KR20210104147A - 안경 렌즈 및 안경 렌즈 설계 방법 - Google Patents

안경 렌즈 및 안경 렌즈 설계 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과를 잃지 않는 것이다. 안경 렌즈 및 이와 관련된 기술이 제공되며, 상기 안경 렌즈는, 상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및 물체측 상의 위치(B)에 또는 상기 위치(A)에 대해 말단측 상의 위치(C)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며, 렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 상기 안경 렌즈의 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는, 상기 제2 영역이 광선을 상기 위치(B)에 수렴시키면, 상기 위치(B)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 가지거나, 또는 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(C)에 수렴시키면, 상기 위치(C)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 갖는다.

Description

안경 렌즈 및 안경 렌즈 설계 방법
본 발명은 안경 렌즈 및 안경 렌즈 설계 방법에 관한 것이며, 특히 근시(myopia) 진행-억제 렌즈 및 그 렌즈를 설계하기 위한 방법에 관한 것이다.
안경 렌즈에 있어서, 일반적으로, 렌즈의 물체측 면 상에 입사되는 평행 광선은 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막(retina)[본 명세서에서는, 소정의 위치(A)]에 포커싱된다. 즉, 처방력(prescription power)에 대응하는 형상을 갖는 안경 렌즈의 일부로부터의 평행 광선이 망막 상에 포커싱된다. 이런 위치(A)는 초점 위치(A)로서 지칭된다.
US 2017/131567A호는 관련 기술의 예이다.
안경 렌즈의 광학 중심(또는 중심)[이하, 총칭하여 "렌즈 중심(lens center)"이라고도 지칭된다]으로부터 먼 부분에는, 난시(astigmatism) 및 파워 에러(power error)가 발생한다. 난시 및 파워 에러의 발생은 처방력에 대해 굴절력 에러(refractive power error)가 발생한다는 것을 의미한다. 이런 굴절력 에러는 (투과력-처방력)으로서 표현된다. 따라서 본 명세서에 있어서, 굴절력 에러는 달리 언급하지 않는 한, 투과력 에러(transmission power error)를 의미한다. 또한, 난시 및 파워 에러의 발생은, 굴절력 에러의 베이스인, 자오선 방향(meridional direction)으로의 굴절력 에러 및 시상 방향(sagittal direction)으로의 굴절력 에러가 발생한다는 것을 의미한다.
본 발명의 제1 모드는 안경 렌즈로서, 상기 안경 렌즈는:
상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및
물체측 상의 위치(B)에 또는 상기 위치(A)에 대해 말단측 상의 위치(C)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며,
렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 상기 안경 렌즈의 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는, 상기 제2 영역이 광선을 상기 위치(B)에 수렴시키면, 상기 위치(B)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 가지거나, 또는 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(C)에 수렴시키면, 상기 위치(C)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 갖는다.
본 발명의 제2 모드는 상기 제1 모드로서 기재된 모드로서,
상기 제2 영역은 볼록 영역이고,
상기 주변 영역의 제1 영역에서, 상기 자오선 방향으로의 상기 굴절력 에러 및 상기 시상 방향으로의 상기 굴절력 에러 모두는 -0.25D 이상이다.
본 발명의 제3 모드는 상기 제1 또는 제2 모드로서 기재된 모드로서,
상기 제2 영역은 볼록 영역이고,
상기 자오선 방향으로의 상기 굴절력 에러 또는 상기 시상 방향으로의 상기 굴절력 에러는 -0.12D 이상이고, 그리고 +0.12D 이하이며, 또한 다른 굴절력 에러의 값보다 더 낮은 값을 취한다.
본 발명의 제4 모드는 상기 제1 내지 제3 모드 중 어느 하나에 기재된 모드로서,
상기 자오선 방향으로의 상기 굴절력 에러 또는 상기 시상 방향으로의 상기 굴절력 에러는, 유한 거리에서 광선 추적을 수행함으로써 얻어지는 값을 취한다.
본 발명의 제5 모드는 안경 렌즈를 설계하기 위한 안경 렌즈 설계 방법으로서,
상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및
물체측 상의 위치(B)에 또는 상기 위치(A)에 대해 말단측 상의 위치(C)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며,
상기 안경 렌즈 설계 방법은:
렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 상기 안경 렌즈의 주변 영역의 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러를, 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(B)에 수렴시키면, 상기 위치(B)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값으로 설정하거나, 또는 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(C)에 수렴시키면, 상기 위치(C)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값으로 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제6 모드는 상기 제5 모드로서 기재된 모드로서,
상기 제2 영역은 볼록 영역이고,
상기 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 상기 자오선 방향으로의 상기 굴절력 에러 및 상기 시상 방향으로의 상기 굴절력 에러 모두는 -0.25D 이상이다.
도 1a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 후술의 비교예 1의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 1b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 후술의 비교예 1의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈의 형상을 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 안경 렌즈의 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 안경 렌즈를 통해 투과되는 광의 경로를 나타내는 개략적인 단면도(부분 1)이다.
도 5는 도 2에 도시된 안경 렌즈를 통해 투과되는 광의 경로를 나타내는 개략적인 단면도(부분 2)이다.
도 6a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 1의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 1의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 2의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 2의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 3의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 3의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 4의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 4의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 5의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 5의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 6의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 6의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 7의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 7의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 8의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 8의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
특허문헌 1(미국 특허출원 공개 제2017/131567호)에는, 근시와 같은 굴절 에러의 진행을 억제하는 효과(이하에서는, 근시 진행-억제 효과라고도 지칭된다)를 나타내는 안경 렌즈가 개시되어 있다. 이런 안경 렌즈는 근시 진행-억제 렌즈라고도 지칭된다. 구체적으로, 안경 렌즈의 물체측 상의 면인 볼록면 상에는, 예를 들어 직경이 약 1 mm인 구면 형상을 각각 갖는 미세 볼록 부분이 형성되어 있다.
안경 렌즈에 있어서, 통상적으로, 렌즈의 물체측 면 상에 입사되는 평행 광선은 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막[본 명세서에서는, 소정의 위치(A)] 상에 포커싱된다. 즉, 처방력에 대응하는 형상을 갖는 안경 렌즈의 일부(예를 들어, 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 안경 렌즈의 일부)로부터의 평행 광선이, 망막 상에 포커싱된다. 이런 위치(A)는 초점 위치(A)로서 지칭될 것이다. 반면에, 특허문헌 1에 기재된 안경 렌즈의 미세 볼록 부분을 통과한 광에 대해, 안경 렌즈 상에 입사된 광선은 소정의 위치(A)에 대해 광학 축선 방향으로 물체측 상의 다수의 위치(B)에 포커싱된다. 이들 위치(B)는 초점 위치(B)로서 지칭될 것이다. 상기 미세 볼록 부분에 의해 부여된 디포커싱 파워(defocusing power)에 의해, 근시의 진행이 억제된다.
본 명세서에 있어서, 물체측 상에 있는 것은 시각적으로 인식될 물체의 광학 축선을 따른 방향["전향 방향(forward direction)"]의 측부를 지칭하며, 또한 말단측 상에 있는 것은 상기 물체측과는 반대인, 즉 광학 축선을 따라 물체로부터 멀어지는 방향["후방 방향(rear direction)" 또는 안경 렌즈로부터 안구를 향한 방향]의 측부를 지칭한다.
특허문헌 1에 개시된 안경 렌즈에는 근시의 진행을 억제하기 위해 미세 볼록 부분이 제공되며, 광선은 상기 배경기술에서 기재된 바와 같이 망막 상의 위치(A)에 대해 물체측 상에 있는 다수의 위치(B)에 포커싱된다(이하에 기재될 도 5 참조).
그러나 렌즈 중심으로부터 일부 거리에는, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러가 발생한다. 본 출원의 발명자에 의한 연구에 기초하면, 이들 굴절력 에러는 광선이 상기 위치(B)에 대해 반대 방향으로 위치된, 즉 망막 상의 위치(A)에 대해 말단측(후방 방향) 상에 위치된, 위치(C)를 향해 포커싱되도록 유발시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.
처방력이 실현되는 것을 의미하는 영역에서 반대 방향에 위치된 위치(C)에 광선이 포커싱된다는 것은, 상기 미세 볼록 부분에 의해 나타나는 근시 진행-억제 효과가 손상된다는 것을 의미한다.
특허문헌 1은 상기 미세 볼록 부분에 의해 근시 진행-억제 효과가 나타난다고 개시하고 있음을 인식해야 한다. 반면에, 특허문헌 1에 개시된, 근시 진행 메커니즘과 상반되는 메커니즘, 및 시 진행을 억제하는 메커니즘으로 인해, 상기 미세 볼록 부분을 미세 오목 부분으로 대체함으로써 원시 진행-억제 효과가 나타날 것으로 예상된다. 미세 오목 부분을 제공하는 경우에도, 전술한 렌즈 중심으로부터 먼 부분에서 오작동이 발생할 수 있으며, 또한 상기 미세 오목 부분에 의해 나타나는 원시 진행-억제 효과가 손상될 우려가 있다.
본 발명의 일 실시예는, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과를 손상시키지 않는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자는 전술한 문제점을 해결하기 위해 집중적인 연구를 수행했다. 본 출원의 발명자는, 렌즈 중심으로부터 먼 부분에서, 광선이 위치(B)에 대해 반대측에 위치된 위치(C), 즉 망막 상의 위치(A)에 대한 말단측 위치(C)에 포커싱되는 상황에 먼저 주목했다.
도 1a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 후술의 비교예 1에서 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 1b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 후술의 비교예 1의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
상기 자오선 방향은 렌즈 중심으로부터 반경방향으로 연장되는 반경방향인 방향을 지칭하며, 상기 시상 방향은 자오선 방향과 직교하는 방향을 지칭한다. 기호 ρ는 물체측 상의 면(볼록면; 외면)에서 광학 축선으로부터의 거리를 나타낸다.
이런 예의 안경 렌즈에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러는 도 1b에 도시된 바와 같이 렌즈 중심으로부터의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 안경 렌즈의 주변 영역에서 마이너스 방향으로 증가한다. 굴절력 에러의 마이너스 방향으로의 증가는, 초점 위치가 말단측을 향해, 즉 후방 방향으로 이동한다는 것을 의미한다.
즉, 본 출원의 발명자는, 근시의 진행의 억제를 방지할 수 있는 "초점 위치의 후방 방향으로의 이동"이, 렌즈 중심으로부터 먼 측부 상에서 처방력이 실현될 수 있음을 의미하는 영역(본 명세서의 제1 영역)에서 발생할 것이라는 것을 발견했다.
이런 우려에 대한 측정과 관련하여, 굴절력 에러 및 난시는 교환(trade-ff) 관계에 있다(예를 들어, JP 2012-233959A호, 단락 0028 및 0029). 그러나 난시의 증가가 어느 정도 허용된다면, 안경 렌즈의 표면 형상을 설계할 때 굴절력 에러를 제어하는 것이 가능하다.
전술한 발견에 기초하여, 본 출원의 발명자는 예를 들어 굴절력 에러가 발생하더라도 근시의 진행을 억제하는 것을 목적으로 하는 경우, 렌즈 중심으로부터의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 안경 렌즈의 주변 영역에서, 굴절력 에러가 후방 방향으로 초점 위치를 과도하게 이동시키지 않는 값으로 설정되는 구성을 인지하였다.
본 발명은 전술한 발견에 기초하여 이루어졌다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과를 손상시키지 않는 것이 가능하다.
이하에, 본 발명의 모드가 기재될 것이다. 이하의 설명은 일례이며, 본 발명은 예로서 기재된 모드에 한정되지 않는다.
본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈
본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈는, 근시 진행-억제 렌즈이다. 렌즈의 일반적인 특징은 특허문헌 1에 개시된 안경 렌즈와 유사할 수 있다. 구체적인 구성은 다음과 같다.
"안경 렌즈로서:
상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및
상기 위치(A)에 대해 물체측 상의 위치(B)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며,
렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 상기 안경 렌즈의 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는, 광선을 상기 위치(B)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 수렴시키는 값을 갖는다"
상기 제1 영역은 일반적으로, 예를 들어 특허문헌 1에 도시된 바와 같은 제1 굴절 영역에 대응한다. 상기 특정 구성에서 "물체측 상의 면으로부터 입사되는 광선"은 무한 점(infinite point)으로부터의 광선이다. 상기 제2 영역은 일반적으로, 예를 들어 특허문헌 1에 도시된 바와 같은 제2 굴절 영역에 대응한다. 즉, 이런 모드에서는, 제2 영역이 볼록 영역이다.
본 발명의 모드에 있어서, 렌즈 중심으로부터의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 안경 렌즈의 주변 영역[이하 간단히 "주변 영역(peripheral area)"이라고도 지칭된다]에서 굴절력 에러가 발생하더라도, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는, 위치(B)를 향해 상기 소정의 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 갖는다.
상기 소정의 위치(A)의 "근방(vicinity)"이라는 용어를 사용하는 이유, 즉 소정의 위치(A)에 대해 (후방 방향으로) 미세하게 말단측 상에 있는 영역을 허용하는 이유는 다음과 같다.
상기 주변 영역의 제1 영역은, 처방력을 실현하는 형상을 갖는 부분이다. 이 때문에, 바람직하게는, 광선이 망막 상의 소정의 위치(A)에 수렴되어야 한다. 그러나 소정의 조건 하에서 굴절력 에러는 0 이 되며, 이런 조건이 미세하게나마 충족되지 못한 경우, 작은 굴절력 에러가 발생할 수 있다. 또한 실제 설계 프로세스에 있어서, 굴절력 에러를 정확히 0 으로 하는 것을 목표로 하는 것은 현실적이지 않으며, 일반적으로는 굴절력 에러를 소정의 범위 내로 설정하는 것을 목표로 한다. 이런 이유로, 상기 주변 영역의 굴절력 에러를 어느 정도 허용하는 것이 합리적이다.
본 발명의 모드에 있어서, 주목할만한 특징 중 하나는 굴절력 에러가 허용되더라도, 상기 주변 영역의 제1 영역이 근시 진행-억제 효과를 억제하지 않도록 설계되었다는 점이다.
상기 굴절력이 처방 굴절력으로부터 벗어난 값을 갖는다면, 즉 상기 주변 영역의 제1 영역에서 굴절력에 오류가 발생한다면, 안구의 성장이 촉진되거나 억제된 것으로 간주된다. 촉진력(promoting power) 또는 억제력은 굴절력에 비례하는 것으로 간주된다. 따라서 굴절력 에러의 극히 일부만 남게 된다면, 근시 진행의 억제에 대한 그 영향이 적다고 말할 수 있다.
예를 들어, "초점 위치의 미세한 이동"이 허용되는 것에 관해, 자오선 방향으로의 굴절력 에러와 시상 방향으로의 굴절력 에러 모두는 -0.25D(디옵터) 이상(바람직하게는, -0.12D 이상, 보다 바람직하게는 0 D 이상)인 것으로 간주될 수 있다.
전술한 구성을 사용함으로써, 렌즈 중심인 광학 중심 또는 기하학적 중심으로부터 먼 부분이라도, 상기 광선은 상기 위치(B)에 대해 반대 방향, 즉 망막 상의 위치(A)의 근방에 대해 말단측에 위치된 위치(C)를 향해 포커싱되는 것이 억제될 수 있다.
그 결과, 본 발명의 모드에 따라, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈의 상세
이하에서는, 보다 구체적인 예, 바람직한 예, 및 본 발명의 모드의 변경에 대한 기재가 주어질 것이다.
후술의 실시예 1에 따른 도 6b에 도시된 바와 같이, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 또는 시상 방향으로의 굴절력 에러는, -0.12D 이상 및 + 0.12D 이하이며, 그리고 다른 굴절력 에러의 값보다 더 낮은 값을 취하는 것이 바람직할 수 있다.
도 6b에 도시된 예에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러는 -0.12D 이상 그리고 + 0.12D 이하(보다 구체적으로는, 0D 이상)로 설정된다. 즉, 굴절력 에러는 실질적으로 0 이 되며, 즉 처방력은 안경 렌즈의 주변 영역에서도 자오선 방향으로 실현된다. 이 경우, 착용자는 자오선 방향으로의 굴절력 에러와 시상 방향으로의 굴절력 에러 모두가 0 으로부터 벗어난 값을 취하는 경우보다 더 선명한 시야를 얻을 수 있다.
또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 주변 영역에서, 시상 방향으로의 굴절력 에러를 전술한 문단에서 기재된 바와 같이 설정된 자오선 방향으로의 굴절력 에러보다 더 크게 설정함으로써, 소정의 위치(A)에 대해 위치(B)를 향한 방향으로 광선이 수렴될 수 있다.
즉, 본 발명의 이러한 모드식에 따른 안경 렌즈는, 통상적인 안경 렌즈에 비해 선명한 시야가 제공되면서 착용자로 하여금 근시 진행-억제 효과를 누릴 수 있는 것을 허용한다.
자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는, 유한 거리(finite distance)에서 광선 추적을 수행하여 얻어진 값을 취하는 것이 바람직할 수도 있다.
근시-억제 효과가 나타나야 할 사람이 무엇인가에 눈을 가까이 두고 장시간 작업하는 시각 환경에 있는 경우라면, 그 사람은 이미 근시의 징후를 보이는 경우가 많다. 이런 이유로, 본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈는 중거리(1 m 내지 40 cm) 내지 단거리(40 cm 내지 10 cm)의 범위에서 물체 거리를 취급하기 위한 단초점 렌즈(unifocal lens)이다. 즉, 본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈의 제1 영역은, 이러한 단초점 렌즈의 기능성을 나타낸다. 말할 필요도 없이, 본 발명의 기술적 사상은 무한 점으로 취급하기 위한 단초점 렌즈에도 적용 가능하지만, 그러나 중거리 내지 단거리를 취급하기 위한 단초점 렌즈가 본 발명의 모드의 예로서 취해질 것이다.
본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈는, 종종 중거리 내지 단거리를 취급하기 위한 단초점 렌즈이다. 이런 이유로, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 또는 시상 방향으로의 굴절력 에러가 설정되었을 때, 유한 거리에서 광선 추적을 수행함으로써 얻어진 값을 취하도록 굴절력 에러가 설정된다면, 실제 상황에 더욱 적합한 안경 렌즈가 궁극적으로 얻어질 수 있다. 여기서 상기 "유한 거리(finite distance)"는 전술한 중거리 또는 단거리로서 설정되거나 또는 바람직하게는 단초점 렌즈에 대해 설정되는 물체 거리를 지칭한다.
본 발명의 모드에서, 상기 안경 렌즈의 주변 영역이 렌즈 중심으로부터의 거리로서 표현되더라도, 이는 대안적으로 안구의 회전 각도[달리 말하면, 화각(angle of view)]로서 표현될 수도 있다. 이런 경우에, 렌즈 중심으로부터 4.5 mm 내지 25 mm의 반경 범위는 실질적으로 10도 내지 45도의 회전 각도에 대응한다. 상기 회전 각도는, 예를 들어 일본 특허출원 공개공보 제1992-338918호의 명세서 등에 개시되어 있으며, 그 설명은 생략된다.
이하에, 본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈의 보다 구체적인 구성이 기재될 것이다.
안경 렌즈의 전체 구성
도 2는 본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈의 형상을 나타내는 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(1)는 렌즈 중심의 둘레에 규칙적으로 배치된 다수의 볼록 영역(6)을 갖는다. 이들 볼록 영역(6)은 제2 영역이다. 볼록 영역(6) 이외의 부분이고 또한 베이스로서 작용하는 부분이, 제1 영역이다. 볼록 영역(6)의 구체적인 구성이 이하에 기재될 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 안경 렌즈의 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(1)는 물체측 상에 면(3), 및 안구측 상에 면(4)을 갖는다. "물체측 상의 면"은 안경 렌즈(1)를 포함하는 안경이 착용자에 의해 착용되었을 때 물체측 상에 위치되는 표면이다. "안구측 상의 면"은 반대측 상의 면, 즉 안경 렌즈(1)를 포함하는 안경이 착용자에 의해 착용되었을 때 안구측 상에 위치되는 면이다. 본 발명의 모드에 있어서, 물체측 상의 면(3)은 볼록면이고, 안구측 상의 면(4)은 오목면이다. 즉, 본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈(1)는 메니스커스 렌즈(meniscus lens)이다.
안경 렌즈(1)는 렌즈 모재(base material)(2), 상기 렌즈 모재(2)의 볼록면측 및 오목면측에 형성된 하드 코팅(8), 및 각각의 하드 코팅(8)의 표면 상에 형성된 반사-방지 코팅(anti-reflection coating)(AR 코팅)(10)을 포함한다. 하드 코팅(8) 및 반사-방지 코팅(10)과 함께, 안경 렌즈(1) 상에 다른 코팅이 형성될 수도 있음을 인식해야 한다.
렌즈 모재
상기 렌즈 모재(2)는, 예를 들어 티오우레탄(thiourethane), 알릴(allyl), 아크릴, 또는 에피티오(epithio)와 같은 열경화성 수지 재료로 제조된다. 렌즈 모재(2)를 구성하는 수지 재료로서, 원하는 굴절율이 얻어질 수 있는 임의의 다른 수지 재료가 선택될 수 있음을 인식해야 한다. 또한, 수지 재료가 아니라, 무기 유리(inorganic glass)로 제조된 렌즈 모재가 대안적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 모드에 있어서, 렌즈 모재(2)의 물체측 상의 면(3)(볼록면)에는 다수의 볼록 영역(6a)이 제공되며, 이는 상기 면으로부터 물체측을 향해 돌출하도록 형성된다. 상기 볼록 영역(6a)의 각각은 렌즈 모재(2)의 물체측 상의 면(3)의 곡률과는 상이한 곡률을 갖는 곡면으로 구성된다.
이들 볼록 영역(6a)이 형성됨에 따라, 실질적으로 원형 형상을 갖는 볼록 영역(6a) 그 각각은, 평면도로 보았을 때 렌즈 모재(2)의 물체측 상의 면(3) 상에, 상기 렌즈 중심의 둘레에서 그 사이에 동일한 갭(gap)을 갖는 섬(island)으로서 배치된다. 달리 말하면, 실질적으로 원형 형상을 갖는 볼록 영역(6a) 그 각각은, 서로 인접하지 않고 이격된 상태, 즉 베이스로서 작용하는 제1 영역이 볼록 영역(6a) 사이에 제공되는 상태로 배치된다.
또한, 렌즈 모재(2)의 안구측 상의 면(4)(오목면)에는, 다수의 볼록 영역(6a)이 대안적으로 형성될 수 있음을 인식해야 한다. 또한, 다수의 볼록 영역(6a)이 양면 상에, 즉 볼록면 및 오목면에 형성될 수 있다. 기재의 편의를 위해, 물체측 상의 면(3)(볼록면)에 다수의 볼록 영역(6a)을 형성하는 경우가 이하에 예로서 기재될 것이다.
하드 코팅
하드 코팅(8)은, 예를 들어 열가소성 수지 또는 UV-경화성 수지를 사용하여 형성된다. 상기 하드 코팅(8)은, 렌즈 모재(2)를 하드 코팅제에 침지시키는 방법을 사용하거나 또는 스핀 코팅 등에 의해 형성될 수 있다. 이들 하드 코팅(8)으로 코팅됨으로써, 안경 렌즈(1)의 내구성이 향상될 수 있다.
반사-방지 코팅
반사-방지 코팅(10)은, 예를 들어 진공 증발(vacuum evaporation)에 의해 ZrO2, MgF2, 또는 Al2O3와 같은 반사-방지제의 막(film)을 형성함으로써 형성된다. 이들 반사-방지 코팅(10)으로 코팅됨으로써, 안경 렌즈(1)를 통해 보이는 물체의 시인성이 향상될 수 있다.
물체측 상의 면의 형상
전술한 바와 같이, 렌즈 모재(2)의 물체측 상의 면(3)에는, 다수의 볼록 영역(6a)이 형성된다. 따라서 이런 면(3)이 하드 코팅(8) 및 반사-방지 코팅(10)으로 코팅된다면, 렌즈 모재(2)상의 볼록 영역(6a)에 이어, 다수의 볼록 영역(6b)에도 하드 코팅(8) 및 반사-방지 코팅(10)이 형성된다. 즉, 볼록 영역(6a) 및 볼록 영역(6b)에 의해 구성되는 볼록 영역(6)은, 물체를 향해 상기 면(3)으로부터 돌출되도록, 상기 안경 렌즈(1)의 물체측 상의 면(3)(볼록면)에 배치된다.
볼록 영역(6a)과 유사하게, 렌즈 모재(2) 상의 볼록 영역(6a)을 따라 형성되는 볼록 영역(6)은, 렌즈 중심의 둘레에, 즉 렌즈 중심의 둘레에 규칙적으로 배치된 상태에서 원주방향 및 반경방향으로 그 사이에 동일한 갭을 갖는 섬으로서 배치된다.
본 발명의 또 다른 모드에 있어서, 상기 볼록 영역(6)은 렌즈 모재(2) 상에 볼록 영역(6a)을 제공하기 보다는, 적어도 하드 코팅(8) 또는 반사-방지 코팅(10)에 의해 형성될 수 있다.
상기 볼록 영역(6)은, 본 출원의 도 2에 도시된 바와 같이 렌즈 중심에 있는 광학 축선이 통과하는 부분에 형성될 수 있거나, 또는 볼록 영역(6)이 제공되지 않는 영역은 상기 광학 축선이 통과하는 부분에 고정될 수 있음을 인식해야 한다. 참고로, 광학 축선이 통과하는 부분에 고정되는 볼록 영역이 제공되지 않는 영역의 일례가 특허문헌 1의 도 1에 도시되어 있다.
각각의 볼록 영역(6)은 예를 들어 다음과 같이 구성된다. 각각의 볼록 영역(6)의 직경은 약 0.8 mm 내지 2.0 mm인 것이 바람직할 수 있다. 각각의 볼록 영역(6)의 돌출 높이(돌출량)는, 약 0.1 내지 10 ㎛, 또는 심지어 약 0.7 내지 0.9 ㎛가 바람직할 수 있다. 각각의 볼록 영역(6)은 곡률반경이 50 내지 250 mm, 또는 심지어 약 86 mm인 구면 형상을 갖는다. 이런 구성으로 인해, 각각의 볼록 영역(6)의 굴절력은 볼록 영역(6)이 형성되지 않은 영역의 굴절력보다 약 2.00 내지 5.00 디옵터만큼 더 커진다.
광학적 특성
물체측 면(3) 상에 볼록 영역(6)을 갖기 때문에, 전술한 구성을 갖는 안경 렌즈(1)는 이하의 광학적 특성을 얻을 수 있으며, 그 결과 안경 착용자의 근시와 같은 굴절 에러의 진행을 억제할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 안경 렌즈를 통해 투과되는 광의 경로를 도시한 개략적인 단면도(부분 1)이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(1)의 물체측 면(3)에 볼록 영역(6)이 형성되지 않은 영역, 즉 베이스로서 작용하는 제1 영역에 입사되는 광은, 안구측 면(4)으로부터 출사되고, 그 후 안구(20)의 망막(20a) 상에 포커싱된다. 즉, 안경 렌즈(1)를 통해 투과된 광선은 원칙적으로 안경 착용자의 망막(20a) 상에 포커싱된다. 달리 말하면, 안경 렌즈(1)의 베이스로서 작용하는 제1 영역은, 망막(20a) 상의 소정의 위치(A)에 광이 포커싱되도록, 안경 착용자의 처방에 따라 설정되는 곡률을 갖는다.
도 5는 도 2에 도시된 안경 렌즈를 통해 투과된 광의 경로를 도시하는 개략적인 단면도(부분 2)이다.
반면에, 도 5에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(1)의 볼록 영역(6)에 입사된 광은 안구측 면(4)으로부터 출사되고, 그 후 안구(20)의 망막(20a)에 대해 물체측 상에 위치된 위치(B)에 포커싱된다. 즉, 상기 볼록 영역(6)은 안구측 상의 면(4)으로부터 출사된 광을, 초점 위치(A)에 대해 물체측 상에 위치된 위치(B)에 수렴시킨다. 이들 초점 위치(B)는 각각의 볼록 영역(6)에 대응하여 위치(B1, B2, B3, ... BN)[N은 볼록 영역(6)의 총 수]로서 제공된다.
따라서 원칙적으로 상기 안경 렌즈(1)는 물체측 면(3)에 입사된 광선이 안구측 면(4)으로부터 출사되어, 소정의 위치(A)에 수렴되게 한다. 반면에, 볼록 영역(6)이 배치된 부분에 있어서, 안경 렌즈(1)는 소정의 위치(A)에 대해 물체측 상에 위치된 위치(B, B1, B2, B3, ... BN)에 광선을 수렴시킨다. 즉, 안경 렌즈(1)는, 안경 착용자의 처방을 실현하기 위해 광선을 수렴시키는 것과 함께, 물체측 상의 위치(B)에 광선을 수렴시키도록 구성된다. 이러한 광학적 특성을 가짐으로써, 안경 렌즈(1)는 근시 진행-억제 효과를 나타낸다.
본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈 설계 방법
본 발명의 기술적 사상은 안경 렌즈 설계 방법에도 적용 가능하다. 그 구성은 다음과 같다.
"안경 렌즈 설계 방법으로서:
상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및
상기 위치(A)에 대해 물체측 상의 위치(B)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며,
상기 안경 렌즈 설계 방법은:
렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 안경 렌즈의 주변 영역의 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러를, 상기 위치(B)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값으로 설정하는 단계를 포함한다."
본 발명의 모드에 따른 안경 렌즈를 설계하기 위한 안경 렌즈 설계 방법을, 전술한 안경 렌즈와 동일한 예에 적용하는 것이 바람직할 수 있으며, 따라서 그 설명은 생략되었다.
안경 렌즈의 생산 방법
본 발명의 기술적 사상은 상기 안경 렌즈를 설계하기 위한 안경 렌즈 설계 방법을 이용하는, 안경 렌즈 생산 방법에도 적용 가능하다. 안경 렌즈(1)를 생산하기 위한 방법의 구체적인 예가 기재될 것이다.
안경 렌즈(1)를 생산하기 위해, 먼저 캐스트 중합화(cast polymerization)와 같은 알려진 몰딩 방법을 사용하여 렌즈 모재(2)가 몰딩된다. 예를 들어, 다수의 오목 부분이 제공된 몰딩면을 갖는 몰드를 사용하여 캐스트 중합화에 의해 몰딩을 수행함으로써, 상기 표면들 중 적어도 하나에 볼록 영역(6)을 갖는 렌즈 모재(2)가 얻어진다.
렌즈 모재(2)가 얻어진 후, 이어서 상기 렌즈 모재(2)의 표면 상에 하드 코팅(8)이 형성된다. 상기 하드 코팅(8)은 렌즈 모재(2)를 하드 코팅제에 침지시키는 방법, 스핀 코팅, 등을 사용하여 형성될 수 있다.
하드 코팅(8)이 형성된 후, 반사-방지 코팅(10)이 하드 코팅(8)의 표면 상에 형성된다. 상기 하드 코팅(8)은 진공 증발에 의해 반사-방지제를 증착함으로써 형성될 수 있다.
상기 절차에 따른 생산 방법에 의해, 물체측 상의 면(3)에 상기 물체를 향해 돌출하는 다수의 볼록 영역(6)을 갖는 안경 렌즈(1)가 얻어진다.
원시 진행-억제 효과를 나타내는 경우
상기 볼록 영역을 오목 영역으로 대체하고, 또한 물체측 상의 위치(B)를 안경 렌즈의 말단측 위치(C)로 대체함으로써, 원시 진행-억제 효과가 나타나며, 지금까지는 안경 렌즈를 설계하기 위한 안경 렌즈 설계 방법이 기재되었다.
원시 진행-억제 효과를 나타내는 모드는 다음과 같다.
"안경 렌즈로서:
상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및
상기 위치(A)에 대해 말단측 상의 위치(C)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며,
렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 상기 안경 렌즈의 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는, 광선을 상기 위치(C)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 수렴시키는 값을 갖는다"
원시 진행-억제 효과를 나타내는 모드의 경우, 다음과 같은 예를 구현하는 것이 바람직할 수 있다.
"상기 제2 영역은 오목 영역이고,
상기 주변 영역의 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러와 시상 방향으로의 굴절력 에러 모두는 +0.25D 이상이다."
"자오선 방향으로의 굴절력 에러 또는 시상 방향으로의 굴절력 에러(예를 들어, 자오선 방향으로의 굴절력 에러)는 -0.12D 이상이고 그리고 +0.12D 이하이며, 그리고 다른 굴절력 에러(예를 들어, 시상 방향으로의 굴절력 에러)의 값보다 더 큰 값을 취한다."
상기 오목 영역은 문자 그대로 리세스가 형성된 영역이다. 상기 오목 영역은 미세 볼록 부분[예를 들어, 상기 도 2 및 도 3을 참조하여 기재된 바와 같은 볼록 영역(6)]의 볼록 형상을 반대쪽을 향해 오목하게 함으로써 얻어지는 형상을 가질 수 있다. 전술한 "렌즈 모재(Lens Base Material)", "물체측 상의 면의 형상(Shape of Face on Object Side)", 및 "광학적 특성(Optical Properties)"에 대한 기재에서, "볼록(convex)"을 "오목(concave)"으로 대체함으로써, 다른 형상, 배열, 등이 제공된다.
실시예
다음에, 본 발명을 구체적으로 기재하기 위해 실시예가 기재될 것이다. 말할 필요도 없이, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1
다음과 같은 안경 렌즈가 설계되었다. 실시예의 모든 안경 렌즈는 베이스로서 작용하는 제1 영역 및 볼록 영역인 제2 영역을 갖는다. 구성의 개요는 도 2에 도시된 바와 같다.
S: -1.00 D
C: 0.00 D
기본 곡선: 1.0 D
n=1.589
물체측 상의 면인 외면은, 구면으로 설정되었다.
안구측 상의 면인 내면은, 비구면으로 설정되었다.
물체 거리는 무한대로 설정되었다.
외면 곡률반경: r1=589.00 mm
내면 곡률반경: r2=294.407 mm
중심 두께: 1.0 mm
안구 회전 중심 위치: 내면 정점으로부터 24 mm
볼록 영역 형상: 구면
설계 목표: 자오선 방향(자오선: M)의 굴절력 에러는 실질적으로 0 으로 설정되었다. 시상 방향(시상: S)의 굴절력 에러는 포지티브 값으로 설정되었다.
내부 비구면의 식은 다음과 같다.
[식 1]
Figure pct00001
ρ 는 다음과 같다.
[식 2]
Figure pct00002
실시예 1에 있어서, 상기 내부 비구면에 대한 식의 기호의 값은 다음과 같다.
C=1/r2=0.00339665487762633276740237691002
K=1.0
A4=-2.3251516E-7
A5=-4.1016978E-9
A6=5.4002311E-10
A7=-1.4792439E-11
A8=1.4112335E-13
예를 들어 A4 =-2.3251516E-7은, -2.3251516×10-7을 나타낸다.
실시예들 사이의 차이점이 아래의 표에 총괄적으로 도시되어 있다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 비교예 1
S 파워[D]
-1.00
-4.00
-4.00
-1.00
-4.00
-1.00
-1.00
-4.00
-1.00

기본곡선
[D]

1.00
1.00
1.00
1.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00

물체거리
∞
∞
400 mm
400 mm
∞
∞
400 mm
400 mm
∞

내면형상
비구면
비구면
비구면
비구면
비구면
비구면
비구면
비구면
구면






설계목표		 자오선 방향으로의 투과력 에러→실질적으로 0; 시상 방향으로의투과력 에러→플러스 자오선 방향 및 시상 방향으로의 투과력 에러→ 0 이상; 또한 그 차이는 실질적으로 0 이다 자오선 방향으로의 투과력 에러→실질적으로 0; 시상방향으로의 투과력 에러→플러스 자오선 방향 및 시상 방향으로의 투과력 에러→ 0 이상; 또한 그 차이는 실질적으로 0 이다 자오선 방향으로의 투과력 에러→실질적으로 0; 시상방향으로의 투과력 에러→플러스 자오선 방향 및 시상 방향으로의 투과력 에러→ 0 이상; 또한 그 차이는 실질적으로 0 이다 자오선 방향으로의 투과력 에러→실질적으로 0; 시상방향으로의 투과력 에러→플러스 자오선 방향 및 시상 방향으로의 투과력 에러→ 0 이상; 또한 그 차이는 실질적으로 0 이다





-
도 6a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 1의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 1의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러는 실질적으로 0 으로 설정되었으며, 시상 방향으로의 굴절력 에러는 설계 목표에 의해 정의된 바와 같이 포지티브 값으로 설정되었다. 즉, 굴절력 에러가 발생하더라도, 상기 굴절력 에러의 값은 초점 위치가 과도하게 후방 방향으로 이동되지 않도록 설정되었다. 그 결과, 안경 렌즈의 주변 영역에서도, 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
비교예 1
본 발명의 모드에서의 요구 사항이 충족되지 않는 경우(비교예 1)가 간략히 기재될 것이다. 실시예 1의 설계로부터 변경된 파라미터는 다음과 같다. 이하의 파라미터 이외의 파라미터는 실시예 1과 동일하다.
기본 곡선: 3.0 D
물체측 상의 면인 외면은, 구면으로 설정되었다.
외면 곡률반경: r1=196.333 mm
내면 곡률반경: r2=147.041 mm
설계 목표: 양면이 구형이므로 제공되지 않음.
도 1a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 후술의 비교예 1에서 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 1b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 후술의 비교예 1의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 있어서, 렌즈 중심으로부터의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 안경 렌즈의 주변 영역에서 자오선 방향으로의 굴절력 에러는 마이너스 방향으로 증가된다. 굴절력 에러의 마이너스 방향으로의 증가는, 초점 위치가 말단측을 향해, 즉 후방 방향으로 이동한다는 것을 의미한다. 그 결과, 비교예 1에서는, 원시의 진행을 억제할 수 있는 "초점 위치의 말단 방향으로의 이동"이 발생할 우려가 있다.
실시예 2
실시예 1의 설계로부터 변경된 파라미터는 다음과 같다. 이하의 파라미터 이외의 파라미터는 실시예 1과 동일하다.
S: -4.00 D
내면 곡률반경: r2=117.785 mm
설계 목표: 자오선 방향으로의 굴절력 에러(자오선: M) 및 시상 방향으로의 굴절력 에러(시상: S)는 0 이상으로 설정되었으며, 그 차이가 실질적으로 0 으로 설정되었다.
내부 비구면에 대한 식에서 실시예 1에서의 값과 다른 기호의 값은 다음과 같다.
C=1/r2=0.0084900334854361799660441426146
A4=-8.6406935E-07
A5=-2.4341730E-09
A6=7.7912471E-10
A7=-1.7568504E-11
A8=1.3516874E-13
도 7a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 2의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 2의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 실시예 2에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는 0 이상으로 설정되었으며, 그 차이는 설계 목적에 의해 정의된 바와 같이 실질적으로 0 으로 설정되었다. 즉, 난시는 실질적으로 0 으로 설정되었다. 즉, 굴절력 에러가 발생하더라도, 굴절력 에러의 값은 초점 위치가 후방 방향으로 과도하게 이동되지 않도록 설정되었다. 그 결과, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
실시예 3
실시예 1의 설계로부터 변경된 파라미터는 다음과 같다. 이하의 파라미터 이외의 파라미터는 실시예 1과 동일하다.
S: -4.00 D
물체 거리는 400 mm로 설정되었다.
내면 곡률반경: r2=117.785 mm
내부 비구면에 대한 식에서 실시예 1에서의 값과 다른 기호의 값은 다음과 같다.
C=1/r2=0.0084900334854361799660441426146
A4=-5.1590858E-07
A5=4.7732903E-09
A6=1.4614985E-10
A7=-1.3000922E-12
A8=-1.2863666E-14
도 8a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 3의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 3의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 실시예 3에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러는 실질적으로 0 으로 설정되었으며, 시상 방향으로의 굴절력 에러는 설계 목표에 의해 정의된 바와 같이 포지티브 값으로 설정되었다. 즉, 굴절력 에러가 발생하더라도, 굴절력 에러의 값은 초점 위치가 후방 방향으로 과도하게 이동되지 않도록 설정되었다. 그 결과, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
실시예 4
실시예 1의 설계로부터 변경된 파라미터는 다음과 같다. 이하의 파라미터 이외의 파라미터는 실시예 1과 동일하다.
물체 거리는 400 mm로 설정되었다.
설계 목표: 자오선 방향으로의 굴절력 에러(자오선: M) 및 시상 방향으로의 굴절력 에러(시상: S)는 0 이상으로 설정되었으며, 그 차이는 실질적으로 0 으로 설정되었다.
내부 비구면에 대한 식에서 실시예 1에서의 값과 다른 기호의 값은 다음과 같다.
C=1/r2=0.01189418447065473684210526315789
A4=-2.5708138E-07
A5=3.5356031E-09
A6=4.0566938E-11
A7=-7.5616032E-13
A8=-3.6045394E-15
도 9a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 4의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 4의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 실시예 4에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는 0 이상으로 설정되었으며, 그 차이는 설계 목표에 의해 정의된 바와 같이 실질적으로 0 으로 설정되었다. 즉, 난시는 실질적으로 0 으로 설정되었다. 즉, 굴절력 에러가 발생하더라도, 굴절력 에러의 값은 초점 위치가 후방 방향으로 과도하게 이동되지 않도록 설정되었다. 그 결과, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
실시예 5
실시예 1의 설계에서 변경된 파라미터는 다음과 같다. 이하의 파라미터 이외의 파라미터는 실시예 1과 동일하다.
S: -4.00 D
기본 곡선: 3.0 D
외면 곡률반경: r1=196.333 mm
내면 곡률반경: r2=84.075 mm
내부 비구면에 대한 식에서 실시예 1에서의 값과 다른 기호의 값은 다음과 같다.
C=1/r2=0.01189418447065473684210526315789
A4=-3.8714886E-07
A5=-3.4591069E-09
A6=5.8607762E-10
A7=-1.4532515E-11
A8=1.4579488E-13
도 10a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 5의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 5의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10b에 도시된 바와 같이, 실시예 5에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러는 실질적으로 0 으로 설정되었으며, 시상 방향으로의 굴절력 에러는 설계 목표에 의해 정의된 바와 같이 포지티브 값으로 설정되었다. 즉, 굴절력 에러가 발생하더라도, 굴절력 에러의 값은 초점 위치가 후방 방향으로 과도하게 이동되지 않도록 설정되었다. 그 결과, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
실시예 6
실시예 1의 설계로부터 변경된 파라미터는 다음과 같다. 이하의 파라미터 이외의 파라미터는 실시예 1과 동일하다.
기본 곡선: 3.00 D
외면 곡률반경: r1=196.333 mm
내면 곡률반경: r2=147.041 mm
설계 목표: 자오선 방향으로의 굴절력 에러(자오선: M) 및 시상 방향으로의 굴절력 에러(시상: S)는 0 이상으로 설정되었으며, 그 차이는 실질적으로 0 으로 설정되었다.
내부 비구면에 대한 식에서 실시예 1에서의 값과 다른 기호의 값은 다음과 같다.
C=1/r2=0.00680080586284488964346349745331
A4=-1.7774001E-07
A5=-6.1130668E-09
A6=5.8023185E-10
A7=-1.5111573E-11
A8=1.4122326E-13
도 11a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 6의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 6의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 실시예 6에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는 0 이상으로 설정되었으며, 그 차이는 설계 목표에 의해 정의된 바와 같이 실질적으로 0 으로 설정되었다. 즉, 난시는 실질적으로 0 으로 설정되었다. 즉, 굴절력 에러가 발생하더라도, 굴절력 에러의 값은 초점 위치가 후방 방향으로 과도하게 이동되지 않도록 설정되었다. 그 결과, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
실시예 7
실시예 1의 설계로부터 변경된 파라미터는 다음과 같다. 이하의 파라미터 이외의 파라미터는 실시예 1과 동일하다.
기본 곡선: 3.0 D
물체 거리는 400 mm로 설정되었다.
외면 곡률반경: r1=196.333 mm
내면 곡률반경: r2=147.041 mm
내부 비구면에 대한 식에서 실시예 1에서의 값과 다른 기호의 값은 다음과 같다.
C=1/r2=0.00680080586284488964346349745331
A4=-1.4060042E-07
A5=1.695817E-09
A6=6.2492899E-11
A7=-1.4892971E-12
A8=8.663421E-15
도 12a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 7의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 7의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12b에 나타낸 바와 같이, 실시예 7에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러는 실질적으로 0 이상으로 설정되었으며, 시상 방향으로의 굴절력 에러는 설계 목표에 정의된 바와 같이 포지티브 값으로 설정되었다. 즉, 굴절력 에러가 발생하더라도, 굴절력 에러의 값은 초점 위치가 후방 방향으로 과도하게 이동되지 않도록 설정되었다. 그 결과, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
실시예 8
실시예 1의 설계로부터 변경된 파라미터는 다음과 같다. 이하의 파라미터 이외의 파라미터는 실시예 1과 동일하다.
S: -4.00 D
기본 곡선: 3.0 D
물체 거리는 400 mm로 설정되었다.
외면 곡률반경: r1=196.333 mm
내면 곡률반경: r2=84.075 mm
설계 목표: 자오선 방향으로의 굴절력 에러(자오선: M) 및 시상 방향으로의 굴절력 에러(시상: S)는 0 이상으로 설정되었으며, 그 차이는 실질적으로 0 으로 설정되었다.
내부 비구면에 대한 식에서 실시예 1에서의 값과 다른 기호의 값은 다음과 같다.
C=1/r2=0.01189418447065473684210526315789
A4=-3.7290196E-07
A5=5.4200462E-09
A6=7.0189935E-11
A7=-4.7759548E-13
A8=-9.6189829E-15
도 13a는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 8의 렌즈 내면(비구면) 상의 표면 굴절력(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13b는 렌즈 중심으로부터의 거리(수평 축선)와, 실시예 8의 안경 렌즈의 제1 영역(베이스 부분)에서 자오선 방향으로의 투과력 에러 및 시상 방향으로의 투과력 에러(수직 축선) 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13b에 도시된 바와 같이, 실시예 8에 있어서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는 0 이상으로 설정되었으며, 그 차이는 설계 목표에서 정의된 바와 같이 실질적으로 0 으로 설정되었다. 즉, 난시는 실질적으로 0 으로 설정되었다. 즉, 굴절력 에러가 발생하더라도, 굴절력 에러의 값은 초점 위치가 후방 방향으로 과도하게 이동되지 않도록 설정되었다. 그 결과, 안경 렌즈의 주변 영역에서도 근시 또는 원시의 진행을 억제하는 효과가 손상되지 않는다.
본 발명의 "안경 렌즈 및 안경 렌즈 설계 방법"의 양태는 다음과 같이 요약된다.
본 발명의 실시예는 다음과 같다.
"안경 렌즈로서:
상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및
물체측 상의 위치(B)에 또는 상기 위치(A)에 대해 말단측 상의 위치(C)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며,
렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 상기 안경 렌즈의 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러는, 상기 제2 영역이 광선을 상기 위치(B)에 수렴시키면, 상기 위치(B)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 가지거나, 또는 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(C)에 수렴시키면, 상기 위치(C)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 갖는다."

Claims (6)

  1. 안경 렌즈로서:
    상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및
    물체측 상의 위치(B)에 또는 상기 위치(A)에 대해 말단측 상의 위치(C)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며,
    렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 상기 안경 렌즈의 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 자오선 방향(meridional direction)으로의 굴절력 에러(refractive power error) 및 시상 방향(sagittal direction)으로의 굴절력 에러는, 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(B)에 수렴시키면, 상기 위치(B)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 가지거나, 또는 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(C)에 수렴시키면, 상기 위치(C)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값을 갖는, 안경 렌즈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 영역은 볼록 영역이고,
    상기 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 상기 자오선 방향으로의 상기 굴절력 에러 및 상기 시상 방향으로의 상기 굴절력 에러 모두는 -0.25D 이상인, 안경 렌즈.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 영역은 볼록 영역이고,
    상기 자오선 방향으로의 상기 굴절력 에러 또는 상기 시상 방향으로의 상기 굴절력 에러는 -0.12D 이상이고, 그리고 +0.12D 이하이며, 그리고 다른 굴절력 에러의 값보다 더 낮은 값을 취하는, 안경 렌즈.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자오선 방향으로의 상기 굴절력 에러 또는 상기 시상 방향으로의 상기 굴절력 에러는, 유한 거리에서 광선 추적을 수행함으로써 얻어지는 값을 취하는, 안경 렌즈.
  5. 안경 렌즈를 설계하기 위한 안경 렌즈 설계 방법으로서:
    상기 렌즈의 물체측 면 상에 입사된 광선이 상기 렌즈의 안구측 면으로부터 출사되어, 착용자의 망막 상의 소정의 위치(A)에서 수렴하게 하는 제1 영역; 및
    물체측 상의 위치(B)에 또는 상기 위치(A)에 대해 말단측 상의 위치(C)에 광선을 수렴시키도록 구성되는 다수의 제2 영역을 포함하며,
    상기 안경 렌즈 설계 방법은:
    렌즈 중심의 반경 범위가 4.5 mm 내지 25 mm인 상기 안경 렌즈의 주변 영역의 제1 영역에서, 자오선 방향으로의 굴절력 에러 및 시상 방향으로의 굴절력 에러를, 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(B)에 수렴시키면, 상기 위치(B)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값으로 설정하거나, 또는 상기 제2 영역이 상기 광선을 상기 위치(C)에 수렴시키면, 상기 위치(C)를 향해 상기 위치(A)의 근방으로부터 연장되는 방향으로 광선을 수렴시키는 값으로 설정하는 단계를 포함하는, 안경 렌즈 설계 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 영역은 볼록 영역이고,
    상기 주변 영역의 상기 제1 영역에서, 상기 자오선 방향으로의 상기 굴절력 에러 및 상기 시상 방향으로의 상기 굴절력 에러 모두는 0.25D 이상인, 안경 렌즈 설계 방법.
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