KR102633019B1 - 안과용 렌즈 - Google Patents

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KR102633019B1
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쇼헤이 마츠오카
히로유키 무카이야마
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호야 렌즈 타일랜드 리미티드
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Abstract

안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과한 광선의 번들인 펜슬의 단색 수차를 이용하여 근시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈로서, 상기 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 긴 장파장의 광을 감쇠시키기 위한 파장 필터를 포함하는, 안과용 렌즈 및 이와 관련된 기술이 제공된다.

Description

안과용 렌즈
본 발명은 안과용 렌즈(ophthalmological lens)에 관한 것이다.
근시 인구의 증가와 함께, 중증의 근시 인구 또한 증가했다. 중증의 근시는 시력 상실로 이어질 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 이 때문에, 중증 근시의 증가가 심각한 사회 문제로 대두되고 있으며, 근시의 진행을 억제하는 치료 방법이 광범위하게 요망되고 있다.
근시에서 중증 근시로의 진행을 억제하기 위해 몇 가지 방법이 제안되어 왔다. 광학적 근시의 진행을 억제하는 방법 중 하나는, 안경 또는 콘택트렌즈[소프트 콘택트렌즈, 각막 교정술(orthokeratology)]와 같은 안과용 렌즈가 사용되는 방법이다.
US 2017/131567A호는 관련 기술의 예이다.
본 발명의 제1 양태는,
안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들(bundle)인 펜슬(pencil)의 단색 수차를 이용하여, 근시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈에 있어서,
상기 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 긴 장파장의 광을 감쇠시키기 위해 파장 필터를 포함한다.
본 발명의 제2 양태는 상기 제1 양태에 따른 양태로서,
소정의 위치(AP); 및 상기 소정의 위치(AP)에 인접한 부분인 베이스 부분(BP)을 포함하며,
광은 상기 베이스 부분(BP)으로 인해 망막 상에 포커싱되고, 또한 광은 상기 소정의 위치(AP)로 인해 상기 망막 이외의 위치에 포커싱된다.
본 발명의 제3 양태는 상기 제2 양태에 따른 양태로서,
상기 소정의 위치(AP)는 이하에 기재되는 것 중 적어도 하나를 충족시킨다.
(1) 상기 소정의 위치(AP)는, 상기 망막에 대해 과초점 측부 상에 상기 펜슬의 일부를 포커싱하기 위해, 상기 안과용 렌즈의 안구측 표면과 물체측 표면 중 적어도 하나의 베이스 부분(BP)으로부터 돌출되는 볼록 부분 영역을 포함한다.
(2) 상기 소정의 위치(AP)는, 상기 소정의 위치(AP)의 굴절 작용을 이용하여 상기 망막에 대해 상기 과초점 측부 상에 상기 펜슬의 일부를 포커싱하기 위해, 상기 안과용 렌즈의 상기 안구측 표면과 상기 물체측 표면 중 적어도 하나 상에 굴절 구조체를 포함한다.
(3) 상기 소정의 위치(AP)는, 상기 소정의 위치(AP) 및 상기 베이스 부분(BP)의 상호 작용을 이용하여 상기 망막에 대해 상기 과초점 측부 상에 상기 펜슬의 일부를 포커싱하기 위해, 상기 안과용 렌즈의 상기 안구측 표면과 상기 물체측 표면 중 적어도 하나 상에 제공되며, 그리고 상기 베이스 부분(BP)의 굴절률과는 상이한 굴절률을 갖는 상이한 굴절률 재료 영역을 포함한다.
본 발명의 제4 양태는 상기 제2 양태 또는 제3 양태에 따른 양태로서,
상기 소정의 위치(AP)와 상기 베이스 부분(BP)을 모두 포함하는 4 mm의 직경 범위를 통과하는 펜슬에, 4차수 이상의 고차수 단색 수차가 추가된다.
본 발명의 제5 양태는 상기 제3 양태에 따른 양태로서,
상기 파장 필터는 상기 볼록 부분 영역, 상기 굴절 구조체, 및 상이한 굴절률 재료 영역 중 적어도 하나 상에 제공된다.
본 발명의 제6 양태는 상기 제1 내지 제5 양태 중 어느 하나에 따른 양태로서,
상기 설정된 주 파장은 500 내지 585 nm 범위에서의 하나의 값이다.
본 발명의 제7 양태는 상기 제1 내지 제6 양태 중 어느 하나에 따른 양태로서,
상기 설정된 주 파장은 532 내지 575 nm 범위에서의 하나의 값이다.
본 발명의 제8 양태는 상기 제1 내지 제7 양태 중 어느 하나에 따른 양태로서,
상기 설정된 주 파장은 564 내지 570 nm 범위에서의 하나의 값이다.
본 발명의 제9 양태는,
안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬의 단색 수차를 이용하여, 근시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈로서, 상기 안과용 렌즈는 디포커스량(디옵터) × 망막에 대해 부족 초점 측부(underfocus side) 상에 포커싱되는 광량의 평균값이, 디포커스량(디옵터) × 망막에 대해 과초점 측부(overfocus side) 상에 포커싱되는 광량의 평균값보다 작도록 설정된 분광 투과율을 갖는다.
본 발명의 제10 양태는,
안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬의 단색 수차를 이용하여, 원시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈에 있어서,
상기 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 짧은 단파장의 광을 감쇠시키기 위해 파장 필터를 포함한다.
본 발명의 제11 양태는 상기 제1 내지 제10 양태 중 어느 하나에 따른 양태로서,
상기 안과용 렌즈는 안경 렌즈이다.
도 1a는 소정의 위치(AP)가 볼록 부분 영역이고 그리고 중심에는 볼록 부분 영역이 제공되지 않은 경우의, 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다.
도 1b는 소정의 위치(AP)가 볼록 부분 영역이고 그리고 중심에도 볼록 부분 영역이 제공되는 경우의, 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다.
도 1c는 오직 하나의 소정의 위치(AP)만 제공되는 경우의, 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다.
도 1d는 소정의 위치(AP)가 링(ring)의 형태로 제공되는 경우의, 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다.
도 2는 도 1b에 도시된 안경 렌즈의 예시적인 구성을 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 도 1b에 도시된 안경 렌즈를 통과하는 광의 경로를 나타내는 개략적인 횡단면도(1)이다.
도 4는 도 1b에 도시된 안경 렌즈를 통과하는 광의 경로를 나타내는 개략적인 횡단면도(2)이다.
도 5는 도트 패턴으로 구멍이 제공된 Cr 필름을 포함하는 변형예에 따른 안경 렌즈의 개략적인 정면도 및 부분 확대도를 도시하고 있다.
US 2017/131567A호는 후술하는 단색 수차(monochromatic aberration)를 추가함으로써 근시와 같은 굴절 에러의 진행을 억제하는 효과[이하, "근시 진행 억제 효과"라고도 지칭됨]를 나타내는 안경 렌즈를 개시하고 있다. 이런 안경 렌즈는 근시 진행 억제 렌즈라고도 지칭된다. 구체적으로, 예를 들어 안경 렌즈의 물체측 표면인 볼록면 상에는, 약 1 mm의 직경을 갖는 구형의(spherical) 미세 볼록 부분이 형성된다.
안경 렌즈에 의해, 일반적으로 물체측 표면으로부터 입사된 광선은 안구측 표면으로부터 출사되며, 따라서 착용자의 망막[본 명세서에서는, 소정의 위치(B)] 상에 포커싱된다. 즉, 상기 광선은 소정의 강도에 대응하는 형상을 갖는, US 2017/131567A호에 따른 안경 렌즈의 일부에 의해 망막 상에 포커싱된다. 상기 위치(B)는 초점 위치(B)라고도 지칭된다.
다른 한편으로, US 2017/131567A호에 따른 안경 렌즈 상의 미세 볼록 부분을 통과한 광에 대해, 안과용 렌즈 상에 입사된 광선은 상기 소정의 위치(B)에 대해 광학 축선 방향으로 과초점 측부(overfocus side) 상의 다중 위치(A)에 포커싱된다. 상기 위치(A)는 초점 위치(A)로서 지칭된다. 근시의 진행은, 상기 미세 볼록 부분에 의해 제공되는 전술한 단색 수차를 이용하여 억제된다.
본 명세서에서 "과초점 측부(overfocus side)"는 망막을 기준으로 하여 관찰될 물체를 향해 광학 축선 방향으로 이동하는 방향을 지칭하고, "부족 초점 측부(underfocus side)"는 상기 과초점 측부와는 대향인 방향으로서, 상기 망막을 기준으로 하여 관찰될 물체로부터 멀어지는 광학 축선 방향으로 이동하는 방향을 지칭한다. 광학 강도(optical strength)가 과도하게 포지티브라면 상기 과초점 측부 상에 광이 포커싱되고, 상기 광학 강도가 불충분하다면 상기 부족 초점 측부 상에 광이 포커싱된다.
눈의 광학계(각막, 수정체, 등)에서는, 광의 파장에 따라 굴절률이 달라진다. 이러한 이유로, 길이방향 색수차로 인해 각각의 파장에서 망막 상에 디포커싱이 발생한다. 각각의 파장에서의 디포커싱은 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬(pencil)이 단파장에서는 비교적 망막의 전방에 포커싱되고, 장파장에서는 비교적 망막의 후방에 포커싱되는 것을 의미한다. [본 명세서에서 "동공(pupil)"이라는 용어는 "눈의 입사동(the entrance pupil of the eye)"을 의미하는 광학 용어이다]. 이런 현상은 근시의 진행에 또는 근시의 진행 억제에 기여할 수 있다. 특히, 길이방향 색수차로 인해 발생하는 각각의 파장에서의 디포커싱에서, 망막에 대해 부족 초점 측부 상에 포커싱되는 광의 성분은, 근시가 진행되는 것을 유발시킬 수 있다.
길이방향 색수차에 의해 유발된 디포커싱된 성분을 파장 필터를 사용하여 필터링하는 단계, 및 광량을 제어하는 단계는 근시의 진행을 억제하는 데 기여할 수 있다. 그러나 광량이 과도하게 감쇠되면, 사람의 물체 색(object color) 인식 능력이 현저히 저하된다는 문제점이 있다. 또한, 안경 렌즈에는 렌즈 자체에 바람직하지 않은 색조가 나타나서 심미성을 손상시킨다는 문제점도 있다. 이를 감안하여, 근시의 진행을 억제시키는 데 계속 기여하면서, 색 인식 및 심미성이 손상되지 않는 적절한 파장으로 광량을 감쇠시키는 것이 고려되었다.
US 2017/131567A호에는 상기 미세한 볼록 부분에 의해 근시 진행 억제 효과가 나타나는 것이 개시되어 있음을 인식해야 한다. 다른 한편으로, 상기 미세 볼록 부분을 미세 오목 부분으로 함으로써, 근시 진행 메커니즘 및 US 2017/131567A호에 개시된 근시 진행 억제 메커니즘의 반대인 메커니즘으로 인해, 원시 진행 억제 효과가 발휘될 것으로 기대된다. 또한, 길이방향 색수차로 인해 발생하는 각각의 파장에서의 디포커싱에서, 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱되는 광의 성분은 원시를 유지시키거나 또는 진전시킬 수 있으며, 부족 초점 측부 상에 포커싱되는 광의 성분은 원시를 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 길이방향 색수차로 인해 각각의 파장에서 디포커싱되는 광량의 제어를 가능하게 하고, 또한 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과를 손상시키지 않을 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는 이하의 기술적 사상에 기초하여 얻어졌다.
- 렌즈의 단색 수차를 이용하여, 근시 진행 억제 효과의 실현.
- 파장 필터를 사용하여, 렌즈 사용 시, 백색광 아래에서 발생하는 길이방향 색수차를 이용하여 근시 진행 억제 효과에 대한 기여도의 감소. 이 경우에는, 상기 파장 필터에, 설정된 주 파장(dominant wavelength)보다 더 긴 장파장을 갖는 광을 감쇠시키는 기능이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 길이방향 색수차로 인해 각각의 파장에서 디포커싱되는 광량을 제어하는 것이 가능하며, 또한 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
이하, 본 발명의 양태가 기재될 것이다. 이하의 기재는 예시적인 것이며, 본 발명은 예로서 기재되는 양태에 제한되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 값의 범위를 기재할 때, "내지(to)"는 소정의 수치값 이상과 그리고 소정의 수치값 이하인 것을 나타내는 것을 인식해야 한다.
본 발명의 양태에 따른 안경 렌즈
본 발명의 양태에 따른 안경 렌즈는 근시 진행 억제 렌즈로서, US 2017/131567A호에 따른 안경 렌즈에 기초할 수 있다. 그 구체적인 구성은 다음과 같다.
"안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬의 단색 수차를 이용하여, 근시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈로서,
상기 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 긴 장파장의 광을 감쇠시키는 파장 필터를 포함한다."
이런 구성에 기초하는 안과용 렌즈의 타입은, 상기 안과용 렌즈가 근시 진행 억제 특성(이하에 기재되는 변형예의 경우에서는 원시 진행 억제 특성)을 갖는 한, 그 양태에 특별히 제한되지 않는다. 안과용 렌즈의 예는 안경 렌즈 또는 콘택트렌즈를 포함한다. 본 발명의 양태에서는, 안경 렌즈가 예로서 기재된다.
안경 렌즈는 물체측 표면 및 안구측 표면을 갖는다. 상기 "물체측 표면(object-side surface)"은 안경 렌즈를 포함하는 안경을 착용자가 착용했을 때 물체측 상에 위치되는 면으로서, 이른바 외면이다. 상기 "안구측 표면(eyeball-side surface)"은 안경 렌즈를 포함하는 안경을 착용자가 착용했을 때 반대측 상에, 즉 안구측 상에 위치되는 면으로서, 이른바 내면이다. 본 발명의 양태에 있어서, 상기 물체측 표면은 볼록면이고, 안구측 표면은 오목면이다. 즉, 본 발명의 양태에 따른 안경 렌즈는 메니스커스 렌즈(meniscus lens)이다.
본 발명의 일 양태에 따른 안과용 렌즈에 있어서, 상기 안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과한 광선의 번들인 펜슬은, 적어도 2개의 위치에 포커싱된다. "단색 수차(Monochromatic aberration)"는, "색수차(chromatic aberration)(길이방향 색수차 포함)" 이외의 수차를 나타내며, 또한 특정 파장에서 광이 한 지점에 포커싱되지 않는 것을 나타낸다.
본 발명의 양태에 따른 안과용 렌즈에 있어서, 안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과한 광선의 번들인 펜슬의 일부는, 망막 상에 포커싱된다. 즉, 안경 렌즈의 처방이 실현된다. 이하, 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬은, 간단히 펜슬로서 지칭될 것이다.
다른 한편으로, 펜슬의 다른 부분은 망막에 대해 과초점 측부를 향해 포커싱되며(예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이), 따라서 근시 진행 억제 효과가 나타난다. 이는 "단색 수차를 이용한 근시 진행 억제 효과의 제공"으로서 지칭된다.
본 명세서에서는, 펜슬의 일부가 망막 상에 포커싱되고, 또 다른 일부가 망막에 대해 과초점 측부를 향해 포커싱되어, 근시 진행 억제 효과가 나타나는 경우를 예시하고 있다.
또한, 본 발명의 양태에 따른 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 긴 장파장의 광을 감쇠시키는 파장 필터를 포함한다. 이런 구성에 따라, 길이방향 색수차로 인해 발생하는 광의 성분, 즉 망막에 대해 부족 초점 측부를 향해 포커싱되는 광의 성분이 감소된다.
상기 "설정된 주 파장(set dominant wavelength)"은, M개의 원추 세포(cone cell)의 감도가 가장 높은 파장인 534 nm보다 높은 파장(녹색 파장)을 지칭한다. 이 감도는 밝음 또는 어두움에 따라 변한다는 것을 인식해야 한다. 이를 감안하여, 상기 설정된 주 파장은 500 내지 585 nm 범위의 값을 가질 수 있다. 이 범위는 515 내지 550 nm, 또는 심지어 532 내지 575 nm가 바람직할 수 있으며, 그리고 이런 범위의 값이 사용될 수 있다. 일 예에 있어서, 상기 설정된 주 파장의 값에 대한 최적의 범위는 564 내지 570 nm이며, 여기서 상기 M개의 원추 세포의 감도는 L개의 원추 세포의 감도 아래로 떨어진다.
"설정된 주 파장보다 더 긴 장파장의 광을 감쇠시킨다"는 것은, 전술한 주 파장보다 더 긴 파장(예를 들어, 최적의 조건 하에서, 564 내지 570 nm를 초과하는 장파장)의 광의 평균 투과율을 낮추는 것을 의미한다. 상기 파장 필터는 이런 감쇠 특성을 갖도록 다양한 상이한 형태로 구현될 수 있다. 장파장의 상한값에 대해 특별한 제한은 없더라도, 그 상한값은 780 nm 또는 830 nm일 수 있다.
또한, 상기 파장 필터를 사용하여 장파장의 광을 감쇠시키는 것은, 각각의 파장의 투과율을 나타내는 분광 투과율을 제어하는 것으로 말할 수 있음을 인식해야 한다.
즉, 본 발명의 양태에 따른 안과용 렌즈에 의해, 안과용 렌즈에 입사하는 펜슬의 일부를, 단색 수차를 이용하여 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱함으로써 근시 억제 효과가 제공된다. 이와 함께, 길이방향 색수차로 인해 발생하는 광의 성분 중에서 망막에 대해 부족 초점 측부 상에 포커싱되는 광의 성분이 감소될 수 있다. 그 결과, 근시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다. "포커싱(focusing)"은 실질적으로 이탈되지 않은 광이 한 지점에 포커싱되는 좁은 의미의 포커싱에 반드시 제한되는 것은 아니며, 굴절 렌즈에서 플레어 광(flare light)의 집중이 높은 위치와 같은, 광범위한 의미의 포커싱도 포함한다는 것을 인식해야 한다.
본 발명의 일 양태에 따른 안경 렌즈의 상세
이하에, 본 발명의 양태의 추가의 특정한 예, 바람직한 예, 및 변형예가 기재될 것이다.
본 발명의 양태에 따른 안경 렌즈에 대해 특별한 제한은 없더라도, 그 예로서 단초점 렌즈가 주어진다. 본 발명의 양태에 따른 안경 렌즈는, 중간 거리(1 m 내지 40 cm) 또는 근거리(40 cm 내지 10 cm)의 물체 거리에 대응하는 단초점 렌즈이다. 물론, 본 발명의 기술적 사상은 무한 거리에 대응하는 단초점 렌즈에도 적용될 수 있지만, 그러나 중간 거리 또는 근거리에 대응하는 단초점 렌즈가 본 발명의 일 양태로서 예시된다.
본 발명의 양태에 따른 안경 렌즈는 2개의 초점을 갖는 이중 초점 렌즈, 또는 3개의 초점을 갖는 3중 초점 렌즈일 수도 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 근거리에 대응하는 근거리 부분, 상기 근거리보다 더 먼 거리에 대응하는 원거리 부분, 및 상기 근거리 부분과 원거리 부분을 연결하는 누진적(progressive) 동작을 갖는 중간 부분을 포함하는 누진 굴절 렌즈를 사용하는 것이 가능하다.
안과용 렌즈에서는, 근시 진행 억제 효과를 제공하기 위해 안과용 렌즈에 입사하는 펜슬의 일부를, 단색 수차를 이용하여 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱하기 위한 부분인 소정의 위치(AP), 및 상기 소정의 위치(AP)에 인접하여 상기 안과용 렌즈에 입사하는 펜슬의 일부를, 망막 상에 포커싱하는 부분인 베이스 부분(BP)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 베이스 부분(BP)은, 통상적인 안과용 렌즈처럼, 처방을 실현하기 위한 형상 및 굴절률을 갖는 부분이다. 상기 베이스 부분(BP)은 상기 소정의 위치(AP)에 인접하고 있으며 그리고 상기 소정의 위치(AP)를 둘러쌀 수 있음을 인식해야 한다. 다른 한편으로, 상기 소정의 위치(AP)가 또 다른 소정의 위치(AP')에 인접하고 있다면, 상기 베이스 부분(BP)은 소정의 위치(AP)를 둘러싸지 않고 상기 소정의 위치(AP)에 인접할 수 있다.
또한, 상기 소정의 위치(AP)를 통과한 펜슬을 베이스 부분(BP)과 비교하였을 때 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱하기 위해, 상기 소정의 위치(AP)를 광학 경로가 추가되는 부분으로서 구현하는 것이 바람직할 수 있다.
"광학 경로 추가"는, 예를 들어 다음 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다.
- 베이스 부분(BP)과 비교하여, 소정의 위치(AP)에서 광선이 통과하는 렌즈 부분의 거리의 증가[예를 들어, 상기 베이스 부분(BP)으로부터 돌출되는 볼록 부분 영역의 형성].
- 베이스 부분(BP)과 비교하여, 상기 소정의 위치(AP)의 굴절률의 변경.
달리 말하면, 이런 "광학 경로의 추가"는, 안과용 렌즈에 상기 소정의 위치(AP) 및 베이스 부분(BP)을 모두 포함하는 4 mm 직경을 갖는 범위를 통과한 펜슬에, 4차수 이상의 고차수 단색 수차를 추가하는 것을 나타낸다.
"안과용 렌즈로부터 출사되는 광에 4차수 이상의 고차수 단색 수차의 추가"는, 간단한 누진 굴절 렌즈의 중간 부분 또는 상기 베이스 부분과 간단한 이중 초점 렌즈의 작은 렌즈 부분 사이의 경계부가 상기 소정의 위치(AP)와 구별된다는 것을 의미한다. 전체적으로 설명하자면, 소정의 위치(AP)가 없다면, 2차수 이하의 단지 저차수 수차만 추가될 것이다. 다른 한편으로, 후술되는 볼록 부분 영역, 오목-볼록 부분 영역, 또는 상이한 굴절률의 재료 영역으로 인해, 4차수 이상의 고차수 색수차가 추가된다.
본 명세서에 있어서, "횡단면(cross section)"이라는 용어는 렌즈의 광학 축선을 포함하는 평면에서 취한 렌즈의 횡단면을 나타낸다. 이러한 하나의 평면에서 취한 적어도 횡단면에 있어서, 4차수 이상의 고차수 단색 수차가 상기 안과용 렌즈로부터 출사되는 광에 추가된다. 이러한 모든 평면에서 취한 횡단면에서는, 4차수 이상의 고차수 단색 수차가 상기 안과용 렌즈로부터 출사되는 광에 추가되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 소정의 위치(AP)가 없다면, 상기 베이스 부분(BP)에 의해 망막 상에 포커싱된 펜슬의 일부는, 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱된다. 그렇지 않으면, 상기 펜슬의 일부가 망막이나 또는 과초점 측부 상에 포커싱되지 않고 미광(迷光)(stray light)으로 된다.
본 발명의 일 양태의 하나의 특징은, 망막 상에 포커싱된 펜슬의 포커싱 위치를, 베이스 부분(BP)을 사용하여 상기 망막으로부터 멀리 이동시키기 위해, 상기 소정의 위치(AP)를 사용한다는 점에 있다. 포커싱 위치의 변경은 "디포커싱(defocusing)"으로도 지칭된다. 상기 소정의 위치(AP)를 통과하여 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱된 펜슬의 일부는, 근시 진행 억제 효과를 나타낸다.
다른 한편으로, 안과용 렌즈를 통과하여 부족 초점 측부 상에 포커싱된 펜슬의 일부는, 근시 진행 억제 효과를 억제한다. 이를 감안하여, 본 발명의 일 양태에서는 후술되는 파장 필터의 제공으로 인해, 망막에 대해 부족 초점 측부를 향해 포커싱되는 광이 감쇠된다. 따라서 근시 진행 억제 효과가 저해될 위험성이 감소된다.
즉, 다음과 같은 두 가지 구성을 조합하는 것이 본 발명의 양태의 특징 중 하나이다.
- 망막에 대해 과초점 측부를 향한 디포커싱은, 안과용 렌즈 상에 제공되는 소정의 위치(AP)에 의해 유발되고, 및
- 길이방향 색수차로 인해 망막에 대해 부족 초점 측부를 향해 포커싱된 광(즉, 근시 진행 억제 효과를 억제하는 광)은, 감쇠된다.
상기 소정의 위치(AP)는 다음과 같은 3개의 조건 중 적어도 하나를 만족시키는 것이 바람직할 수 있다.
(1) 상기 소정의 위치(AP)는, 펜슬의 일부를 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱하기 위해, 안과용 렌즈의 안구측 표면과 물체측 표면 중 적어도 하나의 베이스 부분(BP)으로부터 돌출되는 볼록 부분 영역을 포함한다.
(2) 상기 소정의 위치(AP)는, 소정의 위치(AP)의 굴절 작용을 이용하여 망막에 대해 과초점 측부를 향해 상기 펜슬의 일부를 포커싱하기 위해, 안과용 렌즈의 안구측 표면과 물체측 표면 중 적어도 하나 상에 굴절 구조체를 포함한다.
(3) 상기 소정의 위치(AP)는, 상기 소정의 위치(AP)와 베이스 부분(BP)의 상호 작용을 이용하여 망막에 대해 과초점 측부 상에 상기 펜슬의 일부를 포커싱하기 위해, 안과용 렌즈의 안구측 표면과 물체측 표면 중 적어도 하나 상에 제공되며, 그리고 상기 베이스 부분(BP)의 굴절률과는 상이한 굴절률을 갖는 상이한 굴절률 재료 영역을 포함한다.
조건(1)은, 다중의(예를 들어, 100개 이상의, 바람직하게는 500개 이상의, 보다 바람직하게는 1000개 이상의) 볼록 부분 영역이 상기 베이스 부분(BP)(예를 들어, US 2017/131567A호에 개시된 바와 같이 안경 렌즈 상에 제공되는 미세 볼록 부분의 배열과 유사함)에 의해 둘러싸이도록, 상기 소정의 위치(AP)에 제공되는 것을 포함한다. 본 명세서에는 주로 이런 양태가 기재된다.
다른 한편으로, 1개, 2개, 또는 3개의 볼록 부분 영역(이중 초점 렌즈 등의 소형 렌즈도 포함)이 소정의 위치(AP)로서 제공되는 경우도, 조건(1)에 포함된다. 상기 볼록 부분 영역이 렌즈 중심에 대해 원형의 링 형상을 갖는 경우도 포함된다. 이 문맥에서의 렌즈 중심은 안경 렌즈의 기하학적 중심, 센터링 중심, 또는 광학적 중심을 나타낸다. 본 양태에서는, 센터링 중심을 사용하는 경우가 예로서 기재되었다.
조건(2)은, 렌즈의 하나의 횡단면이 톱날 형상 또는 볼록-오목 형상인 영역(위상 회절 구조체)이 굴절 렌즈 또는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)에서처럼 상기 소정의 위치(AP)에 제공되는 경우를 포함한다. 또한, 상기 볼록-오목 형상은 주기적인 구조체일 수도 있고, 또는 엠보싱으로 형성된 표면거칠기와 같은 비주기적인 구조체일 수도 있다. 또한, 렌즈 중심을 둘러싸는 원형의 링 형상으로 패턴이 형성되는 영역을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 조건(2)은, 1개, 2개, 또는 3개의 볼록-오목 영역이 소정의 위치(AP)로서 제공되는 경우도 포함한다. 굴절 동작을 이용하여 수행되는 포커싱은, 차광 부분과 투과 부분 사이의 투과율 차이를 이용하여 굴절 동작을 유발시키는 진폭 굴절 구조체뿐만 아니라, 전술한 위상 회절 구조체를 이용하여 수행될 수 있다.
상기 조건(1) 및 조건(2)에 있어서, 안과용 렌즈의 횡단면의 "형상(shape)" 또는 안과용 렌즈의 투과율의 차이로 인해, 상기 안과용 렌즈로부터 출사되는 광에는 4차수 이상의 고차수 단색 수차가 추가된다.
또한, 볼록 부분 영역 또는 볼록-오목 영역은 렌즈 모재 자체 상에 형성될 수도 있으며, 또는 상기 볼록 부분 영역 또는 볼록-오목 영역은 렌즈 모재 상에 형성된 하드 코트 필름 등에 형성될 수도 있음을 인식해야 한다.
이 외에, 하나의 렌즈 모재에 대해, 소정의 위치(AP) 상에 필름이 형성되거나, 또는 상기 소정의 위치(AP) 이외의 위치[예를 들어, 베이스 부분(BP) 전체]에 필름이 형성될 수 있다. 대안적으로, 필름(a)이 소정의 위치(AP)에 형성될 수 있고, 또한 상기 필름(a)과는 상이한 필름(b)이 상기 소정의 위치(AP) 이외의 위치에 형성될 수 있다.
조건(3)의 소정의 위치(AP)에 의해, 안경 렌즈의 안구측 표면 및 물체측 표면의 형상은, 상기 베이스 부분(BP)의 형상과 유사한 형상이다. 다른 한편으로, 횡단면으로 보았을 때, 상기 소정의 위치(AP)의 굴절률은 베이스 부분(BP)의 굴절률과는 상이하다.
특정의 예에서는, 베이스 부분(BP)의 원료로부터, 안경 렌즈의 렌즈 모재의 소정의 위치(AP)에서 물체측 표면으로부터 안구측 표면까지의 영역에 위치되는 적어도 일부의 원료를 변경함으로써, 광선이 안경 렌즈를 통과하는 광학 경로가 변경되는 경우를 포함한다.
이 외에, 하나의 렌즈 모재에 대해, 소정의 위치(AP)에 필름이 형성되거나, 또는 상기 소정의 위치(AP) 이외의 위치[예를 들어, 베이스 부분(BP) 전체]에 필름이 형성될 수 있다. 대안적으로, 필름(a)이 상기 소정의 위치(AP)에 형성될 수 있고, 상기 필름(a)과는 상이한 필름(b)이 상기 소정의 위치(AP) 이외의 위치에 형성될 수 있다.
조건(3)의 소정의 위치(AP)에 관해, 조건(1)과 유사하게, 상기 소정의 위치(AP)는 베이스 부분(BP)에 의해 둘러싸이도록 설정될 수도 있으며(예를 들어, 도 1a 내지 1d에 도시된 바와 같이), 상기 소정의 위치(AP)는 렌즈 중심에 대해 원형의 링 형상으로 설정될 수도 있다(예를 들어, 도 1d에 도시된 바와 같이). 조건(3)은 소정의 위치(AP)에 1개, 2개, 또는 3개의 상이한 굴절률 재료 영역이 제공되는 경우도 포함한다는 것을 인식해야 한다. 조건(3)에 있어서, 안과용 렌즈의 횡단면의 상이한 굴절률 재료를 이용하여, 광학 경로 길이가 증가되거나 감소되며, 그리고 파면(wave surface)이 와해된다. 그 결과, 안과용 렌즈로부터 출사되는 광에, 4차수 이상의 고차수 단색 수차가 추가된다.
또한, 상기 (1) 내지 (3)의 조건이 적절히 조합될 수도 있음을 인식해야 한다. 즉, 상기 소정의 위치(AP)가 예를 들어 볼록 부분 영역과 위상 회절 구조체의 조합인 경우도 가능하다. 따라서 "소정의 위치(AP)는 볼록 부분 영역을 포함한다"라는 표현이 사용된다.
도 1a 내지 1d는 상기 조건(1) 내지 (3)에서 소정의 위치(AP)의 위치를 나타내는 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다. 도 1a 내지 도 1d의 각각에서는, 설명의 편의를 위해, 프레임(frame)에 끼워지는 안경 렌즈 대신에 원형의 렌즈가 도시되어 있다.
도 1a는 상기 소정의 위치(AP)가 볼록 부분 영역이고, 그 중심에 볼록 부분 영역이 제공되지 않은 경우의 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다.
도 1b는 상기 소정의 위치(AP)가 볼록 부분 영역이고 그 중심에도 볼록 부분 영역이 제공되는 경우의 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다.
도 1c는 오직 하나의 소정의 위치(AP)만 제공되는 경우의 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다.
도 1d는 상기 소정의 위치(AP)가 링 형상으로 형성된 경우의 안경 렌즈의 개략적인 정면도이다.
또한, 전술한 펜슬은 동공에 입사하는 광으로서 생각될 수 있다. 이는 상기 "광(light)"이 안과용 렌즈를 통과하는 펜슬일 때, 또 다른 부분이 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱될 동안, "동공에 입사하는 광"의 일부가 망막 상에 포커싱되는 것을 의미한다. 이를 위해, 상기 안과용 렌즈(예: 안경 렌즈)에는, 동공에 입사될 정도로 충분히 작은 다수의 펜슬에 대해 동일한 파장의 광의 초점 위치를 분할할 정도로 미세한 형태가 제공될 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명의 양태에 있어서, "안과용 렌즈를 통과한 펜슬의 일부가 망막 상에 포커싱된다" 및 "안과용 렌즈를 통과한 펜슬의 또 다른 부분이 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱된다"에 관해, 동일한 파장의 광을 사용하는 경우라도, 베이스 부분(BP)에 의해 망막 상에 광이 포커싱되며, 그리고 소정의 위치(AP)에 의해 망막에 대해 과초점 측부 상에 광이 포커싱된다. 망막 상에 포커싱되는 광량에 대해 상기 과초점 측부 상에 포커싱되는 광량의 비율에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 근시 진행 억제 효과를 적절하게 나타내기 위해 상기 비율은 1:10 내지 1:1 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다는 것을 인식해야 한다. 상기 광량은 알려진 광선 추적 방법을 사용함으로써 추적될 수 있다.
망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱된 광을 제외한 모든 광이 상기 망막 상에 포커싱되는 것이 바람직할 수 있음을 인식해야 한다. 이러한 이유로, 안과용 렌즈를 통과한 소정 파장의 광 중에서 원래 망막 상에 포커싱된 광은, 광을 안과용 렌즈의 부분인 소정의 위치(AP)를 통과시킴으로써, 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱될 수 있다.
다른 한편으로, 광의 일부는 포커싱되지 않고 미광으로 되고, 또한 광의 일부는 망막에 대해 상기 부족 초점 측부 상에 포커싱되는 것도 가능하다. 그러나 이 경우에도, 과초점 측부 상에 포커싱되는 광량이 적절한 한, 원하는 진행 억제가 달성될 수 있다. 예를 들어, 과초점 측부 상에 포커싱된 광 및 망막 상에 포커싱된 광을 제외한 총 광량은, 과초점 측부 상에 포커싱된 광량과 망막 상에 포커싱된 광량의 전체의 백분율로는 10% 이하인 것이 바람직할 수 있다.
정확한 동공 직경은 개인에 따라 다르지만, 그러나 일반적으로는 4 mm이다. 이런 이유로, 안경 렌즈의 평면도에서(물체측 표면과 대면하는 도면에서) 상기 소정의 위치(AP)와 베이스 부분(BP)을 모두 포함하는 4 mm의 직경 범위를 통과하는 펜슬에, 4차수 이상의 고차수 단색 수차를 추가하는 것이 바람직할 수 있다. 조건(1), (2), 및/또는 (3)이 충족되었을 때, 상기 소정의 위치(AP)를 포함하는 4 mm의 직경 범위에 안과용 렌즈의 횡단면의 상태를 추가하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 전술한 다른 예에도 동일하게 적용될 수 있으며, 또한 상기 소정의 위치(AP)를 포함하는 4 mm의 직경 범위에 전술한 예를 고려하는 것이 바람직할 수 있다.
파장 필터는 상기 설정된 주 파장보다 더 긴 장파장의 광이 감쇠되는 특성을 갖도록 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 설정된 주 파장이 534 nm이라면, 상기 파장 필터가 적색 파장인 564 nm 이상의 파장을 갖는 광을 감쇠시키는 특성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 감쇠도(degree of attenuation)에 대해서는 특별한 제한은 없지만, 적어도 564 nm 이상의 파장의 광의 평균 투과율이, 파장 필터를 제공하기 전의 상태에 비해, 1/2 이하, 또는 심지어 1/3이 되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 포화도(saturation)가 심각하게 변하는 것을 방지하기 위해, r 의 등색 함수(color-matching function)가 네거티브이고 그리고 b 및 g 가 피크의 절반 이하의 영역인 파장 477 내지 505 nm의 광이, 감쇠될 수도 있다. 상기 감쇠도의 수치적 범위는 이전 단락에 기재된 바와 유사한 것이 바람직할 수 있다.
파장 필터를 추가하는 방법이 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 상기 파장 필터는 프로세싱된 렌즈 모재, 하드 코트 필름, 등이 제공된 안경 렌즈 상에 염료 처리(dyeing treatment)를 수행함으로써 형성될 수 있다. 이 외에, 렌즈 모재의 재료로서 착색제(coloring material)가 선택될 수 있으며, 따라서 파장 필터의 기능이 렌즈 모재 자체에 포함될 수 있다. 이때, 착색제가 선택된 렌즈 모재는 전술한 소정의 위치(AP)에 대해서도 선택될 수 있으며, 상기 착색제는 렌즈 모재 전체에 대해 선택될 수 있고, 그리고 전술한 소정의 위치(AP)의 컬러 및 상기 베이스 부분(BP)의 컬러는 서로 상이하게 제조될 수 있다. 또한, 하드 코트 필름과 마찬가지로, 렌즈 모재 또는 안경 렌즈에도 코팅이 수행될 수 있다. 투과율은 반사 코트로 코팅함으로써 제어될 수도 있다.
안경 렌즈 상에 착색 처리가 수행되는 경우라면, 물체측 표면과 안구측 표면 중 적어도 하나 상에 착색 처리가 수행될 수 있으며, 또는 전체 렌즈 모재(2) 상에 착색 처리가 수행될 수 있다.
파장 필터를 추가하는 위치는, 위의 조건(1)의 볼록 부분 영역에, 위의 조건(2)의 볼록-오목 영역에, 및/또는 위의 조건(3)의 상이한 굴절률 재료 영역에 제공될 수 있다. 예를 들어, 위의 조건(1)의 경우에는, 소정의 위치(AP)로 인해 디포커싱이 발생하며, 따라서 망막에 대해 과초점 측부 상에 광이 포커싱되고, 망막에 대해 부족 초점 측부 상에 광이 포커싱될 위험이 있으며, 그리고 상기 소정의 위치(AP) 상에 파장 필터를 추가함으로써, 이러한 결함이 발생할 수 있는 위치에서 길이방향 색수차에 의해 유발된 결함의 발생을 직접적으로 억제하는 것이 가능하다. 이는 길이방향 색수차로 인해 각각의 파장에서 디포커싱되는 광량이 보다 신뢰성 있게 제어될 수 있음을 의미한다.
그러나 파장 필터가 추가되는 위치는 전술한 위치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 파장 필터는 렌즈 모재의 안구측 표면과 물체측 표면 중 적어도 하나의 전체에, 또는 안경 렌즈의 안구측 표면과 물체측 표면 중 적어도 하나의 전체에 추가되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 파장 필터는 볼록 부분 영역, 볼록-오목 영역, 및 상이한 굴절률의 재료 영역 이외의 부분에 추가될 수도 있다. 상기 파장 필터는 렌즈 중심으로부터 2.5 내지 10.0 mm 반경의 원형 영역의 외측에 추가될 수도 있다. 또한 파장 필터는 렌즈 중심의 아래 부분에만 추가될 수도 있으므로, 교통 표지판 및 신호를 보다 쉽게 볼 수 있다.
이하의 양태를 채용하는 것도 가능하다. 또한, 전술한 "본 발명의 양태에 따른 안경 렌즈"와는 독립적으로, 이하의 양태가 채용될 수도 있음을 인식해야 한다. 상기 이하의 양태는 근시 진행 억제의 손상을 감소시키는 특성을 독립적으로 갖도록 구현될 수 있다.
"안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬의 단색 수차를 이용하여, 근시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈로서, 상기 안과용 렌즈는 디포커스량(defocus amount)(디옵터) × 망막에 대해 부족 초점 측부 상에 포커싱되는 광량의 평균값이, 디포커스량(디옵터) × 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱되는 광량의 평균값보다 작도록 설정된 분광 투과율(spectral transmittance)을 갖는다."
전술한 양태는, 망막 이외의 위치에 포커싱되는 광선들 사이의 관계, 즉 근시 진행 억제 효과를 제공하는 것으로 생각되는, 과초점 측부를 향한 디포커스 정도(defocus degree)(α값), 및 역으로 근시 진행 억제 효과를 억제하는 것으로 생각되는, 부족 초점 측부를 향한 디포커스 정도(β값)의 관계를 정의하기 위한 것으로 의도된다. 또한, 상기 디포커스량(디옵터)은 광량과 마찬가지로, 알려진 광선 추적 방법을 사용함으로써 추적될 수 있다.
4 mm의 직경 범위에서 다중 볼록 부분 영역 상에 입사되는 광선과, 상기 베이스 영역에 입사되는 광선을 구별하는 것이 가능하다. 또한, 상기 다중 볼록 부분 영역들 중 어느 하나 상에 각각 입사하는 광선이 서로 교차하는 3차원 좌표(교차 좌표)가 다른 볼록 부분 영역에서도 얻어질 수 있는 한, 교차 좌표가 그룹으로 배치된 위치는 포커스 위치(A)(A1, A2, A3)로 간주될 수 있다. 4 mm보다 더 큰 직경을 갖는 범위가 고려되었다면, 상기 다중 영역의 각각에 대해 전술한 작업을 수행함으로써 렌즈의 전체 결과를 이해하는 것이 가능할 수 있다.
광선 추적 프로세싱을 통해, 다중 볼록 부분 영역의 각각에 입사되는 렌즈 모델로부터의 광선의 출사된 부분의 좌표, 및 상기 출사된 부분으로부터의 벡터가 발견될 수 있다. 이를 감안하여, 상기 좌표 및 벡터를 이용하여, 상기 교차 좌표의 평균값이 얻어진다. 각각의 교차 좌표에 대해, 교차 좌표의 평균값으로부터의 나머지가 작다는 것은, 상기 각각의 볼록 부분 영역에 대응하는 위치에 광선이 집중된다는 것을 의미한다. 이런 사상에 기초하여, 상기 교차 좌표의 평균값으로부터의 나머지가 그 최소값에 도달하는 위치[본 양태에서는, 안구측 표면(오목면)의 피크로부터 광학 축선 방향으로 1/D(디포커스량, 디옵터 단위)만큼 분리된 위치]가 발견된다.
이하, 본 발명의 일 양태에 따른 안경 렌즈의 보다 구체적인 구성이 기재될 것이다.
안경 렌즈의 전체 구성
도 1b에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(1)는 렌즈 중심의 근방에 규칙적으로 정렬된 다중 볼록 부분 영역(6)을 갖는다. 이들 볼록 부분 영역(6)이 소정의 위치(AP)이다. 볼록 부분 영역(6) 이외의 베이스로 작용하는 부분이 베이스 부분(BP)이다. 상기 볼록 부분 영역(6)의 구체적인 구성이 이하에 상세히 기재될 것이다.
도 2는 도 1b에 도시된 안경 렌즈의 예시적인 구성을 도시하는 횡단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(1)는 물체측 표면(3) 및 안구측 표면(4)을 갖는다. 또한 안경 렌즈(1)는 렌즈 모재(2), 상기 렌즈 모재(2)의 볼록면 측부 상에 형성된 파장 필터(7), 상기 렌즈 모재(2)의 볼록면 측부 및 오목면 측부 상에 각각 형성된 하드 코트 필름(8), 및 상기 하드 코트 필름(8)의 외면 상에 형성된 반사 방지 필름[반사 방지(antireflective)(AR) 필름](10)을 포함함으로써 구성된다. 상기 안경 렌즈(1) 상에는 하드 코트 필름(8) 및 반사 방지 필름(10)과 함께, 또 다른 필름이 더 형성될 수도 있음을 인식해야 한다.
렌즈 모재
상기 렌즈 모재(2)는, 예를 들어 폴리카보네이트, CR-39, 티오우레탄(thiourethane), 알릴(allyl), 아크릴, 에피티오(epithio)와 같은 열경화성 수지 재료를 사용하여 형성된다. 이들 중에서는, 폴리카보네이트가 바람직할 수 있다. 또한, 렌즈 모재(2)를 구성하는 수지 재료로서, 원하는 굴절률이 얻어질 수 있는 또 다른 수지 재료가 선택될 수도 있음을 인식해야 한다. 수지 재료 대신에 무기 유리로 제조되는 렌즈 모재가 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 다중 볼록 부분 영역(6a)은 물체를 향해 표면으로부터 돌출되도록 렌즈 모재(2)의 물체측 표면(3)(볼록면) 상에 형성된다. 상기 볼록 부분 영역(6a)은 렌즈 모재(2)의 물체측 표면(3)과는 상이한 곡률을 갖는 곡면에 의해 각각 형성된다.
이런 볼록 부분 영역(6a)이 형성되기 때문에, 평면도에서 보았을 때, 대략 원형 형상을 각각 갖는 볼록 부분 영역(6a)은, 렌즈 모재(2)의 물체측 표면(3) 상에서 렌즈 중심의 둘레로 반경방향 및 원주방향으로 등간격으로 섬(island)으로서 배치된다. 상기 영역(6a)은 섬으로서 배치된다. 달리 말하면, 대략 원형의 볼록 부분 영역(6a)은 서로 접촉하지 않고 서로 이격된 상태로, 즉 베이스로서 작용하는 베이스 부분(BP)이 상기 볼록 부분 영역(6a) 사이에 존재하는 상태로, 배치된다.
또한, 다중 볼록 부분 영역(6a)이 렌즈 모재(2)의 물체측 표면(4)(오목면) 상에 형성될 수도 있음을 인식해야 한다. 상기 다중 볼록 부분 영역(6a)은 양 표면 상에, 즉 볼록면 상에 그리고 오목면 상에 형성될 수도 있다. 기재의 편의상, 이하에서는 다중 볼록 부분 영역(6a)이 물체측 표면(3)(볼록면) 상에 형성되는 경우가 예시될 것이다.
파장 필터
파장 필터(7)는, 예를 들어 염료(dye)를 사용하여 형성된다. 상기 파장 필터(7)는 렌즈 모재(2)를 염료인 파장 필터 화학 용액에 침지시키는 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 길이방향 색수차로 인해 각각의 파장에서 디포커싱되는 광량은 파장 필터(7)로 코팅함으로써 제어될 수 있다.
하드 코트 필름
하드 코트 필름(8)은, 예를 들어 열가소성 수지 또는 UV 경화성 수지를 사용하여 형성된다. 상기 하드 코트 필름(8)은 렌즈 모재(2)를 하드 코트 용액으로의 침지, 스핀 코팅, 등의 방법을 사용함으로써 형성될 수 있다. 안경 렌즈(1)의 내구성 향상은 하드 코트 필름(8)으로의 이런 코팅을 통해 달성된다.
반사 방지 필름
상기 반사 방지 필름(10)은, 예를 들어 ZrO2, MgF2, 또는 Al2O3 등과 같은 반사 방지제를 진공 증착을 통해 증착함으로써 형성된다. 안경 렌즈(1)를 통과한 영상의 시인성 향상은 반사 방지 필름(10)으로의 코팅을 통해 달성된다. 또한, 반사 방지 필름의 분광 투과율을 제어하고, 반사 방지 필름의 재료 및 필름 두께를 제어함으로써 반사 방지 필름을 파장 필터가 되도록 구현하는 것도, 가능하다는 것을 인식해야 한다.
물체측 표면의 형상
전술한 바와 같이, 다중 볼록 부분 영역(6a)은 렌즈 모재(2)의 물체측 표면(3) 상에 형성된다. 따라서 상기 표면(3)이 하드 코트 필름(8) 및 반사 방지 필름(10)으로 코팅될 때, 다중 볼록 부분 영역(6b)은 하드 코트 필름(8) 및 반사 방지 필름(10)에 의해서도 상기 렌즈 모재(2) 상의 볼록 부분 영역(6a)과 일치하여 형성된다. 달리 말하면, 상기 볼록 부분 영역(6a) 및 볼록 부분 영역(6b)에 의해 구성된 볼록 부분 영역(6)은, 표면(3)으로부터 물체를 향해 돌출되도록 안경 렌즈(1)의 물체측 표면(3)(돌출면) 상에 배치된다.
상기 볼록 부분 영역(6)은 렌즈 모재(2)의 볼록 부분 영역(6a)과 일치하며, 이에 따라 렌즈 중심의 둘레로 반경방향 및 원주방향으로 등간격으로 정렬된 상태로 섬 형상으로 배치되며, 즉 볼록 부분 영역(6a)과 마찬가지로 상기 렌즈 중심의 근방에 규칙적으로 정렬된다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 렌즈 모재(2) 상에 볼록 부분 영역(6a)을 제공하는 대신에, 하드 코트 필름(8), 반사 방지 필름(10), Cr 과 같은 금속 필름, 및/또는 또 다른 삽입층을 사용하여 볼록 부분 영역(6)을 형성하는 것도 가능하며, 또한, 볼록 부분 영역(6)인 소정의 위치(AP)를 형성하는 것에 추가로 또는 소정의 위치(AP)를 형성하는 대신에, 베이스 부분(BP)을 형성하는 것도 가능하다.
또한, 본 출원의 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 볼록 부분 영역(6)은 렌즈 중심의 광학 축선이 통과하는 위치에 제공될 수도 있고, 또한 본 출원의 도 1a에 도시된 바와 같이 광학 축선이 통과하는 위치에는 상기 볼록 부분 영역(6)이 제공되지 않는 영역을 보장하는 것도 가능하다는 것을 인식해야 한다.
예를 들어, 볼록 부분 영역(6)은 다음과 같이 구성된다. 상기 볼록 부분 영역(6)의 직경은 약 0.8 내지 2.0 mm인 것이 바람직할 수 있다. 볼록 부분 영역(6) 사이의 최단 거리도 약 0.8 내지 2.0 mm인 것이 바람직할 수 있다. 상기 볼록 부분 영역(6)의 돌출 높이(돌출량)는 약 0.1 내지 10 ㎛이며, 그리고 이 높이는 약 0.7 내지 0.9 ㎛인 것이 바람직할 수 있다. 상기 볼록 부분 영역(6)의 곡률은 약 50 내지 250 mm의 반경을 갖는 구면(spherical surface)이 바람직할 수 있으며, 그리고 상기 반경은 86 mm가 바람직할 수 있다. 이런 종류의 구성을 사용함으로써, 볼록 부분 영역(6)의 굴절력은 볼록 부분 영역(6)이 형성되지 않은 영역의 굴절력보다 약 2.00 내지 5.00 디옵터 더 크게 설정된다.
광학 특성
전술한 구성을 갖는 안경 렌즈(1)에 의해, 물체측 표면(3) 상에 포함되는 볼록 부분 영역(6)으로 인해 이하의 광학 특성이 실현될 수 있으며, 그 결과 안경 착용자의 근시와 같은 굴절 에러의 진행을 억제하는 것이 가능하다.
도 3은 도 1b에 도시된 안경 렌즈를 통과하는 광의 경로를 도시하는 개략적인 횡단면도(1)이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 볼록 부분 영역(6)이 안경 렌즈(1)의 물체측 표면(3) 상에 제공되지 않는 영역에, 즉 베이스 부분(BP)에 입사되는 광은, 안구측 표면(4)으로부터 출사되어, 안구(20)의 망막(20a) 상에 포커싱된다. 즉, 원칙적으로 안경 렌즈(1)를 통과한 광선은 안경 착용자의 망막(20a) 상에 포커싱된다. 달리 말하면, 안경 렌즈(1)의 베이스 부분(BP)의 곡률은 안경 착용자의 처방에 따라 설정되므로, 소정의 위치(B)인 망막(20a) 상에 초점이 형성된다.
도 4는 도 1b에 도시된 안경 렌즈를 통과하는 광의 경로를 도시하는 개략적인 횡단면도(2)이다.
다른 한편으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(1)에서는 볼록 부분 영역(6)에 입사된 광은 안구측 표면(4)으로부터 출사되고, 그 후에 안구(20)의 망막(20a)에 대해 과초점 측부 상의 위치(A)에 포커싱된다. 달리 말하면, 상기 볼록 부분 영역(6)은 안구측 표면(4)으로부터 출사된 광을 상기 초점 위치(B)에 대해 과초점 측부 상의 위치(A)에 수렴시킨다. 상기 초점 위치(A)는 다수의 볼록 부분 영역(6)의 각각에 따른 위치(A1, A2, A3, ..., AN)[N은 볼록 부분 영역(6)의 총수]로서 제공된다.
이런 방식으로, 원칙적으로 안경 렌즈(1)는 물체측 표면(3)으로부터 입사된 광선을 안구측 표면(4)으로부터 출사시켜 상기 소정의 위치(B)에 수렴시키게 한다. 다른 한편으로, 볼록 부분 영역(6)이 배치된 부분에 있어서, 안경 렌즈(1)는 소정의 위치(B)에 대해 과초점 측부 상의 위치[A(A1, A2, A3, ..., AN]에 광선을 수렴시킨다.
그 결과, 상기 안경 렌즈(1)는 안경 착용자의 처방을 실현하기 위해 광선 수렴 기능과는 별개인 과초점 측부 상의 위치(A)에 광선을 수렴시키는 기능을 갖는다. 이러한 광학 특성을 포함함으로써, 안경 렌즈(1)는 근시 진행 억제 효과를 나타낸다.
광량 평가 방법에서는, 광선 추적이 동공에서 4 mm 반경을 갖는 범위로 수행되었을 때의 광선의 총수가 얻어진다. 여기서 "동공(pupil)"이라는 용어는, 안경 렌즈 및 눈을 포함하는 광학계의 입사동을 의미한다. 소정의 평가 영역에서 다중 볼록 부분을 통과한 광선이 수렴하는 다중 초점 위치(A)에서의 광선의 총수가 얻어지고, 그리고 망막 상의 초점 위치(B)에서의 광선의 총수가 얻어진다. 망막에 대해 부족 초점 측부 상에 초점 위치(C)가 있는 경우라면, 그 광선의 총수도 얻어진다. 그 후, 초점 위치(A, B, C)의 광선의 총수를 광선의 총수로부터 감산하여, 미광의 수를 얻는다.
"초점 위치(A)에 수렴하는" 광선은, 초점 위치(A)로부터 소정의 범위 내에서(예를 들어, 시야각의 1 arc-min 내에서) 초점 위치(A)를 포함하는 이미지 평면을 통과하는 광선으로 정의될 수도 있다. 초점 위치(B)에 수렴하는 광선에도 이와 동일한 정의가 적용된다. 또한 "초점 위치(A 또는 B)에서의 광선의 수"는, 위의 정의에 따라 초점 위치(A 또는 B)에 수렴하는 광선의 수를 나타낸다. 전술한 방법 외에, 파동 광학 방법이 사용될 수도 있음을 인식해야 한다.
안경 렌즈 제조 방법
안경 렌즈(1)를 제조하기 위한 방법의 특정 예가 기재될 것이다.
안경 렌즈(1)의 제조에 있어서, 먼저 캐스트 중합(cast polymerization)과 같은 알려진 성형 방법을 사용하여, 렌즈 모재(2)가 성형된다. 예를 들어, 다중 오목 부분이 설치된 성형면을 갖는 주형을 사용하여, 캐스트 중합을 통한 성형을 수행함으로써, 적어도 한쪽 표면 상에 볼록 부분 영역(6)을 갖는 렌즈 모재(2)가 얻어진다.
그 후, 렌즈 모재(2)가 얻어졌을 때, 이어서 렌즈 모재(2)의 표면 상에 파장 필터(7)가 형성된다. 상기 파장 필터(7)는 렌즈 모재(2)를 파장 필터 화학 용액, 등에 침지시키는 방법을 이용함으로써 형성될 수 있다.
이어서, 렌즈 모재(2)의 표면 상에 하드 코트 필름(8)이 증착된다. 상기 하드 코트 필름(8)은 렌즈 모재(2)를 하드 코트 용액으로의 침지, 스핀 코팅, 등의 방법을 사용함으로써 형성될 수 있다.
상기 하드 코트 필름(8)이 증착되었을 때, 하드 코트 필름(8)의 표면 상에는 반사 방지 필름(10)이 추가로 증착된다. 상기 하드 코트 필름(8)은 진공 증착을 통해 반사 방지제를 증착함으로써 형성될 수 있다. 상기 반사 방지 필름은 추가로 파장 필터로 구현될 수도 있다.
이런 절차의 제조 방법을 사용하여, 물체를 향해 돌출되는 다중 볼록 부분 영역(6)을 구비한 물체측 표면(3)을 갖는 안경 렌즈(1)가 얻어질 수 있다.
볼록 부분 영역, 볼록-오목 영역, 및 상이한 굴절률 재료 영역 이외의 영역의 양태
예를 들어, 하드 코트 필름 상에, 또는 상기 볼록 부분 영역, 볼록-오목 영역, 상이한 굴절률 재료 영역, 등이 제공되지 않은 렌즈 모재 상에 형성된 필름에(예를 들어, 차광 필름에; 여기에서는 Cr 필름이 예로서 도시되었음), 평면도로 보았을 때 원형 형상을 갖는 다중 구멍이 도트 패턴으로서 제공되는 구성이 주어진다.
도 5는 도트 패턴 형태의 구멍이 제공된 차광 필름(예를 들어, Cr 필름)을 포함하는 변형예의 안경 렌즈의 개략적인 정면도 및 부분 확대도를 도시하고 있다.
구멍을 제공하기 위한 방법으로는 알려진 방법을 사용하면 충분하며, 그 예로는 렌즈 모재의 표면, 상기 표면 상의 하드 코트 필름, 등에 화학 약품이 도트 패턴으로 도포되는 방법이 있으며, 상기 화학 약품은 건조가 허용되며, 그 후 상기 건조된 화학 약품을 도트 패턴으로 덮도록 차광 필름이 증착되고, 그 후 상기 화학 약품을 제거함으로써 화학 약품의 차광이 제거되고, 그 결과 차광 필름에 구멍이 도트 패턴으로 형성되는 것을 인식해야 한다.
이런 안경 렌즈에 의해, 근시 진행 억제 효과도 제공된다. 차광 필름(진폭 굴절 구조체)에 형성된 도트 패턴에 의해 광을 굴절시키는 효과 때문에, 상기 안경 렌즈에 근시 진행 억제 효과가 제공된다는 것을 인식해야 한다.
예를 들어, 0 차수(zero-th order)가 아닌 굴절된 광은, 광 굴절 효과로 인해 망막 이외의 위치에 수집된다. 또한, 본 발명의 양태의 특징 중 하나인 파장 필터를 안과용 렌즈 상에 제공함으로써, 상기 부족 초점 측부 상의 광이 감쇠된다.
따라서 각각의 파장에서 디포커싱되는 광량이 제어될 수 있으며, 근시(또는 여기에 기재된 바와 같은 실시예에서는, 원시)의 진행을 억제하는 효과가 억제되는 것을 방지할 수 있다.
도 5에 도시된 구멍의 직경(2r) 및 상기 도트 패턴의 패턴 폭(d)은 그 치수가 전술한 광 굴절 효과가 나타나는 한 특별히 제한되지 않음을 인식해야 한다.
전술한 바를 감안하여, 상기 소정의 위치(AP) 및 베이스 부분(BP)은, 필름이 존재하는 부분이 베이스 부분(BP)으로서 설정된 경우를 포함하고, 또한 본 변형예의 항목 전에 기재된 내용을 포함하기 위해 아래와 같이 기재될 수 있다.
"전술한 안과용 렌즈는, 소정의 위치(AP); 및 상기 소정의 위치(AP)에 인접한 부분인 베이스 부분(BP)을 포함하고,
광은 상기 베이스 부분(BP)으로 인해 망막 상에 포커싱되고, 또한 광은 상기 소정의 위치(AP)로 인해 망막 이외의 위치에 포커싱된다."
구멍을 도트 패턴으로 제공하는 것과는 반대로, 필름이 도트 패턴으로 제공될 수도 있음을 인식해야 한다. 즉, 반대로, 필름이 존재하는 부분이 소정의 위치(AP)로서 설정되고, 구멍이 제공되지 않는 부분이 베이스 부분(BP)으로 설정될 수 있다. 전술한 표현은 다른 변형예에도 대응할 수 있는 표현이다.
즉, 본 변형예의 안과용 렌즈는 필름 상태의 차이로 인한 굴절 현상을 제공한다. 이러한 이유로, 특정 영역(예를 들어, 구멍 영역)이 광의 분할에 기여할 뿐만 아니라, 그 형성된 필름 및 그리고 결과적으로 안과용 렌즈의 전체 구조체가 광의 분할에 기여한다.
또한, 여기서 말하는 "필름 상태의 차이"는 이하에 기재되는 그 어떤 경우: 전술한 예와 같이 차광 필름에 구멍이 제공된 경우; 반대로, 차광 필름이 구멍에 대응하는 위치에만 제공되는 경우; 다층 필름이 제공되고 또한 소정의 표면 필름에만 구멍이 제공되는 경우; 및 반대로, 많은 다층 필름이 소정의 위치에만 설정되는 경우를 포함한다.
궁극적으로, 안과용 렌즈가 망막 상에 광을 포커싱시키고, 그리고 상기 소정의 위치(AP) 및 베이스 부분(BP)을 이용하여 상기 망막 이외의 위치에 광을 포커싱시키는 한, 본 변형예, 볼록 부분 영역, 볼록-오목 영역, 또는 굴절률이 상이한 재료 영역과 같은 양태에는 제한이 없다.
원시 진행 억제 효과 발휘
원시 진행 억제 효과가 나타나는 양태의 경우, 위의 근시 진행 억제에 관한 임의의 예의 기재에 있어서, "과초점 측부"를 "부족 초점 측부"로 대체하고, "장파장"을 "단파장"으로 대체하고, 그리고 "534 nm를 초과하는 장파장"을 "534 nm 미만으로 떨어지는 단파장"으로 대체함으로써, 많은 예의 각각에 대한 대응의 설명이 얻어진다.
이런 원시 진행 억제 효과가 나타나는 양태는 다음과 같다.
"안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬의 단색 수차를 이용하여, 원시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈에 있어서,
상기 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 짧은 단파장의 광을 감쇠시키기 위해 파장 필터를 포함한다."
요약
이하에, 본 발명의 안과용 렌즈가 요약될 것이다.
본 발명의 일 실시예는 다음과 같다.
"안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬의 단색 수차를 이용하여, 근시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈에 있어서,
상기 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 긴 장파장의 광을 감쇠시키기 위해 파장 필터를 포함한다."

Claims (11)

  1. 안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들(bundle)인 펜슬(pencil)의 단색 수차를 이용하여, 근시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈에 있어서,
    상기 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 긴 장파장의 광을 감쇠시키기 위해 파장 필터를 포함하고,
    상기 설정된 주 파장은 500 내지 585 nm 범위에서의 하나의 값이고,
    소정의 위치(AP); 및 상기 소정의 위치(AP)에 인접한 부분인 베이스 부분(BP)을 더 포함하며,
    광은 상기 베이스 부분(BP)으로 인해 망막 상에 포커싱되고, 또한 광은 상기 소정의 위치(AP)로 인해 상기 망막 이외의 위치에 포커싱되며,
    상기 소정의 위치(AP)는 렌즈 중심에 대해 원형의 링 형상으로 설정되고,
    상기 소정의 위치(AP)와 상기 베이스 부분(BP)을 모두 포함하는 4 mm의 직경 범위를 통과하는 펜슬에, 4차수 이상의 고차수 단색 수차가 추가되는, 안과용 렌즈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소정의 위치(AP)는 이하에 기재되는 것 중 적어도 하나:
    (1) 상기 소정의 위치(AP)는, 상기 망막에 대해 과초점 측부 상에 상기 펜슬의 일부를 포커싱하기 위해, 상기 안과용 렌즈의 안구측 표면과 물체측 표면 중 적어도 하나의 베이스 부분(BP)으로부터 돌출되는 볼록 부분 영역을 포함하는 것
    (2) 상기 소정의 위치(AP)는, 상기 소정의 위치(AP)의 굴절 작용을 이용하여 상기 망막에 대해 상기 과초점 측부 상에 상기 펜슬의 일부를 포커싱하기 위해, 상기 안과용 렌즈의 상기 안구측 표면과 상기 물체측 표면 중 적어도 하나 상에 굴절 구조체를 포함하는 것
    (3) 상기 소정의 위치(AP)는, 상기 소정의 위치(AP) 및 상기 베이스 부분(BP)의 상호 작용을 이용하여 상기 망막에 대해 상기 과초점 측부 상에 상기 펜슬의 일부를 포커싱하기 위해, 상기 안과용 렌즈의 상기 안구측 표면과 상기 물체측 표면 중 적어도 하나 상에 제공되며, 그리고 상기 베이스 부분(BP)의 굴절률과는 상이한 굴절률을 갖는 상이한 굴절률 재료 영역을 포함하는 것
    을 충족시키는, 안과용 렌즈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 파장 필터는 상기 볼록 부분 영역, 상기 굴절 구조체, 및 상이한 굴절률 재료 영역 중 적어도 하나 상에 제공되는, 안과용 렌즈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 설정된 주 파장은 532 내지 575 nm 범위에서의 하나의 값인, 안과용 렌즈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 파장 필터의 파장은 564 내지 570 nm의 파장 범위에서의 하나의 값인, 안과용 렌즈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 안과용 렌즈는, 망막에 대해 부족 초점 측부 상에 포커싱되는 디포커스량(디옵터) × 광량의 평균값이, 망막에 대해 과초점 측부 상에 포커싱되는 디포커스량(디옵터) × 광량의 평균값보다 작도록 설정된 분광 투과율을 갖는, 안과용 렌즈.
  7. 안과용 렌즈를 통과하여 동공을 통과하는 광선의 번들인 펜슬의 단색 수차를 이용하여, 원시 진행 억제 효과를 제공하도록 구성되는 안과용 렌즈에 있어서,
    상기 안과용 렌즈는 설정된 주 파장보다 더 짧은 단파장의 광을 감쇠시키기 위해 파장 필터를 포함하고,
    상기 설정된 주 파장은 500 내지 585 nm 범위에서의 하나의 값이고,
    소정의 위치(AP); 및 상기 소정의 위치(AP)에 인접한 부분인 베이스 부분(BP)을 더 포함하며,
    광은 상기 베이스 부분(BP)으로 인해 망막 상에 포커싱되고, 또한 광은 상기 소정의 위치(AP)로 인해 상기 망막 이외의 위치에 포커싱되며,
    상기 소정의 위치(AP)는 렌즈 중심에 대해 원형의 링 형상으로 설정되고,
    상기 소정의 위치(AP)와 상기 베이스 부분(BP)을 모두 포함하는 4 mm의 직경 범위를 통과하는 펜슬에, 4차수 이상의 고차수 단색 수차가 추가되는, 안과용 렌즈.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 안과용 렌즈는 안경 렌즈인, 안과용 렌즈.
  9. 삭제
  10. 삭제
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