KR20150122651A - 표면하 기준 요소를 포함하는 광학 렌즈 부재 - Google Patents

표면하 기준 요소를 포함하는 광학 렌즈 부재 Download PDF

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KR20150122651A
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프레데릭 뒤부아
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에씰로아 인터내셔날(콩파니에 제네랄 도프티크)
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Abstract

외주 표면에 의해 연결된 제1 및 제2 면을 포함하는 광학 렌즈 부재로서, 제1 및 제2 광학면 사이에 위치된 적어도 하나의 표면하 기준 요소에 의해 식별되는 기준계를 추가로 포함하고, 제1 면은 기준계와 연관된 표면 디자인을 갖는 제1 광학 표면을 포함한다.

Description

표면하 기준 요소를 포함하는 광학 렌즈 부재{OPTICAL LENS MEMBER COMPRISING A SUB-SURFACE REFERENCING ELEMENT}
본 발명은 적어도 하나의 표면하 기준 요소(sub-surface referencing element)를 포함하는 광학 렌즈 부재, 이러한 광학 렌즈를 표면하 기준 요소를 사용하여 블로킹하는 방법, 및 본 발명에 따른 광학 렌즈 부재로부터 시작하여 안과용 렌즈(ophthalmic lens)를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 명세서에는, 본 발명의 배경기술의 논의가 본 발명의 상황을 설명하기 위해 포함된다. 이것은 인용된 임의의 자료가 모든 청구항의 우선일에 공개 또는 공지되거나, 일반 상식의 일부인 것을 인정하는 것으로 여겨지지 않는다.
안과용 렌즈는 전형적으로 플라스틱 또는 유리 재료로 제조되며, 일반적으로 요구된 교정 처방을 제공하도록 상호작용하는 2개의 대향하는 표면을 갖는다. 이들 표면 중 하나의 표면에 대한 다른 표면의 위치설정 또는 형상이 부정확한 경우, 광학적 오차(optical error)가 생길 수 있다.
요구된 처방 요건에 대한 안과용 렌즈의 제조는 전형적으로 반가공 렌즈(semi-finished lens)의 면을 기계가공하는 것을 포함한다. 전형적으로, 반가공 렌즈는 완성면, 예를 들어 전면(front face) 및 미완성면, 예를 들어 후면(back face)을 갖는다. 렌즈의 후면을 기계가공하여 재료를 제거함으로써, 원하는 교정 처방을 위해 전면의 표면에 대한 후면의 표면의 요구된 형상 및 위치설정이 이루어질 수 있다.
반가공 렌즈의 완성면의 표면은 몰딩, 기계가공 또는 임의의 다른 알려진 수단에 의해 얻어질 수 있다.
통상적으로, 반가공 렌즈에는, 완성면상에 음각 마킹(engraved marking)이 제공된다. 음각 마킹은 반가공 렌즈의 완성면의 표면의 기준계(reference system)를 규정한다.
렌즈의 제조 동안, 반가공 렌즈는 광학적 오차의 발생을 방지하기 위해 정확한 위치에 확실하게 유지되는 것이 중요하다. 그러므로, 제조 방법은 반가공 렌즈가 블로킹 스테이션(blocking station)을 사용하여 인서트(insert)에 대해 블로킹되는 블로킹 단계를 포함한다.
반가공 렌즈 및 인서트를 고정하는데 다양한 재료가 이용될 수 있다. 이들 재료는 저온 가융성 금속 합금(fusible metal alloy)을 포함한다.
그러한 재료의 사용은 블로킹되기 전에 반가공 렌즈의 완성면이 보호되는 것을 필요로 한다. 일반적으로, 반가공 렌즈를 블로킹하기 전에 보호 테이프가 완성면상에 배치된다.
보호 테이프는 반가공 렌즈의 완성면상의 음각 마킹을 보는 것을 어렵게 할 수 있다. 따라서, 반가공 렌즈가 블로킹되는 위치를 정확하게 결정하는 것이 어려울 수 있다. 인서트에 대한 반가공 렌즈의 부정확한 위치는 최종 렌즈에서 광학적 오차를 발생시킬 수 있다. 이러한 이유 때문에, 블로킹 단계 후에 반가공 렌즈의 위치를 평가하는 것은 어렵다.
본 발명의 목적은 최종 안과용 렌즈의 양쪽 표면의 위치설정의 정밀도를 증대시킬 수 있는, 제조될 광학 렌즈 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 광학 렌즈 부재가 제공된다.
광학 렌즈 부재는 외주 표면에 의해 연결된 제1 및 제2 면, 및 제1 및 제2 광학면 사이에 위치된 적어도 하나의 표면하 기준 요소에 의해 식별되는 기준계를 포함하고, 제1 면은 기준계와 연관된 표면 디자인을 갖는 제1 광학 표면을 포함한다.
유리하게는, 기준 요소가 제1 및 제2 광학 표면 사이에 배치됨으로써, 이러한 기준 요소의 위치 결정의 정밀도를 향상시킨다. 실제로, 광학 렌즈 부재의 광학면 중 하나가 보호 테이프로 회복되는 경우에도, 이러한 표면하 요소가 용이하게 시각화될 수 있다. 예를 들면, 본 발명자는, 특정 조명 조건에서, 예를 들어 광학 렌즈 부재를 외주 표면을 통해 조명함으로써, 표면하 기준 요소가 광학 렌즈 부재의 제1 또는 제2 면 중 하나를 통해 용이하게 시각화될 수 있다는 것을 관찰했다.
그러므로, 기준 요소 및 그에 따라 기준계의 위치를 보다 용이하고 정확하게 결정할 수 있다.
단독으로 또는 조합하여 고려될 수 있는 추가적인 실시예에 따르면:
- 광학 렌즈가 상기 광학 렌즈 부재로부터 제조되는 경우, 상기 표면하 기준 요소는 식별할 수 없게 광학 렌즈상에 적어도 부분적으로 남아있고; 및/또는
- 광학 렌즈 부재의 적어도 제2 면은 기준계와 연관된 표면 디자인에 따라 제조되어야 하고; 및/또는
- 제2 면은 기준계와 연관된 표면 디자인을 갖는 제2 광학 표면을 포함하고; 및/또는
- 표면하 기준 요소는 광학 렌즈 부재의 주변부에 위치되어, 광학 렌즈가 안경 프레임에 끼워지도록 테두리 가공될 때 제거되고; 및/또는
- 표면하 기준 요소는 복수의 표면하 마킹을 포함하고, 표면하 마킹은 플랜(plan)을 규정하고; 및/또는
- 기준 요소는 동일 평면상의 표면하 마킹의 세트들을 포함하고, 마킹의 각 세트는 상이한 플랜을 규정하고; 및/또는
- 광학 렌즈 부재의 제1 광학면의 표면 디자인은 기준 요소에 의해 식별되는 기준계에 대하여 배향 및 위치설정되고; 및/또는
- 광학 렌즈 부재의 제2 광학면의 표면 디자인은 기준 요소에 의해 식별되는 기준계에 대하여 배향 및 위치설정되고; 및/또는
- 표면하 기준 요소는 광학 렌즈 부재의 굴절률의 국소적인 변경을 포함하고; 및/또는
- 표면하 기준 요소는 표면하 마킹을 포함하고; 및/또는
- 표면하 마킹은 펨토-초(femto-second) 범위 내의 펄스 지속시간을 갖는 펄스식 레이저원을 사용함으로써 실현되고, 펄스식 레이저원에 의해 방출된 광은 광학 렌즈 부재 내에 초점이 맞춰진다.
본 발명은 또한 광학 렌즈 부재를 블로킹하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은,
- 본 발명에 따른 광학 렌즈 부재가 제공되는 광학 렌즈 부재 제공 단계,
- 광학 렌즈 부재의 제1 면상에 접착 테이프가 제공되는 테이핑 단계,
- 블로커 기준계(blocker reference system)를 갖는 블로커가 제공되는 블로커 제공 단계,
- 광학 렌즈 부재의 제1 면이 블로커상에 배치되고 표면하 기준 요소를 사용하여 블로커 기준계에 대해 블로킹 위치에 위치설정되는 광학 렌즈 부재 위치설정 단계, 및
- 광학 렌즈 부재가 블로킹 위치에서 블로커상에 블로킹되는 블로킹 단계를 포함한다.
단독으로 또는 조합하여 고려될 수 있는 추가적인 실시예에 따르면:
- 상기 방법은 광학 렌즈 부재의 블로킹 위치가 표면하 기준 요소를 사용하여 블로커 기준계에 대해 결정되는 블로킹 위치 결정 단계를 추가로 포함하고; 및/또는
- 기준 요소의 위치 및/또는 배향은 외주 표면을 통해 광학 렌즈 부재를 조명하고 조명된 표면하 기준 요소의 이미지를 캡처함으로써 측정되고; 및/또는
- 기준 요소는 렌즈 부재의 제2 면을 통해 시각화되고, 렌즈 부재의 굴절 특성은 기준 요소의 위치 및/또는 배향을 결정할 때 고려된다.
본 발명은 또한 제조될 광학 렌즈 부재의 표면의 표면 데이터를 조정하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은,
- 인서트 기준계(insert reference system)를 갖는 인서트상에 블로킹된 본 발명에 따른 광학 렌즈 부재가 제공되는 블로킹된 광학 렌즈 부재 제공 단계,
- 광학 렌즈 부재의 블로킹 위치가 표면하 기준 요소를 사용하여 인서트 기준계에 대해 결정되는 블로킹 위치 결정 단계,
- 광학 렌즈 부재의 제2 면상에 제조될 제2 광학 표면에 대응하는 표면 데이터가 제공되는 표면 데이터 제공 단계로서, 상기 표면 데이터가 인서트 기준계에 대해 표현되는, 표면 데이터 제공 단계, 및
- 표면 데이터가 광학 렌즈 부재의 블로킹 위치에 따라 조정되는 표면 데이터 조정 단계를 포함한다.
표면 데이터는 광학 렌즈 부재의 면의 기계가공, 및/또는 광학 렌즈 부재의 기계가공된 면의 기준설정, 및/또는 광학 렌즈 부재의 기계가공된 면의 폴리싱, 및/또는 광학 렌즈 부재의 기계가공된 면의 마킹, 및/또는 광학 렌즈 부재의 기계가공된 면의 코팅을 위해 사용될 수도 있다.
본 발명은 또한 광학 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은,
- 본 발명에 따른 방법의 단계들,
- 광학 렌즈 부재의 제2 면상에 제조될 제2 광학 표면에 대응하는 표면 데이터가 제공되는 표면 데이터 제공 단계로서, 상기 표면 데이터가 인서트 기준계에 대해 표현되는, 표면 데이터 제공 단계, 및
- 광학 렌즈 부재의 제2 광학 표면이 표면 데이터에 따라 제조되는 제조 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 광학 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은,
- 광학 렌즈 부재의 제2 광학면이 제1 광학 렌즈 블랭크로부터 본 발명에 따라 제조되는 제1 광학 표면 제조 단계; 및
- 상기 광학 렌즈 부재의 제1 광학면이 본 발명에 따라 제조되는 제2 광학 표면 제조 단계를 포함하며,
제1 및 제2 광학 표면 제조 단계 동안에, 표면하 기준 요소에 의해 식별되는 동일한 기준계가 사용된다.
다른 태양에 따르면, 본 발명은 프로세서에 액세스 가능한 명령의 하나 이상의 저장된 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것으로서, 이 컴퓨터 프로그램 제품은 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서가 본 발명에 따른 방법의 단계를 수행하게 한다.
본 발명은, 또한 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램 제품의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 가지는 컴퓨터 판독가능한 매체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 컴퓨터가 본 발명의 방법을 실행하게 하는 프로그램에 관한 것이다.
본 발명은, 또한, 컴퓨터가 본 발명의 방법을 실행하게 하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 관한 것이다.
본 발명은, 또한, 명령의 하나 이상의 시퀀스를 저장하고 본 발명에 따른 방법의 단계 중 적어도 하나를 수행하기에 적합한 프로세서를 포함하는 장치에 관한 것이다.
다른 특별한 언급이 없는 한, 하기의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 명세서 전체에 걸쳐서 "컴퓨팅(computing)", "계산(calculating)" 등과 같은 용어를 이용한 설명은 컴퓨팅 시스템의 레지스터 및/또는 메모리 내의 전자량과 같은 물리량으로 표현된 데이터를 컴퓨팅 시스템의 메모리, 레지스터 또는 다른 이러한 정보 저장, 전송 또는 표시 장치 내의 물리량으로 유사하게 표현된 다른 데이터로 처리 및/또는 변환하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및/또는 프로세스를 지칭하는 것으로 이해된다.
본 발명의 실시예는 본 명세서에서 작업을 수행하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 이러한 장치는 원하는 목적을 위해 특별히 구성될 수 있거나, 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화 또는 재설정되는 범용 컴퓨터 또는 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor; "DSP")를 포함할 수도 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 플로피 디스크, 광디스크, CD-ROM, 자기광학 디스크, 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 전기적으로 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거 및 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리(EEPROM), 자기 또는 광카드를 포함하는 임의의 유형의 디스크, 또는 전자적 명령을 저장하는데 적합하고 컴퓨터 시스템 버스에 결합될 수 있는 임의의 다른 유형의 매체와 같은 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서에 나타낸 프로세스 및 디스플레이는 본질적으로 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 장치에 관련되는 것은 아니다. 다양한 범용 시스템이 본 명세서의 교시에 따른 프로그램과 함께 사용될 수 있거나, 원하는 방법을 수행하기 위해 보다 특화된 장치를 구성하는 것이 편리할 수도 있다. 이러한 다양한 시스템에 대한 바람직한 구성이 하기의 설명으로부터 명백해진다. 또한, 본 발명의 실시예는 임의의 특별한 프로그래밍 언어에 대하여 기술되지 않았다. 다양한 프로그래밍 언어가 본 명세서에 기술된 본 발명의 교시를 구현하는데 이용될 수 있음이 이해될 것이다.
본 발명의 내용에 포함됨.
이제, 본 발명은 실시예가 단지 예시로서 하기 도면을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 제조될 광학 렌즈 부재의 측면도이고;
도 2는 기준계 및 위치 파라미터를 도시하는 광학 렌즈 부재의 사전성형된 표면의 사시도이고;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 렌즈 부재의 정면도이고;
도 4는 도 3의 광학 렌즈 부재의 단면도이고;
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 광학 렌즈의 개략도이고;
도 6은 본 발명에 따른 방법의 단계의 흐름도이고;
도 7은 블로킹 링상에 배치된 표면을 갖는 광학 렌즈 부재의 단면도이고;
도 8은 블로킹 스테이션상의 광학 렌즈 부재의 개략도이며;
도 9는 도 8의 블로킹 스테이션의 블로킹 플레이트 및 블로킹 장치의 접촉 표면의 평면도이다.
도면에 있어서의 구성요소들은 간략화 및 명료화를 위해 도시된 것으로, 반드시 일정한 비율로 도시된 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 대한 이해를 증진하기 위해서, 도면에서의 구성요소의 일부의 치수는 다른 구성요소에 비해 과장되어 있을 수 있다.
본 발명의 관점에서, "표면 디자인(surface design)"은 광학 렌즈 부재의 면의 표면을 규정할 수 있게 하는 파라미터의 세트를 지정한다. 예를 들면, 표면 디자인은 광학 렌즈 부재의 면의 표면의 표면 방정식, 위치 및 배향을 포함할 수 있으며, 이러한 방정식, 위치 및 배향은 기준계에서 규정된다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "광학 렌즈 부재"는 렌즈 블랭크(lens blank) 또는 반가공 렌즈를 지칭할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 광학 렌즈 부재(10)는 제1 광학면(11) 및 제2 광학면(12)을 갖는다. 제1 및 제2 광학면은 외주 표면(14)에 의해 연결된다.
광학 렌즈 부재는 제1 및 제2 광학면 사이에 위치된 적어도 하나의 표면하 기준 요소(111)에 의해 식별되는 기준계를 추가로 포함한다.
본 발명의 관점에서, 표현 "적어도 하나의 표면하 기준 요소에 의해 식별되는 기준계"는 숙련된 기술자가 표면하 기준 요소의 위치 및 배향으로부터 기준계의 주중심(main center) 및 주축(main axis)을 용이하게 식별할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1에 나타낸 예에서, 제1 광학면(11)은 광학 렌즈 부재의 전면에 대응한다. 결과적인 완성된 광학 렌즈의 사용시에, 전면(11)은 바라보는 물체에 가장 근접하게 배치된다.
제2 면(12)은 예를 들어 점선으로 나타낸 완성된 광학 렌즈의 후면(13)을 제공하기 위해 제조 방법에 의해 수정되어야 한다. 제2 면(12)은 후면(13)이 기준 요소(111)에 의해 식별되는 기준계에 대해 배향되도록 기계가공 공구에 의해 기계가공되어야 한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 기준계는 주평면(main plane)(X, Y)에 수직인 주축(Z)을 포함하고, 이 주평면(X, Y)은 서로 수직이고 또한 주축(Z)에 수직인 2개의 축(X, Y)에 의해 규정된다. 이러한 기준계에 있어서의 렌즈 부재의 위치, 특히 렌즈 부재(10)의 각 광학 표면의 위치는 6개의 파라미터에 의해 규정된다. 6개의 파라미터 중에서, 3개는 각 축(X, Y, Z)을 따르는 병진 파라미터(TX, TY, TZ)이고, 3개는 각각의 축(X, Y, Z)을 주위로의 회전 파라미터(RX, RY, RZ)이다.
본 발명의 이러한 실시예에서는, 제1 면이 렌즈 부재의 전면이고 제2 면이 후면이지만, 본 발명의 대안적인 실시예에서는, 제1 면이 렌즈 부재의 후면일 수 있고 제2 면이 전면일 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
또한, 본 발명의 이러한 실시예에서는, 광학 렌즈의 후면이 디지털 표면처리(surfacing) 제조 방법에 의해 형성되지만, 본 발명의 대안적인 실시예에서는, 렌즈의 한쪽 면 또는 양쪽 면이 제조 방법에 의해 형성될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
또한, 제조될 면(12)이 오목면으로 도 1에 나타나 있지만, 이러한 표면(13)은 동일하게 볼록면 또는 임의의 다른 곡면일 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 면은 기준계와 연관된 표면 디자인을 갖는다. 즉, 광학 렌즈 부재의 제1 광학면의 표면 디자인은 기준 요소(111)에 의해 식별되는 기준계에 대하여 배향 및 위치설정된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 면 렌즈는 몰딩에 의해 얻어진다. 제1 면의 표면 디자인은 광학 렌즈 부재의 제1 및 제2 표면 사이의 몰딩 프로세스 후에 추가된 적어도 하나의 기준 요소(111)에 의해 식별되는 기준계와 연관된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 면 렌즈는 광학 렌즈 블랭크의 표면을 기계가공함으로써 얻어진다. 제1 면의 표면 디자인은 광학 렌즈 블랭크의 제1 및 제2 표면 사이에 존재하는 적어도 하나의 기준 요소(111)에 의해 식별되는 기준계와 연관된다.
기준 요소(111)는 제2 광학면이 제조된 후에 및 결국에는 광학 렌즈가 안경 프레임에 끼워지도록 테두리 가공된 후에 제조된 광학 렌즈에 적어도 부분적으로 남아있도록 구성된다. 그러므로, 바람직하게는 기준 요소는 인식가능하지 않도록 구성된다.
본 발명의 관점에서, 기준 요소는 ISO 규격 IS 8980-2에 언급된 대표적인 마킹보다 착용자에게 보이지 않는 경우에 식별가능하지 않는 것으로 간주된다.
특허문헌 EP 1 888 635에 개시된 바와 같이, 기준 요소는, 렌즈의 액티브 영역 내에 있더라도, 안경 착용자의 시야를 방해하지 않아야 하고, 우연한 목격자(casual observer)에게 보이지 않아야 한다. 한편, 기준 요소는 예를 들어 기준 요소를 찾는 기술자에 의해, 또는 이미징 시력 기계(imaging vision machine)에 의해 판독가능하여야 한다. 비식별성(non-discernable) 기준 요소는 특정 조명 조건하에서, 예를 들어 빛과 그림자 사이의 전이에 대해서 관찰될 수 있다. 본 명세서에서는, 이러한 유형의 요소는 "반가시성(semi-visible)", "비가시성(invisible)", "숨은 요소(hidden element)" 또는 유사한 이름으로 또한 알려진 비식별성 기준 요소로서 지칭된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기준 요소는 착용자의 주요 시야에서 벗어나서 배치된다.
대안적으로, 기준 요소(111)는 제2 광학면이 제조된 후에 및 결국에는 광학 렌즈가 안경 프레임에 끼워지도록 테두리 가공된 후에 제조된 광학 렌즈로부터 없어지도록 구성된다. 이러한 실시예에서는, 기준 요소의 가시성은 전술한 실시예보다 훨씬 높을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기준 요소는 특정 조명 조건하에서만 보이게 배열된다.
기준 요소(111)는 광학 렌즈 부재의 굴절률의 국소적인 변경을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기준 요소는 마킹의 세트를 포함한다. 각 마킹은 수 미크론, 예를 들어 1㎛ 내지 5㎛의 치수를 가질 수 있고, 각 마킹은 다른 마킹으로부터 약 10㎛ 내지 20㎛ 이격되어 있다.
유리하게는, 마킹은 너무 작아서 광학 렌즈의 착용자에게 식별가능하지 않지만 그 크기는 특정 조명 조건에서 광 산란점을 생성하기에 충분하다. 세트를 구성하는 마킹은 형상, 예를 들어 정사각형, 원형, 삼각형 등과 같은 기본적인 기하 형상을 식별할 수 있게 하기에 충분히 근접하여 있다.
그러한 미세-마킹은 펨토-초(femto-second; 10-15초) 범위 내의 펄스 지속시간을 갖는 펄스식 레이저원을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 레이저원에 의해 방출된 광은 광학 렌즈 부재 내에 초점이 맞춰진다.
비제한적인 예로서, 본 발명자는 Amplitude Systems S-Pulse 레이저원을 사용하여 양호한 결과를 얻었다. 이러한 광원에 의해 방출된 광은 미쓰토요(Mitutoyo) 대물렌즈를 사용하여 광학 렌즈 부재 내에 초점이 맞춰진다. 사용된 레이저광은 약 1030 ㎚의 파장, 약 650 fs의 펄스 지속시간, 10 kHz의 반복 동안의 약 1 W의 평균 파워를 가지며, 대물 렌즈는 약 0.4의 개구수(numerical aperture)를 갖는 현미경 대물렌즈 20x이고, 초점의 약 10 ㎜에 배치되었다. 이러한 파라미터를 사용하여, 본 발명자는 렌즈 부재의 레이저측 표면 아래에 약 1 ㎜의 양호한 표면하 마킹을 얻었다. 실시예에 따르면, 기준 요소는 복수의 표면하 마킹을 포함할 수 있다. 표면하 마킹은 플랜(plan)(P1)을 규정할 수 있고, 바람직하게는 플랜(P1)은 기준계의 주축(Z)에 수직하다.
또한, 표면하 마킹은, 빛을 받아 강조될(highlighted) 때, 특정 형상, 예를 들어 원형 또는 정사각형을 형성하도록 배열될 수 있으며, 바람직하게는 이러한 형상은 주축(Z)에 수직인 플랜(P1) 내에 있다. 유리하게는, 광학 표면 중 하나를 통해 기준 요소를 시각화하는 경우, 표면하 마킹에 의해 규정된 형상의 변형은 2개의 축(X, Y) 주위로의 광학 렌즈 부재의 위치에서의 경사 각도(tlit)와 용이하게 연관지을 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 기준 요소는 도 4에서 정사각형으로 나타낸 표면하 마킹(112)의 제1 세트, 및 도 4에서 원형으로 나타낸 표면하 마킹(113)의 제2 세트를 포함할 수 있다. 표면하 마킹의 각 세트는 플랜(P1, P2)을 규정한다. 플랜(P1, P2)은 서로 상이하고, 바람직하게는 서로 평행하고 광학 렌즈의 제1 면의 특정 점에 수직하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마킹의 세트는 광학 데이터 및 관찰 데이터(observation data)에 따라 결정된다.
광학 데이터는 광학 렌즈 부재의 굴절 특성을 나타낸다.
광학 데이터는 제1 및 제2 표면의 디자인, 제1 표면에 대한 제2 표면의 위치, 예를 들어 광학 렌즈의 두께 및 프리즘, 및 광 굴절률을 나타낼 수도 있다. 예를 들면, 광학 데이터는 착용자의 처방을 나타낸다.
관찰 데이터는 표면하 마킹의 제1 및 제2 세트가 관찰되어야 하는 관찰 조건을 나타낸다. 관찰 조건은 관찰 장치, 및 이 관찰 장치 내에서의 제조된 렌즈의 위치를 고려하여 규정될 수 있다. 관찰 장치 내에서의 제조된 광학 렌즈의 위치는 광학 렌즈 기준계 및 관찰 장치 기준계의 위치로서 규정될 수 있다.
유리하게는, 특히 마킹의 제1 및 제2 세트의 관찰이 관찰 조건에서 실현되는 경우에, 마킹의 2개의 세트의 상대 위치를 결정하는 것이 훨씬 더 용이해진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 표면하 마킹은, 광학 렌즈 부재가 기준계 내에 정확하게 위치될 때, 관찰 조건에서 동일한 위치에 나타나도록 배열된다. 그러므로, 관찰 조건에서, 제1 및 제2 마킹은 중첩되어 나타난다. 이것은 블로킹 단계 이전에 렌즈 위치설정 작업을 단순화시킨다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 표면하 마킹의 세트는 위치설정 오차 허용차를 고려하도록 결정될 수 있다.
예를 들면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제2 마킹(113)은 원형 형상을 가지며, 광학 렌즈 부재가 기준계 내에 정확하게 위치될 때, 관찰 조건에서 제1 마킹(112) 위에 중심설정되어 나타나도록 결정될 수 있다. 원형의 제2 마킹의 반경은 오차 위치 허용차에 기초하여 결정될 수 있다.
그러므로, 광학 렌즈 부재의 위치설정 오차가 오차 위치 허용차보다 큰 경우에, 제1 마킹은 도 5b에 도시된 바와 같이 제2 마킹 외측에 나타난다.
그러나, 광학 렌즈 부재의 위치설정 오차가 오차 위치 허용차보다 작은 경우에, 제1 마킹은 도 5c에 도시된 바와 같이 제2 마킹 내측에 나타난다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 또한 광학 렌즈 부재를 블로킹하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은,
- 광학 렌즈 부재 제공 단계(S1);
- 테이핑 단계(S2);
- 블로커(blocker) 제공 단계(S3);
- 광학 렌즈 부재 위치설정 단계(S4); 및
- 블로킹 단계(S5)를 포함한다.
광학 렌즈 부재 제공 단계(S1) 동안에, 본 발명에 따른 광학 렌즈 부재, 예를 들어 전술한 바와 같은 광학 렌즈 부재가 제공된다.
테이핑 단계(S2) 동안에, 접착 테이프가 제1 면의 적어도 일부분을 덮도록 렌즈 부재의 제1 면상에 제공된다.
적합한 접착 테이프의 예가 특허문헌 US 6,036,013에 제시되어 있다.
블로커 제공 단계(S3) 동안에, 블로커 기준계를 갖는 블로커가 제공된다.
광학 렌즈는 블로커상에 배치되고, 광학 렌즈 부재 위치설정 단계(S4) 동안에 표면하 기준 요소를 사용하여 블로커 기준계에 대해 블로킹 위치에 위치설정된다.
블로킹 단계(S5) 동안에, 광학 렌즈 부재는 블로킹 위치에서 블로커상에 블로킹된다. 블로킹 위치는 표면하 기준 요소를 사용하여 블로커 기준계에 대해 결정된다.
이제 도 7을 참조하면, 제조 프로세스를 위한 정확한 위치에 광학 렌즈 부재(10)를 블로킹하기 위한 렌즈 블로킹 장치는 인서트(21) 및 블로킹 링(22)을 포함할 수 있다. 블로킹 주조 재료(24)는 광학 렌즈 부재(10)의 하측 표면, 인서트(21) 및 블로킹 링(22)에 의해 규정된 캐비티 내로 주입된다. 블로킹 주조 재료(24)는 기계가공을 위한 원하는 위치에 렌즈 부재(10)를 위한 블로커를 제공하도록 냉각 응고된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 렌즈 블로킹 장치(20)는 블로킹 스테이션(30)의 일부이다. 블로킹 스테이션(30)은 이 블로킹 스테이션(30)의 상부 플레이트(31)상에 배치된 블로킹 장치(20), 및 자유 위치로부터, 블로킹 장치(20)상의 제 위치에 광학 렌즈 부재(10)를 유지하는 클램핑 위치로 이동될 수 있는 클램핑 아암(clamping arm)(35)을 포함한다. 또한, 블로킹 스테이션(30)은 블로킹 장치(20)상에의 렌즈 부재(10)의 위치설정의 이미지를 촬영하기 위한 디지털 카메라(36), 및 디지털 카메라(36)로부터의 이미지를 보기 위한 스크린(37)을 포함한다. 렌즈 부재(10)는 또한 디지털 카메라(36)를 사용하지 않고서 작업자가 직접 볼 수도 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 블로킹 장치(20)에는 블로킹 링(22)상에 제공된 정렬 마킹(222) 및 중심 마킹(211)을 포함하는 블로커 기준 마킹이 제공된다. 인서트가 블로킹 링의 중심에 제공되는 경우에는, 중심 마킹(211)은 인서트상에 제공될 수도 있다. 블로킹 스테이션(30)의 상부 플레이트(31)는 이 상부 플레이트(31)상에 블로킹 링(22)을 수용하는데 전용된다. 이러한 링상의 정렬 마킹(222)은 상부 플레이트(31)상에 대응하는 위치설정 돌출부를 수용하기 위한 구멍을 포함하여 링(22)이 블로킹 플레이트(31)상에 정확하게 위치설정될 수 있게 한다. 정렬 마킹(222)에는, 정렬을 돕기 위해 기준 축을 따르는 라인 마킹(line marking)이 추가로 제공될 수도 있다.
광학 렌즈 부재(10)가 블로킹 장치(20)상에 배치된 후에, 작업자는 블로킹 프로세스를 계속하기 전에 블로킹 장치(20)의 기준 마킹에 대한 광학 렌즈 부재(10)의 표면하 기준 요소(111)의 직접적인 시각화에 의해 위치설정의 품질에 관한 초기 판단을 행할 수 있다. 작업자가 초기 위치설정이 만족스럽지 않다면, 광학 렌즈 부재(10)는 블로킹 장치(20)상에 수동으로 또는 자동으로 재위치설정될 수 있다. 작업자가 위치설정이 만족스럽다면, 클램핑 아암(35)은 블로킹 장치(20)상의 제 위치에 광학 렌즈 부재(10)를 유지하도록 제 위치에 놓여질 수 있다.
다음에, 블로킹 장치(20)상에의 광학 렌즈 부재(10)의 위치설정은 디지털 카메라(36)를 사용하여 정량화될 수 있다. 렌즈 부재(10)의 위치설정을 측정하기 위해서, 표면하 기준 요소(111) 및 블로킹 장치(20)상에 제공된 기준 마킹(211, 222)은 도 8에 도시된 바와 같이 블로킹 장치(20)의 카메라(36)에 의해 렌즈 부재(10)를 통해 보여진다.
기준 요소의 위치 및/또는 배향은 외주 표면을 통해 광학 렌즈 부재를 조명하고 조명된 표면하 기준 요소의 이미지를, 예를 들어 카메라(36)를 사용하여 캡처함으로써 측정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광학 렌즈 부재(10)의 굴절 특성으로 인한, 렌즈 부재(10)의 제1 및 제2 면 사이에 위치된 표면하 기준 요소(111)의 이미지의 편차는 블로커 기준계에 대한 기준계의 위치 측정을 행할 때 고려될 수 있다.
이러한 다양한 단계는 대안적으로는 작업자에 의해서 보다는 기계에 의해서 자동적으로 수행될 수 있다.
블로킹 단계에 이어서, 본 발명에 따른 방법은 블로킹 위치 결정 단계(S6)를 포함할 수 있다.
블로킹 위치 결정 단계(S6) 동안에, 광학 렌즈 부재의 블로킹 위치는 표면하 기준 요소(111)를 사용하여 블로커 기준계에 대해 결정된다. 실제의 블로킹 위치를 결정하는 것은 광학 렌즈의 제조 프로세스의 하류 단계 동안에 사용될 수도 있다.
예를 들면, 광학 렌즈의 제2 면의 표면을 제조하는데 사용된 표면 데이터는 광학 렌즈 부재의 실제의 블로킹 위치에 따라 조정될 수 있다.
실제로, 통상 표면 데이터는 광학 렌즈 부재가 블로커 기준계에 대해 완전하게 위치된 것을 가정하여 결정된다. 그러나, 위치설정 오차는 블로킹 프로세스 동안에 생길 수 있다. 유리하게는, 본 발명에 따른 방법은 광학 렌즈 부재의 실제 위치를 결정할 수 있게 하고, 표면 데이터는 광학 렌즈 부재의 실제 위치와 이론적 위치 사이의 차이에 따라 조정될 수 있다. 실제 위치의 결정은 렌즈 부재를 통해 캡처된 이미지상에 나타난 형상의 상대 위치 측정에 기초하기 때문에 용이하다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 제조 프로세스의 전체 정밀도 및 제조된 광학 렌즈의 광학 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 광학 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 본 발명에 따른 블로킹 방법의 단계 후에,
- 광학 렌즈 부재의 제2 면상에 제조될 제2 광학 표면에 대응하는 표면 데이터가 제공되는 표면 데이터 제공 단계, 및
- 광학 렌즈 부재의 제2 광학 표면이 표면 데이터에 따라 제조되는 제조 단계를 추가로 포함한다.
이전에 제시된 바와 같이, 표면 데이터는 광학 렌즈의 실제 위치에 기초하여 조정될 수 있으며, 상기 실제 위치는 표면하 기준 요소를 사용하여 결정된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 광학 렌즈 부재의 양쪽 면은 예를 들어 디지털 표면처리 기술에 의해 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 광학 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은,
- 광학 렌즈 부재의 제2 광학면이 제1 광학 렌즈 블랭크로부터 본 발명에 따라 제조되는 제1 광학 표면 제조 단계; 및
- 상기 광학 렌즈 부재의 제1 광학면이 본 발명에 따라 제조되는 제2 광학 표면 제조 단계를 포함한다.
제1 및 제2 광학 표면 제조 단계 동안에, 표면하 기준 요소에 의해 식별되는 동일한 기준계가 사용된다. 유리하게는, 최종 안과용 렌즈의 제1 및 제2 면의 표면들 사이의 시프트(shift)의 위험성이 저감된다. 따라서, 제조 프로세스의 전체 품질이 향상될 수 있다.
상기 예시들이 안과용 렌즈의 제조를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 방법은 보다 일반적으로 다른 유형의 광학 렌즈, 예를 들어 망원경 등에 사용되는 광학 렌즈의 제조에 적용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
많은 다른 변형 및 변경은 상기의 예시적인 실시예를 참조할 때 본 기술분야에 숙련된 자에 의해서 제안될 것이며, 이러한 예시적인 실시예는 단지 예시로서만 주어진 것이며, 본 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않고, 첨부된 청구범위에 의해서만 결정된다.
청구범위에 있어서, 단어 "포함하는(comprising)"은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 부정 관사("a" 또는 "an")는 복수를 배제하지 않는다. 상이한 특징이 서로 다른 종속 청구항에 기재되어 있다는 사실만으로, 이들 특징의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다. 청구범위에 있어서의 모든 참조부호는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (16)

  1. 외주 표면에 의해 연결된 제1 및 제2 면을 포함하는 광학 렌즈 부재에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광학면 사이에 위치된 적어도 하나의 표면하 기준 요소에 의해 식별되는 기준계를 추가로 포함하고, 상기 제1 면은 상기 기준계와 연관된 표면 디자인을 갖는 제1 광학 표면을 포함하는, 광학 렌즈 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    광학 렌즈가 상기 광학 렌즈 부재로부터 제조되는 경우, 상기 표면하 기준 요소는 식별가능하지 않게 상기 광학 렌즈상에 적어도 부분적으로 남아있는, 광학 렌즈 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면하 기준 요소는 상기 광학 렌즈 부재의 주변부에 위치되어, 상기 광학 렌즈가 안경 프레임에 끼워지도록 테두리 가공될 때 제거되는, 광학 렌즈 부재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면하 기준 요소는 복수의 표면하 마킹을 포함하고, 상기 표면하 마킹은 플랜을 규정하는, 광학 렌즈 부재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 요소는 동일 평면상의 표면하 마킹의 세트들을 포함하고, 마킹의 각 세트는 상이한 플랜을 규정하는, 광학 렌즈 부재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 렌즈 부재의 제1 광학면의 표면 디자인은 상기 기준 요소에 의해 식별되는 기준계에 대하여 배향 및 위치설정되는, 광학 렌즈 부재.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면하 기준 요소는 상기 광학 렌즈 부재의 굴절률의 국소적인 변경을 포함하는, 광학 렌즈 부재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면하 기준 요소는 표면하 마킹을 포함하는, 광학 렌즈 부재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 표면하 마킹은 펨토-초 범위 내의 펄스 지속시간을 갖는 펄스식 레이저원을 사용함으로써 실현되고, 상기 펄스식 레이저원에 의해 방출된 광은 광학 렌즈 부재 내에 초점이 맞춰지는, 광학 렌즈 부재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 면은 상기 기준계와 연관된 표면 디자인을 갖는 제2 광학 표면을 포함하는, 광학 렌즈 부재.
  11. 광학 렌즈 부재를 블로킹하는 방법에 있어서,
    - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 광학 렌즈 부재가 제공되는 광학 렌즈 부재 제공 단계,
    - 상기 광학 렌즈 부재의 제1 면상에 접착 테이프가 제공되는 테이핑 단계,
    - 블로커 기준계를 갖는 블로커가 제공되는 블로커 제공 단계,
    - 상기 광학 렌즈 부재의 제1 면이 블로커상에 배치되고 상기 표면하 기준 요소를 사용하여 블로커 기준계에 대해 블로킹 위치에 위치설정되는 광학 렌즈 부재 위치설정 단계, 및
    - 상기 광학 렌즈 부재가 블로킹 위치에서 블로커상에 블로킹되는 블로킹 단계를 포함하는, 광학 렌즈 부재 블로킹 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방법은 상기 광학 렌즈 부재의 블로킹 위치가 상기 표면하 기준 요소를 사용하여 블로커 기준계에 대해 결정되는 블로킹 위치 결정 단계를 추가로 포함하는, 광학 렌즈 부재 블로킹 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 기준 요소의 위치 및/또는 배향은 외주 표면을 통해 광학 렌즈 부재를 조명하고 조명된 표면하 기준 요소의 이미지를 캡처함으로써 측정되는, 광학 렌즈 부재 블로킹 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기준 요소는 상기 렌즈 부재의 제2 면을 통해 시각화되고, 상기 렌즈 부재의 굴절 특성은 상기 기준 요소의 위치 및/또는 배향을 결정할 때 고려되는, 광학 렌즈 부재 블로킹 방법.
  15. 광학 렌즈를 제조하는 방법에 있어서,
    - 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들,
    - 광학 렌즈 부재의 제2 면상에 제조될 제2 광학 표면에 대응하는 표면 데이터가 제공되는 표면 데이터 제공 단계, 및
    - 상기 광학 렌즈 부재의 제2 광학 표면이 상기 표면 데이터에 따라 제조되는 제조 단계를 포함하는, 광학 렌즈 제조 방법.
  16. 광학 렌즈를 제조하는 방법에 있어서,
    - 상기 광학 렌즈 부재의 제2 광학면이 제1 광학 렌즈 블랭크로부터 제15항에 따라 제조되는 제1 광학 표면 제조 단계; 및
    - 상기 광학 렌즈 부재의 제1 광학면이 제15항에 따라 제조되는 제2 광학 면 제조 단계를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 광학 표면 제조 단계 동안에, 표면하 기준 요소에 의해 식별되는 동일한 기준계가 사용되는, 광학 렌즈 제조 방법.
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