KR102188864B1 - 안과용 렌즈를 제조하기 위한 공정 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 광학 기능을 갖는 안과용 렌즈를 제조하는 공정으로서: 미리 설정된 굴절률을 갖는 적어도 하나의 재료의 복수의 미리 설정된 체적 요소를 증착함으로써 중간 광학 요소를 가법으로 제조하는 단계(100)로서, 상기 중간 광학 요소는 타겟 안과용 렌즈 및 상기 복수의 체적 요소 중 일부로 구성되는 두께 허용차를 포함하는 단계; 및 상기 중간 광학 요소로부터 상기 타겟 안과용 렌즈를 기계 가공함으로써 감법으로 제조하는 단계(300)로서, 상기 기계 가공은 적어도 하나의 단계의 미리 설정된 시퀀스로 수행되며, 상기 미리 설정된 시퀀스는 상기 두께 허용차를 감하는 것을 가능하게 하는 단계를 포함하며, 상기 가법 제조 단계(100)는 상기 두께 허용차가 상기 감법 제조 단계(300)에서 형성되는 상기 미리 설정된 시퀀스에 따라 결정되는 상기 중간 광학 요소에 대한 제조 설정값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정에 관한 것이다.
Description
본 발명은 적어도 하나의 광학 기능을 갖는 안과용 렌즈, 예를 들어 진보적 안과용 렌즈의 제조의 분야에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 그러한 안과용 렌즈를 제조하는 공정에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 그러한 안과용 렌즈를 제조하도록 구성되는 제조 시스템에 관한 것이다.
안과용 렌즈가 안과용 렌즈에 처방된 눈 특성을 부여하기 위해 다양한 제조 단계를 거치게 된다는 것이 알려져 있다.
처리되지 않거나 부분적으로 완성된 렌즈 반가공품 즉, 면들 중 어떤 것도 마감된 것으로 지칭되는 것이 아니거나 면들 중 하나만이 마감된 것으로 지칭되는 것 (또는 다시 말해서, 단순하거나 복잡한 광학 표면을 형성하는 면)인 렌즈 반가공품을 제공하는 단계를 포함하는 안과용 렌즈를 제조하는 공정이 알려져 있다.
이러한 공정은 그 다음 안과용 렌즈의 착용자에게 처방된 (가능하게는 복잡한) 광학 특성을 제공하는 수요가 많은 광학 표면을 형성하는 마감된 면으로 지칭되는 것을 획득하기 위해 처리되지 않은 렌즈 반가공품의 적어도 하나의 면을 기계 가공하는 하나 이상의 단계를 포함한다.
"기계 가공하는 하나 이상의 단계"란 표현은 여기서 러핑(roughing), 마감 및 연마로 지칭되는 것(표면 가공에 의한 기계 가공)의 단계들을 의미하는 것으로 이해된다.
러핑 단계는 면의(면들의) 두께 및 표면 곡률 반경이 마감되지 않은 것으로 지칭되는 렌즈 반가공품의 면(들)을 부여하는 처리되지 않거나 부분적으로 완성된 렌즈 반가공품에서 시작하는 것을 가능하게 하는데 반해, 마감 (또한 스무딩(smoothing)으로 불리는) 단계는 입자 또는 심지어 사전에 얻어진 면들의 곡률 반경들의 정확성을 미세화하는 것으로 이루어지고 생성되는 곡면(들)이 연마 단계 동안 마련되는(스무딩되는) 것을 가능하게 한다. 이러한 연마 단계는 거칠게 되거나 스무딩된 곡면(들)을 표면 가공하는 단계이고, 안과용 렌즈를 투명하게 만드는 것을 가능하게 한다. 러핑 및 마감 단계는 초기 대상의 두께 및 초기 대상의 초기 곡률 반경들과 관계 없이 최종 렌즈의 두께 및 처리된 표면의 곡률 반경들을 설정하는 단계들이다.
"자유 형태 표면" 또는 "디지털 표면"으로 지칭되는 하나의 타입의 복잡한 광학 표면은 특히 정확한 기계 가공을 필요로 하며, 그러한 표면은 예를 들어, 원환체 및 연속을 조합한다는 점이 주목될 것이다. 그러한 복잡한 광학 표면의 기계 가공은 적어도 러핑 단계 동안, 또는 심지어 마감 및 연마 단계 동안 적어도 하나의 매우 높은 정확성 기계 도구, 및 안과용 렌즈를 변형시키지 않고 이전 단계들에서 얻어지는 표면(들)을 연마할 수 있는 연마기를 사용하여 수행된다.
본 발명은 특히 구현하기 단순하고, 용이하고, 경제적이고, 또한 대량 판매 시장용 개인화 요건을 만족시키는 매우 다양한 기하학적 구조 및 재료 특성을 갖는 렌즈들을 빠르고 융통성 있게 산출할 수 있는 적어도 하나의 광학 기능을 갖는 안과용 렌즈를 제조하는 공정을 제공하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 제1 양태에 따른 본 발명의 대상은:
- 미리 정해진 굴절률을 갖는 적어도 하나의 재료의 복수의 미리 정해진 체적 요소를 증착함으로써 중간 광학 요소를 가법으로 제조하는 단계로서, 상기 중간 광학 요소는 상기 복수의 체적 요소 중 일부로 구성되는 추가 두께(Se)에 인접하는 타겟 안과용 렌즈를 포함하는 단계; 및
- 상기 중간 광학 요소로부터 상기 타겟 안과용 렌즈를 기계 가공함으로써 감법으로 제조하는 단계로서, 상기 기계 가공은 적어도 하나의 단계의 미리 정해진 시퀀스로 수행되며, 상기 미리 정해진 시퀀스는 상기 추가 두께가 감해지는 것을 가능하게 하는 단계를 포함하며,
상기 가법 제조 단계는 상기 추가 두께가 상기 감법 제조 단계에서 형성되는 상기 미리 정해진 시퀀스에 따라 결정되는 상기 중간 광학 요소에 대한 제조 설정들을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 광학 기능을 갖는 안과학 렌즈를 제조하는 공정이다.
본 발명에 따른 제조 공정은2개의 제조 단계의 조합 즉, 가법 제조 단계 및 감법 제조 단계, 그리고 적어도 하나의 감법 제조 단계의 미리 정해진 시퀀스에 따라 가법 제조 단계를 구현하는 것에 기반하며, 상기 시퀀스가 가법 제조 단계의 제조 설정들을 결정할 때, 고려된다.
가법 제조 기법들은 본 발명의 목적을 만족시키는 특히 적절한 방식이다.
"가법 제조"란 표현은 국제 표준 ASTM 2792-12에 따라 통상적 기계 가공과 같은 감법 제조 방법론들에 반대하는 통상적으로 층 대 층으로 3-D 모델링 데이터(전형적으로 컴퓨터 지원 설계(CAD) 파일)로부터 대상들을 제조하기 위해 재료들을 융합하는 것을 포함하는 공정을 포함하는 제조 기법들을 의미하는 것으로 이해된다.
가법 제조 기술들은 CAD 파일에 디지털 형태로 포함되는 미리 정해진 구성에 따라 고체 재료 요소들을 병치함으로써 대상들을 제조하는 것으로 이루어진다.
"복셀(voxel)들"로 나타내는 이러한 근본적 체적 요소들은 다양한 상이한 기술적 원리를 이용하여 예를 들어, 인쇄 헤드에 의해 광중합 가능한 모노머들의 드롭(drop)들을 제공함으로써, 모노머의 배스(bath)의 표면 근처에 UV 광원으로 선택적으로 광중합함으로써(광 조형 기법), 또는 중합체 파우더를 용융시킴으로써(선택적 레이저 용융 (SLM) 또는 선택적 레이저 소결 (SLS)) 생성되고 병치될 수 있다.
가법 제조 기법들은 대상들의 기하학적 구조가 많은 융통성으로 형성되는 것을 가능하게 하지만, 광을 산란시키지 않고 매우 정확한 다이옵터 기하학적 구조를 통하여 렌즈의 각각의 면 상에 광학 처방을 제공하는 투명한 안과용 렌즈들을 제조하길 원한다면, 이러한 다이옵터들은 구형, 또는 의사 구형 또는 구형 원환체 또는 의사 구형 원환체일 수 있는 다수의 문제를 일으킨다.
특히 이하의 문제들을 직면한다:
- 복셀 대 복셀 구성은 그 자체가 광학 응용들에 필요한 매끈한 표면들을 얻는 경향은 없고;
- 가법 구성 기법들은 광학 응용에 필요한 제품 요소의 치수 특성들을 정확하게 제어하는 것을 어렵게 한다; 특히 렌즈의 곡률 반경의 국부 제어를 우수한 정확성으로 달성하는 것은 어렵다.
본 발명이 가법 제조를 안과용 렌즈의 제조와 호환되게 하기 위해 가법 제조에 고유한 이러한 문제들을 고려한다는 점을 알 수 있다.
가법 제조 단계가 바람직한 체적 균일성을 갖고 착용자에게 맞추어지는 광학 기능 중 적어도 일부를 제공하는 중간 광학 요소가 획득되는 것을 가능하게 하고; 가법 제조 단계 후에 수행되는 감법 제조 단계가 바람직한 광학 기능이 마무리되고 조도 파라미터들을 특징으로 할 수 있는 표면 조도 품질을 갖는 안과용 렌즈를 중간 광학 요소로부터 획득하는 것을 가능하게 한다는 점이 주목될 것이다.
따라서, 가법 제조 단계는 타겟 안과용 렌즈를 포함하고 중간 광학 요소의 장래 외부면의 모두 또는 일부에 걸쳐 추가 두께를 포함하는 중간 광학 요소를 제공하는 것을 가능하게 하며, 추가 두께는 감법 제조 단계를 수행하는데 사용되는 수단의 최적화된 재료 제거 용량들을 고려함으로써 형성된다.
따라서, 중간 광학 요소의 제조 설정들을 결정하는 단계가 앞서 언급한 미리 정해진 시퀀스에 기반함에 따라, 이러한 단계는 하나 이상의 감법 제조 기계를 포함하는 제조 시스템의 재료 제거 용량(다시 말해서, 중간 광학 요소로부터 제거 가능한 두께)을 고려하는 것을 가능하게 하며, 이러한 용량이 미리 정해진 값 범위[1 ㎛; 2000 ㎛]에 포함된다는 점이 이해된다.
추가 두께는 최종 안과용 렌즈의 표면에 대한 위치에 따라 달라질 수 있다.
추가 두께는 바람직하게는 러핑하지 않고 마감 또는 연마 단계에 의해 기계 가공 가능하도록 1000 ㎛ 이하의 평균값을 갖는다. 보다 바람직하게는, 추가 두께는 미리 정해진 값 범위[30 ㎛ 및 500 ㎛]에 평균적으로 포함된다.
이러한 2개의 제조 단계의 조합은 유리하게는 착용자의 요구로 완전히 조정되는 정확한 광학 기능, 및 안과용 응용들과 호환되는 표면 조도 품질 둘 다를 갖는 안과용 렌즈가 획득되는 것을 가능하게 하는 혼성 공정으로 지칭되는 것을 형성한다.
"정확한 광학 기능"이란 표현은 안과용 렌즈의 일정 지점들에서 +/- 0.12 다이옵터에 도달할 수 있는 오차의 허용 범위 내에서, 착용자에 의해 제공되는 처방을 갖는 광학 기능을 의미하는 것으로 이해된다.
안과용 응용들과 호환되는 표면 품질이 의미하는 것은 가시 스펙트럼(380/700 ㎚)에서 안과용 렌즈의 투과도가 85%보다 더 높을 것이고, 안과용 렌즈의 산란비가 1%보다 더 낮을 것이라는 것을 보장하는 것을 가능하게 하는 표면 품질이다.
본 발명에 따른 제조 공정은 (이러한 광학 기능들의 개인화 때문에) 무엇보다도 빠르고 융통성 있는 제조 공정들을 필요로 하는 광학 기능들의 폭넓은 다양성의 생산의 맥락에서 특히 단순하고, 용이하고, 경제적이다.
가법 제조가 예를 들어, 중합체 잉크젯 인쇄를 구현하는 3차원 인쇄 공정, 또는 광 조형, 또는 마스크 투영 광 조형, 또는 선택적 레이저 소결(SLS) 또는 선택적 레이저 용융(SLM) 또는 심지어 열가소성 필라멘트 압출 성형에 상응하는데 반해, 감법 제조는 기계 가공 공정에 상응하며, 감법 제조가 러핑 단계, 마감 단계 및 연마 단계로부터 선택되는 적어도 하나의 단계를 포함한다는 점이 주목될 것이다.
또한 본 발명의 맥락에서, 이하의 표현들이 이하의 의미들을 갖는다는 점이 주목될 것이다:
- "러핑 단계"는 중간 광학 요소에 타겟 안과용 렌즈의 두께 및 곡률 반경들 또는 타겟 안과용 렌즈의 두께 및 곡률 반경들에 근접한 두께 및 곡률 반경들을 부여하기 위해 예를 들어, 절단기 또는 다이아몬드 도구에 의해 중간 광학 요소를 기계 가공하는 것으로 이루어진 단계;
- "마감 단계"는 중간 광학 요소가 연마 단계를 거칠 준비가 되어 있도록 예를 들어, 다이아몬드 도구 또는 연마 표면을 갖는 도구에 의해, 중간 광학 요소의 표면의 입자를 미세화하고/하거나 곡률 반경들을 미세화하는 것으로 이루어진 단계; 및
- "연마 단계"는 타겟 안과용 렌즈에 필요한 투명성을 중간 광학 요소에 부여하는 것으로 이루어진 단계; 이러한 단계는 러핑 및 마감에 의해 남는 자국들이 제거되는 것을 가능하게 한다; 이는 특히 더 연성인 연마기 및 마감 단계에서 구현 가능한 입자보다 더 미세한 입자인 연마 슬러리에 의해 수행된다; 이러한 단계는 또한 "연성 연마"로 불린다; 특히, 베이스 교정으로 지칭되는 주요 구형 또는 원환체 (또는 의사 구형 또는 의사 원환체) 교정의 곡률, 또는 가능하게는 "근거리 시력" 구역으로 지칭되는 것에 제공되는 가법의 곡률은 연성 연마 단계에 의해 현저히 영향을 받지 않는다.
그러므로, 러핑 및 마감 단계들은 초기 표면의 형상 및 곡률들과 관계 없이 처리된 표면의 형상 및 곡률들이 설정되는 단계들이다. 다른 가능한 기계 가공 단계가 특히, 구형 또는 원환체 강성 연마기, 및 이전 단계들에서 사용되는 연마 해결책들의 입자보다 더 미세한 입자의 연마 슬러리를 사용하는, 처리될 표면의 회전 및 마멸에 의해, 강성 연마기의 곡률을 보완하는 구형 또는 원환체 곡률을 연마 슬러리에 부여하는 "강성 연마" 단계라는 점이 주목될 것이다. 본 발명의 맥락에서, 그러한 "강성 연마"는 마감 단계의 하나의 변형이다.
또한 "광학 기능"이란 표현은, 렌즈 또는 중간 광학 요소에 적용될 때, 이러한 렌즈 또는 이러한 요소의 광학 반응 즉, 진입 광학 빔의 입사가 무엇이든 그리고 입사 광학 빔에 의해 조명되는 진입 다이옵터의 기하학적 규모가 무엇이든 문제의 렌즈 또는 광학 요소를 통한 광학 빔의 전파 및 투과의 임의의 변경을 형성하는 기능을 의미하는 것으로 이해된다는 점이 주목될 것이다.
보다 정확하게는, 안과 분야에서, 광학 기능은 착용자 배율 및 난시 특성들 그리고 이러한 렌즈 또는 이러한 요소의 착용자의 응시의 방향들 모두에 대한 렌즈 또는 광학 요소와 연관되는 분광의 편향들 및 더 높은 순위 수차들의 분배로 정의된다. 물론, 이는 착용자의 눈에 대하여 렌즈 또는 광학 요소의 기하학적 위치가 이미 알려져 있다고 가정한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직하고, 단순하고, 실용적이고, 경제적인 특징들에 따르면:
- 중간 광학 요소로 이어지는 가법 제조 단계에서 생성되고 그 다음 타겟 안과용 렌즈로 이어지는 감법 제조 단계에서 감해지는 추가 두께는 1 ㎛와 1000 ㎛ 사이에 포함되고 바람직하게는 30 ㎛와 1000 ㎛ 사이에 포함되고/되거나;
- 상기 미리 정해진 시퀀스는 단독으로 또는 조합으로 러핑 단계, 마감 단계 및 연마 단계로부터 선택되는 적어도 하나의 단계를 포함하고/하거나;
- 상기 미리 정해진 시퀀스는:
- 상태 2의 중간 광학 요소로 이어지는 중간 광학 요소에 수행되는 러핑 단계, 뒤이어 상태 3의 중간 광학 요소로 이어지는 상기 상태 2의 중간 광학 요소에 수행되는 마감 단계, 뒤이어 타겟 안과용 렌즈로 이어지는 상기 상태 3의 중간 광학 요소에 수행되는 연마 단계; 또는
- 상태 4의 중간 광학 요소로 이어지는 중간 광학 요소에 수행되는 마감 단계, 뒤이어 타겟 안과용 렌즈로 이어지는 상기 상태 4의 중간 광학 요소에 수행되는 연마 단계; 또는
- 타겟 안과용 렌즈로 이어지는 중간 광학 요소에 수행되는 연마 단계로부터 선택되고/되거나;
- 상기 미리 정해진 시퀀스는 중간 광학 요소의 전체에 걸쳐 일치하거나 상이하고/하거나;
- 추가 두께(Se)에 인접해지는 타겟 안과용 렌즈를 포함하는 중간 광학 요소를 가법으로 제조하는 단계는 타겟 안과용 렌즈 및 추가 두께의 주어진 성분 재료의 복수의 미리 정해진 체적 요소를 증착함으로써 수행되고/되거나;
- 추가 두께(Se)에 인접해지는 타겟 안과용 렌즈를 포함하는 중간 광학 요소를 가법으로 제조하는 단계는 적어도 2개의 상이한 재료의 복수의 미리 정해진 체적 요소를 증착함으로써 수행되며, 재료들은 특히 재료들의 굴절률 또는 재료들의 본질적인 마멸 가능성이 다르고/다르거나;
- 가법 제조 단계는 3차원 인쇄, 또는 광 조형, 또는 마스크 투영 광 조형 공정 또는 선택적 레이저 용융 또는 소결 공정, 또는 열가소성 필라멘트 압출 성형 공정을 구현하고/하거나;
- 상기 중간 광학 요소에 대한 제조 설정들을 결정하는 상기 단계는:
- 상기 안과용 렌즈에 주어질 상기 광학 기능의 특성들로부터 상기 안과용 렌즈에 대한 타겟 기하학적 특성들을 결정하는 단계;
- 상기 결정된 타겟 기하학적 특성들 및 상기 미리 정해진 감법 제조 시퀀스와 연관되는 특성들로부터 상기 추가 두께를 결정하는 단계; 및
- 상기 결정된 타겟 기하학적 특성들 및 상기 결정된 추가 두께로부터 상기 중간 광학 요소의 기하학적 특성들을 추론하는 단계를 포함하고/하거나;
- 상기 추가 두께를 결정하는 단계는 상기 미리 정해진 감법 제조 시퀀스와 연관되는 재료의 물리적 데이터를 고려하는 단계를 더 포함하고/하거나;
- 상기 안과용 렌즈에 주어질 상기 광학 기능은 상기 안과용 렌즈의 착용자와 연관되는 처방값들 및 미리 정해진 프레임의 상호 보완적인 맞춤형 데이터 및/또는 개인화 데이터 및/또는 프레임-형상 데이터의 특성이고/이거나;
- 중간 광학 요소는 미리 정해진 프레임으로 삽입되도록 구성되는 외형과 실질적으로 동일한 외형을 갖고/갖거나;
- 감법 제조 단계 후에, 광택제 코팅 또는 필름은 최종 렌즈의 표면 상에 증착된다.
제2 양태에 따른 본 발명의 다른 대상은 안과용 렌즈를 제조하기 위해 가법 제조 기계 및 적어도 하나의 감법 제조 기계, 그리고 상술한 공정의 단계들 각각을 구현하도록 구성되는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 구성되는 시스템 요소들이 구비되는 적어도 하나의 커맨드/제어부를 포함하는 안과용 렌즈를 제조하는 시스템이다.
유리하게는 본 발명에 따른 제조 시스템에서:
- 감법 제조 기계에 의해 출력되는 요소 상에 광택제를 증착하도록 구성되는 광택제 도포 기계에 대한 제공이 또한 행해지고/지거나;
- 가법 제조 기계는 제조 홀더를 포함하며, 제조 홀더는 제거 가능하고 감법 제조 기계에 대한 제조 홀더로서의 역할을 하도록 구성된다.
본 발명의 하나의 변형에 따르면, 가법 그 다음 감법 제조 단계들은 표면 불규칙한 것들을 경감시키기 위해 선택되는 광택제 필름의 증착이 뒤따를 수 있다는 점이 주목될 것이다. 특히, 일정 초기 품질을 갖는 표면이 안과용 품질에 도달하는 것을 가능하게 하도록 구성되며, 품질이 연성 연마에 의해 획득되며, 광택제층의 적용이 주곡률 또는 가법(들)을 형성하는 특징들의 세트와 같은 렌즈의 표면의 주곡률들을 변경하지 않는 본 출원인의 특허 출원 EP1896878, 또는 JP 2002-182011에 설명하는 종류의 광택제층들을 본원에서 참조한다.
본 발명의 내용을 이하에서 첨부 도면들을 참조하여 비제한적 예시를 통하여 주어지는 본 발명의 일 실시예의 기술을 통하여 이제 설명할 것이다:
- 도 1은 가법 제조 기계 및 선삭 기계 도구를 포함하며, 이러한 기계들은 안과용 렌즈를 생산하도록 구성되는 제조 시스템을 개략적으로 도시한다.
- 도 2 및 도 3은 각각 도 1에 도시된 시스템을 사용하는 2개의 별도의 실시예에 따른 안과용 렌즈를 제조하는 다양한 단계를 개략적으로 도시한다.
- 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 단계들 즉, 중간 광학 요소를 가법으로 제조하는 단계 및 중간 광학 요소로부터 안과용 렌즈를 표면 가공함으로써 감법으로 제조하는 단계를 포함하는 안과용 렌즈를 제조하기 위한 공정의 다양한 동작 단계를 도시하는 흐름도이다,
- 도 5 및 도 6은 각각 중간 광학 요소를 가법으로 제조하는 단계 및 안과용 렌즈를 표면 가공함으로써 제조하는 단계를 도시하는 흐름도들이다.
- 도 7은 도 1에 도시된 시스템을 사용하여 안과용 렌즈를 제조하는 단계를 개략적으로 도시한다.
- 도 1은 가법 제조 기계 및 선삭 기계 도구를 포함하며, 이러한 기계들은 안과용 렌즈를 생산하도록 구성되는 제조 시스템을 개략적으로 도시한다.
- 도 2 및 도 3은 각각 도 1에 도시된 시스템을 사용하는 2개의 별도의 실시예에 따른 안과용 렌즈를 제조하는 다양한 단계를 개략적으로 도시한다.
- 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 단계들 즉, 중간 광학 요소를 가법으로 제조하는 단계 및 중간 광학 요소로부터 안과용 렌즈를 표면 가공함으로써 감법으로 제조하는 단계를 포함하는 안과용 렌즈를 제조하기 위한 공정의 다양한 동작 단계를 도시하는 흐름도이다,
- 도 5 및 도 6은 각각 중간 광학 요소를 가법으로 제조하는 단계 및 안과용 렌즈를 표면 가공함으로써 제조하는 단계를 도시하는 흐름도들이다.
- 도 7은 도 1에 도시된 시스템을 사용하여 안과용 렌즈를 제조하는 단계를 개략적으로 도시한다.
도 1은 가법 제조 기계(1), 여기서 디지털 방식으로 제어되는 3차원 인쇄 기계, 및 예를 들어, "자유 형태" 또는 "디지털 표면 가공" 타입의 감법 제조 기계(21), 여기서 또한 디지털 방식으로 제어되는 선삭 기계 도구 (또는 표면 가공 기계)를 포함하는 안과용 렌즈를 제조하는 시스템을 도시한다.
"디지털 방식으로 제어되는"이란 표현은 가법 제조 및 표면 가공 기계들(1, 21)이 특히, 이러한 기계들의 각각의 유닛 모두에 운동 명령어들을 부여하는 기능을 갖는 하드웨어 및 소프트웨어의 슈트(suite)들을 포함한다는 것을 의미한다.
가법 제조 기계(1)는 여기서 중간 광학 요소(10)를 형성하기 위해 제조 홀더(12) 상에 적어도 하나의 재료의 중첩된 층들(다시 말해서 층 대 층 증착)을 형성하는 병치된 복수의 미리 정해진 체적 요소를 증착하도록 구성된다.
이러한 중간 광학 요소(10)는 타겟 안과용 렌즈(30)를 형성하도록 구성된다.
각각의 미리 정해진 체적 요소는 미리 정해진 조성 및 미리 정해진 크기에 의해 형성된다.
그것이 여기서 가법 제조 그리고 특히 3차원 인쇄의 문제이므로, 또한 복셀들(3차원 화소들)로 지칭되는 체적 측정 요소들 또는 체적 요소들이 또한 언급된다.
그러므로, 이러한 중간 광학 요소(10)는 제조 홀더(12)에 의해 수용된다.
제조 홀더(12)가 가법 제조 기계(1)의 미리 정해진 홀더이고 그러므로 제조 홀더(12)의 기하학적 특성들이 알려져 있고 가법 제조 기계(1)의 제1 커맨드/제어부(2)에 저장되거나 이것으로 로딩되는 파일에 포함된다는 점이 주목될 것이다.
가법 제조 기계(1)의 제조 홀더(12)는 모두 또는 일부가 가법 제조에 의해 생산될 대상의 적어도 하나의 표면의 기하학적 구조와 별개이거나 의존하는 전체 기하학적 구조를 갖는 제조 표면이 구비되는 바디를 포함한다.
제조 홀더(12)는 제거 가능하고 심지어 가법 제조 기계에 더하여 사용되는 감법 제조 기계에서 사용 가능할 수 있다.
더욱이, 가법 제조 기계(1)의 하드웨어 및 소프트웨어는 재료들 및 이러한 기계가 포함하는 중합 디바이스들에 대한 운동, 처리 및 제어 명령어들을 생성하도록 구성된다.
가법 제조 기계(1)는 제1 커맨드/제어부(2)에 더하여 노즐 또는 노즐들의 열(13)을 포함하고, 제1 커맨드/제어부(2)는 소프트웨어 패키지 다시 말해서, 컴퓨터 프로그램이 마이크로프로세서(3)에서 실행될 때, 가법 제조 방법이 구현되는 것을 가능하게 하는 컴퓨터 프로그램을 마이크로프로세서(3)가 로딩하고 저장하는 것을 가능하게 하는 메모리(4) 특히, 비휘발성 메모리가 구비되는 마이크로프로세서(3)를 포함하는 데이터 처리 시스템이 구비된다. 이러한 비휘발성 메모리(4)는 예를 들어, 읽기 전용 메모리(ROM)이다.
제1 유닛(2)은 소프트웨어 패키지가 실행되고 있고 가법 제조 방법이 구현되는 동안 데이터가 저장되는 것을 가능하게 하는 메모리(5) 특히, 휘발성 메모리를 더 포함한다.
이러한 휘발성 메모리(5)는 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 전기적 소거 가능 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EEPROM)이다.
가법 제조 기계(1)는 게다가 중간 광학 요소(10)의 제조 홀더(12) 상에서 이러한 기계(1)에 의해 가법으로 제조된 중간 광학 요소(10)에의 액세스를 가능하게 하도록 구성되는 여기서 윈도우로 채워진 개구부(6)를 포함한다.
중간 광학 요소(10)를 가법으로 제조하기 위해, 노즐 또는 노즐들(13)의 진행의 속도 및 채용되는 에너지 및 에너지원의 타입과 같은 일정 가법 제조 파라미터들을 정확하게 아는 것이 필요하다는 점이 주목될 것이다; 여기서 자외선 방사원이 3차원 인쇄 기계에 채용되지만 방사원은 광 조형 기계의 경우에 레이저일 수 있거나 그렇지 않으면 또한 열가소성 필라멘트 압출 성형으로 지칭되는 신장된 필라멘트 증착의 경우에, 열 에너지가 사용될 수 있다.
어느 하나 이상의 재료가 사용되고 있는지 그리고 하나 이상의 재료의 상태들을 정확하게 아는 것이 또한 필요하다; 여기서 이러한 재료들은 액체 광중합체들 또는 열가소성 중합체 필라멘트들의 형태를 취한다.
안과용 렌즈(30)에 처방된 단순하거나 복잡한 광학 기능(들)을 정확하게 아는 것이 또한 필요하며, 여기서 광학 기능들은 안과용 렌즈(30)의 단순하거나 복잡한 광학 특성들을 나타내는 제조 파일에서 형성되는 기하학적 구조를 특징으로 한다. 변형에 따르면, 안과용 렌즈의 광학 기능을 안과용 렌즈의 최종 사용 조건들로 조정하기 위해 착용자의 개인화 파라미터들 및/또는 안과용 렌즈(30) 수용 전용 프레임의 기하학적 구조의 파라미터들을 아는 것이 또한 필요하다.
광학 기능, 그리고 일정 개인화 및/또는 프레임 파라미터들을 아는 것은 안과용 렌즈(30)에 필요한 기하학적 포락선을 결정하고, 따라서, 중간 광학 요소(10)에 대한 최소 3차원 외부 포락선(A)을 형성하는 것을 가능하게 한다. 상세하게는, 최소 3차원 외부 포락선(A)은 최종 안과용 렌즈 및 상기 최종 안과용 렌즈의 모두 또는 일부에서 보이는 추가 두께(Se)를 포함해야 한다.
또한 "광학 기능"이란 표현은, 렌즈 또는 광학 요소에 적용될 때, 이러한 렌즈 또는 이러한 요소의 광학 반응 즉, 진입 광학 빔의 입사가 무엇이든 그리고 입사 광학 빔에 의해 조명되는 진입 다이옵터의 기하학적 규모가 무엇이든 문제의 렌즈 또는 광학 요소를 통한 광학 빔의 전파 및 투과의 임의의 변경을 형성하는 기능을 의미하는 것으로 이해된다는 점이 상기될 것이다.
보다 정확하게는, 안과 분야에서, 광학 기능은 착용자 배율 및 난시 특성들 그리고 이러한 렌즈 또는 이러한 요소의 착용자의 응시의 방향들 모두에 대한 렌즈 또는 광학 요소와 연관되는 분광의 편향들 및 더 높은 순위 수차들의 분배로 정의된다. 물론, 이는 착용자의 눈에 대하여 렌즈 또는 광학 요소의 기하학적 위치가 이미 알려져 있다고 가정한다.
또한, 착용자 배율이 단지 안과용 렌즈의 배율을 계산하고 조정하는 방식이며, 이는 렌즈 미터 배율과 상이하다는 점이 주목될 것이다. 착용자 배율을 계산함으로써 착용자에 의해 감지되는 배율(즉, 눈으로 진입하는 광의 빔의 배율)이, 렌즈가 프레임에서 맞추어졌고 착용자에 의해 착용되고 있으면, 처방된 배율에 상응하는 것을 보장한다. 일반적으로 진보적 안경 알의 경우, 안경 알 상의 임의의 지점에서 그리고 특히 안경 알의 원거리 시력 및 근거리 시력 기준점들에서, 렌즈 미터로 측정되는 배율은 착용자 배율과 상이하다. 그러나, 단일 초점 렌즈의 광학 중심에서 착용자 배율은 이러한 지점에 위치되는 렌즈 미터로 관측되는 배율에 일반적으로 근접하다.
감법 제조 기계(21)는 여기서 타겟 안과용 렌즈(30)를 형성하기 위해 가법으로 제조된 중간 광학 요소(10)의 적어도 전체 또는 일부를 러핑 단계, 마감 단계 및 연마 단계로부터 선택되는 적어도 하나의 단계를 적용함으로써 기계 가공하도록 구성된다. 중간 광학 요소(10)는 기계(21)의 제조 홀더(32)에 의해 수용되고 이것 상의 미리 정해진 위치에서 유지된다.
이러한 제조 홀더(32)가 기계(21)의 미리 정해진 홀더이고 그러므로 제조 홀더(12)의 기하학적 및 위치적 특성들이 알려져 있고 감법 제조 기계(21)의 제2 커맨드/제어부(22)에 저장되거나 이것으로 로딩되는 파일에 포함된다는 점이 주목될 것이다. 상기 제조 홀더는 유리하게는 그 자체가 예를 들어, 본 발명에 따라 정의되는 가법 제조에 의해 생산될 수 있다.
기계(21)는 따라서 중간 광학 요소의 표면이 진보적 안경 알의 표면인 경우에, 더욱이 선택적으로 원환체 및 분광 구성 요소들을 보유하는 것을 포함하여 중간 광학 요소(10)의 표면의 모두 또는 일부를 기계 가공하도록 구성된다.
감법 제조 기계(21)는 왕복 도구로 지칭되는(도 7) 절단 도구(예를 들어, 단결정 다이아몬드 도구)를 수용하는 스핀들(33), 및 제2 커맨드/제어부(22)를 포함하며, 제2 커맨드/제어부(22)는 가법 제조 기계(1)의 제1 유닛(2)과 유사하다.
감법 제조 기계는 동일한 모듈 또는 다른 모듈에서 기계 가공 단계 후에 획득되는 광학 요소의 표면 상에 존재하는 거칠음들 및 표면 조도를 연마하고 스무딩하기 위해 연성 연마를 수행하는 수단을 포함할 수 있다.
감법 제조 기계는 동일한 모듈 또는 다른 모듈에서 예를 들어, 절단기와 같은 러핑 단계를 수행하는 수단을 포함할 수도 있다.
대안적으로, 감법 제조 기계는 중간 광학 요소의 기하학적 구조가 연성 연마가 최종 안과용 렌즈(30)의 기하학적 구조를 얻는데 필요한 모두인 정도이면, 연성 연마를 수행하도록 구성되는 기계만을 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 연성 연마 단계에 더하여, 스무딩 광택제를 증착하는 단계가 감법 제조 단계 후에 얻어지는 광학 요소의 표면 상에 존재하는 거칠음들 및 표면 조도를 스무딩하기 위해 구현될 수 있다.
이러한 제2 유닛(22)은 따라서 소프트웨어 패키지 다시 말해서, 컴퓨터 프로그램이 마이크로프로세서(23)에서 실행될 때, 감법 제조 공정, 그리고 여기서 보다 상세하게는 마감 단계 및 연마 단계에서의 적어도 하나의 기계 가공 단계의 시퀀스가 구현되는 것을 가능하게 하는 컴퓨터 프로그램을 마이크로프로세서(23)가 로딩하고 저장하는 것을 가능하게 하는 메모리(24) 특히, 비휘발성 메모리가 구비되는 마이크로프로세서(23)를 포함하는 데이터 처리 시스템이 구비된다. 이러한 비휘발성 메모리(24)는 예를 들어, 읽기 전용 메모리(ROM)이다.
더욱이, 가법 제조 기계(21)의 하드웨어 및 소프트웨어 모두는 이러한 기계가 포함하는 유닛들 모두 및 특히 이러한 기계의 스핀들(33)에 운동 및 처리 명령어들을 부여하도록 구성된다.
제2 유닛(22)은 소프트웨어 패키지가 실행되고 있고 가법 제조 방법이 구현되는 동안 데이터가 저장되는 것을 가능하게 하는 메모리(25) 특히, 휘발성 메모리를 더 포함한다.
이러한 휘발성 메모리(25)는 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 전기적 소거 가능 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EEPROM)이다.
감법 제조 기계(21)는 게다가 타겟 안과용 렌즈(30)의 제조 홀더(32) 상에서 이러한 기계(21)에 의해 감법으로 제조된 타겟 안과용 렌즈(30)에의 액세스를 가능하게 하도록 구성되는 여기서 윈도우로 채워진 개구부(26)를 포함한다.
중간 광학 요소(10)로부터 타겟 안과용 렌즈(30)를 감법으로 제조하기 위해, 예를 들어, 중간 광학 요소의 회전 속도, 절단기의 왕복 속도, 통과 횟수 및 왕복 도구의 왕복 진폭과 같은 일정 러핑, 마감 및/또는 연마 파라미터들, 또는 예를 들어, 연마 도구의 컷오프 주파수와 같은 연마 도구의 스무딩 용량들을 정확하게 아는 것이 필요하다는 점이 주목될 것이다.
도 2는 타겟 안과용 렌즈(30)를 제조하기 위한 공정의 다양한 단계를 개략적으로 도시한다.
도 2의 좌측 상에 가법으로 제조된 중간 광학 요소(10)가 도시되는데 반해, 이러한 도면의 우측 상에 이러한 중간 광학 요소(10)로부터 감법으로 제조되는 타겟 안과용 렌즈(30)가 도시된다.
중간 광학 요소(10)는 여기서 볼록한 제1면(15), 그리고 여기서 오목한 제2면(16)이 구비되는 바디를 갖는다. 제2면(16)은 여기에 도시된 이러한 실시예에서, 중간 광학 요소(10)가 가법으로 제조되는 제조 표면을 향하는 이러한 면이므로, 오목하다. 본 발명의 맥락에서, 제2면(16)이 볼록한 반대 구성이 생성될 수도 있다. 마찬가지로, 대안적으로 제1면(15)은 오목한 윤곽을 가질 수 있다. 이러한 다양한 대안의 혼합체는 완전히 본 발명의 일부를 형성한다.
이러한 중간 광학 요소(10)는 제1면(15)을 제2면(16)에 연결하는 주변 에지면을 갖는다.
상세하게는, 중간 광학 요소(10)는 여기서 타겟 안과용 렌즈(30)가 맞도록 구성되는 미리 정해진 프레임의 형상과 부합하는 외형을 갖도록 직접 제조되었다.
다른 실시예들에서, 중간 광학 요소(10)는 예를 들어, 미리 정해진 프레임으로 삽입되도록 구성되는 외형보다 약간 더 작거나 약간 더 큰 타겟 안과용 렌즈(30)에 바람직한 외형과 약간 상이한 외형을 형성하거나, 렌즈가 처리되는 것을 가능하게 하기 위해, 또는 다른 이유로 연장 부분들을 포함하는 주변 에지면을 가질 수 있다. 중간 광학 요소(10)가 타겟 안과용 렌즈(30)의 에지면에 바람직한 외형보다 더 큰 외형을 갖는 주변 에지면을 갖는 경우에, 그 때 이러한 상호 보완적인 외형이 가법 제조 단계에서 생산되는 추가 두께(Se)의 일부를 형성하고 이러한 외형이 제조 설정들을 결정하는 단계에서 형성된다는 점이 이해될 것이다. 더욱더 보다 특정한 경우에, 중간 광학 요소(10)의 외형은 정확히 타겟 안과용 렌즈(30)에 바람직한 외형이다.
하나의 훨씬 보다 특정한 경우에, 타겟 안과용 렌즈가 미리 정해진 프레임에 고정되는 것을 가능하게 하는 수단들 중 특정한 적어도 몇몇은 가법 제조 단계에서 생산된다. 이러한 수단들은 전체 가장자리가 둘러지는 프레임에서 상호 보완적인 하우징을 가능하게 하기 위해 천공된 안경 알들을 필요로 하는 고정 프레임들에 대한 홀들, "나일로(nylor)" 타입 프레임에 대해 나일론 스레드를 수용하는 그루브, 또는 빗면일 수 있다.
마감 또는 연마 단계로 지칭되는 것에 더하여 러핑 단계로 지칭되는 것을 포함하는 감법 제조 단계가 매우 특별히 경제적으로 유리할 수 있는 것은 이러한 바람직한 상황들 중 하나에서이다: 이미 미리 정해진 프레임으로의 삽입을 위해 권장되는 형상인 타겟 안과용 렌즈(10)를 제조하는 능력은 한편으로는, 가능하게는 안경점에서 수행되는 이후의 테두름 단계에서 일어날 수 있는 안경 알 정렬 불량의 위험성이 감소되고, 다른 한편으로는, 부분적으로 완성된 렌즈 반가공품들 중 현재 필요한 재고품들이 감소되는 것을 가능하게 할 수 있다.
중간 광학 요소(10)는 여기서 재료(18)의 복수의 중첩된 층을 형성하기 위해 병치되고 중첩되는 복수의 미리 정해진 체적 요소에 의해 형성된다. 이러한 미리 정해진 체적 요소들은 그러한 가법 제조 공정의 통상적 구현이 이것을 가능하게 하는 한, 하나의 기하학적 구조를 갖고 서로 체적이 상이할 수 있다. 본 발명의 체적 요소들은 동일한 재료로 구성될 수도 있거나, 하나의 유리한 변형에 따라 예를 들어, 재료들의 굴절률, 또는 재료들의 마멸 가능성에 차이가 있는 적어도 2개의 재료로 구성될 수 있다.
따라서, 상이한 굴절률들을 갖는 적어도 2개의 재료는 유리하게는 타겟 안과용 렌즈(30)에 최적화된 기능적 및 광학적 특성들을 부여하는데 사용될 것이다. 마멸 가능성에 차이가 있는 적어도 2개의 재료를 사용하는 이점은 가법 제조 단계의 설정들을 결정할 때, 2개의 재료를 사용하는 것이 특히 가장 적절한 재료의 추가 두께(Se)의 증착이 감법 제조 단계로 구현되는 미리 정해진 시퀀스에 따라 최적화되는 것을 가능하게 하므로, 특히 주목할 만하다.
이러한 복수의 중첩된 층은 제1면(15) 및 제2면(16)과 함께, 중간 광학 요소(10)의 바디를 형성한다.
제1 재료(18)의 중첩된 층들이 여기서 중간 광학 요소(10)의 제1 및 제2면들(15 및 16)을 형성하도록 상이한 길이들을 갖는다는 점이 주목될 것이다.
"층들"의 개념이 일정 가법 제조 기술들에 명목상으로만 적용 가능하며, 층은 그 때 단지 노즐들의 주어진 통과에서 또는 주어진 마스크로 인위적으로 증착되는 복셀들의 세트라는 점이 주목될 것이다. 그러나, 본 발명의 교시는 이러한 기술들에 용이하게 전해진다.
이러한 층들은 여기서 각각 층들의 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 두께를 갖고 층들은 모두 실질적으로 동일한 두께를 갖는다. 특정 가법 제조 기술들은 층 전체에 걸쳐 달라지는 두께들을 갖는 층들을 생성할 수 있다는 점이 주목될 것이다. 그러나, 본 발명의 교시는 이러한 기술들에 용이하게 전해진다.
이러한 같은 두께가 가법 제조 기계(1)의 노즐 또는 노즐들의 열(13)에 의해, 재료(18)의 각각의 중첩된 층에서 설정된 수의 미리 정해진 체적 요소의 제어된 증착에 의해 여기서 얻어진다는 점이 주목될 것이다.
여기서 재료(18)가 아크릴 중합체, 그리고 보다 정확하게는 광중합체 예를 들어, 상표명 VeroClear™으로 기업 OBJET Ltd이 시판하는 제품과 같은 광중합체라는 점이 주목될 것이다.
중간 광학 요소(10)의 가법 제조가 복수의 연속적인 중첩된 층의 증착에 더하여, 하나 이상의 광중합 단계를 필요로 할 수 있다는 점이 주목될 것이다. 광중합 단계들은 각각의 체적 요소의 증착 상에서 일어날 수 있거나 전반적 광중합은 노즐 및/또는 노즐들의 열의 한번의 통과 후에 또는 재료의 각각의 층이 증착된 후에, 수행될 수 있다. 더욱이, 보다 상세히 아래에서 알 수 있는 바와 같이, 중간 광학 요소(10)가 이러한 중간 광학 요소(10)의 가법 제조 단계의 종료에서 완전히 중합되지 않을 수 있다는 점이 주목될 것이다.
중간 광학 요소(10)의 바디는 각각 제1 및 제2면들(15 및 16) 상의 바디의 어느 한 측부 상에 배열되는 2개의 추가 두께(8)를 포함한다.
중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조는 여기서 예시된 실시예에서, 타겟 안과용 렌즈(30)의 기하학적 포락선에 대하여 이러한 면(15) 모두를 커버하는 추가 두께(Se)를 적어도 하나의 면 상에서 획득하도록 설계된다. 이러한 추가 두께(Se)는 타겟 안과용 렌즈의 기하학적 포락선의 표면과 중간 광학 요소의 "내부" 표면 즉, 특히 최종 안과용 렌즈의 표면에 국부적으로 가장 근접한 중간 광학 요소의 표면의 각각의 층의 그러한 지점들에 의해 형성되는 표면 사이의 거리로서 본 발명에서 정의된다.
따라서 국부적으로, 추가 두께(Se)는 적어도 인접한 복셀들 사이의 연결 지점들에서, 또는 2개의 중첩된 층 또는 시트 사이의 "스텝들"에서 달라진다.
게다가, 추가 두께(Se)는 타겟 안과용 렌즈(30)의 기하학적 포락선에 대하여 모든 지점에서 반드시 일정한 값은 아니다. 특히 중간 광학 요소(10) 상의 일정 지점들에서, 추가 두께는 간격 [30 ㎛, 50 ㎛]에 포함될 수 있고, 다른 지점들에서, 추가 두께는 간격 [100 ㎛, 500 ㎛]에 포함되거나 심지어 국부적으로 1 내지 2 ㎜에 도달할 수 있다.
그러나, 바람직하게는 중간 광학 요소(10)의 전체에 걸쳐, 추가 두께(Se)는 간격 [1 ㎛, 2000 ㎛]에 포함된다. 바람직하게는, 렌즈의 전체에 걸친 평균 추가 두께는 간격 [10 ㎛, 1000 ㎛], 그리고 바람직하게는 간격 [30 ㎛, 500 ㎛]에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 추가 두께는 간격 [10 ㎛, 1000 ㎛], 그리고 바람직하게는 간격 [30 ㎛, 500 ㎛]에 포함된다.
중간 광학 요소(10)의 바디에서, 중간 광학 요소(10)의 제1 및 제2면들(15 및 16)의 단면 형상을 실질적으로 각각 따르는 2개의 점선 및 2개의 실선이 도시된다는 점이 주목될 것이다.
각각의 면에 근접하여 배치되는 실선 및 점선은 서로로부터 일정 거리로 위치되며, 여기서 거리는 각각의 추가 두께(8)(Se)에 상응한다.
실선들이 제조될 타겟 안과용 렌즈(30)의 이른바 타겟 기하학적 구조를 형성하는데 반해 점선들이 제조될 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조를 형성한다는 점이 주목될 것이다.
가법으로 제조될 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조는 러핑 단계로 지칭되는 것, 마감 단계로 지칭되는 것 그리고/또는 연마 단계로 지칭되는 것으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료 제거 단계(즉, 기계 가공 단계로 지칭되는 단계)의 미리 정해진 시퀀스에 따라 결정된다.
도 2에서, 또한 Se로 참조 표시가 달린 제1 및 제2면들(15 및 16)의 추가 두께들(8)은 미리 정해진 시퀀스의 재료 제거 단계들 중 하나에서 제거되는 재료의 두께에 각각 상응하는 e1 및 e2로 참조 표시가 달린 2개의 설정 두께의 합계와 각각 동일하다(도 2에서의 세부 도면 참조).
다시 말해서, 중간 광학 요소(10)는 이러한 예시적인 경우에, 제1 도구를 갖는 기계 도구(21)로 구현되고, 요소(10)의 제1 및 제2면들(15 및 16) 각각에서 두께(e1)를 제거하도록 구성되는 마감 제1 단계, 및 제1 도구와 상이한 제2 도구를 갖는 기계 도구(21)로 또한 구현되고, 요소(10)의 제1 및 제2면들(15 및 16) 각각에서 두께(e2)를 제거하도록 구성되는 연마 제2 단계인, 2개의 재료 제거 단계를 다음에 거치도록, 2개의 설정된 추가 두께(8)를 갖는 설정된 기하학적 구조를 갖도록 제조된다.
추가 두께들(8)이 여기서 [50 ㎛; 600 ㎛]와 대략 동일한 값들의 간격에 포함되고, 제거되는 재료의 (제1 설정 두께로 불리는) 두께(e1)가 여기서 [40 ㎛; 500 ㎛]와 대략 동일한 값들의 간격에 포함되고, 제거되는 재료의 (제2 설정 두께로 불리는) 두께(e2)가 여기서 [10 ㎛; 100 ㎛]와 대략 동일한 값들의 간격에 포함된다는 점이 주목될 것이다.
중간 광학 요소(10) 상에서 이러한 2개의 표면 가공 단계 즉, 마감 제1 단계 및 연마 제2 단계를 구현하는 것은 도 2에서 우측 상에 단면으로 도시된 타겟 안과용 렌즈(30)가 획득되는 것을 가능하게 한다.
따라서 제조된 타겟 안과용 렌즈(30)는 전단면(35) 및 전단면(35) 반대쪽의 후단면(36)을 갖는 바디, 및 여기서 중간 광학 요소(10)의 외형과 일치하는 외형을 포함한다.
상세하게는, 중간 광학 요소(10)는 여기서 타겟 안과용 렌즈(30)가 맞도록 구성되는 미리 정해진 프레임의 형상과 부합하는 외형을 갖도록 직접 제조되었다.
더욱이, 타겟 안과용 렌즈(30)는 여기서 복잡한, 타겟 안과용 렌즈(30)에 처방된 광학 기능을 갖는다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같이, 첫째로 중간 광학 요소(10) 그 다음 타겟 안과용 렌즈(30)의 제조를 가능하게 하는 단계와 상이한 적어도 하나의 감법 제조 단계를 포함하는, 미리 정해진 시퀀스로, 타겟 안과용 렌즈(30)를 제조하는 공정의 다양한 단계를 개략적으로 도시한다.
도 3의 좌측 상에 가법으로 제조된 중간 광학 요소(10)가 도시되는데 반해, 이러한 도면의 우측 상에 이러한 중간 광학 요소(10)로부터 감법으로 제조되는 타겟 안과용 렌즈(30)가 도시된다.
여기서, 중간 광학 요소(10)는 도 2에서 좌측 상에 도시되는 중간 광학 요소(10)와 유사하며, 차이점은 중간 광학 요소(10)가 중간 광학 요소(10)의 제1 및 제2면들(15 및 16) 상에 갖는 추가 두께들(9)이며, 여기서 추가 두께들(9)이 단일 연마 단계에서 제거를 위해 형성된다.
그러므로, (이른바 제조될 타겟 안과용 렌즈(30)의 타겟 기하학적 구조를 나타내는) 실선 및 (제조될 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조를 나타내는) 점선은 또한 Se로 참조 표시가 달린 각각의 추가 두께(9)에 상응하는 서로 일정 거리를 두고 위치된다. 추가 두께들(9)은 각각 e3로 참조 표시가 달린 설정 두께와 동일하다(도 3에서의 세부 도면 참조).
다시 말해서, 중간 광학 요소(10)는 제3 도구를 갖는 기계 도구(21)로 구현되고, 요소(10)의 제1 및 제2면들(15 및 16) 각각에서 두께(e3)를 제거하도록 구성되는 단일 연마 단계를 거치도록, 2개의 설정된 추가 두께(9)를 갖는 설정된 기하학적 구조를 갖도록 제조된다.
제거되는 재료의 추가 두께들(9) 및 (제3 설정 두께로 불리는) 두께(e3)가 여기서 유사하고 [10 ㎛; 150 ㎛]와 대략 동일한 값들의 간격에 포함된다는 점이 주목될 것이다. 이러한 추가 두께들(e3)은 중간 광학 요소(10)의 2개의 면 각각에서 반드시 일치하지는 않는다.
게다가, 이러한 단계가 타겟 안과용 렌즈(30)에 바람직한 기하학적 구조가 단일 연마 단계에서 얻어지는 것을 가능하게 하는데 중간 광학 요소의 기하학적 구조를 필요로 한다는 점이 주목될 것이다.
중간 광학 요소(10) 상에서 이러한 단일 감법 제조 단계를 구현하는 것은 도 3에서 우측 상에 단면으로 도시되는 타겟 안과용 렌즈(30)가 획득되는 것을 가능하게 하며, 이러한 렌즈가 여기서 복잡한, 타겟 안과용 렌즈(30)에 처방된 광학 기능을 갖는다.
이러한 타겟 안과용 렌즈(30)를 제조하는 공정을 이제 도 4 내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다.
제조 공정은 설정된 기하학적 구조에 따라 가법 제조 기계(1)로 중간 광학 요소(10)를 가법으로 제조하는 단계(100)를 포함한다.
공정은 선택적으로 획득되는 중간 광학 요소(10)를 조사하는 단계(200)를 포함한다. 이러한 단계(200)는 중간 광학 요소(10)의 중합을 완료한다.
공정은 기계 도구(21)로 중간 광학 요소(10)로부터 안과용 렌즈(30)를 적어도 하나의 표면 가공 단계의 미리 정해진 시퀀스로 감법으로 제조하는 단계(300)를 더 포함한다.
공정은 따라서 하나 이상의 미리 정해진 코팅 예를 들어, 흐림 방지 및/또는 반사 방지 코팅 및/또는 착색 코팅 및/또는 광색성 및/또는 스크래치 방지 코팅 등을 안과용 렌즈에 부가하기 위해, 가법 그 다음 감법 제조에 의해 획득되는 안과용 렌즈의 전단면 및/또는 후단면을 처리하는 단계(400)를 선택적으로 포함한다.
도 5는 제조 공정의 단계들 그리고 보다 정확하게는 도 1에 도시된 가법 제조 기계(1)에 의해 중간 광학 요소(10)의 가법 제조를 목적으로; 그리고 그러므로 도 4에 도시된 공정의 단계들(200 및 300) 중 하나에 이러한 중간 광학 요소(10)를 제공하는 것을 목적으로 중간 광학 요소(10)의 제조 설정들을 결정하는 단계들을 도시한다.
가법 제조 기계(1)의 (제1 유닛으로 불리는) 커맨드/제어부(2)는 제조될 안과용 렌즈(30)의 착용자의 처방값들을 포함하는 파일을 단계(101)에서 수신하도록 구성된다.
이러한 착용자의 처방값들은 일반적으로 다이옵터들(D)로 표현된다.
더욱이, 제1 유닛(2)은 착용자, 안과용 렌즈(30)를 수용하도록 의도되는 프레임 및 처방과 관련된 상호 보완적인 맞춤형 및 개인화 데이터를 단계(102)에서 수신하도록 구성된다.
이러한 상호 보완적인 맞춤형 및 개인화 데이터는 예를 들어, 프레임 및 착용자의 시각적 행위를 특히 특성화하는 기하학적 값들에 상응한다는 점이 주목될 것이다. 이는 예를 들어, 눈-렌즈 거리 및/또는 눈 회전 중심의 위치, 및/또는 눈-머리 계수, 및/또는 광각 및/또는 프레임의 면 형태 각도 및/또는 프레임의 외형의 문제일 수 있다.
제1 유닛(2)은 각각의 단계들(101 및 102)에서 수신되는 착용자 처방값들 및 상호 보완적인 맞춤형 및 개인화 데이터로부터, 그리고 착용자의 눈에 대한 렌즈(30)의 기하학적 위치에 의존하여 착용자에게 맞추어지는 교정 광학 기능을 단계(103)에서 결정하도록 구성된다.
이러한 착용자에게 맞추어지는 교정 광학 기능은 제조될 안과용 렌즈(30)의 타겟 광학 기능에 상응한다.
착용자에게 맞추어지는 교정 광학 기능은 예를 들어, 광선 추적 소프트웨어 패키지를 사용하여 결정될 수 있으며, 광선 추적 소프트웨어 패키지는 착용자 배율 및 렌즈의 결과로서 생기는 난시가 렌즈의 착용 위치에 대해 결정되는 것을 가능하게 한다는 점이 주목될 것이다. 최적화는 널리 알려진 광학 최적화 방법들을 사용하여 수행될 수 있다.
또한 단계(102)가 선택적이고 그러므로 착용자에게 맞추어지는 교정 광학 기능이 단지 단계(101)에서 수신되는 처방값들로부터, 그리고 착용자의 눈에 대한 안과용 렌즈(30)의 기하학적 위치에 의존하여 단계(103)에서 제1 유닛(2)에 의해 결정될 수 있다는 점이 주목될 것이다.
제1 유닛(2)은 단계(103)에서 결정되는 바에 따라 착용자에게 맞추어지는 이러한 교정 광학 기능을 특성화하는 "광학 기능"이라는 명칭의 파일을 단계(104)에서 생성하도록 구성된다.
이러한 "광학 기능" 파일이 예를 들어, 한정된 수의 지점의 x, y, z, θ 좌표의 형태, 또는 각각의 면을 형성하는 표면 함수 z = f(x,y)의 형태를 취하는 기하학적 특성들을 포함하는 표면 파일로 불리는 것이며, 특성들이 굴절률, 및 앞서 언급한 것들과 같은 다양한 거리 및 각도와 연관되는 점이 주목될 것이다.
착용자에게 맞추어지는 교정 광학 기능이 단계(103)에서 제1 유닛(2)에 의해 결정되는 대신에, 그러한 파일의 형태로 이러한 제1 유닛(2)에 의해 직접 수신될 수 있다는 점이 주목될 것이다.
제1 유닛(2)은 단계(104)에서 생성되는 "광학 기능" 파일로부터 그리고 단계(102)에서 수신되는 상호 보완적인 맞춤형 및 개인화 데이터, 및 특히 안과용 렌즈(30)를 수용하도록 제공되는 프레임과 관련되는 데이터로부터 제조될 안과용 렌즈(30)에 대한 타겟 기하학적 특성들을 단계(105)에서 결정하도록 구성된다.
제1 유닛(2)은 단계(105)에서 결정되는 바에 따라 제조될 안과용 렌즈(30)의 기하학적 특성들을 특성화하는 "타겟 기하학적 구조"라는 명칭의 파일을 단계(106)에서 생성하도록 구성된다.
이러한 "타겟 기하학적 구조" 파일이 또한 예를 들어, 한정된 수의 지점의 x, y, z, θ 좌표의 형태, 또는 각각의 면을 형성하는 표면 함수 z = f(x,y)의 형태를 취하는 기하학적 특성들을 포함하는 표면 파일로 불리는 것이며, 이러한 특성들이 굴절률, 및 앞서 언급한 것들과 같은 다양한 거리 및 각도와 연관되는 점이 주목될 것이다. "타겟 기하학적 구조" 파일은 실제로 안과용 렌즈(30)에 주어질 광학 기능 및 기하학적 구조 둘 다를 나타낸다.
더욱이, 제1 유닛(2)은 감법 제조 기계(21)로 수행되는 표면 가공과 관련한 데이터를 포함하는 파일을 단계(107)에서 수신하도록 구성된다. 이러한 데이터는 한편으로는, 적어도 하나의 감법 제조 단계의 미리 정해진 시퀀스의 선택, 그리고 다른 한편으로는, 기계 및 절단 도구에 본질적인 파라미터들에 관한 것이다. 이는 또한 예를 들어, 기계의 경우, 회전 속도, 왕복 속도, 통과 횟수 및 왕복 도구의 왕복 진폭과 같은 앞서 언급한 스무딩 및/또는 연마 파라미터들, 그리고 도구의 경우, 퍼필(pupil) 직경의 문제일 수 있다.
더욱이, 제1 유닛(2)이 중간 광학 요소(10)를 가법으로 제조하는데 사용되는 재료(18)의 굴절률과 관련되는 특성들을 포함하는 파일을 수신하도록(미도시 단계) 구성된다는 점이 주목될 것이다.
또한, 제1 유닛(2)이 중간 광학 요소(10)의 치수 수축 및 지표 변화를 선택적으로 결정하도록 구성된다는 점이 주목될 것이다. 이는 여기서 한편으로는, 중간 광학 요소(10)가 제조되는 재료(18)의 굴절률, 그리고 다른 한편으로는, 이러한 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조(치수 수축)에 대한 가능한 이후의 변화들의 문제이다.
또한, 제1 유닛(2)이 연마 도구의 영향 하에서 연마하는 동안의 렌즈의 소성 변형 또는 압축에 의해 예를 들어, 연마 단계에서 야기될 수 있는 전체 곡률에 대한 변경을 선택적으로 결정하도록 구성된다는 점이 주목될 것이다.
제1 유닛(2)은 적어도 단계들(106 및 107)에서 파일들에서 생성되거나 수신되고 각각: 제조될 안과용 렌즈(30)의 타겟 기하학적 구조; 및 표면 가공과 관련한 수신된 데이터로서, 기계 가공 단계 및 연마 단계에서의 적어도 하나의 단계의 선택된 시퀀스에 의존하는 데이터에 관한 특성들 및 값들로부터; 그리고, 중간 광학 요소(10)의 제조 재료의 굴절률의 값; 및 중간 광학 요소(10)의 굴절률에서 가능한 치수 수축 및 가능한 변화에 관한 특성들로부터 중간 광학 요소(10)에 주어질 하나 이상의 추가 두께(8, 9)(Se)를 단계(108)에서 결정하도록 구성된다.
제1 유닛(2)은 단계(106)에서 생성되는 "타겟 기하학적 구조" 파일과의 조합으로 단계(109)에서 결정되는 추가 두께들(8, 9)의 하나 이상의 값으로부터 제조될 중간 광학 요소(10)의 기하학적 특성들을 단계(109)에서 추론하도록 구성된다.
이러한 중간 광학 요소(10)의 기하학적 특성들이 따라서 하나 이상의 추가 두께들이 안과용 렌즈(30)의 타겟 기하학적 구조와 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조 사이의 기하학적 구조의 차이를 나타내는 방식으로 추론된다는 점이 주목될 것이다.
더욱이, 제1 유닛(2)은 단계(109)에서 추론되는 중간 광학 요소(10)의 기하학적 특징들을 특성화하는 파일을 단계(110)에서 생성하도록 구성되며, 이러한 특징들이 바람직한 기하학적 구조를 나타내며, 바람직한 기하학적 구조가 적어도 하나의 감법 제조 단계의 미리 정해진 시퀀스를 고려한다.
이러한 파일이 또한 예를 들어, 한정된 수의 지점의x, y, z, θ 좌표의 형태, 또는 각각의 면을 형성하는 표면 함수 z = f(x,y)의 형태를 취하는 기하학적 특성들을 포함하는 표면 파일로 불리는 것이며, 특성들이 굴절률, 및 앞서 언급한 것들과 같은 다양한 거리 및 각도와 연관되는 점이 주목될 것이다.
다시 말해서, 이러한 "표면" 파일은 실제로, 하나 이상의 재료의 미리 정해진 체적 요소들의 설정된 배열로 제조될 중간 광학 요소(10)에 바람직한 기하학적 구조의 설명을 반영한다.
중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조가 렌즈(30)가 맞도록 구성되는 프레임의 외형과 직접 부합하도록 형성된다는 점이 주목될 것이다. 변형으로서, 이러한 파일에서 형성되는 요소(10)의 외형은 프레임의 외형에 상응하지 않고 테두름 작동이 요구된다.
더욱이, 제1 유닛(2)은 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조와 관련한 단계(110)에서 생성되는 파일에 포함되는 특성들로부터 중간 광학 요소(10)의 제조 설정들을 단계(113)에서 결정하도록 구성된다.
제1 유닛(2)은 (이러한 기계의 알려진 좌표 시스템에서) 가법 제조 기계(1)의 제조 홀더(12) 상의 중간 광학 요소(10)의 제조 설정들에 상응하는 제조 파일을 단계(114)에서 생성하도록 구성된다.
이러한 "설정" 파일은 단계(110)에서 생성되는 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조 파일과 유사하며, 차이점은 "설정" 파일이 실제로, 중간 광학 요소(10)의 제조를 위해 제조 홀더(12) 상의 중간 광학 요소(10)의 설정된 각 배향, 및 중간 광학 요소(10)의 지표의 가능한 치수 수축 및 가능한 변화와 관련되는 변경들을 포함하는 하나 이상의 재료의 미리 정해진 체적 요소들의 배열을 갖고 제조될 중간 광학 요소(10)에 바람직한 기하학적 구조의 처방된 설명을 반영한다는 것이다.
선택적으로, 제1 유닛(2)이 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조와 관련한 단계(110)에서 생성되는 파일에 포함되는 특성들에 기반하여, 그리고 표면 가공 기계 도구(21)와 관련한 데이터로서, 단계(107)에서 수신되고 특히 이러한 기계(21)의 스무딩 및/또는 연마 도구의 퍼필의 직경과 관련하는 데이터에 기반하여 표면 가공 기계 도구(21)로 안과용 렌즈(30)를 제조하는 것이 실현 가능한지 여부를 단계(111)에서 확인하도록 구성된다는 점이 주목될 것이다.
도 7은 제1면측(제1면은 도시되지 않음) 상의 도 2에 도시된 중간 광학 요소(10) 및 퍼필(41)이 미리 정해진 직경 예를 들어, 1 ㎜ 또는 2 ㎜의 어택킹(attacking)면을 갖는 스무딩 및/또는 연마 도구(40)의 상세를 도시한다.
이러한 상세에서, 제1면측 단부들이 보일 수 있는 재료(18)의 5개의 중첩된 층이 부분적으로 도시된다. 두께 (또는 높이)(h)(h1, h2)가 미리 정해지는 2개의 직접 중첩된 층 사이에, 길이(λ)(λ1, λ2)를 갖는 스텝이 형성된다. 여기서, 2개의 단계의 높이 및 길이: h1 및 λ1 그리고 h2 및 λ2가 각각 도시된다.
퍼필 직경(41)이 스텝 길이(λ) 이상이고 스텝 높이(h)가 예를 들어, [1 ㎛; 50 ㎛]와 대략 동일한 미리 정해진 간격의 값들로 위치되는 제1 경우에, 그 때 도구(40)의 퍼필(41)은 안과용 렌즈(30)에 바람직한 기하학적 구조 및 광학 기능이 얻어지는 것을 또한 보장하면서, 스텝들을 제거하고 광학 품질의 조도를 제공하는 방식으로 중간 광학 요소(10)의 표면에서 재료를 제거할 수 있다(마감 및/또는 연마할 수 있다).
퍼필 직경(41)이 스텝 길이(λ) 보다 더 작고/작거나 스텝 높이(h)가 예를 들어, 대략 [1 ㎛; 50 ㎛]와 동일한 미리 정해진 간격의 값들로 위치되지 않는 제2 경우에, 그 때 도구(40)의 퍼필(41)은 예를 들어, 스텝들의 일정 자국들을 남기고/남기거나 안과용 렌즈(30)에 바람직한 기하학적 구조 및 광학 기능이 얻어지는 것을 보장하는 것이 불가능할 수 있다.
제1 유닛(2)은 제1 경우에, 중간 광학 요소(10)의 제조 설정들을 결정하는 단계(113)로 공정을 계속하는 것, 그리고 제2 경우에, 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조를 교정하기 위해 이러한 확인을 행하고 이들을 행하도록 결정하도록 구성된다.
제1 유닛(2)은 따라서 단계(108)에서 하나 이상의 추가 두께에 대한 교정을 직접 행하거나, 가법 제조 기계(1)의 제조 홀더(12) 상에 그리고 이것에 대한 중간 광학 요소(10)의 각 배향 교정을 단계(112)에서 결정하도록 구성되며, 단계(112)는 가능하게는 단계(108)에서의 하나 이상의 추가 두께의 교정이 뒤따른다.
중간 광학 요소(10)의 제조를 위한 중간 광학 요소(10)의 각 배향에 대한 교정이 특히 스텝들의 길이(λ)에 영향을 주는 것을 가능하게 하는데 반해 하나 이상의 추가 두께에 대한 교정이 특히, 길이(λ)가 퍼필(41)의 직경보다 더 큰 스텝들에 대해 스텝들의 길이를 감소시키기 위해, 재료(18)의 복수의 미리 정해진 체적 요소의 의도적인 부가, 또는 특히, 일정 스텝들을 적어도 부분적으로 채우고, 따라서 스텝들의 높이를 감소시키기 위해서도 재료(18)의 복수의 미리 정해진 체적 요소의 의도적인 부가를 나타낸다.
제1 유닛(2)은 단계(114)에서 생성되는 제조 파일에서의 특성들에 기반하여 가법 제조 기계(1)에서 제조 홀더(12) 상의 중간 광학 요소(10)의 가법 제조를 단계(115)에서 개시하도록 구성될 수도 있다.
그러므로, 이러한 제1 커맨드/제어부(2)는 안과용 렌즈를 제조하기 위한 공정의 다양한 단계를 구현하도록 설계되는 소프트웨어 패키지를 실행하도록 구성되며, 이러한 소프트웨어 패키지가 중간 광학 요소(10)의 제조 설정들을 결정하거나, 심지어 중간 광학 요소(10)를 생산하는데 수신된 파라미터들을 사용한다.
도 6은 제조 공정의 단계들 그리고 보다 정확하게는 가법 제조에 의해 얻어지는 중간 광학 요소(10)로부터 도 1에 도시된 감법 제조 기계(21)에 의한 안과용 렌즈(30)의 감법 제조를 목적으로 안과용 렌즈(30)의 제조 설정들을 결정하는 단계들을 도시한다.
감법 제조 기계(21)의 (제2 유닛으로 불리는) 커맨드/제어부(22)는 단계(106)에서 생성되고 안과용 렌즈의 기하학적 구조를 나타내는 "타겟 기하학적 구조" 파일을 단계(301)에서 수신하도록 구성된다.
더욱이, 제2 유닛(22)은 가법으로 제조된 중간 광학 요소(10)의 기하학적 구조를 특성화하고 단계(110)에서 생성되는 파일을 단계(302)에서 수신하도록 구성된다.
더욱이, 제2 유닛(22)은 각각 단계들(106 및 110)에서 생성되고 단계들(301 및 302)에서 수신되는 파일들에 포함되는 기하학적 특성들로부터 안과용 렌즈(30)의 제조 설정들을 단계(303)에서 결정하도록 구성된다.
제2 유닛(22)은 (이러한 기계의 알려진 좌표 시스템에서) 기계 도구(21)의 제조 홀더(32) 상의 중간 광학 요소(10)로부터 안과용 렌즈(30)를 제조하는 설정들에 상응하는 제조 파일을 단계(304)에서 생성하도록 구성된다.
이러한 "설정" 파일은 사전에 설정된 기하학적 구조를 갖는 안과용 렌즈(30)를 획득하기 위해 가법으로 제조된 중간 광학 요소(10) 상에서 수행될 필요가 있는 선삭 (또는 표면 가공)을 나타낸다.
제2 유닛(22)은 재료의 제1 설정 두께(e1)를 제거하기 위해 기계 도구에서 제조 홀더(32) 상에서 얻어지는 중간 광학 요소(10)의 적어도 하나의 면(15, 16)의 제1 미리 정해진 도구에 의한 스무딩을 단계(305)에서 그리고 단계(304)에서 생성되는 제조 파일에서의 특성들에 기반하여 개시하도록 구성될 수도 있다.
더욱이, 제2 유닛(22)은 재료의 제2 설정 두께(e2)를 제거하기 위해 기계 도구에서 제조 홀더(32) 상에서 단계(305)에서 스무딩된 중간 광학 요소(10)의 적어도 하나의 면(15, 16)의 제2 미리 정해진 도구에 의한 연마를 단계(306)에서 그리고 단계(304)에서 생성되는 제조 파일에서의 특성들에 기반하여 개시하도록 구성될 수 있다.
그러므로, 단계들(305 및 306)은 2개의 표면 가공 단계의 제1 미리 정해진 시퀀스에 상응한다.
제2 유닛(22)은 변형으로서 재료의 제3 설정 두께(e3)를 제거하기 위해 기계 도구에서 제조 홀더(32) 상에서 얻어지는 중간 광학 요소(10)의 적어도 하나의 면(15, 16)의 제3 미리 정해진 도구에 의한 단일 연마를 단계(307)(단계들(305 및 306)을 대체함)에서 그리고 단계(304)에서 생성되는 제조 파일에서의 특성들에 기반하여 개시하도록 구성될 수도 있다.
그러므로, 단계(307)는 단일 연마 단계의 제2 미리 정해진 시퀀스에 상응한다.
그러므로, 이러한 제2 커맨드/제어부(22)는 안과용 렌즈(30)를 제조하기 위한 공정의 다양한 단계를 구현하도록 설계되는 소프트웨어 패키지를 실행하도록 구성되며, 이러한 소프트웨어 패키지가 안과용 렌즈(30)의 제조 설정들을 결정하거나, 심지어 미리 정해진 시퀀스를 통하여 중간 광학 요소(10)로부터 상기 렌즈(30)를 생산하는데 수신된 파라미터들을 사용한다.
하나의 변형(미도시)에서, 클라이언트 서버 통신 인터페이스는 제공자측으로 지칭되는 것 및 클라이언트측으로 지칭되는 것을 가지며, 이러한 2개의 측부가 네트워크 예를 들어, 인터넷을 통해 통신한다.
제공자측은 도 1에서의 타입들과 동일한 타입의 커맨드/제어부들에 연결되지만, 이 때 제조 시스템으로 통합되지 않고, 특히, 가법 제조 및 표면 가공 기계들로 통합되지 않는 서버를 포함하며, 이러한 서버가 인터넷 인터페이스와 통신하도록 구성된다.
클라이언트측은 인터넷 인터페이스와 통신하도록 구성되고, 제공자측 상의 타입들과 동일한 타입의 하나 이상의 커맨드/제어부에 연결된다.
더욱이, 하나 이상의 클라이언트측 유닛은 중간 광학 요소를 제조하기 위해 도 1에서의 타입과 동일한 타입의 가법 제조 기계, 및 중간 광학 요소로부터 안과용 렌즈를 제조하기 위해 적어도 하나의 표면 가공 기계에 연결된다.
하나 이상의 클라이언트측 유닛은 단계들(101, 102 및 107)에 상응하는 데이터 파일들, 및 사용되는 재료를 특성화하는 데이터를 수신하도록 구성된다.
하나 이상의 클라이언트측 유닛은 중간 광학 요소의 제조 설정들을 결정하고 안과용 렌즈의 제조 설정들을 결정하기 위해 인터넷 인터페이스 및 서버를 통하여 이러한 데이터를 하나 이상의 제공자측 유닛으로 송신한다.
하나 이상의 제공자측 유닛은 제조 공정을 구현하고, 따라서 한편으로는, 중간 광학 요소의 제조를 위한 제조 설정들, 그리고 다른 한편으로는, 안과용 렌즈의 제조를 위한 제조 설정들을 추론하기 위해 하나 이상의 제공자측 유닛의 데이터 처리 시스템들을 통하여, 하나 이상의 제공자측 유닛이 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행한다.
하나 이상의 제공자측 유닛은 서버 및 네트워크를 통하여, 중간 광학 요소의 제조 설정들을 나타내는 결정된 파일 및 안과용 렌즈의 제조 설정들을 나타내는 결정된 파일을 하나 이상의 클라이언트측 커맨드/제어부로 송신한다.
하나 이상의 클라이언트측 유닛은 중간 광학 요소 그리고 그 다음 안과용 렌즈를 생산하기 위해 수신된 파라미터들을 사용하여 안과용 렌즈의 제조 공정을 구현하는 소프트웨어 패키지를 실행하도록 구성된다.
변형으로서(미도시):
- 제조 시스템은 가법 제조 및 표면 가공 디바이스들이 통합되는 단지 하나의 그리고 동일한 기계를 포함하고/하거나;
- 중첩되고 병치된 복수의 미리 정해진 체적 요소는 일정하거나 중첩된 층들의 길이에 걸쳐 달라지는 두께를 각각 갖고/갖거나 모두 동일한 두께를 갖거나 갖지 않는 중첩된 층들을 형성하고/하거나;
- 재료는 예를 들어, 광 조형에 의해 증착되는 투명한 재료이며, 이러한 재료가 예를 들어, 상표명 Accura® ClearVue로 기업 3D SYSTEMS이 시판하는 에폭시 중합체이고/이거나;
- 재료는 하나 이상의 아크릴, 메타크릴, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 관능기를 갖는 분자들의 하나 이상의 패밀리; 하나 이상의 에폭시, 티오에폭시 또는 티올렌 관능기를 갖는 분자들의 패밀리; 하나 이상의 비닐 에테르, 비닐 카프로락탐 또는 비닐피롤리돈 관능기를 갖는 분자들의 패밀리; 초분기 또는 혼성 유기/무기 재료들의 패밀리; 또는 이러한 관능기들의 조합을 포함하는 광중합체이며; 언급한 화학적 관능기들이 가능하게는 모노머들 또는 올리고머들 또는 모노머들 및 올리고머들의 조합에 의해 수행되고/되거나;
- 재료는 적어도 하나의 광개시제를 포함할 수 있고/있거나;
- 재료는 콜로이드들, 특히 예를 들어, 실리콘 산화물 SiO2의 콜로이드 입자들 또는 지르코늄 산화물 ZrO2의 콜로이드 입자들과 같은 예를 들어, 가시 파장보다 더 작은 크기의 콜로이드 입자들을 포함할 수 있고/있거나;
- 재료는 미리 정해진 체적 요소들 중 적어도 일부에, 안료 또는 염료, 예를 들어, 아조 또는 로다민 또는 시아닌 또는 폴리메틴 또는 메로시아닌 또는 플루오레세인 또는 피릴륨 또는 프탈로시아닌 또는 페릴렌 또는 벤잔트론 또는 안트라피리미딘 또는 안트라피리돈 패밀리들에 속하는 염료, 또는 심지어 희토류 크립테이트 또는 킬레이트와 같은 금속 착물 염료를 포함할 수 있고/있거나;
- 중간 광학 요소는 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아미드와 같은 다른 재료들 또는 이하의 중합체들: 티오우레탄 중합체들 또는 에피설파이드 중합체들로부터 생성되며; 이러한 재료들이 안과용 렌즈들의 분야에서 당업자에게 널리 알려져 있고/있거나;
- 공정은 하나 이상의 다른 제조 단계 예를 들어, 테두름 단계 및/또는 일시적 마킹들로 지칭되는 것을 형성하는데 사용되는 마킹 단계를 더 포함하고/하거나;
- 가법 제조 홀더는 중간 광학 요소가 가법으로 제조되는 제조 표면을 가지며, 여기서 제조 표면이 적어도 부분적으로 평면이고/이거나 적어도 부분적으로 구형이고/이거나;
- 제조 공정은 부가 열 조사 단계 및/또는 예를 들어, 자외선 스펙트럼의 파장들에서와 같은 부가 화학선 조사 단계를 포함하거나, 심지어 어떤 조사 단계도 포함하지 않고/않거나;
- 제조 공정은 중간 광학 요소 재료의 굴절률의 변화가 알려진 최적화 절차들에 따른 반복 최적화 루프를 통하여 고려될 수 있는 단계를 포함하고/하거나;
- 중간 광학 요소의 재료는 하나 이상의 염료, 및/또는 중간 광학 요소의 광학 투과 및/또는 중간 광학 요소의 외관을 변경하도록 구성되는 나노입자들, 및/또는 중간 광학 요소의 기계적 특성들을 변경하도록 구성되는 나노입자들 또는 첨가제들을 선택적으로 포함하고/하거나;
- 가법 제조 기계는 3차원 인쇄 기계가 아니고 오히려 광 조형 기계 (또는 광 조형 장치를 위해 SLA) 또는 또한 신장된 필라멘트 증착 기계로 불리는 열가소성 필라멘트 압출 성형 기계 (또는 FDM 기계이며, FDM은 융합 증착 모델링을 나타냄)이고/이거나;
- 적어도 하나의 커맨드/제어부는 마이크로프로세서 대신에 마이크로제어기를 포함하고/하거나;
- 클라이언트 서버 통신 인터페이스는 중간 광학 요소의 제조 설정들 및 안과용 렌즈의 제조 설정들을 전달하도록 구성되는 디바이스들을 포함하며, 이러한 설정들이 컴퓨터 프로그램에 의해 결정되며, 컴퓨터 프로그램은 이러한 컴퓨터 프로그램이 상기 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 구성되는 시스템 요소들을 포함하는 적어도 하나의 커맨드/제어부에서 실행될 때, 상술한 제조 공정의 단계들 각각을 구현하도록 구성되는 명령어들을 포함하고/하거나;
- 통신 인터페이스는 인터넷 이외의 수단을 통하여, 예를 들어, 인트라넷 또는 안전한 사적 네트워크를 통하여 통신을 가능하게 하고/하거나;
- 통신 인터페이스는 가법 제조 기계 및 적어도 하나의 표면 가공 기계가 구비되는 다른 제조 시스템, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 프로세싱/처리 기계로 제조 공정을 구현하기 위해 전체 컴퓨터 프로그램을 원격 데이터 처리 시스템으로 전달하는 것을 가능하게 한다.
본 발명이 설명되고 도시된 예들에 제한되지 않는다는 점이 보다 일반적으로 상기된다.
Claims (15)
- 하나 이상의 광학 기능을 갖는 안과용 렌즈를 제조하는 공정으로서:
- 미리 정해진 굴절률을 갖는 하나 이상의 재료의 복수의 미리 정해진 체적 요소를 증착함으로써 중간 광학 요소(10)를 가법으로 제조하는 단계(100)로서, 상기 중간 광학 요소는 상기 복수의 체적 요소 중 일부로 구성되는 추가 두께(Se)에 인접해지는 타겟 안과용 렌즈(30)를 포함하는 단계; 및
- 상기 중간 광학 요소(10)로부터 상기 타겟 안과용 렌즈(30)를 기계 가공함으로써 감법으로 제조하는 단계(300)로서, 상기 기계 가공은 하나 이상의 단계의 미리 정해진 시퀀스로 수행되며, 상기 미리 정해진 시퀀스는 상기 추가 두께가 감해지는 것을 가능하게 하는 단계를 포함하며,
상기 가법 제조 단계(100)는 상기 추가 두께(Se)가 상기 감법 제조 단계(300)에서 형성되는 상기 미리 정해진 시퀀스에 따라 결정되는 상기 중간 광학 요소(10)에 대한 제조 설정들을 결정하는 단계(113)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정. - 제1항에 있어서,
상기 중간 광학 요소(10)로 이어지는 상기 가법 제조 단계(100)에서 생성되고 그 다음 상기 타겟 안과용 렌즈(30)로 이어지는 상기 감법 제조 단계(300)에서 감해지는 상기 추가 두께(Se)는 1 ㎛와 1000 ㎛ 사이에 포함되고 또는 30 ㎛와 1000 ㎛ 사이에 포함되는 것을 특징으로 하는 공정. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 미리 정해진 시퀀스는 단독으로 또는 조합으로 러핑 단계, 마감 단계 및 연마 단계로부터 선택되는 하나 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정. - 제3항에 있어서,
상기 미리 정해진 시퀀스는:
- 상태 2의 중간 광학 요소로 이어지는 상기 중간 광학 요소(10)에 수행되는 러핑 단계, 뒤이어 상태 3의 중간 광학 요소로 이어지는 상기 상태 2의 중간 광학 요소에 수행되는 마감 단계, 뒤이어 상기 타겟 안과용 렌즈(30)로 이어지는 상기 상태 3의 중간 광학 요소에 수행되는 연마 단계; 또는
- 상태 4의 중간 광학 요소로 이어지는 상기 중간 광학 요소(10)에 수행되는 마감 단계, 뒤이어 상기 타겟 안과용 렌즈(30)로 이어지는 상기 상태 4의 중간 광학 요소에 수행되는 연마 단계; 또는
- 상기 타겟 안과용 렌즈(30)로 이어지는 상기 중간 광학 요소(10)에 수행되는 연마 단계로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 공정. - 제3항에 있어서,
상기 미리 정해진 시퀀스는 상기 중간 광학 요소(10) 상의 어디에서나 일치하거나 상이한 것을 특징으로 하는 공정. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
추가 두께(Se)에 인접해지는 상기 타겟 안과용 렌즈(30)를 포함하는 중간 광학 요소(10)를 가법으로 제조하는 상기 단계(100)는 상기 타겟 안과용 렌즈 및 추가 두께의 주어진 성분 재료의 복수의 미리 정해진 체적 요소를 증착함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 공정. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
추가 두께(Se)에 인접해지는 상기 타겟 안과용 렌즈(30)를 포함하는 중간 광학 요소(10)를 가법으로 제조하는 상기 단계(100)는 2개 이상의 상이한 재료의 복수의 미리 정해진 체적 요소를 증착함으로써 수행되며, 상기 재료들은 상기 재료들의 굴절률 또는 상기 재료들의 본질적인 마멸 가능성이 다른 것을 특징으로 하는 공정. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가법 제조 단계(100)는 3차원 인쇄, 또는 광 조형, 또는 마스크 투영 광 조형 공정 또는 선택적 레이저 용융 또는 소결 공정, 또는 열가소성 필라멘트 압출 성형 공정을 구현하는 것을 특징으로 하는 공정. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중간 광학 요소(10)에 대한 제조 설정들을 결정하는 상기 단계(113)는:
- 상기 안과용 렌즈에 주어질 상기 광학 기능의 특성들로부터 상기 안과용 렌즈에 대한 타겟 기하학적 특성들을 결정하는 단계(105);
- 상기 결정된 타겟 기하학적 특성들 및 상기 미리 정해진 감법 제조 시퀀스와 연관되는 특성들로부터 상기 추가 두께를 결정하는 단계(108); 및
- 상기 결정된 타겟 기하학적 특성들 및 상기 결정된 추가 두께(Se)로부터 상기 중간 광학 요소(10)의 기하학적 특성들을 추론하는 단계(109)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정. - 제9항에 있어서,
상기 추가 두께를 결정하는 상기 단계(108)는 상기 미리 정해진 감법 제조 시퀀스와 연관되는 재료의 물리적 데이터를 고려하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정. - 제9항에 있어서,
상기 안과용 렌즈에 주어질 상기 광학 기능은 상기 안과용 렌즈의 착용자와 연관되는 처방값들 및 미리 정해진 프레임의 상호 보완적인 맞춤형 데이터, 개인화 데이터 및 프레임-형상 데이터 중 적어도 하나의 특성인 것을 특징으로 하는 공정. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중간 광학 요소(10)는 미리 정해진 프레임으로 삽입되도록 구성되는 외형과 실질적으로 동일한 외형을 갖는, 공정. - 안과용 렌즈를 제조하기 위해 가법 제조 기계(1) 및 하나 이상의 감법 제조 기계(21), 그리고 제1항 또는 제2항에 청구되는 상기 공정의 상기 단계들 각각을 구현하도록 구성되는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 구성되는 시스템 요소들(3, 4, 5, 23, 24, 25)이 구비되는 하나 이상의 커맨드/제어부(2, 22)를 포함하는, 안과용 렌즈를 제조하는 시스템.
- 제13항에 있어서,
상기 감법 제조 기계에 의해 출력되는 상기 요소 상에 광택제를 증착하도록 구성되는 광택제 도포 기계를 더 포함하는, 제조 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 가법 제조 기계는 제조 홀더(12)를 포함하며, 상기 제조 홀더는 제거 가능하고 상기 감법 제조 기계(32)에 대한 제조 홀더로서의 역할을 하도록 구성되는, 제조 시스템.
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