30년 전 ZEISS의 특허(EP0039497)가 어떻게 누진렌즈에 대한 새 기준으로 자리잡게 되었을까요?

과거부터 현재에 이르기까지 광학기술이 비정시인 노안에 대해 도움을 줄 수 있는 방법

노안은 가까이 있는 물체에 초점을 맞추는 능력이 점차적으로 떨어지는 증상으로, 렌즈 제조업체에는 계속적인 도전이 필요한 중요한 문제였습니다. 렌즈의 표면을 연마할 때 다양한 종류의 서로 다른 광학 렌즈를 함께 결합되야 하기 때문입니다. 초점이 맞지 않는 부분이 없는 "완벽한 누진렌즈 디자인"을 찾으려는 노력은 오늘날까지도 계속되고 있습니다. 그러나 1980년대 초에 안경 광학을 연구하는 칼자이스 수학 연구부서의 한 젊은 직원에 의해 누진렌즈 개발에 대한 획기적인 전환점이 만들어졌습니다.

30년 전 ZEISS의 특허가 어떻게 누진렌즈에 대한 새 기준으로 자리잡게 되었을까요?

노안 환자가 멀리 있는 물체에서 가까이 있는 물체에 이르기까지 지속적으로 볼 수 있도록 하는 안경 렌즈를 만들겠다는 생각은 20세기 초부터 시작되었습니다. 누진렌즈 의 제작을 실현하려는 첫 번째 시도는 1909년에 이루어졌지만 실패로 돌아갔습니다. 결점이 너무 많아 시장에서 판매할 수 없었기 때문입니다. 누진렌즈의 실현은 1956년 프랑스 Société des Lunetiers사의 베르나르드 마이테나즈(Bernhard Maitenaz )가 획기적인 기술을 개발하여 만든 누진렌즈가 특허를 받고 나서야 이루어졌습니다. 이로써 오늘날 누진렌즈의 역사가 세워진 것입니다. 칼자이스는 1970년부터 "Gradal"이란 이름으로 이 형태의 누진렌즈 를 판매하기 시작했습니다.

누진렌즈와 수평 대칭(horizontal symmetry)은 어떤 관계가 있을까요?

30년 전 ZEISS의 특허가 어떻게 누진렌즈에 대한 새 기준으로 자리잡게 되었을까요?

Gerhard Fürter

1970년대 말 대학교를 갓 졸업한 한 젊은 수학 전공자가 칼자이스에 입사했습니다. 그는 혼자서 점가공 기술(spline technique)을 이용하여 많은 시간이 소요되는 렌즈 및 면적에 대한 수학적인 계산을 해냄으로써 새로운 기준에 부합하는 새로운 누진렌즈 디자인을 개발했습니다. 또한 여기에 필요한 컴퓨터 프로그램도 만들어냈습니다. 당시는 컴퓨터로서의 성능이 매우 제한적이었던 중앙처리장치 컴퓨터와 펀치 카드를 사용하던 시절이었습니다.

 

이 젊은 직원에게는 오직 하나의 목표가 있었습니다. 향후에 안경을 착용할 사람들을 위해 보다 자연스럽고 잘 보이며, 편안하게 착용할 수 있고, 적응하기 쉬운 누진렌즈 를 만드는 것이었습니다. 당시에는 렌즈가 이러한 요소를 당연히 갖추어야 하는 것으로 여겨지지 않았습니다.

 

이 수학 전공자의 이름은 게르하르트 퓌터(Gerhard Fürter )이며, 그는 수학 부서의 부서장이었던 한스 라레스(Hans Lahres)와 함께 누진렌즈 개발에 있어 획기적인 업적을 이루어 냈습니다. 이는 1981년 칼자이스에서 특허 EP0039497을 받음으로써 입증되었으며, 개인용 누진렌즈 개발에 있어 중요한 진일보가 되었습니다.

그렇다면, "그라달 HS(Gradal HS)" 누진 다초점 렌즈는 어떤 면에서 새롭고 혁신적이었을까요?

1983년 칼자이스는 혁신적인 "Gradal HS" 누진렌즈를 시장에 내놓았습니다. 이 새로운 안경 렌즈에서 가장 중요한 요소는 게르하르트 퓌터가 개발한 "수평 대칭형 설계"(HS)였습니다. 이를 통해 오른쪽, 왼쪽 눈 모두에 동일한 시각적 이미지뿐만 아니라 편안한 양안시, 즉 입체적인 시력을 얻을 수 있었습니다. 편안함와 적응도가 상당히 향상되었는데, 수평 대칭을 통해 안경을 쓴 사람이 양쪽 눈으로 모두 대상을 선명하게 볼 수 있기 때문입니다.

그러나 당시까지만 해도 누진렌즈의 난제는 근거리 시력 범위였습니다. 원거리를 볼 때와는 달리 글을 읽을 때 우리의 눈은 아래쪽로 움직이며 또한 코 가까이로 움직입니다. 이 때문에 Gradal HS가 나오기 전 누진렌즈는 양면에서 약 10° 정도 코 쪽으로 회전되어 있었습니다. 하지만 이렇게 되면 수평 대칭이 더 이상 유지될 수 없습니다. 퓌터는 근거리 범위의 시야 확보를 위해 렌즈를 회전시키지 않아도 되도록 만들었습니다. 그 결과 입체 시력을 위한 수평 대칭의 이점이 그대로 유지되었습니다. 물체가 뒤틀려 보이는 현상도 피할 수 있었습니다. 새 안경 렌즈는 전반적으로 눈의 적응도가 높았는데, 무엇보다도 새 누진렌즈는 특히 글을 읽을 때와 같은 근거리 범위에서 시야 폭이 넓어져 착용자가 쉽게 적응할 수 있었습니다. 또한 돌출 정도가 낮고 이미지 특성이 탁월한 얇고 평평한 렌즈를 제작할 수 있게 되어 안경을 쓰는 사람이 선명한 시각을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 외관상으로도 보기가 좋아졌습니다.

 

오늘날의 누진렌즈

수년이 흘러 이 젊은 수학 전공자는 칼자이스의 주요 이사진이 되었으며 오늘날에도 계속 칼자이스에서 근무하고 있습니다. Gradal HS의 개발 이후로 누진렌즈  분야에서는 크나큰 발전이 이루어졌고, 이 발전은 오늘날에도 계속되고 있습니다. 렌즈 착용 시 어지럽거나 적응 기간이 길다는 것은 과거의 얘기가 되었습니다. 누진렌즈 는 시장에서 확고한 위치를 차지하며 큰 인기를 누리고 있습니다. 누진렌즈는 맞춤식 양복과 같이 고객의 눈에 맞도록 고도의 맞춤형 제작이 가능합니다.

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