KR20040005088A - 안경렌즈의 초박막 초경량 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안경 렌즈의 초박막 초경량 가공방법에 관한 것으로, 특수렌즈인 누진렌즈나 이중초점렌즈의 두께를 최대한 얇게 가공하고 그에 따라 안경 렌즈의 중량도 최대한 가볍게 함으로써 착용감을 향상시킬 수 있도록, 동공간 거리의 평균칫수를 감안하여 안경 렌즈의 광학적 초점을 기준으로 코쪽 부분과 귀쪽 부분(즉, 좌우측)의 면적을 틀리게 설계 가공하고, 안경 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 원용부와 근용부(즉, 상하측)의 면적을 틀리게 설계 가공함으로써 일반적인 안경테 형상의 작은 칫수를 갖는 렌즈를 가지고도 모든 사람의 동공간 거리를 맞출 수 있는 호환성을 지니며, 광학적 초점을 기준으로 사용면적 공수를 구하므로 기존의 구면축소에 비해 렌즈의 직경이 작아지므로 비사용면의 연마시 그만큼의 두께 및 무게감소가 가능하도록 하여 착용감을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

안경 렌즈의 초박막 초경량 가공방법 {A PROCESSING METHOD FOR REDUCING THICKNESS AND WEIGHT OF SPECTACLE LENS}

본 발명은 안경 렌즈의 초박막 초경량 가공방법에 관한 것으로, 상세히는 누진렌즈나 이중초점렌즈의 두께를 최대한 얇게 가공하고 그에 따라 안경 렌즈의 중량도 최대한 가볍게 함으로써 착용감과 미용상의 외관을 향상시킬 수 있도록 동공간 거리의 평균 칫수를 감안하여 안경 렌즈의 광학적 초점을 기준으로 코쪽 부분과 귀쪽 부분(즉, 좌우측)의 면적을 틀리게 설계 가공하고, 안경 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 원용부와 근용부(즉, 상하측)의 면적을 틀리게 설계 가공함으로써 일반적인 안경테 형상의 작은 칫수를 갖는 렌즈를 가지고도 모든 사람의 동공간 거리를 맞출 수 있는 호환성을 지니며, 광학적 초점을 기준으로 사용면적 공수를 구하므로 기존의 구면축소방식에 비해 렌즈의 직경이 작아지므로 비사용면의 연마시 그만큼의 두께 및 무게감소가 가능하도록 하여 착용감을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

안경은 착용자의 시력을 교정해주기 위한 돗수로 가공된 좌안과 우안 2개의 렌즈와, 이 2개의 렌즈를 착용자의 동공간 간격(PD;Papillary Distance)에 맞게 좌우로 고정시켜주고 이를 눈에 착용할 수 있도록 하기 위한 구조체인 안경테(frame)로 이루어져 있다.

안경 렌즈는 재질에 따라 유리 렌즈, 플라스틱 렌즈, 폴리카보네이트 렌즈 등이 있고, 렌즈의 굴절률에 따라서는 일반 렌즈, 중굴절 렌즈, 고굴절 렌즈, 초고굴절 렌즈로 나뉘며, 렌즈의 기능별로는 비구면 렌즈, 이중초점 렌즈, 누진(다초점)렌즈, 코팅 렌즈, 조광 렌즈, 편광 렌즈, 야간운전용 렌즈, 차광 렌즈, 자외선차단 렌즈, 전자파차단 렌즈 및 항균, 원적외선 또는 필터링 기능을 갖는 특수 기능 렌즈, 색맹·색약 렌즈, 저시력 렌즈, 사시·사위 렌즈, 백내장 렌즈 등으로 구분된다.

또, 안경테는 그 재질이나 형태에 따라 다양하게 나눌 수 있는데, 형태상으로는 렌즈를 고정시키기 위한 부분의 형태에 따라 기본적인 원형(圓形), 가장 보편적이고 동양인에게 어울리는 타원형, 서양인에게 어울리는 보스턴형, 젊은이들이 멋을 내기에 적합한 폭스형, 가장 고전적인 형태인 웰링톤형, 젊은 남성들 사이에서 유행되는 타입의 플랫형 등으로 구분된다.

한편, 안경 렌즈는 상기한 고유한 기능 외에도 간과할 수 없는 중요한 요소로서 안경의 착용감 및 미용상의 외관에 있는데, 이 착용감과 외관에 중요한 영향을 끼치는 인자는 안경 렌즈의 두께(thickness)와 중량(weight)에 있다.

안경 렌즈의 개발 및 개선의 방향은 렌즈의 직경이 작아질수록 중심두께(CT)가 얇아지는 것을 알 수 있듯이, 렌즈 직경이 얼마나 작아지면서(무게 및 두께의 감소) 개개인의 동공간 거리(PD)에 맞추고 모든 안경테에 적용가능하느냐에 관심이 모아지고 있다. 안경테의 형상은 패션의 물결을 타고 급격히 작아지면서 누진렌즈의 누진대도 기존 렌즈에 비해 4~5mm정도 짧아지고 있는 추세이다.

안경 렌즈의 두께와 중량을 감소시키기 위한 본 발명과 관련된 기술로서, 본 발명자의 특허출원 제2001-20349호를 들 수 있는데, 이는 누진다초점렌즈에서 가입도부분(ADD)의 두께를 최소화시키고 프리즘량을 최소화하여 원용부의 초점과 근용부의 초점사이의 거리를 줄여 작은 안경테에도 조립이 가능하게 하고, 착용자가 선택하게 될 안경테의 보편적인 특성을 감안하여 렌즈의 연마과정에서 누진다초점렌즈에서 요구로 하는 최소한의 수직거리를 남겨두고 실제로는 필요없는 부분인 원형 생지(Blank)의 상,하부를 수평으로 절단시키는 공정을 추가하여 상,하부가 각각 수평절단된 좌,우측이 원호형으로 된 장방형 렌즈를 이루게 되며, 이 상태에서 렌즈의 수직거리를 기준으로 렌즈의 비사용면(즉, 오목한 면)을 최대한 얇게 연마함으로써 렌즈의 두께를 최대한 얇게 줄이고, 이에 따라 렌즈의 중량도 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

기존의 안경 렌즈는 생지(Blank) 전체의 가공방법이나 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 원형의 축소방식을 택하고, 일부 누진렌즈 가공분야에서 상기한 본 발명자의 선출원 발명에서와 같이 기하학적 중심을 기준으로 1차 원형축소하고, 상하부를 수평으로 절단한 후, 비사용면을 연마하는 가공방법이 있으나, 이것은 누진렌즈분야의 일부에만 국한된 가공방법이고 또한 누진렌즈에서만 효과가 있었으며, 이중초점렌즈에는 적용을 시키지 못하는 단점을 가지고 있었다.

또, 기존의 기하학적 중심의 축소방식을 이중초점렌즈나 누진렌즈에 적용하여 안경테에 조립할 경우에는 비사용면적이 많아 두껍고 무게가 무거울 수밖에 없었다.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 누진렌즈나 다양한 형태 예를 들면, 블렌디드 타입, 플랫 톱 타입, 익세큐티브타입 등의 이중초점렌즈에 적용가능하며, 첨단의 광학설계방식에 의해 렌즈의 비사용면적을 최대한 제거하고, 최소공수가공을 통한 두께 감소의 실현으로 종래의 구면 축소방식에 비해 원용도수 및 가입도 또는 추가도수에 따라 5 ~ 45%의 두께감소효과로 동공기준과 렌즈의 광학부분이 항시 유지되어 누진렌즈나 이중초점렌즈를 사용하는 자들에게 선명한 시야의 제공과 더불어 우수한 착용감을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소매점에서 소비자의 시력을 측정하여 도수에 맞는 렌즈를 제조공장에 주문하면, 제조공장은 수주된 도수를 일정한 설계공식에 의해 작업데이터를 형성하여, 직경 80~72mm의 원형 생지(Blank)에 보호테이프를 부착하여 납으로 된 치구의 부착후 연마패드에 의해 1차 연마하여 원용부와 가변부를 형성한다. 이 1차 연마시 기본적인 도수가 결정된다.

1차 연마된 렌즈는 설계차트에 의한 최소공수의 가공방법에 의해 동공간 거리를 감안하여 렌즈의 광학적 초점을 기준으로 코쪽부분과 귀쪽부분(즉, 좌,우)의 면적을 틀리게 설계하고, 또 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 원용부와 근용부(즉, 상,하)의 면적을 틀리게 설계함으로써 렌즈의 좌우 폭 및 상하폭을 각각 70~55mm, 60~40mm범위로 하는 옥습가공을 거친다.

실질적으로 렌즈의 외형은 상기한 옥습가공시에 완전히 형성된다고 볼 수 있으며, 옥습가공은 렌즈의 비사용면적을 최대한 제거하여 다음공정인 비사용면의 연마공정시 기존 렌즈와 비교하면 원용도수 및 가입도 또는 추가도수에 따라 5 ~ 45%까지의 두께감소가 가능하게 된다.

상기한 옥습공정을 거친 렌즈는 정밀한 도수형성을 위해 2차 연마를 하게 되는데, 1차 연마와는 다른 정밀하고 고운 연마패드를 사용한다.

2차 연마를 거친 렌즈는 렌즈의 거칠고 탁한 면을 정밀한 도수와 투과율을높이게 하기 위하여 광택제와 연마패드에 의한 폴리싱작업에 들어간다.

광택작업후 검사를 거친 렌즈는 기존 렌즈와는 다른 혁신적인 두께감소로 안경테조립시 누진렌즈나 이중초점렌즈를 사용하는 자들에게 선명한 시야의 제공과 우수한 착용감을 주게 된다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 렌즈 가공과정에 따른 렌즈의 형태와 두께변화를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명에 의한 렌즈 가공과정을 도시한 공정도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 생지의 옥습가공을 위한 형판의 정면도,

도 4는 옥습가공을 위해 형판과 생지를 옥습기 축에 세팅시킨 상태 및 옥습기 축의 회전과 연마 휠의 진입에 의해 생지의 테두리가 형판의 모양대로 가공된 상태와 생지를 옥습기 축에서 분리시킨 상태를 순차적으로 도시한 것이며,

도 5는 기존 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 한 축소설계방식과 본 발명에 의한 광학적 초점 및 기하학적 중심의 축소설계방식에 의한 렌즈 크기와 형태의 변화를 도시한 정면도,

도 6은 본 발명에 의한 축소설계방식으로 제조된 누진 및 이중초점렌즈의 완성된 정면도,

도 7은 본 발명에 의한 가공방법과 일반설계 및 본 발명자의 선특허출원에 의한 가공방법으로 가공한 누진렌즈의 두께와 중량 비교표,

도 8은 본 발명에 의한 가공방법과 기존 구면 축소설계방식에 의한 이중초점렌즈의 두께와 중량 비교표,

도 9는 본 발명이 적용되는 누진렌즈와 이중초점렌즈의 종류와 형태를 도시한 도표이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

S1 : 주문접수공정 S2 : 렌즈설계공정

S3 : 1차 연마공정 S4 : 옥습가공공정

S5 : 2차 연마공정 S6 : 광택공정

S7 : 검사공정 S8 : 코팅공정

OC : 광학적 초점 GC : 기하학적 중심

도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 누진렌즈(progressive lens)와 이중초점렌즈의 종류와 형태를 도시한 도표로서, 누진렌즈는 근용부와 누진부 및 원용부사이의 경계선이 없고 도수변화가 일어나도록 설계된 것이고, 이중초점렌즈는 근용부의 형태에 따라 원형의 블렌디드 타입, 반달형의 플랫 톱 타입, 렌즈 하단부 전체가 근용부로 형성된 익세큐티브 타입 등으로 구분되는데, 본 발명의 초박막 초경량 안경 렌즈의 가공방법은 여기서 언급된 형태 또는 다른 모든 형태의 누진렌즈나 이중초점렌즈에 적용할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 안경 렌즈의 초박막 초경량 가공방법을 첨부된 도면에 의하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 안경 렌즈의 초박막 초경량 가공과정에 따른 누진 렌즈(Progressive Lens)의 형태와 두께의 변화를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에의한 렌즈 가공과정을 도시한 전체 공정도이다.

상기 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명은 소매점에서 소비자의 시력을 측정하여 도수에 맞는 렌즈를 제조공장에 주문하면(S1), 제조공장은 수주된 도수를 일정한 설계공식에 의해 작업데이터를 형성하며(S2), 이 데이터를 직경 80~72mm의 원형 생지(Blank)에 보호테이프를 부착하여 납으로 된 치구의 부착후 연마패드에 의해 1차 연마하여 원용부와 가변부를 형성한다(S3). 이 1차 연마시(S3) 기본적인 도수가 결정된다.

1차 연마된 렌즈는 설계차트에 의한 최소공수의 가공방법에 의해 렌즈의 광학적 초점을 기준으로 코쪽부분과 귀쪽부분(즉, 좌,우)의 면적을 틀리게 설계하고, 또 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 원용부와 근용부(즉, 상,하)의 면적을 틀리게 설계함으로써 렌즈의 좌우 폭 및 상하폭을 각각 70~55mm, 60~40mm범위로 하는 옥습가공을 거친다.(S4)

실질적으로 렌즈의 외형은 상기한 옥습가공시(S4)에 완전히 형성된다고 볼 수 있으며, 옥습가공은 렌즈의 비사용면적을 최대한 제거하여 다음공정인 비사용면의 2차 연마공정(S5)시 기존 렌즈와 비교하면 원용도수 및 가입도 또는 추가도수에 따라 5 ~ 45%까지의 두께감소가 가능하게 된다.

상기한 옥습가공공정(S4)을 거친 렌즈는 정밀한 도수형성을 위해 2차 연마(S5)를 하게 되는데, 1차 연마시(S3)와는 다른 정밀하고 고운 연마패드를 사용한다.

2차 연마를 거친 렌즈는 렌즈의 거칠고 탁한 면을 정밀한 도수와 투과율을 높이게 하기 위하여 광택제와 연마패드에 의한 광택공정(S6)에 들어간다.

광택작업후 검사(S7)를 거친 렌즈는 기존 렌즈와는 다른 혁신적인 두께감소로 안경테조립시 누진렌즈나 이중초점렌즈를 사용하는 자들에게 선명한 시야의 제공과 우수한 착용감을 주게 된다.

이후의 공정은 렌즈 표면의 흠집 방지, 반사 방지 등 기능성 코팅을 하는 코팅공정(S8), 렌즈를 주문했던 소매점으로의 발송(S9), 소매점에서 도달된 렌즈를 소비자가 선택 또는 주문한 안경테에 세팅하기 위해 테두리를 안경테의 형태에 맞게 가공하는 공정(S10)으로 이루어진다.

본 발명에서 상기한 옥습가공공정(S4)은 렌즈의 질정에 따른 형판을 제작하여 이 형판과 생지를 옥습기 축에 세팅시켜 기하학·광학 설계방식에 의해 제작된 형판 모양대로 생지의 테두리를 옥습가공하게 되는 것으로, 형판(100)의 모양은 도 3의 실시예에 도시한 바와 같이 완성될 렌즈의 모양과 동일하게 즉, 렌즈의 광학적 초점과 기하학적 중심을 기준으로 각각 좌,우폭 및 상,하의 거리를 다르게 제작하여 가공한 것이며, 그 중심에 세팅구멍(102)을 천공하여 도 4에 도시한 바와 같이 이를 옥습기 축(104)에 생지(B)와 함께 설치하여 회전시키면서 연마휠(106)을 밀착시키면 생지(B)의 테두리가 연마휠(106)에 의해 형판(100)과 동일한 모양으로 가공되게 된다.

그 후에는 옥습기 축(104)으로부터 생지(B)를 분리시켜 2차 연마공정(S5) 및 광택과정(S6)을 거치면 생지가 최종완성된다.

도면중 부호 110은 척(chuck)이고, 112는 납으로 생지(B)를 가공하기 위하여 미리 생지(B)의 볼록한 면에 블로킹(Blocking)시킨 상태로 가공한 후 마지막 광택과정(S6)을 거친 후 분리시킨다.

도 5는 기존의 축소설계방식과 본 발명에 의한 축소설계방식에 의한 렌즈크기의 변화를 도시한 정면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이 기존의 구면축소방식에 있어서는 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 직경을 축소함으로써 직경 80mm의 원형 생지를 직경 70mm 및 최소 직경 60mm까지 좌우 및 상하의 직경이 동일하게 축소할 수 밖에 없었으며, 이로 인해 비사용면의 가공시 축소된 렌즈의 직경에 비례하여 그 두께의 감소에 한계가 있었으나, 본 발명의 축소방식에서는 직경 80mm의 원형 생지에서 광학적 초점을 기준으로 코쪽 부분과 귀쪽 부분의 면적을 틀리게 즉, 렌즈의 광학적 초점에서 코쪽까지의 길이를 최소 24mm로 설계하고 렌즈의 광학적 초점에서 귀쪽까지의 길이를 최소 34mm로 설계할 수 있으며, 또, 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 상측의 원용부와 하측의 근용부의 면적을 틀리게 즉, 기하학적 중심에서 상단까지의 길이를 최소 22mm로 설계하고, 기하학적 중심에서 하단까지의 길이를 최소 26mm로 설계함으로써 렌즈의 좌우 폭 및 상하폭을 각각 58mm, 48mm가 되도록 옥습가공을 거치게 되는 것이며, 이에 의해 다음 공정인 렌즈 비사용면(오목한 면) 연마시 렌즈의 축소된 상하직경(48mm)을 기준으로 연마깊이를 더욱 깊게 할 수 있으므로 렌즈의 두께를 대폭 줄일 수 있고 그에 따라 렌즈의 무게도 줄일 수 있게 되는 것이다.

도 6은 본 발명에 의한 축소설계방식으로 제조된 특수렌즈의 완성된 정면도로서, 누진렌즈의 경우 광학적 초점을 기준으로 코쪽까지의 길이를 26mm, 귀쪽까지의 길이를 36mm로 하여 렌즈의 좌우직경을 62mm로 제작하고, 기하학적 중심을 기준으로 상단까지의 길이를 22mm, 하단까지의 길이를 26mm로 하여 렌즈의 상하직경을 48mm로 제작하였다.

또, 블렌디드 타입과 플랫 톱 타입의 이중 초점렌즈에서는 렌즈의 좌우직경을 62mm, 렌즈의 상하직경을 50mm로 제작하였으며, 익세큐티브 타입의 이중초점렌즈에서는 렌즈의 좌우직경을 62mm, 렌즈의 상하직경을 50mm로 제작할 수 있었다.

도 7은 본 발명에 의한 가공방법과 일반설계 및 선특허출원된 가공방법으로 가공한 누진렌즈(원용도수 +2.00 Diopter, ADD(추가도수) +2.00 Diopter)의 두께와 중량을 비교한 도표로서, 일반 구면축소방식에 의한 누진렌즈에 있어서는 렌즈의직경(상하 및 좌우 동일)이 70mm이고, 중심두께(C/T;Center Thickness)가 4.1mm이었으며, 중량은 13.042g이었고, 본 발명자의 선출원 발명(특허출원 제2001-20349호)의 가공방법에 의한 누진렌즈에 있어서는 렌즈의 좌우/상하 직경이 70/58mm이고, 중심두께는 3.8mm이며, 중량은 10.665g이었는데 비교하여, 본 발명의 가공방법에 의한 누진렌즈에서는 중심두께가 2.7mm, 중량이 6.214g으로, 렌즈의 중심두께에 있어서는 일반 구면축소방식에서보다 34.1%, 선출원발명에서보다 29%의 감소효과가 있었고, 렌즈의 무게에 있어서는 일반 구면축소방식에서보다 52.3%, 선출원발명에소보다 41.7%의 무게감소효과가 있음을 확인할 수 있었다.

도 8은 본 발명에 의한 가공방법과 기존 축소설계방식에 의한 이중초점렌즈의 두께와 중량을 비교한 도표로서, 여기에서도 원용도수는 +2.00 Diopter, ADD(추가도수)는 +2.00 Diopter로 설계되었다.

상기 도 8의 도표에서 알 수 있는 바와 같이 기존의 축소설계방식에 의한 이중초점렌즈는 직경이 70mm이고, 본 발명의 가공방법에 의한 이중초점렌즈는 좌우/상하의 직경이 62/48mm이며, 블렌디드 타입의 이중초점렌즈에서는 기존의 렌즈와 본 발명의 렌즈에서 중심두께는 2.9mm에서 2.5mm로 얇아지고, 중량은 8.692g에서 6.688g으로 가벼워졌으며, 플랫 톱 타입의 이중초점렌즈에서는 중심두께는 3.55mm에서 2.8mm로, 중량은 12.124g에서 7.599g으로 얇아지고 가벼워졌고, 익세큐티브 타입의 이중초점렌즈에서는 중심두께는 5.6mm에서 4.5mm로, 중량은 19.342g에서 11.512g으로 얇아지고 가벼워졌다.

상기한 바와 같이 본 발명의 가공방법에서는 기존의 구면 축소방식 및 본 발명자의 선출원 발명에 의한 가공방법에서보다 렌즈의 두께 및 중량의 감소효과가 훨씬 높으며 이로 인하여 안경 착용자의 부담을 덜어주고 우수한 착용감을 제공할 수 있게 되는 것이며, 본 발명의 두께 및 중량감소효과는 원용도수 및 가입도의 양에 따라 다소 차이가 있으나, 그 효과는 5~45%까지 차등적으로 나타났다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 누진렌즈나 이중초점렌즈의 가공시 렌즈의 광학적 초점을 기준으로 좌우의 면적으로 다르게 설계하고, 렌즈의 기하학적 중심을 기준으로 상하의 면적을 다르게 설계하여 옥습가공을 실행한 후, 그에 의해 축소된 좌우 및 상하의 직경에 따른 비사용면의 연마공정을 거침으로써 연마깊이를 더욱 깊게 하여 렌즈의 두께를 기존의 가공방법에 비하여 휠씬 얇게 그리고 더욱 가볍게 제작할 수 있으므로 안경의 착용감 및 미용상의 외관을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 안경을 착용하는 사람의 양쪽 눈 동공간 거리(PD;Papillary Distance)의 평균을 감안하여 광학적 초점을 기준으로 코쪽 부분과 귀쪽 부분(좌,우측)의 면적을 틀리게 설계하고, 기하학적 중심을 기준으로 원용부와 근용부(상,하부)의 면적을 틀리게 설계하여 옥습가공을 한 후, 옥습가공된 렌즈의 비사용면(-면)을 연마하여 렌즈의 두께와 중량을 최소화시킬 수 있도록 한 안경 렌즈의 초박막 초경량 가공방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 옥습가공은 완성될 렌즈의 모양과 동일하게 렌즈의 광학적 초점과 기하학적 중심을 기준으로 각각 좌우폭 및 상하간의 거리를 다르게 제작하여 가공한 형판을 제작하여 이 형판과 생지를 옥습기 축에 세팅시켜 회전시키면서 연마휠에 의해 형판 모양대로 생지의 테두리를 가공함을 특징으로 하는 안경 렌즈의 초박막 초경량 가공방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 렌즈는 이중초점렌즈임을 특징으로 하는 안경 렌즈의 초박막 초경량 가공방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 렌즈는 누진렌즈임을 특징으로 하는 안경 렌즈의 초박막 초경량 가공방법.