KR19990076720A - 다중 프리즘 이미지 강화 렌즈 시스템 및 그의 형성 방법 - Google Patents

Abstract

프리즘 렌즈(10)은 복수개의 집적 프리즘(60)을 갖고, 여기서 상기 프리즘(60)은 방위안에 있거나 밖에 있는 정점부(72)내의 중앙 비 프리즘 영역(90)을 둘러싼다. 각 프리즘(60)은 두 개의 다른 프리즘(60)과 인접하거나 접촉하여 비 프리즘 영역(90)을 에워싼다. 본 발명은 원추형, 구면 또는 비구면 렌즈 부재(30)을 포함한다. 또한, 복수개의 렌즈(60)은 소정의 보정 곡률이 상기 렌즈(10)의 대물면(12) 또는 이미지면(14) 중 어느 하나 위에 있는 렌즈 부재(30) 위에 형성될 수 있도록 상기 렌즈(10)의 대물면 또는 이미지면(14) 위에 놓일 수 있다.

Description

다중 프리즘 이미지 강화 렌즈 시스템 및 그의 형성 방법

미국 특허 참조 번호 28,921에는 계속적인 발전을 위해 스포트의 인지를 나타내는 사람을 위한 수단과 함께 시험을 거친 사람에 의해 관찰될 스크린 위의 다른 위치에 스포트를 투사하기 위한 자동적인 시력 감도 및 무시계(無視界) 스포트 측정 장치를 공표 하였다.

미국 특허 제 1,990,107호에는 눈 검사에 사용된 반사경(reflectoscope)에 관한 것이다. 상기 반사경은 눈이 굴절 역기능을 바로 잡기 위해 렌즈를 지시하여 올바른 방향에서 관찰될 수 있도록 이미지를 반사하기 위한 거울들을 포함한다.

미국 특허 제 4,264,152호는 미리 결정된 형태의 눈 이동을 자극하기 위해 확실하게 미리 선택된 방법에서 목표물의 이미지를 이동하기 위한 장치에 관한 것이다.

미국 특허 제 4,298,253호는 시각을 변경하거나 이미지의 예민한 없이 다른 거리에서 관찰자를 위해 시험 이미지를 나타내기 위한 장치에 관한 것이다.

미국 특허 제 3, 423,151호는 백내장(cataract)을 가진 사람에게 사용하기 위한 안경 프레임 위에 장착할 수 있는 축 방향 프리즘 렌즈에 관한 것이다. 상기 렌즈는 눈의 동공 위로 보통 렌즈의 범위를 넘어 이미지를 맞추는 것으로 규정 렌즈로 제공된 것을 초월하여 사람의 시야를 넓힌다.

미국 특허 제 2,442,849호는 균형 잡힌 쌍안의 시력을 제공하기 위한 한 쌍의 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이다.

미국 특허 제 4,772,113호는 반점이 있는 변성, 눈의 신경 손상 또는 유사한 낮은 시력 문제로 중심 시력이 악화된 사람의 시력을 개선하기 위한 안경에 관한 것이다. 상기 안경은 두 개의 렌즈 어셈블리를 포함하고, 각각은 두 개의 볼록 표면을 가진 확대 렌즈와 두 개의 볼록 표면을 가진 축소 렌즈를 구비한다. 상기 축소 렌즈는 손상되지 않은 주변부의 망막 위로 극도로 강화된 빛 이미지를 맞추고 변경시키는 프리즘 링을 합병한다. 상기 안경의 불리한 점은 극도로 확대되고 강화된 빛 이미지가 나쁘거나 손상된 주변부의 망막 위로 맞춰진다는 점이다. 상기 안경의 다른 불리한 점은 상기 렌즈가 사람의 양호한 중신 시력을 수용하기 위한 중심의 투명함 또는 비 프리즘 영역을 구비하지 못한다는 점이다. 또한, 극도로 확대되고 강화된 빛 이미지가 망막 손상의 중심 기능의 영역에 충돌하고 및/또는 겹침이 어두운 영역 또는 복시(중복 시력)의 결과로 발생한다.

미국 특허 제 4,673,263호는 반점이 있는 변성, 눈의 신경 손상 또는 유사한 낮은 시력 문제로 중심 시력이 악화된 사람의 시력을 강화하기 위한 안경에 관한 것이다. 상기 안경은 머큘라(macula)의 강한 확대된 빔의 빛을 투사하는 미국 특허 제 4,772,113호와는 달리 두 초점 렌즈를 가진 단일 요소 프리즘 렌즈를 구성한다.

미국 특허 제 5,155,508호는 망막염 착색(pigmentosa) 또는 수축된 시야와 함께 녹내장을 가진 사람의 시력을 강화하기 위한 안경에 관한 것이다. 상기 안경은 세 개의 기능 프리즘 및 중심부에 대하여 일정한 간격을 이룬 비 프리즘 영역을 포함한다. 세 개의 프리즘 중 두 개는 수평축 위의 베이스 밖으로 향해 있고, 세 번째 프리즘은 베이스 밖인 하부 수직축 이미지에 설치되어 있고, 상기 비 프리즘 영역은 상기 중심부를 가로질러 세 번째 프리즘과 마주하고 있다.

미국 특허 제 3,628,854호는 진단 이미지의 시험과 같은 특별한 적용을 위한 프레넬(fresnel) 프리즘에 관한 것이다. 상기 프레넬 프리즘은 모세관 작용에 의해 정확한 안경을 보통 규정하기 위해 장착되어 있다. 상기 모세관 장착은 온도 및 습도 변화시 공기 거품에 영향을 받는다. 상기 프리넬 프리즘은 비교적 빈약한 빛 전달을 가지고, 상기 눈에 전달되거나 투사된 다중 이미지는 부드러운 플라스틱 내부로 가압되는 많은 집중적인 프리즘렛(prismlet)으로 인하여 흐릿해진다. 상기 프리넬 프리즘은 사람들이 모든 방향으로 이동할 때 군중 속에서 사람들에게 투사, 우안이 빛을 보고 좌안은 상기 눈의 좌측을 볼 때 또한 정확하고, 좌측 안경 렌즈의 코 가장자리부를 통하여 보일 때 특히 복시를 발생하는 등의 다수의 다른 불리한 점을 갖는다.

상기 다수의 프리즘렛은 빛 전달을 감소하고, 시력을 감소하고 야맹증과 유동성 문제를 발생한다. 상기 다중의 집중적인 프리즘렛은 특히 빛 구근, 및 "일 천점의 빛"같은 물체에 대해 많은 반사를 일으키고, 착색 분산을 일으킨다. 다수의 다중 집중적인 프리즘렛으로 인하여, 대비(contrast)는 크게 감소되고 환자들은 미세한 그리드를 통해 일정하게 볼 수 있다. 프리넬 프리즘을 가진 환자는 확대된 시야를 볼 수 있도록 상기 프리즘을 들여다보기 위해 그들의 눈을 회전시켜야 한다.

미국 특허 제 4,779,977호와 4,288,149호 및 안경 이미지, 163권, 제 4273, 18페이지, 1972년도에 적힌 모든 것은 환자의 정상적인 규정으로 교정된 안경에 대한 적은 프리즘 또는 적은 프리즘 버튼을 결합하거나 장착하는 개념에 관한 것이다. 상기 적은 프리즘 참고의 일례는 참조된 안경 이미지 내에서 노르만 웨이스 박사에 의해 공표 되었다. 상기 버튼 및/또는 프리즘의 용도에 관계하여 첫 번째 불리점 및 차이점은 참아 내기 힘든 프리즘 흐림이고, 사람들이 착용자에 대해 복시를 일으키는 모든 방향으로 이동하는 곳, 특히 군중 속에서 정면과 주변 이미지의 사이에 혼동을 발생한다.

눈병은 중심 시력(머큐라)이 크게 손상되는 신 혈관 노쇠 반점 있는 퇴화(N. S. M. D)로써 알려져 있고, 종종 눈의 머큘라가 파열하고 혈관의 성장에 의하여 보이지 않는 결과를 일으키다.

알려진 안경 변경은 무정형 망원경 렌즈 시스템을 포함하여 망막염 착색, 녹내장, 헤미아노피아(hemianopia)를 가진 사람들을 위해 중심 시야를 확장하기 위한 의도였고, 하나 이상의 망원경이 각 안경에 장착되었다. 상기 망원경은 많은 정보를 같은 시야에서 한 번에 볼 수 있도록 상기 이미지들을 축소한다. 상기 형태의 시야 확장의 불리점은 다중 이미지가 상세함을 상실하도록 대략적으로 절반 크기의 상들로 각 눈에 의해 보여지는 것이다. 또한, 상기 망원경은 상기 안경으로부터 밖으로 상당한 거리로 연장되어 있고 표면적으로 매우 부적합하다. 망원경이 장착된 상기 안경들은 보통 안경보다 몇 배 무겁고, 발생된 회전 우력으로 인하여 착용자의 귀와 코로부터 끊임없이 미끄러지고 그들을 작용하는데 불편함을 만든다.

종래 기술에서 다른 알려진 시력 확대 렌즈는, 반사기 또는 거울을 통하여 볼 수 있는 용도, 빔 분열의 기능을 포함하고, 미리 결정된 각에서 코로부터 연장한 안경 프레임 위에 장착된다. 상기 형태의 시력 확대 렌즈의 불리한 점은 상기 안경 착용자가 꽤 혼란을 줄 수 있는 전후방의 두 개의 분리 이미지를 본다는 것이다. 상기 안경 프레임에 반사경 또는 거울의 장착은 상기 반사경 또는 거울이 쉽게 손상되고 및/또는 미리 결정된 위치로부터 방향 감각을 혼란시킬 수 있는 노출된 위치에 장착되는 결과로 복잡하게 된다.

빈약한 시력을 가진 사람들의 시야를 확대하기 위한 또 다른 시도는 눈에 들어오는 주변 영역으로부터 시력을 허용하여, 여섯 배까지 물체를 확대할 수 있는 특별한 높은 배율의 확대 안경을 포함한다. 상기 접근의 불리한 점은 상기 안경들이 둥근 렌즈의 안경과 유사하고 귀와 코로부터 거의 3인치 돌출 한다. 그들은 부드러운 접촉 렌즈들로 닳아 헤어짐이 틀림없고, 그들은 무겁고 귀찮고, 및 표면상 부적합하다.

따라서, 수요는 적어도 하나의 반사, 상기 렌즈에 의한 빛의 굴절 및 흡수에 의해 감소하여 이용할 수 있는 빛의 큰 전달을 가지는 이미지 확대 렌즈에 대하여 존속한다. 상기 수요는 또한 망막염 착색, 수축된 시야를 가진 녹내장, 헤미아노피아, 반점 있는 퇴화, 근시, 상기 문제의 고통이 없는 사람의 안진증 및 사람의 시야를 확대하기 위한 노력이 종래 알려진 불리한 점등으로부터 고통받는 사람들의 시야를 강화하기 위한 안경의 렌즈에 존속한다. 추가적인 수요는 싸고, 가볍고, 표면적으로 부적합한 두 개의 초점을 가진 단일 요소 규정으로 교정된 안경이 존속한다. 상기 수요는 또한 다양한 광학 시스템에 쉽게 사용될 수 있는 이미지 강화 렌즈에 존속하고, 여기에서 상기 렌즈를 통한 에너지 전달은 상당한 광행차의 도입 없이 강화된다.

본 발명은 렌즈 부재 위에 장착된 복수 개의 집적 프리즘 요소를 사용한 이미지 강화 시스템 및, 특히, 중심부 비 프리즘 영역을 에워싸는 복수 개의 집적 프리즘을 구비한 프리즘 렌즈에 관한 것으로, 상기 프리즘은 상기 비 프리즘 영역에 관하여 베이스 외부 방향인 정점에 배치되어 있다.

도 1은 프리즘 렌즈의 제 1 실시예를 도시한 횡단면도.

도 2는 프리즘 렌즈의 제 2 실시예를 도시한 횡단면도.

도 3은 복수 개의 집적 디옵터(Diopter) 프리즘을 구비하고 있는 렌즈들을 도시한 상부 평면도.

도 4는 도 3의 4-4선을 따라서 취한 횡단면도.

도 5는 도 3의 렌즈의 단 하나의 프리즘을 확대 도시한 상부 평면도.

도 6은 6개의 디옵터 렌즈들을 형성하기 위한 안경 틀을 도시한 상부도.

도 7은 도 6의 7-7선을 따라서 취한 횡단면도.

도 8은 복수 개의 집적 8개의 디옵터 프리즘들을 구비하고 있는 렌즈들을 도시한 상부 평면도.

도 9는 도 8의 9-9선을 따라서 취한 횡단면도.

도 10은 도 8의 렌즈의 단 하나의 프리즘을 확대 도시한 상부 평면도.

도 11은 8 개의 디옵터 렌즈들을 형성하기 위한 안경 틀을 도시한 상부 평면도.

도 12는 도 11의 12-12선을 따라서 취한 횡단면도.

도 13은 복수 개의 집적의 10개 디옵터 프리즘들을 구비하고 있는 렌즈들을 도시한 상부 평면도.

도 14는 도 13-13의 14-14선을 따라서 취한 횡단면도.

도 15는 도 13의 렌즈의 단 하나의 프리즘을 확대 도시한 상부 평면도.

도 16은 10 개의 디옵터 렌즈를 형성하기 위한 안경 틀을 도시한 상부 평면도.

도 17은 도 16의 17-17선을 따라서 취한 횡단면도.

도 18은 복수 개의 집적의 12개의 디옵터 프리즘들을 구비하고 있는 렌즈를 도시한 상부 평면도.

도 19는 도 18의 19-19선을 따라서 취한 횡단면도.

도 20은 도 18의 렌즈의 단 하나의 프리즘을 확대 도시한 상부 평면도.

도 21은 12개의 디옵터 렌즈를 형성하기 위한 안경 틀을 도시한 상부 평면도.

도 22는 도 21의 22-22선을 따라서 취한 횡단면도.

도 23은 6개의 디옵터 렌즈들을 개략적으로 도시한 측 입면도.

도 24는 8 개의 디옵터 렌즈들을 개략적으로 도시한 측 입면도.

도 25는 10 개의 디옵터 렌즈들을 개략적으로 도시한 측 입면도.

도 26은 12 개의 디옵터 렌즈를 개략적으로 도시한 측입면도.

도 27은 6개의 디옵터 렌즈들을 위한 렌즈 안경 틀을 개략적으로 도시한 횡단면도.

도 28은 도 27의 28-28선을 따라서 도시한 상부 평면도.

도 29는 복수 개의 집적 프리즘들을 구비하고 있는 렌즈를 도시한 상부 평면도.

도 30은 도 29의 30-30선을 따라서 취한 횡단면도.

도 31은 도 29의 렌즈의 단 하나의 프리즘을 확대 도시한 상부 평면도.

도 32는 다수의 집적 프리즘들을 구비하고 있는 렌즈를 형성하는 안경 틀을 도시한 상부 평면도.

도 33은 도 32의 33-33선을 따라서 취한 횡단면도.

도 34는 이미지 강화 렌즈와 결합되어 있는 좌 시험 테스트 렌즈들을 도시한 상부 평면도.

도 35는 이미지 강화 렌즈와 결합되어 있는 우 시험 테스트 렌즈들을 도시한 상부 평면도.

도 36은 이미지 강화 렌즈의 원뿔형 실시예를 도시한 횡단면도.

도 37은 이미지 강화 렌즈의 원뿔형 실시예를 도시한 횡단면도.

도 38은 이미지 강화 렌즈의 원뿔형 실시예를 도시한 횡단면도.

도 39는 원뿔형 렌즈의 내부 표면상에 프리즘을 형성하기 위한 원뿔형 렌즈 및 안경 틀을 도시한 횡단면도.

도 40은 렌즈의 내부 표면상에 복수 개의 프리즘을 구비하고 있는 원뿔형 렌즈를 형성하는 다른 안경 틀을 도시한 횡단면도.

도 41은 도 40의 41-41선을 따라서 취한 상부 평면도.

도 42는 렌즈 장착 대내의 원뿔형 렌즈를 도시한 횡단면도.

본 발명은 렌즈 부재 위에 복수 개의 합병 프리즘을 구비한 프리즘의 렌즈를 포함하고, 여기에서 프리즘은 베이스 외부 방향인 정점 내에 비 프리즘 영역을 에워싼다. 각 프리즘은 상기 비 프리즘을 에워싸기 위하여 두 개의 다른 프리즘에 접촉하고 근접한다. 본 발명은 원뿔형, 구면 또는 비구면 렌즈 부재의 형태를 포함하는 다수의 다른 방도의 도안 계수를 합병할 수 있다. 추가로, 복수 개의 프리즘은 대물면 또는 렌즈의 이미지면에 장착될 수 있다.

상기 렌즈를 통하여 통과하는 상기 이미지들은 축소, 확대 또는 전환 없이 1 대 1 이다. 상기 프리즘은 상기 렌즈의 합병부를 통하여 프리즘으로써 작용하는 프리즘에 대해 이해된다.

하나의 실시예에서, 상기 프리즘 렌즈 부재는 안과의 프리즘의 교정, 이미지 강화, 시력 강화 렌즈, 안과 렌즈로 사용되고, 상기 렌즈의 중심 비 프리즘 영역을 향하여 모든 정점들을 한정짓는 360 프리즘을 포함한다. 첫 번째 실시예에서, 상기 렌즈 부재의 대물면 및 이미지면 중 하나는 일반적으로 구면 베이스 곡선에 의해 실질적으로 한정된다.

상기 안과 렌즈는 단일 요소 경량 프리즘의 이미지 강화 렌즈이고, 여기에서, 근접 프리즘 사이의 계면은 실질적으로 육안으로 볼 수 있다. 상기 렌즈는 규정 만곡 및 보통 중심 시각의 시야를 수용하기 위한 망막의 중심 시각적인 감각 기능 영역 및 상기 망막의 적어도 부분적으로 무감각한 주변 영역을 가지는 사람들을 위한 렌즈를 제공하는 것이 요구되는 것으로써 두 개의 초점을 포함한다.

추가로, 단일 시력 규정 교정 렌즈 또는 두 개의 초점 시력 규정 교정 렌즈 또는 자외선을 최소화하기 위한 안경 착용을 강화하는 여과된 비-규정인지를 용이하게 할 수 있는 안경 이미지의 렌즈가 심사숙고되었다. 상기 렌즈들을 통한 모든 굴절된 이미지들은 압축 또는 축소가 없는 보통 충분한 크기로 존재한다. 규정 교정 프리즘의 렌즈를 가진 안경 이미지의 렌즈 시스템은 확대된 시야를 갖추기 위한 조사 및 눈 회전이 없고, 따라서, 거기에는 복시가 없다. 즉, 상기 이미지의 동일 시야는 광학축 및/또는 복시를 최소화하기 위해 환자 눈의 광학축을 따라 배치된다. 두 개의 초점 또는 비 프리즘 윈도우 렌즈 이외에, 거기에는 상기 렌즈로 볼 수 있는 프리즘 렌즈는 실질적으로 없다. 상기 정확한 만곡은 상기 렌즈의 대물 또는 이미지면 위의 렌즈 부재 위에 형성된다. 상기 렌즈를 제조하기 위한 형틀 및 방법이 또한 공표 되었다. 중심 시력 개선 및 N. S. M. D로 인한 맹안의 문제 및 망막염 착색, 수축된 시야를 가진 녹내장, 헤미아노피아와 같은 문제들은 상기 실시예의 규정 교정된 프리즘 안경에 의해 실질적으로 극복할 수 있다.

본 렌즈들이 결합되어 있는 안경 착용은, 다양한 갈라레안(Galalean), 오쿠테크(Ocutech) 망원경, 무결정 렌즈, 프레스널(Fresnel) 프리즘들, 작은 프리즘들, 유리, 환자의 정상 처방 안경알들에 부착되는 버튼(buttons)들 중 어느 것과도 같지 않다. 이 같은 광학 보조 기구에 의해서 제공되는 시야들은, 단일-접안 렌즈(mon-ocular)이고, 환자가 그들의 눈을 회전시키는 것을 요구하거나, 강화된 시야를 보기 위하여 작은 프리즘, 버튼 또는 유리 내를 쳐다보는 그들의 눈을 정밀 검사한다. 프리즘을 강화시키는 시야 내를 쳐다보기 위하여 그들의 눈을 정밀 검사하거나 회전시키는 동안, 그들의 다른 눈은 뒤따라서, 어떤 프린지(fringe) 대물에 대한 시야를 상실하여 복시 상태를 만든다.

비교하여 볼 때, 현재의 렌즈를 가지고서, 눈의 회전 또는 필요한 정밀 검사가 없고, 복시증이 없다. 상기 렌즈들은, 표준 시험 프레임들 또는 각 환자에 적합한 최상의 RX 값을 결정하기 위하여 표준 시험 테스트 공간들을 가지고 있는 대응물을 사용하는 단 하나의 요소 렌즈들로 굴절된다. 현재의 렌즈를 위해서 모든 굴절 이미지들은 실제적이고 정상적이면 완전한 크기이다. 이미지들의 압축 또는 축소가 없다.

다른 실시예에서, 이미지 강화 렌즈들은 실질적으로 원뿔형 베이스 곡률을 가지고 있는 렌즈 부재를 사용한다. 즉, 상기 렌즈 부재들은 실질적으로 원뿔형 °는 절두 형상으로 형성될 수 있고, 정점 또는 상부 표면은 중앙 비 프리즘 영역을 한정하고, 복수 개의 프리즘은 렌즈 부재의 내측 또는 외측 이미지 위에 놓여 있다. 즉, 구면 베이스 곡선 상에 복수 개의 프리즘들을 위치시키는 것보다, 본 실시예에서는, 실질적으로 원뿔형 또는 절두형 렌즈 부재가 형성되어 있고, 상기 렌즈 부재의 정점은 명확한 구경을 포함하고 있고, 상기 프리즘 베이스들은 중심 구경으로부터 소정 간격으로 이격되어 있다.

또 다른 실시예에서, 렌즈 부재의 이미지면 및 대물면은 비구면 곡률을 포함하고 있다. 다시, 집적 프리즘들은 정점 내에 위치되어 있고, 중심 비 프리즘 부위를 에워싸기 위해서 방위 밖으로 위치되어 있다. 상기 프리즘들은 렌즈 부재의 대물면 또는 이미지면들 중 한 곳에 위치될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 보면, 본 발명의 이미지 강화 렌즈 10가 도시되어 있다. 상기 이미지 강화 렌즈 10는 대물면 12 및 이미지면 14를 구비하고 있고, 빛은 렌즈의 일반적인 작동시 상기 대물면로부터 이미지면을 통과한다. 상기 렌즈 10는, 비 프리즘 영역 90을 둘러싸고 있는 다수의 집적의 접촉 프리즘 60을 구비하고 있는 렌즈 부재 30를 포함하고 있다. 상기 비 프리즘 영역 90은, 렌즈 부재 30의 광 중심선에 동심을 이루거나 둘러싸고 있다. 비록, 비 프리즘 영역 90은 렌즈 10의 일부로서 도시되어 있지만, 비 프리즘 영역 90은 렌즈 부재 30의 구경으로서 형성될 수 있다는 것을 알 수 있다. 상기 비 프리즘 영역 90은 보정 또는 이미지 수정 특정 없이 명확한 비 프리즘 구경으로서 형성될 수 있다. 각각의 프리즘 60은 베이스 62 및 정점 72을 구비하고 있고, 각각의 정점 부분은 정점 72에 인접한 프리즘의 절두부 68에 의해서 한정되어 있어서, 프리즘 60의 잔여 부위로부터 정점 72을 분리시킨다. 상기 절두부 68는 비 프리즘 영역 90과의 경계 면에 있다. 바람직하게, 프리즘 60은 중앙 비 프리즘 영역 90을 에워싸거나 둘러싸기 위해서 렌즈 부재 30와 일체로 형성되어 있다. 비록, 본 실시예들 중 몇몇은 360 집적의 접촉 프리즘 60에 의해서 기술되어 있지만, 프리즘의 수는 3으로부터, 720, 1080 또는 그 이상과 같은, 360을 초과하는 범위에 이를 수 있다는 것을 알 수 있다. 각각의 실시예에서, 상기 프리즘 60들은 비 프리즘 영역 90을 에워쌈으로서 접촉한다.

각각의 프리즘 60은, 비 프리즘 영역 90을 에워싸기 위해서 두 개의 다른 프리즘들에 인접하거나, 접촉하고 있다. 렌즈 10는, 원뿔형, 구면 또는 비구면 베이스 곡률을 가지고 있는 렌즈 부재 30상에 프리즘 요소들의 형성부를 포함하고 있는 다수의 선택적 형상 변수들을 포함할 수 있다. 즉, 이미지 강화 렌즈 10는 렌즈 부재 30로서 사용될 수 있고, 렌즈 부재의 적어도 대물 및 이미지면중 하나는, 일반적인 구면 베이스 곡률, 일반적인 원뿔형 베이스 곡률, 또는 비구면 곡률에 의해서 한정되어 있다. 더욱, 복수 개의 프리즘 60은 렌즈 10의 대물면 12 또는 이미지면 14상에 위치될 수 있다. 각각의 구조 내에서, 각 프리즘의 디옵터뿐만 아니라 프리즘의 수는 형상 및 적용 고려 사항에 따라서 변화될 수 있다.

구면 실시예

구면 렌즈 부재 실시예에서, 이미지 강화 렌즈 10는, 정면 또는 대물면 12 및 후방 또는 이미지면 14를 구비하고 있는 렌즈 부재 30를 포함하고 있다. 대물 및 이미지면 12,14 중의 하나는 구면 베이스 곡률을 포함하고 있고, 대물 및 이미지 표면들 중 잔여 부분은 비 프리즘 영역 90을 에워싸고 있는 복수 개의 집적의 접촉 프리즘 60을 포함하고 있다. 비 프리즘 영역 90은 렌즈 10의 광학축을 에워싸고 있고, 원형 외주를 구비하고 있는 형상들이 도시되어 있다. 따라서, 비 프리즘 영역 90의 크기는 면적 직경으로서 기술될 수 있다.

도 3 내지 도 26에 도시된 바와 같이, 프리즘 60은 베이스 62 및 정점 72을 구비할 수 있도록 설계되어 있다. 상기 프리즘 60은 렌즈 부재 30의 외주에 있는 베이스 62로부터 렌즈 부재의 광학축에 끝나는 정점 72으로 연장하도록 처음에 설계된다. 구조에 있어서, 중앙 영역 90은 비 프리즘이고, 상기 프리즘 60은 중앙 영역의 외주의 68에서 절두된다. 즉, 렌즈 부재 30의 광학 중심선에 있는 정점 72에서 끝나기보다는, 프리즘 60의 정점은, 프리즘이 중앙 영역 90내로 연장되지 않고, 오히려 절선 68에서 끝나도록 절두된다.

특히 렌즈 10의 안과 적용에 있어서, 상기 중앙 영역 90을 에워싸고 있는 접촉 프리즘 60들은 시각 악화에 적합한 처방 교정 프리즘 안경알들로 사용되고, 낮은 시력의 시각적으로 악화된 환자에 적합한 올바른 이미지 강화 렌즈들이다. 상기 렌즈들은 두 개의 초점을 가지고 또는 두 개의 초점이 없는 상태로 형성될 수 있다.

상기 형상에 있어서, 상기 렌즈 30 부재는 구면 베이스 곡률을 가지고 있고, 중심 영역 90 주변에 위치된 360 집적 접촉 프리즘 60들로 형성되어 있다. 프리즘 60의 구조에 따라서, 렌즈 10는, 시각적으로 악화된 사람들 또는 단순히 정상적인 처방 교정을 필요로 하는 정상적인 완전한 시각을 가지고 있는 사람들에게 사용될 수 있다.

시각적으로 악화된 사람을 조력하기 위한 상기 렌즈들에 있어서, 프리즘 디옵터들은, 바람직하게는, 약 6 내지 14 디옵터 사이의 범위, 약 6 내지 16사이에 있다. 상기 비 프리즘 중앙 영역 90은 약 4㎜ 내지 14㎜사이의 직경을 가지고 있다. 상기 렌즈 10들은, 노화에 따른 반점 퇴화, 망막염 피그멘토사(Pigmentosa), 개방 또는 수축 부위를 가지고 있는 녹내장, 반점 퇴화, 반점 퇴화를 가지고 있는 스타가트(stargart) 증후군, 반점 퇴화를 가지는 유셔(Usher) 증후군, 반점 퇴화를 가지는 홀그렌(hallgren) 증후군, 근시, 안진증, 스트라브무스(strabmus), 색소 겹핍증, 및 예 수술로 인한 백내장 문제로 고통받고 있는 사람들을 도울 수 있을 것으로 생각된다.

접촉 프리즘 60의 뚜렷한 디옵터는, 두 개의 초점을 가지거나 두 개의 초점이 없이, 안경알들을 강화시키는 실제 시력이고, 기능적인 망막 이미지에 굴절되는 이미지들을 밝게 하는 약 25%의 빛 전달을 제공하는 일반적으로 완전한 환자에 적합한 안경알들을 강화시키는 처방 교정 프리즘 시력으로 렌즈 10들을 사용할 수 있도록 한다.

정상적인 완전한 시각을 가진 사람들에 적합한 교정 렌즈에 대한 특별한 실시예에서, 렌즈 10는 구면 베이스 곡률을 가지고 있는 단 하나의 요소이고, 상기 프리즘 렌즈는, 정점 72 내에서 정점 72내에서 360, 1。 프리즘 60이 있고, 베이스 아웃 62 방위는 중앙 영역 90을 둘러싸고 있다. 렌즈 블랭크는 구면 곡률을 가지고 있는 반면에, 렌즈 부재 30는 셸프(shelf) 안과 렌즈 고정 프레임을 이탈하여 조절될 수 있도록 날카롭게 되어 있다. 프리즘 60의 디옵터들은 약 2 내지 4사이에 있다. 중앙 비 프리븜 영역 90은 약 12 내지 16 밀리미터 사이의 직경을 가지고 있고, 바람직한 값들은 약 12, 14 및 16 밀리미터이다. 상기 형상은 또한 두 개의 초점을 포함할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 프리즘 렌즈 10들은, 종래의 안과 렌즈보다 25%이상의 많는 전달성 빛을 기능 망막에 제공함으로서 정상적으로 교정된 시력을 강화시킨다. 상기 증가된 빛 전달 량은 기능 망막에 더 밝고 예리한 이미지를 제공하여 난시를 감소하거나 제거한다.

상기 렌즈 10는, 의료 진단 장비, 굴절률 측정기, 포로프터스(phoropters), 오프탈모스코프스(opthalmoscopes) 및 관련된 접안 렌즈, 골드맨(goldman) 시야계, 안구 베이스부 카메라, 시험 테스트 렌즈들, 스포츠 망원경 및 쌍원경, 광학 제조 정렬 장비, 시험을 시험하는 광학 렌즈 벤치, 현미경, 측량 기사의 측정 경, 카메라 렌즈 및 액시콘(axicon) 정렬 장비에 적용할 수 있다.

즉, 구형 형상으로, 다수의 프리즘 60들, 특히 360 프리즘들은, 연마되어 안경 틀 120의 광학 베이스 곡률면상에서 닦아진 다음, 렌즈 블랭크는 렌즈 부재 30의 광학 중심선을 향하여 끝나는 모든 정점들 72을 구비하여 성형된다. 언급한 바와 같이, 상기 프리즘 60 디옵터 범위는, 다양한 눈 문제들 및 환자의 몸체로서 명기된 것과 같은 일반적인 완전 시각 환자에 적합한 안경알들을 테스트하고 착용시킨 것을 보상하기 위하여 2, 4, 6, 8, 10이다.

본 안경알들은 단일화된 굴절 시야를 제공하여 환자 눈의 광학 중심 또는 환자의 기능 망막의 광학 중심뿐만 아니라 렌즈 10들의 광학축상의 단일화된 시야 또는 이미지들을 집중하여 사용하는 동안 복시증을 최소화한다.

굴절하는 동안, 기능적 망막은 렌즈 10의 비 프리즘 섹션 내에 정확히 놓인다. 상기 정확한 정렬은 원할 경우 두 개의 초점을 가지고 있는 완전한 두 개의 초점 시력을 제공한다. 상기 환자 안경알들은 굴절되고, 시력은 환자를 교정한다. 현재의 처방 교정 프리즘 안경알들을 착용시키는 것을 조절하기 위해 필요한 환자 훈련은 없다. 착용자에게 있어서, 렌즈 10들은 정상적인 처방 안경알들로서 느껴지면서 착용된다. 두 개의 초점을 제외하고는, 관찰되는 뚜렷한 선들이 없고, 미안 적으로는, 그것은 정상적인 일상의 처방 교정 안경처럼 보인다.

상기 프리즘 60은 렌즈 10의 이미지면 14상에 놓일 수 있다. 바람직하게, 프리즘 60의 각각은 동일한 크기를 가지고 있고, 동일한 디옵터를 나타낸다. 그러나, 렌즈 10의 제작적인 측면에서 말하자면, 프리즘 60의 디옵터는 변화될 수 있다. 렌즈 10의 대물면 12는 연마되거나 처방 교정을 제공하기 위하여 형성될 수 있다.

도 3 내지 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 프리즘 60은 6 디옵터를 가지고 형성되어 있다. 상기 프리즘 60은 정점 72로부터 베이스 62로 37.5㎜의 길이를 가지고 있고, 인접 프리즘에 접촉하고 있는 프리즘의 면들은 1。의 아크(arc)에 이른다. 상기 베이스 62는 0.655㎜의 길이를 가지고 있다. 상기 프리즘 60의 광학 중심선은, 베이스의 길이 및 집중면들에 의해서 형성된 각을 양분한다. 렌즈 부재 30를 구비하여 형성됨으로서, 프리즘 60은 절선 68에서 정점 72에 인접하여 절두된다.

도 6 내지 도 7을 참조하여 보면, 6 개의 디옵터 렌즈에 적합한 안경 틀 122은, 각 프리즘의 정점 72이 렌즈 부재 30의 광학축을 향하여 끝날 수 있도록 구성되어 있다. 더욱, 프리즘 60의 정점 72은 중심 영역 90의 외주에 있는 68에서 절두된다. 상기 안경 틀 122은 비 프리즘 영역 90이 3,4,5,6,8,10,12,14 또는 16㎜를 가질 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 중앙 영역 90은 안경 틀 122의 광학축 주위에 중심이 있다. 상기 프리즘들을 형성하는 안경 틀 122의 표면들은 5 링들 또는 그 이상으로 광학적으로 윤이 내진다. 상기 안경 틀 122는 대향 프리즘들의 베이스 사이에 76㎜의 직경을 갖는다. 상기 안경 틀 122는, 80㎜의 전체 직경을 가지고 있는, 프리즘 베이스의 높이에 대해서 3.5㎜의 높이를 가지고 있다. 상기 안경 틀 122는 금속 또는 유리로 형성될 수 있고, 유리 안경 틀의 사용할 때, 바람직한 물질은 짧은 안경 알 BK-7 또는 +/- 0.10㎜의 공차와 일치한다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 프리즘 60은 8 디옵터를 가지고 형성될 수 있다. 프리즘 60은 정점 72로부터 베이스 62까지 37.5㎜의 길이를 가지고 있고, 인접 프리즘과 접촉하고 있는 프리즘의 면들은 1。의 아크에 이른다. 상기 베이스 62는 0.655㎜의 길이를 갖고 있다. 프리즘 60의 광학 중심선은, 베이스 62의 길이 및 집중면들에 의해서 형성된 각을 양분한다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 8 디옵터 렌즈 10에 적합한 안경 틀 124은, 각 프리즘 60의 정점 72가 렌즈 부재 30의 광학 축을 향하여 끝날 수 있도록 구성되어 있다. 더욱, 프리즘 60의 정점 부분은 중심 영역 90의 외주에 있는 나이프 에지 68에서 절두된다. 상기 안경 틀 124는, 중심 영역 90이 3,4,5,6,8,10,12,14 또는 16㎜의 직경을 가질 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 중심 영역 90은 안경 틀 124의 광학 축 주변에 중심을 이룬다. 상기 프리즘들을 형성하는 안경 틀 124의 표면들은 5 링들로 또는 더 양호하게 광학적으로 폴리싱될 수 있다.상기 안경 틀 124은 대향 프리즘 60의 베이스 62사이의 76㎜의 직경을 가지고 있다. 상기 안경 틀 124은 80㎜의 전체 직경을 가지고 있다.

도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 프리즘 60은 10 디옵터로 형성되어 있다. 프리즘 60은 정점 72으로부터 베이스 62까지 37.5㎜의 길이를 가지고 있고, 인접 프리즘에 접촉하고 있는 프리즘의 면들의 1。의 아크에 이른다. 상기 베이스 62는 0.655㎜의 길이를 갖는다. 프리즘 60의 광학 중심선은 베이스 62의 길이 및 집중면들에 의해서 형성된 각을 양분한다.

도 16 및 내지 도 17을 참조하면, 10 디옵터 렌즈 10에 적합한 안경 틀 126은, 각 프리즘 60의 정점 72이 렌즈 부재 30의 광학 축을 향하여 끝날 수 있도록 구성되어 있다. 더욱, 프리즘 60은 중심 영역 90의 외주에 있는 나이프 에지 68에서 절두된다. 상기 안경 틀 126은 중심 영역 90이 3,4,5,6,8,10,12,14 또는 16㎜의 직경을 가질 수 있도록 형성되어 있다. 상기 중심 영역 90은 안경 틀 126의 광학 축 주변이 중심이 있다. 프리즘 60을 형성하는 안경 틀 126의 표면들은 5 링들로 또는 더 양호하게 광학적으로 윤이날 수 있다. 상기 안경 틀 126은 대향 프리즘 60의 베이스 62사이에 76㎜의 직경을 가지고 있다. 상기 안경 틀 126은 80㎜의 전체 직경을 가지고 있다.

[실시예]

도 18-20에 나타난 바와 같이, 프리즘 60은 12 디옵터로 형성될 수 있다. 프리즘 60은 정점 72로부터 베이스 62까지 37.5 mm의 길이를 갖고, 상기 인접 프리즘과 접촉하는 프리즘 면은 1°의 아크에 이른다. 베이스 62는 0.655 mm의 길이를 갖는다. 프리즘 60의 광학 중심선은 상기 베이스 62의 길이 및 수렴면으로 형성되는 각을 양분한다.

도 21 및 22에 있어서, 12 디옵터 렌즈용 틀 128은 각 프리즘 60의 정점 72가 렌즈 부재 30의 광학축을 향해서 끝나도록 구성된다. 또한, 상기 프리즘 60의 정점부는 비 프리즘 영역 90의 둘레에서의 나이프 에지 68에서 잘려진다. 틀 128은 중앙 영역인 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14 또는 16 mm의 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 중앙면 90은 틀 128의 광학축에 대하여 중앙에 위치한다. 프리즘 60을 형성하는 틀 128의 표면은 5 링 이상까지 광학적으로 폴리싱(polishing)된다. 틀 128은 마주 보는 프리즘 60의 베이스 62 사이에 76 mm의 직경을 갖는다. 틀 128은 80 mm의 전체 직경을 갖는다.

렌즈 10은 1.498 이상의 N 값을 갖는 CR-39 이나 그 균등물과 같은 안과용 플라스틱이 바람직하다.

도 23-26은 렌즈 부재 30용 렌즈 블랭크의 측면 및 6, 8, 10 및 12 디옵터 배열을 위한 프리즘 60의 높이를 보여준다. 중앙 영역 90은 10 mm로 나타나 있으나, 중앙 영역의 직경은 전술한 직경의 어느 것도 될 수 있다. 렌즈 부재 30의 직경은, 중앙 영역 90의 단부로부터 30.00 mm의 렌즈 부재의 둘레까지의 공칭 반경을 갖는 60 내지 80 mm로 나타나 있다.

구체적으로는 도 23에 나타난 바와 같이, 6 디옵터 실시예에서 6 디옵터 프리즘내의 프리즘 60의 베이스 62는 3.42 mm의 높이 (렌즈 부재 30의 광학축을 따른 길이), 6 °의 프리즘 대물면과 프리즘 이미지면 사이의 각 및 32.5 mm의 정점 72로부터 상기 베이스에 이르는 설계 길이를 갖는다.

도 24에 있어서, 8 디옵터 실시예에서 8 디옵터 프리즘의 프리즘 60의 베이스 62는 4.56 mm의 길이 (렌즈 부재 30의 광학축을 따른 길이), 8 °의 프리즘 대물면과 프리즘 이미지면 사이의 각 및 32.5 mm의 정점으로부터 베이스에 이르는 길이를 갖는다.

도 25에 있어서, 10 디옵터 실시예에서 10 디옵터 프리즘의 프리즘 60의 베이스 62는 5.73 mm의 길이 (렌즈 부재 30의 광학축을 따른 길이), 10 °의 프리즘 대물면과 프리즘 이미지면 사이의 각 및 32.5 mm의 정점으로부터 베이스에 이르는 길이를 갖는다.

도 26에 있어서, 12 디옵터 실시예어서 12 디옵터 프리즘의 프리즘 60의 베이스 62는 6.90 mm의 길이 (렌즈 부재 30의 광학축을 따른 길이), 12 °의 프리즘 대물면과 프리즘 이미지면 사이의 각 및 32.5 mm의 정점으로부터 베이스에 이르는 길이를 갖는다.

도 27 및 28은 안과용 배열에서 프리즘 렌즈 10을 형성하는 틀 130을 보여준다. 구체적으로는, 틀 130의 베이스 곡선은 5.66 mm의 광학축을 따른 크기 및 4 mm 직경 중앙 비 프리즘 영역 90을 형성한다. 프리즘을 형성하는 표면은 50 나모미터까지 광학적으로 폴리싱된다. 틀 재료는 일렉트롤리스(electroless) 니켈로 코팅된 구리 OFHC일 수 있다. 비록 프리즘 정점 72가 렌즈 부재 30의 광학축에서 끝나도록 설계되더라도, 프리즘 60은 중앙 영역 90의 둘레에 있는 나이프 에지 6에서 잘려진다. 즉, 프리즘 60은 중앙 영역 90의 둘레에서 끝나지만 렌즈 부재 30의 광학축까지 연장될 수 있도록 설계된다.

도 29-31에 나타난 바와 같이, 렌즈 부재 30은 80 mm의 직경을 갖고 12 디옵터의 집적 인접 프리즘 60을 포함한다. 비록 소정 곡선이 렌즈 10의 대물면 또는 전면 위에 나타나더라도, 상기 소정 곡선은 상기 대물면 °는 전면 위에 형성되는 프리즘을 갖는 렌즈 부재 30의 이미지면 또는 후면 위에 형성되는 것으로 이해된다. 이미 설명된 배열에서, 렌즈 부재 30은 각 프리즘이 °(degree)에 이르는 360개의 프리즘 60을 갖는 렌즈 10의 이미지면 또는 후면 위에 기본 구면 곡률로 형성되어서, 여기서 12 디옵터 프리즘의 베이스는 렌즈 부재의 광학축을 따라서 약 6.9 mm의 크기와, 4 mm의 직경을 갖는 선명 영역 90 및 상기 렌즈의 광학축을 따라서 2.00 mm의 선명 영역의 두께를 갖는다. 주어진 프리즘 60은 40 mm의 정점 72로부터의 베이스 62까지의 거리를 갖고 인접 프리즘과 접촉하는 수렴면은 1 °의 각도를 갖는다. 따라서, 베이스 62는 0.698 mm의 크기를 갖는다. 렌즈 10은 1.498 이상의 N 값을 갖는 CR-39 또는 그 균등물과 같은 안과용 플라스틱이 바람직하다. 또한, 이미지가 통과하는 모든 표면은 안과용 플라스틱용 미국가 기준 (American National Standards)의 광학 요건에 부합하여야 한다.

도 32-33에 나타난 바와 같이, 프리즘 렌브 부재 30을 형성하는 틀 132가 개시된다. 틀 132는 360개의 집적 프리즘 60을 형성하는 표면을 포함하고 여기서 프리즘 60의 정점 72는 68에서 잘려서 중앙 영역 90을 에워싼다. 중앙 영역 90은 4 mm의 직경과 85 mm의 전체 직경을 갖고, 여기서 외주 플랜지는 2.5 mm의 반경을 갖고 그 요소는 1.2 mm의 두께를 갖는다.

도 34-35에 있어서, 저굴절용의 전형적 좌우 장 팽창 시편 프리즘 142, 144가 개시되어 있다. 보여진 시편 세트의 특정 디옵터는 6이다. 그러나, 그 값은 전술한 어느 값도 될 수 있다. 시편 142, 144는 디옵터 및 중앙 구경 직경이 한묶음의 셋트 표면에 스탬프로 찍히거나 표시된 채로, 표준 38 mm 스피어 리테이너 링 (sphere retainer ring) 146 내에서 유지될 수 있는 크기이다.

안과용 구성에 부가하여, 프리즘 렌즈가 소정 보정 표면 없이도 구성될 수 있다. 즉, 프리즘 렌즈에 의한 강화된 광 투과 때문에 망원경 및 카메라를 포함하는 상업적 이미지 시스템의 이미지를 강화할 수 있다.

원추형 실시예

도 2에는 원추형 실시예가 나타나 있다. 원추형 실시예에 있어서, 렌즈 부재 30은 제 1 단부 152 및 그 보다 작은 제 2 단부 154를 갖는 절두체 150을 형성한다. 절두체 150은 상기 절두체의 수렴 단부 154에서 외표면 156, 내표면 158, 캡 160을 갖는다. 캡 160은 내부 캡 표면 162 및 외부 캡 표면 164를 갖는다. 이미 나타낸 배열에서, 프리즘 60은 광이 절두체 150의 열린 단부 152로부터 상기 절두체의 수렴 길이를 따라서 통과하여 평행 방위 내에서 캡 160을 통하여 끝날 수 있도록 상기 내표면 158 위에 형성된다. 광선은 원추형 렌즈로 입사할 때 제 1 밀도를 갖고, 그 후 상기 광선이 수렴되어 작은 캡을 통하여 렌즈를 빠져나올 때 에너지 밀도가 더 커진다. 다음, 렌즈 10의 설계에 있어서, 프리즘 정점 72의 가상 위치는 상기 캡 160 너머에 있다. 즉, 원추형 렌즈가 형성되고 원추 부분이 상기 원추의 베이스에 평행한 면을 따라서 잘려진다. 도 37 및 38은 또한 원추형 렌즈 10의 여러 가지 배열을 보여준다.

원추형 실시예에 있어서, 렌즈 10은 광 파이프가 아니고 제어된 초점을 갖는 실제 광학 렌즈이다. 원추형 렌즈는 광 빔이 상기 렌즈를 통과할 때 광 빔을 집속하므로 상기 빔의 에너지 밀도를 증가시킨다. 상기 렌즈는 완전 내부 반사성인 것이 바람직하다. 캡 160에서의 렌즈 구경은 배출 빔의 직경을 제어하거나 조절하는데 사용된다. 캡 160은 원하는 작동 환경에서 필요한 특정 반경을 갖는 발산 렌즈로 작용할 수 있도록 형성된다. 프리즘 60의 특정 디옵터는 상기 렌즈의 극한 작동 환경이 요구하는 배출 빔의 초점 및 초점 길이를 제어할 수 있도록 선택된다.

원추형 실시예에서 이미지 강화 렌즈 10은 원추형 베이스 곡률, 상기 렌즈 부재 30의 표면 위에 있는 복수개의 집적 프리즘 60 및 중앙 비 프리즘 영역 90을 갖는 렌즈 부재 30을 포함한다. 중앙 영역 90은 절두체의 상부에 위치하고 원추형 렌즈 부재의 광학 중심을 포함한다. 중앙 영역 90은 1/1000 인치 정도로 작은 직경을 갖는다. 상기 영역 90은 16 mm까지의 직경을 갖는 것으로 생각된다. 도 36 및 39에 나타난 것처럼, 가상 프리즘 정점이 렌즈 부재 30의 광학축에서 및 절두체 150의 단부 154와 캡 160을 넘어서서 끝나도록 설계된다. 렌즈 부재의 광학축 및 원추의 외표면 사이의 각은 5° 내지 85° 사이의 범위에 있다.

프리즘 60은 작동 변수가 요구하는 렌즈의 대물면 또는 이미지면 위에 놓인다. 각 프리즘 60은 베이스 62와 가상 정점 72 및 상기 프리즘이 상기 중앙 영역 90의 둘레에 있는 절두부 68에서 끝나는 절선 68을 갖는다. 각 프리즘 60은 같은 크기를 갖고 같은 디옵터를 나타내는 것이 바람직하다. 그러나, 디옵터가 다양할 수 있다는 것은 렌즈 10의 제조시에 설명된 바와 같다. 바람직한 구성에 있어서, 상기 렌즈 부재 30은 중앙 비 프리즘 영역 90 주위에 위치하는 360개의 프리즘 60을 갖고, 여기서 각 프리즘은 절두부 68에서 혹은 중앙 비 프리즘 영역과 인접하여 절두되고 각 프리즘의 베이스 62는 중앙 영역으로부터 방사상으로 이격되어 베이스 및 중앙 영역 사이에 절두부 68을 위치시킨다.

원추형 렌즈 10을 형성하기 위한 틀 136은 도 39에 나타난 바와 같다. 틀 136은 마무리된 렌즈의 내표면 158을 형성하는 수많은 프리즘 형성 표면을 갖는다. 틀 136은 렌즈 재료로 채워진 원추형 공동을 형성하고, 캡의 외표면 164는 결과적으로 원하는 작동 환경이 요구하는 바와 같은 반경을 갖게 된다. 프리즘 정점 72의 가상 수렴은 캡 160 위로 연장하는 점선으로 나타나 있다. 도 36은 또한 프리즘 정점 72의 가상 수렴 및 절두부 68을 보여준다. 원추형 렌즈 10의 형성을 위한 틀 136에 있어서, 원추형 틀 136은 360개의 프리즘 형성면로 형성되어 렌즈의 내표면 158을 형성한다. 틀 136은 일렉트롤리스 니켈로 코팅된 구리 OFHC로 형성되어 50 나노미터까지 광학적으로 폴리싱된다. 주입 가스켓은 틀 136 주위에 놓여서 외표면을 형성하고, CR 39 또는 폴리카보네이트 또는 유리인 렌즈 블랭크가 상기 공동내에 놓인다. 비록 틀의 본 프리즘 형성 표면이 상기 프리즘을 내표면 158 위에 위치시킬 수 있도록 선택되더라도, 틀은 상기 프리즘을 외표면 156 위에 위치시킬 수 있도록 구성된다.

도 40-41에 나타난 바와 같이, 원추형 렌즈용 틀 134는 원추형 렌즈 부재 30의 내표면 158 위에 프리즘 60을 위치시킬 수 있도록 형성된다. 틀 134는 5 링 이상까지 광학적으로 폴리싱된 360개의 프리즘 형성면을 포함한다. 틀 134는 6.9 mm인 프리즘 60의 중앙 영역 90 및 베이스 62 사이의 광학축을 따라서 크기를 형성하고, 여기서 상기 렌즈 부재 30은 80 mm의 직경을 갖는다. 정점 72는 중앙 영역 90의 둘레에 있는 나이프 에지 68에서 절두된다. 틀 134는 일렉트롤리스 니켈로 코팅된 구리 OFHC로 형성된다. 틀은 프리즘으로 작용하는 얻어진 렌즈내의 대응 형상을 만드는 프리즘 형성면을 갖는다.

원추형 실시예의 또다른 배열에 있어서, 렌즈 10은 18 mm의 공칭 길이를 갖고 렌즈 부재의 광학축 및 원추의 내표면 사이의 각은 20°이다. 프리즘 60은 원추형 배열이 25 mm의 높이를 갖도록 설계되고, 여기서 최종 절두체는 18 mm의 높이를 갖는다. 따라서, 하나의 1 ° 프리즘에 있어서, 원추의 베이스는 18.19 mm의 직경을 갖고 각 프리즘의 베이는 0.4365 mm의 길이를 갖는다. 각 프리즘 60은 따라서 캡의 둘레를 따라서 0.122 mm의 거리만큼 연장된다. 캡 160은 6 mm의 반경을 갖고 렌즈의 광학축을 따라서 0.5 mm의 크기를 갖는다. 원추각은 20° 원추각을 채용하는 특정 예에서는 10 내지 24°가 될 수도 있다. 캡 160은 0.001 내지 0.15 mm의 직경을 갖는 중앙 비 프리즘 영역 90을 포함한다.

원추형 렌즈의 또 다른 배열에 있어서, 렌즈 부재 30은 높이 26 mm, 베이스 직경 30 mm, 중앙 영역 90 직경 0.25 mm 및 광학축과 내표면 158 사이의 각도 30 °를 가질 수도 있다.

프리즘 60 사이의 거리 계산은 상기 렌즈 부재 30의 둘레 주위밖에 360개의 1 ° 동등한 측면 프리즘을 갖는 것에 대하여 행해질 수 있다. 틀 직경은 80 mm이고 베이스 곡선은 265 mm 이고 렌즈 블랭크 반경은 40 mm이다. 10 mm 직경의 중앙 비 프리즘 구경을 갖는 원추형 프리즘에서, 각 프리즘은 0.6984 mm의 렌즈 둘레를 둘러싸는 길이를 갖는다. 캡에서, 프리즘 60은 캡을 지나서 수렴되도록 설계되기 때문에, 프리즘은 상기 캡을 둘러싸는 둘레 길이를 갖는다. 구체적으로, 10 mm 직경 캡에서, 각 프리즘 90의 절선 68은 0.08730 mm의 길이를 갖는다. 중앙 구경 90은 4 mm까지 감소되었고 그 후 각 프리즘용 절선 68은 구경 둘레을 둘러싸는 0.03492의 길이를 갖는다.

원추형 렌즈 대 구면 반경 렌즈 사이의 주된 차이점은 구면체의 안과용 적용에 대한 원추형 렌즈의 망원경에의 적용이다. 원추형 렌즈는 바 코드 레이저 스캐너, CD ROM 리더/라이터 (readers/writers), 컴퓨터 이미지 프로젝션 레이져, 의학적으로 작동하는 레이저 장치, 컴퓨터 및 써보 구동 선반, 밀, 광학 그라인딩 및 폴리싱 장치의 셋업 및 배열, 액시콘 스타 이미지 배열 장치 (axicon star image alignment equipment), 신문 컨베이어를 포함하는 고생산성 컨베이어 장치의 배열, 항공 사진 카메라, 레이저 건 사이트 및 천체 항법 장치 등에 채용될 수 있다.

프리즘 60의 숫자, 프리즘의 디옵터, 대물면 또는 이미지면 위에서의 프리즘의 위치 및 원추각은 집광된 이미지를 상기 프리즘으로부터 중앙 개구를 통과하도록 선택되는 것이 바람직하다.

도 42에 있어서, 전형적인 원추형 렌즈 어셈블리가 나타나 있다. 상기 원추형 어셈블리에서 절두체 렌즈 부재 30이 렌즈 마운트 180 내에 놓인다. 렌즈 마운트 180은 렌즈 10을 유지할 수 있는 크기의 검은색의 양극 산화된 알루미늄 보디일 수 있다. 렌즈 마운트 180은 상기 렌즈 마운트 부분과 상기 마운트 사이에 0.010 mm 릴리프 포켓 182를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 마운트 180은 또한 만들어진 광선이 통과하는 배출 구경 184를 포함한다.

비구면형 실시예

비구면 실시예에 있어서, 이미지 강화 렌즈는 비구면 광학 표면을 갖는 렌즈 부재와 상기 렌즈 부재 30의 표면 위에 복수개의 집적 프리즘 60 및 중앙 비 프리즘 영역 90을 갖는다. 중앙 구경은 원추형 렌즈 부재의 광학 중심을 포함한다. 중앙 영역 90은 1/1000 인치 정도로 작은 직경을 가질 수 있다. 중앙 영역 90은 16 mm까지의 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 프리즘 직경은 상기 렌즈 부재 30의 광학축에서끝나도록 설계되고, 상기 프리즘은 절두되어 상기 비 프리즘 영역과 인접하게 된다. 프리즘 60은 비구면 렌즈 부재의 대물면 또는 이미지면 12, 14 위에 놓일 수 있다.

본 렌즈, 원추형, 구면형 또는 비구면형 실시예는 접촉 렌즈 또는 안경 등에 채용될 수 있고, 여기서 상기 접촉 렌즈 및 안경 양자 모두가 인접 프리즘 사이의 불연속성 보다는 인접 프리즘 사이의 강화되거나 혼합된 전이를 채용한다. 부가적으로, 정점부 및 비프리즘 영역 사이에서의 계면은 전이될 수 있거나 혼합될 수도 있다.

프리즘 사이의 강화되거나 혼합된 전이는 인접 접촉 프리즘 사이의 곡률의 반경 또는 프리즘과 렌즈 부재 30의 인접 표면으로부터 한정된다. 즉, 인접 프리즘 60의 공통 각은 실질적으로 함께 혼합되어 착용자 및 상기 렌즈를 보는 사람들에게는 구별할 수 없게 된다. 따라서, 렌즈 10은 구분되는 면을 나타내기 보다는 연속적인 형상을 갖는다. 인접 프리즘 60 사이의 표면을 형성하는 반경은 약 0.01 mm 내지 1000 mm 사이가 될 수 있다. 전이 또는 강화면은 중앙 구경 및 프리즘의 정점 사이에서처럼 프리즘 및 렌즈 부재 뿐만 아니라 즉 인접 프리즘으로 형성될 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 혼합 전이는 다수의 디옵터 프리즘 렌즈로 채용될 수 있다. 구체적으로, 프리즘 렌즈는 복수개의 인접 프리즘, 다른 디옵터를 갖는 적어도 두 개의 인접 프리즘 및 인접 프리즘 사이의 혼합 표면 전이와 복시(deplopia)가 도입되는 것을 실질적으로 막을 수 있도록 배열된 혼합 표면을 갖는 프리즘 렌즈를 포함한다.

본 렌즈는 접촉 렌즈 배열로 만들어질 수 있다. 이러한 배열에서 접촉 렌즈는 전면, 후면, 직교 중앙 시계에 적합한 수렴하는 비 프리즘 중앙 부분 및 상기 렌즈 부재의 후면 위의 적어도 하나의 프리즘을 갖는 단일 집적 렌즈를 포함하고 각 프리즘은 정점과 수렴 비-프리즘 부분과 인접하는 정점부 및 바깥으로 방사상으로 연장하는 베이스를 갖는다. 또한, 프리즘 60은 렌즈 부재의 대물면 또는 이미지면 중 어느 하나에 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 중앙 영역을 둘러싸는 집적 인접 프리즘을 갖는 프리즘 렌즈가 더 큰 렌즈내에 놓일 수 있다. 즉, 프리즘 부재는 그 자체가 더 큰 렌즈 부재를 둘러싸는 섬을 형성할 수 있고, 여기서 두 개의 초점 기능은 더 큰 보정 렌즈내에 있는 프리즘 렌즈를 통해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예가 특히 나타나고 설명되었지만 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 여러 변경과 수정이 가능할 것이다. 그러한 변경과 수정은 첨부한 청구의 범위에 속하는 것으로 판단된다.

다음 페이지는 광선의 자취와 렌즈 특성을 포함한다.

컴퓨터 코드 V 3차원 광선 추적

360렌즈 시스템은 스넬의 법칙 및 엑셀(EXCEL) 버전 5.0 코드 V 광디자인 프로그램에 나타나 있는 닥터 콘레디와 킹스레이크의 3차 계수로부터 유도되는 광학식을 사용하여 디자인되었다.

이하에 기재되는 사항은 각각의 눙의 상태에 유용한 데이터를 얻기위한 간단한 안내를 제공한다. 코드 V 출력은 다양한 눈의 상태를 이용한 렌즈 그림, 렌즈 구성 매개변수, 굴절율, 제 1 차 렌즈특성, 수차 3차 계수 및 다양한 눈의 상태와 스폿 다이아그램(spot diagram)을 이용한 광선 플롯(plot)으로 구성되어 있다.

다음과 같은 360렌즈 시스템의 영역은 코드 V 3차원 광선추적 프로그램을 사용하여 설계되고 검사되었다.

상태 1

모든 다른 계산의 기준선(baseline)으로 사용되는 애런 사피어(Aran Safir's)의 정상적인 눈의 계산

상태 2

1.75 디옵터 지시보정이 추가된 정상 눈의 계산

1.75 디옵터 지시보정이 마이너스된 정상 눈의 계산

상태 3

다른 모든 수차 및/또는 디스토션 계산의 기준선으로 사용되는, 정상 눈의 수차 및/또는 디스토션 계산

360 프리즘 보정렌즈를 가지는 상기 눈 상태의 계산

6 디옵터의 가산 또는 감산을 위한 눈 표면의 파워 계산

이완 및 순응된 눈의 다양한 필드에서의 스폿 크기 및 망막상에서의 주광선(chief ray)의 위치 계산

수직, 45도 및 다른 위치에서의 정상적인 플러스 및 마이너스 지시 렌즈(prescription lens)과 비교되는, 360 프리즘 짓 보정 렌즈를 장착했을 때의 이미지 위치 변화 계산

상태 4

마이너스 6 디옵터 보정 렌즈를 가진 이완된 눈에서의 코드 V 출력

마이너스 6 디옵터, 360 프리즘 지시 보정렌즈를 가지는 이완된 눈의 코드 V출력

마이너스 6 디옵터 보정 렌즈를 가진 순응(accommodated)된 눈에서의 코드 V 출력

중앙 두께가 2.0mm인 마이너스 6 디옵터, 360 프리즘 지시 보정렌즈를 가지는 이완된 눈의 코드 V 출력

360도 프로젝트가 이 보고서에 나타나 있는 모델을 사용하여 분석된다. 도 1은 시스템의 일반적인 레이아웃을 도시한다. 도 2는 보정렌즈/광학적 웨지 부분을 열거한다. 눈 모델은 도 3에 도시되어 있다. 표 1 및 2는 이 시스템의 모델링을 위한 추가적인 데이터를 포함한다.

필요한 광학적 웨지의 각도는 프리즘의 각변위 및 프리즘 디옵터의 한정과 관련이 있다. 공기중에 작은 각도의 얇은 웨지에 대해서는, 각변위 가 =(n-1)로 주어지며, 여기서 는 프리즘 재료의 굴절율이다. 12디옵터의 프리즘은 1m의 위치에서 12cm만큼 입사광을 이동시킨다. 결과적으로, 12디옵터의 정점 각도는 다음과 같이 주어진다:

= [tan^-1(0.12)]/n-1

보정렌즈는 광학적 웨지없이 직경 d의 중앙 지역을 포함한다. 이 직경은 도 2의 렌즈의 에지 두께에도 영향을 미친다.

눈은 애런 사피어에 의한 표 3-1의 굴절 및 임상광학의 테이터를 사용하여 모델링된다. 이러한 데이터는 여기에서는 표 2에 포함되어 있다. 곡률반경, 다음 표면 까지의 두께, 다음 표면까지의 매질의 굴절율이 사피어의 책으로부터 취해지고, "표준 눈"으로 리스트된다. 각 표면의 파워가 계산되고, 이어서 인접하는 표면의 파워가 결합된다.

상응하는 렌즈 파워를 계산하기 위하여, 렌즈 코어를 외피에 결합하는데 필요한 두께가 예측되고, 사피어의 값과 같도록 조정된다.

보정렌즈가 ±1.75 디옵터의 파워를 가지는 경우를 모델링하기 위하여, 눈이 반드시 조정되어야 한다. 이는 눈-렌즈 결합이 표준 눈의 파워로 보정되도록 눈의 필요한 파워가 계산됨으로써 달성된다. 눈의 파워는 각막의 전방표면상의 곡률반경을 변화시킴으로써 변화할 것이다. 표 2는 6페이지에서 이완된 표준 눈(사피어로부터의)에 대한 데이터를 개시하며, 이어서 -1.75 디옵터의 렌즈 보정을 요구하는 눈 데이터(7페이지), 순응된 표준 눈(페이지 8)에 대한 데이터, 및 +1.75 디옵터의 렌즈 보정을 요구하는 눈 데이터(9페이지)가 이어진다. 상세한 항묵은 도 3의 개략도에 나타난다.

홍채는 이러한 시스템에서 개구조리개로 작용한다. 홍채는 렌즈 외피의 전방표면상에 위치한다. 5mm의 동공 직경이 평균 광 정도를 위하여 사용된다. 이러한 시스템에서 이미지 표면은 굴곡된 망막이다. 곡률에 가까이 가기 위하여, 눈은 구면인 것으로 가정한다. 망막면의 곡률반경은 표준 안구의 길이의 절반으로 취하여진다.

[표 1]

360°프로젝트 광선 추적 모델의 데이터

파장(nm)	589.3(D 광)
시야(도)	130°높이 200°폭
동공 직경(mm)	5
렌즈직경(mm)	65
렌즈 및 웨지의 재료	CR-39, (n=1.4985)
광 웨지의 정점(apex)각도(도)	13.7267

[표 2]

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
1	주:
2	1. A는 구조의 전방표면
3	2. P는 구조의 후방표면
4	3. 망막은 눈의 7번 표면, 81.9672(1/m)의 곡률
5
6	이완
7	표준 눈		물체	A.각막	P.각막	A. 렌즈외피	A. 렌즈코어	P. 렌즈코어	P. 렌즈외피
8	표면 번호		0	1	2	3	4	5	6
9	곡률(1/m)		0.0000	129.8701	147.0588	100.0000	126.4063	-173.6111	-166.6667
10	곡률반경(mm)			7.7000	6.8000	10.0000	7.9110	-5.7600	-6.0000
11	두께 (m)		1E+12	0.0005	0.0031	0.0005	0.0024	0.0006	17.2000
12	두께(mm)			0.5000	3.1000	0.5460	2.4190	0.6350	1.72E+04
13	굴절율(표면이후의)		1.0000	1.3760	1.3360	1.3860	1.4060	1.3860	1.3360
14
15	파워(디옵터)		0.0000	48.8312	-5.8824	5.0000	2.5281	3.4722	8.3333
16	축소두께(m)		1E+12	0.0004	0.0023	0.0004	0.0017	0.0005	12.8743
17	파워:(디옵터)				43.0532		렌즈코어	5.9852
18						A. 외피+코어	10.9361
19						상응하는 렌즈	19.1141
20							각막+렌즈	58.6379
21

상태 Ⅱ 보고서

상태 I의 보고서에 개시되어 있는 눈의 표준모델은 눈에서의 수차 효과를 감소시키기 위하여 2mm이하에서 멈춰진다. 눈의 구면수차를 보상하기 위하여, 렌즈 외피의 전방표면상에 비구면이 부가되고, 망막에서 3차 계수 수차가 0이 되도록 최적화된다. 각막의 곡률은 안구의 길이를 일정하게 유지할 수 있도록 변화될 수 있다. 이러한 변수는 정상적인 눈 및 보정렌즈를 가지는 눈 모두에서 조정된다. 보정렌즈를 가지는 눈에서 얻어지는 값은 360 웨지 경우를 위해서도 사용된다.

표 1은 이완된 눈의 3가지 가능한 경우에 있어서 망막상의 주광선 (이미지) 위치를 도시한다: 정상(보정이 필요없음), -1.75D 보정렌즈 및 10mm중앙 구경(aperture)을 가지는 360 켠셉을 포함하는 -1.75D 보정렌즈를 가지는 눈. 4개의 목표 시야가 분석되고, 각각의 스폿 크기가 주어진다. 도 1 내지 3은 이러한 3가지 렌즈에 대한 스폿 다이아그램이다. 각각의 도면은 4개의 시야 위치에 대한 망막상의 이미지 스폿의 크기 및 형상을 도시한다. 왼쪽 축은 부분 시야 및 각도(도)로 나타낸 시야 위치를 나타낸다. 그러나 이는 망막에서의 스폿에 대한 상대적 위치와 관련해서는 어떠한 정보도 주지 않는다.

순응된 눈이 표 2에 상세하게 나타나 있다. 3가지 경우의 순응된 눈:즉, 정상(보정이 필요없음), +1.75D 보정렌즈 및 10mm중앙 구경(aperture)을 가지는 360 켠셉을 포함하는 +1.75D 보정렌즈를 가지는 눈에 대한 주광선 위치를 나타낸다. 3개의 물체 시야가 분석되고, 각각의 스폿 크기가 주어진다. 도 4 내지 6은 이러한 3개의 렌즈에 대한 스폿 다아아그램이다.

각각의 경우에, 360렌즈가 망막 중심으로의 빛을 벗어나게 한다는 것이 명백하다. 스폿 형상이 변하지 않는 동시에, 360 렌즈가 평면 보정렌즈보다 큰 스폿 크기를 발생한다. 360렌즈는 또한 구조적 스폿을 발생한다. 도 7은 (0, 40)도의 시야위치에서의 스폿을 도시하며, 이는 12개의 구별되는 선으로 이루어져 있다. 구경의 ±x 에지를 통한 광선을 추적함으로써(도 8참고), 웨지상에서의 빛다발 자국이 얻어진다. 이러한 경우에 각도상의 대변(subtense)은 x-y 평면에서 11.85도 이다. 결괴적으로, 물체로부터의 광선은 360 웨지의 12개 너머로 퍼지며, 이는 스폿 다이아그램의 구조내부에서 반사된다.

[표 2] 눈 표면의 파워

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
1	주:
2	1. A는 구조의 전방표면
3	2. P는 구조의 후방표면
4	3. 망막은 눈의 7번 표면, 81.9672(1/m)의 곡률
5
57	순응
58	+1.75D 보정에필요한 눈		필요한 눈의 파워: 70.68D
59	파워(디옵터)
60	각막의 파워	43.18
61	전방표면의파워	48.96
62	전방표면의 곡률(1/m)	130.22
63			물체	A.각막	P.각막	A.렌즈 외피	A.렌즈 코어	P.렌즈 코어	P.렌즈 외피
64	표면번호		0	1	2	3	4	5	6
65	곡률(1/m)		0.0000	130.2183	147.0588	187.6173	376.6478	-376.6478	-187.6173
66	곡률반경(mm)			7.6794	6.8000	5.3300	2.6550	-2.6550	-5.3300
67	두께(m)		1E+12	0.0005	0.0027	0.0007	0.0027	0.0007	17.2000
68	두께(mm)			0.5000	2.7000	0.6725	2.6550	0.6725	1.72E+04
69	굴절율		1.0000	1.3760	1.3360	1.3860	1.4060	1.3860	1.3360
70
71	파워(디옵터)		0.0000	48.9621	-5.8824	9.3809	7.5330	7.5330	9.3809
72	감소두께(m)		1E+12	0.0004	0.0020	0.0005	0.0019	0.0005	12.8743
73	파워 (디옵터)		각막의 파워:	43.1844		렌즈의 파워:	14.9588
74					A.외피+코어의파워:	24.0809
75						대응렌즈의 파워:	33.0452
76					각막+렌즈의 파워:	70.6800

[표 2]눈 표면의 파워

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
1	주:
2	1. A는 구조의 전방표면
3	2. P는 구조의 후방표면
4	3. 망막은 눈의 7번 표면, 81.9672(1/m)의 곡률
5
22	이완
23	-1.75D 보정에필요한 눈		필요한 눈의 파워: 58.85D
24	파워(디옵터)
25	각막의 파워	43.28
26	전방표면의파워	49.06
27	전방표면의 곡률(1/m)	130.48
28			물체	A.각막	P.각막	A.렌즈 외피	A.렌즈 코어	P.렌즈 코어	P.렌즈 외피
29	표면번호		0	1	2	3	4	5	6
30	곡률(1/m)		0.0000	130.48343	147.0588	100.0000	125.4063	-173.6111	-166.6667
31	곡률반경(mm)			7.6638	6.8000	10.0000	7.9111	-5.7600	-6.0000
32	두께(m)		1E+12	0.0005	0.0031	0.0005	0.0024	0.0006	17.2000
33	두께(mm)			0.5000	3.1000	0.5460	2.4190	0.6350	1.72E+04
34	굴절율		1.0000	1.3760	1.3360	1.3860	1.4060	1.3860	1.3360
35
36	파워(디옵터)		0.0000	49.0618	-5.8824	5.0000	2.5281	3.4722	8.3333
37	감소두께(m)		1E+12	0.0004	0.0023	0.0004	0.0017	0.0005	12.8743
38	파워 (디옵터)		각막의 파워:	43.2843		렌즈의 파워:	5.9852
39					A.외피+코어의파워:	10.9361
40						대응렌즈의 파워:	19.1141
41					각막+렌즈의 파워:	58.8500

[표 1]이완된 눈

시야위치	표준 눈	눈&-1.75D렌즈	눈,렌즈 및 웨지
(0,0)주광선rms스폿크기	0,00.11	0,00.086	0,00.086
(0,60)주광선rms스폿크기	0,12.0166.7	0,11.5772.6	0,10.53157.0
(40,40)주광선rms스폿크기	7.88,7.9857.1	7.59,7.6856.3	6.67,6.75167.4
(75,0)주광선rms스폿크기	12.13,086.2	11.97,091.1	11.25,10162.8

[표 2] 순응된 눈

시야위치	표준 눈	눈 & +1.75D렌즈	눈,렌즈 및 웨지
(0,0)주광선rms스폿크기	0,03.6	0,07.8	0,07.8
(0,40)주광선rms스폿크기	0,9.69135.3	0,10.05136.6	0,8.4164.6
(30,30)주광선rms스폿크기	6.77,6.77131.9	7.01,7.01132.9	5.84,5.84169.1

3개의 시스템은 이왼된 상태 및 순응된 상태의 눈 양쪽 모두를 위하여 고려된다:정상적인 눈, ±1.75D 의 보정 및 10mm의 중앙 구경을 주위에 배치되어 있는 360 12디옵터.

각각의 시스템에 있어서, 유사한 출력이 발생한다. 표 1 내지 6은 분석된 각각의 시스템에서의 정보를 제공한다: 곡률, 두께 및 각 표면을 위한 재료를 포한하는 각 시스템의 간단한 리스트가 주어진다. 다음으로, 각 표면에서의 횡단 3차 수차가 리스트되고, 그 다음으로 총시스템의 합계가 이어진다. 출력에서 다음의 수차가 사용된다.

SA : 구면수차

TCO : 코마

TAS : 탄젠셜 비점수차

SAS : 서지털 비점수차

PTB : 페츠발(Petzval)

DST : 디스토션(왜곡)

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 각 시스템의 출력은 광선 수차 플롯으로 구성된다. 개구조리개(aperture stop)의 x 또는 y축을 따라 정의되는 광선의 팬(fan)은 각 물체 위치로부터 그려지고, 각 광선이 물체 위치의 실제 주광선 위치로부터 벗어나는 정도가 계산된다. 수평축은 표준화된 개구 좌표이다. 그래프의 좌측에는 탄젠셜(y) 팬이 도시되어 있다; 수직축은 주광선으로부터의 광선이탈의 y-좌표를 나타낸다. 도면의 오른 쪽에는 서지털 (x)팬이 도시되고, 수직축은 광 이탈의 x좌표이다. 회전 대칭이 존재한다면, 서지털 팬의 절반만이 나타난다. 360웨지를 가지는 시스템의 경우, 완전한 서지털 팬이 그려진다. 이러한 경우에, y팬이 단일 웨지를 통하여 그려지기 때문에, 탄젠셜 팬은 스무드하며, x팬은 다중 웨지를 통하여 그려지기 때문에 서지털 팬은 주름이 많이 져있다.

망막 이미지 위치상에서의 360웨지의 영향이 다음으로 고려된다. 물체는, z가 광축일 때, y-z평면(y-각도) 및 x-z평면(x-각도) 내에서의 각도 기울어짐의 벡터합으로 나타나는 공간에서의 위치에 의하여 정의된다. 세 개의 선형 물체가 수직선(x-각도=0, y-각도=변화) 및 45도 선(x-각도=y-각도)에 대응하는 추적 광선에 의하여 값이 구하여진다. 각각의 경우, 방향은 보존되지만, 이미지 위치는 변화한다. 시스템의 대칭으로 인하여 수평선에서의 결과는 x, y 좌표가 바뀌는 것을 제외하면, 수직선에 대한 결과와 동일하다. 따라서, 수직선으로부터의 데이터만 도시한다. 표 7 및 8은 이완된 눈에서의 3 물체에 대한 시야 각도의 변화에 대한 함수로서의 이미지 위치를 나타낸다. 평면 보정렌즈의 이미지 높이 와 360웨지를 가지는 보정렌즈의 이미지 높이의 차이가 도 7 및 8에 도시되어 있다. 곡선의 편평한 부분은 랜즈의 중앙 유효 구경을 통한 물체 이미지에 대응한다. 표 9와 10 및 도 9와 10은 순응된 눈을 가지는 경우와 동일한 정보를 제공한다.

[표 7] 이완된 눈, 수직 물체

y각도(도)	x이미지(mm)	표준눈x,y이미지(mm)	-1.75렌즈y이미지(mm)	360렌즈y이미지(mm)
0	0	0	0	0
10	0	2.94305	2.8598	2.8598
30	0	8.07607	7.81576	6.0971
40	0	9.96325	9.61164	8.08038
50	0	11.2776	10.8519	9.55314
60	0	12.0051	11.57	10.5306

[표 8] 이완된 눈, 45도 물체

x,y각도(도)	표준 눈x,y이미지(mm)	-1.75렌즈x,y 이미지(mm)	360렌즈x,ydlalwl(mm)
0	0	0	0
10	2.88281	2.79987	2.79987
30	6.95647	6.71263	5.61852
40	7.96572	7.66518	6.74468
50	8.46647	8.15673	7.40932
60	8.6241	8.37914	7.77621

[표 9] 순응된 눈, 수직물체

y각도(도)	x이미지(mm)	표준 눈y 이미지(mm)	+1.75렌즈y이미지(mm)	360렌즈y이미지(mm)
0	0	0	0	0
5	0	1.43376	1.47538	1.47538
10	0	2.84437	2.92789	2.92789
15	0	4.20938	4.33537	4.33537
25	0	6.72021	6.93381	5.08014
30	0	7.83038	8.0894	6.2975
35	0	8.82462	9.13008	7.40632
40	0	9.69269	10.0451	8.39723

[표 10] 순응된 눈, 45도 물체

x,y각도(도)	표준 눈x,y이미지(mm)	+1.75렌즈x,y 이미지(mm)	360렌즈x,ydlalwl(mm)
0	0	0	0
5	1.42632	1.46788	1.46788
10	2.78712	2.87018	2.87018
20	5.11258	5.27789	3.98617
25	6.02483	6.23027	4.99546
30	6.76545	7.00956	5.83566
35	7.34696	7.62714	6.51887
40	7.78823	8.09972	7.06359

(a)

(b)

(a)

(b)

본 보고서는 6D 파워의 보정렌즈를 가지는 360 디자인의 성능을 분석하고 있다. 1.75D의 보정렌즈의 경우에는, 다음과 같은 과정이 렌즈 발생을 위하여 사용된다.

1. 평면의 제 2 면을 가지는 보정렌즈상의 곡률반경을 계산: R[m]=(nCR-39-1)/파워[D].

2. 눈 플러스 렌즈결합에 대해서, 표준 눈의 총 파워와 동일한 총파워를 가지도록 눈의 필요한 파워를 계산하기 위한 분리된 얇은 렌즈 방정식을 사용한다.

3.시스템을 코드 V에 입력하여, 전방 각막의 곡률 및 전방 렌즈 외피의 비구면 계수가 변화할 수 있도록 함. 표 1 및 2에 도시된 엑셀 스프레드시트에서 주어지는 전방 각막 곡률에 대한 필요한 조정을 계산.

4. 모든 변수를 동결: 이는 평면 보정렌즈이다. 360시스템 렌즈의 제 2 표면에 사용자-정의 표면을 첨가.

발생된 출력은 상태 Ⅱ 보고서에서 주어지는 1.75D의 보정 파워를 가지는 렌즈에 나타나는 것과 동일한 출력을 가진다. 출력의설명은 360 표면을 수행하는 사용자-정의 표면 서브루틴뿐 아니라, 이러한 보고서에도 나타난다. 이러한 보고서에서의 출력은 평면 6D 보정렌즈를 가지는 눈 및 360표면을 통합하는 6D 보정렌즈를 가지는 눈의 경우로 주어진다.

360표면이 렌즈에 부가되면, 웨지(wedge)의 두께가 렌즈 가장자리의 처짐이 중앙 두께보다 커지는 것을 가능하게 한다. +6D 렌즈상에서의 360컨셉의 ; 6.4mm의 중앙 두께를 가진다. 스폿 크기 및 구조가 비교될 수 있고, 망막의 중앙에 가깝게 초점을 맞추면서, 스폿의 큰 변화를 발생시킨다.

[표 1] -6D렌즈의 눈표면의 파워

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
1
2	1. A는 구조의 전방표면
3	2. P는 구조의 후방표면
4	3. 망막은 눈의 7번 표면, 81.9672(1/m)의 곡률
5
22	이완
23	-6.0D 보정에 필요한 눈		필요한 눈의 파워:58.872D
24	파워(디옵터)
25	각막의 파워	43.31
26	전방표면의파워	49.09
27	전방표면의 곡률(1/m)	130.55
28			물체	A.각막	P.각막	A.렌즈 외피	A.렌즈 코어	P.렌즈 코어	P.렌즈 외피
29	표면번호		0	1	2	3	4	5	6
30	곡률(1/m)		0.0000	130.54703	147.0588	100.0000	126.4063	-173.6111	-166.6667
31	곡률반경(mm)			7.6601	6.8000	10.0000	7.9110	-5.7600	-6.0000
32	두께(m)		1E+12	0.0005	0.0031	0.0005	0.0024	0.0006	0.0172
33	두께(mm)			0.5000	3.1000	0.5460	2.4190	0.6350	1.72E+01
34	굴절율		1.0000	1.3760	1.3360	1.3860	1.4060	1.3860	1.3360
35
36	파워(디옵터)		0.0000	49.0857	-5.8824	5.0000	2.5281	3.4722	8.3333
37	감소두께(m)		1E+12	0.0004	0.0023	0.0004	0.0017	0.0005	0.0129
38	파워 (디옵터)				43.3082	렌즈 코어:	5.9852
39						A.외피+코어	10.9361
40						대응 렌즈:	19.1141
41						각막+렌즈:	58.8720

[표 2] +6D렌즈의 눈표면의 파워

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
1
2
3
4
5
57	순응
58	+6.0D보정에필요한눈			필요한 눈의 파워:71.584D
59	파워(디옵터)
60	각막의 파워	44.22
61	전방표면의파워	50.00
62	전방표면의 곡률(1/m)	132.97
63			물체	A.각막	P.각막	A.렌즈 외피	A.렌즈 코어	P.렌즈 코어	P.렌즈 외피
64	표면번호		0	1	2	3	4	5	6
65	곡률(1/m)		0.0000	130.9712	147.0588	187.6173	376.6478	-376.6478	-187.6173
66	곡률반경(mm)			7.5204	6.8000	5.3300	2.6550	-2.6550	-5.3300
67	두께(m)		1E+12	0.0005	0.0027	0.0007	0.0027	0.0007	0.0172
68	두께(mm)			0.5000	2.7000	0.6725	2.6550	0.6725	1.72E+01
69	굴절율		1.0000	1.3760	1.3360	1.3860	1.4060	1.3860	1.3360
70
71	파워(디옵터)		0.0000	49.9972	-5.8824	9.3809	7.5330	7.5330	9.3809
72	감소두께(m)		1E+12	0.0004	0.0020	0.0005	0.0019	0.0005	0.0129
73	파워 (디옵터)				44.2217	렌즈 코어:	14.9588
74						A.외피+코어	24.0809
75						대응 렌즈:	33.0452
76						각막+렌즈:	71.5840

[표] ±6D 렌즈를 위한 눈 표면의 파워

	A	B	C
6	이완된 눈
7	표준 눈
8	표면번호		0
9	곡률(1/m)		0
10	곡룰반경(mm)
11	두께(m)		1000000000000
12	두께(mm)
13	굴절율(표면 후의)		1
14
15	파워(디옵터)		0
16	감소된 두께(mm)		=C11/C13
17	파워(디옵터)
18
19
20
21
22	이완된 눈
23	-6.0보정을 위한 눈
24
25	각막의 파워(디옵터)=	=58.872-$H$19)/(1-$H$19'0.00573/$E$13)
26	전방표면의 파워	=(B25-$E$15)/(1-$E$15'$D16)
27	전방표면 곡률(1/m)	=$B$26/($D$13-$C$13)
28
29	표면번호		0
30	곡률(1/m)		0
31	곡룰반경(mm)
32	두께(m)		1000000000000
33	두께(mm)
34	굴절율(표면 후의)		1
35
36	파워(디옵터)		0
37	감소된 두께(mm)		=C32/C34
38	파워(디옵터)
39
40
41

	A	B	C
42	순응된 눈
43	표준 눈		물체
44	표면번호		0
45	곡률(1/m)		0
46	곡룰반경(mm)
47	두께(m)		1000000000000
48	두께(mm)
49	굴절율(표면 후의)
50			1
51	파워(디옵터)		0
52	감소된 두께(mm)		=C47/C49
53	파워(디옵터)
54
55
56
57	순응된 눈
58	+6.0보정을 위한 눈
59
60	각막의 파워(디옵터)=	[71.584-$H$55]/[1-$H$55°0.0051956/$E$13]
61	전방표면의 파워	=(B60-$E$51°$D$52)
62	전방표면 곡률(1/m)	=$B61/($D$49·$C$49)
63			물체
64	표면번호		0
65	곡률(1/m)		0
66	곡룰반경(mm)
67	두께(m)		1000000000000
68	두께(mm)
69	굴절율(표면 후의)		1
70
71	파워(디옵터)		0
72	감소된 두께(mm)		=C67/C69
73	파워(디옵터)
74
75
76

	D	E	F	G
6
7	A.각막	P.각막	A.렌즈 외피	P.렌즈 코어
8	1	2	3	4
9	=1/0.0077	=1/0.0068	=1/0.01	=1/0.007911
10	=1000/D9	=1000/E9	=1000/F9	=1000/G9
11	0.0005	0.0031	0.000546	0.002419
12	=1000'D11	=1000'E11	=1000'F11	=1000'G11
13	1.376	1.336	1.386	1.406
14
15	=(C13-D13)'D9	=-(D13-E13)'E9	=-(E13-F13)'F9	=-(F13-G13)'G9
16	=D11/D13	=E11/E13	=F11/F13	=G11/G13
17		=D15+E15-(D15'E15'D16)		렌즈코어:
18				A.외피+코어:
19				대응 렌즈:
20				각막+렌즈:
21
22
23		필요한 눈의 파워=58.872D
24
25
26
27
28	A.각막	P.각막	A.렌즈 외피	P.렌즈 코어
29	1	2	3	4
30	=$B$26/($D$13-$C$13)	=1/0.0068	=1/0.02	=1/0.007911
31	=1000/D30	=1000/E30	=1000/F30	=1000/G30
32	0.0005	0.0031	0.000548	0.002419
33	=1000'D32	=1000'E32	=1000'F32	=1000'G32
34	1.376	1.336	1.386	1.406
35
36	=(C34-D34)'D30	=-(D34-E34)'E30	=-(E34-F34)'F30	=-(F34-G34)'G30
37	=D32/D34	=E32/E34	=F32/F34	=G32/G34
38	각막=	=D36+E36-(D36'E36'D37)		렌즈코어:
39				A.외피+코어:
40				대응 렌즈:
41				각막+렌즈:

	D	E	F	G
42
43	A.각막	P.각막	A.렌즈 외피	P.렌즈 코어
44	1	2	3	4
45	=1/0.0077	=1/0.0068	=1/0.00533	=1/0.002655
46	=1000/D45	=1000/E45	=1000/F45	=1000/G45
47	0.0005	0.0027	0.0008725	0.002855
48	=1000'D47	=1000'E47	=1000'F47	=1000'G47
49	1.376	1.336	1.386	1.406
50
51	=-(C49-D49)'D45	=-(D49-E49)'E45	=-(E49-F49)'F45	=-(F49-G49)'G45
52	=D47/D49	=E47/E49	=F47/F49	=G47/G49
53	각막=	=D51+E51-(D51'E51'D52)		렌즈코어:
54				A.외피+코어:
55				대응 렌즈:
56				각막+렌즈:
57
58
59
60
61
62
63	A.각막	P.각막	A.렌즈 외피	P.렌즈 코어
64	1	2	3	4
65	=$B$62	=1/0.0068	=1/0.00533	=1/0.002655
66	=1000/D65	=1000/E65	=1000/F65	=1000/G85
67	0.0005	0.0027	0.0006725	0.002655
68	=1000'D67	=1000'E67	=1000'F67	=1000'G67
69	1.376	1.336	1.386	1.406
70
71	=-(C69-D69)'D65	=(D69-E69)'E65	=-(E69-F69)'F85	=-(F69-G69)'G85
72	=O67/D69	=E67/E69	=F67/F69	=G67/G69
73	각막=	=D71+E71-(D71'E71'D72)		렌즈코어:
74				A.외피+코어:
75				대응 렌즈:
76				각막+렌즈:

	H	I
6
7	P.렌즈 코어	P. 렌즈 외피
8	5	6
9	=-1/0.00576	=1/-0.006
10	=1000/H9	=1000/19
11	0.000635	0.0172
12	=1000*H11	=1000*(1)
13	1.386	1.336
14
15	=-(G13-H13)*H9	=-(H13-I13)*19
16	=H11/H13	=I11/I13
17	=G15+H15-(G15*H15*G16)
18	=F15+H17-F15*H17*(F11+G11/1.4)/F13
19	=H18+I15-H18*I15*(H11+G11/1.4)/H13
20	=E17+H19-E17*H19*(0.00573)/E13
21
22
23
24
25
26
27
28	P.렌즈 코어	P. 렌즈 외피
29	5	6
30	=-1/0.00576	=1/-0.006
31	=1000/H30	=1000/I30
32	0.000535	0.0172
33	=1000*H32	=1000*I32
34	1.386	1.336
35
36	=-(G34-H34)*H30	=-(H34-I34)*I30
37	=H32/H34	=I32/I34
38	=G36+H36-(G38*H36*G37)
39	=F38+H38-F36*H38*(F32+G32/1.4)/F34
40	=H39+I36-H39*I36*(H32+G32/1.4)/H34
41	=E38+H40-E38*H40*(0.00573)/E34
42
43	P.렌즈 코어	P. 렌즈 외피
44	5	6
45	=-1/0.002655	=1/-0.00533
46	=1000/H45	=1000/I45
47	0.0006725	0.0172

48	=1000*H47	=1000*I47
49	1.385	1.336
50
51	=-(G49-H49)*H45	=-(H49*I49)*I45
52	=H47/H49	=I47/I49
53	=G51+H51-(G51*H51*G52)
54	=F51+H53-F51*H53*(F47+G47/1.41)/F49
55	=H54+I51-H54*I51*(H47+G47/1.41)/H49
56	=E53+H55-E53*H55*(0.0051956)/E49
57
58
59
60
61
62
63	P.렌즈 코어	P. 렌즈 외피
64	5	6
65	=-1/0.002655	=1/-0.00533
66	=1000/H65	=1000/I65
67	0.0006725	0.0172
68	=1000*H67	=1000*I67
69	1.386	1.336
70
71	=-(G69-H69)*H65	=-(H69-I69)*I65
72	=H67/H69	=I67/I69
73	=G71+H71-(G71*H71*G72)
74	=F71+H73-F71*H73*(F67+G67/1.41)/F69
75	=H74+I71-H74*I71*(H67+G67/1.41)/H69
76	=E73+H65-E73*H75*(0.0051956)/E69

[표 3] 이완된 눈

시야위치	표준 눈	눈 & -6D렌즈	눈,렌즈 및 웨지
(0,0)주광선rms스폿크기	0.00.11	0,01.46	0,01.46
(0,60)주광선rms스폿크기	0,12.0166.7	1,10.45105.0	0,9.48203.9
(40,40)주광선rms스폿크기	7.88,7.9857.1	6.97,6.9780.4	6.13,6.13196.3
(75,0)주광선rms스폿크기	12.13,086.2	10.75,088.7	9.95,0217.8

[표 4] 순응된 눈

시야위치	표준 눈	+6D랜즈	눈 & +6D렌즈	눈,렌즈 및 웨지
(0,0)주광선rms스폿크기	0,03.6	0.04.6	0,04.6	0,04.6
(0,40)주광선rms스폿크기	0,9.69135.3	0, 11.19134.0	0,931163.4	0,9.11165.2
(30,30)주광선rms스폿크기	6.77,6.77131.9	7.80,7.80138.6	6.48,6.48163.5	6.33,6.33166.3

(a)

(b)

(a)

(b)

Claims (19)

1. (a) 렌즈 부재가 비 프리즘 영역을 갖고, 복수개의 프리즘이 상기 비 프리즘 영역을 둘러싸고, 상기 복수개의 프리즘 각각이 베이스 및 극점부를 갖고, 상기 극점부가 상기 베이스 및 상기 비 프리즘 영역의 중간에 위치하고, 각 프리즘이 한 쌍의 프리즘과 인접하는, 렌즈 부재와 복수개의 프리즘;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비 프리즘 영역은 선명 구경(clear aperture)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 부재는 실질적으로 원추형 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 부재는 실질적으로 구면 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 부재는 비구면(aspheric) 표면인 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 비 프리즘 영역은 약 0.0001 밀리미터 내지 약 25 밀리미터의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘은 실질적으로 구면 표면인 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘은 실질적으로 원추형 표면인 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘은 실질적으로 비구면 표면인 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 비 프리즘 영역은 기능성 망막 크기인 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 부재는 접촉 렌즈인 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘 렌즈 부재는 대물면 및 이미지면를 포함하고, 상기 프리즘은 상기 대물면 및 이미지면 중 하나 위에 형성되고 비젼 보정 곡률은 상기 대물면 및 이미지면 중 나머지 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘과 렌즈 부재의 곡률은 상기 렌즈를 통과하는 이미지의 축소 및 확대를 막을 수 있도록 선택되는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 부재의 광학축은 상기 비 프리즘 영역을 통과하는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘은 같은 디옵터를 갖는 것을 특징으로 하는 프리즘 렌즈 부재.
16. (a) 비 프리즘 영역에 대한 방위 안에 있는 극점부 및 비프리즘 영역에 대한 방위밖에 있는 베이스 내에 복수개의 프리즘 형성 표면을 형성하고;

    (b) 상기 프리즘 형성 표면과 접촉하도록 광학재를 위치시켜 방위 안에 있는 극점부 및 방위밖에 있는 베이스 내의 비 프리즘 영역 근처에 위치하는 복수개의 프리즘 요소를 형성시키는; 것을 특징으로 하는 이미지 강화 렌즈 형성 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 복수개의 프리즘 형성 표면을 형성하는 것은 실질적으로 구면 표면 위에 상기 표면을 위치시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 강화 렌즈 형성 방법.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 복수개의 프리즘 형성 표면을 형성하는 것은 실질적으로 원추형 표면 위에 상기 표면을 위치시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 강화 렌즈 형성 방법.
19. 제 16 항에 있어서, 상기 복수개의 프리즘 형성 표면을 형성하는 것은 실질적으로 비구면 표면 위에 상기 표면을 위치시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 강화 렌즈 형성 방법.