JP4494979B2 - 光学部材および／または光学成形部材の製造または処理を行うための装置および方法、ならびにこのような部材 - Google Patents

Description

本発明は、光学部材および／または光学成形部材の成形または処理を行うための装置に関する。

本発明は、さらに、光学部材および／または成形部材の成形または処理を行うための方法に関する。

さらに、本発明は、光学部材または鋳型等の成形部材に関する。

例えば有機物または無機物のガラスから製造されたプレフォーム（ｐｒｅ−ｆｏｒｍ）より、レンズ、眼鏡レンズ、鋳型および類似のもの等の光学部材および／または成形部材を実際に製造することが知られている。このプレフォームは、第１の側面は実質的に平らまたはわずかに凹面の、比較的大きな曲げ半径を有する球状の表面となっており、第２の反対側の側面は比較的小さな曲げ半径を有する凸面となっている。とりわけ、第２の表面の凸性は、フレーム、フレームのカーブ、ガラスのカーブ等の望ましい最終的な部材の強度、および近視および遠視に対応する眼鏡レンズの度数に基づいて選択される。

このプレフォームの第１の表面は、その端部に適合するようフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）機械によりフライス加工され、プレフォームは高速で回転され、中央の厚さが減少し、球状の表面がフライス加工により取り除かれ、このことにより凹面の半径が小さくなる。その後、ほぼ望ましい成形が得られ、最終的な表面が研磨されてポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）される。このことにより望ましい形状および仕上げが得られる。ポリッシングは、表面に対して押圧されほぼ望ましい究極的な形状を有するようなポリッシング成形物により行われる。その後すぐに、光学部材および／またはポリッシング成形物が相対的に回転する。

公知の方法においては、ポリッシングの間に比較的多くの材料が取り除かれ、毎回、ポリッシング成形物が取り除かれて、表面および中央の厚さの測定および検査を可能としている。その後すぐに、必要であれば、光学部材が遮断物から取り除かれるまでポリッシングが続行される。このような理由により、この製造方法は比較的高価であり、大きな労働力を要し、時間を浪費し、常に十分な精度が得られるわけではない。また、ポリッシング成形物を用いることは不利となる。なぜなら、これを用いることにより、対称的なグラインダー研磨が行われた場合に限って、少なくとも一つの側面上で、実質的に球状または円環状の、放射線または双曲線の断面を有する表面が得られるに過ぎないからである。さらに、この方法はとりわけ度の大きな凹面のグラインダー研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）およびポリッシングには適合しない。

さらに、全体的に望ましい光学部材の外部輪郭を既に有するような、プレフォームの光学部材を実際に用いることが知られている。ここで、第１（非球面）および第２の表面（非球面または円環状）は共に湾曲した形状となっており、上述の方法のようにポリッシングにより実質的に材料を加えたり取り除いたりすることにより、プレフォームの凹面側の曲率が調整され、とりわけ近視や半近視と対象とする望ましい光学部材が得られる。このような方法においても、比較的高価であり時間を浪費し、さらに、常に十分な精度を得ることができない。さらに、毎回、部材がホルダーから取り外されて操作が停止している間に、媒介物の測定を行う必要がある。

本記載において、光学部材はとりわけ眼鏡レンズ、コンタクトレンズの他に、（精度の高い）光学レンズ、鏡または類似のもの等の光学部材を含むことが少なくとも理解されよう。光学成形部材は、鋳型、機械加工および非機械加工の成形道具および類似のもの等の成形部材を含むことが少なくとも理解されよう。光学部材、光学成形部材およびプレフォームは、一括して「光学物体（物体）」として記載される。以上に示される例は、多少なりとも制限的に解釈してはならない。

本発明は、光学部材および／または光学成形部材の成形および／または処理を行う装置であって、少なくとも従来の技術の様々な問題を解決することができる装置を意図している。

本発明のさらなる目的は、光学部材および／または成形部材が迅速にかつ信頼性のある方法で製造および／または処理されるような装置を提供することである。

本発明によるさらなる目的は、数が制限されたプレフォームから多くの異なる光学部材を得ることができるような装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、表示手段、識別手段および類似のものが設けられた装置を提供することである。

本発明のさらなる他の目的は、光学部材、とりわけ眼鏡レンズおよび／またはコンタクトレンズを、とりわけ適合する目の寸法および／またはフレームの寸法を測定することにより製造することができるような装置を提供することである。

本発明は、さらに光学部材および／または光学成形部材、とりわけ比較的複雑な部材に対して単純かつ迅速な方法で、製造または処理を精密に行う方法を提供することを意図している。

本発明は、比較的複雑な形状および表面を有する光学部材および／または光学成形部材を提供することを意図している。

これらのおよび多くの物体は、本発明により、クレーム中にそれぞれ具体化されている装置、方法および光学（成形）部材を用いることによって得られる。

本発明による装置は、
機械加工または好ましくは研磨技法により、プレフォーム、レンズ、鋳型および類似のもの等の成形部分の表面を成形する、少なくとも処理する処理器具と、
表面が処理されているときに、形状の変化および／または表面の表面粗さの変化の測定を行うことができるような少なくとも１つの測定器具と、
測定された変化に基づいて処理器具を操作する手段と、
を備えている。

本発明による装置を用いることにより、表面の処理を行う間、迅速に、原位置で、例えば厚さおよび／または表面粗さの変化を測定することにより、形状の変化および／表面粗さを測定することができる。このことにより、毎回、各々の表面の望ましい局所的な変化を得るのに適合する方法で、処理器具を制御することができる。その結果、操作を迅速かつ効果的に実行することができ、フライス加工、グラインダー研磨および／またはポリッシング操作が例えば一体化される。成形されるべき部材は繰り返して除去作業が行われる必要がなく、および／または測定を行うために操作を停止させる必要がない。さらに、成形されるべき部材は処理される間に位置を変えなくてもよいという利点が得られ、このことにより、ある初期形状に対して、確実かつ相対的な測定および処理を行うことができ、このことにより装置の汎用性および操作の精度を向上させることができる。

毎回、処理器具が操作を行っている場所またはその直近で測定が行われることが好ましい。さらに、とりわけ表面の比較的大きな部分が、好ましくは処理されるべき表面の実質的に全体が測定され、このことにより、毎回、表面の全体の形状が観察される。このようなものを用いることにより、例えば処理が行われていない場所における形状の変化も観察され、更に処理を行うときには処理器具はこのことを考慮することができるという利点が得られる。

本発明による装置においては、測定器具に光を用いることが好ましく、とりわけ干渉計測器および／またはスキャタロメータを用いることがより好ましい。とりわけ、光学部材および光学成形部材を用いるにあたり、光学部材による屈折および反射により干渉計測器およびスキャタロメータが特に都合が良くなるという、とりわけ実証された利点が得られる。

本発明による装置においては、処理器具は、少なくとも１つのジェットノズルを有し、成形やポリッシングのような研磨操作のために、圧力下でこのジェットノズルからブラスト剤が投入可能となっていることが好ましい。このような器具は、例えばジェットストリームポリッシング器具からなる。ブラスト剤としては、酸化物、砂、ガラス、氷、鉱物、セラミック、金属等を含む研磨剤あるいは例えば機械加工の性質またはポリッシングの性質に基づいて選択された粒子を有する流体が用いられることが好ましい。このような装置においては、それぞれの表面が全体的に回転対称となっている必要がなくとも、研磨操作を局所的に迅速かつ精度の良い方法で行うことができる。

装置には、処理すべき物体のホルダーが設けられており、このホルダーは少なくとも部分的に半透明となっており、ホルダーおよび物体を通って、とりわけホルダーから離間して対向する表面の形状の変化を測定するための測定器具が設けられていることが好ましい。この装置を用いることにより、とりわけ単純な方法で、操作が行われる位置またはその直近にある表面の変化を測定することができる。実際上、測定に用いられる光は機械加工器具を通過する必要はない。少なくとも一つのレンズ、とりわけフレネルレンズをホルダー内に設けることにより、測定器具をとりわけ小さなコンパクトのものに、かつ全体として比較的小さなホルダーを通って比較的大きな物体を測定することができるよう形成することができるという追加の利点が得られる。

本発明による装置において、フライス加工手段、ポリッシング手段、グラインダー研削手段および類似の手段が設けられており、これらを組み合わせることが好ましく、とりわけ操作が一つの光学物体上で行われるような異なる装置とすることが好ましい。これがない場合には、測定器具に対して中間に再配置させる必要がある。本発明による装置は、従来の操作および上述の処理方法の両方に用いることができる。その結果、迅速かつ十分な、多くの操作を順次行うことができる。

ジェットポリッシング手段を用いることにより、表面における操作が精度良くかつ比較的局所的に行うことができるという利点が得られ、このことにより例えば制限された寸法の凹部を形成することができ、比較的小さなサイズの表面部分を除去等することができる。精密な測定および比較的小さな操作により、各々の光学手段における望ましい精度が既に得られている。また、これを用いることにより、光学物体および／またはフライス加工ヘッド、グラインダー研削ヘッドまたはポリッシングヘッド等の処理器具は、操作において少なくとも３６０°の倍数を超えるよう、回転させる必要がなくなるという利点が得られ、このことにより、非回転対称物体も成形または処理することができる。

本発明の装置において、例えば非常に多くの種類の多焦点レンズを、制限された数のプレフォームから製造することができる。実際上、非球面部分を有しているまたは有していないような標準のプレフォームから開始し、装置を用いることにより、材料が局所的に取り除かれ、こうしてレンズの屈折が調整され、そして例えば主にネガティブなレンズを、おおよそネガティブまたはポジティブにまたは他の方法で製造することができるようになる。研磨器具、とりわけジェットポリッシング器具を用いた結果、望ましい形状およびサイズの、比較的深くかつ部分的な凹部を形成することができ、測定器具を用いることにより、毎回、原位置で、形状の変化を測定して調整することができる。

類似の方法および類似の手段においてもまた、プレフォームの製造に必要な金属またはガラスの鋳型を最小の処理により得ることができる。

本発明による装置においては、例えば光学器具の一対の眼鏡のフレームを測定してレンズまたは類似のものを製造することができるようになっていることが好ましい。このようなものを用いることにより、一つの装置によってレンズを使用者によりまたは使用者のために取り付けられた既製品のものとすることができる。

制振手段、少なくとも測定器具が処理器具により発生する振動の影響を受けることを抑止するような振動の隔離を行う手段が設けられていることが好ましい。このような手段は、例えば低周波アクティブダンパーまたは高周波アクティブダンパーのような能動的な振動ダンパーとすることができる。さらに、処理器具および／または測定器具および／または処理すべき物体のホルダーを、例えば１または複数の、互いに振動が低くなる関係となるよう形成されるロボットアームにより互いに分離させることができる。

表面の異なる部分を同時に処理するためのいくつかのジェット開口を有する処理器具が設けられていてもよい。測定器具は、形状の変化、少なくとも操作が行われる各々の位置における厚さの減少量を測定し、個々にまたはグループ毎に、各々の少なくともジェットが存在している吹き出し開口を調整するよう、例えば流量、速度、方向および／または圧力または研磨器具のパラメータ、好ましくは特別に規定された流出パターンおよび表面、とりわけジェットポリッシング器具を調整するよう形成されている。

本発明はさらに、請求項１５の記載により特徴づけられるような光学部材および／または光学成形部材を処理する方法に関する。

このような方法により、迅速、単純および精度の良い光学物体の処理および／または成形を行うことができる。

本発明は、請求項２４または２５による光学部材に関する。

さらなるサブクレームにおいて、本発明による装置、方法および光学物体のさらなる有利な実施の形態が記載されている。

本発明を明確にするために、本発明による装置、方法および光学物体の実施の形態を、図面を参照して記載する。この図面は、説明図により示すのみであり、いかなる方法によっても制限的に解釈されるものではない。

この記載において、同一のまたは対応する部分には同一のまたは対応する参照番号を付けている。また、この記載において、一例として、主要な装置および方法は、レンズ等の光学物体、とりわけ眼鏡レンズやコンタクトレンズ等の眼科用の物体、あるいは鋳型やその一部分等の成形部材を成形するためのものとして記載される。しかしながら、このような装置および方法は、例えば精密光学レンズ、鏡あるいは類似品等の他の光学部材のためにも用いることができる。また、光学部材および光学成形部材は、一括して「光学物体（物体）」として記載される。図面に示される光学物体は、実質的に円形の外観を有している。これらのものから、必要であれば、眼鏡レンズのような最終物が切断可能となっている。しかしながら、光学物体およびプレフォームは当然のことながら異なる形状となっていてもよい。

図１に、光学部材用のプレフォーム（ｐｒｅ−ｆｏｒｍ）１の断面を示す。このプレフォーム１は、例えばポリカーボネート等の透明なプラスチックやガラスにより製造される。プレフォーム１は、第１の曲げ半径Ｒ１で湾曲した第１の表面２と、第２の曲げ半径Ｒ２で同じく湾曲した第２の表面３とを有している。曲げ半径Ｒ１、Ｒ２を変化させることにより、必然的にプレフォーム、少なくとも光学部材１の性能を決定し、変化させることができる。本実施の形態においては、第１および第２の表面２、３は実質的に球状であり、少なくとも断面形状が実質的に放物線または双曲線となっている。また、第１の表面２は凹面であり、第２の表面３は凸面である。

図２に、本発明によるプレフォーム１の第１の他の実施の形態を示す。第１の表面２は実質的に平面であり、第２の表面３は曲げ半径Ｒ３で湾曲して凸面となっている。ここで、とりわけ放物線または双曲線の断面とともに、曲げ半径Ｒはそれぞれの表面２、３における表面セグメントの局所的な曲げ半径を含んでいることが理解できよう。

当然のことながら、図示されるプレフォームの第１および／または第２の表面は、必要であれば、凸面および／または凹面とすることができる。

図３に、本発明によるプレフォーム１の第３の実施の形態の断面図を図１のプレフォームと同様に示す。しかしながら、第２の表面において、頂部４から距離Ａだけ離れた場所に凸部５が形成されており、プレフォームに隆起部が一体的に設けられている。この凸部の高さＨは所望の大きさに選択することができる。凸部５の頂部における屈折は、光学部材の凸部５のすぐ隣に位置する部分の屈折とは異なることは明らかであろう。

図４に、プレフォーム１の側断面図を図２のプレフォームと同様に示す。しかしながら、同様に、凸部５が頂部４から離れた位置で第２の表面３に形成されており、高さＨは所望の大きさに選択される。

図５に、図１乃至図４のいずれかによるプレフォーム１の平面図を示す。凸部５の輪郭６が存在する場合はこれを破線で示す。当然のことながら、この輪郭は凸部の断面とともに、成形されるべき光学部材に基づいて様々な適合する形状とすることができる。

図１乃至図４のいずれかによるプレフォーム１から、例えばフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）、グラインダー研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）およびポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技法を用いながら測定を行うことによって光学部材を形成することができる。図２または図４によるプレフォーム１から、公知の方法で、第１の表面の側面から大部分をフライス除去することにより、図２および図４の破線で示すような、凹面の第１の表面２Ａが得られる。本発明によれば、第１の表面２、２Ａにおいて、凹部７が各々の表面の頂部４Ａから距離Ｂだけ離れた位置に形成されることが好ましい。このことにより、光学部材（プレフォーム１および／またはこれにより形成されるべき眼鏡レンズ等の物体）の屈折が、局所的に影響を受ける。当然のことながら、同様の方法により、上記事項の代わりにあるいは上記事項に加えて、反対側の第２の表面３に凹部を形成してもよい。

図３および図４に示す実施の形態において、第１の表面は連続的な形状、すなわち凹部を有さないような形状となっており、反対側の第２の表面３において凸部５が既に形成されている。しかしながら、このような実施の形態において、破線８により概略的に示すように凹部７を形成してもよい。凹部７、凸部５に関して一方の上方に他方が直接的に配置されるよう、距離Ａ、Ｂを選択することができるが、特定の方法において屈折に影響を与えるため、これらの距離Ａ、Ｂは相対的に若干変更される。

本発明による凹部７および／または凸部５を用いることにより、とりわけ眼鏡レンズ等の多焦点レンズを製造することができるという利点が得られる。さらに、とりわけ少数の種類のプレフォームから、使用目的により測定することによって非常に多様なレンズを製造することができる。例えば、通常必要とされるプレフォームの数の約５分の１で十分となる。当然のことながら、凸部５もまた、材料の除去または追加により調整される。

プレフォームは、フライス加工やポリッシング等の通常の処理方法により処理されるが、本発明による装置は例えば図６、７または１１に図示されるように用いられることが好ましい。この詳細については他の図面により示す。

図６に、本発明による、プレフォーム１を単純かつ精度の良い方法で処理することができるような装置１０を概略的に示す。装置１０は、モータ１３により駆動されてシャフト１１により回転可能なテーブル１１を備えている。シャフト１２は、ベアリング１５が取り付けられることによりトレー１４の底部を通過して延びている。テーブル１１はトレー１４の上方で延びており、上面に後述するホルダー１６を有している。このホルダー１６上に、その端部に適合する方法により、例えば接着用の化合物／構成材により、プレフォーム１等の光学部材が固定される。テーブル１１の内部または上面に、元の位置における形状の変化およびとりわけ光学部材の厚さを測定することができる測定器具１７が設けられている。

表面粗さおよび／またはその変化を測定するために、有利な方法として、干渉計測器の代わりにまたは干渉計測器に加えてスキャタロメータを使用することができる。

装置１０は、とりわけ力を制御する方法により光学部材を研磨処理する処理器具１８を更に備えている。特に、一例として、とりわけポリッシングに適合する流体ジェット器具１９が図示される。この器具１９は、例えば水等の液体と砂、ガラス、氷、酸化物、鉱物、セラミック、金属、合金、金属粉末、プラスチック等のまたはそれ自体がブラスト剤として知られているような研磨剤との混合物である液体ブラスト剤２１のホルダー２０を有している。少なくともブラスト剤の、粒子の性質およびサイズは、例えばとりわけ機械加工の性質または正反対のポリッシングの性質のどちらが望ましいかにより選択可能となっている。ホルダーにはポンプ２３を介してジェットノズル２４までダクト２２が接続されている。圧力下で、光学部材の研磨処理を行うために、とりわけ局所的に曲げ半径Ｒを調整するおよび／または表面粗さに影響を与えるような例えば凹部７を形成するにあたり光学部材の材料を取り除くために、ブラスト剤２１がこの光学部材に噴出される。ブラスト剤２１はトレー１４に集められ、ホルダー２０に戻される。このような装置１９は、精密かつ素早い方法により、表面をとりわけ局所的に、例えば比較的長くて深く小さな表面に凹部７を形成するよう、または凸部５の調整を行うよう処理することができるという利点がある。

他の実施の形態においては、公知の粉末ジェット技法を用いることにより、表面が事前に処理される。粉末のブラストは、迅速かつ単純な方法により、比較的ラフな操作を後に行うことができ、上述の方法において所望の形状および／または表面粗さが得られるという利点がある。

図７に、本発明によるジェット器具１９の一部分の他の実施の形態を示す。一連のジェットノズル２４群が図示されており、各々がポンプ２３を介してブラスト剤２１用のホルダー２０に接続されている。各ポンプ２３とジェットノズル２４との間には制御バルブまたはこのような制御部材２５が設けられており、これらのものにより、研磨プロセスが独立して調整される。実際には、図６に示すように制御ユニット２６を用いることにより、例えば圧力、流量、ブラスト／ジェット方向および類似のものを制御するために、ポンプ２３、制御バルブ２５およびジェットノズル２４を制御することができる。このような器具を用いることにより、より大きな表面をより迅速に処理することができる。そのために、ジェットノズル２４には駆動自在の回転手段２７が取り付けられている。

当然のことながら、ジェットノズル２４群はともに制御されるようになっていてもよい。ジェットノズル２４の調整または交換を行うことにより、流出形状が調整され、このことにより処理表面が調整される。

図７Ａ−Ｄに、図７による装置の４つの実施の形態を概略的に示す。

図７Ａは、ジェットノズル２４が格子状に設けられたときの、例えばジェットの開口が平板状部分２４Ａ内にあるような実施の形態を示す。処理されるべき物体１はこの部分２４Ａの真下に配置される。図示されるように、ジェットノズル２４は円錐状のブラストパターン２４Ｂを有し、物体１の表面全体がこのブラストパターン２４Ｂに接触する。このことにより、表面全体の処理を１回で行うことができる。任意的に、部分２４Ａは、例えば同程度の凸部または凹部となるよう処理されるべき表面の形状に適合させることができ、このことにより、ジェットノズル２４と表面との間の距離が毎回ほぼ同一のままとなる。プレート２４Ａは表面上の通常の軸を中心として回転するよう、またはプレート２４Ａの延びる面内で（矢印Ｐ方向に）移動自在となるよう形成することができ、このことにより変量効果（ｒａｎｄｏｍ ｅｆｆｅｃｔ）が得られる。このため、迅速かつ単純に、表面全体の処理を行うことができる。

図７Ｂに、図７Ａに示す実施の形態と類似する実施の形態を示すが、プレート２４Ａにはジェットノズル２４が一列に設けられている。プレート２４Ａおよび／または物体１は、所望の処理が得られるようにするために、相対的に矢印Ｐの方向に移動する。このことにより、迅速かつ単純に表面を処理することができ、形状の単純な調整を図ることができる。

図７Ｃに、ほぼ同心円のプレート２４Ａにジェットノズルが設けられたときの実施の形態を示す。ここで、プレートは２つの互いに直交する方向Ｐ１、Ｐ２に移動自在となっていることが好ましく、さらに２つの方向Ｚ１、Ｚ２に回転自在となっていることが好ましい。その結果、プレートの制御された移動が可能となり、その結果表面に対するジェット２４Ｂの制御された移動が可能となり、このことにより迅速、単純かつ精密な方法で表面の成形を行うことができる。

図７Ｄに、平板状部分２４Ａ内にジェットノズル群が設けられており、ジェットノズルは個々に駆動自在かつ少なくともジェットおよびパターンの方向に調整自在となっているような実施の形態を示す。プレート２４Ａおよび物体１が固定されまたは相対的に移動することにより、成形および仕上げのような望ましい表面処理を実行することができる。物体およびプレートを移動させる必要がないという利点がある。

図７、７Ａ−７Ｄに示す各実施の形態において、必要に応じて、ジェットノズルを個々にまたはグループでまとめて駆動自在とすることができ、例えば制御バルブ２５および／またはポンプ２３を制御装置２６に接続させて設けることができる。このことにより、処理パターンをより良く制御することができる。

プレフォーム１のような光学物体が処理されている間、測定器具１７を用いることにより、毎回、処理器具を用いて処理が行われる場所および／またはその直近の場所で、処理が行われた表面の変化が好ましくは連続的に測定される。そのために、測定器具が、干渉計測器具のような非接触型測定器具として形成されている。測定器具としては、図８に概略的に示すように表面全体をほぼ完全に１回で測定するようなものを用いることができ、あるいは図９に概略的に示すように局所的に測定するようなものを用いることができる。このような測定器具および方法は、それ自体は知られており、反射の変化、および互いに打ち消し合うまたは強め合う、とりわけ光の波を用いている。このようにして、とりわけ処理中における光学部材の厚さの、好ましくは光学部材の処理操作が行われていない側面からの厚さの、相対的な減少を測定することができる。本発明による器具１７は、ホルダー１６上で物体、とりわけプレフォーム１を初期位置に固定し、プレフォーム１の原形を例えば３次元位置測定器、立体写真機または既に知られている方法により測定する手段を有していることが好ましい。このことにより、毎回、厚さおよび形状の相対的変化により実際の厚さおよび形状が知られ、少なくとも測定可能となる。このような測定器具１７により得られるものとしては、処理中におけるプレフォーム１、少なくとも光学部材がホルダー１６から取り外されることを必要とせず、連続的なプロセスで処理を行うことができることが挙げられる。

図９に示す実施の形態において、器具１７は２つの光の送受信器２８を有している。送受信器２８を用いることにより、好ましくは本発明による透明な構成のホルダー１６および光学物体１（プレフォーム）を通過して、光線２９の送信および受信を行うことができるようになっている。第２の表面３に示されるような典型的な実施の形態において、光線は光学部材１の処理すべき表面により少なくとも部分的に反射され、このことにより、２つの光線２９Ａ、２９Ｂの干渉により、形状の変化、とりわけ厚さの変化が測定され、さらに、表面粗さが測定されて確認される。送受信器２８は軸３０Ａ、２９Ｂを中心として回転することができるようになっており、表面３の全体をカバーすることができる。送受信器２８およびノズル２４は、制御装置２６により、この制御装置２６に入力された表面３の各部分における望ましい形状に基づいて駆動され、連続的な作業において装置１０の制御および調整を行うことができるようになる。

図８に示す実施の形態において、器具１７は中空のシャフト１２、少なくとも送受信器２８の内部に設けられている。シャフトの頂端の近傍に、レンズまたはレンズ３１の組合せ体、とりわけフレネルレンズ３１が設置され、送受信器２８の光が透明なホルダー１６および光学物体１を通過することにより屈折する。ホルダー１６は、Ｖ字型切り欠き（ｎｏｔｃｈ）３４および相補的な隆起３５により概略的に示すような公知の方法により固定される。光学物体は、糊剤等の適合する媒介物３２を用いる方法で保持するような位置でホルダー１６に取り付けられ、ホルダーは遮断物（ｂｌｏｃｋｅｒ）として機能する。媒介物３２として適合するものは、このようなものに限定されることはなく、例えばＵＶ光下での樹脂硬化を行うものまたは温度により変化するものであってもよい。この媒介物３２は、公知の屈折率、好ましくは適合する屈折率、さらに好ましくはホルダー１６の屈折率とほぼおなじ屈折率を有している。このような、ホルダー１６を直接的に通過して、遮断物として提示される構成によれば、形状および厚さの変化を示す画像が、上述の方法により処理されるべき表面２の全体として実質的に得られ、このことに基づいて、器具１９のジェットノズル２４またはフライス器具３６として概略的に提示される処理器具１８が駆動される。

図１０Ａ−Ｅに、本発明による装置１０として得ることができる５つの構成を示す。少なくとも一つの部材の処理器具１８、測定器具１７および／またはホルダー１６を有するテーブル１１はロボットアームを用いることにより移動自在となるよう形成されている。

図１０Ａに示す実施の形態において、処理器具１９（少なくともジェットノズル２４）および測定器具１７は２つの独立したロボットアーム４０Ａ、４０Ｂに設けられており、ホルダー１６を有するテーブル１１は固定して設けられている。ロボットアーム４０およびテーブル１１は同じ基台上に配置されており、処理器具１８により発生する振動の制振および／または相殺を行う手段が設けられている。例えば、ロボットアーム４０および／またはテーブル１１の足４１に設けられた振動緩衝器や、能動的な振動の相殺および／または制振が挙げられる。このような手段は十分に公知である。

図１０Ｂに示す実施の形態において、測定器具１７用および処理器具１８用の２つのロボットが同様に設けられているが、これらは互いにおよびテーブル１１から物理的に独立している。処理器具１８により発生した振動は測定器具１７および／またはテーブル１１に伝わらないように、また逆方向にも伝わらないようになっている。

図１０Ｃに示す実施の形態において、測定器具１７および処理器具１８は一緒にヘッド４２またはロボットアーム４０に固定される。ヘッド４２において、相互作用を防止するために、振動ダンパーおよび／または能動的な振動の相殺手段が設けられている。テーブル１１は位置固定で設けられている。

図１０Ｄに示す実施の形態において、処理器具１８がロボットアーム４０に取り付けられており、例えば図８または９に示すような測定器具１７を内部にまたは下方に有するテーブル１１が図示されている。

図１０Ｅに示す実施の形態において、テーブル１１がロボットアーム４０に取り付けられており、処理器具１８および測定器具１７が図１０Ｃに示すようなヘッド４２に取り付けられている。しかしながら、ヘッド４２は位置固定で設けられている。

図１１は、本発明による装置１０の他の実施の形態を概略的に示す。この装置１０を用いることにより、実質的に単純に、好ましくは実質的に完全に自動的に、多焦点の眼鏡レンズ５０（一例として単に示されているだけである）のような光学部材を、例えば図１乃至４に示すようなプレフォーム１から製造することができる。この装置において、ハウジング５１の中に、フライス加工器具からなる第１の処理器具１８Ａ、流体ジェット器具１９からなる第２の処理器具１８Ｂ、コーティングおよび刻み込み（ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）を行う器具からなる第３の処理器具１８Ｃならびにポリッシング器具からなる第４の処理器具１８Ｄが順次設けられている。ここで、測定器具１７の少なくとも一部分を有するホルダー１６が、レール５３上を移動自在のトロリーにより概略的に示される搬送手段５２の内部に設けられており、この搬送手段５２によりプレフォーム１が処理器具１８Ａ−Ｄに沿って移動することができるようになっている。しかしながら、このような形態について、例えば回転式コンベア（ｃａｒｏｕｓｅｌ）のような多くの変形例を用いることができることは明らかであり、当然のことながら、位置固定に設けられたホルダー１６を有するテーブル１１およびプレフォーム１に沿って、処理器具を移動させてもよい。

上述の方法において、プレフォーム１は、搬送手段５２上における測定器具１７よりも上方のホルダー１６上に配置される。搬送手段５２がハウジング５１内で移動しはじめるとすぐに、第１の処理器具１８Ａに達するまでに、最初の形状および位置が測定され、制御ユニット２６に記憶される。必要であれば、この装置によりプレフォーム１の第１の表面２が処理される。望ましい最終的な形状を実質的に形成するためのフライス加工器具５４は、実質的に第１の表面２側に押圧され、このことにより実質的に第１の表面２Ａの望ましい構成が得られる。その後、プレフォーム１の搬送手段５２が第２の処理器具に移動し、ジェットノズルまたはノズル２４により任意的に、フライス加工された表面がポリッシングされ、および／または表面に凹部７または他の変化が形成される。任意的に、細砕、流体の残余物または類似のものを取り除くための吹き出し手段（図示せず）を設けることができる。

第３の処理器具１８Ｃにおいて、コーティングを行って例えば反射層や正反対の非反射層を得るような手段５５を設けることができる。この第３の処理器具１８Ｃにおいて、適用されたコーティングを少なくとも局所的に、図１３および図１４に概略的に示すように取り除くことができるブラスト器具１９も設けることができ、このことにより、例えば光学技術者または（他の最終的な）ユーザーが位置決めを行うために、あるいはブランド等の商業用の目的のために、物体１にマーキングを行うことができる。

最終的に、グラインダー研磨器具５６を有する第４の処理器具１８Ｄが設けられており、このグラインダー研磨器具５６は、望ましい光学部材５０を得るためにプレフォーム１の切削またはグラインダー研磨を行って所望の形状にするようになっている。このことは、例えば直接的にフレームに向かって配置するよう準備することができる。このことにより、処理器具１８のうちの一つ、例えば第２の処理器具１８Ｂまたは第４の処理器具１８Ｄが、例えばネジや他のフレーム部分の取り付け孔、レンズ５０の側溝および類似のものを形成するよう、これらの処理器具を設けることができる。

図１１による処理器具１０において、処理器具の数および種類を変更することができることは明らかであろう。例えば、コーティング手段５５を省略してもよく、また、プレフォームの他の側面または両面が処理されるようホルダーを形成してもよい。とりわけ、プレフォーム１が図１および図３に示すように用いられる場合には、とりわけ単純なホルダー１６を用いることができ、このホルダーの中または上にプレフォーム１が配置され、外側の輪郭のみに沿って支持される。このため、２つの表面の近接性が増大する。

図１２に、一例として、レンズ、特にコンタクトレンズを製造する際に使用するのに適した光学成形部材６０を示す。鋳型の雄の部分を示す。成形表面６１において、この成形表面６１に対してわずかにより隆起するよう配置された球状の表面６２が設けられている。このため、これを用いることにより、例えば球状の凹面を有する雌の対応物を用いる際に、比較的より厚い端部分とより薄い中央部分とを有し、少なくとも壁の厚さが変化するようなレンズを形成することができる。本発明による装置を用いることにより、このような凸部を有する成形表面を、とりわけ精密かつ再現性のある方法で、しかも比較的低コストで製造することができる。さらに、単純な方法により、２またはそれ以上の凹部（図示せず）を、とりわけ鋳型の凸面に形成することができ、このことにより形成されるべきレンズの凹面において少なくとも２つの互いに離間した凸部を形成することができる。使用中において、このような凸部は位置決め部材としての機能を果たし、目に載せられたときにおける回転が抑止される。このことは、レンズが回転対称性を有していない場合にとりわけ重要である。

図１３および１４に、レンズ５０、あるいは少なくともレンズ５０を切り取ることができる光学部材の平面図および側断面図を示す。このレンズ５０には、マーキング点５８と、ブランド名、種類の表示、または類似のもの等の刻み込まれた名前５９とを有するコーティング５７が形成されている。本発明による装置を用いることにより、コーティング層の厚さを非常に正確に測定することができるので、マーキングやブランド名を簡単に形成することができる。また、処理器具、とりわけブラスト器具１９を、コーティングのみが取り除かれマーキングやブランド名が適用される表面の一部分は取り除かれないようにするよう、駆動することができる。

本発明による、とりわけ図１１に示すような装置１０を用いることにより、実質的に迅速にかつプレフォームの数が制限された場合において、光学技術者等は、多種多様の眼鏡レンズおよびフレームに直接的に配置可能なレンズを製造することができる。さらに、これらのレンズは多焦点のもののみならず単焦点のものとすることもでき、個々に適用することができる。選択的に、装置１０、とりわけ制御装置２６はいつでも使用者が処理の進行および／または影響を観察することができるよう形成することができる。

当然のことながら、例えばオーバーモールド技法またはアンダーモールド技法を使用するときに、処理されるべき物体１を周辺機器の端部にはめ込むこともでき、凸面および凹面の両方を自由に処理することができる。

本発明による上述の装置、方法または成形部材を用いることにより、例えば成形表面の非球面または円環状の調整のために、プレフォームまたはレンズの鋳型を成形および／または処理を行うことができることは明らかであろう。また、本発明による方法または装置により、例えば特徴づけを行うためにおよび／またはフレームに適合させるために、エンドユーザーに合うような異なる形状のレンズを製造することができる。

本発明は、記載および図面により示される典型的な実施の形態によるいかなる方法においても制限されることはない。クレームにより規定される本発明の範囲内において、多くの変形例が可能である。

例えば、本発明による装置または方法により、例えば着色された、硬化された、または異なる開始形状を有するような、プレフォームの多くの他の種類および成形物を処理することができる。また、反射層を設けて処理することができる。流体ジェット器具のジェットと処理されるべき表面との間の角度を変化させることにより、研磨動作に影響を与えて強力な材料除去またはそれほど強くない材料除去またはこのような方法によるポリッシング動作を行うことができる。その結果、本発明による装置または方法を用いることにより、毎回、原位置で見当合わせして調整することが可能な、望ましい処理を行うことができる。例えば迅速に大きな表面をポリッシングするために、流体ジェットポリッシング器具に加えてまたは代わりに、ポリッシングヘッドやポリッシングパッドのような慣習的なポリッシング手段を用いることができる。一方、大きく湾曲したおよび／または不規則に形成されたおよび／または局所的に比較的深い表面部分を形成するために、ブラスト器具が用いられる。また、他の測定器具を用いてもよく、例えばホルダーとしては、測定器具のための特定の光が通過する開口を有するものを用いてもよい。図１０に概略的に示すように、測定器具は処理されるべき表面の上方に配置されるよう形成することができる。例えば、厚さの測定値および厚さの変化もまた、反対側の表面および／またはホルダーの表面の反射により測定することができる。処理中にプレフォームを保持する他の手段、例えばクランピング手段を設けることもできる。

以上において示されたおよび／または記載された典型的な実施の形態の部分のすべての組み合わせは、クレームにより規定される本発明の範囲内にあることが理解されよう。

光学部材用のプレフォームの第１の実施の形態の断面図である。 光学部材用のプレフォームの第２の実施の形態の断面図である。 光学部材用のプレフォームの第３の実施の形態の断面図である。 光学部材用のプレフォームの第４の実施の形態の断面図である。 図１乃至図４のいずれかの、とりわけ図３または図４のプレフォームまたは光学部材の平面図である。 本発明の第１の実施の形態による装置を概略的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態による装置の一部分を概略的に示す図である。 図７の装置の４つの実施の形態を概略的に示す図である。 本発明による装置の一部分、とりわけ測定器具や処理手段とともにホルダーを概略的に示す部分的な側断面図である。 本発明による装置の一部分、とりわけ他の実施の形態における、測定器具や処理手段とともにホルダーを概略的に示す部分的な側断面図である。 本発明による光学部材またはプレフォーム用の処理器具、測定器具およびホルダーのセットアップの５つの構成を示す図である。 本発明による装置の更に他の実施の形態を概略的に示す図である。 光学成形部材の第１の鋳型部分、とりわけコンタクトレンズ用の鋳型の平面図および側断面図である。 レンズを形成することができる、コーティングおよびプロフィールが設けられた光学部材の平面図である。 図１３のラインＸＩＶ−ＸＩＶ矢視による部材の側断面図である。

Claims (13)

1. 光学物体の成形または処理を行う装置において、処理器具と、少なくとも１つの測定器具と、制御装置とを備え、前記処理器具は、機械加工または研磨技法により前記光学物体の表面を成形するようになっており、前記少なくとも１つの測定器具は、前記表面に対して成形が行われている間に当該表面の形状の変化および／または前記表面の表面粗さの測定を行うようになっており、前記測定器具は更に前記制御装置に測定データを与えるようになっており、前記制御装置は、前記測定データに基づいて前記処理器具を制御するようになっており、
   装置内で処理すべき光学物体を保持するための少なくとも１つのホルダーが設けられており、
   このホルダーは少なくとも部分的に半透明となっており、少なくとも１つの光源および少なくとも１つの受光器が前記ホルダーの近傍に配置されており、使用中において、前記光源から発せられた光が前記ホルダーおよびホルダー上に配置された部材を通過し、少なくとも光源から発せられ処理すべき表面により反射させられた光は前記受光器により捉えられ、測定器具は、前記受光器により捉えられた前記反射光により、処理されるべき前記光学物体の表面の絶対的および／または相対的な変化を測定するようになっていることを特徴とする装置。
2. 測定器具は、光線を用いて、前記表面の形状の変化および／または前記表面の表面粗さを測定するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記処理器具は、少なくとも１つのジェットノズルを有し、圧力下でこのジェットノズルからブラスト剤が投入され、望ましい形状の変化および／または表面粗さの変化が得られるよう、研磨作用により表面物質が除去されることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
4. 前記処理器具は、０．４ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内の圧力下で、処理されるべき表面に対して、ブラスト剤によりブラストが行われるよう構成されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 前記ホルダーは、半透明のブロッキング化合物を用いることにより前記部材を取り付けるための表面を有し、ホルダーから離間して対向している表面が処理器具により処理され、反対側から光がホルダーおよび処理すべき部材を通過して送られることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. ホルダー内に少なくとも１つのレンズからなる光学部材が設けられ、ホルダーを通過した光を処理すべき部材の表面に対して反射させるために、１または複数の光源および受光器がホルダーの下方に配置され、ホルダーは、実質的に部材により覆われるような寸法となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
7. 少なくともフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）手段、グラインダー研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）手段および／またはポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）手段を備え、少なくともグラインダー研削手段および／またはポリッシング手段は、流体ジェットポリッシング手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
8. フレームに入れられたレンズとして設計される各々の部材のグラインダー研削を行う器具が更に設けられており、
   各々の部材の少なくとも１つの表面の少なくとも一部分を局所的に処理するための研磨処理手段が設けられており、各々の部材が実質的に負レンズであり、少なくとも更なる部材に対して各々の一部分が実質的に正レンズであるような準備が行われることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
9. 測定器具を処理器具の振動から隔離するための手段を備え、光学部材が処理されるときに、測定器具による測定結果が処理器具により発生する振動の影響を受けないようになっていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
10. 振動から隔離するための手段は、能動的および／または受動的な制振手段であることを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 処理器具は、処理すべき部材のホルダーおよび測定器具に対して振動から隔離するよう形成された第１のアームを有することを特徴とする請求項９または１０記載の装置。
12. 測定器具は、少なくとも部分的に第２のアームを有することを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 処理器具は、少なくとも１つの吹き出し開口群を有し、使用中において、この吹き出し開口を介して、表面を研磨処理するために研磨剤を含んだ流体が圧力下で吹き出され、異なる吹き出し開口において、測定器具により計測された測定データに基づいて、流量および／または圧力および／または流出速度および／または流出形状が能動的に制御されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。

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