JP5124735B2

JP5124735B2 - 玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法

Info

Publication number: JP5124735B2
Application number: JP2007027430A
Authority: JP
Inventors: 仁志三浦
Original assignee: Tokai Optical Co Ltd
Current assignee: Tokai Optical Co Ltd
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2027-02-07
Also published as: JP2008191516A

Description

本発明は玉型レンズを得るために前もって作製されるいわゆる「丸レンズ」と呼称される前駆体レンズの製造方法に関するものである。

一般にレンズメーカーではクライアントである眼鏡店からユーザー（装用者）の眼鏡レンズに関する処方データ（注文データ）を入手し、その処方データに基づいて「丸レンズ」と呼称される前駆体レンズを作製し眼鏡店に供給する。眼鏡店ではユーザーの選択したフレームに合わせて前駆体レンズの周囲をカットして玉型レンズを得る（但し、この玉型レンズへの加工までもレンズメーカー側で行う場合もある）。
このように前駆体レンズから玉型レンズのみを残して周囲をカットする技術は周知であるがその一例として特許文献１を示す。
ここに、「玉型レンズ」とは眼鏡フレームの内周形状に対応させたフレーム装着が可能な形状にまで前駆体レンズを加工したレンズをいう。また、「丸レンズ」とは取り扱いの点から円形あるいは楕円形の外形形状に成形されたことから呼称されるに至った前駆体レンズの通称である。
特開２００６−２６７３１６号公報

基本的に玉型レンズは眼鏡フレームへの装着に支障がない限り縁厚は薄い方が好ましい。例えばプラスレンズでは中心厚が縁厚よりも厚くなるため縁厚を薄く設定することで中心厚を薄くして軽くて見栄えのよい玉型レンズを得ることができる。しかしながら、上記のように玉型レンズはその製造工程においてまず前駆体レンズを作製することとなるため、玉型レンズの縁部分の厚みをあまり薄く設定するとそれよりも外側に存在する周囲部分が欠落してしまい前駆体レンズの円形あるいは楕円形の外形形状を維持できないケースが発生してしまう場合がある。あるいは円形あるいは楕円形が維持できても縁寄り部分の厚みが非常に薄く形成されてしまうケースが発生してしまう場合がある。

このような前駆体レンズの縁の欠落、あるいは薄さは前駆体レンズの加工において以下のようないくつかの障害の原因となる。
１）例えば、前駆体レンズは凸面加工後のセミフィニッシュと呼称される前駆体レンズと同径の材料ブロックを切削加工して作製されるのであるが、一般に加工面とは反対側の凸面のみで材料ブロックを吸着固定しなければならない。従って、固定装置の吸着体は固定力を上げるためレンズ面を広く覆うこととなる。そのため前駆体レンズの縁が欠落していると吸着体が加工面側に露出してしまう場合があった。すると切削加工の際に切削工具が吸着体に接触してダメージを受ける可能性があった。
２）上記の切削工具と吸着体との接触をさせるために吸着体の材料ブロックを覆う面積を少なくした場合には切削の際の応力によってレンズが撓んでしまい加工精度が低下してしまう可能性があった。
３）前駆体レンズの縁があまり薄いと切削の際の応力によってレンズが撓むだけではなく、割れてしまう場合すらあった。また、加工の際だけではなくあまり薄いと運搬等の作業においても割れてしまう可能性がある。その場合にはその割れた破片によってレンズ面が傷ついてしまう場合があった。
４）切削加工後のハードコート液への浸漬工程で前駆体レンズの縁が割れているとその部分にコート液が滞留してしまい、液垂れの原因となってしまう。更に、レンズの割れた破片がコート液に混ざると浸漬の際にレンズ面に破片が貼り付いて製品不良となってしまう可能性がある。
このような緒問題があったために、従来ではクライアントのレンズを薄くしたいという強い要望がない限りは極力前駆体レンズの縁が欠落したり非常に薄くなってしまうことは避け、縁の厚みを確保して前駆体レンズを作製するようにしていた。しかし、それでは重く見栄えの悪い玉型レンズを作製することとなってしまう。そのため、前駆体レンズの縁が欠落せずなおかつ縁厚を十分維持しながらも玉型レンズに加工した際の厚みが薄くなるような前駆体レンズが求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、前駆体レンズの縁が欠落せずなおかつ縁厚を十分維持しながらも玉型レンズに加工した際の厚みを薄いものにできる玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１の発明では、ユーザーの選択した眼鏡フレームに対応するようにその周縁を削除することで玉型レンズに加工される円形あるいは楕円形の外形形状を有し、かつユーザーの処方に対応したプラス度数のレンズ特性が付与された前駆体レンズの製造方法であって、少なくとも前記玉型レンズのフレーム形状データ及び縁厚データを含む加工データを入力する加工データ入力工程と、前記前駆体レンズを作製する場合にその縁厚が所定厚みよりも小さくなるかどうかを判断する縁厚厚み判断工程と、前記玉型レンズの加工データに基づいて材料ブロックの内面側を加工して前記前駆体レンズを作製する前駆体レンズ作製工程とを備え、前記前駆体レンズ作製工程で作製される前記前駆体レンズの縁厚が前記縁厚厚み判断工程において前記玉型レンズの加工データに基づいて所定厚みよりも小さくなると判断した場合に、前記玉型レンズ部分について加工データに基づいて加工するとともに前記玉型レンズ部分の周囲部分について前記前駆体レンズの縁厚が所定厚み以上となるように加工データを修正して加工するようにしたことをその要旨とする。
また請求項２の発明では、請求項１の発明の構成に加え、前記材料ブロックには所定の凸面あるいは凹面加工面が前もって形成され、前記前駆体レンズ作製工程においては凸面あるいは凹面加工面と対向する面側に加工を施すようにしたことをその要旨とする。
また請求項３の発明では、請求項１又は２の発明の構成に加え、前記前駆体レンズ作製工程において加工される前記玉型レンズ部分の周囲部分については少なくとも前記玉型レンズ部分に隣接する領域が全方向で連続的であることをその要旨とする。

上記のような構成では、前駆体レンズを製造するために加工データ入力工程でユーザーの処方に応じた加工データを入力する。加工データは少なくとも最終的に加工される玉型レンズのフレームサイズデータ及び縁厚データを含む。その他の加工データとしては例えば、レンズ中心厚、前駆体レンズのレンズ縁厚、レンズカーブ、累進帯長、加入度数、瞳孔間距離、球面度数、乱視度数、乱視軸の方向等の各データが挙げられる。
メーカー側ではこれら加工データに基づいて前駆体レンズ作製工程において公知の手段で材料ブロックを加工して前駆体レンズを作製する。
この際に作製される同前駆体レンズの縁厚が同玉型レンズの加工データに基づくと所定厚みよりも小さくなってしまう場合には同玉型レンズ部分については加工データを反映させて加工するとともに同玉型レンズ部分の周囲部分について同前駆体レンズの縁厚が所定厚み以上となるように加工データを修正して加工する。
これによって玉型レンズ部分の縁厚が薄くなるように加工しても、前駆体レンズの縁厚は所定以上の厚みを維持できるため、前駆体レンズの縁が欠落したり加工に耐えられないほど薄くなってしまうことがない。
このような工程で製造される前駆体レンズは特に中心厚が縁厚よりも厚くなるプラスレンズで普遍的に利用できる技術であるが、マイナスレンズであってもプリズム量が大きなレンズや加入度の大きな累進屈折力レンズでは利用可能である。

ここに、前駆体レンズを作製するためのベースとなる材料ブロックには所定の凸面あるいは凹面加工面が形成され、前記前駆体レンズ作製工程においては凸面あるいは凹面加工面と対向する面側に加工を施すようにすることが好ましい。つまり、前駆体レンズ作製工程においては材料ブロックの外面（物体）側の面か内面（眼球）側の面の一方だけに加工を施すことが好ましい。このように前もってレンズ面として加工された面ではないその面と対向した面のみに対して加工することで加工工程が簡略化される。加工する面はレンズの内面側であることが好ましい。
また、前駆体レンズ作製工程において加工される玉型レンズ部分の周囲部分については少なくとも玉型レンズ部分に隣接する領域が全方向で連続的であることが好ましい。つまり玉型レンズ部分はその周囲部分と段差や角状とはならず滑らかに接続され、なおかつ周囲部分の玉型レンズ部分に隣接する領域全体も段差や角ができるようなことがなく滑らかであることが好ましい。そのためには加工データに基づいて加工されるサグ量に付加される周囲部分の少なくとも玉型レンズ部分に隣接する領域への修正量は２次以上の関数で表される必要がある。

上記各請求項の発明では、プラス度数の前駆体レンズを製造する場合において、玉型レンズ部分の縁厚をどのように薄く加工したとしても、前駆体レンズの縁厚自体は所定以上の厚みを維持できるため、前駆体レンズの縁が欠落したり加工に耐えられないほど薄くなってしまうことがない。そのため従来のように玉型レンズを十分薄くするために縁が欠落したり極端に薄い前駆体レンズを製造したり、逆に前駆体レンズの十分な縁厚を確保するために玉型レンズが非常に厚いものになったりすることがない。

以下、本発明の方法を実施した実施の形態について説明する。
本実施の形態の前駆体レンズは図１に示す「セミフィニッシュ」と呼称される十分な厚みを有する材料ブロック１１を図示しないＣＡＭ（computer aided manufacturing）装置にて切削加工して得られる。本実施の形態１における材料ブロック１１の平面形状は円形とされ、その表面は前もって所定の曲率で球面状に加工された凸状加工面１２とされている。裏面は所定の曲率で球面状に加工された凹状加工面１３とされている。
本実施の形態では材料ブロック１１の形状データをＣＡＭ装置に入力するとともに、加工データに基づいて凸状加工面１２側を固定装置に固定し凹状加工面１３側を加工する。切削加工された材料ブロック１１には更に切削面にスムージング加工及びポリッシング加工を施し滑らかな加工面を形成させ前駆体レンズ１５を得る。更に、この前駆体レンズ１５に対して既知の表面コーティングを施す。本実施例ではハード膜を形成させた後その外側にマルチ膜を形成させて表面コーティングとする。

このような加工工程で得られる前駆体レンズ１５は次のような手段によって形状データを計算し上記加工が施される。
図２に示すように、レンズ外方からレンズのフィッティングポイント（幾何中心としてもよい）に向かう所定の数の直線を設定し、各直線にて切断したレンズ断面の所望の形状データをシミュレートする。
例えば、ある直線Ｐについて説明する。図３に示すように、直線Ｐ上では少なくとも材料ブロック１１の外縁Ａ、玉型レンズの縁位置Ｂをそれぞれプロットするとともに、フィッティングポイントからの所定の直線Ｐ上にあるいくつかの点Ｃ・・・をプロットする。そして、直線Ｐについてその断面の形状データを得ると同様に他のレンズの幾何中心に向かう直線上の断面形状の形状データを得る。
そして隣接する断面形状間については既知の補完計算を行い、レンズ有効領域１１の形状データと併せて全体として立体的なレンズ裏面形状のデータを得る。この得られた形状データに基づいてＣＡＭ装置にて切削及び研削加工する。
この際に、フレームよりも外側部分についてはフレーム縁位置を基点としてサグ量に変位量を付加するような関数式を与える。この式は全面を滑らかに接続させるため複次関数が好ましく、例えば２次関数であれば一般式をｆ_１（ｘ）＝ａＸ^２＋ｂＸ＋ｃと置くことができ、３次関数であれば一般式をｆ_２（ｘ）＝ａＸ^３＋ｂＸ^２＋ｃＸ＋ｄと置くことができる。

次に、実施の形態に基づいて実行される具体的な実施例について説明する。
本実施例では乱視度数のあるプラスのＳＶ（シングルヴィジョン）レンズを製造する場合において本発明を適用する場合を説明する。
本実施例では次のような玉型レンズを作製する前提として前駆体レンズ１５を製造するものとする。
・玉型レンズ処方Ｓ：＋０．００ＤＣ：＋３．００ＤＡＸ：１８０
・表面カーブの曲率半径８６．６ｍｍ
・素材屈折率１．６
・玉型レンズ縁のフィッティングポイントからの距離耳側：３０ｍｍ鼻側：２５ｍｍ上側：１２ｍｍ下側：１６ｍｍ
前駆体レンズ１５は次のような設定とする。
・前駆体レンズの直径直径６２ｍｍ
・前駆体レンズの中心厚１．８ｍｍ（幾何中心での中心厚。本実施例では幾何中心とフィッティングポイントとは一致する）
・玉型レンズの縁厚耳側：１．９ｍｍ鼻側：１．９ｍｍ上側：１．５ｍｍ下側：１．２ｍｍ
・前駆体レンズの最大縁厚耳側：２．０ｍｍ鼻側：２．０ｍｍ
・前駆体レンズの最小縁厚上側：０．６ｍｍ下側：０．６ｍｍ

一方、実施例の比較対照として上記玉型レンズ処方、表面カーブの曲率半径、前駆体レンズの直径及び前駆体レンズの中心厚に基づく従来の前駆体レンズを次のようにシミュレートした。上記処方の玉型レンズを作製するという設定なので従来の前駆体レンズの内面もトーリック面となる。
・前駆体レンズの直径直径６２ｍｍ
・前駆体レンズの中心厚１．８ｍｍ
・玉型レンズの縁厚耳側：１．９ｍｍ鼻側：１．９ｍｍ上側：１．５ｍｍ下側：１．２ｍｍ
・前駆体レンズの最大縁厚耳側：２．０ｍｍ鼻側：２．０ｍｍ
・前駆体レンズの最小縁厚上側：−０．６ｍｍ下側：−０．６ｍｍ中心から上側または下側２７ｍｍ位置で厚み０ｍｍ
実施例と従来の前駆体レンズについて図４に図示する。図４においてかっこ内が従来の前駆体レンズのデータである。

ここに、玉型レンズの外側の部分についてどの程度の変位量とするかは変位させない場合をシミュレートしてその差分から変位量を決定させることができる。以下、フィッティングポイントから下側に延出された直線上の断面形状の具体的なシミュレーションについて説明する。
上記のように従来の前駆体レンズでは、中心から１６ｍｍ下方では１．２ｍｍの厚さ、２７ｍｍ下方では０．００ｍｍの厚さ、３１ｍｍ下方（つまり前駆体レンズの縁位置）では−０．６ｍｍの厚さ（つまり縁が欠落する）となる。そのため実施例では３１ｍｍ下方で従来よりも１．２ｍｍ厚くするように変位させることが必要条件となる。
この条件に加えて本実施例では下側の玉型レンズ縁のフィッティングポイントからの距離は１６ｍｍなので、ここまでは従来の前駆体レンズと同様の設定とする。そしてそれよりも下側の長さ分の１５ｍｍで０．６ｍｍの厚さとなるようにサグ量を調節する。
本実施例のではこのサグ量に滑らかに変位量を付加するための式として、まずｆ_１（Ｘ）＝ａＸ^２＋ｂＸ＋ｃを考える。玉型レンズ部分とその周囲部分との境界部分を滑らかに接続させるためにまず中心から１６ｍｍ下方位置をＸ＝０とすると、ｂ＝ｃ＝０を導きだせる。３１ｍｍ下方はＸ＝１５であるためｆ_１（１５）＝ａ×１５×１５＝１．２となりａ＝０．００５３３となる。つまり、ｆ_１（Ｘ）＝０．００５３３Ｘ^２とすることができる。
また、サグ量に滑らかに変位量を付加するための次の式として、まずｆ_２（Ｘ）＝ａＸ^３＋ｂＸ^２＋ｃＸ＋ｄを考える。ｆ_２（Ｘ）もｆ_１（Ｘ）と同様玉型レンズとその周囲部分との境界部分を滑らかに接続させるためにここではｂ＝ｃ＝ｄ＝０とする。ｆ_１（Ｘ）と同じようにしてａを求めるとａ＝０．０００３５５となる。つまり、ｆ_２（Ｘ）＝０．０００３５５Ｘ^３とすることができる。本実施例ではこの変位量を付加する式に基づいて加工される前駆体レンズ１５を実施例２とする。また、従来の前駆体レンズを比較例１としてレンズ中心から１６ｍｍ下方位置を基点とした前駆体レンズの縁位置までのレンズ厚の比較を表１に示す。
尚、他の方向についても同様に変位量を与え、上記のように玉型レンズの周囲部分変位量を付加するようにし、そして隣接する断面形状間について上記のように補完計算を行う。

以上のように構成することで本実施の形態では次のような効果が奏される。
（１）上記のような玉型レンズ処方に基づいて前駆体レンズを製造しようとすると、図３のように上下位置で縁の欠落が発生してしまう。従来ではこの縁の欠落を防止するためには前駆体レンズの中心厚をもっと厚いものにしなければ前駆体レンズ１５の必要な縁厚は確保できなかった。
ところが、本実施の形態のように構成すれば玉型レンズを薄くできるとともに前駆体レンズ１５の必要な縁厚も確保することが可能である。
（２）実施例１と実施例２を比較すると、実施例２のほうが玉型付近での変位量が少なく、玉型付近での形状変化を抑制するような設定となっている。一方で実施例１のほうが全体の肉厚は実施例２よりも均一で強度の点で有利である。つまり、前駆体レンズ１５の必要な縁厚を確保するとともに用途に応じてその変位量の特性を自在に変更することが可能となっている。
（３）前駆体レンズ１５の周囲部分は全体に滑らかで角部や段差部がまったくないので切削工程の後のハード膜を形成させる段階でコート液に漬けても液が滞留して液垂れの原因になったりすることがない。

尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施例では乱視度数のあるプラスのＳＶレンズを一例として挙げたが、その他のレンズに応用することは自由である。
・前駆体レンズはメーカー側で製造し、これをクライアント側で加工して玉型レンズを得るようにしても、メーカー側で玉型レンズの加工まで行うようにしてもどちらでも構わない。
・上記実施の形態ではシミュレートするための直線はレンズ外方からレンズのフィッティングポイント（あるいは幾何中心）を目指すような設定であったが、必ずしもそれらの点である必然性はない。つまり計算の基準とすべき任意の点であれば足りるものである。
・上記実施の形態では形状データはＣＡＭ装置に直接入力するようになっていたが、他の操作端末（コンピュータ）に入力してＣＡＭ装置に出力するようにしても構わない。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。

本発明の実施の形態に使用される材料ブロックの正面図。実施の形態における周方向の形状データの入手方法を説明する説明図。実施の形態における玉型レンズの断面方向の形状データの入手方法を説明する説明図。前駆体レンズにおける実施例と比較例の各種データの数値を説明する説明図。

符号の説明

１１…材料ブロック、１５…前駆体レンズ。

Claims

ユーザーの選択した眼鏡フレームに対応するようにその周縁を削除することで玉型レンズに加工される円形あるいは楕円形の外形形状を有し、かつユーザーの処方に対応したプラス度数のレンズ特性が付与された前駆体レンズの製造方法であって、
少なくとも前記玉型レンズのフレーム形状データ及び縁厚データを含む加工データを入力する加工データ入力工程と、
前記前駆体レンズを作製する場合にその縁厚が所定厚みよりも小さくなるかどうかを判断する縁厚厚み判断工程と、
前記玉型レンズの加工データに基づいて材料ブロックの内面側を加工して前記前駆体レンズを作製する前駆体レンズ作製工程とを備え、
前記前駆体レンズ作製工程で作製される前記前駆体レンズの縁厚が前記縁厚厚み判断工程において前記玉型レンズの加工データに基づいて所定厚みよりも小さくなると判断した場合に、前記玉型レンズ部分について加工データに基づいて加工するとともに前記玉型レンズ部分の周囲部分について前記前駆体レンズの縁厚が所定厚み以上となるように加工データを修正して加工するようにしたことを特徴とする玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
前記材料ブロックには所定の凸面あるいは凹面加工面が前もって形成され、前記前駆体レンズ作製工程においては凸面あるいは凹面加工面と対向する面側に加工を施すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
前記前駆体レンズ作製工程において加工される前記玉型レンズ部分の周囲部分については少なくとも前記玉型レンズ部分に隣接する領域が全方向で連続的であることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。