KR20080023353A

KR20080023353A - 누진 굴절력 렌즈

Info

Publication number: KR20080023353A
Application number: KR1020087001842A
Authority: KR
Inventors: 다다시 가가; 도시히데 시노하라
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-03-13
Also published as: EP1917555B1; EP1917555A1; WO2007023714A1; CN101243353A; US8147062B2; JP4973027B2; US8042942B2; US20100290001A1; US20120200822A1; KR100940699B1; US20100134755A1; JP2007086740A; CN101243353B; US8678585B2

Abstract

원거리부의 안구측 굴절면(11)은 오목하며 근거리부의 안구측 굴절면(3)의 적어도 일부는 면의 주경선의 한쪽 또는 양쪽이 볼록한 볼록 영역(31)이다. 이는 안구측 굴절면이 누진 굴절면으로 형성된 내면 누진 굴절력 렌즈에서 렌즈 두께, 외관 등에 대한 결점을 해결할 수 있는 내면 누진 굴절력 렌즈를 제공한다.

Description

누진 굴절력 렌즈 {PROGRESSIVE-POWER LENS}

본 발명은 노안(presbyopia) 보정 안경에 주로 사용되는 누진 굴절력 렌즈에 관한 것이다.

누진 굴절력 렌즈는 각기 다른 굴절력을 갖는 2개의 시야 부분, 및 그들 사이에 굴절력이 누진적으로 변화하는 1개의 시야 부분을 갖는다. 이들 시야 부분은 경계를 갖지 않으므로, 각기 다른 굴절력을 갖는 단일 렌즈에서 우수한 외관 및 다중 시야 부분을 제공한다. 이 때문에, 누진 굴절력 렌즈는, 노안과 같은 원근 조절(accommodation) 보정 기능을 갖는 안경 렌즈로 빈번히 사용된다.

도 3은 누진 굴절력 렌즈의 일반적인 구조를 도시한다. 도 3(a)은 정면도이고, 도 3(b)은 종방향의 단면도이다. 누진 굴절력 렌즈(100)는, 상대적으로 원거리의 물체를 보기 위한 시야 부분인 위쪽의 원거리부(2), 및 원거리부(2)의 아래에 위치되고 상대적으로 근거리의 물체를 보기 위해 원거리부(2)와는 다른 굴절력을 갖는 근거리부(3)를 포함한다. 이들 원거리부(2) 및 근거리부(3)는, 원거리와 근거리의 물체 사이에 중간에 있는 물체를 보기 위해 연속적으로 변화하는 굴절력을 갖는 시야 부분인 중간부(누진부)(4)를 통해 매끄럽게 연결된다.

단판(single-piece) 안경 렌즈는, 착용자의 굴절능(dioptric power)에 맞는 정점 굴절력(vertex power), 난시를 교정하기 위한 원주 굴절력(cylindrical power), 노안을 교정하기 위한 가입 굴절력(addition power), 및 경위(heterophoria)를 교정하기 위한 프리즘 굴절력(prismatic power)과 같은, 안경 렌즈를 위해 요구되는 모든 성능을 달성하기 위해서 안구측(eye-side) 굴절면(11) 및 물체측(object-side) 굴절면(12)을 이용할 필요가 있다. 따라서, 종래의 누진 굴절 렌즈의 물체측 굴절면(12)은 원거리부(2), 근거리부(3) 및 중간부(4)를 구성하기 위해 연속적으로 변화되는 굴절력을 제공하는 누진 굴절면으로 형성되는 한편, 안구측 굴절면(11)은, 예컨대, 난시 교정을 위한 굴절면으로서 사용된다.

상기와 같은 물체측 굴절면(12)에 누진 굴절면을 갖는 외면(front surface) 누진 굴절력 렌즈는, 누진 굴절력 렌즈의 처음 착용자 및 다르게 설계된 누진 굴절력 렌즈를 바꾼 사람들에게는 불편할 수 있는, 증가된 왜곡을 겪게 된다.

상기와 같은 상(image)의 배율 변화로 인한 외면 누진 굴절력 렌즈의 왜곡 발생을 피하기 위해, WO 97/19832호에 기술되어 있는 바와 같이, 최근에 누진 굴절면이 안구측 굴절면(11)에 형성된 내면(back surface) 누진 굴절력 렌즈가 상용화됐다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 내면 누진 굴절력 렌즈(100)의 물체측 굴절면(12)은 구면이거나 회전축 대칭의 비구면이다. 안구측 굴절면(11)은 원거리부(2), 근거리부(3) 및 중간부(4)를 갖는 누진 굴절면으로 형성된다. 누진 굴절면은 원환체(toroidal) 면, 또는 렌즈의 축외 수차(off-axis aberration)를 보정하기 위한 보정 비구면 요소를 합성한 더욱 복잡한 면이다. 또한, JP-A-2000-227579호는 내면 누진 굴절력 렌즈(100)의 두께를 감소시키는 기술을 기술한다.

그러나, 내면에 가입 굴절력을 제공하는 곡면을 획득하기 위해, 내면 누진 굴절력 렌즈의 원거리부는 가입 굴절력의 양에 의해 근거리부보다 큰 표면 굴절력(surface power)을 가져야만 한다. 또한, 내면 누진 굴절력 렌즈는 원거리부를 위해 요구되는 원거리부의 굴절력을 마련할 필요가 있다. 예를 들어, 원거리부가 양(positive)의 굴절력을 갖도록 처방되면, 물체측 굴절면의 표면 굴절력은 처방된 양의 굴절력에 따라 더 커질 필요가 있다. 따라서, 처방된 양의 굴절력을 갖는 원거리부를 가진 내면 누진 굴절력 렌즈에서, 볼록한 물체측 굴절면은 대응하는 외면 누진 굴절력 렌즈 보다 더욱 돌출된다. 따라서, 내면 누진 굴절력 렌즈는 상 왜곡과 같은 광학 성능에 대해서는 유리하나, 렌즈 두께 및 외관에 대해서는 결점이 있다. JP-A-2000-227579호에 기술된, 렌즈의 두께를 감소시킬 수 있는 기술은 여전히 충분치 않다.

본 발명은 상기한 사정의 관점에서 만들어진 것으로, 전형적인 안구측 굴절면이 누진 굴절면으로 형성된 내면 누진 굴절력 렌즈의 렌즈 두께, 외관 등에 대한 결점을 해소할 수 있는 내면 누진 굴절력 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 실시예는, 물체측 굴절면과 안구측 굴절면을 포함하며, 상기 안구측 굴절면이 상대적으로 원거리의 물체를 보기 위한 굴절력을 갖는 원거리부, 상대적으로 근거리의 물체를 보기 위한 굴절력을 갖는 근거리부, 및 상기 원거리 및 근거리의 물체들 사이의 중간에 있는 물체를 연속적으로 보기 위한 굴절력을 갖는 중간부를 포함하며, 상기 원거리부의 안구측 굴절면이 오목하며, 상기 근거리부의 안구측 굴절면의 적어도 일부는 면의 주경선(principal meridian)의 한쪽 또는 양쪽이 볼록한 볼록 영역인 것을 특징으로 하는 누진 굴절력 렌즈를 제공한다.

내면 굴절력 렌즈는 안구측 굴절면의 근거리부의 영역이 안구에 대해 볼록한 볼록 영역과 함께 마련되도록 구성된다. 근거리부에 볼록 영역을 설치하는 것은, 미리 설정된 가입 굴절력을 제공하기 위해 안구측의 원거리부가 작은 곡률의 오목면이 될 수 있도록 함과 더불어, 근거리부를 위해 요구되는 굴절력을 제공하는 물체측 굴절면의 곡률이 안구측의 작은 곡률에 따라 작게 될 수 있도록 한다. 따라서, 근거리부에 볼록 영역을 설치하는 것은 더 얕은 베이스 커브(base curve)의 결과를 가져오므로, 우수한 외관을 가진 얇은 렌즈를 제공한다.

본 발명의 제2 실시예에서는, 제1 실시예에 따른 누진 굴절력 렌즈가 상기 볼록 영역의 주경선의 최대 표면 굴절력의 절대값이 2 디옵트리(dioptre) 보다 크지 않은 것을 특징으로 한다.

근거리부에 볼록 영역을 설치하는 것은 보다 나은 외관 및 감소된 두께를 가진 내면 누진 굴절력 렌즈를 가능하게 한다. 하지만, 더 얕은 베이스 커브는 비점 수차(astigmatism)를 증가시키고, 그러므로 광학 성능을 열화(degrade)시키는 문제점이 있다. 상기 문제점은 설계 기술의 진보에 의해 극복될 수 있다. 본 출원은 상기 볼록 영역의 볼록도(degree of convexity)를 제한함에 의해서 상기한 광학 성능의 열화도 또한 최소화할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 누진 굴절력 렌즈는, 상기 누진 굴절력 렌즈의 기하학 중심으로부터 25 mm의 반경을 갖는 원 내에서 상기 원의 표면적에 대한 상기 볼록 영역의 표면적 비율은, 30% 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 볼록 영역의 표면적의 비율을 제한함에 의해, 더 얕은 베이스 커브로 인한 광학 성능의 열화가 최소화될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 누진 굴절력 렌즈의 개념을 도시하며, (a)는 정면도를 도시하고, (b)는 단면도를 도시한다.

도 2는 본 발명의 누진 굴절력 렌즈(a)와 종래의 누진 굴절력 렌즈(b)의 각 표면의 굴절력을 도시한다.

도 3은 종래의 누진 굴절력 렌즈의 개념을 도시하며, (a)는 정면도를 도시하고, (b)는 단면도를 도시한다.

도 4는 안구측 굴절면에 세그먼트(segment) 렌즈를 가진 이중 초점(bifocal) 렌즈의 일실시예를 도시하며, (a)는 정면도를 도시하고, (b)는 단면도를 도시한다.

도 5는 실시예 1의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 표면 굴절력 분포를 도시한다.

도 6은 실시예 1의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 비점 수차 분포를 도시한다.

도 7은 실시예 1의 누진 굴절력 렌즈의 시각 수차(visual aberration)를 도시한다.

도 8은 실시예 1의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 좌표를 도시한다.

도 9는 실시예 2의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 표면 굴절력 분포를 도시한다.

도 10은 실시예 2의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 비점 수차 분포를 도시한다.

도 11은 실시예 2의 누진 굴절력 렌즈의 시각 수차를 도시한다.

도 12는 실시예 2의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 좌표를 도시한다.

도 13은 비교예의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 표면 굴절력 분포를 도시한다.

도 14는 비교예의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 비점 수차를 도시한다.

도 15는 비교예의 누진 굴절력 렌즈의 시각 수차를 도시한다.

도 16은 비교예의 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 좌표를 도시한다.

이하, 본 발명의 누진 굴절력 렌즈의 실시예가 설명될 것이지만, 본 발명은 그에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 누진 굴절력 렌즈의 개념을 도시한다. 도 1(a)은 정면도이고 도 1(b)는 종방향의 단면도이다. 누진 굴절력 렌즈(1)는, 오목한 형상의 안구측 굴절면(11)이 누진 굴절면과 함께 마련되고 볼록한 형상의 물체측 굴절면(12)이, 예컨대, 구면 또는 회전축 대칭의 비구면으로 형성되는 메니스커스(meniscus), 내면 누진 굴절력 렌즈이다.

안구측 굴절면(11)에 마련된 누진 굴절면은, 상대적으로 원거리의 물체를 보기 위한 굴절력을 갖는 원거리부(2), 상대적으로 근거리의 물체를 보기 위한 굴절력을 갖는 근거리부(3), 및 그들 사이에 있는 물체를 연속적으로 보기 위한 굴절력을 갖는 중간부(4)를 갖는다. 누진 굴절면에는 추가적으로, 안구측 굴절면(11)이, 예컨대, 난시를 교정하기 위한 원주 굴절력, 경위(heterophoria)를 교정하기 위한 프리즘 굴절력, 수차(aberration)를 교정하기 위한 비구면(aspherical surface)과 함께 마련된다.

앞서 언급된 내면 누진 굴절력 렌즈와 같이 구성된, 본 발명의 누진 굴절력 렌즈(1)에서는, 원거리부(2)의 굴절면이 안구쪽으로 오목하다. 환언하면, 원거리부(2)의 굴절면의 곡률의 중심이 그 굴절면에 비해 안구쪽으로 존재한다. 근거리부(3)의 굴절면의 적어도 일부에 있어서, 면의 주경선(principal meridian)의 한쪽 또는 양쪽이 안구쪽으로 볼록하다. 환언하면, 근거리부(3)는, 근거리부(3)의 굴절면이 있는 점(point)의, 면의 주경선의 한쪽 또는 양쪽의 곡률의 중심이 그 굴절면에 비해 물체측에 위치하는 볼록 영역(31)을 갖는다. 이 볼록 영역(31)은, 표면 굴절력의 부호를 면의 형상이 물체쪽으로 볼록할 때를 양으로 면의 형상이 안구쪽으로 볼록할 때를 음(negative)이라고 하면, 음의 평균 표면 굴절력을 갖는다.

볼록 영역(31)은, 도 1(b)에 도시되어 있는 바와 같이, 근거리부(2)를 포함하여 메니스커스 렌즈의 오목 형상을 형성하는 안구측 굴절면(11)은, 근거리부(3)의 영역에서 안구쪽으로 볼록하다. 볼록 영역(31)이 면의 주경선의 한쪽 또는 양 쪽이 안구쪽으로 볼록한 것으로 앞서 정의한 것은, 내면 누진 굴곡력 렌즈의 굴절면이 내진 굴절면과 난시 교정 원환체 면의 합성일 수 있고, 그 합성 굴절면의 볼록 영역에 있어서, 면의 주경선의 한쪽이 원환체 면으로 인해 안구쪽으로 오목할 수 있고, 한편 면의 주경선의 다른 한쪽이 안구쪽으로 볼록할 수 있기 때문이다. 안구쪽으로 볼록하게 되기 위해서는, 면의 주경선의 적어도 한쪽이 안구쪽으로 볼록하게 될 필요가 있다. 또한, 면의 주경선은, 일본 공업 규격(JIS/T7330: 2000년 10월 18일 간행: 일본공업표준위원회)에 규정된 바와 같이, 면상의 한 점에서의 최대 및 최소 곡률의 모두를 갖는 경선이다.

근거리부에 안구쪽으로 돌출한 볼록 영역(31)을 설치한 것은, 안구측 굴절면(11)의 원거리부(2)가 미리 설정된 가입 굴절력을 제공하기 위해 작은 곡률의 오목면이 될 수 있게 하며, 더불어 원거리부(2)를 위해 요구되는 원거리부의 굴절력을 마련하는 물체측 굴절면(12)의 곡률을 안구측의 원거리부(2)의 작은 곡률에 따라 작아지게 할 수 있다. 근거리부(3)에 볼록 영역(31)을 설치한 것은, 따라서 베이스 커브로 불리는 얕은 물체측의 굴절면(12)을 가능하게 하고, 그 때문에 우수한 외관을 가진 얇은 내면 누진 굴절력 렌즈(1)를 제공한다.

근거리부에 볼록 영역이 마련될 때 베이스 커브가 어떻게 더 얕아지게 되는 지에 대해 구체적인 설명이 후술될 것이다. 내면 누진 굴절력 렌즈로서는, 물체측(외면)의 표면 굴절력(베이스 커브) D1, 안구측(내면) 원거리부의 굴절력 D2f 및 안구측 근거리부의 표면 굴절력 D2n , 그리고 렌즈의 처방 도수를 정하는 원거리부의 굴절력 S 및 가입 굴절력 Ad은 서로 관련되어 있다:

S = D1-D2f

Ad = D2f-D2n

여기서, 굴절력의 단위는 디옵트리(dioptre)(D)이고, 표면 굴절력의 부호 D1, D2f 및 D2n은 각기 면이 물체쪽으로 볼록하면(안구쪽으로 오목한 것) 양이고 또는 면이 물체쪽으로 오목하면(안구쪽으로 볼록) 음이다.

종래의 내면 누진 굴절력 렌즈로서는, 근거리부의 표면 굴절력 D2n은

D2n ≥ 0 (D)이다.

즉, 근거리부는 전체가 오목하거나 일부가 편평하다.

따라서, 원거리부의 굴절력이 양이고 가입 굴절력이 클 때, 다음의 방정식에 나타낸 바와 같이, 베이스 커브가 원거리부의 굴절력 S, 가입 굴절력 Ad 및 근거리부의 표면 굴절력 D2n의 합이기 때문에, 내면 누진 굴절력 렌즈의 베이스 커브는 외면에 누진 면을 갖는 렌즈(외면 누진 렌즈) 보다 불가피하게 깊어진다.

D1 = S+D2f = S+Ad+D2n

이는 미관상 좋지 않은 돌출 외관과 더불어 증가된 중심 두께라는 결과를 가져온다.

대조적으로, 근거리부에 볼록 영역이 마련되면, 근거리부의 표면 굴절력 D2n은 음이 되어, 더 얕은 물체측(외면) 표면 굴절력(베이스 커브) D1을 가능하게 한다.

이는 도 2를 참조하여 수치적으로 설명된다. 도 2(a)는 본 발명의 내면 누진 굴절력 렌즈를 도시한다. 도 2(b)는 전체적으로 오목한 안구측 굴절면을 가진 종래의 내면 누진 굴절력 렌즈를 도시한다.

양 렌즈는, 동일한 처방 굴절력, 3.50D의 원거리부의 굴절력 S 및 2.00D의 가입 굴절력 Ad을 갖는다. 도 2(b)에 도시된 종래의 내면 누진 굴절력 렌즈로서는, 근거리부의 표면 굴절력 D2n이, 예컨대, 평면에 가까운 +0.50D(오목면)로 설정된다. 이 값은 2.00D의 가입 굴절력 Ad에 가산되어, 2.50D의 원거리부의 표면 굴절력 D2f의 결과를 가져온다. 원거리부의 표면 굴절력 D2f의 결과는 3.50D의 원거리부의 굴절력 S에 가산되어, 더 깊은 베이스 커브를 수반하는, 6.00D의 물체측 표면 굴절력(베이스 커브) D1의 결과를 가져온다.

도 2(a)에 도시된 본 발명의 내면 누진 굴절력 렌즈에 있어서는, 근거리부의 블록 영역의 근거리부의 표면 굴절력 D2n은, 물체쪽으로 오목함으로써, 예컨대 -1.50D(안구쪽으로 볼록)로 설정될 수 있다. 이 값은 2.00D의 가입 굴절력 Ad로 가산되어, 0.50D의 원거리부의 표면 굴절력 D2f의 결과를 가져온다. 원거리부의 표면 굴절력 D2f의 결과는 3.50D의 원거리부의 굴절력에 가산되어, 더 얕은 베이스 커브에 수반하는, 4.00D의 물체측 표면 굴절력(베이스 커브) D1의 결과를 가져온다.

상기한 바와 같이, 근거리부의 볼록 영역을 구비하는 본 발명의 내면 누진 굴절력 렌즈는 더 얕은 베이스 커브를 가지며, 보다 나은 외관 및 감소된 렌즈 두께를 가능하게 한다. 그런데, 더 얕은 베이스 커브는 비점 수차를 증가시키며, 그러므로 안구측 굴절면 전체가 오목한 종래의 내면 누진 굴절력 렌즈에 걸쳐서 광학 성능을 열화시키는 문제점이 있다. 또한, 안구쪽으로 돌출하는 볼록 영역이 오목 한 형상의 안구측 굴절면에 마련되면, 원거리부가 가입 굴절력의 양에 의해 오목해져서, 오목 및 볼록면이 혼합된 복잡한 안구측 굴절면의 결과를 가져오며, 면 생성 및 미러(mirror) 연마 가공이 곤란한 문제점을 발생할 것이다.

실시 곤란케 된 가공의 문제점은 최근의 제조 기술의 현저한 진보에 의해 극복됐다. 증가된 비점 수차의 문제점도 또한, 비점 수차 보정 비구면의 부가를 적절히 할 수 있는 최근의 컴퓨터 발달에 기인한 설계 기술의 향상에 의해 극복됐다.

또, 광학 성능을 향상시키기 위한 볼록 영역의 볼록도의 검시는, 볼록 영역의 안구쪽으로 볼록한 주경선의 최대 표면 굴절력이, 2 디옵트리 보다 크지 않은 것이 바람직하고, 1.5 디옵트리 보다 크지 않은 것이 더욱 바람직하다는 것을 나타냈다. 지나치게 큰 볼록 영역의 볼록성(convexity)은 광학 성능을 열화시키고 비구면의 부가에 의거한 비점 수차 보정을 어렵게 할 수 있다. 더 큰 볼록도는 또한, 돌출한 볼록 영역에서의 더 많은 광 반사를 유발하여, 다루기 힘든 반사광의 결과를 가져온다. 또한, 더 큰 볼록도는 안구쪽으로 더 가까운 볼록 영역의 굴절면을 초래하여, 속눈썹과 접촉할 우려를 증가시킨다.

또한, 볼록 영역의 면적도 광학 성능에 영향을 미치는 것이 나타났다. 구체적으로는, 엣징 가공(edging process) 전의 원형 렌즈의 기하학 중심으로부터 25mm의 반경을 가진 원 내에 볼록 영역의 표면적의 비율은, 30% 이하가 바람직하고, 20% 이하가 더욱 바람직하며, 15% 이하가 가장 바람직하다. 이 범위 보다 큰 볼록 영역의 표면적 비율은 광학 성능을 열화시키고, 비구면의 부가에 의거한 비점 수차 보정을 어렵게 만들며, 볼록 영역에서의 다루기 힘든 반사를 증가시킨다.

본 발명의 내면 누진 굴절력 렌즈는, 여러 설계의 타입(type)을 이용할 수 있다. 예를 들면, 어플리케이션 지향(application-oriented)의 설계에서는, 원거리 및 근거리의 물체를 위한 시야 부분이 균형 좋은 방식으로 배치되고, 누진 회랑지대(corridor)의 길이가 약 10 내지 16mm로 설정되어 근거리의 물체를 보는 도중에 눈의 회전을 촉진하도록 설계된, 소위 원근 타입(near and distance type) 렌즈가 있다.

또한, 약 1 미터인 중간 거리에서 독서 거리(reading distance)까지의 시각을 우선시한 중근 타입(near and intermediate type) 렌즈, 및 독서 거리의 시각을 특별히 우선시한 소위 근근 타입(near and near type) 렌즈가 있다. 이들 중근 타입 및 근근 타입 렌즈는, 중간 거리의 물체를 볼 때 넓은 시야 부분을 획득하기 위해서 누진 회랑지대의 길이가 약 19 내지 25mm 정도이도록 설계된다. 상기한 볼록 영역의 바람직한 표면적 비율은, 근거리부가 렌즈의 주요 부분인 상기 중근 타입 및 근근 타입 렌즈에도 또한 적합하다. 왜곡 및 비점 수차 분포에 대한 수차 지향(Aberration-oriented)의 설계는 대략적으로, 확대된 원거리부 및 근거리부 간의 좁은 누진부에 수차가 집중되는 수차 집중 타입과, 확대된 누진부에 중간부의 수차가 분산된 수차 분산 타입의, 2가지 타입에 속한다. 본 발명은 상기 다른 타입의 설계에도 적용할 수 있다.

안구측 굴절면이 세그먼트(segment) 렌즈를 구비한 주지된 종래의 이중 초점 렌즈가 있다. 도 4는 안구측 굴절면 상의 세그먼트 렌즈를 가진 이중 초점 렌즈의 일실시예를 도시한다. 도 4(a)는 정면도이고 도 4(b)는 종방향의 단면도이다. 이 중 초점 렌즈(200)는 원거리부(210)와 근거리부(220)로 구분된다. 일반적으로, 원거리부(210)는 메인(main) 렌즈로 불리우고, 근거리부(220)는 세그먼트 렌즈로 불리운다. 도 4에 도시된 이중 초점 렌즈(200)는, 세그먼트 렌즈(220)를 안구측 굴절면(230)에 붙여서 형성되며, 볼록한 물체측 굴절면(240), 메인 렌즈(210)의 오목한 안구측 굴절면(230), 및 안구쪽으로 볼록한 세그먼트 렌즈(220)의 안구측 굴절면(221)을 갖는다.

안구측 굴절면(230) 상의 세그먼트 렌즈(220)를 가진 이중 초점 렌즈(200)는, 양 렌즈가, 오목한 안구측 굴절면의 저부(lower portion)가 돌출면을 갖는다는 하나의 공통점을 갖기 때문에, 본 발명에 따른 안구측 굴절면 상의 볼록 영역을 가진 내면 누진 굴절력 렌즈에 대한 외관의 관점에서 유사하다.

그러나, 이중 초점 렌즈(200)는, 메인 렌즈(210)의 안구측 굴절면(230)과 세그먼트 렌즈의 굴절면(221)의 사이에 형성된 경계선(dividing line)을 갖는다. 이중 초점 렌즈(200)는 소위 경계를 가진 다 초점 렌즈이므로, 그 경계선에서 상이 불연속이 되는 결점을 갖는다. 또한, 그 외관이 노안 교정 렌즈임을 알려지게 하는 문제점도 있다. 또한, 경계의 매끄러운 경계선을 알아채지 못하게 한 시임리스(seamless) 이중 초점 렌즈도 존재한다. 그러나, 이 시임리스 이중 초점 렌즈는, 상기 매끄러운 부분의 폭을 따라 상이 흐려져서, 렌즈를 광학적으로 사용할 수 없게 만드는 문제를 갖는다. 어느 경우라도, 원거리 및 근거리의 물체 사이에 있는 중간 거리의 물체를 보기 위한 연속적으로 변화하는 굴절력을 가진 시야 부분인, 중간부(누진부)를 갖지 않은, 세그먼트 렌즈를 가진 이중 초점 렌즈는, 누진 굴절력 렌즈와는 완전히 다른 안경 렌즈라는 결과를 가져온다.

[실시예]

실시예 1

내면 누진 굴절력 렌즈는 이하의 조건으로 설계됐다: 원거리부의 표면 굴절력 D2f이 1.00D; 근거리부의 표면 굴절력 D2n이 -1.00D, 가입 굴절력 Ad이 2.00D, 원거리부의 굴절력 S가 3.50D, 물체측 굴절면의 굴절력(베이스 커브) D1이 4.50D 이며; 안구측 굴절면의 근거리부가 안구쪽을 향해 돌출하는 볼록 영역을 구비했다. 렌즈 소재의 굴절률은 1.66 이었다. 이하의 모든 실시예 및 비교예서는 이 동일 굴절률을 가진 렌즈 소재가 이용됐다. 이 설계에서는, 종래의, 전체적으로 오목한 내면 누진 굴절력 렌즈의 근거리부가, 단지 볼록 영역을 구비하고, 더 얕은 베이스 커브로 인하여 증가된 비점 수차가 보정되지 않았다.

이러한 설계에서는, 렌즈가 70mm 직경의 원형이고, 물체측 및 안구측 굴절면의 기하학 중심을 연결하는 선을 중심선으로 하면, 물체측 굴절면의 기하학 중심과 물체측 굴절면의 외연(outer edge) 간의 중심선 방향의 거리인 오버행(overhang) h(도 1(b) 참조)는 4.2mm, 상기 중심들 간의 거리인 중심 두께 t(도 1(b)참조)는 4.4mm이었다.

도 5는 이 설계의 오른쪽-눈 내면 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 표면 굴절력 분포를 도시한다(근거리부가 집중을 고려하여 코 쪽을 향해 변위된다). 도 5는, 1점 쇄선으로 도시된 수평 및 수직선의 교점인, 기하학 중심으로부터 25mm의 반경을 가진 원을 도시한다. 볼록 영역은 상기 원의 내측에서 21%의 면적을 차지 한다.

도 6은 안구측 굴절면의 비점 수차 분포를 도시한다. 도 7은 착용자가 상기 렌즈를 착용하여 원거리부, 중간부 및 근거리부에 대해 의도된 거리에서 물체를 볼 때, 착용자의 눈에 작용하는 실제 비점 수차의 분포(이하, 시각 수차 분포라고 칭한다)를 도시한다. 도 8은 렌즈의 기하학 중심인 원점(origin)에 관하여 안구측 굴절면의 좌표를 도시한다.

실시예 2

내면 누진 굴절력 렌즈는 이하의 조건으로 설계됐다: 원거리부의 표면 굴절력 D2f이 1.00D; 근거리부의 표면 굴절력 D2n이 -1.00D, 가입 굴절력 Ad이 2.00D, 원거리부의 굴절력 S가 3.50D, 물체측 굴절면의 굴절력(베이스 커브) D1이 4.50D 이며; 안구측 굴절면의 근거리부가 안구쪽을 향해 돌출하는 볼록 영역을 구비했다. 이 설계에서는, 더 얕은 베이스 커브로 인하여 증가된 비점 수차를 보정하기 위해 비구면이 부가됐다.

이러한 설계에서는, 렌즈가 70mm 직경의 원형이고, 물체측 굴절면의 기하학 중심과 물체측 굴절면의 외연 간의 중심선 방향의 거리인 오버행 h는 4.2mm, 중심 두께 t는 4.1mm이었다. 비구면이 부가되었기 때문에, 중심 두께 t가 실시예 1 보다 0.3mm 얇아졌다.

도 9는 이 설계의 오른쪽-눈 내면 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 표면 굴절력 분포를 도시한다. 도 9는, 1점 쇄선으로 도시된 수평 및 수직선의 교점인, 기하학 중심으로부터 25mm의 반경을 가진 원을 도시한다. 볼록 영역은 상기 원의 내측에서 17%의 면적을 차지한다. 도 10은 안구측 굴절면의 비점 수차 분포를 도시한다. 도 11은 시각 수차 분포를 도시한다. 도 12는 렌즈의 기하학 중심인 원점에 관하여 안구측 굴절면의 좌표를 도시한다.

실시예 1의 안구측 굴절면의 비점 수차 분포를 도시하는 도 6과, 실시예 2의 안구측의 굴절면의 비점 수차 분포를 도시하는 도 10을 비교하면, 실시예 2에서는 더 얕은 베이스 커브로 인하여 증가된 비점 수차를 보정하기 위해 안구측의 굴절 면에 비구면이 부가되었기 때문에, 실시예 2는 더 큰 비점 수차를 갖는다. 그러나, 실시예 1의 시각 수차를 도시하는 도 7과 실시예 2의 시각 수차를 도시하는 도 11을 비교하면, 실시예 2의 비점 수차가 전체로서 보다 많이 보정됨이 나타난다.

비교예

전체적으로 오목한 안구측 굴절면을 가지며 근거리부의 볼록 영역을 갖지 않는 종래의 내면 누진 굴절력 렌즈는 이하의 조건으로 설계됐다: 원거리부의 표면 굴절력 D2f이 3.00D; 근거리부의 표면 굴절력 D2n이 1.00D, 가입 굴절력 Ad이 2.00D, 원거리부의 굴절력 S가 3.50D, 물체측 굴절면의 굴절력(베이스 커브) D1이 6.50D이다.

이러한 설계에서는, 렌즈가 70mm 직경의 원형이고, 물체측 굴절면의 기하학 중심과 물체측 굴절면의 외연 간의 중심선 방향의 거리인 오버행 h는 6.2mm, 중심 두께 t는 4.4mm이었다. 이 비교예의 설계에서는, 물체측 굴절면의 오버행 h가 본 발명의 실시예 1 및 2 보다 2.0mm 만큼 더 크다. 중심 두께 t는 비점 수차 보정 비구면이 부가되지 않은 실시예 1에서와 실제적으로 동일하지만, 비구면이 0.3mm 부가된 실시예 2 보다는 크다.

도 13은 이 설계의 오른쪽-눈 내면 누진 굴절력 렌즈의 안구측 굴절면의 표면 굴절력 분포를 도시한다. 도 14는 안구측 굴절면의 비점 수차 분포를 도시한다. 도 15는 시각 수차 분포를 도시한다. 도 16은 렌즈의 기하학 중심인 원점에 관하여 안구측 굴절면의 좌표를 도시한다.

실시예 1, 실시예 2, 비교예는 동일 처방 굴절력을 채용하였다, 즉, 원거리부의 굴절력 S가 3.50D 이고, 가입 굴절력 Ad가 2.00D이다. 시각 수차가, 실시예 1의 시각 수차를 도시하는 도 7과, 실시예 2의 시각 수차를 도시하는 도 11과, 비교예의 시각 수차를 도시하는 도 15를 참조하여 설명될 것이다.

단지 볼록 영역이 추가되어 베이스 커브를 얕게 한 도 7의 실시예 1의 시각 수차는, 도 15에 도시된 종래의 내면 누진 굴절력 렌즈와 비교하여 현저하게 열화된다. 대조적으로, 안구측 굴절면에 더 얕은 베이스 커브로 인하여 증가된 비점 수차를 보정하기 위한 비구면이 부가된 도 11의 실시예 2의 시각 수차는, 도 15에 도시된 종래의 내면 누진 굴절력 렌즈에 필적하며, 광학 성능이 현저히 향상됨을 나타낸다.

본 발명의 누진 굴절력 렌즈는 노안 교정 안경을 위해 주로 사용될 수 있다.

Claims

물체측 굴절면과 안구측 굴절면을 포함하며, 상기 안구측 굴절면이 상대적으로 원거리의 물체를 보기 위한 굴절력을 갖는 원거리부, 상대적으로 근거리의 물체를 보기 위한 굴절력을 갖는 근거리부, 및 상기 원거리 및 근거리의 물체들 사이의 중간에 있는 물체를 연속적으로 보기 위한 굴절력을 갖는 중간부를 포함하는 누진 굴절력 렌즈에 있어서,

상기 원거리부의 안구측 굴절면이 오목하며, 상기 근거리부의 안구측 굴절면의 적어도 일부는 면의 주경선(principal meridian)의 한쪽 또는 양쪽이 볼록한 볼록 영역인 것을 특징으로 하는 누진 굴절력 렌즈.
청구항 1에 있어서, 상기 볼록 영역의 주경선의 최대 표면 굴절력의 절대값이 2 디옵트리(dioptre) 보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 누진 굴절력 렌즈.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 누진 굴절력 렌즈의 기하학 중심으로부터 25 mm의 반경을 갖는 원 내에서 상기 원의 표면적에 대한 상기 볼록 영역의 표면적 비율은, 30% 이하인 것을 특징으로 하는 누진 굴절력 렌즈.