO2계(즉, 바람직하게는 적어도 80중량%의 실리카를 포함함)의 재료로 이루어지고, 80㎚ 이하, 보다 바람직하게는 50㎚ 이하, 및 훨씬더 바람직하게는 30㎚ 이하의 두께를 갖는 층을 포함하며, 이러한 층 상에 상기 고굴절률의 층이 부착된다. 이러한 경우에, 서브층은, 전형적으로, 선택적으로 코팅된 기재 상에 순서대로 부착된 25㎚ 두께의 SiO2 층, 10㎚ 두께의 ZrO2 또는 Ta2O5 층 및 서브층의 메인 층을 포함한다.
필터 및 선택적인 서브층은 하기의 방법 중 임의의 방법에 따라 진공 증착에 의해 부착되는 것이 바람직하다: i) 증발, 선택적으로 이온 보조 증발; ii) 이온 빔 스퍼터 증착: iii) 음극 스퍼터링; iv) 플라즈마 보조 기상 증착. 이들 다양한 방법은 "박막 프로세스" 및 "박막 프로세스 Ⅱ"(각각, Vossen & Kern Edition, Academic Press, 1978 and 1991)에 개시되어 있다. 특히 추천되는 방법은 진공 증발 프로세스이다.
필터가 간섭 필터인 경우, 필터 적층체의 각 층 및 선택적인 서브층의 부착은 진공하에서의 증발을 통해 실행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 특정 구현예에 있어서, 안과용 렌즈는 필터를 구비한 안과용 렌즈 주면 상에 2.5% 이하의 평균 시감 반사율(Rv)을 갖는다. 바람직하게, 평균 시감 반사율(Rv)은 2% 이하, 훨씬 더 바람직하게는 1,5% 이하이다. 특정의 바람직한 구현예에 있어서, 평균 시감 반사율(Rv)은 0.7% 이하, 보다 바람직하게는 0.6% 이하이다.
바람직한 구현예에 있어서, 안과용 렌즈는 이 안과용 렌즈의 각 주면 상에 2.5% 이하의 평균 시감 반사율(Rv)을 갖는다. 보다 바람직하게, 이러한 평균 시감 반사율(Rv)은 0.7% 이하이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 필터가 코팅된 주면은 본 발명의 안과용 렌즈의 전방 주면이고, 후방 주면은 전형적인 반사방지 코팅, 또는 바람직하게는 UV 영역 내에서 효과적인 반사방지 코팅, 즉 예를 들어 PCT/EP2011/072386에 개시된 것과 같은 UV 복사선을 거의 반사하지 않는 코팅으로 코팅된다.
ISO 13666:1998 표준에 규정된 함수 W(λ)에 의해 가중된, 280㎚ 내지 380㎚ 범위의 파장에 대해 안과용 렌즈의 후방 주면 상에의 UV 영역 내의 평균 반사율(RUV)은 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대해 7% 이하, 보다 바람직하게는 6% 이하, 및 훨씬 더 바람직하게는 5% 이하이다. UV 영역 내의 평균 반사율(RUV)을 하기의 관계식에 의해 규정된다:
Figure 112014107810411-pct00002
여기서, R(λ)는 관련 파장에서 안과용 렌즈의 후방 주면에의 스펙트럼 반사율이고, W(λ)는 태양광 스펙트럼 조도 Es(λ)와 상대 스펙트럼 효율 함수 S(λ)의 곱과 동일한 가중 함수이다.
UV 복사선 투과율 지수의 계산을 가능하게 하는 스펙트럼 함수 W(λ)는 ISO 13666:1998 표준에 규정되어 있다.
UV 영역 내에서 효과적인 반사방지 코팅은 적어도 하나의 고굴절률 층 및 적어도 하나의 저굴절률 층의 적층체를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 전방 및 후방 주면 모두에는 광독성 청색광에 대한 필터가 제공된다. 전방 주면 상의 하나 및 후방 주면 상의 다른 하나에 대해 이렇게 형성된 2개의 필터는 동일하거나 또는 상이할 수도 있다.
본 발명에 따른 필터는 베어 기재(bare substrate) 상에 직접 부착될 수도 있다. 일부 적용예에 있어서, 필터를 구비한 안과용 렌즈의 주면은 이 주면 상에 필터를 형성하기 전에 하나 이상의 기능성 코팅으로 코팅되는 것이 바람직하다. 광학 분야에서 전형적으로 사용되는 이러한 기능성 코팅은 내충격성 프라이머(primer), 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅, 편광 코팅, 착색 코팅일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
일반적으로, 필터가 형성되는 기재의 전방 및/또는 후방 주면은 내충격성 프라이머, 및 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅으로 코팅된다.
필터는 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅 상에 부착되는 것이 바람직하다. 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅은 안과용 렌즈 분야에서 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅으로서 전형적으로 사용되는 임의의 층일 수 있다. 이러한 코팅은, 그 중에서도 EP 0614957에 개시되어 있다.
또한, 본 발명의 안과용 렌즈에서는, 소수성(hydrophobic) 및/또는 소유성(oleophobic) 코팅(오염방지 "톱 코트(top coat)"), 및/또는 김서림방지 코팅과 같은 표면 특성을 개질할 수 있는 코팅이 필터 상에 형성될 수도 있다. 이러한 코팅은, 그 중에서도 US 7,678,464에 개시되어 있다. 이 코팅은 필터의 외부층 상에 부착되는 것이 바람직하다. 그 두께는 일반적으로 10㎚ 이하, 바람직하게는 1㎚ 내지 10㎚의 범위, 보다 바람직하게는 1㎚ 내지 5㎚의 범위이다.
전형적으로, 본 발명의 안과용 렌즈는 내충격성 프라이머 층, 내마모성 및/또는 내스크래치성 층, 본 발명에 따른 필터, 및 소수성 및/또는 소유성 코팅이 그 전방 주면 상에 연속적으로 코팅되는 기재를 포함한다.
본 발명의 안과용 렌즈는 안경용 안과용 렌즈 또는 안과용 렌즈 블랭크인 것이 바람직하다. 그에 따라, 본 발명은 또한 적어도 하나의 그러한 안과용 렌즈를 포함하는 안경에 관한 것이다.
상기 안과용 렌즈는 교정되거나 또는 교정되지 않은 편광 렌즈 또는 태양광 착색 렌즈일 수 있다.
광학 물품 기재의 후방 주면은 내충격성 프라이머 층, 내마모성 및/또는 내스크래치성 코팅, UV-반사방지 코팅이거나 그렇지 않을 수 있는 반사방지 코팅, 및 소수성 및/또는 소유성 코팅으로 연속적으로 코팅될 수 있다.
이러한 렌즈는 퇴화 과정, 특히 연령관련 황반 변성과 같은 퇴행 과정을 겪고 있는 착용자의 눈을 청색광 유발 광독성에 대해 보호하는데 특히 유리하다.
전술한 바와 같은 안과용 렌즈는 또한 유리하게 착용자에게 개선된 시각 콘트라스트(visual contrast)를 제공한다.
하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 그렇지만 비제한적인 방식으로 나타낸다.
실시예
1. 일반적인 프로세스 및 절차
본 발명에 따른 필터는 유럽 특허 문헌 EP/614957의 예시 3에 개시된 바와 같은 내마모성 코팅이 코팅된 ORMA® 렌즈 상에 부착된다.
SiO2 및 ZrO2 층을 부착하기 위한 증발 장치 및 조건(증발률, 압력)은 특허 문헌 WO 2008/107325에 개시된 바와 같다.
2. 곡선의 계산
본 발명에 따른 필터의 스펙트럼 반사율 곡선은 박막 센터(Thin Film Center)의 소프트웨어 Essential Mac Leod(version 9.4)로부터 모델링되었다.
필터의 특징 및 특성은 하기의 항목 3에 주어진다.
실시예 1 및 2의 필터를 구비한 안과용 렌즈는 사실상 준비되었고, 스펙트럼 반사율 곡선이 측정되었다.
구해진 곡선이 모델링된 곡선에 대응하는지 대조되었다.
3. 필터 적층체 및 특성. 스펙트럼 반사율 곡선. 결과
이하, 실시예 1 내지 3에서 얻어진 안과용 렌즈의 구조적 특징 및 광학적 성능이 상세하게 설명된다(하기 참조).
하기의 실시예 1 내지 3에 있어서의 15°의 전방 주면에의 입사각에서 280㎚ 내지 780㎚ 범위의 파장에 대한 스펙트럼 반사율 곡선이 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다.
평균 반사율 지수 값은 전방 주면의 값이다. 지수 Rm ,B 및 Rv는 15°의 입사각에 대해 나타낸다.
하기 표에 있어서, 파라미터 Δspectral@15°는 하기의 관계식에 의해 규정된다:
Δspectral@15° = [R15 °(435㎚)-R15 °(480㎚)]/R15 °(435㎚)
여기서, R15 °(435㎚) 및 R15 °(480㎚)는 각각 전방 주면에의 15°의 입사각에 대해 435㎚ 및 480㎚에서의 전방 주면의 반사율을 나타낸다.
본 발명의 안과용 렌즈가 가시 영역에서의 반사방지 성능(15°의 입사각에 대해 Rv <2.5%)을 해치지 않고서 매우 양호한 광독성 청색광 반사 특성(Rm ,B >10%)을 갖는 것을 관찰할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 3에서 얻어진 안과용 렌즈는 우수한 투명성 및 양호한 색 중립성(colorimetric neutrality), 양호한 내마모성 및 내스크래치성, 및 표면에의 기계적 응력을 따르는 고온수 침지 처리에 대한 양호한 저항성을 나타낸다. 기재에 대한 코팅 점착성도 또한 매우 만족스럽다.
Figure 112014107810411-pct00003
또한, 실시예 1 내지 3에 있어서의 본 발명의 안과용 렌즈의 효율은 도 4에 근거하여 고려될 수 있다.
광학 시스템(양면 타입의 ORMA® 글라스 렌즈의 전방면 상에 실시예 1, 2 및 3에 대응하는 청색 필터와, 후방면 상에 반사방지 Crizal Forte® UV(45°의 입사각에 대해 Rv=0.59%, RUV=3.1%)를 가짐)의 후방 반사율 BR(λ) 및 투과율 T(λ)는 전체적으로 테스트 필터 각각에 대해 소프트웨어 Essential Mac Leod에 의해 결정되었다.
계산은 안과용 렌즈 내에서 발생하는 모든 다반사를 고려하고 있다.
청색광 유발 위험을 평가하기 위해, 이러한 투과율 및 반사율 곡선은 ISO 8980-3 국제 표준의 스펙트럼 함수 WB(λ)를 사용하여 가중된다. 이러한 함수는 380㎚ 내지 500㎚의 파장 범위 내에서 적분되는 태양 복사선의 스펙트럼 분포 함수 Es(λ)와 청색광 위험 함수 B(λ)의 곱이다.
Figure 112014107810411-pct00004
표 1: 가중 함수 WB(λ)를 계산하는데 사용하기 위한 수치 데이터
도 4에는, 하기와 같이 나타나 있다:
- 가로 좌표: 45°의 후방 주면에의 입사각에 대해, 청색광 위험 가중 함수에 의해 가중된 후방 반사율 값.
Figure 112014107810411-pct00005
여기서, BR(λ)는 안경의 후방 스펙트럼 반사율 지수이며,
- 세로 좌표: 청색광 위험 가중 함수에 의해 가중된 투과율 값. 이러한 투과율 값은 0°의 전방 주면에의 입사각에 대해 이러한 안과용 렌즈를 통해 청자색(blue-purple) 범위(380㎚ 내지 500㎚) 내에서 투과되는 직접광의 부분(%)을 나타낸다.
Figure 112014107810411-pct00006
여기서, T(λ)는 안경의 스펙트럼 투과율 지수이다.
측정가능한 값 WB(λ)는 스펙트럼 태양 복사선 함수 Es(λ) 및 청색광 위험 함수 B(λ)의 곱인 가중 함수이다(표 1 참조).
도 4에서는, 본 발명에 따른 안과용 렌즈의 실시예 1 내지 3이 낮은 투과율뿐만 아니라, 낮은 후방 반사율을 나타내는 것을 관찰할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예의 안과용 렌즈는 청색광 유발 광독성의 결과로서 연령관련 황반 변성과 같은 착용자의 눈의 퇴행 과정을 방지하는 것이 가능하다.
도 5는 0° 및 45°의 전방 주면에의 입사각에 대해 실시예 3의 안과용 렌즈의 380㎚ 내지 500㎚의 스펙트럼 반사율 곡선을 나타낸다.
도면을 고려할 때, 45°에서의 스펙트럼 반사율 곡선이 0°에서의 스펙트럼 반사율 곡선에 비하여 보다 짧은 파장을 향해(즉, 남색 및 UV 영역으로) 시프트되어 있다는 것에 주목해야 한다. 이것은 실시예 3의 광대역 필터의 높은 각도 선택도의 실례이다.
그리고, 이러한 시프트는 R45 °(435㎚)로 약칭되는, 45°의 입사각에 대한 435㎚에서의 스펙트럼 반사율 값이 11%로서 작아지게 하며, 즉 R0 °(435㎚)로 약칭되는, 0°의 입사각에 대한 435㎚에서의 스펙트럼 반사율 값인 59.5%보다 훨씬 작아지게 한다.
따라서, 여기서 파라미터 Δ(θ,θ')의 값이 크며, 0.82인 것을 알 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 적어도 하나의 광대역 필터를 구비한 모든 안과용 렌즈에 대해 적용된다.

Claims (19)

  1. 전방 주면 및 후방 주면을 구비하는 안과용 렌즈에 있어서,
    - 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 도달하는 자외선(UV) 광을 차단하기 위한 수단;
    - 안과용 렌즈의 후방 주면 상에 배치되고, 7% 이하의 가중 평균 UV 반사율 지수를 갖는 반사방지 코팅; 및
    - 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위 내의 청색광을 적어도 부분적으로 차단하는 적어도 하나의 청색광 차단 수단을 포함하고,
    상기 청색광 차단 수단은 상기 렌즈의 적어도 하나의 주면 상에 형성된 청색광 차단 필터이며, 상기 청색광 차단 필터는 하기의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 안과용 렌즈:
    - 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선은
    ⅰ) 410㎚ 이하의 파장에서 최대 반사율, 및
    ⅱ) 70㎚ 이상의 반값 전폭(FWHM)을 가짐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반값 전폭(FWHM)은 150nm 미만인 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 청색광 차단 필터는 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대해, 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위 내에서의 평균 청색 반사율 지수(Rm,B)가 5% 이상인 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가중 평균 UV 반사율 지수는 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대해 정의되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전방 주면 상에 도달하는 UV 광을 차단하기 위한 수단은 UV 광의 90% 이상을 차단하는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전방 주면 상에 도달하는 UV 광을 차단하기 위한 수단은 렌즈 기재, 하나 이상의 UV 흡수제가 분산된 렌즈 기재, 전방 주면 상에 배치되는 UV-흡수 코팅, 전방 주면 상에 배치되는 UV-반사 코팅, 또는 이들 수단의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 청색광 차단 수단은 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위 내의 청색광의 5% 내지 50%를 차단하는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 청색광 차단 수단은 420㎚ 내지 450㎚의 파장 범위 내의 청색광의 5% 내지 50%를 차단하는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 최대 반사율은 400nm 이하의 파장에서 관찰되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  10. 제1항에 있어서, 상기 최대 반사율은 390nm 이하의 파장에서 관찰되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  11. 제1항에 있어서, 상기 청색광 차단 수단은 하기의 특성을 갖는 상기 필터를 포함하는 주면을 제공하는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈:
    - 0° 내지 15°의 범위의 입사각 θ 및 30° 내지 45°의 범위의 입사각 θ'에 대해, 파라미터 Δ(θ,θ')가 관계식 Δ(θ,θ')=1-[Rθ'(435㎚)/Rθ(435㎚)]에 의해 규정되고, 따라서 상기 파라미터 Δ(θ,θ')는 0.5 이상이며, 여기서,
    o Rθ(435㎚)는 입사각 θ에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율 값을 나타내며,
    o Rθ'(435㎚)는 입사각 θ'에 대해 435㎚의 파장에서의 상기 필터를 포함하는 주면의 반사율 값을 나타냄.
  12. 제11항에 있어서, 입사각 θ=15° 및 입사각 θ'=45°인 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  13. 제1항에 있어서, 상기 안과용 렌즈의 각 주면 상에서의 평균 광 반사율 지수(Rv)는 2.5% 이하인 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  14. 제1항에 있어서, 상기 청색광 차단 필터를 포함하는 안과용 렌즈의 주면 상에서의 평균 시감 반사율 지수(Rv)는 2.5% 이하인 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  15. 제1항에 있어서, 상기 후방 주면 상의 반사방지 코팅의 가중 평균 UV 반사율 지수는 6% 이하인 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  16. 제1항에 있어서, 상기 청색광 차단 수단은 간섭 필터인 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  17. 전방 주면 및 후방 주면을 구비하는 안과용 렌즈에 있어서,
    - 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 도달하는 자외선(UV) 광을 차단하기 위한 수단;
    - 안과용 렌즈의 후방 주면 상에 배치되고, 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대해 7% 이하의 가중 평균 UV 반사율 지수를 갖는 반사방지 코팅; 및
    - 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위 내의 청색광을 적어도 부분적으로 차단하는 적어도 하나의 청색광 차단 수단을 포함하고,
    상기 청색광 차단 수단은 상기 렌즈의 적어도 하나의 주면 상에 형성된 청색광 차단 필터이며, 상기 청색광 차단 필터는 하기의 특성을 가지며:
    - 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선은
    ⅰ) 360nm 내지 400㎚의 파장 범위에서 최대 반사율, 및
    ⅱ) 70㎚ 이상의 반값 전폭(FWHM)을 가지고; 그리고
    상기 청색광 차단 필터가 구비된 주면은 0° 내지 15°의 범위의 주면 상의 입사각에 대해, 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위 내에서 5% 이상의 평균 청색 반사율 지수(Rm,B)를 제공하는 능력을 갖는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  18. 전방 주면 및 후방 주면을 구비하는 안과용 렌즈에 있어서,
    - 안과용 렌즈의 전방 주면 상에 도달하는 자외선(UV) 광을 차단하기 위한 수단;
    - 안과용 렌즈의 후방 주면 상에 배치되고, 7% 이하의 가중 평균 UV 반사율 지수를 갖는 반사방지 코팅; 및
    - 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위 내의 청색광을 적어도 부분적으로 차단하는 적어도 하나의 청색광 차단 수단을 포함하고,
    상기 청색광 차단 수단은 상기 렌즈의 적어도 하나의 주면 상에 형성된 청색광 차단 필터이며, 상기 청색광 차단 필터는 하기의 특성을 가지며:
    - 0° 내지 15°의 범위의 입사각에 대한 스펙트럼 반사율 곡선은
    ⅰ) 410㎚ 이하의 파장에서 최대 반사율, 및
    ⅱ) 80㎚ 이상 150nm 미만의 반값 전폭(FWHM)을 가지고; 그리고
    상기 청색광 차단 필터가 구비된 주면은 0° 내지 15°의 범위의 주면 상의 입사각에 대해, 400㎚ 내지 460㎚의 파장 범위 내에서 5% 이상의 평균 청색 반사율 지수(Rm,B)를 제공하는 능력을 갖는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 안과용 렌즈로 형성되는 안경에 있어서, 투명 안경, 가공 안경, 선글라스 및 변색 안경으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 안경.
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