KR102811698B1 - 안경 렌즈 - Google Patents

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KR102811698B1
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Abstract

투과광이 눈 안의 소정 위치에서 초점을 맺도록 형성된 제1 영역과, 상기 투과광이 상기 소정 위치로부터 디포커스된 위치에서 초점을 맺도록 형성된 복수의 제2 영역을 가지는 안경 렌즈로서, 상기 복수의 제2 영역이, 음의 구면 수차를 가지고 구성되어 있다.

Description

안경 렌즈
본 발명은 안경 렌즈에 관한 것이다.
근래, 근시 인구가 증가의 경향에 있다. 근시에 대해서는, 안구에 입사되는 광의 일부가, 망막의 안쪽에 결상되면 진행이 촉진되고, 앞쪽에 결상되면 억제된다고 보고되어 있다.
이것으로부터, 근시 등의 굴절 이상(異常)의 진행을 억제하는 안경 렌즈로서, 투과광이 소정 위치(예를 들면, 안구의 망막 상의 위치)에서 초점을 맺도록 형성된 제1 영역과, 투과광이 소정 위치와는 상이한 위치(예를 들면, 안구의 망막 상 이외의 위치)에서 초점을 맺도록 형성된 제2 영역을 가지는 것이 있다. 구체적으로는, 물체측의 면인 제1 영역으로서의 볼록면에, 해당 볼록면과는 상이한 곡면을 가지고 해당 볼록면으로부터 돌출되는 복수의 볼록 모양 영역이 제2 영역으로서 형성된 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
이러한 구성의 안경 렌즈에 의하면, 물체측의 면으로부터 입사되어 안구측의 면으로부터 출사되는 광선이, 원칙적으로는 착용자의 망막 상에 초점을 맺지만, 볼록 모양 영역의 부분을 통과한 광선에 대해서는 망막 상보다도 물체측 근처의 위치에서 초점을 맺는다. 즉, 망막의 안쪽에 결상되는 광을 줄이고, 앞쪽에 결상 하는 광을 늘리는 어프로치를 취하고 있고, 이것에 의해 근시의 진행이 억제되게 된다.
특허 문헌 1: 미국 특허 출원 공개 제2017/0131567호 명세서
안구에 입사되는 광은, 망막의 중심와(中心窩)를 포함하는 중심 시야뿐만 아니라, 중심 시야의 외측에 있는 주변 시야의 부분에 있어서도 지각(知覺)된다.
다만, 안구에 입사된 광의 지각에 있어서, 중심 시야에서는 고 공간주파수의 명암 패턴의 감수성이 강한 한편으로, 주변 시야에서는 저 공간주파수의 명암 패턴의 감수성이 강한 것이 알려져 있다. 즉, 주변 시야는 중심 시야에 비해 저 해상도의 공간 분해능으로 되어 있어, 초점 위치를 찾는 단서로 여겨지는 광 자극이 중심 시야와는 다르게 지각된다.
그 때문에, 주변시(周邊視)에 있어서는, 제2 영역을 투과한 광이 망막 상보다도 물체측 근처의 위치에서 초점을 맺는 것이 지각되지 않고, 그 결과로서 근시 진행을 억제하는 효과가 발휘되지 않을 우려가 있다.
이 점에 대해서는, 중심 시야의 대응 부분과 주변 시야의 대응 부분에서 렌즈 구조를 상위(相違)시켜 대응하는 것도 생각할 수 있다. 구체적으로는, 중심 시야의 대응 부분과 주변 시야의 대응 부분에서 제2 영역의 형상이나 도수 등을 상위시키거나, 일방의 부분에 강한 상면(像面) 만곡(灣曲)을 주거나 하는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 렌즈 구조를 부분적으로 상위시키면, 렌즈 전체에서는 표면이 불균일해지고, 외관이 손상되어 버린다. 또, 안구의 회선(回旋)시에는, 렌즈 구조의 분포와 시선과의 대응 관계가 바뀌기 때문에, 반드시 충분한 효과가 얻어진다고는 할 수 없다.
본 발명은 주변시에 있어서도, 안경 렌즈에 굴절 이상 진행의 억제 효과를 발휘시키는 것을 가능하게 하는 기술의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 고안된 것이다.
본 발명의 제1 양태는,
투과광이 눈 안의 소정 위치에서 초점을 맺도록 형성된 제1 영역과, 상기 투과광이 상기 소정 위치로부터 디포커스된 위치에서 초점을 맺도록 형성된 복수의 제2 영역을 가지는 안경 렌즈로서,
상기 복수의 제2 영역은, 음의 구면 수차를 가지는
안경 렌즈이다.
본 발명의 제2 양태는,
상기 복수의 제2 영역은, 상기 음의 구면 수차를 가짐으로써, 주변시에서 지각되는 광이 상기 소정 위치 이외의 위치에 있어서의 위집광(僞集光)으로서 인지되도록 구성되어 있는
제1 양태에 기재된 안경 렌즈이다.
본 발명의 제3 양태는,
상기 주변시에 있어서의 상기 투과광에 대한 가보르 함수를 이용한 평가값이, 상기 소정 위치 이외의 위치에서 극대값을 가지도록, 상기 복수의 제2 영역의 구면 수차가 주어져 있는
제1 또는 제2 양태에 기재된 안경 렌즈이다.
본 발명의 제4 양태는,
상기 주변시에 있어서의 상기 투과광에 대한 가보르 함수를 이용한 평가값이, 상기 소정 위치 이외의 위치에서 최대값을 가지도록, 상기 복수의 제2 영역의 구면 수차가 주어져 있는
제1 내지 제3 중 어느 1양태에 기재된 안경 렌즈이다.
본 발명의 제5 양태는,
상기 복수의 제2 영역은, 상기 음의 구면 수차를 가짐으로써, 상기 제2 영역의 최외부(最外部)를 통과하는 광선과 상기 최외부로부터 상기 제2 영역의 반경의 10%만큼 내측을 통과하는 광선과의 교차 위치가, 상기 소정 위치와 상기 소정 위치로부터 디포커스된 위치와의 사이에 있도록 구성되어 있는
제1 내지 제4 중 어느 1양태에 기재된 안경 렌즈이다.
본 발명의 제6 양태는,
상기 복수의 제2 영역은, 상기 제2 영역의 중심으로부터 멀어질수록 곡률이 작아지는 비구면 형상으로 형성되어 있는
제1 내지 제5 중 어느 1양태에 기재된 안경 렌즈이다.
본 발명의 제7 양태는,
상기 투과광이 통과하는 동공 지름의 범위 내에 상기 복수의 제2 영역 중 적어도 세 개가 배치됨과 아울러, 해당 세 개의 상기 제2 영역의 각 기준점을 잇는 도형이 예각 삼각형이 되도록, 상기 복수의 제2 영역의 사이즈 및 배치 간격이 형성되어 있는
제1 내지 제6 중 어느 1양태에 기재된 안경 렌즈이다.
본 발명의 제8 양태는,
상기 복수의 제2 영역은, 육방 배치되어 있는
제1 내지 제7 중 어느 1양태에 기재된 안경 렌즈이다.
본 발명의 제9의 양태는,
상기 복수의 제2 영역은, 다층 구조에 의해서 구성되어 있고,
상기 다층 구조에 있어서의 가장 내측의 층은, 디포커스 도수를 부여하는 작용을 가지는 층이고,
그것보다도 외측의 층은, 음의 구면 수차를 부여하는 작용을 가지는 층인
제1 내지 제8 중 어느 1양태에 기재된 안경 렌즈이다.
본 발명에 의하면, 주변시에 있어서도, 안경 렌즈에 굴절 이상 진행의 억제 효과를 발휘시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 안경 렌즈의 일례를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 안경 렌즈를 투과하는 광의 경로를 나타내는 개략 단면도(그 1)이다.
도 3은 도 1에 나타내는 안경 렌즈를 투과하는 광의 경로를 나타내는 개략 단면도(그 2)이다.
도 4는 중심시 및 주변시의 경우의, 각 세그먼트에 입사되는 광의 주광선의 경로를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 안경 렌즈에 있어서의 볼록 모양 영역의 형상 및 곡률을 나타내는 확대도이다.
도 6은 도 5에 나타내는 볼록 모양 영역을 투과하는 광이 안구의 중심 시야에 의해서 지각되는 경우의 시뮬레이션상(像)을 나타내는 설명도이다.
도 7은 도 5에 나타내는 볼록 모양 영역을 투과하는 광이 안구의 주변 시야에 의해서 지각되는 경우의 시뮬레이션상을 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 및 그 비교예에 따른 각 안경 렌즈의 세그먼트의 형상을 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 및 그 비교예에 따른 각 안경 렌즈의 세그먼트의 곡률 분포를 나타내는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 안경 렌즈에 대한 가보르 계수(평가값)의 그래프의 예를 나타내는 설명도이다.
도 11은 비교예에 따른 안경 렌즈에 대한 가보르 계수(평가값)의 그래프의 예를 나타내는 설명도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 형태에 있어서의 안경 렌즈의 주요부 구성예를 나타내는 측단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면에 기초하여 설명한다. 덧붙여. 이하의 설명은 예시로서, 본 발명은 예시된 양태로 한정되는 것은 아니다.
(1) 안경 렌즈의 구성
우선, 본 실시 형태에서 예로 드는 안경 렌즈의 구성에 대해 설명한다.
본 실시 형태에서 예로 드는 안경 렌즈는, 안경 착용자의 눈의 굴절 이상의 진행을 억제하는 굴절 이상 진행 억제 렌즈이다. 굴절 이상 진행 억제 렌즈는 눈의 굴절 이상을 교정하는 처방에 기초하는 제1 굴절력을 가지는 제1 영역과, 제1 굴절력과는 상이한 굴절력을 가지고, 눈의 굴절 이상의 진행을 억제하도록 눈의 망막 이외의 위치에 초점을 맺게 하는 기능을 가지는 제2 영역을 가지고 구성된 것이다.
굴절 이상 진행 억제 렌즈에는, 근시의 진행을 억제하는 근시 진행 억제 렌즈와, 원시의 진행을 억제하는 원시 진행 억제 렌즈가 있다. 이하의 설명에서는, 근시 진행 억제 렌즈를 예로 든다.
도 1은 본 실시 형태에 있어서의 안경 렌즈의 일례를 나타내는 정면도이다. 도 2 및 도 3은, 도 1에 나타내는 안경 렌즈를 투과하는 광의 경로를 나타내는 개략 단면도이다.
(전체 구성)
본 실시 형태에 따른 안경 렌즈(1)는, 물체측의 면과 안구측의 면을 가진다. 「물체측의 면」은 안경 렌즈(1)를 구비한 안경이 착용자에게 착용되었을 때에 물체측에 위치하는 표면이다. 「안구측의 면」은 그 반대, 즉 안경 렌즈(1)를 구비한 안경이 착용자에게 착용되었을 때에 안구측에 위치하는 표면이다. 본 실시 형태에 있어서, 물체측의 면은 볼록면이고, 안구측의 면은 오목면이다. 즉, 안경 렌즈(1)는 메니스커스 렌즈이다.
또, 안경 렌즈(1)는 렌즈 기재를 구비하여 구성되어 있다. 렌즈 기재는, 예를 들면, 티오 우레탄, 아릴, 아크릴, 에피티오(epithio) 등의 열강화성 수지 재료에 의해서 형성되어 있다. 덧붙여. 렌즈 기재를 구성하는 수지 재료로서는, 원하는 굴절도가 얻어지는 다른 수지 재료를 선택해도 된다. 또, 수지 재료가 아니고, 무기 유리제의 렌즈 기재여도 된다.
렌즈 기재의 물체측의 면과 안구측의 면 중 적어도 일방에는, 피막이 형성되어 있다. 피막으로서는, 예를 들면, 하드 코트막 및 반사 방지막(AR막)을 들 수 있지만, 이것들에 더하여, 추가로 다른 막이 형성되어 있어도 된다.
하드 코트막은, 예를 들면, 열가소성 수지 또는 UV 경화성 수지를 이용하여 형성되어 있다. 하드 코트막은 하드 코트액에 렌즈 기재를 침지시키는 방법이나, 스핀 코트 등을 사용하는 것에 의해, 형성할 수 있다. 이러한 하드 코트막의 피복에 의해서, 안경 렌즈(1)의 내구성 향상을 도모할 수 있게 된다.
반사 방지막은, 예를 들면, ZrO2, MgF2, Al2O3 등의 반사 방지제를 진공 증착에 의해 성막하는 것에 의해, 형성되어 있다. 이러한 반사 방지막의 피복에 의해서, 안경 렌즈(1)를 통과한 상의 시인성 향상을 도모할 수 있게 된다.
(볼록 모양 영역)
본 실시 형태에 따른 안경 렌즈(1)에 있어서, 예를 들면, 렌즈 기재의 물체측의 면(볼록면)에는, 해당 면으로부터 물체측을 향해 돌출되도록, 복수의 볼록 모양 영역이 형성되어 있다. 그리고, 각 볼록 모양 영역은, 렌즈 기재의 물체측의 면과는 상이한 곡률의 곡면에 의해서 구성되어 있다. 이러한 볼록 모양 영역을 가지는 렌즈 기재를 하드 코트막이나 반사 방지막 등의 피막이 덮으면, 그 피막의 표면에도, 렌즈 기재의 볼록 모양 영역을 모방하여, 복수의 볼록 모양 영역이 형성되게 된다. 즉, 안경 렌즈(1)의 물체측의 면(볼록면)에는, 렌즈 기재의 볼록 모양 영역 및 이것을 덮는 피막의 두께에 의거하여, 해당 면으로부터 물체측을 향해 돌출되도록 형성된 복수의 볼록 모양 영역(6)이 배치되어 있다. 덧붙여. 여기에서는, 복수의 볼록 모양 영역(6)이 물체측의 면에 배치되어 있는 경우를 예시하지만, 반드시 이것으로 한정되지 않고, 물체측의 면과 안구측의 면 중 적어도 일방의 면에 배치되어 있으면 된다.
복수의 볼록 모양 영역(6)은, 도 1에 나타내는 것처럼, 안경 렌즈(1)의 표면에 있어서, 각각이 규칙적으로 배열되어 있다. 도면 예에 있어서, 복수의 볼록 모양 영역(6)은, 렌즈 중심의 근방에 부분적으로 배치되어 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 각 볼록 모양 영역(6)이 규칙적으로 배열되어 있으면, 렌즈 전면(全面)에 배치되어 있어도 되고, 렌즈 중심을 둘러싸도록 원주(圓周) 모양으로 배치되어 있어도 된다.
또, 복수의 볼록 모양 영역(6)은, 각각이 독립된 섬 모양으로(즉, 서로 인접하지 않고 이간(離間)된 상태로) 배치되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서, 각 볼록 모양 영역(6)은, 각각이 이산적으로(즉, 각각이 연속하지 않고, 뿔뿔이 흩어진 상태로) 배치되어 있다. 다만, 여기에서는, 각 볼록 모양 영역(6)의 모두가 독립된 섬 모양인 경우를 예시하지만, 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니고, 서로 이웃하는 영역의 바깥 가장자리끼리가 연결되거나, 혹은 접하는 것을 포함하도록 각 볼록 모양 영역(6)이 배치되어 있어도 된다.
(광학 특성)
이상과 같은 구성의 안경 렌즈(1)에서는, 물체측의 면(3)에 볼록 모양 영역(6)을 가짐으로써, 이하와 같은 광학 특성이 실현되어, 그 결과로서 안경 착용자의 근시 등의 굴절 이상의 진행을 억제할 수 있다.
도 2에 나타내는 것처럼, 안경 렌즈(1)에 있어서, 볼록 모양 영역(6)이 형성되어 있지 않은 영역(이하 「베이스 영역」이라고 함.)의 물체측의 면(3)에 입사된 광은, 안구측의 면(4)으로부터 출사된 후, 안구(20)의 망막(20A) 상에 초점을 맺는다. 즉, 안경 렌즈(1)를 투과하는 광선은, 원칙적으로는, 안경 착용자의 망막(20A) 상에 초점을 맺는다. 환언하면, 안경 렌즈(1)의 베이스 영역은, 소정 위치 A인 망막(20A) 상에 초점을 맺도록, 안경 착용자의 처방에 따라 곡률이 설정되어 있다. 따라서, 안경 렌즈(1)의 베이스 영역은, 안경 착용자의 눈의 굴절 이상을 교정하는 처방에 기초하는 제1 굴절력을 가지고, 렌즈 투과광이 소정 위치 A인 망막(20A) 상에 초점을 맺도록 형성된 「제1 영역」으로서 기능하게 된다. 덧붙여. 본 명세서에서 말하는 「초점을 맺는다」란, 광이 집중되어 결상되는 것을 의미하지만, 반드시 무 수차의 결상일 필요는 없고, 구면 수차나 비점 수차를 가지는 것이어도 된다. 본 명세서에 있어서의 「초점」이란, 시각에 있어서 극대값을 취하는 점으로서 인식되는 지점을 의미한다.
그 한편으로, 도 3에 나타내는 것처럼, 안경 렌즈(1)에 있어서, 볼록 모양 영역(6)에 입사된 광은, 안구측의 면(4)으로부터 출사된 후, 안구(20)의 망막(20A)보다도 물체측 근처의 위치(디포커스 위치)에서 초점을 맺는다. 즉, 볼록 모양 영역(6)은, 안구측의 면(4)으로부터 출사되는 광을, 소정의 위치 A보다도 물체측 근처의 위치 B에 수렴시킨다. 이 수렴 위치 B는, 복수의 볼록 모양 영역(6) 각각에 따라서, 위치 B1, B2, B3,···BN로서 존재한다. 따라서, 복수의 볼록 모양 영역(6) 각각은, 렌즈 투과광이 소정 위치 A로부터 디포커스된 위치 B에 초점을 맺도록 형성된 「제2 영역」으로서 기능하게 된다. 이하, 제2 영역으로서 기능하는 볼록 모양 영역(6)을 「세그먼트」라고도 한다.
이와 같이, 안경 렌즈(1)는 원칙으로서 물체측의 면(3)으로부터 입사된 광선을 안구측의 면(4)으로부터 출사시켜 소정의 위치 A에 수렴시키는 한편으로, 세그먼트(6)가 배치된 부분에 있어서는, 소정의 위치 A보다도 물체측 근처의 위치 B(B1, B2, B3,···BN)에 광선을 수렴시킨다. 즉, 안경 렌즈(1)는 안경 착용자의 처방을 실현하기 위한 광선 수렴 기능과는 다른, 물체측 근처의 위치 B로의 광선 수렴 기능을 가진다. 이러한 광학 특성을 가짐으로써, 안경 렌즈(1)는 안경 착용자의 근시 등의 굴절 이상의 진행을 억제하는 효과(이하 「근시 억제 효과」라고 함.)를 발휘시킬 수 있다.
(2) 주변시의 개요
상술한 안경 렌즈(1)의 광학 특성은, 주로, 입사된 광이, 렌즈 투과 후에 망막의 중심와를 포함하는 중심 시야에 도달하여, 그 중심 시야의 부분에 있어서 지각되는 경우의 것이다. 다만, 안구의 망막은, 주변시에도 대응하도록 되어 있다. 여기서 말하는 「주변시」란, 중심 시야의 외측에 있는 주변 시야의 부분에 있어서 광을 지각하는 것을 말한다.
도 4는 중심시 및 주변시의 경우의, 각 세그먼트에 입사되는 광의 주광선의 경로를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4의 예를 비롯한 많은 경우, 주변 시야(20B)에 도달하는 광은, 중심 시야(20C)에 도달하는 광에 대해서, 각도를 가지고 안경 렌즈(1)에 입사된다.
중심 시야(20C)에 도달하는 광에 대해서 각도를 가진 광은, 안경 렌즈(1)를 투과하고, 또한 안구(20)의 동공(20D)을 통과하면, 망막(20A)의 주변 시야(20B)의 부분에 도달하여, 그 주변 시야(20B)에서 지각되게 된다. 주변 시야(20B)는 중심 시야(20C)에 비해, 저 해상도의 공간 분해능이다. 구체적으로는, 주변 시야(20B)의 시세포에 있어서는, 중심 시야(20C)의 10~20% 정도의 분해능밖에 없다. 그 때문에, 주변 시야(20B)에서는, 초점 위치를 찾는 단서로 여겨지는 광 자극이 중심 시야(20C)의 경우와는 다르게 지각될 우려가 있다.
따라서, 주변시에서는, 상술한 것처럼 광이 위치 B에서 수렴되어 있어도, 주변 시야(20B)가 그것을 검지하지 않을 우려가 있다. 즉, 주변 시야(20B)에서는 초점 위치를 찾는 단서로 여겨지는 광 자극이 중심 시야(20C)의 경우와는 다르므로, 안경 렌즈(1)의 세그먼트(6)를 투과한 광이 망막(20A) 상보다도 물체측 근처의 위치 B에서 초점을 맺는 것이 지각되지 않아, 그 결과로서 근시 진행을 억제하는 효과가 발휘되지 않을 우려가 있다.
여기서, 중심 시야(20C)에서 지각되는 결상과 주변 시야(20B)에서 지각되는 결상과의 차이에 대해서, 구체적으로 설명한다.
도 5는 안경 렌즈(1)에 있어서의 세그먼트(6)의 형상 및 곡률을 나타내는 확대도이다.
여기에서는, 도 5에 나타내는 것 같은 세그먼트가 육방 배치되어 있는 영역 C에 주목하여, 그 영역 C 내의 각 세그먼트(6)를 투과한 광이 어떻게 지각되는지를 설명한다.
도 6은 안경 렌즈(1)의 세그먼트(6)를 투과하는 광이 안구(20)의 중심 시야(20C)에 의해서 지각되는 경우의 시뮬레이션상을 나타내는 설명도이다.
도면 예는, 망막(20A) 상에 있어서의 소정 위치 A를 「0D(디옵터)」라고 했을 경우에, 소정 위치 A보다도 「3.4D」의 분만큼 물체측 근처의 위치 B에서 초점을 맺도록 세그먼트(6)가 형성되어 있는 안경 렌즈(1)에 대해, 3.4D로부터 0D까지의 복수 개소에 있어서, 그 세그먼트(6)를 투과하는 광이 중심 시야(20C)에서 어떻게 지각되는지를, 시뮬레이션에 의해서 구한 결과를 나타내고 있다.
도 6에 나타내는 것처럼, 중심 시야(20C)의 분해능을 고려한 시뮬레이션에 의하면, 각 세그먼트(6)를 투과한 광은, 위치 B(즉 ＋3.4D의 위치)에 있어서, 광의 지각 상태를 나타내는 도면 중 희고 둥근 도형의 지름이 최소가 되어, 가장 집광되어 느끼도록 지각되는 것을 알 수 있다(도 6 중에 나타내는 화살표 D 참조).
도 7은 안경 렌즈(1)의 세그먼트(6)를 투과하는 광이 안구(20)의 주변 시야(20B)에 의해서 지각되는 경우의 시뮬레이션상을 나타내는 설명도이다.
도면 예에 있어서도, 상술한 중심 시야(20C)의 경우와 마찬가지로, 소정 위치 A(0D)와 그것보다도 물체측 근처의 위치 B(＋3.4D)와의 사이의 복수 개소에 있어서의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 것처럼, 주변 시야(20B)의 분해능을 고려한 시뮬레이션에 의하면, 상술한 중심 시야(20C)의 경우와는 달리, 위치 B(즉 ＋3.4D의 위치)에 있어서 가장 집광되어 느끼는 것은 아니다. 즉, 각 세그먼트(6)를 투과하는 광이 개별로 지각되지 않고, 각각이 합체되어 하나의 광으로서 지각되고, 게다가 전체적으로 흐릿하게 느껴도록 지각되는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 중심 시야(20C)와 주변 시야(20B)에서는, 분해능의 차이에 기인하여, 광의 지각 양태가 다르다. 그 때문에, 중심 시야(20C)에 대해서 근시 억제 효과를 발휘하도록 형성된 세그먼트(6)라도, 그것만으로는 주변시에 있어서도 근시 억제 효과를 발휘할 수 있다고는 할 수 없다.
주변시에 있어서도 근시 억제 효과를 발휘시키기 위해서는, 중심 시야(20C)의 대응 부분과 주변 시야(20B)의 대응 부분에서 안경 렌즈(1)의 렌즈 구조를 상위 시켜 대응하는 것도 생각할 수 있다. 구체적으로는, 중심 시야(20C)의 대응 부분과 주변 시야(20B)의 대응 부분에서 세그먼트(6)의 형상이나 도수 등을 상위시키거나, 일방의 부분에 강한 상면(像面) 만곡을 주거나 하는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 렌즈 구조를 부분적으로 상위시키면, 렌즈 전체에서는 표면이 불균일해지고, 외관이 손상되어 버린다. 또, 안구의 회선시에는, 렌즈 구조의 분포와 시선과의 대응 관계가 바뀌기 때문에, 반드시 충분한 효과가 얻어진다고는 할 수 없다. 즉, 중심 시야(20C)의 대응 부분과 주변 시야(20B)의 대응 부분에서 렌즈 구조를 상위시키는 것은 바람직하지 않다. 또, 주변시를 고려함으로써, 중심 시야(20C)에 대한 근시 억제 효과가 손상되어 버리는 것도 바람직하지 않다.
이 점에 대해, 본원 발명자는 예의 검토를 행했다. 그 결과, 중심 시야(20C)에 대한 근시 억제 효과를 해치지 않고, 주변시에 있어서도 적잖이 근시 억제 효과를 발휘할 수 있도록 하기 위해, 이하와 같은 렌즈 구조에 상도(想到)하기에 이르렀다.
예를 들면, 주변시에서는, 중심 시야(20C)와의 분해능의 차이에 기인하여, 광이 전체적으로 흐릿하게 느껴도록 지각된다. 즉, 중심 시야(20C)의 경우와는 달리, 위치 B(즉 ＋3.4D의 위치)에 있어서 가장 집광되어 느끼는 것은 아니다. 그렇지만, 위치 B에 있어서 가장 집광을 느끼지 않아도, 적어도 위치 A(즉 0D의 위치)보다도 물체측 근처의 위치(예를 들면, 도 7 중에 나타내는 화살표 E 참조)에 있어서 가장 집광되어 느끼도록 지각되어 있으면(즉, 광의 지각 상태를 나타내는 도면 중 희고 둥근 도형의 지름이 최소가 되면), 적잖이 근시 억제 효과를 발휘할 수 있다고 생각할 수 있다. 주변시에 있어서, 적어도 위치 A보다도 물체측 근처의 위치에 있어서 집광을 느끼게 하기 위해서는, 주변 시야(20B)에 있어서의 저 해상도의 공간 분해능에 의한 블러상(blur image)의 겹침을 이용하면 된다. 즉, 주변시에서는, 저 분해능이기 때문에 각 세그먼트(6)를 투과한 광이 블러상으로서 지각되지만, 그 블러상끼리의 겹침 부분에 의해서 광 에너지가 증대되면, 그 겹침 부분의 위치에 마치 집광점이 존재하는 것처럼 지각시키는 것이 가능해진다. 이하, 블러상끼리의 겹침을 이용하여 광학적인 초점 위치 이외에서 의사(疑似)적으로 집광점으로서 지각시키는 것을, 간단하게 「위(僞)집광」이라고 한다.
이러한 위집광을 더 효과적으로 발생시키기 위해서는, 각 세그먼트의 블러상의 주위 가장자리부의 광 에너지가, 블러상의 중심부와 비교하여 높아지도록, 각 세그먼트가 음의 구면 수차 특성을 가지고 있으면 된다.
즉, 본원 발명자는 저 해상도의 공간 분해능이 되는 주변시에 대해서도 굴절 이상 진행의 억제 효과를 발휘시키는 것을 가능하게 하도록, 주변시에서 지각되는 광이 원하는 위치(즉, 망막(20A) 상의 초점 위치 A 이외의 위치)에 있어서의 위집광으로서 인지되도록, 복수의 세그먼트(6) 각각에 음의 구면 수차를 주는 렌즈 구조로 상도하기에 이르렀다.
(3) 세그먼트의 구면 수차
이하, 본 실시 형태에 따른 안경 렌즈(1)에 있어서의, 복수의 세그먼트(6)의 구면 수차에 대해 설명한다.
구면 수차란, 각 세그먼트(6)의 중심으로부터의 거리에 따라서, 집광되는 위치가 광축 방향으로 다른 현상을 가리킨다. 특히, 세그먼트(6)의 중앙부를 투과하는 광선의 눈 안에서의 집광 위치에 대해, 보다 주위 가장자리부를 투과하는 광선의 눈 안에서의 집광 위치가, 보다 안경 렌즈(1)로부터 멀어지는 측에 있을 때, 「음의 구면 수차」를 가진다고 한다.
구면 수차를 가질 때, 세그먼트(6)로부터 사출된 광선의 밀도가 불균일해진다. 특히, 근축적(近軸的)인 집광 위치보다도 안경 렌즈(1)로부터 먼 측에 있어서는, 광속의 주위 가장자리부에서 광선이 밀(密)하게 되고, 광 에너지가 높은 윤체(輪體) 모양의 영역이 출현한다(예를 들면, 도 6의 (d)(e) 참조).
그리고, 이러한 구면 수차를 가질 때, 세그먼트(6)의 중심으로부터의 거리가 다른 광선끼리가, 광축 혹은 세그먼트(6)의 주광선으로부터 멀어진 지점에서 교차하는 경우가 있다. 즉, 윤체 모양의 영역끼리가 겹치는 경우가 있다. 이 때는, 광속 내에 특별히 광 에너지가 높은 영역이 출현한다. 이와 같이, 윤체 모양의 영역끼리의 겹침 부분에 의해서 광 에너지가 증대하면, 그 겹침 부분의 위치에 마치 집광점이 존재하는 것처럼 지각시키는 것, 즉 위집광을 발생시키는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 각 세그먼트(6)가 음의 구면 수차를 가지고 있으면, 주변시에서 지각되는 광이, 망막(20A) 상의 초점 위치 A 이외의 위치에 있어서의 위집광으로서 인지될 수 있게 된다.
각 세그먼트(6)에 음의 구면 수차를 주기 위해서는, 세그먼트(6)의 볼록면 형상을 비구면 형상으로 하는 것이 하나의 수법으로서 들 수 있다. 구체적으로는, 세그먼트(6)의 중심으로부터의 거리가 멀어짐에 따라서, 볼록면의 곡률이 작아지는 비구면 형상으로 설정함으로써, 음의 구면 수차를 줄 수 있다.
(4) 세그먼트의 배치
상술한 것처럼, 위집광은 복수의 세그먼트(6)의 광속이 겹침으로써 발생한다. 따라서, 안경 렌즈(1)는 눈동자 내에 복수의 세그먼트(6)를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 투과광이 통과하는 동공 지름의 범위 내에, 복수의 세그먼트(6) 중 적어도 세 개가 배치됨과 아울러, 해당 세 개의 세그먼트(6)의 각 기준점을 잇는 도형이 예각 삼각형이 되도록, 각 세그먼트(6)의 사이즈 및 배치 간격이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 세그먼트(6)의 기준점이란, 해당 세그먼트(6)가 배치된 위치를 특정하는데 있어서 기준이 되는 점을 말한다. 예를 들면, 세그먼트(6)가 평면에서 볼 때 원형 모양인 경우, 해당 세그먼트(6)의 중심점이 기준점이 될 수 있다.
이러한 배치를 실현할 수 있도록, 복수의 세그먼트(6)는 육방 배치(특히, 육방 최밀(最密) 배치)되어 있는 것이 가장 바람직하다.
이러한 안경 렌즈(1)에 있어서, 각 세그먼트(6)가 위집광을 발생시키는지 여부에 대해서는, 예를 들면, 이하에 설명하는 수법으로 검증(평가)할 수 있다.
인간의 시야는, 가보르 변환과 유사한 작용에 의해 상을 인지하고 있다(참고 문헌：J.Daugman, "Entropy reduction and decorrelation in visual coding by oriented neural receptive fields", Trans.on Biomedical Engineering, Vol.36, No.1, pp.107-114(1989).). 이를 따르면, 인간의 시야에서 어떻게 광이 지각되는지에 대해서는, 이하의 (1)식에 나타내는 가보르 함수를 이용한 평가값에 의해서, 어느 정도 검증(평가)하는 것이 가능하다고 생각된다. 덧붙여 (1)식에 있어서, x는 망막 상의 수평 방향 좌표, y는 망막 상의 수직 방향 좌표이며, 모두 단위는 mm로 한다. 본례에서는, x방향의 가보르 함수를 예시했지만, y방향이나 중간적인 방향의 가보르 함수를 이용해도 된다.
[수 1]
가보르 함수를 이용한 평가를 할 때에는, 예를 들면, 상기의 (1)식에 나타내는 가보르 함수를 기하 광학적 스팟(인간의 시야의 공간 분해능을 고려한 스팟은 아님)에 콘벌루션(convolution)하고, 그 콘벌루션한 결과의 최대값을 가보르 계수(즉, 가보르 함수를 이용한 평가값)라고 하고, 그 평가값을 위집광이 발생해 있는지 여부의 평가에 이용하면 된다. 평가에 이용하는 가보르 계수는, 인간이 시인(視認)하는 콘트라스트의 평가값에 상당한다. 구체적으로는, 상기의 (1)식에 있어서, 중심 시야에서는 a=0.015, 주변 시야에서는 a=0.105로 하여 계산하고, 최선 포커스 위치에서의 값 1로 규격화하여 가보르 계수(평가값)를 그래프상에 표시한다. 그래프는 상세를 후술하는 것처럼, 가로축에 망막 상의 소정 위치 A와 각 세그먼트(6)가 초점을 맺는 위치 B와의 사이의 거리(디포커스량, 단위：디옵터)를 취하고, 세로축에 가보르 계수(가보르 함수를 이용한 평가값, 단위：무차원량)를 취하여 작성하는 것을 생각할 수 있다.
이러한 그래프를 작성했을 경우에, 주변시에 있어서 각 세그먼트(6)의 사이에서 위집광이 발생해 있으면, 해당 세그먼트(6)를 투과하는 광에 대한 가보르 함수를 이용한 평가값이, 소정 위치 A(0D) 이외의 위치에 있어서 극대값을 가지게 된다. 따라서, 가보르 함수를 이용한 평가 결과인 그래프상에 있어서, 주변시에 있어서 각 세그먼트(6)를 투과하는 광에 대한 가보르 함수를 이용한 평가값이 소정 위치 A(0D) 이외의 위치에서 극대값을 가지고 있으면, 해당 세그먼트(6)가 배치된 안경 렌즈(1)는 소정 위치 A 이외의 위치에 위집광을 발생시키도록, 각 세그먼트(6)에 구면 수차가 주어지고 있음과 아울러, 각 세그먼트(6)가 배치되어 있다고 바꿔 말할 수 있다.
극대값은 최대값이면 보다 바람직하다. 다만, 극대값은 반드시 최대값일 필요는 없고, 충분한 크기를 가진 극대값이면, 최대값이 아니어도 위집광으로서 인식된다. 예를 들면, 극대값은 최대값과 최소값의 중간값보다도 큰 값을 가지고 있으면 된다.
실시예
이하, 실시예를 들어서, 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 여기에서는, 실시예에 대해 설명함과 아울러, 그 비교예에 대해서도 간단하게 설명한다. 또, 실시예 및 비교예에서는, 가보르 함수를 이용한 평가 결과에 대해서도 설명한다. 덧붙여. 본 발명이 이하에 설명하는 실시예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.
(실시예)
실시예로서, 각 세그먼트(6)의 직경 D=0.8mm, 서로 이웃하는 세그먼트(6)끼리의 간격 L=1.05mm, 세그먼트(6)의 면적비율 K=0.5, 각 세그먼트(6)에 주는 도수P=3.4D가 되도록, 복수의 세그먼트(6)가 배치된 안경 렌즈(1)를 형성했다.
세그먼트(6)는 곡률 반경 r=177mm, 원추(圓錐) 계수 k=0, 4차 비구면 계수 A=－8.17×10-4로서, 세그먼트 중심으로부터의 거리 h에 대한 하기 (2)식에 따르는 새그(sag)량 Z와, 세그먼트와 베이스 형상의 경계를 연속적으로 하기 위한 상수항을, 베이스 형상에 부가한 형상으로 구성되어 있다.
[수 2]
도 8은 실시예에 따른 안경 렌즈의 세그먼트의 형상을 나타내는 설명도이다.
도면 중에 있어서는, 실시예에 따른 안경 렌즈(1)에 있어서의 세그먼트(6)의 단면 형상(즉, 상기 (2)식에 따르는 새그량 Z를 베이스 형상에 부가한 형상)을, 실선으로 나타내고 있다.
이러한 구성의 안경 렌즈(1)의 제조에 있어서는, 우선, 렌즈 기재를 주형 중합 등의 공지의 성형법에 의해 성형한다. 예를 들면, 복수의 오목부가 구비된 성형면을 가지는 성형형(成形型)을 이용하여, 주형 중합에 의한 성형을 행하는 것에 의해, 적어도 일방의 표면에 볼록 모양 영역을 가지는 렌즈 기재가 얻어진다. 그 경우에 있어서 상기의 사용에 합치하도록, 복수의 오목부가 형성되어 이루어지는 성형형을 이용하면 된다.
그리고, 렌즈 기재를 얻으면, 그 다음에, 그 렌즈 기재의 표면에, 필요에 따라서 하드 코트막이나 반사 방지막 등의 피막을 형성한다. 피막의 형성은, 이미 설명한 공지의 성막법을 이용하여 행할 수 있다.
이러한 절차의 제조 방법에 의해, 실시예에 따른 안경 렌즈(1)가 얻어진다.
도 9는 실시예에 따른 안경 렌즈의 세그먼트의 곡률 분포를 나타내는 설명도이다.
도면 중에 있어서는, 실시예에 따른 안경 렌즈(1)에 있어서의 세그먼트(6)의 곡률 분포(즉, 비구면 형상의 곡률 분포)를, 실선으로 나타내고 있다.
도 9에 나타내는 것처럼, 실시예에 따른 안경 렌즈(1)에 대해서, 세그먼트(6)의 중심부 부근의 곡률은 5.6［1/M］인데 대해, 세그먼트(6)의 최외부 부근의 곡률은 4.1［1/M］로 작아져 있다.
이상과 같은 세그먼트(6)에 의하면, 음의 구면 수차가 발생하고, 세그먼트(6)의 최외부를 투과하는 광선과, 그 최외부로부터 세그먼트(6)의 반경의 10%만큼 내측을 통과하는 광선과의 교차 위치가, 소정 위치 A인 망막(20A)보다 1.7D 앞쪽의 위치, 즉 망막(20A)과 해당 망막(20A)으로부터 디포커스한 세그먼트(6)의 초점 위치 B와의 사이의 중간 지점에 존재하게 된다.
도 10은 실시예에 따른 안경 렌즈(1)에 대한 가보르 계수(평가값)의 그래프의 예를 나타내는 설명도이다. 도면 예의 그래프는, 가로축에 망막 상의 소정 위치 A(0D)와 각 세그먼트(6)가 초점을 맺는 위치 B(3.5D)와의 사이의 거리(디포커스량)를 취하고, 세로축에 가보르 계수(가보르 함수를 이용한 평가값)를 취하고 있고, 최선 포커스 위치에서의 값 1로 규격화한 가보르 계수(평가값)를 표시하고 있다. 덧붙여. 그래프 중에 있어서, 중심 시야(20C)의 분해능을 고려하여 계산한 가보르 계수에 대해서는 실선으로 나타내고, 주변 시야(20B)의 분해능을 고려하여 계산한 가보르 계수(즉, 주변시의 경우의 가보르 계수)에 대해서는 파선으로 나타내고 있다.
도 10에 나타내는 그래프에 의하면, 파선으로 나타내는 주변시의 경우에, 1.7D의 지점에 있어서, 가보르 계수가 극대값을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 이러한 안경 렌즈(1)에 있어서, 각 세그먼트(6)가 망막 상의 소정 위치 A 이외의 위치에 위집광을 발생시키고, 그 결과로서, 중심 시야(20C)에 대한 근시 억제 효과를 해치지 않고, 주변시의 경우에 대해서도 근시 억제 효과를 발휘시킬 수 있는 것을 확인했다.
(비교예)
여기서, 비교예의 안경 렌즈에 대해 간단하게 설명한다. 비교예의 안경 렌즈는, 상술의 실시예에서 설명한 형상으로부터, (2)식에 있어서의 4차 비구면 계수 A의 항을 A=0으로 변경한 것이다. 즉, 비교예의 안경 렌즈에 있어서의 세그먼트는, 구면 형상을 가진다(도 8 및 도 9에 나타내는 파선 참조).
도 11은 비교예에 따른 안경 렌즈에 대한 가보르 계수(평가값)의 그래프의 예를 나타내는 설명도이다. 도면 예의 그래프에 있어서도, 가로축, 세로축, 실선, 파선 등은, 도 10에 나타내는 그래프의 경우와 같다.
도 11에 나타내는 그래프에 의하면, 파선으로 나타내는 주변시의 경우에, 소정 위치 A(0D)에 있어서, 가보르 계수가 극대값을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예에 따른 안경 렌즈는, 세그먼트가 구면 수차를 가지지 않기 때문에, 소정 위치 A(0D) 이외의 위치에 위집광을 발생시키지 않는다. 따라서, 비교예 1에 따른 안경 렌즈에서는, 주변시의 경우에 근시 억제 효과를 발휘시킬 수 없다.
(변형예 등)
이상에 본 발명의 실시 형태 및 실시예를 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는, 상술의 예시적인 개시 내용으로 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
도 12는 다른 실시 형태에 있어서의 안경 렌즈의 주요부 구성예를 나타내는 측단면도이다.
도면 예의 안경 렌즈는, 세그먼트를 비구면 형상으로 하기 위해서, 디포커스 도수를 가지는 기재(11) 상에 비구면층(12)을 부여하여 구성되어 있다. 예를 들면, 기재(11)는 사출 성형에 의한 수지 렌즈 기재를, 비구면층(12)은 하드 코트막을, 각각 겸하고 있어도 된다. 이러한 구성을 이용함으로써, 개인에 맞춘 근시 억제 효과의 조정이 용이해진다.
즉, 음의 구면 수차를 가지는 세그먼트는, 다층 구조에 의해서 구성되어 있어도 된다. 그 경우, 다층 구조에 있어서의 가장 내측의 층(구체적으로는, 기재(11)에 의해서 구성되는 층)은, 디포커스 도수를 부여하는 작용을 가지는 층이 되고, 그것보다도 외측의 층(구체적으로는, 비구면층(12)에 의해서 구성되는 층)은, 음의 구면 수차를 부여하는 작용을 가지는 층이 된다.
또, 예를 들면, 상술의 개시 내용에서는, 물체측의 면(3)에 볼록 모양 영역(6)을 가지는 구성의 안경 렌즈(1)를 예로 들었지만, 본 발명은 다른 구성의 안경 렌즈에 적용하는 것도 가능하다. 즉, 본 발명은 투과광이 소정 위치에서 초점을 맺도록 형성된 제1 영역과, 제1 영역과는 다른 디포커스 위치에서 초점을 맺도록 형성된 복수의 제2 영역을 가지게 구성된 안경 렌즈이면, 렌즈 표면에 볼록 모양 영역(6)을 가지는 렌즈 구조뿐만 아니라, 렌즈 표면이 평활한 렌즈 구조에도 적용하는 것이 가능하다.
또, 예를 들면, 상술의 개시 내용에서는, 주로, 안경 렌즈가 근시 진행 억제 렌즈인 경우를 예로 들었지만, 본 발명은 원시 진행 억제 렌즈에 적용하는 것도 가능하다.
또, 예를 들면, 상술의 개시 내용에서는, 주로, 볼록 모양 영역(세그먼트)(6)이 육방 배치되어 있는 경우를 예로 들었지만, 본 발명이 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 육방 배치 이외의 배치여도, 주변시에 있어서 위집광을 발생시키도록, 각 볼록 모양 영역(세그먼트)이 배치되어 있으면 된다.
1…안경 렌즈 3…물체측의 면
4…안구측의 면 6…볼록 모양 영역(세그먼트)
11…기재 12…비구면층
20…안구 20A…망막
20B…주변 시야 20C…중심 시야

Claims (9)

  1. 투과광이 눈 안의 소정 위치에서 초점을 맺도록 형성된 제1 영역과, 상기 투과광이 상기 소정 위치로부터 디포커스된 위치에서 초점을 맺도록 형성된 복수의 제2 영역을 가지는 안경 렌즈로서,
    상기 복수의 제2 영역은, 음의 구면 수차를 가지고, 또한 상기 제2 영역의 중심으로부터 멀어질수록 곡률이 작아지는 비구면 형상으로 형성되어 있는
    안경 렌즈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제2 영역은, 상기 음의 구면 수차를 가짐으로써, 주변시(周邊視)에서 지각되는 광이 상기 소정 위치 이외의 위치에 있어서의 위집광(僞集光)으로서 인지되도록 구성되어 있는
    안경 렌즈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 주변시에 있어서의 상기 투과광에 대한 가보르 함수를 이용한 평가값이, 상기 소정 위치 이외의 위치에서 극대값을 가지도록, 상기 복수의 제2 영역의 구면 수차가 주어져 있는
    안경 렌즈.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 주변시에 있어서의 상기 투과광에 대한 가보르 함수를 이용한 평가값이, 상기 소정 위치 이외의 위치에서 최대값을 가지도록, 상기 복수의 제2 영역의 구면 수차가 주어져 있는
    안경 렌즈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제2 영역은, 상기 음의 구면 수차를 가짐으로써, 상기 제2 영역의 최외부(最外部)를 통과하는 광선과 상기 최외부로부터 상기 제2 영역의 반경의 10%만큼 내측을 통과하는 광선과의 교차 위치가, 상기 소정 위치와 상기 소정 위치로부터 디포커스된 위치와의 사이에 있도록 구성되어 있는
    안경 렌즈.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 투과광이 통과하는 동공 지름의 범위 내에 상기 복수의 제2 영역 중 적어도 세 개가 배치됨과 아울러, 해당 세 개의 상기 제2 영역의 각 기준점을 잇는 도형이 예각 삼각형이 되도록, 상기 복수의 제2 영역의 사이즈 및 배치 간격이 형성되어 있는
    안경 렌즈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제2 영역은, 육방 배치되어 있는
    안경 렌즈.
  9. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 4, 청구항 5, 청구항 7 및 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 영역은, 다층 구조에 의해서 구성되어 있고,
    상기 다층 구조에 있어서의 가장 내측의 층은, 디포커스 도수를 부여하는 작용을 가지는 층이며,
    그것보다도 외측의 층은, 음의 구면 수차를 부여하는 작용을 가지는 층인
    안경 렌즈.
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