KR20240007648A - 안과 물품을 제조하기 위한 반제품 광학 요소, 안과 물품, 및 관련 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시력 교정을 위한 안과 물품(1)을 제조하기 위한 반제품 광학 요소(SF)에 관한 것으로서, - 전방 디옵터(3F) 및 후방 디옵터(3R)를 갖는 적어도 하나의 블랭크(3)로서, 제1 광학 굴절력 분포를 나타내도록 구성된, 블랭크(3); - 하나는 마감되지 않고 다른 하나는 마감되는 디옵터(3F, 3R); - 10 ㎛보다 작고, 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성되며, 제2 광학 굴절력 분포를 제공하는, 광학 파면 성형 요소(5E)의 주기적 또는 의사 주기적 배열체를 포함하는 광학 구성요소 층(5)을 포함하고, 상기 광학 구성요소 층(5)은 상기 가시광선 파장의 투과에서 투명하고, 상기 블랭크(3)의 마감 디옵터(3F, 3R) 상에 배치되어 함께 협력함으로써 제3 광학 굴절력 분포를 달성한다.

Description

안과 물품을 제조하기 위한 반제품 광학 요소, 안과 물품, 및 관련 제조 방법

본 발명은 안과 물품을 제조하기 위한 반제품 광학 요소, 안과 물품, 및 관련 제조 방법에 관한 것이다.

용어 "안과 물품"은, 구체적으로는, 예를 들어 안경, 특히 선글라스, 고글, 바이저 등의 안경 유리로서 사용될 수 있는, 교정용 렌즈 또는 다른 렌즈를 의미하는 것으로 이해된다.

안과 물품은 사용자 또는 착용자의 시력을 교정 및/또는 그의 눈을 보호하기 위한 의료 장치이다.

그러나, 치료해야 할 병리와 특정 교정 또는 보호의 필요성은 개별 착용자의 수만큼 다양하다. 이는 예를 들어 렌즈를 합리적인 비용으로 제조하는 문제에 있어서 중요한 과제이다.

예를 들어 안과 렌즈 착용자의 경우, 얇은 렌즈를 사용하는 것이 유리한데, 이는 안경의 무게를 줄이고 개선된 미관을 제공하기 때문이다. 얇은 렌즈를 제조하기 위해서, 큰 굴절률을 갖는 재료를 사용하는 것이 공지되어 있으나, 대량 생산을 위해서 플라스틱 재료를 블랭크로서 사용하는 현재의 렌즈 제조 산업에서, 굴절률이 1.78을 초과하는 재료를 사용하는 것은 매우 어렵다.

다른 문제는 모든 기부 곡선(base curve)에 대해 충분히 큰 광학적 굴절력을 갖는 렌즈를 착용자에게 제공하기 어렵다는 것이다. 예를 들어, 큰 프레임 곡률을 갖는 선글라스의 경우, 큰 음의 광학적 교정 굴절력을 제공하는 것이 어렵거나 불가능하다.

본 발명은 전술한 단점의 일부를 적어도 부분적으로 극복하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 위해서, 본 발명은 시력 교정용 안과 물품을 제조하기 위한 반제품 광학 요소를 제안하고, 이러한 반제품 광학 요소는,

- 전방 디옵터(front diopter) 및 후방 디옵터를 갖는 적어도 하나의 블랭크로서, 제1 광학 굴절력 분포를 나타내도록 구성된, 블랭크;

- 디옵터들로서, 디옵터 중 하나는 마감되지 않고 다른 것은 마감된, 디옵터들;

- 10 ㎛보다 작고, 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성되며, 제2 광학 굴절력 분포를 제공하는, 광학 파면 성형 요소(optical wave-front shaping element)의 주기적 또는 의사 주기적 배열체(pseudo-periodic arrangement)를 포함하는 광학 구성요소 층

을 포함하고,

광학 구성요소 층은 가시광선 파장의 투과에서 투명하고, 블랭크의 마감 디옵터 상에 배치되어 함께 협력함으로써 제3 광학 굴절력 분포를 달성한다.

배경이 되는 일반적인 개념은 반제품 광학 요소의 적용 범위를 개선하여, 시력 교정을 위한 광범위한 처방에 맞춰 반제품 광학 요소를 보다 잘 조정할 수 있게 하는 것이다. 구체적인 성과의 하나는, 강력한 시력 교정이 필요할 때에도, 얇은 안과 물품을 사용할 수 있다는 것이다.

10 ㎛보다 작고, 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하여 제2 광학 굴절력 분포를 부여하도록 구성된 주기적인 광학 파면 성형 요소의 배열체를 갖는 광학 구성요소 층의 접착은, 블랭크의 제1 광학 굴절력 분포를 조정하여 제3 광학 굴절력 분포를 달성할 수 있게 한다.

블랭크에 맞춰 조정될 수 있는 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성된 주기적인 광학 파면 성형 요소의 배열체를 갖는 상이한 광학 구성요소 층의 수를 또한 줄일 수 있고, 별도의 제조를 통해 합리적인 제조 비용을 달성할 수 있다.

또한, 광학 파면 성형 요소의 주기적 또는 의사 주기적 배열체를 갖는 이러한 광학 구성요소 층의 이용은, 필요에 따라, 예를 들어 프레임에 피팅되는(fitted) 안과 물품의 곡률/기부 곡선과 독립적으로 양의 그리고 음의 광학 굴절력 교정을 가질 수 있게 한다.

반제품 광학 요소는, 단독으로 또는 조합되어 이루어지는 이하의 하나 또는 여러 양태를 제공할 수 있다.

광학 구성요소 층에 의해서 제공되는 제2 광학 굴절력 분포는 주로 제3 광학 굴절력 분포를 달성하는 데 기여할 수 있다.

광학 구성요소 층은 예를 들어 전방 디옵터 및/또는 후방 디옵터에 접착된다.

주기적 또는 의사 주기적 광학 파면 성형 요소의 배열체는 특히 적어도 하나의 치수를 따라 패턴 및 주기성(periodicity)/의사 주기성을 가지며, 주기성은 가시광선 범위 내의 적어도 하나의 파장보다 작은 치수를 갖는다.

광학 파면 성형 요소는 광학 산란부, 예를 들어 굴절률이 1.8 보다 큰 유전체 나노-공진부(nanoresonator)를 포함할 수 있다.

가능한 유전체 나노-공진부의 재료는 SiO2, MgF, Ti2O3, TiO2, Ti3O5, 또는 GaN일 수 있다.

광학 산란부는 예를 들어 막대형, 원통체형, 반구형, 입방체형을 포함한다.

주기적 광학 파면 성형 요소의 배열체는 특히 적어도 하나의 치수를 따라 패턴 및 주기성을 가지며, 주기성은 가시광선 범위 내의 적어도 하나의 파장보다 큰 치수를 갖는다.

광학 구성요소 층은, 적어도, 제1 시력 구역, 특히 원거리 시력 구역에 상응하는 제1 구역, 및 제2 시력 구역, 특히 근거리 시력 구역에 상응하는 제2 구역을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 반제품 광학 요소를 포함하는, 소정의 처방을 갖는 안과 물품에 관한 것으로서, 여기에서 블랭크의 마감되지 않은 디옵터가 마감되고, 특히 소정의 처방을 달성하도록 표면 가공된다(surfaced).

또한, 본 발명은 소정의 처방의 안과 물품을 제조하기 위한 블랭크의 세트 및 광학 구성요소 층의 세트에 관한 것으로서,

- 블랭크는 전방 디옵터 및 후방 디옵터를 가지고, 적어도 하나의 디옵터, 특히 전방 디옵터가 곡선화되고, 적어도 2개의 블랭크는 상이한 기부 곡선을 가지며, 디옵터 중 하나는 마감되지 않고 다른 디옵터는 마감되며,

- 광학 구성요소 층은, 10 ㎛보다 작고 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성된 주기적 또는 의사 주기적 광학 파면 성형 요소의 배열체를 가지고, 적어도 2개의 광학 구성요소 층은 상이한 광학 굴절력을 가지며,

광학 구성요소 층은 가시광선 파장의 투과에서 투명하고, 블랭크의 하나의 관련된 마감 디옵터 상에 배치되어 함께 협력함으로써, 블랭크의 마감되지 않은 디옵터의 표면 가공 후에, 소정의 처방의 안과 물품을 달성하도록 구성된다.

또한, 본 발명은 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이러한 방법은,

- 처방 시력 교정을 갖는 처방을 제공하는 단계;

- 반제품 광학 요소를 제공하는 단계로서, 반제품 광학 요소는,

제1 광학 굴절력 분포를 나타내도록 구성된 전방 디옵터 및 후방 디옵터를 갖는 적어도 하나의 블랭크로서, 디옵터 중 하나가 마감되지 않고 다른 디옵터는 마감된, 적어도 하나의 블랭크, 및

10 ㎛보다 작고, 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성되며, 제2 광학 굴절력 분포를 제공하는, 광학 파면 성형 요소의 주기적 또는 의사 주기적 배열체를 가지는 광학 구성요소 층

을 포함하고,

광학 구성요소 층은 가시광선 파장의 투과에서 투명하고, 블랭크의 마감 디옵터 상에 배치되어 함께 협력함으로써 제3 광학 굴절력 분포를 달성하는, 단계; 및

- 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품을 획득하기 위해서, 선택된 반제품 광학 요소의 블랭크의 마감되지 않은 디옵터를 표면 가공하는 단계

를 포함한다.

방법은 이하의 하나 또는 여러 양태를 포함할 수 있다:

방법은 안경류의 기본 프레임 곡률을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있고,

반제품 광학 요소의 세트를 제공하는 단계는, 세트의 각각의 반제품 광학 요소의 블랭크의 전방 디옵터가 기본 프레임 곡률에 피팅되는 곡률을 갖도록 반제품 광학 요소를 제공하는 단계를 포함하고, 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품을 획득하기 위해서 표면 가공되는 블랭크의 마감되지 않은 디옵터는 블랭크의 후방 디옵터이다.

광학 구성요소 층의 제2 광학 굴절력 분포는, 특히 블랭크의 제1 광학 굴절력 분포와 관련하여 최적화되어 안과 물품의 두께를 감소시킨다.

처방 시력 교정은, 예를 들어 원거리 시력 구역과 관련되는 원거리 시력 교정, 및 근거리 시력 구역 및 중간 시력 구역과 연관되는 누진 값(addition value)을 포함하고,

광학 구성요소 층은, 예를 들어 근거리 시력 구역 및 중간 시력 구역 내의 처방 시력 교정에 주로 기여하는 제2 광학 굴절력 분포를 갖는다.

이하의 도면에 관한 설명을 통해 다른 장점 및 특징이 명확해질 것이다.
도 1은 안과 물품을 제조하기 위한 반제품 광학 요소의 예의 조립 단계의 개략적 횡단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 일 실시형태에 따른 마이크로미터-이하의(sub-micrometric) 광학 파면 성형 요소를 갖는 광학 구성요소 층의 개략적인 사시도이다.
도 3은 다른 실시형태에 따른 마이크로미터-이하의 광학 파면 성형 요소를 갖는 광학 구성요소 층의 개략도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 단계에 이어지는 후속 조립 단계를 도시한다.
도 4b는 제조된 안과 물품을 도시한다.
도 5 및 도 6은 추가적인 실시형태의 도 1 및 도 4에 상응하는 도면을 도시한다.
도 7은 반제품 광학 물품의 세트를 형성하기 위한 블랭크 및 광학 구성요소 층의 예를 도시한다.
도 8은 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품을 제조하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9는 여러 개의 시력 구역을 갖는 안과 물품의 예를 도시한다.

모든 도면에서, 동일한 요소는 동일한 참조 번호를 갖는다.

이하의 실시형태는 단지 예일 뿐이다. 설명은 하나 또는 여러 실시형태를 참조하지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 제한되는 것은 아니다. 또한, 일 실시형태와 관련하여 설명되는 특징은, 명백하게 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시형태와 관련될 수도 있다. 상이한 실시형태의 단순한 특징들이 또한 조합되어 추가적인 실현을 제공할 수 있다.

본 설명에서, 층의 "전방" 또는 "후방" 면은, 안과 렌즈를 갖는 안과 장치가 착용자의 안면에 착용될 때, 안과 렌즈를 통해서 눈을 향하는 광선의 전파를 기준으로 한다. 따라서, "전방" 면은 항상 사용자의 눈으로부터 가장 멀리에 있고 그에 따라 시계에 가장 가까운 면이고, "후방" 면은 항상 사용자의 눈에 가장 가까운 면이다.

2개의 요소 또는 층의 "상류" 또는 "하류"는 전술한 것과 동일한 시스템에서 눈을 향하는 광선의 전파를 기준으로 한다. 따라서, 광이 그 경로를 통해 먼저 제1 요소를 통해서 그리고 이어서 제2 요소를 통해서 사용자의 눈을 향해서 전달될 때, 제1 요소는 제2 요소의 상류에 배치된다. 역으로, 광이 그 경로를 통해 먼저 제2 요소를 통해서 그리고 이어서 제1 요소를 통해서 사용자의 눈을 향해서 전달될 때, 제1 요소는 제2 요소의 "하류"에 배치된다.

용어 "크리스탈(crystal)" 또는 "크리스탈 유리"는, 5개의 광 투과율 범주의 유리에 관한 표준화된 국제적 정의에 따른 분류 0의 유리/광학 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 이는, 가시광선 스펙트럼에서 80% 내지 100%의 광 투과율 범위를 갖는 유리이다.

용어 "반제품(SF) 광학 요소"는, 구체적으로는, 마감된 안과 물품의 일부 특성을 이미 갖는 광학 요소로서 이해된다. 이는, 안과 물품의 사용자 또는 착용자에 의해서 요구되는 바와 같은 특성 및 특징을 갖는 안과 물품을 획득하기 위해서, 특정의 추가적 제조 단계로 맞춤화되고 처리되는 표준 요소로 제조될 수 있다.

또한, 반제품 광학 요소는, 반제품 광학 요소로부터 제조되는 안과 물품 또는 렌즈의, 처방 광학 굴절력으로도 지칭되는, 최종 굴절력을 제공하지 않는다.

특히, 반제품 광학 요소는 일반적으로 완전히 표면 가공되지 않는다. 표면 가공은, 최종 기하형태 및 광학 굴절력 분포를 제공하기 위해서 반제품 광학 요소의 전방 표면 또는 후방 표면 중 적어도 하나를 가공하는 것을 포함하는 일련의 동작이다. 최종 교정은 아직 표면 가공되지 않은 표면, 일반적으로 후방 면을 추후에 표면 가공함으로써 획득된다. 이어서, 하나 또는 여러 코팅을 양쪽 표면에 제공하여, 처방에 따른 안과 물품의 최종적인 광학적 및 기계적 성능을 획득할 수 있다.

일반적으로 안과 렌즈로 지칭되는 마감된 광학 요소 또는 안과 물품은 처방 시력 교정을 달성하기 위해서 완전히 표면 가공되고, 필요한 광학 코팅을 갖는다. 이는 트리밍(trimming)되지 않을 수 있고, 이는, 그 주변 형상이 추후에 삽입되거나 장착될 프레임의 형상에 맞춰 조정되지 않았다는 것을 의미한다.

도 1은 안과 물품(1)(도 4b에 도시)을 제조하기 위한 반제품 광학 요소(SF)의 예의 조립 단계의 개략적 횡단면도를 개략적으로 도시한다.

특히 도 1은 전방 디옵터(3F) 및 후방 디옵터(3R)를 갖는 블랭크(3)를 도시한다.

블랭크(3)는, 예를 들어 투명 플라스틱 재료, 열경화성 또는 열가소성 플라스틱 재료로 제조되고, 특히 나일론 또는 폴리카보네이트와 같은 폴리아미드(PA)로 제조된다. 블랭크(3)는 깨끗하거나, 착색되거나 또는 부분적으로 착색된 크리스탈일 수 있다. 특히, 블랭크(3)를 형성하는 투명 플라스틱 재료는 벌크-착색될 수 있다.

이러한 맥락에서, "투명"은 전방 디옵터(3F)에 충돌하는 광의 적어도 일부가 후방 디옵터(3R)로 전달되고 안과 물품(1)의 사용자 또는 착용자의 눈에 도달할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, "투명"은 넓은 일반적인 의미에서 "불투명하지 않다"는 의미로서 이해해야 한다.

후방 디옵터(3R)는 사용자의 눈을 향해서 배향되고, 전방 디옵터(3F)는 사용자의 눈에 대향되게 그리고 사용자의 시계를 향해서 배향된다.

블랭크(3)는 제1 광학 굴절력 분포를 제공하도록 구성된다. 따라서, 블랭크(3)는 예를 들어 렌즈의 부분적인 기능을 가질 수 있다. 특히, 블랭크는, 마감 렌즈가 피팅될 프레임에 맞춰 구성된 기부 곡선을 나타낸다.

특히, 블랭크(3)의 제1 광학 굴절력 분포는 0과 동일할 수 있고, 이는 블랭크(3)가 광학 굴절력을 나타내지 않는다거나 또는 단초점, 이중 초점, 다중 초점 광학 굴절력 분포를 나타낸다는 것을 의미한다. 또한, 블랭크(3)의 제1 광학 굴절력 분포는 누진 광학 굴절력 분포를 나타낼 수 있다.

블랭크(3)와 관련하여, 디옵터중 하나(전방 디옵터(3F) 또는 후방 디옵터(3R))는 마감되지 않고, 다른 하나(후방 디옵터(3R) 또는 전방 디옵터(3F))는 마감된다. 일반적으로, 블랭크(3)의 전방 디옵터(3F)가 마감되고 블랭크(3)의 후방 디옵터(3R)는 마감되지 않는다.

이러한 맥락에서, "마감"은 디옵터가 안과 물품(1)의 최종 형상을 이미 가지고, 예를 들어, 이하의 비배타적인 목록: 부가적인 층으로 간주되지 않는 충격 방지, 긁힘-방지, 마모-방지, 반사-방지, 오염-방지, 김서림-방지, 정전기-방지 등의 부가적인 기능을, 단독으로 또는 조합하여, 부여하는 처리를 제공한다는 것을 의미한다. 이러한 부가적인 기능은 예를 들어 통상적인 방법(소킹(soaking), 진공 증착, 스핀 코팅, 분무 코팅 등)에 따라 블랭크(3)에서 실행된다.

이러한 맥락에서, "마감되지 않은"은, 블랭크(3)를 착용자의 특정 처방 요청에 맞춰 구성하기 위해서, 디옵터를 더 처리하여야 한다는 것을 의미한다. 특히, 마감되지 않은 디옵터는 안과 물품(1)의 최종적인 또는 처방된 광학 굴절력을 획득하기 위해서 표면 가공되어야 한다.

도 1은 또한 10 ㎛보다 작고, 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성되며, 제2 광학 굴절력 분포를 제공하는, 광학 파면 성형 요소(5E)(예를 들어, 도 2 또는 도 3 참조)의 주기적 또는 의사 주기적 배열체를 가지는 광학 구성요소 층(5)을 도시한다.

광학 파면 성형 요소(5E)의 배열체가 광학 구성요소 층(5)의 적어도 하나의 구역 내에서 주기적/의사 주기적이 되어야 한다는 것에 주목하여야 한다. 이러한 경우에도 주기성이 전체 광학 구성요소 층(5)에 걸쳐 연장되어야 할 필요는 없다. 주기성은 하나의 방향으로만 연장될 수 있다.

또한, 광학 구성요소 층(5)은 여러 개의 광학 파면 성형 요소(5E)의 주기적/의사 주기적 배열체를 나타낼 수 있고, 그 각각은 그 특정 주기성을 갖는다. 광학 구성요소 층(5) 상의 상이한 구역들이 그 각각의 특정 주기성을 갖는 후자의 경우, 하나의 구역의 주기성이 다른 구역의 주기성으로 변화되는 전이 구역이 예상될 수 있을 것이다.

광학 구성요소 층(5)은 블랭크(3)의 기부 곡선에 피팅되도록 구성된다.

블랭크(3) 및 광학 구성요소 층(5)은 예를 들어 별도로 제조된다.

광학 구성요소 층(5)은 예를 들어 메타-표면 층(meta-surface layer)(5M)(예를 들어, 도 2) 또는 홀로그래픽 층(holographic layer)(5H)(예를 들어, 도 3)일 수 있다. 광학 구성요소 층(5)은, 간섭에 의해서 협력하고 예를 들어 포커싱 기능을 실현하는 광선의 위상에 국소적으로 작용함으로써, 입사/충돌 광의 파면을 성형 또는 변조한다.

도 2는 마이크로미터-이하의 광학 파면 성형 요소(5E)의 배열체를 갖는 광학 구성요소 층(5)을 형성하는 메타-표면(5M)의 개략적 예의 개략적 사시도를 도시한다.

메타-표면(5M)은 지지 층(5S), 및 지지 층(5S) 상에 배치된 나노구조물(5NS)의 적어도 하나의 세트를 포함한다.

지지 층(5S)은 나노구조물(5NS)이 구축되는 전방 면(5FF), 및 후방 면(5RF)을 갖는다. 도 1, 도 2, 도 3, 도 4a 및 도 4b의 예와 관련하여, 지지 층(5S) 그리고 특히 그 후방 면(5RF)은 전방 디옵터(3F)의 곡률(기부 곡선)과 피팅되는 곡률(기부 곡선)을 갖는다.

기능적으로, 나노구조물(5NS)의 세트는, 입사 광을 산란시키고/시키거나, 입사 광을 확산시키고/시키거나, 입사 광을 흡수하기 위해서, 진폭 및/또는 위상 변화를 입사 광에 부여하도록 구성된다. 이를 위해서, 세트 중의 나노구조물(5NS)은 공진부 및/또는 산란부로서 기능하도록 구성된다.

구조적으로, 나노구조물(5NS)은, 지지 층(5S)의 전방 면(5FF)에 형성되거나, 구축되거나, 또는 통합된 나노-크기의 특징부의 형태를 갖는다. 메타-표면 층(5M)은, 블랭크(3)와 상이한 그 자체의 지지 층(5S)을 갖는다는 것에 주목하여야 한다.

본 예에서, 나노구조물들(5NS) 사이에는 공기가 존재한다. 추가적인 예에서, 나노구조물(5NS)은, 나노구조물(5NS)을 구성하는 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 바니시(varnish)와 같은 매체에 의해서 캡슐화될(encapsulated) 수 있다.

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "나노-크기"는, 특징부와 관련하여 사용될 때, 특징부의 치수가 1 미크론 미만이라는 것을 의미한다. 일반적으로, 나노구조물의 치수는 가장 짧은 관심 파장, 특히 가시광선 스펙트럼의 청색 범위 내의 약 420 nm에 따른 크기를 가질 것이다.

본 개시 내용의 맥락에서, 가시광선이 고려될 때, 블랭크 표면의 평면 내의 나노구조물의 가장 큰 선형 치수(길이 또는 폭)는 500 나노미터(nm) 이하, 예를 들어 250 nm 이하, 심지어 100 nm 이하이다.

비제한적으로, 일부 실시형태에서, 본원에 설명된 나노구조물은 지지부의 표면에 형성된 나노-크기의 구조물이고, 약 100 내지 약 200 나노미터의 가장 긴 선형 치수를 갖는다.

일부 경우에, 나노구조물의 가장 큰 선형 특징부 크기는 해당 나노구조물을 가지는 블랭크의 표면에 대한 그 높이이다. 이러한 경우, 나노구조물의 높이는 1000 nm 이하, 예를 들어 600 nm 이하일 수 있다.

각각의 세트 내의 인접 나노구조물들 사이의 거리(또한 "주기" 또는 "기본 주기"로 지칭됨)는 크게 다를 수 있고, 렌즈의 특정 부분 또는 특정 구역에서 희망 위상 변화를 용이하게 획득할 수 있도록 광학 시스템의 설계 중에 선택될 수 있다.

마이크로미터-이하의 광학 파면 성형 요소(5)의 배열체는 예를 들어 적어도 하나의 치수를 따른 패턴 및 주기성을 가지며, 주기성은 가시광선 범위 내의 적어도 하나의 파장보다 작은 크기 또는 치수를 갖는다.

비제한적으로, 일부 실시형태에서, 인접 나노구조물들 사이의 주기는 약 50 내지 약 1000 나노미터(nm), 예를 들어 약 100 nm 내지 약 500 nm, 약 100 nm 내지 약 300 nm, 또는 심지어 약 100 nm 내지 약 200 nm의 범위이다. 일부 실시형태에서, 세트 내의 인접 나노구조물들 사이의 주기는 100 nm 이상이고, 그에 따라 리소그래픽 또는 다른 기술을 통한 세트의 생산을 촉진한다.

나노구조물이 복수의 나노구조물을 포함하는 단위 셀에 의해서 형성된 브라베 격자(Bravais lattice)(즉, 예로서, 육각형 브라베 격자)에 포함되는 경우, 나노구조물의 주기는 격자를 형성하기 위해서 사용된 단위 셀(들)의 하나 이상의 격자 매개변수에 상응할 수 있다.

단위 셀은 임의의 적절한 기하형태를 가질 수 있고, 대칭적 또는 비대칭적일 수 있다. 비제한적으로, 일부 실시형태에서, 단위 셀의 형상 및 그 내용물(contents)의 전부 또는 적어도 일부는 대칭적이고(예를 들어, 정사각형, 육각형, 삼각형 등), 그에 따라 편광에 따른 영향을 감소 또는 제거한다. 복수의 이러한 단위 셀을 이용하여, 상기 세트의 하나 이상의 영역을 구성할 수 있다. 이러한 경우, 각각의 단위 셀의 기하형태(예를 들어, 길이 및 폭) 및/또는 그 내부의 나노구조물의 기하형태(예를 들어, 나노구조물 높이, 폭, 직경 및 단위 셀 내의 위치)는, 각각의 단위 셀 내의 나노구조물이, 적어도 부분적으로 메타-표면의 광학 축에 대한 단위 셀의 위치를 기초로, 적절한 위상 변화를 입사 광에 부여하도록 제어된다. 이러한 실시형태의 특정 적용예는 상이한 광학적 기능을 달성하기 위해서 두께 축에서 여러 개의 메타-표면의 적층체를 이용하는 것으로 구성된다. 포커싱 및 교정은 이러한 광학적 기능의 예이다.

비록 원통형의 기둥 형상이 가장 일반적인 형상이지만(도 2 참조), 본원에 설명된 나노구조물의 형상은 상당히 달라질 수 있다. 예를 들어, 나노구조물은 원통형 기둥, 타원형 기둥, 구체, 직사각형 각기둥, 다른 산란 구조물 등의 형태이다.

본원에 설명된 나노구조물이 기둥의 형태일 때, 이러한 기둥은 하나 또는 하나 초과의 측면을 가질 수 있다. 이러한 기둥의 예는 원통형(1개 측면형) 기둥, 삼각형(3개 측면형) 기둥, 사변형(4개 측면형) 기둥, 오각형(5개 측면형) 기둥 등을 포함한다.

앞서 언급한 바와 같이, 본원에 설명된 나노구조물의 치수는 상당히 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 본원에 설명된 세트가 나노구조물을 포함하고, 이러한 나노구조물의 높이는 고정적이거나, 메타-표면의 전체 또는 일부에 걸쳐 가변적일 수 있다. 임의의 경우, 나노구조물의 높이는 약 50 nm 내지 약 2000 nm, 예를 들어 약 100 nm 내지 약 600 nm, 또는 심지어 약 100 nm 내지 약 200 nm의 범위일 수 있다. 일부 실시형태에서, 나노구조물의 높이는 100 mm 초과이다. 물론, 이러한 범위는 단지 예시를 위해서 나열된 것이고, 본원에서 나노구조물은 임의의 적합한 높이를 가질 수 있다.

본원에 설명된 나노구조물의 측방향 크기가 또한 상당히 달라질 수 있다. 예를 들어, 나노구조물이 원통형 나노-크기의 기둥 형태인 경우, 기둥의 반경은 기둥과 블랭크 평면의 교차에 의해서 얻어지는 원의 반경으로서 정의될 수 있다. 이러한 기둥의 반경은 예를 들어 약 25 nm 내지 약 500 nm, 예를 들어 약 50 nm 내지 약 250 nm, 또는 심지어 약 50 내지 약 100 nm의 범위일 수 있다. 비제한적으로, 일부 실시형태에서, 나노구조물은 직경이 약 50 nm 이상인 원통형 기둥 형태이다. 마찬가지로, 나노구조물이 다중-측면의 기둥의 형태 또는 다른 기하학적 형상이거나 이를 포함하는 경우, 이러한 구조물은 약 50 nm 내지 약 2000 nm, 예를 들어 약 100 nm 내지 약 600 nm, 또는 심지어 약 100 내지 약 200 nm 범위의 측방향 길이(즉, 나노구조물의 대향 측면들 사이에서 측정되는 가장 긴 선형 치수)를 가질 수 있다. 물론, 이러한 범위는 단지 예로서 나열된 것이다.

매우 다양한 재료를 이용하여 나노구조물을 형성할 수 있다. 일부 경우에, 목표 적용예에서 메타-표면 층에 입사될 광의 파장(들)을 기초로, 나노구조물을 형성하기 위한 재료를 선택하는 것이 바람직할 수 있다.

목표 적용예가 위상 변화를 가시광선에 부여하기 위한 메타-표면 층을 포함할 때, 예를 들어, 가시광선과 상호 작용하는 하나 이상의 재료로 나노구조물을 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

이러한 재료의 비제한적인 예는 고굴절률 재료를 포함한다.

나노구조물은 일반적으로 비교적 큰 광학 지수를 나타내는 재료로 제조된다. 예를 들어, TiO2는, 특히 가시광선에 대한 그 투명도 및 2.5의 큰 광학 지수로 인해서 적절한 재료가 된다.

약간의 흡수가 허용되는 적용예에서, 다른 재료도 가능하다. FeO2 및 BiFeO3는 구체적인 관심 대상의 예이다.

나노구조물은, 입사광에 진폭 및/또는 위상 변화를 부여할 수 있는 충분한 유전체 특성을 나타내는 산화물, 질화물, 황화물 및 순수 원소로부터 선택될 수 있는 유전체 재료일 수 있다.

산화물의 특정 예로서, 알루미늄 산화물(Al2O3), 규소 산화물(SiO2), 하프늄 산화물(HfO2), 아연 산화물(ZnO), 마그네슘 산화물(MgO), 티타늄 산화물(TiO2)이 있다. Nb2O5 및 Ta2O5가 또한 고려될 수 있다.

질화물의 구체적인 예로서 규소 질화물(Si3N4), 붕소 질화물(BN), 알루미늄 질화물(AlN) 및 텅스텐 질화물(WN)이 있다.

ZnS 및 CdS는 황화물의 예이다.

다른 예는 SiC 및 다이아몬드와 같은 탄화물을 포함한다.

대안적 또는 부가적으로, 나노구조물은, 비제한적으로 아크릴과 같은, 하나 이상의 고-지수 중합체(n>1.6)로 형성되거나 이를 포함할 수 있다. 지수가 그보다 더 큰 중합체가 또한 이용될 수 있고, 예를 들어 1.8 이상, 또는 심지어 2 이상의 굴절률을 갖는 나노입자를 중합체 매트릭스에 다량 적재함으로써 형성될 수 있다.

본원에 설명된 나노구조물은 단일 재료로 제한되지 않고, 하나 초과의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 나노구조물은 전술한 재료 중 둘 이상을 포함할 수 있고, 이러한 재료들로 이루어진 교번적인 층들(또는 다른 구성들)을 이용하여 나노구조물을 블랭크의 표면에 "구축"할 수 있다.

나노구조물을 형성하기 위해서 사용되는 재료의 굴절률은 주어진 적용예를 위한 그 성능에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 굴절률을 기초로 나노구조물을 형성하기 위한 재료를 선택하는 것이 바람직할 수 있다.

일부 실시형태에서, 나노구조물은 굴절률이 약 1.5, 2.0, 2.3, 2.5, 2.7, 또는 그 이상인 유전체 또는 다른 재료로 형성될 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 비제한적으로, 일부 실시형태에서, 나노구조물은 굴절률이 2 이상인 유전체 재료로 형성되거나 이를 포함할 수 있다. 이러한 재료의 비제한적인 예는 전술한 재료를 포함한다.

나노구조물로서 사용되는 재료의 미세구조가 또한 그 광학적 성능에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 일부 경우, 나노구조물을 형성하기 위해서 사용된 재료의 미세구조는 아티팩트(artefact)를 생성할 수 있다.

대안적 또는 부가적으로, 나노구조물의 재료의 미세구조는 메타-표면을 통한 광의 이방성 전파를 유발할 수 있다. 이러한 맥락에서, 문헌에서 확인될 수 있는 바와 같이, 미세구조는 원자 레벨에서의 나노구조물의 재료가 위치하는 것을 지칭한다. 따라서, 미세구조를 기초로, 나노구조물로서 사용하기 위한 재료를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 메타-표면 층 내의 이방성 전파 효과를 제어하기 위해서, 비정질 또는 입방체 재료(예를 들어, 비정질 TiO2, 입방체 ZnO)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 물론, 나노구조물을 형성하기 위해서 반드시 비정질 또는 입방체 재료를 사용하여야 하는 것은 아니며, 다른 미세구조를 갖는 재료를 또한 사용할 수 있다. 본 개시 내용에 따른 나노구조물은 균일한(예를 들어, 단일) 나노구조물을 가질 필요가 없으며, 이러한 구조물이 희망에 따라 복합 미세조직, 무작위적 미세조직, 또는 다른 복잡한 미세조직을 포함할 수 있다는 것에 유의하여야 한다.

특정 실시형태에서, 주기성/의사 주기성은 광학 구성요소 층의 2개의 치수를 따르며, 적어도 하나의 파장 범위, 특히 가시광선 스펙트럼의 3개의 범위, 특히 각각 약 465 nm(+/- 10 nm), 550 nm(+/- 10 nm) 및 610 nm(+/- 10 nm)의 청색, 녹색 및/또는 적색과 같은 인간의 눈의 특정 색상 인식에 속하는 특히 10 nm 내지 20 nm의 범위 내에서 유입 광을 제어하도록 구성된다. 이러한 광학 구성요소 층(5)은 색상 증강 기능을 제공할 수 있다.

나노구조물(5NS)은 미 공진(Mie resonance)을 나타내는 아파장(subwavelength) 고유전체(고-굴절률) 재료일 수 있고, 1D 또는 2D의 주기 격자로 구성될 수 있다. 나노구조물(5NS)의 광학적 응답은 메타-표면(5MS)을 형성하는 각각의 개별적인 나노구조물(5NS)의 기하형태를 변경함으로써 조정될 수 있다.

유전체의 공진 튜닝을 기초로 하는 메타-표면은 TE 및 TM을 이용하여 2π까지의 위상 커버리지를 달성할 수 있다. 참조로 포함되는 예를 "Miniature optical planar camera based on a wide-angle metasurface doublet corrected for monochromatic, aberrations, Nature Communications 7 April 2016", "High efficiency double-wavelength dielectric metasurface lenses with dichroic birefringent meta-atoms, Vol. 24, No. 16 | 8 Aug 2016 | OPTICS EXPRESS 18470"에서 확인할 수 있다.

메타-표면(5MS)은 또한 판차라트남-베리 지연(Pancharatnam-Berry retardation)을 기초로 할 수 있다. 이러한 유형의 메타표면은, 교차 편광의 회전 각도의 2배와 동일한, 정확히 동일한 기하형태를 갖는 입방성 아파장 산란부(예를 들어, 직사각형)의 회전에 의해서 유도되는, 판차라트남-베리 위상 지연으로도 알려져 있는 기하형태적 분산 위상을 활용한다. 이들은 본질적으로 편광-의존적이다.

이러한 경우, 광학적 산란부의 유일한 요건은 높은 효율로 입사 복사선의 에너지를 흡수할 수 있게 하는 크고 스펙트럼적으로 튜닝 가능한 횡단면을 가져야 하고, 에너지를 광학 산란부 주위의 작은 체적 내로 전달할 수 있도록 큰 국소적인 필드 향상을 일으켜야 하며, 교차 편광기들 하에서 작업해야 하는 것이다.

참조로 포함되는 예가 "A spherical aberration free lens proposed by Capasso et el., Khorasaninejad, M., Chen, W. T., Devlin, R. C., Oh, J., Alexander, Y., & Capasso, F. (2016). Planar Lenses at Visible Wavelength"에 기술되어 있다.

더욱이, 메타-표면(5MS)은 또한 F. Aieta, M. A. Kats, P. Genevet, 및 F. Capasso의 "Multiwavelength achromatic metasurfaces by dispersive phase compensation," Science 347, 1342-1345 (2015)에 의해서 제안된 바와 같은 무색 메타표면, 또는 광대역 메타-표면, 특히 광대역 무식 메타표면(Y. Li, X. Li, M. Pu, Z. Zhao, X. Ma, Y. Wang, 및 X. Luo의 "Achromatic flat optical components via compensation between structure and material dispersions," Sci. Rep. 6,19885 (2016) 참조)을 기초로 할 수 있다.

이러한 맥락에서, "Y. F. Yu, A. Y. Zhu, R. Paniagua-Dominguez, Y. H. Fu, B. Luk'yanchuk, 및 A. I. Kuznetsov의, "High-transmission dielectric metasurface with 2π phase control at visible wavelengths," Adv. Opt. Mater. 3, 813-820 (2015)"가 보고한 후겐스 메타표면(Hugens metasurface)이 또한 고려될 수 있는데, 이는 이들이 전체 2π 범위에 걸쳐 제어 가능한 위상 딜레이 지연을 제공할 수 있기 때문이다.

도 3은 광학 구성요소 층(5)으로서의 홀로그래픽 층(5H)의 개략적 예를 도시한다.

홀로그래픽 층(5H)은 지지 층(5S), 및 일반적으로 크기가 1 내지 10 ㎛인 주기적 광학 파면 성형 요소(5E)에 의해서 형성된 적어도 하나의, 본 예에서 2개의 홀로그래픽 패턴(5P, 5P-FV 및 5P-NV)을 포함한다.

홀로그래픽 층(5P)은 특히 홀로그래픽 렌즈로서 구성될 것이다.

기록 구성(recording configuration)에 따라, 지지 층(5S)의 기하형태와 독립적인 광학 기능을 홀로그래픽 층(5H)에 부여할 수 있다.

예를 들어, 홀로그래픽 층(5H)은 포커스 거리를 가질 수 있거나 가지지 않을 수 있고, 상이한 기능들을 갖는 또는 상이한 파장들을 전달하는 하나 또는 여러 개의 구역을 포함할 수 있고, 결정된 광학 굴절력 등을 가질 수 있다.

광학 파면 성형 요소(5E)의 배열체는 적어도 하나의 치수를 따라 패턴(5P) 및 주기성을 가지며, 주기성은 가시광선 범위 내의 적어도 하나의 파장보다 큰 치수를 갖는다.

"홀로그래픽 렌즈"는, 홀로그래피 프로세스에 의해 지지부 상에 기록된 렌즈이다. 홀로그래픽 렌즈는 주어진 파장 또는 파장의 범위에서 동작하여, 광을 주어진 방향으로 또는 주어진 위치에서 포커스할 수 있다. 동일한 지지부 상에서, 홀로그래픽 렌즈는 스펙트럼 및/또는 각도 선택비를 나타내고, 상이한 포커스 거리들 및 상이한 스펙트럼 또는 각도 선택비의 상이한 구역들을 갖도록 구성될 수 있다.

이하의 전부에서, 홀로그래픽 층(3H)은 홀로그래픽 렌즈를 지칭한다.

지지부 상의 홀로그래픽 구성요소의 기록은, 광 빔을 방출하는 광원(예를 들어, 레이저)을 포함하는 광학 배열체로 수행된다. 일반적으로, 편광 빔 분할 스플리터(polarization beam splitter)는 빔을 2개의 빔: 하나의 기준 빔 및 하나의 조명 빔으로 분할할 수 있게 하고, 이러한 2개의 빔 모두는 홀로그래픽 구성요소의 유형에 따라 동일 측면 상 또는 대향되는 측면들 상의 홀로그래픽 매체를 조명한다. 홀로그래픽 기록 매체 상에서 기준 빔 및 조명 빔에 의해서 유발된 간섭은 홀로그래픽 구성요소를 기록할 수 있게 한다. 기준 빔 및 조명 빔의 구성들은 홀로그래픽 구성요소의 기능 및 구성을 조정할 수 있게 한다. 예를 들어 홀로그래픽 거울의 경우, 광학 배열체(예를 들어, 기하형태, 빔의 크기 등)가 설정되면, 홀로그래픽 거울의 특징부들은 하나 이상의 매개변수의 변경에 의해서 수정될 수 있고, 이러한 매개변수는 (프린지 콘트라스트(fringe contrast) 및 회절 효율에 영향을 미치는) 2개의 빔들 사이의 굴절력 비율, (회절 및 확산 효율에 영향을 미치는) 노출 시간, 그리고 (섬유를 빠져 나갈 때 빔의 편광에 영향을 미치는) 기준 빔 및 조명 빔이 통과하는 편광 유지 섬유가 위에 배치되는 회전 가능 지지부의 가능한 이용을 포함한다. 당업자는 희망하는 홀로그래픽 구성요소의 구성을 달성하기 위해서 사용되는 기록 설비들에 대한 더 많은 세부 사항에 대해 문헌 WO 2016/156614를 참조할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 광학 구성요소 층(5)(여기에서 5H)은 특정 광학 굴절력을 갖는 여러 개의 구역(ZF 및 ZN), 특히 원거리 시력에 상응하는 구역(ZF) 및 근거리 시력에 상응하는 구역(ZN)을 제공할 수 있고, 각각의 구역(ZF, ZN)은, 적어도 가시광선 스펙트럼의 일부에서 유입 광을 제어하고 각각의 구역(ZF, ZN)에 특정 광학 굴절력 분포를 제공하도록 구성된 주기적 광학 파면 성형 요소(5E)의 적절한 배열체를 제공한다. 구체적으로, 패턴(5P-FV)은 원거리 시력을 위한 구역(ZF)에서 광학 굴절력을 제공하고, 패턴(5P-NV)은 근거리 시력을 위한 구역(ZN)에서 광학 굴절력을 제공한다.

구역들(ZF, ZN)은, 하나의 구역으로부터 다른 구역으로의 무이음매 전이(seamless transition)를 위해서, 부분적으로 중첩될 수 있다. 또한, 중간 시력을 위한 중간 구역이 고려될 수 있다.

원거리 시력, 근거리 시력 또는 중간 시력, 그리고 더 일반적으로 상이한 구역들에 대한 고려 사항을 도 2에 도시된 메타-표면(5M)에 또한 적용할 수 있고, 이는 지지 층이 원거리 시력을 위한 특정 광학 굴절력 분포를 갖는 원거리 시력을 위한 구역(ZF) 및 근거리 시력을 위한 특정 광학 굴절력 분포를 갖는 근거리 시력을 위한 구역(ZN)을 가질 수 있다는 것을 의미한다.

광학 구성요소 층(5)은, 특히 블랭크(3)의 제1 광학 굴절력 분포와 상이한, 제2 광학 굴절력 분포를 부여한다.

광학 파면 성형 요소(5E)의 배열체의 주기성/의사 주기성이 적어도 하나의 방향으로 연장될 수 있다. 일부 경우, 마이크로미터-이하의 광학 파면 성형 요소들(5E)이, 주기적일 수 있는 매크로-패터(macro-patter) 또는 매크로-픽셀(macro - pixel)로 그룹화될 수 있다.

광학 구성요소 층(5)은 가시광선 파장의 투과에서 투명하고, 블랭크(3)의 하나의 디옵터(전방 디옵터(3F) 또는 후방 디옵터(3R), 일반적으로 전방 디옵터(3F)) 상에 배치되어 함께 협력함으로써 제3 광학 굴절력 분포를 달성한다. 광학 구성요소 층(5)을 디옵터 상에 배치한다는 것은, 광학 구성요소 층이 예를 들어 접착(gluing)에 의하거나 또는 열 융합에 의해서 블랭크(3)의 관련 전방 디옵터(3F)/후방 디옵터(3R)에 예를 들어 접착된다는 것을 의미한다.

매우 얇은 안과 물품을 달성하기 위해서, 광학 구성요소 층(5)은 총 렌즈 굴절력의 주요 광학 렌즈 굴절력을 부여한다. 다시 말해서, 블랭크(3)는 광학 굴절력을 제공하지 않거나 가능한 한 낮은 광학 굴절력을 제공하여, 제1 및 제2 광학 굴절력 분포의 협력을 통해서 제3 광학 굴절력 분포를 달성하게 할 수 있다. 요청된 처방 광학 굴절력 분포 또는 목표 광학 굴절력 분포는, 광학 구성요소 층(5)이 배치되는 디옵터(3R 또는 3F)에 대향되는 블랭크(3)의 마감되지 않은 디옵터(3F 또는 3R)의 최종 표면 가공에 의해서 획득된다.

광학 구성요소 층(5)이 예를 들어 1 mm 미만으로 매우 얇고 블랭크(3)가 10 mm 이하, 심지어 블랭크(3)가 광학 굴절력을 제공하지 않는 경우에 약 4 mm일 수 있기 때문에, 제조되는 안과 물품이 매우 얇고 가벼워 착용자에게 편안함을 제공할 수 있다.

이제, 특히 광학 구성요소 층(5)을 보호하기 위해서 그 위에 증착될 수 있는 특히 바니시일 수 있는 코트 층(7)을 개략적으로 도시하는 도 4a를 참조한다. 코트 층(7)은 예를 들어 1.4 내지 1.42 범위의 굴절률을 가질 수 있고, 광학 파면 성형 요소들(5E) 사이의 공기 갭을 채울 수 있고 광학 파면 성형 요소를 캡슐화할 수 있다.

광학 구성요소 층(5)의 상단부 상의 바니시와 같은 코트 층(7)은 광학 구성요소 층(5)의 설계를 고려하여 제공되어야 한다.

메타표면(5MS)의 경우, 이는 나노구조물들(5NS) 및 이들 사이의 간격의 크기에 영향을 미칠 수 있다. 치수의 경우, 공진부의 아파장 높이(λ/(n-1))를 유지하기 위해서 굴절률의 차이가 커야 한다. 간격과 관련하여, Lalanne 및 Chavel은 [Lalanne et Chavel, Metalenses at visible wavelengths: past, present, perspectives, 2016]에서 일반적인 고려 사항을 제공하고 있다. 이들은 메타표면에서 2개의 나노요소들 사이의 간격을 적절히 선택할 수 있게 하는 좁은 작업 창을 설명한다. 이러한 간격은, 나노요소 모드(나노요소들은 서로 독립적임)의 소실되는 테일(evanescent tail)을 분리할 수 있을 만큼 그리고 제조 제약에 진입하게 할 만큼 커야 하지만, 메타표면 내의 다중-모드 전파를 방지할 수 있을 만큼 작아야 한다.

가능한 코트 층은 예를 들어 불소 중합체 또는 졸-젤 코팅을 포함한다.

따라서, 도 4a는 안과 물품(1)을 제조하기 위한 반제품 광학 요소(SF)를 도시하고, 후방 디옵터(3R)만이, 예를 들어 표면 가공 및 보호를 위한 하드 코트 층의 후방 디옵터(3R) 상의 증착의, 추가적 처리를 필요로 할 수 있다.

도 4b에는 마감된 안과 물품(1)의 예가 도시되어 있고, 여기에서 후방 디옵터(3R)는, 특히 처방 광학 굴절력을 획득하기 위한 표면 가공에 의해서 마감되어 있다.

도 5 및 도 6은 도 1 및 도 4의 도면과 유사한 도면이고, 차이점은 광학 구성요소 층(5)이 후방 디옵터(3R) 상에 배치되고 전방 디옵터(3F) 상에 배치되지 않는다는 것이다. 이러한 경우에, 전방 디옵터(3F)는 마무리되지 않는다.

전술한 내용으로부터, 이러한 블랭크(3)와 광학 파동 성형 요소 층(5)의 조합이 반제품 광학 요소(SF)를 실현하는 데 있어서 더 큰 자유도를 제공한다는 것을 이해할 것이다. 특히, 블랭크(3)의 기부 곡선은 처방과 독립적으로 선택될 수 있다.

명확한 예로서, 일반적으로 곡선형 프레임에서, 전방 기부 곡선이 6.00 D인 렌즈를 착용하는 것이 더 적합하다.

전방 디옵터(3F) 상에, 2.50 D의 디옵터를 갖는 광학 구성요소 층(5)이 배치되는 경우, 반제품 광학 요소(SF)(도 4a)는 유효 전방 광학 굴절력으로서 8.50 D의 유효 곡률에 상응할 것이다.

따라서, 광학 구성요소 층(5)은 광학적 추가적 굴절력을 제공하고, 그에 따라 모듈형 접근 방식이 가능하다.

이러한 경우, 예를 들어, +2 D 대신 -0,50 D 후방 디옵터(3R)를 갖는 것(층 없이, 동일 곡률 즉, 6 D를 갖는 표준 반제품 광학 요소(SF)를 이용하는 것)은 최종적으로 더 얇은 렌즈로 이어질 것이다.

특히, 예를 들어 선글라스에서의 사용을 위해서 큰 기부 곡선을 갖는 것이 바람직한 음의 굴절력 렌즈에서, -5 D의 처방 굴절력을 고려할 수 있다. 8 D 기부 곡선을 갖는 표준 반제품 렌즈의 이용은 -13 D를 갖는 후방 표면으로 이어질 것이다. 이는, 실제로 착용자가 수용할 수 없는 매우 두꺼운 렌즈 연부를 초래한다. 동일 곡률 즉, 8 D를 갖는 전술한 바와 같은 반제품 렌즈(SF)를, 추가 굴절력 -5 D을 제공하는 구성요소 층(5)과 함께 사용하는 것은 8 D를 갖는 후방 표면으로 이어질 것이다. 후방 표면 굴절력 및 전방 기부 곡선이 유사하기 때문에, 즉 8 D이기 때문에, 렌즈 두께가 크게 감소된다.

가능한 모듈형 접근 방식을 설명하기 위해서, 도 7은 3개의 블랭크(3-1, 3-2 및 3-3)의 세트 및 3개의 광학 구성요소 층(5-1, 5-2 및 5-3)의 세트를 갖는 더 구체적인 예를 도시한다.

블랭크(3-1, 3-2 및 3-3)의 전방 디옵터(3F)의 광학 굴절력은 각각 예를 들어 0.00 D, +3.00 D 및 +6.00 D이고, 마감되지 않은 후방 디옵터(3R)의 광학 굴절력은 0.00 D이다.

광학 구성요소 층(5-1, 5-2 및 5-3)의 광학 굴절력은 각각 예를 들어 +2.00 D, +3.50 D 및 +4.50 D이다.

따라서, 반제품 광학 요소(SF)는 광학 굴절력을 가질 수 있다.

이러한 조합에서, 광학 굴절력이 +2.00 D, +3.50 D, +4.50 D, +5.00 D, +6.50 D, +7.50 D, +8.00 D, +9.50 D 및 +10.50 D인 반제품 광학 요소(SF)가 얻어질 수 있다. 후방 디옵터(3R)가 예를 들어 - 1.50 D까지 그리고 + 0.50D 미만으로 표면 가공될 수 있다는 것을 고려하면, +0.50 D 내지 +10.50 D의 안과 물품의 전체 범위가 얻어질 수 있다.

도 7의 단순화된 예와 관련하여, 이러한 세트는 9개의 상이한 반제품 광학 요소(SF)를 포함할 수 있다.

물론, 반제품 광학 요소(SF)의 세트를 설정하기 위해서 다른 값을 선택할 수도 있다.

도 8은 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품을 제조하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.

단계(100)에서, 처방 시력 교정을 갖는 처방이 제공된다. 처방은 예를 들어 착용자의 각각의 눈에 대한 최종 안과 물품(1)의 목표 광학 굴절력뿐만 아니라, 실린더(cylinder), 축 및 스피어(sphere)에 대한 정보를 포함한다. 추가적인 정보는 동공간 거리, 안면의 형상, 눈 회전 중심 위치, 착용자가 선택한 프레임에 대한 피팅 매개변수를 포함할 수 있다. 특히, 안경류의 기본 프레임 곡률이 제공될 수 있다.

단계(102)에서, 전술한 바와 같은 반제품 광학 요소(SF)가 제공된다.

예를 들어 이하와 같이, 반제품 광학 요소(SF)와 관련하여 다른 기준이 고려될 수 있다:

i) 반제품 광학 요소의 광학 굴절력 분포가 처방 광학 시력 교정에 근접하거나 가장 근접하는 것,

ii)반제품 광학 요소(SF)의 기부 곡선이 착용자가 선택한 프레임에 맞춰 구성되는 것,

iii) 특히 안과 물품(1)의 연부에서의 두께가 가능한 한 많이 감소되는 것.

사용자가 선택한 안경류의 기본 프레임 곡률이 주어진 경우, 단계(102)는 예를 들어, 세트의 각각의 반제품 광학 요소(SF)의 블랭크(3)의 전방 디옵터(3F)가 기본 프레임 곡률에 피팅되는 곡률을 갖도록, 반제품 광학 요소(SF)를 제공하는 단계를 포함한다.

기본 프레임 곡률이 +6.00 D인 것으로 그리고 처방 광학 굴절력이 +7.00 D인 것으로 가정하면, +8.00 D의 광학 굴절력을 갖는, 블랭크(3-3) 및 광학 구성요소 층(5-1)을 조합한 반제품 광학 요소를 선택할 수 있다.

다른 경우에, 특히 렌즈 연부에서의 안과 물품의 두께가 우선 순위를 가질 수 있고, 단계(102)는, 광학 구성요소 층(5)의 굴절력 분포가 블랭크(3)의 제1 광학 굴절력 분포와 관련하여 최적화되어 안과 물품(1)의 특히 연부에서의 두께를 감소시키도록, 반제품 광학 요소(SF)를 제공하는 단계를 포함한다.

그러한 경우, 블랭크(3)의 광학 굴절력은 광학 구성요소 층(5)에 의해서 제공되는 광학 굴절력보다 작을 수 있고, 그에 따라 광학 구성요소 층(5)의 제2 광학 굴절력 분포의 기여가 최대화된다.

이러한 경우, 단계(102)는, 안과 물품(1)의 예를 들어 연부에서의 또는 중심에서의 두께를 결정 또는 계산하는 사실을 포함하는 예비 하위-단계를 포함할 수 있다.

도 7과 관련하여 그리고 처방 광학 굴절력이 +7.00 D인 것으로 가정하면, +7.50 D의 광학 굴절력을 갖는, 블랭크(3-2) 및 광학 구성요소 층(5-3)을 조합한 반제품 광학 요소를 선택할 수 있다.

마지막으로 단계(104)에서, 선택된 반제품 광학 요소의 블랭크(3)의 마감되지 않은 후방 디옵터(3R)를 표면 가공하여(3-2/5-3 반제품 광학 요소의 선택의 경우 -0.50D 및 3-3/5-1 반제품 광학 요소의 경우 -1.00D, 여기에서 안경류의 기부 곡선과 관련하여 선택의 우선 순위를 결정하였다), 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품을 획득한다.

광학 구성요소 층(5)이 배치되는 디옵터에 따라, 전방 디옵터(3F)가 또한 표면 가공될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 안과 물품(1)은 예를 들어, 누진 렌즈를 위한 근거리 시력 구역(NVZ), 중간 시력 구역(IVZ) 및 원거리 시력 구역(FVZ)을 포함한다. 이어서, 시력 교정을 위한 관련 처방은 원거리 시력 구역(FVZ)과 관련되는 원거리 시력 교정, 및 근거리 시력 구역(NVZ) 및 중간 시력 구역(IVZ)과 연관되는 누진 값(addition value)을 포함한다.

이러한 누진 렌즈의 경우, 광학 구성요소 층(5)은, 적어도, 2개의 구역, 특히 중간 시력 구역(IVZ) 및 근거리 시력 구역(NVZ) 내의 처방 시력 교정의 일부를 위한 누진 값에 상응하는 광학 굴절력 분포를 갖는다. 도 8과 관련하여, 이는, 광학 구성요소 층(5)이 시력 구역(IVZ)의 형상의 제1 구역 및 근거리 시력 구역(NVZ)의 형상을 갖는 제2 구역을 갖는다. IVZ 및 NVZ에 상응하는 구역 이외의 구역에서 광학 굴절력 분포가 0인 반면, IVZ 및 NVZ에 상응하는 구역에서, 광학 굴절력 분포는 각각 이러한 구역들의 누진 값에 상응한다. 다시 말해서, 반제품 광학 요소(SF)에서, 원거리 시력 교정은 주로 블랭크(3)에 의해서 제공되고, 광학 구성요소 층(5)은 중간 시력 교정 및 근거리 시력 교정을 위해서 필요한 상보적 광학 굴절력을 IVZ 및 NVZ를 위해서 제공한다.

하단부에서 더 중요한 곡률을 나타내는 표준 누진 렌즈와 관련하여, 반제품 광학 요소(SF)는 비-누진 렌즈에 가까울 수 있는 곡률을 나타낼 것이다.

따라서, 반제품 광학 요소의 세트는 광학 구성요소 층(5)에서 모든 필요 누진 값(일반적으로, 0.25 D의 단계로 0.75 D 로부터 3.50 D까지)을 가지고 형성될 수 있다. 광학 구성요소 층이 메타-표면 층(5MS)인 경우, 각각의 필요 기부 곡선 값에 대한 누진 값에 의한 또는 메타표면의 수를 제한하기 위한 누진의 일부만을 갖는(예를 들어 메타표면 내의 누진 0.75D, 1.75D 및 2.75D만을 갖는) 메타표면.

전술한 내용으로부터, 광학 구성요소 층(5) 및 기재(3)의 신중한 조합에 의해, 반제품 광학 요소(SF)의 설계가 다양한 기준으로 최적화될 수 있다는 것이 명백하다.

Claims (16)

1. 시력 교정을 위한 안과 물품(1)을 제조하기 위한 반제품 광학 요소(SF)로서,
   - 전방 디옵터(3F) 및 후방 디옵터(3R)를 갖는 적어도 하나의 블랭크(3)로서, 제1 광학 굴절력 분포를 나타내도록 구성된, 블랭크(3);
   - 하나는 마감되지 않고 다른 하나는 마감되는 디옵터(3F, 3R);
   - 10 ㎛보다 작고, 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성되며, 제2 광학 굴절력 분포를 제공하는, 광학 파면 성형 요소(5E)의 주기적 또는 의사 주기적 배열체를 포함하는 광학 구성요소 층(5)
   을 포함하고,
   상기 광학 구성요소 층(5)은 상기 가시광선 파장의 투과에서 투명하고, 상기 블랭크(3)의 마감 디옵터(3F, 3R) 상에 배치되어 함께 협력함으로써 제3 광학 굴절력 분포를 달성하는, 반제품 광학 요소(SF).
2. 제1항에 있어서,
   상기 광학 구성요소 층(5)에 의해서 제공되는 제2 광학 굴절력 분포는 주로 상기 제3 광학 굴절력 분포를 달성하는 데 기여하는, 안과 물품(1)을 제조하기 위한 반제품 광학 요소(SF).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 광학 구성요소 층(5)은 상기 전방 디옵터(3F) 및/또는 상기 후방 디옵터(3R)에 접착되는, 반제품 광학 요소(SF).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주기적 또는 의사 주기적 광학 파면 성형 요소(5E)의 배열체는 적어도 하나의 치수를 따라 패턴 및 주기성을 가지며, 상기 주기성은 상기 가시광선 범위 내의 적어도 하나의 파장보다 작은 치수를 가지는, 반제품 광학 요소(SF).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광학 파면 성형 요소(5E)는 광학 산란부를 포함하는, 반제품 광학 요소(SF).
6. 제5항에 있어서,
   상기 광학 산란부는 굴절률이 1.8보다 큰 유전체 나노-공진부를 포함하는, 반제품 광학 요소(SF).
7. 제6항에 있어서,
   상기 유전체 나노-공진부는 SiO2, MgF, Ti2O3, TiO2, Ti3O5, 또는 GaN으로 제조되는, 반제품 광학 요소(SF).
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광학 산란부는 막대형, 원통체형, 반구형, 입방체형-형상을 포함하는, 반제품 광학 요소(SF).
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 주기적 광학 파면 성형 요소(5E)의 배열체는 적어도 하나의 치수를 따라 패턴 및 주기성을 가지며, 상기 주기성은 상기 가시광선 범위 내의 적어도 하나의 파장보다 큰 치수를 가지는, 반제품 광학 요소(SF).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소 층(5)은, 적어도, 제1 시력 구역, 특히 원거리 시력 구역에 상응하는 제1 구역(FVZ), 및 제2 시력 구역(NVZ), 특히 근거리 시력 구역에 상응하는 제2 구역을 포함하는, 반제품 광학 요소(SF).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 반제품 광학 요소(SF)를 포함하는 소정의 처방을 갖는 안과 물품(1)으로서, 상기 블랭크(3)의 마감되지 않은 디옵터(3F, 3R)가 마감되고, 특히 소정의 처방을 달성하도록 표면 가공되는, 안과 물품(1).
12. 소정의 처방의 안과 물품(1)을 제조하기 위한 블랭크(3)의 세트 및 광학 구성요소 층(5)의 세트로서,
    - 상기 블랭크(3)는 전방 디옵터(3F) 및 후방 디옵터(3R)를 가지고, 적어도 하나의 디옵터, 특히 전방 디옵터(3F)가 곡선화되고, 적어도 2개의 블랭크(3)는 상이한 기부 곡선들을 가지며, 상기 디옵터(3F, 3R) 중 하나는 마감되지 않고 다른 디옵터는 마감되며,
    - 상기 광학 구성요소 층(5)은, 10 ㎛보다 작고 적어도 상기 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성된 주기적 또는 의사 주기적 광학 파면 성형 요소(5E)의 배열체를 가지고, 적어도 2개의 광학 구성요소 층(5)은 상이한 광학 굴절력을 가지며,
    상기 광학 구성요소 층(5)은 상기 가시광선 파장의 투과에서 투명하고, 상기 블랭크(3)의 하나의 관련된 마감 디옵터(3F, 3R) 상에 배치되어 함께 협력함으로써, 상기 블랭크(3)의 마감되지 않은 디옵터의 표면 가공 후에, 소정의 처방의 안과 물품(1)을 달성하도록 구성되는, 블랭크(3)의 세트 및 광학 구성요소 층(5)의 세트.
13. 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품(1)을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 처방 시력 교정을 갖는 처방을 제공하는 단계;
    - 반제품 광학 요소(SF)를 제공하는 단계로서, 상기 반제품 광학 요소는,
    제1 광학 굴절력 분포를 나타내도록 구성된 전방 디옵터(3F) 및 후방 디옵터(3R)를 갖는 적어도 하나의 블랭크(3)로서, 상기 디옵터(3F, 3R) 중 하나가 마감되지 않고 다른 디옵터는 마감되는, 적어도 하나의 블랭크(3), 및
    10 ㎛보다 작고, 적어도 가시광선 스펙트럼의 부분에서 유입 광을 제어하도록 구성되며, 제2 광학 굴절력 분포를 제공하는, 광학 파면 성형 요소(5E)의 주기적 또는 의사 주기적 배열체를 가지는 광학 구성요소 층(5)
    을 포함하고,
    상기 광학 구성요소 층(5)은 상기 가시광선 파장의 투과에서 투명하고, 상기 블랭크(3)의 마감 디옵터(3F, 3R) 상에 배치되어 함께 협력함으로써 제3 광학 굴절력 분포를 달성하는, 단계; 및
    - 상기 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품(1)을 획득하기 위해서, 상기 선택된 반제품 광학 요소(SF)의 블랭크(3)의 마감되지 않은 디옵터(3F, 3R)를 표면 가공하는 단계
    를 포함하는, 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품(1)을 제조하기 위한 방법.
14. 제13항에 있어서,
    방법은 안경류의 기본 프레임 곡률을 제공하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 반제품 광학 요소(SF)의 세트를 제공하는 단계는, 상기 세트의 각각의 반제품 광학 요소(SF)의 블랭크(3)의 전방 디옵터(3F)가 상기 기본 프레임 곡률에 피팅되는 곡률을 갖도록 반제품 광학 요소(SF)를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품(1)을 획득하기 위해서 표면 가공되는 상기 블랭크(3)의 마감되지 않은 디옵터는 상기 블랭크(3)의 후방 디옵터(3R)인, 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품을 제조하기 위한 방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 광학 구성요소 층(5)의 제2 광학 굴절력 분포는 상기 블랭크(3)의 제1 광학 굴절력 분포와 관련하여 최적화되어, 상기 안과 물품(1)의 두께를 감소시키는, 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품(1)을 제조하기 위한 방법.
16. 제13항에 있어서,
    상기 처방 시력 교정은 원거리 시력 구역(FVZ)과 관련되는 원거리 시력 교정, 그리고 근거리 시력 구역(NVZ) 및 중간 시력 구역(IVZ)과 연관되는 누진 값을 포함하고,
    상기 광학 구성요소 층(5)은 상기 근거리 시력 구역(NVZ) 및 상기 중간 시력 구역(IVZ) 내의 처방 시력 교정에 주로 기여하는 제2 광학 굴절력 분포를 가지는, 처방 시력 교정을 갖는 안과 물품(1)을 제조하기 위한 방법.