KR20150060745A - 안과용 렌즈 상에 기술적인 영구 마크를 생성하는 마킹 단계를 포함하는 안과용 렌즈의 제조 방법 - Google Patents

안과용 렌즈 상에 기술적인 영구 마크를 생성하는 마킹 단계를 포함하는 안과용 렌즈의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안과용 렌즈(12) 제조 방법에 관한 것으로서, 이 제조 방법은, 바디(29), 제1 면(20), 및 이 제1 면(20)에 대향하는 제2 면(28)을 포함하는 안과용 렌즈 상에 기술적인 영구 마크(24)를 생성하는 마킹 단계; 제1 면의 제1 광학면 및 제2 면의 제2 광학면을 얻기 위해서, 제1 복합 굴절률(35)을 갖는 제1 재료의 복수의 제1 사전결정된 체적 요소를 용착함으로써 바디와 제1 및 제2 면을 적층 제조하는 단계(110 내지 112); 및 제1 재료(35)의 복수의 제1 체적 요소의 용착 동안에, 제1 재료의 제1 복합 굴절률과 상이한 제2 복합 굴절률(30)을 갖는 제2 재료의 적어도 하나의 제2 사전결정된 체적 요소를 용착함으로써 마크를 적층 제조하는 단계(113)를 포함한다.

Description

안과용 렌즈 상에 기술적인 영구 마크를 생성하는 마킹 단계를 포함하는 안과용 렌즈의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING AN OPHTHALMIC LENS COMPRISING A MARKING STEP FOR PRODUCING PERMANENT TECHNICAL MARKS ON SAID OPHTHALMIC LENS}
본 발명은 안과용 렌즈(ophthalmic lens) 상에 기술적인 영구 마크(technical permanent mark)를 생성하는 마킹 단계를 포함하는 안과용 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이러한 안과용 렌즈를 제조하기 위한 기계에 관한 것이다.
안과용 렌즈는 다양한 제조 단계를 거친다는 것이 알려져 있다. 특정 프레임의 형상에 맞춰진 최종 렌즈를 얻는데 일반적으로 이용되는 제조 방법은, 전형적으로 선반을 회전시켜서 기계가공하는 단계뿐만 아니라, 그러한 과정에서 안과용 렌즈의 표면 상에 기술적 및/또는 상업적인 영구 마크, 및/또는 기술적 및/또는 상업적인 임시 마크가 형성되는 단계를 포함한다.
이러한 마크는 몰딩, 에칭 또는 화학적 침식(chemical attack)에 의해 형성될 수 있다. 이들 마크는 다양한 기호(예를 들면, 원, 십자기호, 제조자의 로고)를 나타내며, 특정 지점(예를 들면, 안과용 누진 렌즈를 위한 프리즘 기준점), 또는 축선, 또는 특정 구역(안과용 누진 렌즈의 경우에 있어서, 근거리 시력 구역(near vision zone) 또는 원거리 시력 구역(far vision zone))을 표시하는 형상을 식별하게 한다. 기술적인 영구 및/또는 임시 마크는 광학 특성을 나타내는 기하학적인 마크로 알려진 마크이다.
기술적인 영구 마크의 생성은 이러한 마크를 렌즈 상에 적절하게 위치설정하기 위해 하나 이상의 기준계(reference system)의 형성을 필요로 한다. 실제로, 이러한 기술적인 마크는 예를 들어 기계가공(예를 들면, 표면처리(surfacing) 또는 테두리 가공(edging))을 위해 렌즈의 하나의 면을 다른 면에 대해 정확하게 위치설정하고, 및/또는 안과용 렌즈를 프레임에 센터링(centering)하는 것을 가능하게 한다.
이러한 기술적인 영구 마크는 렌즈의 면 중 하나의 면, 예를 들어 전면(front face) 상에 렌즈의 다른 면의 기계가공 전에 생성되거나, 또는 특정 안과용 렌즈의 경우에는 후면(rear face) 상에 생성될 수도 있다.
안과용 누진 렌즈를 제조하기 위한 공지된 방법에 있어서, 렌즈는 제1 기준계에서 그 전면(예를 들면, 볼록면)에 의해 고정되어, 그 후면의 오목면이 제2 기준계에서 선반을 회전시켜서 기계가공된다. 그 후에, 이러한 기계가공된 오목면은 제4 기준계에서 하나 이상의 마킹 작업을 거치기 전에 제3 기준계에서 폴리싱(polishing)된다.
기술적인 영구 마크는 일반적으로 엑시머 또는 CO2 타입 레이저 마킹 기계를 이용하여 생성되는 것에 주목해야 한다. 이들 레이저 마킹 기계는 물질의 열화(degradation) 또는 삭마(ablation)에 의해 안과용 렌즈 상에 작용하여, 마크가 생성되는 안과용 렌즈의 면에 변형을 발생하거나 물질을 제거한다.
안과용 렌즈를 제조하기 위한 다른 공지된 방법에 있어서, 렌즈는 플라스틱 성형 기계(plastics casting machine)에서 몰딩되고, 기술적인 영구 마크가 또한 동일한 기계에서 유리의 면 상에 형성된다. 이러한 기계에는, 제1 기준계에서 몰드의 드래프트면(draft face)이 형성되고, 그 다음에 제2 기준계에서 기술적인 영구 마크를 형성하기 위해 에칭에 의해 노치가 형성되는 반-몰드(half-mold)(기계가공에 의해 제조됨)를 포함하는 몰드가 제공된다.
본 발명은 특히 실시하기에 간단하고 편리하며 경제적인, 안과용 렌즈 상에 기술적인 영구 마크를 생성하는 마킹 단계를 포함하는 안과용 렌즈를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명의 대상은, 안과용 렌즈 제조 방법으로서, 안과용 렌즈 상에 기술적인 영구 마크를 생성하는 마킹 단계를 포함하고, 안과용 렌즈는 바디, 제1 면, 및 이 제1 면에 대향하는 제2 면을 구비하며, 제1 면 및 제2 면은 각각 제1 광학면 및 제2 광학면을 규정하는, 상기 안과용 렌즈 제조 방법이며, 이러한 제조 방법은,
- 제1 및 제2 광학면을 얻기 위해서, 제1 복합 굴절률을 갖는 제1 재료의 복수의 제1 사전결정된 체적 요소의 용착용착(deposition)에 의해 바디와 제1 및 제2 면을 적층 제조하는 단계; 및
- 제1 재료의 복수의 제1 체적 요소의 용착 동안에, 제1 재료의 제1 복합 굴절률과 상이한 제2 복합 굴절률을 갖는 제2 재료의 적어도 하나의 제2 사전결정된 체적 요소의 용착에 의해 기술적인 영구 마크를 적층 제조하는 단계를 포함하며;
상기 제조 방법은, 기술적인 영구 마크가 안과용 렌즈에 제공될 광학 기준계의 특징을 나타내고 그리고 제1 및 제2 광학면에 따라 달라지는 소정 위치에서 안과용 렌즈에 위치되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제조 방법은 유리하게는 하나의 동일한 적층 제조 단계에서 안과용 렌즈를 제조하는 것을 가능하게 한다.
이러한 단일의 적층 제조 단계는, 바디와 제1 및 제2 면의 적층 제조 동안의 단일의 단계에서, 기술적인 영구 마크의 위치확인(localization) 특성뿐만 아니라, 안과용 렌즈의 단순 또는 복합 광학 특성을 동시에 제공할 수 있게 한다. 이것은 기술적인 영구 마크가 안과용 렌즈에 정확하게 위치설정될 수 있게 한다.
여기에서는, 본 발명은 ISO 표준 8980-2의 7.1 항에 의해 규정된 마킹, 보다 정확하게는 7.1a) 항 및 7.1b) 항의 마킹에 대응하는 기술적인 영구 마킹으로 알려진 마킹에만 적용하는데, 이것은 이러한 기술적인 마킹이, 제1 광학면 및 제2 광학면의 기능으로서, 달리 말해 안과용 렌즈에 제공된 광학 기준계의 기능으로서 직접 결정된 위치에서 안과용 렌즈에 위치되기 때문이다.
안과용 렌즈의 이러한 광학 기준계는, 이러한 렌즈에 제공될 처방전에 의해, 특히 제1 및 제2 광학면에 의해 특별히 형성된 2개의 디옵터에 의해, 예를 들어 장착점, 프리즘 기준점, 코-관자놀이 축(nasal temporal axis), 원거리 시력 구역 및/또는 근거리 시력 구역 중 적어도 하나에 의해 이론적으로 규정된다는 것에 주목해야 한다.
본 발명은 ISO 표준 8980-2의 7.1c) 항에 의해 규정된 마킹에 대응하는 로고 또는 브랜드 마크 또는 마킹과 같은 상업적인 영구 마킹으로 알려진 마킹에 적용하지 않는데, 이것은 이러한 마킹이, 의도된 프레임의 형태로 성형하기 위한 테두리 가공 후의 안과용 렌즈의 형상만의 기능으로서 안과용 렌즈에 위치되고, 어떠한 경우에도 안과용 렌즈에 제공된 광학 기준계의 직접 기능으로서 안과용 렌즈에 위치되지 않기 때문이다.
바디와 제1 및 제2 면의 적층 제조 단계는, 여기서는 비가시적 및/또는 이론적 기준계로도 불리는 안과용 렌즈의 광학 기준계의 생성에 대응하는 한편, 기술적인 영구 마크의 적층 제조 단계는, 사실상 비가시적 기준계의 일례이면서 "가시적"으로 여겨질 수 있는 광학 기준계의 생성에 대응한다는 것에 주목해야 한다.
본 발명에 따른 제조 방법은 유리하게는 단일-단계이며, 상이한 시점에 생성된 다양한 중간 기준계를 추가로 필요로 함으로써 실행되고, 따라서 새로운 기준계의 각 사용 에서 새로운 기준계가 이론적 광학 기준계로부터 벗어나게 하는 편차 또는 오차를 도입할 수 있는, 다중-단계 방법으로 불리는, 종래 기술의 상술한 제조 방법과 대조적으로, 비가시적 광학 기준계와 동일한 단계 동안에 가시적 광학 기준계가 생성된다.
여기서는, 적층 제조는 3차원 프린팅, 또는 스테레오리소그래피(stereolithography), 아니면 열가소성 필라멘트 압출의 방법에 대응한다는 것에 주목해야 한다.
본 발명에 따르면, 기술적인 영구 마크를 형성하는 적어도 하나의 제2 사전결정된 체적 요소는, 바로 인접한 제1 사전결정된 체적 요소, 및 특히 안과용 렌즈의 제1 및 제2 면을 형성하는 제1 사전결정된 체적 요소에 동시에 의존하는 소정 위치에 따라 용착된다.
복합 굴절률은 전통적으로 복합 양 n* = n + i x k로서 규정된다는 것에 또한 주목해야 하며, 여기서 n은 복합 굴절률의 실수부(real part)이고, I x k는 "흡광 계수(extinction coefficient)"로도 불리는 허수부이며, i는 i2 = -1이도록 규정된 허수 단위이다. 굴절률의 복합 성질을 고려함으로써, 여기서는, 흡광 계수 k의 비제로(non-zero) 값과 관련되고, 안과용 렌즈를 위한 굴절률 n*의 재료 선택과 관련된 특정 광학 특성의 특징을 나타내는 것이 가능하다. k의 비제로 값과 관련된 이러한 특정 특성은, 특히, 가시광선 또는 자외선 또는 적외선 파장에서 흡수성인 분자, 및/또는 가시광선 또는 자외선 또는 적외선 파장에서 흡수성인 콜로이드(colloid)를 포함하는 첨가제의 특성에 대응할 수도 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직하고, 단순하고, 편리하며 경제적인 특성에 따르면:
- 상기 적층 제조하는 단계는 안과용 렌즈에 대한 제조 세팅(manufacturing setting)을 결정하는 단계를 포함하며, 이 제조 세팅은, 바디와 제1 및 제2 면의 기하학적 특성과, 바디와 제1 및 제2 면의 기하학적 특성 및 제1 복합 굴절률에 따라 달라지는 기술적인 영구 마크의 기하학적 특성을 포함하며; 이에 의해 (제1 복합 굴절률을 갖는 재료를 이용하여 바디와 제1 및 제2 면을 적층 제조한 후에) 안과용 렌즈의 전체적인 기하학적 형상에서 나오는 광학적 기능에 따른 기술적인 영구 마크를 배치하는 것을 가능하게 하며;
- 상기 기술적인 영구 마크의 기하학적 특성 및 소정 위치는, 기술적인 영구 마크가 제1 및 제2 면으로부터 이격된, 제로 또는 비제로인 거리에 따라 달라지고;
- 상기 기술적인 영구 마크를 적층 제조하는 단계는 적어도 안과용 렌즈의 바디를 적층 제조하는 동안 제1 재료의 복수의 제1 체적 요소의 용착시에 실행되고;
- 상기 기술적인 영구 마크는 안과용 렌즈의 제1 및 제2 면 중 적어도 하나에 가능한 한 근접하게 안과용 렌즈의 바디에 생성되고;
- 상기 기술적인 영구 마크를 적층 제조하는 단계는 안과용 렌즈의 제1 및 제2 면 중 적어도 하나를 적층 제조하는 동안 제1 재료의 복수의 제1 체적 요소의 용착시에 실행되고;
- 상기 기술적인 영구 마크는, 제1 면 또는 제2 면 중에서, 가장 큰 누진 변화를 갖는 안과용 렌즈의 면에 적어도 가능한 한 근접하게 생성되고;
- 상기 기술적인 영구 마크를 적층 제조하는 단계는 제1 재료의 복수의 제1 체적 요소의 중첩에 의한 용착시에 실행되고;
- 상기 제1 재료 및 제2 재료는 제1 재료의 제1 복합 굴절률과 제2 재료의 제2 복합 굴절률 사이의 차이가 감지가능하도록 구성되고;
- 상기 제조 방법은 안과용 렌즈의 기술적인 영구 마크뿐만 아니라, 바디와 제1 및 제2 면의 기하학적 형상의 제조 특성 파일을 제공하는 단계를 포함하며, 기술적인 영구 마크의 기하학적 특성은 바디와 제1 및 제2 면의 기하학적 특성과, 제1 복합 굴절률에 따라 달라지며; 및/또는
- 상기 제조 방법은 안과용 렌즈의 제1 및 제2 면 중 적어도 하나를 폴리싱하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 대상은 상기에서 설명된 제조 방법을 실행함으로써 기술적인 영구 마크를 구비한 안과용 렌즈를 생성하기 위한 제조 기계이다.
이제, 본 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예의 예시 및 비제한적인 예로서 하기에 주어진 설명과 더불어 계속된다.
도 1은 기술적인 영구 마크를 구비한 안과용 렌즈를 생성하도록 구성된 적층 제조 기계(additive manufacturing machine)를 개략적으로 나타내고;
도 2는 도 1에 도시된 제조 기계로 생성된 기술적인 영구 마크를 특히 구비한 안과용 렌즈의 입면도를 개략적으로 나타내고;
도 3은 도 2에 도시된 안과용 렌즈의 입면도 및 단면도를 개략적으로 나타내고;
도 4 내지 도 6은 도 3의 안과용 렌즈의 변형 실시예의 개략적인 단면도이고;
도 7은 도 1의 기계에서 적어도 부분적으로 실행되는 안과용 렌즈 제조 방법의 다양한 작동 단계를 나타내는 블록도이며;
도 8은 도 7에 나타낸 방법의 안과용 렌즈의 적층 제조의 단계를 나타내는 블록도이다.
도 1은 적층 제조 기계(1), 여기에서는 수치 제어 3차원 프린팅 기계를 도시하며, 수치 제어는, 그 기능이 적층 제조 기계(1)의 모든 부재에 운동에 관한 지시, 재료의 취급 및 중합 수단의 지령을 제공하는 것인 모든 하드웨어 및 소프트웨어를 지칭한다.
여기에서는, 이러한 적층 제조 기계(1)는, 토릭(toric) 및 프리즘(prismatic) 성분을 추가로 구비하는 누진형으로 알려진 형태의 안과용 렌즈를 포함하는 안과용 렌즈(12)를 형성하기 위해서, 지지체(10) 상에 적어도 하나의 재료의 중첩층(적층(layer by layer)으로도 불림)을 형성하는 복수의 사전결정된 체적 요소(volume element)를 병치(juxtaposition)에 의해 용착하도록 구성된다.
각 체적 요소는 사전결정된 조성 및 사전결정된 크기에 의해 규정된다.
이것은 여기에서 적층 제조 및 특히 3차원 인쇄를 다루므로, 복셀(voxel)(3차원에서 픽셀을 나타냄)로도 불리는 볼륨메트릭 요소(volumetric element) 또는 체적 요소라고도 말한다.
따라서, 적층 제조 기계(1)는 노즐 또는 노즐들의 뱅크(13)뿐만 아니라, 메모리(4), 특히 비휘발성 메모리가 제공된 마이크로프로세서(3)를 포함하는 데이터 처리 시스템을 구비하는 명령 및 제어 유닛(2)을 포함하며, 이러한 메모리(4)는, 마이크로프로세서(3)에서 실행될 때 적층 제조 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램으로도 불리는 하나의 소프트웨어를 로딩 및 저장할 수 있다. 이러한 비휘발성 메모리(4)는 예를 들어 ROM("Read-Only Memory") 타입을 갖는다.
또한, 명령 및 제어 유닛(2)은 소프트웨어의 실행 및 적층 제조 방법의 수행 동안에 데이터를 저장하는 것을 가능하게 하는 메모리(5), 특히 휘발성 메모리를 추가로 포함한다.
이러한 휘발성 메모리(5)는, 예를 들어, RAM("Random Access Memory") 또는 EEPROM("Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory") 타입이다.
더욱이, 적층 제조 기계(1)는 이러한 기계(1)에 의해 적층 제조되고 지지체(10)에 의해 지지된 안과용 렌즈(12)에 접근하도록 구성된 개구부(6), 여기서는 유리 개구부(glazed opening)를 포함한다.
안과용 렌즈(12)를 적층 제조하기 위해서, 노즐 또는 노즐들(13)의 전진 속도, 수행된 에너지 및 에너지원, 여기서의 3차원 프린팅 기계의 경우에는자외선을 방사하는 에너지원이지만, 스테레오리소그래피 기계(stereolithography machine)의 경우에는 레이저이고, 아니면 열가소성 쓰레드 압출(thermoplastic thread extrusion)로도 불리는 인장식 쓰레드 증착(tensioned thread deposition)의 경우에는 열에너지일 수 있는 에너지원과 같은 적층 제조의 특정 파라미터에 대한 정확한 지식이 요구된다는 것에 주목해야 한다.
사용된 재료 또는 재료들 및 그 상태, 여기서는 액체 형태에 대한 정확한 지식이 또한 요구된다.
또한, 안과용 렌즈(12)의 단순 또는 복합 광학 특성과, 이러한 안과용 렌즈(12)를 구성하고 그리고 이러한 렌즈의 단순 또는 복합 광학 특성의 기능으로서 렌즈에 규정되고 위치설정되는 기술적인 영구 마크(24)(도 2)의 제조 특성 파일에 의해 특징지어지는 안과용 렌즈(12)의 기하학적 형상에 대한 정확한 지식이 요구된다.
이러한 기술적인 영구 마크(24)는 특히 안과용 렌즈의 제조(12)의 이후 단계, 예를 들어 이러한 안과용 렌즈의 표면처리, 폴리싱 및/또는 테두리 가공 동안에 이 안과용 렌즈(12)를 정확하게 위치설정하는 것을 가능하게 한다는 것에 주목해야 한다.
임시의 기술적인 다른 마크(21 내지 23)는 또한 안과용 렌즈(12)를 정확하게 위치설정하는 것을 가능하게 한다는 것에 주목해야 한다.
도 2는 따로 취해진 안과용 렌즈(12)의 상면도를 도시한다.
이러한 안과용 렌즈(12)는 여기서는 볼록한, 전면으로 알려진, 제1 면(20)뿐만 아니라, 여기서는 오목한, 후면으로 불리는, 제2 면(28)(도 3 내지 도 6)을 갖는다.
제1 면(20)은 제1 광학면을 규정하는 한편, 제2 면(28)은 제2 광학면을 규정한다.
또한, 안과용 렌즈(12)는 제1 면(20)을 제2 면(28)에 결합시키는 주변 테두리(27)을 갖는다.
여기에서, 이러한 안과용 렌즈(12)는 기술적인 영구 마크(24) 및 기술적인 임시 마크(21 내지 23), 즉 이러한 안과용 렌즈(12)의 중심에 위치된 기준점(21)을 나타내는 마크, 기준점(21) 바로 위에 위치된 원거리 시력 구역의 제어점(22)을 나타내는 마크, 및 기준점(21) 아래에 위치된 근거리 시력 구역의 제어점(23)을 나타내는 마크, 및 코-관자놀이 축(nasal-temporal axis)(또는 코-귀 축)으로 알려진 수평축을 통과하는 구역(24)을 갖는다.
기술적인 영구 마크인, 도 2에서 보이는 마크는 여기서는 구역(24)에 대응한다.
본 경우에, 이러한 기술적인 영구 마크(24)는 안과용 렌즈(12)의 제1 면(20) 상에 형성된다.
코-관자놀이 축으로 알려진 수평축을 통과하는 구역(24)의 레벨에 있어서 2개의 영구 미소원(microcircle)이 기준점(21)의 양측 상에서 각각 기준점으로부터 등거리에 형성되는 것에 또한 주목해야 한다.
이제, 안과용 렌즈(12) 및, 특히 이러한 안과용 렌즈(12)에 있어서의 기술적인 미소원(24)의 위치가 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 3은 도 1에 나타낸 적층 제조 기계(1)에 의해 제조된 안과용 렌즈(12)를 도시한다. 이러한 안과용 렌즈(12)는 유용 구역(useful zone)(26) 및 비유용 구역(non-useful zone)(25)을 갖는다.
유용 구역(26)은 안과용 렌즈(12)가 안경 프레임의 형상으로 되어 프레임에 장착될 때 안경 프레임에 위치되도록 의도된 이러한 안과용 렌즈(12)의 구역이다. 특히, 이러한 유용 구역(26)은 착용자에게 교정을 제공할 필요가 있는 단순 광학 특성(안과용 단초점 렌즈) 또는 복합 광학 특성(안과용 누진 렌즈)을 갖는 적어도 하나의 부분을 갖는다.
비유용 구역(25)은 안과용 렌즈(12)의 형상(윤곽)을 안경 프레임에 맞추기 위한, 커팅 단계로도 불리는, 특히 테두리 가공 단계 동안에 사라지도록 의도된다. 이후에 설명되는 방법은 안과용 렌즈를 비유용 구역 없이(따라서 어떠한 테두리 가공 또는 커팅 단계도 필요로 하지 않음), 즉 직접 프레임에 맞는 형상으로 제조하도록 구성될 수도 있다는 것에 주목해야 한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 3의 상면에서 점선 축을 따라 취한 안과용 렌즈(12)의 단면도의 레벨에서, 안과용 렌즈(12)는 제1 면(20)과 제2 면(28) 사이에 배치된 바디(29)를 보인다.
이러한 단면도에는 안과용 렌즈(12)의 유용 구역(26)만이 도시되어 있고, 이러한 유용 구역은 테두리 가공된 주변 윤곽(40), 즉 프레임의 형상으로 절단된 주변 윤곽을, 이러한 테두리 가공된 주변 윤곽을 얻는데 사용된 방법과 관계없이, 포함한다는 것에 주목해야 한다.
여기에서, 안과용 렌즈(12)는 제1 재료(35)의 복수의 중첩층에 의해 형성되고, 각 층 자체는 복수의 제1 사전결정된 체적 요소로 형성된다.
이러한 복수의 중첩층은 안과용 렌즈(12)의 제1 면(20) 및 제2 면(28)과 함께 바디(20)를 형성한다.
여기서는 안과용 렌즈(12)가 이미 테두리 가공되어 있더라도, 제1 재료(35)의 중첩층은 안과용 렌즈(12)의 제1 및 제2 면(20, 28)을 형성하도록 상이한 길이를 갖는다는 것이 관찰될 것이다.
여기에서는, 이들 층 각각은 그 길이에 걸쳐서 일정 두께를 가지며, 이들 층 모두는 동일한 두께를 갖는다.
이러한 동일 두께는, 여기서는, 제조 기계(1)의 노즐 또는 노즐들의 뱅크(13)에 의해 제1 재료(35)의 각 중첩층에 대한 소정량의 제1 사전결정된 체적 요소의 제어된 확산에 의해서 얻어진다는 것에 주목해야 한다.
여기서는, 제1 재료는 약 1.5인 굴절률을 갖는 아크릴 중합체, 및 보다 정확하게는, 광중합체(photopolymer), 예를 들어 OBJET Ltd사에 의해 상표명 VeroClearTM로 시판되는 제품과 같은 광중합체인 것에 주목해야 한다.
또한, 도 3은 미소원(24)이 안과용 렌즈(12)의 제1 면(20)의 레벨에 형성된 기술적인 영구 마크를 형성하는 것을 도시한다.
여기서는, 이러한 기술적인 미소원(24)은 제1 면(20)에 가능한 한 근접하여 형성되는데, 이러한 제1 면이 안과용 렌즈의 가장 "복잡한" 면, 즉 누진 렌즈의 경우에 가장 큰 누진(만약 있다면, 토릭 및 구면 성분을 무시하고 가장 큰 고도차로도 불림)을 갖는 면이기 때문이라는 것에 주목해야 한다.
여기(도 3)에서, 기술적인 영구 마크를 형성하는 그러한 미소원(24)은 제1 재료(35)의 2개의 중첩층의 두께에 형성된다.
따라서, 안과용 렌즈(12)는 제1 재료(35)의 몇 개의 층의 두께에 배치되는 제2 재료(30)의 몇 개의 사전결정된 체적 요소를 포함한다.
도 3의 좌측에 형성된 기술적인 미소원(24)은 제1 재료(35)의 제1 층의 두께에 배치된 제2 재료(30)의 적어도 하나의 사전결정된 체적 요소, 및 제1 층 바로 위의 제1 재료(35)의 제2 층의 두께에 배치된 제2 재료(30)의 적어도 하나의 다른 사전결정된 체적 요소로 형성된다.
도 3의 우측에 형성된 기술적인 미소원(24)은 제1 재료(35)의 제2 층의 두께에 배치된 제2 재료(30)의 적어도 하나의 사전결정된 체적 요소, 및 제2 층 바로 위의 제1 재료(35)의 제3 층의 두께에 배치된 제2 재료(30)의 적어도 하나의 다른 사전결정된 체적 요소로 형성된다.
여기에서는, 영구 마크를 형성하는 각 기술적인 미소원(24)은 제1 재료(35)의 2개의 연속적인 중첩층의 용착 동안에 제2 재료(30)의 소정 개수의 용착에 의해 적층 제조된다.
여기서는, 제2 재료(30)는 지르코니아(ZrO2)의 콜로이드 입자를 포함하고 약 1.53의 제2 복합 굴절률을 갖는 아크릴 중합체인 것에 주목해야 한다.
그러므로, 제1 재료(35)는 제2 재료(30)의 복합 굴절률과 상이한 복합 굴절률을 나타내고, 보다 정확하게는, 이들 복합 굴절률 사이의 차이는 여기서 약 0.03 정도이고, 흡광 계수(extinction coefficient)의 값은 제로이다.
이러한 복합 굴절률 차이는, 안과용 렌즈(12)의 착용자의 시야를 간섭하지 않음에도 불구하고, 기술적인 영구 마크를 형성하는 미소원(24)이 예를 들어 안경사에 의해 보여질 수 있게 한다.
이러한 기술적인 미소원(24)은 예를 들어 조명 및 감지 장치에 의해 감지가능하다.
기술적인 미소원(24)의 가시성은 특히 그 기하학적 형상에 따라 달라지며, 이러한 기하학적 형상은 제2 재료(30)의 제2 사전결정된 체적 요소의 개수, 및 서로에 대한 그리고 제1 재료(35)의 제1 사전결정된 체적 요소에 대한 이러한 제2 사전결정된 체적 요소의 배열에 의해 규정된다.
이제, 특히 도 1에 도시된 적층 제조 기계(1)에 의해, 이미 설명된 안과용 렌즈(12)의 적층 제조의 단계가 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된다.
도 7은 안과용 렌즈(12)의 제조를 허용하는 단계의 블록도이다.
명령 및 제어 유닛(2)은 안과용 렌즈(12)에 대한 제조 세팅을 결정하도록 구성되며, 이러한 제조 세팅은 바디(29)와 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적 특성, 및 바디(29)와 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적 특성 및 제1 복합 굴절률에 따라 달라지는 기술적인 영구 마크(24)의 기하학적 및 위치적 특성을 포함한다.
제1 복합 굴절률과 함께, 바디(29)와 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적 특성은 렌즈의 비가시적 광학 기준계를 규정하는 한편, 기술적인 영구 마크(24)의 기하학적 및 위치적 특성은 비가시적 광학 기준계를 나타내는 렌즈의 가시적 광학 기준계를 규정한다는 것에 주목해야 한다.
기술적인 영구 마크(24)의 기하학적 특성 및 소정 위치는 특히 기술적인 영구 마크가 제1 및 제2 면(20, 28)으로부터 이격된, 제로 또는 비제로(non-zero)인 거리에 따라 달라진다.
명령 및 제어 유닛(2)은 단계(100)에서, 제조될 안과용 렌즈(12)에 포함되는 기술적인 영구 마크(24) 및 기하학적 형상의 제조 특성 파일을 제공하도록 구성되며, 이러한 제조 파일은 이전에 결정된 제조 세팅에 기초하여 생성된다.
여기서는, 이것은 안과용 렌즈(12)의 모든 기술적인 영구 마크뿐만 아니라, 바디(29)와 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적 형상의 제조 특성 파일이며, 기술적인 영구 마크(24)는 (위치의 면에서) 바디(29)와 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적 특성, 및 이러한 바디(29)와 제1 및 제2 면(20, 28)을 생성하는 제1 복합 굴절률의 기능으로서 특징지어진다. 이러한 제조 특성 파일은 안과용 렌즈(12)에 대해 처방된 모든 광학적 기능, 즉 토릭 또는 프리즘 성분을 갖거나 갖지 않는 단순 또는 누진 렌즈인지를 고려하는 것에 주목해야 한다.
이러한 제조 특성 파일은 한정된 개수의 지점에서의 기하학적 표면 특성 및 재료 특성을 포함한다.
그 후에, 명령 및 제어 유닛(2)은, 단계(100)에서 수취된 제조 특성 파일에 기초하여, 적층 방식으로 연속 용착될 제1 재료(35)의 층의 개수 및 제1 사전결정된 체적 요소의 개수뿐만 아니라, 용착될 제2 재료(30)의 제2 사전결정된 체적 요소의 개수 및 제1 재료(35)의 제1 사전결정된 체적 요소의 용착 동안에 제2 재료(30)의 제2 사전결정된 체적 요소를 용착하는 위치를 결정하도록 구성된다.
그 후에, 상기 방법은 기하학적 광학 특성과, 안과용 렌즈(12)의 바디(29)와 제1 및 제2 면(20, 28)에 있어서의 기술적인 영구 마크(24)를 구비한 안과용 렌즈(12)를 적층 제조하는 단계(101)를 포함한다.
보다 정확하게는, 상기 방법은, 여기서는, 제조 기계(1)의 지지체(10) 상에 노즐 또는 노즐의 뱅크(13)에 의해서 제1 재료(35)의 복수의 층을 용착함으로써 안과용 렌즈(12)의 제2 면(28), 바디(29) 및 제1 면(20)을 각각 적층 제조하는 단계(110, 111, 112)(도 8)를 동시에 포함한다.
또한, 상기 방법은 안과용 렌즈(12)의 제2 면(28), 바디(29) 및 제1 면(20)을 각각 적층 제조하는 단계(110, 111, 112) 중 어느 한 단계와 동시에 안과용 렌즈(12)의 기술적인 영구 마크(21 내지 24)를 적층 제조하는 단계(113)를 포함한다.
상기 방법은 적층 제조된 안과용 렌즈(12)를 폴리싱하는 단계(102)를 추가로 포함할 수 있다.
여기서는, 상기 방법은 프레임의 형상으로 직접 안과용 렌즈(12)를 제조하도록 구성되고, 어떠한 테두리 가공 또는 커팅도 필요로 하지 않는다. 변형예로서, 상기 방법은 또한 안과용 렌즈를 프레임의 형상으로 테두리 가공 또는 커팅하는 단계를 포함한다.
여기에서, 도 1에 도시된 적층 제조 기계는 상기 방법의 단계(100, 101 및 110 내지 113)만을 실행하는 것을 가능하게 하지만, 선택적인 폴리싱, 테두리 가공 및 커팅 단계(102)는 적층 제조 기계의 기준계와 별개인 기준계를 갖는 가공 및/또는 그라인딩(grinding) 기계에서 일반적으로 실행된다는 것에 주목해야 한다.
이제, 여기서는, 도 7 및 도 8에 도시된 제조 방법의 단계(100, 101 및 110 내지 113)를 실행하는 도 1에 도시된 적층 제조 기계를 이용하여 3차원 프린팅에 의해 제조된 안과용 렌즈(12)의 변형 실시예가 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명된다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 단면도와 유사하며, 따라서 도 4 내지 도 6에 보여지는 기계적인 영구 마크는 안과용 렌즈(12)의 구역(24) 상의 미소원을 또한 나타낸다는 것에 주목해야 한다.
도 3 내지 도 6에 도시된 안과용 렌즈(12)는 이러한 안과용 렌즈(12) 각각에 상이하게 배치된 기술적인 영구 마크(즉, 도 3에 용착된 위치와 상이한 위치에 형성됨)를 형성하는 미소원을 제외하고 유사하기 때문에, 도 4 내지 도 6에 사용된 기준이 도 3에 사용된 것과 동일하다는 것이 관찰될 것이다.
도 4에 있어서, 기술적인 영구 마크를 형성하는 미소원은 안과용 렌즈(12)의 제1 면(28)의 레벨에 형성되는데, 이것은, 본 경우에, 이러한 제1 면이 이러한 안과용 렌즈(12)의 가장 "복잡한" 광학면을 갖는 면이기 때문이다.
여기에서, 미소원은 이러한 안과용 렌즈(12)의 제2 면(28) 및 바디(29)의 적층 제조 동안에 제1 재료(35)의 2개의 동일한 층의 두께에 적층 제조된다.
기술적인 영구 마크를 형성하는 이들 미소원은 이전과 동일한 방식으로, 즉 제1 재료(35)의 층의 용착시에 제2 재료(30)의 소정 개수의 사전결정된 체적 요소의 용착에 의해서 형성된다.
여기에서, 제1 및 제2 재료는 상술한 것과 동일한 것이다.
도 5는, 여기에서 기술적인 영구 마크를 형성하는 미소원이 안과용 렌즈(12)의 바디(29)의 적층 제조 동안에 제1 재료의 동일한 층의 두께에 각각 적층 제조된다는 점을 제외하고, 도 3 및 도 4와 유사한 안과용 렌즈(12)를 도시한다.
이들 미소원은 이러한 안과용 렌즈(12)의 제1 면(20)으로부터 그리고 제2 면(28)으로부터 모두 떨어져 배치된다.
이전과 같이, 제1 재료(35) 및 제2 재료(30)는 상기에서 설명된 것과 동일하다.
여기에서, 기술적인 영구 마크를 형성하는 마크는 제1 재료(35)의 단일 층의 용착 동안에(즉, 동시에) 제2 재료(30)의 소정 개수의 사전결정된 체적 요소를 용착함으로써 적층 제조된다.
도 6은, 여기에서 제2 재료가 도 3에 설명되고 도 4 및 도 5에 사용된 제2 재료와 상이하다는 점을 제외하고 도 5와 유사한 안과용 렌즈(12)를 도시하며, 제1 재료(35)는 상술한 것과 동일하다.
여기에서, 제2 재료(31)는 소위 형광 재료, 예를 들어 쿠마린(Coumarin)의 패밀리(family)로부터의 분자를 포함하는 중합체 제제이다.
도 6에 도시된 안과용 렌즈(12)에 있어서, 기술적인 영구 마크를 형성하는 미소원은 이러한 안과용 렌즈(12)의 바디(29)에 제조되지만, 도 5의 안과용 렌즈와 대조적으로, 여기서는 이러한 미소원은 제1 재료(35)의 2개 또는 3개의 연속적인 중첩층의 용착 동안에(즉, 동시에) 각각 적층 제조된다.
도시되지 않은 변형예에 있어서,
- 기술적인 영구 마크는, 도 3 및 도 6에 도시된 위치에 형성되지 않지만, 안과용 렌즈의 비가시적 광학 기준계의 기능으로서 유용 구역에 형성되는 한에서는 안과용 렌즈 내의 다른 위치에 형성되며;
- 제1 및 제2 재료는, 그 복합 굴절률이 감지가능한 차이(2개의 복합 굴절률 사이의 차이는 이들 굴절률의 실수부(real part) 및/또는 허수부(imaginary part)와 관련될 수 있음)로 상이한 한에서는, 상술한 것과 상이하며;
- 안과용 렌즈는 제1 면 및/또는 제2 명의 레벨에 및/또는 바디 내에 동시에 기술적인 영구 마크를 포함하고;
- 복수의 제1 사전결정된 병치형 및 중첩형 체적 요소는, 그 길이에 걸쳐서 일정하거나 가변적인 두께를 각각 갖고 및/또는 모두 동일한 두께를 갖거나 갖지 않는 중첩층을 형성하고;
- 제1 재료는 예를 들어 스테레오리소그래피에 의해 형성된 투명 재료이고, 이러한 재료는 예컨대 3D SYSTEMS사에 의해 상표명 Accurs® ClearVueTM으로 시판되고 약 1.5의 굴절률을 갖는 에폭시 중합체이며;
- 제1 재료는 하나 이상의 아크릴, 메타크릴, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 작용기를 갖는 분자의 하나 이상의 패밀리와, 하나 이상의 에폭시, 티오에폭시 작용기를 갖는 분자의 패밀리와, 하나 이상의 비닐 에테르(vinyl ether), 비닐 카프로락탐(vinyl caprolactam), 비닐피롤리돈(vinylpyrolidone) 작용기를 갖는 분자의 패밀리, 또는 이들 작용기의 조합을 포함하는 광중합체이고; 언급된 화학 작용기는 단위체(monomer) 또는 올리고머(oligomer), 혹은 단위체 및 올리고머의 조합에 의해 담지(carry)될 수 있으며;
- 제1 재료는 적어도 하나의 광개시제(photo-initiator)를 포함할 수 있고;
- 제1 재료는, 콜로이드, 특히, 예컨대 실리카 산화물(SiO2)의 콜로이드 입자 또는 지르콘 산화물(ZrO2)의 콜로이드 입자와 같은, 예를 들어 가시광선 파장보다 작은 치수를 갖는 콜로이드 입자를 포함할 수 있으며;
- 제2 재료는, 아조(azo), 또는 로다민(rhodamin), 또는 시아닌(cyanin), 또는 폴리메틴(polymethine), 또는 메로시아닌(merocyanin), 또는 플루오레세인(fluorescein), 또는 피릴륨(pyrylium), 또는 프탈로시아닌(phthalocyanin), 또는 페릴렌(perylene), 또는 벤즈안트론(benzanthrone), 또는 안트라피리미딘(anthrapyrimidine), 또는 안트라피리돈(anthrapyridone)의 패밀리에 속하는 염료, 혹은 희토류 킬레이트(chelate) 또는 크립테이트(cryptate)와 같은 금속 착염(metallic complex)을 구비한 염료이며;
- 본 방법은 안과용 렌즈를 폴리싱하는 선택적인 단계 이전에, 하나 이상의 단계, 예를 들어 소위 임시 마크를 형성하는 마킹 단계를 추가로 포함하고;
- 적층 제조 기계는 3차원 프린팅 기계가 아니라, 스테레오리소그래피 기계(또는 "스테레오리소그래피 장치(Stereolithography Apparatus)", 약어로 SLA), 또는 소위 인장식 필라멘트 증착 기계(또는 "용융 증착 모델링(Fuse Deposition Modeling)", 약어로 FDM)로도 불리는 열가소성 필라멘트 압출 기계이며;
- 명령 및 제어 유닛은 마이크로프로세서를 포함하지 않고 마이크로컨트롤러를 포함한다.
보다 일반적으로는, 본 발명은 설명 및 도시된 예시에 한정되지 않는다는 것을 상기해야 한다.

Claims (12)

  1. 안과용 렌즈(12) 제조 방법으로서, 상기 안과용 렌즈(12) 상에 기술적인 영구 마크(24)를 생성하는 마킹 단계를 포함하고, 상기 안과용 렌즈는 바디(29), 제1 면(20), 및 상기 제1 면(20)에 대향하는 제2 면(28)을 구비하며, 상기 제1 면(20) 및 제2 면(28)은 각각 제1 광학면 및 제2 광학면을 규정하는, 상기 안과용 렌즈 제조 방법에 있어서,
    - 상기 제1 및 제2 광학면을 얻기 위해서, 제1 복합 굴절률(35)을 갖는 제1 재료의 복수의 제1 사전결정된 체적 요소의 용착에 의해 상기 바디(29) 및 상기 제1 및 제2 면(20, 28)을 적층 제조하는 단계(110 내지 112); 및
    - 상기 제1 재료(35)의 복수의 제1 체적 요소의 용착 동안에, 상기 제1 재료(35)의 제1 복합 굴절률과 상이한 제2 복합 굴절률(30, 31)을 갖는 제2 재료의 적어도 하나의 제2 사전결정된 체적 요소의 용착에 의해 상기 기술적인 영구 마크(24)를 적층 제조하는 단계(113)를 포함하며;
    상기 안과용 렌즈 제조 방법은, 상기 기술적인 영구 마크(24)가 상기 안과용 렌즈(12)에 제공될 광학 기준계의 특징을 나타내고 그리고 상기 제1 및 제2 광학면에 따라 달라지는 소정 위치에서 상기 안과용 렌즈(12)에 위치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적층 제조하는 단계(100)는 상기 안과용 렌즈(12)에 대한 제조 설정을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 제조 설정은, 상기 바디(29) 및 상기 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적 특성과, 상기 바디(29) 및 상기 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적 특성 및 상기 제1 복합 굴절률에 따라 달라지는 상기 기술적인 영구 마크(24)의 기하학적 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기술적인 영구 마크(24)의 상기 기하학적 특성 및 상기 소정 위치는, 상기 기술적인 영구 마크가 상기 제1 및 제2 면(20, 28)으로부터 이격된, 제로 또는 비제로(non-zero)인 거리에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기술적인 영구 마크(24)를 적층 제조하는 단계(113)는 적어도 상기 안과용 렌즈(12)의 바디(29)를 적층 제조하는 동안 상기 제1 재료(35)의 복수의 제1 체적 요소의 용착시에 실행되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기술적인 영구 마크(24)는 상기 안과용 렌즈(12)의 제1 및 제2 면(20, 28) 중 적어도 하나에 가능한 한 근접하게 상기 안과용 렌즈(12)의 바디(29)에 생성되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기술적인 영구 마크(21 내지 24)를 적층 제조하는 단계(113)는 상기 안과용 렌즈(12)의 제1 및 제2 면(20, 28) 중 적어도 하나를 적층 제조하는 동안 상기 제1 재료(35)의 복수의 제1 체적 요소의 용착시에 실행되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기술적인 영구 마크(24)는, 상기 제1 면(20) 또는 상기 제2 면(28) 중에서, 가장 큰 누진 변화를 갖는 상기 안과용 렌즈(12)의 면에 적어도 가능한 한 근접하게 생성되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기술적인 영구 마크(24)를 적층 제조하는 단계(113)는 상기 제1 재료(35)의 복수의 제1 체적 요소의 중첩에 의한 용착시에 실행되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 재료(35) 및 상기 제2 재료(30, 31)는 상기 제1 재료(35)의 제1 복합 굴절률과 상기 제2 재료(30, 31)의 제2 복합 굴절률 사이의 차이가 감지가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안과용 렌즈 제조 방법은 상기 안과용 렌즈(12)의 기술적인 영구 마크(24)뿐만 아니라, 상기 바디(29) 및 상기 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적인 제조 특성 파일을 제공하는 단계(100)를 포함하며, 상기 기술적인 영구 마크(24)의 기하학적 특성은 상기 바디(29) 및 상기 제1 및 제2 면(20, 28)의 기하학적 특성과, 상기 제1 복합 굴절률에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안과용 렌즈 제조 방법은 상기 안과용 렌즈(12)의 제1 및 제2 면(20, 28) 중 적어도 하나를 폴리싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 안과용 렌즈 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 청구된 안과용 렌즈 제조 방법을 실행함으로써 기술적인 영구 마크(24)를 구비한 안과용 렌즈(12)를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 적층 제조 기계.
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