眼鏡用レンズ前駆体、眼鏡用レンズ及び同レンズの加工方法
【課題】レンズ有効領域の外側に設けられる面取り部分を迅速に形成させることができる眼鏡用レンズの加工方法及びその加工方法で加工された眼鏡用レンズ前駆体、眼鏡用レンズを提供すること。
【解決手段】支持された材料ブロックをＮＣ旋盤装置によって加工して材料ブロックの裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法であって、レンズ有効領域の外周部分に面取り部を形成する加工工程においてバイトに材料ブロックが一回転する間に材料ブロックの裏面に対して相対的に材料ブロックの周方向に設定された所定の加工基準位置Ｐ１（Ｐ２）において最も進出し、加工基準位置Ｐ１（Ｐ２）から離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ材料ブロックと接触して材料ブロックを加工させるようにして丸レンズ１１を作製する。
【解決手段】支持された材料ブロックをＮＣ旋盤装置によって加工して材料ブロックの裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法であって、レンズ有効領域の外周部分に面取り部を形成する加工工程においてバイトに材料ブロックが一回転する間に材料ブロックの裏面に対して相対的に材料ブロックの周方向に設定された所定の加工基準位置Ｐ１（Ｐ２）において最も進出し、加工基準位置Ｐ１（Ｐ２）から離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ材料ブロックと接触して材料ブロックを加工させるようにして丸レンズ１１を作製する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は眼鏡用レンズ前駆体、眼鏡用レンズ及び同レンズの加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から眼鏡用レンズではレンズ裏面のレンズ有効領域の外側に面取り加工を施している。面取り加工はレンズの不要な部分の除去であり突起していると欠損しやすいという物理的な理由もあるが、実際にはレンズ自体の美観と、特に厚いレンズを使用している眼鏡使用者において自分と対面している第三者にいかにも厚いレンズを使用しているという印象を与えないようにすることを主眼に行われている。面取り加工は一般にグラインダー等の加工機械によって手作業あるいは自動化されて実行されているが、ＮＣ旋盤を使用してレンズ有効領域と併せて加工することも行われている。ＮＣ旋盤加工は支持されたレンズ基材を周方向に回転させ、その裏面側から加工工具によってレンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工するものである。このようなＮＣ旋盤による加工方法の一例として例えば特許文献１を挙げる。特許文献１にはレンズ有効領域の外側が所定の面取り面となるように切削加工あるいは研削加工する技術が開示されている。特許文献１のような加工方法によれば眼鏡用レンズの面取り面が滑らかで非常にきれいに仕上がるため好ましい。
【特許文献１】特開２００２−２３９８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の技術は予定される形状になるように加工工具をレンズ裏面に常時接触させながら加工していく方式を採用している。つまり面取り位置として入力された所定の位置データに基づいてレンズ面を加工していくものであるため、滑らかで正確な加工ができるものの、常にレンズ面の全周を加工していかねばならないため加工時間が非常に長くかかってしまうこととなっていた。この場合に単純にレンズ基材の回転速度とこれに追随する加工工具の進退速度、つまり加工速度を上げれば加工時間が短縮できるわけであるが、加工速度が上がれば加工工具の進退の速度もそれに追随して上がることとなってしまうため加工工具にかかる進退時の加速度が大きくなって加工工具やＮＣ旋盤の機構に過剰な負荷がかかってしまうこととなる。ＮＣ旋盤の出力や加工工具及び各機構の機械的強度は自ずと決まっているため加工速度を上げることで加工時間を短縮することには無理がある。そのため、従来のＮＣ旋盤等の加工装置を従来の加工速度のままでも使用することが可能で、なおかつ加工時間が短縮できるような技術が求められていた。
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、レンズ有効領域の外側に設けられる面取り部分を迅速に形成させることができる眼鏡用レンズの加工方法及びその加工方法で加工された眼鏡用レンズ前駆体、眼鏡用レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために請求項１の発明では、支持されたレンズ基材を周方向に回転させるとともに、前記レンズ基材の裏面側に加工工具を配置し、同加工工具を前記レンズ基材方向に同レンズ基材に対して相対的に進出させることで前記加工工具を前記レンズ基材の裏面に当接させて回転に伴って当該当接位置において同心状に所定のサグ量での加工を実行させるとともに、前記加工工具を前記レンズ基材の回転中心方向に対して接近あるいは離間するように前記レンズ基材に対して相対的に移動させることで前記レンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法であって、同加工方法は、眼鏡使用者に設定された矯正視力を得るために設計された第１の加工プログラムに基づいて前記レンズ基材の裏面にレンズ有効領域を加工する第１のレンズ加工工程と、
同第１のレンズ加工工程によって加工される前記レンズ有効領域の外周部分に面取り部を形成するために第２の加工プログラムに基づいて面取り加工を施す第２のレンズ加工工程とを備え、前記加工工具は前記第２のレンズ加工工程において前記レンズ基材が一回転する間に前記レンズ基材の裏面に対して相対的に同レンズ基材の周方向に設定された１又は複数の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、前記加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ前記レンズ基材と接触して同レンズ基材を加工するように制御されることをその要旨とする。
また、請求項２に記載の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記第２のレンズ加工工程において前記工具が前記レンズ基材が一回転する間に所定の軌道で進退するように制御するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項３に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記第２のレンズ加工工程において前記加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の周方向における固定位置に設定されることをその要旨とする。
また、請求項４に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記第２のレンズ加工工程において前記加工基準位置Ｐの異なる複数回の面取り加工を実行することをその要旨とする。
また、請求項５に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記第２のレンズ加工工程における前記加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の回転に伴って変位することをその要旨とする。
【０００５】
また、請求項６に記載の発明では請求項１〜５のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記加工工具の一回転中での最大後退位置からの最大進出量は面取り動作中において一定であることをその要旨とする。
また、請求項７に記載の発明では請求項１〜６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記第１のレンズ加工工程及び前記第２のレンズ加工工程は単一のＮＣ旋盤によってその加工が実行されることをその要旨とする。
また、請求項８に記載の発明では請求項１〜７のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記レンズ基材は玉型加工して枠入れする際の上下位置となる部分については面取り加工を施さないことをその要旨とする。
また、請求項９に記載の発明では請求項１〜８のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記レンズ有効領域と前記面取り部との境界部分は連続的な曲面で接続されることをその要旨とする。
また、請求項１０に記載の発明では、支持されたレンズ基材を周方向に回転させるとともに、前記レンズ基材の裏面側に加工工具を配置し、同加工工具を前記レンズ基材方向に同レンズ基材に対して相対的に進出させることで前記加工工具を前記レンズ基材の裏面に当接させて回転に伴って当該当接位置において同心状に所定のサグ量での加工を実行させるとともに、前記加工工具を前記レンズ基材の回転中心方向に対して接近あるいは離間するように前記レンズ基材に対して相対的に移動させることで前記レンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法によって加工された眼鏡用レンズ前駆体であって、同眼鏡用レンズ前駆体は、前記レンズ基材の裏面にレンズ有効領域を備えるとともに、同レンズ有効領域の外周に周方向に沿って湾曲した面取り部を備え、
同面取り部は前記レンズ基材が一回転する間に前記加工工具が前記レンズ基材の裏面に対して相対的に同レンズ基材の周方向に設定された１又は複数の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、前記加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ前記レンズ基材と接触して同レンズ基材を加工するような加工方法によって成形されていることをその要旨とする。
また、請求項１１に記載の発明では請求項１０に記載の発明の構成に加え、前記所定の加工基準位置Ｐとは前記レンズ基材を玉型加工して枠入れする際の耳側又は鼻側に対応する位置であることをその要旨とする。
また、請求項１２に記載の発明では請求項１１に記載の発明の構成に加え、前記眼鏡用レンズ前駆体を玉型加工して得ることをその要旨とする。
【０００６】
上記のような構成では、回転するレンズ基材の裏面を加工工具によって所定の３次元的な面形状に加工する際に第１のレンズ加工工程によってレンズ有効領域が形成され第２のレンズ加工工程によってレンズ有効領域の外周部分に面取り部が形成されることとなる。第１のレンズ加工工程と第２のレンズ加工工程の加工順序は問わない。レンズ基材の裏面は当初から凹面形状であっても第１のレンズ加工工程で凹面形状に加工するような場合であってもどちらでもよい。第１のレンズ加工工程及び前記第２のレンズ加工工程は単一のＮＣ旋盤によってその加工が実行されることが好ましい。
面取り加工動作中において加工工具は一回転の間にレンズ基材の周方向に設定された１又は複数の所定の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるように制御される。つまり加工したいレンズ形状データとは無関係に加工工具は回転するレンズ基材に対して相対的な進退動作を行うだけの動作制御となる。そして、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみレンズ基材と接触してレンズ基材を加工することとなる。つまり、加工工具は常にレンズ基材と接触しているのではなく後退することでレンズ基材とは接触しなくなる。
加工基準位置Ｐとは加工工具がレンズ基材を周回すると考えた場合の所定の位相として理解することができる。ここに「最も進出」とは最大のストロークでそれ以上は進出しないことをいう。所定の加工基準位置Ｐが複数ある場合にはそれぞれ異なる進出量で最も進出する場合もありうる。加工工具がこの加工基準位置Ｐ（最大進出位置）でレンズ基材に接しなければ加工基準位置Ｐ以外の位置ではレンズ基材に接することはなく、加工工具がこの加工基準位置Ｐでレンズ基材に接しても加工基準位置Ｐ以外の位置でレンズ基材に接するとは限らない。すなわち加工基準位置Ｐはその周回における加工工具のレンズ基材へ最接近する位置である。
加工工具がこのような進出動作を行うとレンズ基材に対するサグ量が加工基準位置Ｐで最も多くなり加工基準位置Ｐから離間するほど少なくなるような加工がされることとなる。加工工具はレンズ基材の回転中心に対して接近あるいは離間するように移動する際に各周回において所定の進退動作を行う。尚、上記進出動作や移動動作はレンズ基材に対して相対的、つまり実際には加工工具側が固定されレンズ基材側が動いても構わない。
【０００７】
加工工具は第２のレンズ加工工程においてレンズ基材が一回転する間に所定の軌道で進退するように制御されることが好ましい。この軌跡として例えば縦軸に振幅、横軸に時間を設定した正弦波や余弦波のような軌跡を想定することができる。このような三角関数を利用すれば加工工具は方向転換する際に速度を落とすことができ加速度を低減できるとともに、加工工具の制御を容易に実行することができる。
上記加工方法においては以下のような好ましい加工方法を挙げることができる。
まず加工工具への過剰な負荷を防止するためには第２のレンズ加工工程において加工基準位置Ｐは１つ又は２つに設定することが好ましい。加工基準位置Ｐを２つに設定する場合には相対する１８０度近い角度をもって配置することが加工工具にかかる加速度の低減という点から好ましい。
また、加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の周方向における固定位置に設定されることが制御上好ましい。例えば加工基準位置Ｐを２つに設定した場合常に耳側と鼻側の１８０度程度周方向に離れた２箇所に固定して耳側と鼻側を最も進出する位置にするようなことが考えられる。
また上記加工方法においては前記加工基準位置Ｐの異なる複数回の面取り加工を実行することが好ましい。一回の面取り加工での加工基準位置Ｐは１つのみであっても複数であってもよい。これは選択されたある前記加工基準位置Ｐでｎ回目の面取り加工を実行した後、前記加工基準位置Ｐを他の位置に変位させｎ＋１回目の面取り加工を実行するように異なる加工基準位置Ｐで複数回の面取り加工を実行することを意味する。これによって一回の面取り加工での加工領域は小さくともレンズ基材の周方向に沿って複数回数の面取り加工を実行することで多くの方向からの加工が可能となって所望の形状をレリーフ状にレンズ基材の裏面に形成させることができる。
また上記加工方法においては第２のレンズ加工工程における加工基準位置Ｐが前記レンズ基材の回転に伴って変位するように構成することが好ましい。
この方法においては加工基準位置Ｐを一回転ごとに変位させても複数回転ごとに変位させてもよい。このように加工基準位置Ｐを変位させることでより広い領域を一回の面取り加工で加工することができ、隣接する変位位置を近接させることで隣接する不連続面をより滑らかに接続させることができることとなる。
【０００８】
上記加工においては前記加工工具の一回転中での最大後退位置からの最大進出量は面取り動作中において一定であることが好ましい。
つまり加工工具の前後進出量を一定化するということである。確かに進出量を変動させるようにすればレンズ基材と加工工具との接触頻度がますためより合理的な加工ができる。しかし、それは一方で加工工具の動作において過剰な加速度が発生じるものであり、更に有効領域の外側に段差やカドがついたような、不連続な形状が発生する可能性も生じるものである。このように構成することによって、加工工具は常に一定以下の加速度で動作させることができるため過剰な加速度となることが防止される。また、不連続な形状の発生も抑制される。更に、加工工具の移動量を固定化することによって計算が単純になり制御プログラムの作成が楽になる。
また、レンズ基材は玉型加工して枠入れする際の上下位置となる部分については面取り加工を施さないようにすることが好ましい。一般に耳側及び鼻側に比べて上下方向では面取り加工を施さないほうがレンズを枠入れした際の見栄えがよいと考えられるためである。フレーム形状によって上下方向の縁のレンズ厚みがある場合には面取り加工をしたほうがよいケースもある。
加工において不連続となる面同士の境界部分は連続的な曲面で接続されることが好ましい。少なくともレンズ有効領域と面取り部との境界部分についてはこのような加工がされることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
上記各請求項の発明では、眼鏡用レンズを加工する際にレンズ有効領域の外側の面取り部分を迅速に形成させることができ、結果としてレンズ作成の低コスト化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
実施例１の眼鏡用レンズ前駆体としての丸レンズ１１は図１に示すようないわゆる「セミ」と呼ばれる十分な厚みを有する円筒状の材料ブロック１２をＮＣ（Numerical Control）装置にて切削加工あるいは研削加工して得られたものである。丸レンズ１１は平面視において円形形状であって加工によってレンズ度数が得られていることと、その後にフレーム形状に加工して得られる玉型レンズとの外観上の違いから一般にそのように呼称されている。本実施例１における材料ブロック１２は素材屈折率１．７０で半径７０ｍｍの円筒体であって、表面は所定の曲率で凸状に形成され、裏面は所定の曲率で凹状に形成されている。図２の仮想線が丸レンズ１１においてフレームに取り付ける部分であって、いわゆる玉型と称される部分となる領域である。以下この領域を玉型領域ＬＡとする。
図１〜図３に示すように、丸レンズ１１は材料ブロック１２の裏面側が加工されてレンズ有効領域１３及びレンズ非有効領域１４が形成されている。本実施例１では丸レンズ１１のレンズ度数はＳ−１０．００Ｄで両面に回転対称非球面を有するレンズとして作製するものとする。
レンズ有効領域１３は丸レンズ１１の耳側に若干偏倚した上下方向に長径を有する楕円形状をなす凹形状の領域である。レンズ有効領域１３は凸側と協調して所定のレンズ度数を発揮する。レンズ非有効領域１４はレンズ有効領域１３との境界部分において面取り部１５が形成されている。図２に斜線で示す部分がレンズ非有効領域１４である。面取り部１５は耳側と鼻側の両側にそれぞれ第１の面取り部１５ａと第２の面取り部１５ｂとして配置されている。図２に示すように、光学中心Ｏを通る水平線が耳側の周縁と交叉する位置を第１の加工基準位置Ｐ１とし、鼻側の周縁と交叉する位置を第２の加工基準位置Ｐ２とすると本実施例１では第１の面取り部１５ａは水平線を境界として上下対称形状であり、第２の面取り部１５ｂは同じく水平線を境界として上下対称形状である。第１の面取り部１５ａ及び第２の面取り部１５ｂともに玉型領域ＬＡに含まれる部分は実際の面取り部としてフレームに収まる部分であるが、玉型領域ＬＡの外側部分は玉型加工においてカットされる不要部分となる。
【００１１】
本実施例１の第１の面取り部１５ａは丸レンズ１１を円錐形状の一部を周方向に沿って切り取ったような形状に近似した丸レンズ１１の半径方向での断面において４５度の角度で面取りされた面であって、丸レンズ１１の耳側の縁に沿って上下方向寄りほど徐々に面取りした領域が少なくなるように、つまり平面視において三日月形状となるように構成されている。第１の面取り部１５ａは第１の加工基準位置Ｐ１の隣接する中央付近ではレンズ有効領域１３と境界を接し、上下方向に向かって徐々にレンズ有効領域１３から離間しレンズ非有効領域１４と境界を接するようになっている。第１の面取り部１５ａとレンズ有効領域１３との境界線Ｂ１部分及び第２の面取り部１５ｂとレンズ有効領域１３との境界線Ｂ２部分は共に不連続な部分がないように滑らかに接続されている。特に境界線Ｂ１部分は第１の面取り部１５ａとレンズ有効領域１３とのなす角度が急であるのでこのような加工をすることは意義がある。
図４の光学中心Ｏと第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２とを結ぶ線状での断面位置において、本実施例１ではヤゲン加工を施す必要から第１の面取り部１５ａのレンズ有効領域１３縁から４．０ｍｍ外方の玉型領域ＬＡ縁での厚みを２．５ｍｍとした。理論的には玉型領域ＬＡから外側の第１の面取り部１５ａはカットしてしまう不要な領域であるためその形状は問わないが、ここでは４５度の角度のまま連続的な面として面取りをした。但し、この角度のまま加工をすると周縁部分を完全にカットしてしまうこととなり取り扱い上不便である。そのため丸レンズ１１として円形の外形形状を残す必要から周縁寄りを１ｍｍの厚さとした。
【００１２】
本実施例１の第２の面取り部１５ｂは本実施例１の第１の面取り部１５ａは丸レンズ１１を円錐形状の一部を周方向に沿って切り取ったような形状に近似した丸レンズ１１の半径方向での断面において３０度の角度で面取りされた面であって、第２の加工基準位置Ｐ２を基準としてレンズ有効領域１３の縁に沿って上下方向寄りほど徐々に面取りした領域が少なくなるように、つまり第１の面取り部１５ａと同様平面視において三日月形状となるように構成されている。第２の面取り部１５ｂは上下方向寄りで消滅し、そのためレンズ有効領域１３の上下部分は第１及び第２の面取り部１５ａ，１５ｂのいずれにも境界を接していない部分とされている。
レンズ非有効領域１４において第２の面取り部１５ｂの外方を包囲する部分は表面の凸形状に沿った凹状に形成されてカーブに形成されている。ここではこの部分を１ｍｍの厚さとした。
図４の光学中心Ｏと第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２とを結ぶ線状での断面位置において、上記と同様第２の面取り部１５ａのレンズ有効領域１３から４．０ｍｍ外方の玉型領域ＬＡ縁での厚みを２．５ｍｍとした。鼻側は耳側に比べてレンズ有効領域１３が狭く、光学中心Ｏから遠い部分は不要となるため耳側に比べてレンズ厚の薄い中央寄りで第２の面取り部１５ｂを設けることができる。そのため、鼻側のレンズ厚は耳側に比べて薄くなる。理論的には玉型領域ＬＡから外側、つまり第２の面取り部１５ｂの外側のレンズ非有効領域１４はカットしてしまう不要な領域であるためその形状は問わないが、ここでは比較的浅めの１０度の角度を与え周縁部で丸レンズ１１の形状を残すようにした。
実施例１の丸レンズ１１は後述する加工方法において耳側と鼻側の対向する２方向から加工した結果得られたものである。
【００１３】
（実施例２）
図５に示すように、実施例２は実施例１において第１の面取り部１５ａと第２の面取り部１５ｂがそれぞれ上下端方向で多めの面積とされた例である。
実施例２の丸レンズ１１は後述する加工方法において耳側と鼻側の対向する２方向においてそれぞれ実施例１と同じ加工を第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２で行うとともにそれら基準位置Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ上下周方向に若干ずれた（本実施例２では２０度ずつ）第３〜第６の基準位置Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の合計６方向から加工した結果得られたものである。
【００１４】
次に、材料ブロック１２から丸レンズ１１を作製する加工方法について説明する。
本実施例では図６に示すＮＣ旋盤装置３０を使用して材料ブロック１２を加工する。ＮＣ旋盤装置３０の主軸３１はテーブル３２の面板３３に回転可能に取り付けられている。主軸３１はＺ軸に平行に延出されている。主軸３１は主軸回転モータ３５によって回転させられる。主軸３１の先端にはチャック部３６が形成されている。材料ブロック１２の凸面側には連結部を備えたパッド３８が前もって貼着されており、材料ブロック１２はパッド３８の連結部を介してチャック部３６に固定される。材料ブロック１２は主軸３１先端に固定された状態でその光学中心Ｏは主軸３１の回転中心と一致する。主軸３１と対向する位置には刃物台３７が配設されている。刃物台３７は複数の刃物台駆動モータ３９によってＸ軸Ｚ軸方向の２方向に対して移動可能とされている。Ｘ軸は刃物台３７の主軸３１に対する左右方向の直交方向、Ｚ軸は刃物台３７の主軸３１に対する接離方向である。刃物台３７のバイトチャック部４０には加工工具としてのバイト４１が着脱可能に取り付けられている。各モータ３５，３９はサーボモータから構成されており、それぞれアンプ４２を介してコントローラ４３に接続されている。尚、図６は簡略化した図であり、本発明と直接関係のない構成については省略されている。
【００１５】
コントローラ４３はＣＰＵからなるＮＣ旋盤装置３０の制御部分であって、ＲＯＭ４４及びＲＡＭ４５が接続されている。ＲＯＭ４４にはＮＣ旋盤装置３０のシステムプログラム、ＮＣ加工プログラム、ＣＬ（カッターロケーション）データ作成プログラム、ＯＳ(Operation System)等の各種プログラムが記憶されている。また、コントローラ４３にはキーボードやマウス等から構成される入力操作部４６とモニター４７が接続されている。
ＲＡＭ４５には製品データ、加工工具であるバイトデータ、加工条件データ、機械データ、ＣＬデータ等が記憶されている。
製品データとは材料ブロック１２の形状データ及び作製される丸レンズ１１の形状データの両方を含む。バイトデータとは本実施例ではバイトは粗加工の場合と仕上げ加工の場合とでそれぞれ異なる種類を使用するため、それらの加工毎で取り替えるバイトの種類やサイズについての諸元データである。加工条件データとは一回転毎のバイトの送り量や送り速度等のデータであって、後述する第１〜第３の加工で異なる加工条件がバイトと関連づけされている。機械データは主軸３１と刃物台３７の位置関係や刃物台３７におけるバイトチャック部３９の位置関係等のＮＣ旋盤装置３０の機械要素の諸元データである。ＣＬデータとはバイトの材料ブロック１２に対する移動軌跡や移動速度等のデータであって、上記製品データ、バイトデータ、加工条件データ、機械データ等のデータに基づいてＣＬデータ作成プログラムによって作成される。更に、本実施例では面取り加工における一回転においてバイトをある加工基準位置Ｐにおいて最も進出させるような軌道で進退させる必要がある。このための必要なデータをバイト進退データとする。ＣＬデータ作成用のデータにはバイト進退データも含まれるものである。
コントローラ４３はＣＬデータに基づいてＮＣ加工プログラムを実行させ、前記各モータ３５，３８を制御する。
【００１６】
次に、このように構成されるＮＣ旋盤装置３０による丸レンズ１１の作製手順について具体的に説明する。
図６に示すように、ＮＣ旋盤装置３０の主軸３１に取り付けられ回転する材料ブロック１２に対してバイト４１は上下方向において回転中心Ｏ位置であって材料ブロック１２の外縁位置に配置される。この位置を加工開始位置とする。そして、バイト４１は回転中心Ｏに向かってＸ軸方向を移動するとともにＺ軸方向に進退させられて切削加工を行う。バイト４１がＸ軸方向を移動して回転中心Ｏに達した位置を加工終了位置とする。加工開始位置から加工終了位置まで移動することを１回の加工工程と定義する。実際の加工では材料ブロック１２が厚いため１回工程で加工することはできない。そのため、Ｚ軸方向の進出量を分けて同じ軌跡（カッターロケーション）で数回の加工を繰り返すようにしている。従って、以下のレンズ有効領域を形成する第１の加工では都合４回の加工工程で加工を行い、面取り加工となる第２の加工では異なる２方向のカッターロケーションでそれぞれ都合４回の加工工程で加工を行う。仕上げ加工となる第３及び第４の加工では１回の加工工程である。
＜第１の加工＞
第１の加工とはレンズ有効領域を含む領域の粗加工である。まず、粗加工用のバイト４１で材料ブロック１２を切削する。この粗加工で図８（ａ）の状態から図８（ｂ）のように材料ブロック１２の凹面側が光学中心Ｏにおいて点対称に大きくえぐられることとなる。粗加工によってレンズ有効領域１３を含む領域の加工が行われる。この加工は基本的に従来加工となる。
【００１７】
＜第２の加工＞
第２の加工とは面取り加工である。つまり、図８（ｂ）の状態の材料ブロック１２を図８（ｃ）のような面取りをした仕上げ加工をしていない丸レンズ１１を作製する加工である。第２の加工の段階は未だ粗加工に含まれる。以下の説明では図８（ａ）に示すように、第１の加工の終わった材料ブロック１２の耳側について所定の軌跡で加工し、次いで図８（ｂ）に示すように鼻側について所定の軌跡で加工する。この順序は逆でも構わない。
（第２の加工の実施例１）
図２及び図４に示すように、耳側では第１の加工基準位置Ｐ１においてレンズ有効領域１３縁から４．０ｍｍ外方の玉型領域ＬＡ縁での厚みが２．５ｍｍとなるような軌跡で加工するものとする。図９及び図１０は材料ブロック１２の一回転においてバイト４１が一回の進退動作を行っていることを模式的に表した図である。理解を容易にするためバイト４１側が回転しているように作図しているが、実際には回転するのは材料ブロック１２側である。図９及び図１０に示すように、材料ブロック１２の各周回では第１の加工基準位置Ｐ１が最も材料ブロック１２側に進出し第１の加工基準位置Ｐ１と１８０度変位した位置で最も後退する。この進退量は適宜設定可能であるが、本実施例では１０ｍｍに設定している。
本実施例では下記の式によって一回転中のバイト４１の材料ブロック１２に対するある位相における進出量を計算するようにしている。下記の式は余弦波の関数式を式中に導入し、ブロック１２の一回転中におけるバイト４１の相対的な位相位置における進出量を決定するようにしている。
バイト進出量（Ｌ）＝Ｓ×０．５×（１−cos（θ−θ0））
Ｓ：材料ブロックが一回転する間におけるバイトの最大進出位置と最大後退位置の差
θ：材料ブロックに対するバイトの位相角
θ0：ベース位相角
この式によれば−１＜cos（θ−θ0）＜１の値を取るためベース位相角（０度位置）において進出量は０であり最も進出する位置でＳとなる。ここでは耳側の第１の加工基準位置Ｐ１がcos（θ−θ0）の最小値で最も進出する位置となる。バイト４１は第１の加工基準位置Ｐ１を含む所定の範囲で材料ブロック１２に接触して切削加工を施すとともに、ある位相状態で材料ブロック１２から離間して図９及び図１０のように空中を周回することとなる。
【００１８】
本発明は求める加工面通りにバイト４１を移動させていく従来のならい加工ではなく、バイト４１を材料ブロック１２の回転に伴って単純な動きで進退させているだけである。従って、レンズを削りすぎないようにするためには、バイト４１を材料ブロック１２に対してある一回転においてどこまで進出させるかの最大進出位置を適切に設定する必要がある。そのためにはバイト４１が周回する際に最も進出する第１の加工基準位置Ｐ１が求める加工面の表面位置よりも進出しないような制御をする必要があるが、それだけでなくバイト４１が周回する際にいたるすべての位置において求める加工面よりも進出することは許されない。
そのため、本実施例では各周回においてコントローラ４３はＣＬデータ作成プログラムに次のようなシミュレーションを実行させて、作成されるＣＬデータに反映させるようにしている。
Ａ．バイト４１の刃の高さと、ある周回でのレンズ形状（これ以上深くカットしてはいけない仮想的な形状）の高さの差を求める。バイトの刃は位置によって材料ブロック１２と接触する位置が違うため、バイト４１の刃（本実施例では円形形状）のいたるところの高さを検討し、その差が最小になる値を採用する。
Ｂ．Ａ．のバイト４１の位置条件で、仮の軌道を想定する。この仮の軌道でカットしてはいけない仮想的な形状をえぐってしまっていれば、差の最小値はマイナスになり、バイト４１がレンズ基材にあたっていなければ、差の最小値はプラスになる。
Ｃ．プラスマイナスがないように調整してバイトの軌道を全体に変位させてバイトの軌道が決定される。
【００１９】
また、本実施例ではバイト４１は加工開始位置からＸ軸方向を回転中心Ｏに向かって加工終了位置まで内側へと移動していくが、ある一回転から次の一回転へは少し小さな円の回転となるため、前周円と今周円との接続を円滑に行うため、本実施例では下記の式によってバイト４１の前周円から今周円への円滑な接続を実行している。下記の式は前周円の終わり（最終位置）と今周円の始まり（初期位置）とが同じ位置となるように前周円が周回する間に回転中心Ｏ方向に移動する量（最終位置−初期位置）をバイト４１の一回転中の位相に応じて振り分けるようにした式である。
Ｘ軸方向バイト位置（Ｔ）＝初期位置＋（最終位置−初期位置）×０．５×（１−cos（θ／２））
θ：材料ブロックに対するバイトの位相角
【００２０】
上記のように耳側からの加工が完了すると、今度は図８（ｂ）に示すように、鼻側から第２の加工基準位置Ｐ２を基準として面取り加工を行う。鼻側についても上記耳側の加工方法に準じた加工が実行される。
（第２の加工の実施例２）
上記実施例１では１８０度対向する耳側と鼻側の２方向からそれぞれ一回の面取り加工を実行したが、実施例２では図１１のようにこれを一回のカッターロケーションで実行するものである。実施例２ではバイト４１の最も進出する位置（第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２）を材料ブロック１２が一回転する間に１８０度ずれた２方向に設定したものである。実施例１に比べればバイト４１にかかる加速度負荷は大きくなるが、実施例１と同様に従来の加工に比べて加工速度を向上させることができ、またＮＣ旋盤装置３０の制御も複雑ではない。
（第２の加工の実施例３）
上記実施例２では一回の回転で材料ブロック１２の耳側と鼻側の両側の面取り加工を実行するようにしていたが、図１２のように一回の回転での最も進出する位置は１つだけとし、一回回転毎に最も進出する位置を変化させるようにしてもよい。図１２ではイ、ロ、ハ、ニ、ホの順で回転し、バイト４１が最も進出する位置として第３の加工基準位置Ｐ３（イ）、第１の加工基準位置Ｐ１（ハ）、第２の加工基準位置Ｐ２（ホ）の順で一回転ごとに少しずつ周方向に変位させるようにしている。ここでは一回転毎に最も進出する位置が変更されているが、複数回転毎に変更するようにしてもよい。
（第２の加工の実施例４）
上記実施例１では１８０度対向する耳側と鼻側の２方向からそれぞれ一回の面取り加工を実行したが、図５のように第１の加工基準位置Ｐ１を周方向に２０度ずつずらした第３及び第４の加工基準位置Ｐ３，Ｐ４を設定し、同じく第２の加工基準位置Ｐ２を周方向に２０度ずつずらした第５及び第６の加工基準位置Ｐ５，Ｐ６を設定し、それら加工基準位置Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６をそれぞれバイトの最大進出位置として上記と同様の加工を実行したものである。第３及び第４の加工基準位置Ｐ２，Ｐ３での加工は第１の加工基準位置Ｐ１での加工を実行した後であるため、何度も行わず１回工程のみでもよい。第５及び第６の加工基準位置Ｐ５，Ｐ６での加工も同様である。このような加工とすればより滑らかな面取りが可能となる。
【００２１】
＜第３及び第４の加工＞
第３及び第４の加工は図７（ｃ）の粗加工状態の丸レンズ１１の加工面全体に対して行なう仕上げ加工である。本実施例ではまず面取り加工をした部分について同様のカッターロケーションで第３の加工を行い、その後、レンズ有効領域１３について第４の加工を行うものとする。第４の加工においてはバイト４１はレンズ有効領域１３の外側を通過するときは空振り（後退して空中に配置される）することとなる。仕上げ加工での切削量は本実施例では０．１ｍｍとする。
【００２２】
本実施例ではレンズ有効領域１３と第１及び第２の面取り部１５ａ，１５ｂとの境界部分Ｂ１の内側及び外側のそれぞれ０．５ｍｍの領域を緩衝帯ＢＡとして連続的な曲面としている。この曲面の設計の一例として本実施例では下記のような手法を採用する。
図１３は光学中心Ｏと第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２とを結ぶ線状での断面位置の有効領域１３と面取り部１５ａとの境界線Ｂ１部分の拡大図である。ここで緩衝帯ＢＡにかけて滑らかな付加形状Δωを与えることを考える。
付加形状Δωを与えない場合の有効領域１３と面取り部１５ａとの交叉位置をｐ１とし緩衝帯ＢＡの内外縁を結ぶ補間直線と交叉位置ｐ１から下ろした垂線との交叉位置１をｐ２とする。付加形状Δωはｐ１２を中心にして、境界部分Ｂ１の内側及び外側の０．５ｍｍ位置から同じ関数を想定し、それらがｐ１２で接続すると考える。
例えば、付加形状を３次関数 ｆ（ｘ）＝ａｘ３＋ｂｘ２＋ｃｘ＋ｄ
とおく。ここでｘは緩衝帯ＢＡが有効領域１３と面取り部１５ａと接続する端の位置において０とする。
まず、緩衝帯ＢＡが有効領域１３と面取り部１５ａと接続する端の位置では段差のない接続とするため、ｆ（０）＝０でなければならず、従ってｄ＝０である。また、この式を一階微分した導関数は、
ｆ'（ｘ）＝３ａｘ２＋２ｂｘ＋ｃ
となるが、ｘ＝０における増加量はｘ方向０．５あたりにつき高さ方向２ｈなので、２ｈ／０．５＝４ｈとなる。したがって、
ｆ'（０）＝Ｃ＝４ｈ
ｐ１２位置での一階微分値が連続でなければならないので、
ｆ'（０．５）＝０．７５ａ＋ｂ＋４ｈ＝０
また、ｆ（０．５）＝０．１２５ａ＋０．２５ｂ＋２ｈ＝ｈ であるから、０．５ａ＋ｂ＋４ｈ＝０
これを解いて、ａ＝０、ｂ＝−４ｈ となる。
従って、ｆ（ｘ）＝−４ｈｘ２＋４ｈｘ となる。
【００２３】
なお、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。
・上記実施例では図２に示す丸レンズ１１において第１及び第２の面取り部１５ａ，１５ｂとレンズ有効領域１３との境界線Ｂ１，Ｂ２部分を滑らかに接続させていたが、そのような加工をしなくとも構わない（つまり不連続に接続させてもよい）。
・上記実施例では主軸３１に対して刃物台３７がＸ軸及びＺ軸方向の２方向に対して移動可能としていたが、これに限定されるものではない。例えば主軸３１をＸ軸側に移動可能なように構成することも自由である。また、刃物台３７がＹ軸方向にも移動するようなＮＣ旋盤装置３０であってもよい。
・上記実施例ではフィードバック制御において１度刻みで判断するような制御であったが、判断タイミングは所定の角度刻み、あるいは所定時間間隔で変更可能である。
・レンズとしてはＳＶレンズ、累進多焦点レンズ又はバイフォーカルレンズ等通常の眼鏡用レンズであればいずれに適用しても構わない。
・上記実施例では第１〜第４の加工を同じＮＣ旋盤装置３０で加工したが、別々のＮＣ旋盤装置で行うようにしてもよい。ＮＣ旋盤装置３０の制御方法は上記は一例である。
・上記実施例ではレンズ有効領域１１、面取り部１２及びカット部１３を同じＮＣ旋盤装置３０で加工したが、別々のＮＣ旋盤装置で行うようにしてもよい。
・上記実施例でのバイト４１の進退量や進退させる際の軌道の式は一例にすぎない。
・面取り部（レンズ有効領域１３と第１及び第２の面取り部１５ａ，１５ｂとの境界部分Ｂ１）の設計においては３次関数で設計することが最も好ましい。上記実施例ではたまたま３次の係数が０になって２次関数になったが、もちろん、当初からカーブ設定を２次関数で設定したり４次関数以上であっても構わない。
・上記実施例では耳側と鼻側の両側とも面取り加工するようにしていたが、例えば耳側だけ面取りしたり、鼻側の面取り量を耳側に比べて少なくするような加工方法を実行するようにしてもよい。
・上記実施例では耳側と鼻側を中心とした面取り加工をする例を挙げたが、レンズの上下方向からこのような面取り加工をすることも自由である。
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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に使用される材料ブロックと実施例の丸レンズの斜視図。
【図２】実施例１の丸レンズの平面図。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線での断面図、（ｂ）は実施例１の丸レンズの側面図。
【図４】図３（ａ）を拡大して説明する説明図。
【図５】実施例２の丸レンズの平面図。
【図６】本実施例において使用されるＮＣ旋盤装置の概略説明図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は材料ブロックが丸レンズに作製される順序を説明する説明図。
【図８】（ａ）は第１の加工が終了した後に、耳側の面取り加工を行った状態、（ｂ）はその後鼻側の面取り加工を行った状態をそれぞれ説明する説明図。
【図９】実施例１における材料ブロックの一回転におけるバイトの進退動作を説明する説明図。
【図１０】実施例１における材料ブロックの一回転におけるバイトの進退動作を説明する説明図。
【図１１】実施例２における材料ブロックの一回転におけるバイトの進退動作を説明する説明図。
【図１２】実施例３における材料ブロックのバイトの進退動作を説明する説明図。
【図１３】有効領域と面取り部の接続面の加工方法を説明する説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１１…眼鏡用レンズ前駆体としての丸レンズ、１２…レンズ基材、１３…有効領域、１５ａ，１５ｂ…面取り部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は眼鏡用レンズ前駆体、眼鏡用レンズ及び同レンズの加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から眼鏡用レンズではレンズ裏面のレンズ有効領域の外側に面取り加工を施している。面取り加工はレンズの不要な部分の除去であり突起していると欠損しやすいという物理的な理由もあるが、実際にはレンズ自体の美観と、特に厚いレンズを使用している眼鏡使用者において自分と対面している第三者にいかにも厚いレンズを使用しているという印象を与えないようにすることを主眼に行われている。面取り加工は一般にグラインダー等の加工機械によって手作業あるいは自動化されて実行されているが、ＮＣ旋盤を使用してレンズ有効領域と併せて加工することも行われている。ＮＣ旋盤加工は支持されたレンズ基材を周方向に回転させ、その裏面側から加工工具によってレンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工するものである。このようなＮＣ旋盤による加工方法の一例として例えば特許文献１を挙げる。特許文献１にはレンズ有効領域の外側が所定の面取り面となるように切削加工あるいは研削加工する技術が開示されている。特許文献１のような加工方法によれば眼鏡用レンズの面取り面が滑らかで非常にきれいに仕上がるため好ましい。
【特許文献１】特開２００２−２３９８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の技術は予定される形状になるように加工工具をレンズ裏面に常時接触させながら加工していく方式を採用している。つまり面取り位置として入力された所定の位置データに基づいてレンズ面を加工していくものであるため、滑らかで正確な加工ができるものの、常にレンズ面の全周を加工していかねばならないため加工時間が非常に長くかかってしまうこととなっていた。この場合に単純にレンズ基材の回転速度とこれに追随する加工工具の進退速度、つまり加工速度を上げれば加工時間が短縮できるわけであるが、加工速度が上がれば加工工具の進退の速度もそれに追随して上がることとなってしまうため加工工具にかかる進退時の加速度が大きくなって加工工具やＮＣ旋盤の機構に過剰な負荷がかかってしまうこととなる。ＮＣ旋盤の出力や加工工具及び各機構の機械的強度は自ずと決まっているため加工速度を上げることで加工時間を短縮することには無理がある。そのため、従来のＮＣ旋盤等の加工装置を従来の加工速度のままでも使用することが可能で、なおかつ加工時間が短縮できるような技術が求められていた。
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、レンズ有効領域の外側に設けられる面取り部分を迅速に形成させることができる眼鏡用レンズの加工方法及びその加工方法で加工された眼鏡用レンズ前駆体、眼鏡用レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために請求項１の発明では、支持されたレンズ基材を周方向に回転させるとともに、前記レンズ基材の裏面側に加工工具を配置し、同加工工具を前記レンズ基材方向に同レンズ基材に対して相対的に進出させることで前記加工工具を前記レンズ基材の裏面に当接させて回転に伴って当該当接位置において同心状に所定のサグ量での加工を実行させるとともに、前記加工工具を前記レンズ基材の回転中心方向に対して接近あるいは離間するように前記レンズ基材に対して相対的に移動させることで前記レンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法であって、同加工方法は、眼鏡使用者に設定された矯正視力を得るために設計された第１の加工プログラムに基づいて前記レンズ基材の裏面にレンズ有効領域を加工する第１のレンズ加工工程と、
同第１のレンズ加工工程によって加工される前記レンズ有効領域の外周部分に面取り部を形成するために第２の加工プログラムに基づいて面取り加工を施す第２のレンズ加工工程とを備え、前記加工工具は前記第２のレンズ加工工程において前記レンズ基材が一回転する間に前記レンズ基材の裏面に対して相対的に同レンズ基材の周方向に設定された１又は複数の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、前記加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ前記レンズ基材と接触して同レンズ基材を加工するように制御されることをその要旨とする。
また、請求項２に記載の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記第２のレンズ加工工程において前記工具が前記レンズ基材が一回転する間に所定の軌道で進退するように制御するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項３に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記第２のレンズ加工工程において前記加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の周方向における固定位置に設定されることをその要旨とする。
また、請求項４に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記第２のレンズ加工工程において前記加工基準位置Ｐの異なる複数回の面取り加工を実行することをその要旨とする。
また、請求項５に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記第２のレンズ加工工程における前記加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の回転に伴って変位することをその要旨とする。
【０００５】
また、請求項６に記載の発明では請求項１〜５のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記加工工具の一回転中での最大後退位置からの最大進出量は面取り動作中において一定であることをその要旨とする。
また、請求項７に記載の発明では請求項１〜６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記第１のレンズ加工工程及び前記第２のレンズ加工工程は単一のＮＣ旋盤によってその加工が実行されることをその要旨とする。
また、請求項８に記載の発明では請求項１〜７のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記レンズ基材は玉型加工して枠入れする際の上下位置となる部分については面取り加工を施さないことをその要旨とする。
また、請求項９に記載の発明では請求項１〜８のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記レンズ有効領域と前記面取り部との境界部分は連続的な曲面で接続されることをその要旨とする。
また、請求項１０に記載の発明では、支持されたレンズ基材を周方向に回転させるとともに、前記レンズ基材の裏面側に加工工具を配置し、同加工工具を前記レンズ基材方向に同レンズ基材に対して相対的に進出させることで前記加工工具を前記レンズ基材の裏面に当接させて回転に伴って当該当接位置において同心状に所定のサグ量での加工を実行させるとともに、前記加工工具を前記レンズ基材の回転中心方向に対して接近あるいは離間するように前記レンズ基材に対して相対的に移動させることで前記レンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法によって加工された眼鏡用レンズ前駆体であって、同眼鏡用レンズ前駆体は、前記レンズ基材の裏面にレンズ有効領域を備えるとともに、同レンズ有効領域の外周に周方向に沿って湾曲した面取り部を備え、
同面取り部は前記レンズ基材が一回転する間に前記加工工具が前記レンズ基材の裏面に対して相対的に同レンズ基材の周方向に設定された１又は複数の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、前記加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ前記レンズ基材と接触して同レンズ基材を加工するような加工方法によって成形されていることをその要旨とする。
また、請求項１１に記載の発明では請求項１０に記載の発明の構成に加え、前記所定の加工基準位置Ｐとは前記レンズ基材を玉型加工して枠入れする際の耳側又は鼻側に対応する位置であることをその要旨とする。
また、請求項１２に記載の発明では請求項１１に記載の発明の構成に加え、前記眼鏡用レンズ前駆体を玉型加工して得ることをその要旨とする。
【０００６】
上記のような構成では、回転するレンズ基材の裏面を加工工具によって所定の３次元的な面形状に加工する際に第１のレンズ加工工程によってレンズ有効領域が形成され第２のレンズ加工工程によってレンズ有効領域の外周部分に面取り部が形成されることとなる。第１のレンズ加工工程と第２のレンズ加工工程の加工順序は問わない。レンズ基材の裏面は当初から凹面形状であっても第１のレンズ加工工程で凹面形状に加工するような場合であってもどちらでもよい。第１のレンズ加工工程及び前記第２のレンズ加工工程は単一のＮＣ旋盤によってその加工が実行されることが好ましい。
面取り加工動作中において加工工具は一回転の間にレンズ基材の周方向に設定された１又は複数の所定の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるように制御される。つまり加工したいレンズ形状データとは無関係に加工工具は回転するレンズ基材に対して相対的な進退動作を行うだけの動作制御となる。そして、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみレンズ基材と接触してレンズ基材を加工することとなる。つまり、加工工具は常にレンズ基材と接触しているのではなく後退することでレンズ基材とは接触しなくなる。
加工基準位置Ｐとは加工工具がレンズ基材を周回すると考えた場合の所定の位相として理解することができる。ここに「最も進出」とは最大のストロークでそれ以上は進出しないことをいう。所定の加工基準位置Ｐが複数ある場合にはそれぞれ異なる進出量で最も進出する場合もありうる。加工工具がこの加工基準位置Ｐ（最大進出位置）でレンズ基材に接しなければ加工基準位置Ｐ以外の位置ではレンズ基材に接することはなく、加工工具がこの加工基準位置Ｐでレンズ基材に接しても加工基準位置Ｐ以外の位置でレンズ基材に接するとは限らない。すなわち加工基準位置Ｐはその周回における加工工具のレンズ基材へ最接近する位置である。
加工工具がこのような進出動作を行うとレンズ基材に対するサグ量が加工基準位置Ｐで最も多くなり加工基準位置Ｐから離間するほど少なくなるような加工がされることとなる。加工工具はレンズ基材の回転中心に対して接近あるいは離間するように移動する際に各周回において所定の進退動作を行う。尚、上記進出動作や移動動作はレンズ基材に対して相対的、つまり実際には加工工具側が固定されレンズ基材側が動いても構わない。
【０００７】
加工工具は第２のレンズ加工工程においてレンズ基材が一回転する間に所定の軌道で進退するように制御されることが好ましい。この軌跡として例えば縦軸に振幅、横軸に時間を設定した正弦波や余弦波のような軌跡を想定することができる。このような三角関数を利用すれば加工工具は方向転換する際に速度を落とすことができ加速度を低減できるとともに、加工工具の制御を容易に実行することができる。
上記加工方法においては以下のような好ましい加工方法を挙げることができる。
まず加工工具への過剰な負荷を防止するためには第２のレンズ加工工程において加工基準位置Ｐは１つ又は２つに設定することが好ましい。加工基準位置Ｐを２つに設定する場合には相対する１８０度近い角度をもって配置することが加工工具にかかる加速度の低減という点から好ましい。
また、加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の周方向における固定位置に設定されることが制御上好ましい。例えば加工基準位置Ｐを２つに設定した場合常に耳側と鼻側の１８０度程度周方向に離れた２箇所に固定して耳側と鼻側を最も進出する位置にするようなことが考えられる。
また上記加工方法においては前記加工基準位置Ｐの異なる複数回の面取り加工を実行することが好ましい。一回の面取り加工での加工基準位置Ｐは１つのみであっても複数であってもよい。これは選択されたある前記加工基準位置Ｐでｎ回目の面取り加工を実行した後、前記加工基準位置Ｐを他の位置に変位させｎ＋１回目の面取り加工を実行するように異なる加工基準位置Ｐで複数回の面取り加工を実行することを意味する。これによって一回の面取り加工での加工領域は小さくともレンズ基材の周方向に沿って複数回数の面取り加工を実行することで多くの方向からの加工が可能となって所望の形状をレリーフ状にレンズ基材の裏面に形成させることができる。
また上記加工方法においては第２のレンズ加工工程における加工基準位置Ｐが前記レンズ基材の回転に伴って変位するように構成することが好ましい。
この方法においては加工基準位置Ｐを一回転ごとに変位させても複数回転ごとに変位させてもよい。このように加工基準位置Ｐを変位させることでより広い領域を一回の面取り加工で加工することができ、隣接する変位位置を近接させることで隣接する不連続面をより滑らかに接続させることができることとなる。
【０００８】
上記加工においては前記加工工具の一回転中での最大後退位置からの最大進出量は面取り動作中において一定であることが好ましい。
つまり加工工具の前後進出量を一定化するということである。確かに進出量を変動させるようにすればレンズ基材と加工工具との接触頻度がますためより合理的な加工ができる。しかし、それは一方で加工工具の動作において過剰な加速度が発生じるものであり、更に有効領域の外側に段差やカドがついたような、不連続な形状が発生する可能性も生じるものである。このように構成することによって、加工工具は常に一定以下の加速度で動作させることができるため過剰な加速度となることが防止される。また、不連続な形状の発生も抑制される。更に、加工工具の移動量を固定化することによって計算が単純になり制御プログラムの作成が楽になる。
また、レンズ基材は玉型加工して枠入れする際の上下位置となる部分については面取り加工を施さないようにすることが好ましい。一般に耳側及び鼻側に比べて上下方向では面取り加工を施さないほうがレンズを枠入れした際の見栄えがよいと考えられるためである。フレーム形状によって上下方向の縁のレンズ厚みがある場合には面取り加工をしたほうがよいケースもある。
加工において不連続となる面同士の境界部分は連続的な曲面で接続されることが好ましい。少なくともレンズ有効領域と面取り部との境界部分についてはこのような加工がされることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
上記各請求項の発明では、眼鏡用レンズを加工する際にレンズ有効領域の外側の面取り部分を迅速に形成させることができ、結果としてレンズ作成の低コスト化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
実施例１の眼鏡用レンズ前駆体としての丸レンズ１１は図１に示すようないわゆる「セミ」と呼ばれる十分な厚みを有する円筒状の材料ブロック１２をＮＣ（Numerical Control）装置にて切削加工あるいは研削加工して得られたものである。丸レンズ１１は平面視において円形形状であって加工によってレンズ度数が得られていることと、その後にフレーム形状に加工して得られる玉型レンズとの外観上の違いから一般にそのように呼称されている。本実施例１における材料ブロック１２は素材屈折率１．７０で半径７０ｍｍの円筒体であって、表面は所定の曲率で凸状に形成され、裏面は所定の曲率で凹状に形成されている。図２の仮想線が丸レンズ１１においてフレームに取り付ける部分であって、いわゆる玉型と称される部分となる領域である。以下この領域を玉型領域ＬＡとする。
図１〜図３に示すように、丸レンズ１１は材料ブロック１２の裏面側が加工されてレンズ有効領域１３及びレンズ非有効領域１４が形成されている。本実施例１では丸レンズ１１のレンズ度数はＳ−１０．００Ｄで両面に回転対称非球面を有するレンズとして作製するものとする。
レンズ有効領域１３は丸レンズ１１の耳側に若干偏倚した上下方向に長径を有する楕円形状をなす凹形状の領域である。レンズ有効領域１３は凸側と協調して所定のレンズ度数を発揮する。レンズ非有効領域１４はレンズ有効領域１３との境界部分において面取り部１５が形成されている。図２に斜線で示す部分がレンズ非有効領域１４である。面取り部１５は耳側と鼻側の両側にそれぞれ第１の面取り部１５ａと第２の面取り部１５ｂとして配置されている。図２に示すように、光学中心Ｏを通る水平線が耳側の周縁と交叉する位置を第１の加工基準位置Ｐ１とし、鼻側の周縁と交叉する位置を第２の加工基準位置Ｐ２とすると本実施例１では第１の面取り部１５ａは水平線を境界として上下対称形状であり、第２の面取り部１５ｂは同じく水平線を境界として上下対称形状である。第１の面取り部１５ａ及び第２の面取り部１５ｂともに玉型領域ＬＡに含まれる部分は実際の面取り部としてフレームに収まる部分であるが、玉型領域ＬＡの外側部分は玉型加工においてカットされる不要部分となる。
【００１１】
本実施例１の第１の面取り部１５ａは丸レンズ１１を円錐形状の一部を周方向に沿って切り取ったような形状に近似した丸レンズ１１の半径方向での断面において４５度の角度で面取りされた面であって、丸レンズ１１の耳側の縁に沿って上下方向寄りほど徐々に面取りした領域が少なくなるように、つまり平面視において三日月形状となるように構成されている。第１の面取り部１５ａは第１の加工基準位置Ｐ１の隣接する中央付近ではレンズ有効領域１３と境界を接し、上下方向に向かって徐々にレンズ有効領域１３から離間しレンズ非有効領域１４と境界を接するようになっている。第１の面取り部１５ａとレンズ有効領域１３との境界線Ｂ１部分及び第２の面取り部１５ｂとレンズ有効領域１３との境界線Ｂ２部分は共に不連続な部分がないように滑らかに接続されている。特に境界線Ｂ１部分は第１の面取り部１５ａとレンズ有効領域１３とのなす角度が急であるのでこのような加工をすることは意義がある。
図４の光学中心Ｏと第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２とを結ぶ線状での断面位置において、本実施例１ではヤゲン加工を施す必要から第１の面取り部１５ａのレンズ有効領域１３縁から４．０ｍｍ外方の玉型領域ＬＡ縁での厚みを２．５ｍｍとした。理論的には玉型領域ＬＡから外側の第１の面取り部１５ａはカットしてしまう不要な領域であるためその形状は問わないが、ここでは４５度の角度のまま連続的な面として面取りをした。但し、この角度のまま加工をすると周縁部分を完全にカットしてしまうこととなり取り扱い上不便である。そのため丸レンズ１１として円形の外形形状を残す必要から周縁寄りを１ｍｍの厚さとした。
【００１２】
本実施例１の第２の面取り部１５ｂは本実施例１の第１の面取り部１５ａは丸レンズ１１を円錐形状の一部を周方向に沿って切り取ったような形状に近似した丸レンズ１１の半径方向での断面において３０度の角度で面取りされた面であって、第２の加工基準位置Ｐ２を基準としてレンズ有効領域１３の縁に沿って上下方向寄りほど徐々に面取りした領域が少なくなるように、つまり第１の面取り部１５ａと同様平面視において三日月形状となるように構成されている。第２の面取り部１５ｂは上下方向寄りで消滅し、そのためレンズ有効領域１３の上下部分は第１及び第２の面取り部１５ａ，１５ｂのいずれにも境界を接していない部分とされている。
レンズ非有効領域１４において第２の面取り部１５ｂの外方を包囲する部分は表面の凸形状に沿った凹状に形成されてカーブに形成されている。ここではこの部分を１ｍｍの厚さとした。
図４の光学中心Ｏと第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２とを結ぶ線状での断面位置において、上記と同様第２の面取り部１５ａのレンズ有効領域１３から４．０ｍｍ外方の玉型領域ＬＡ縁での厚みを２．５ｍｍとした。鼻側は耳側に比べてレンズ有効領域１３が狭く、光学中心Ｏから遠い部分は不要となるため耳側に比べてレンズ厚の薄い中央寄りで第２の面取り部１５ｂを設けることができる。そのため、鼻側のレンズ厚は耳側に比べて薄くなる。理論的には玉型領域ＬＡから外側、つまり第２の面取り部１５ｂの外側のレンズ非有効領域１４はカットしてしまう不要な領域であるためその形状は問わないが、ここでは比較的浅めの１０度の角度を与え周縁部で丸レンズ１１の形状を残すようにした。
実施例１の丸レンズ１１は後述する加工方法において耳側と鼻側の対向する２方向から加工した結果得られたものである。
【００１３】
（実施例２）
図５に示すように、実施例２は実施例１において第１の面取り部１５ａと第２の面取り部１５ｂがそれぞれ上下端方向で多めの面積とされた例である。
実施例２の丸レンズ１１は後述する加工方法において耳側と鼻側の対向する２方向においてそれぞれ実施例１と同じ加工を第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２で行うとともにそれら基準位置Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ上下周方向に若干ずれた（本実施例２では２０度ずつ）第３〜第６の基準位置Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の合計６方向から加工した結果得られたものである。
【００１４】
次に、材料ブロック１２から丸レンズ１１を作製する加工方法について説明する。
本実施例では図６に示すＮＣ旋盤装置３０を使用して材料ブロック１２を加工する。ＮＣ旋盤装置３０の主軸３１はテーブル３２の面板３３に回転可能に取り付けられている。主軸３１はＺ軸に平行に延出されている。主軸３１は主軸回転モータ３５によって回転させられる。主軸３１の先端にはチャック部３６が形成されている。材料ブロック１２の凸面側には連結部を備えたパッド３８が前もって貼着されており、材料ブロック１２はパッド３８の連結部を介してチャック部３６に固定される。材料ブロック１２は主軸３１先端に固定された状態でその光学中心Ｏは主軸３１の回転中心と一致する。主軸３１と対向する位置には刃物台３７が配設されている。刃物台３７は複数の刃物台駆動モータ３９によってＸ軸Ｚ軸方向の２方向に対して移動可能とされている。Ｘ軸は刃物台３７の主軸３１に対する左右方向の直交方向、Ｚ軸は刃物台３７の主軸３１に対する接離方向である。刃物台３７のバイトチャック部４０には加工工具としてのバイト４１が着脱可能に取り付けられている。各モータ３５，３９はサーボモータから構成されており、それぞれアンプ４２を介してコントローラ４３に接続されている。尚、図６は簡略化した図であり、本発明と直接関係のない構成については省略されている。
【００１５】
コントローラ４３はＣＰＵからなるＮＣ旋盤装置３０の制御部分であって、ＲＯＭ４４及びＲＡＭ４５が接続されている。ＲＯＭ４４にはＮＣ旋盤装置３０のシステムプログラム、ＮＣ加工プログラム、ＣＬ（カッターロケーション）データ作成プログラム、ＯＳ(Operation System)等の各種プログラムが記憶されている。また、コントローラ４３にはキーボードやマウス等から構成される入力操作部４６とモニター４７が接続されている。
ＲＡＭ４５には製品データ、加工工具であるバイトデータ、加工条件データ、機械データ、ＣＬデータ等が記憶されている。
製品データとは材料ブロック１２の形状データ及び作製される丸レンズ１１の形状データの両方を含む。バイトデータとは本実施例ではバイトは粗加工の場合と仕上げ加工の場合とでそれぞれ異なる種類を使用するため、それらの加工毎で取り替えるバイトの種類やサイズについての諸元データである。加工条件データとは一回転毎のバイトの送り量や送り速度等のデータであって、後述する第１〜第３の加工で異なる加工条件がバイトと関連づけされている。機械データは主軸３１と刃物台３７の位置関係や刃物台３７におけるバイトチャック部３９の位置関係等のＮＣ旋盤装置３０の機械要素の諸元データである。ＣＬデータとはバイトの材料ブロック１２に対する移動軌跡や移動速度等のデータであって、上記製品データ、バイトデータ、加工条件データ、機械データ等のデータに基づいてＣＬデータ作成プログラムによって作成される。更に、本実施例では面取り加工における一回転においてバイトをある加工基準位置Ｐにおいて最も進出させるような軌道で進退させる必要がある。このための必要なデータをバイト進退データとする。ＣＬデータ作成用のデータにはバイト進退データも含まれるものである。
コントローラ４３はＣＬデータに基づいてＮＣ加工プログラムを実行させ、前記各モータ３５，３８を制御する。
【００１６】
次に、このように構成されるＮＣ旋盤装置３０による丸レンズ１１の作製手順について具体的に説明する。
図６に示すように、ＮＣ旋盤装置３０の主軸３１に取り付けられ回転する材料ブロック１２に対してバイト４１は上下方向において回転中心Ｏ位置であって材料ブロック１２の外縁位置に配置される。この位置を加工開始位置とする。そして、バイト４１は回転中心Ｏに向かってＸ軸方向を移動するとともにＺ軸方向に進退させられて切削加工を行う。バイト４１がＸ軸方向を移動して回転中心Ｏに達した位置を加工終了位置とする。加工開始位置から加工終了位置まで移動することを１回の加工工程と定義する。実際の加工では材料ブロック１２が厚いため１回工程で加工することはできない。そのため、Ｚ軸方向の進出量を分けて同じ軌跡（カッターロケーション）で数回の加工を繰り返すようにしている。従って、以下のレンズ有効領域を形成する第１の加工では都合４回の加工工程で加工を行い、面取り加工となる第２の加工では異なる２方向のカッターロケーションでそれぞれ都合４回の加工工程で加工を行う。仕上げ加工となる第３及び第４の加工では１回の加工工程である。
＜第１の加工＞
第１の加工とはレンズ有効領域を含む領域の粗加工である。まず、粗加工用のバイト４１で材料ブロック１２を切削する。この粗加工で図８（ａ）の状態から図８（ｂ）のように材料ブロック１２の凹面側が光学中心Ｏにおいて点対称に大きくえぐられることとなる。粗加工によってレンズ有効領域１３を含む領域の加工が行われる。この加工は基本的に従来加工となる。
【００１７】
＜第２の加工＞
第２の加工とは面取り加工である。つまり、図８（ｂ）の状態の材料ブロック１２を図８（ｃ）のような面取りをした仕上げ加工をしていない丸レンズ１１を作製する加工である。第２の加工の段階は未だ粗加工に含まれる。以下の説明では図８（ａ）に示すように、第１の加工の終わった材料ブロック１２の耳側について所定の軌跡で加工し、次いで図８（ｂ）に示すように鼻側について所定の軌跡で加工する。この順序は逆でも構わない。
（第２の加工の実施例１）
図２及び図４に示すように、耳側では第１の加工基準位置Ｐ１においてレンズ有効領域１３縁から４．０ｍｍ外方の玉型領域ＬＡ縁での厚みが２．５ｍｍとなるような軌跡で加工するものとする。図９及び図１０は材料ブロック１２の一回転においてバイト４１が一回の進退動作を行っていることを模式的に表した図である。理解を容易にするためバイト４１側が回転しているように作図しているが、実際には回転するのは材料ブロック１２側である。図９及び図１０に示すように、材料ブロック１２の各周回では第１の加工基準位置Ｐ１が最も材料ブロック１２側に進出し第１の加工基準位置Ｐ１と１８０度変位した位置で最も後退する。この進退量は適宜設定可能であるが、本実施例では１０ｍｍに設定している。
本実施例では下記の式によって一回転中のバイト４１の材料ブロック１２に対するある位相における進出量を計算するようにしている。下記の式は余弦波の関数式を式中に導入し、ブロック１２の一回転中におけるバイト４１の相対的な位相位置における進出量を決定するようにしている。
バイト進出量（Ｌ）＝Ｓ×０．５×（１−cos（θ−θ0））
Ｓ：材料ブロックが一回転する間におけるバイトの最大進出位置と最大後退位置の差
θ：材料ブロックに対するバイトの位相角
θ0：ベース位相角
この式によれば−１＜cos（θ−θ0）＜１の値を取るためベース位相角（０度位置）において進出量は０であり最も進出する位置でＳとなる。ここでは耳側の第１の加工基準位置Ｐ１がcos（θ−θ0）の最小値で最も進出する位置となる。バイト４１は第１の加工基準位置Ｐ１を含む所定の範囲で材料ブロック１２に接触して切削加工を施すとともに、ある位相状態で材料ブロック１２から離間して図９及び図１０のように空中を周回することとなる。
【００１８】
本発明は求める加工面通りにバイト４１を移動させていく従来のならい加工ではなく、バイト４１を材料ブロック１２の回転に伴って単純な動きで進退させているだけである。従って、レンズを削りすぎないようにするためには、バイト４１を材料ブロック１２に対してある一回転においてどこまで進出させるかの最大進出位置を適切に設定する必要がある。そのためにはバイト４１が周回する際に最も進出する第１の加工基準位置Ｐ１が求める加工面の表面位置よりも進出しないような制御をする必要があるが、それだけでなくバイト４１が周回する際にいたるすべての位置において求める加工面よりも進出することは許されない。
そのため、本実施例では各周回においてコントローラ４３はＣＬデータ作成プログラムに次のようなシミュレーションを実行させて、作成されるＣＬデータに反映させるようにしている。
Ａ．バイト４１の刃の高さと、ある周回でのレンズ形状（これ以上深くカットしてはいけない仮想的な形状）の高さの差を求める。バイトの刃は位置によって材料ブロック１２と接触する位置が違うため、バイト４１の刃（本実施例では円形形状）のいたるところの高さを検討し、その差が最小になる値を採用する。
Ｂ．Ａ．のバイト４１の位置条件で、仮の軌道を想定する。この仮の軌道でカットしてはいけない仮想的な形状をえぐってしまっていれば、差の最小値はマイナスになり、バイト４１がレンズ基材にあたっていなければ、差の最小値はプラスになる。
Ｃ．プラスマイナスがないように調整してバイトの軌道を全体に変位させてバイトの軌道が決定される。
【００１９】
また、本実施例ではバイト４１は加工開始位置からＸ軸方向を回転中心Ｏに向かって加工終了位置まで内側へと移動していくが、ある一回転から次の一回転へは少し小さな円の回転となるため、前周円と今周円との接続を円滑に行うため、本実施例では下記の式によってバイト４１の前周円から今周円への円滑な接続を実行している。下記の式は前周円の終わり（最終位置）と今周円の始まり（初期位置）とが同じ位置となるように前周円が周回する間に回転中心Ｏ方向に移動する量（最終位置−初期位置）をバイト４１の一回転中の位相に応じて振り分けるようにした式である。
Ｘ軸方向バイト位置（Ｔ）＝初期位置＋（最終位置−初期位置）×０．５×（１−cos（θ／２））
θ：材料ブロックに対するバイトの位相角
【００２０】
上記のように耳側からの加工が完了すると、今度は図８（ｂ）に示すように、鼻側から第２の加工基準位置Ｐ２を基準として面取り加工を行う。鼻側についても上記耳側の加工方法に準じた加工が実行される。
（第２の加工の実施例２）
上記実施例１では１８０度対向する耳側と鼻側の２方向からそれぞれ一回の面取り加工を実行したが、実施例２では図１１のようにこれを一回のカッターロケーションで実行するものである。実施例２ではバイト４１の最も進出する位置（第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２）を材料ブロック１２が一回転する間に１８０度ずれた２方向に設定したものである。実施例１に比べればバイト４１にかかる加速度負荷は大きくなるが、実施例１と同様に従来の加工に比べて加工速度を向上させることができ、またＮＣ旋盤装置３０の制御も複雑ではない。
（第２の加工の実施例３）
上記実施例２では一回の回転で材料ブロック１２の耳側と鼻側の両側の面取り加工を実行するようにしていたが、図１２のように一回の回転での最も進出する位置は１つだけとし、一回回転毎に最も進出する位置を変化させるようにしてもよい。図１２ではイ、ロ、ハ、ニ、ホの順で回転し、バイト４１が最も進出する位置として第３の加工基準位置Ｐ３（イ）、第１の加工基準位置Ｐ１（ハ）、第２の加工基準位置Ｐ２（ホ）の順で一回転ごとに少しずつ周方向に変位させるようにしている。ここでは一回転毎に最も進出する位置が変更されているが、複数回転毎に変更するようにしてもよい。
（第２の加工の実施例４）
上記実施例１では１８０度対向する耳側と鼻側の２方向からそれぞれ一回の面取り加工を実行したが、図５のように第１の加工基準位置Ｐ１を周方向に２０度ずつずらした第３及び第４の加工基準位置Ｐ３，Ｐ４を設定し、同じく第２の加工基準位置Ｐ２を周方向に２０度ずつずらした第５及び第６の加工基準位置Ｐ５，Ｐ６を設定し、それら加工基準位置Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６をそれぞれバイトの最大進出位置として上記と同様の加工を実行したものである。第３及び第４の加工基準位置Ｐ２，Ｐ３での加工は第１の加工基準位置Ｐ１での加工を実行した後であるため、何度も行わず１回工程のみでもよい。第５及び第６の加工基準位置Ｐ５，Ｐ６での加工も同様である。このような加工とすればより滑らかな面取りが可能となる。
【００２１】
＜第３及び第４の加工＞
第３及び第４の加工は図７（ｃ）の粗加工状態の丸レンズ１１の加工面全体に対して行なう仕上げ加工である。本実施例ではまず面取り加工をした部分について同様のカッターロケーションで第３の加工を行い、その後、レンズ有効領域１３について第４の加工を行うものとする。第４の加工においてはバイト４１はレンズ有効領域１３の外側を通過するときは空振り（後退して空中に配置される）することとなる。仕上げ加工での切削量は本実施例では０．１ｍｍとする。
【００２２】
本実施例ではレンズ有効領域１３と第１及び第２の面取り部１５ａ，１５ｂとの境界部分Ｂ１の内側及び外側のそれぞれ０．５ｍｍの領域を緩衝帯ＢＡとして連続的な曲面としている。この曲面の設計の一例として本実施例では下記のような手法を採用する。
図１３は光学中心Ｏと第１及び第２の加工基準位置Ｐ１，Ｐ２とを結ぶ線状での断面位置の有効領域１３と面取り部１５ａとの境界線Ｂ１部分の拡大図である。ここで緩衝帯ＢＡにかけて滑らかな付加形状Δωを与えることを考える。
付加形状Δωを与えない場合の有効領域１３と面取り部１５ａとの交叉位置をｐ１とし緩衝帯ＢＡの内外縁を結ぶ補間直線と交叉位置ｐ１から下ろした垂線との交叉位置１をｐ２とする。付加形状Δωはｐ１２を中心にして、境界部分Ｂ１の内側及び外側の０．５ｍｍ位置から同じ関数を想定し、それらがｐ１２で接続すると考える。
例えば、付加形状を３次関数 ｆ（ｘ）＝ａｘ３＋ｂｘ２＋ｃｘ＋ｄ
とおく。ここでｘは緩衝帯ＢＡが有効領域１３と面取り部１５ａと接続する端の位置において０とする。
まず、緩衝帯ＢＡが有効領域１３と面取り部１５ａと接続する端の位置では段差のない接続とするため、ｆ（０）＝０でなければならず、従ってｄ＝０である。また、この式を一階微分した導関数は、
ｆ'（ｘ）＝３ａｘ２＋２ｂｘ＋ｃ
となるが、ｘ＝０における増加量はｘ方向０．５あたりにつき高さ方向２ｈなので、２ｈ／０．５＝４ｈとなる。したがって、
ｆ'（０）＝Ｃ＝４ｈ
ｐ１２位置での一階微分値が連続でなければならないので、
ｆ'（０．５）＝０．７５ａ＋ｂ＋４ｈ＝０
また、ｆ（０．５）＝０．１２５ａ＋０．２５ｂ＋２ｈ＝ｈ であるから、０．５ａ＋ｂ＋４ｈ＝０
これを解いて、ａ＝０、ｂ＝−４ｈ となる。
従って、ｆ（ｘ）＝−４ｈｘ２＋４ｈｘ となる。
【００２３】
なお、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。
・上記実施例では図２に示す丸レンズ１１において第１及び第２の面取り部１５ａ，１５ｂとレンズ有効領域１３との境界線Ｂ１，Ｂ２部分を滑らかに接続させていたが、そのような加工をしなくとも構わない（つまり不連続に接続させてもよい）。
・上記実施例では主軸３１に対して刃物台３７がＸ軸及びＺ軸方向の２方向に対して移動可能としていたが、これに限定されるものではない。例えば主軸３１をＸ軸側に移動可能なように構成することも自由である。また、刃物台３７がＹ軸方向にも移動するようなＮＣ旋盤装置３０であってもよい。
・上記実施例ではフィードバック制御において１度刻みで判断するような制御であったが、判断タイミングは所定の角度刻み、あるいは所定時間間隔で変更可能である。
・レンズとしてはＳＶレンズ、累進多焦点レンズ又はバイフォーカルレンズ等通常の眼鏡用レンズであればいずれに適用しても構わない。
・上記実施例では第１〜第４の加工を同じＮＣ旋盤装置３０で加工したが、別々のＮＣ旋盤装置で行うようにしてもよい。ＮＣ旋盤装置３０の制御方法は上記は一例である。
・上記実施例ではレンズ有効領域１１、面取り部１２及びカット部１３を同じＮＣ旋盤装置３０で加工したが、別々のＮＣ旋盤装置で行うようにしてもよい。
・上記実施例でのバイト４１の進退量や進退させる際の軌道の式は一例にすぎない。
・面取り部（レンズ有効領域１３と第１及び第２の面取り部１５ａ，１５ｂとの境界部分Ｂ１）の設計においては３次関数で設計することが最も好ましい。上記実施例ではたまたま３次の係数が０になって２次関数になったが、もちろん、当初からカーブ設定を２次関数で設定したり４次関数以上であっても構わない。
・上記実施例では耳側と鼻側の両側とも面取り加工するようにしていたが、例えば耳側だけ面取りしたり、鼻側の面取り量を耳側に比べて少なくするような加工方法を実行するようにしてもよい。
・上記実施例では耳側と鼻側を中心とした面取り加工をする例を挙げたが、レンズの上下方向からこのような面取り加工をすることも自由である。
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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に使用される材料ブロックと実施例の丸レンズの斜視図。
【図２】実施例１の丸レンズの平面図。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線での断面図、（ｂ）は実施例１の丸レンズの側面図。
【図４】図３（ａ）を拡大して説明する説明図。
【図５】実施例２の丸レンズの平面図。
【図６】本実施例において使用されるＮＣ旋盤装置の概略説明図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は材料ブロックが丸レンズに作製される順序を説明する説明図。
【図８】（ａ）は第１の加工が終了した後に、耳側の面取り加工を行った状態、（ｂ）はその後鼻側の面取り加工を行った状態をそれぞれ説明する説明図。
【図９】実施例１における材料ブロックの一回転におけるバイトの進退動作を説明する説明図。
【図１０】実施例１における材料ブロックの一回転におけるバイトの進退動作を説明する説明図。
【図１１】実施例２における材料ブロックの一回転におけるバイトの進退動作を説明する説明図。
【図１２】実施例３における材料ブロックのバイトの進退動作を説明する説明図。
【図１３】有効領域と面取り部の接続面の加工方法を説明する説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１１…眼鏡用レンズ前駆体としての丸レンズ、１２…レンズ基材、１３…有効領域、１５ａ，１５ｂ…面取り部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持されたレンズ基材を周方向に回転させるとともに、前記レンズ基材の裏面側に加工工具を配置し、同加工工具を前記レンズ基材方向に同レンズ基材に対して相対的に進出させることで前記加工工具を前記レンズ基材の裏面に当接させて回転に伴って当該当接位置において同心状に所定のサグ量での加工を実行させるとともに、前記加工工具を前記レンズ基材の回転中心方向に対して接近あるいは離間するように前記レンズ基材に対して相対的に移動させることで前記レンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法であって、同加工方法は、
眼鏡使用者に設定された矯正視力を得るために設計された第１の加工プログラムに基づいて前記レンズ基材の裏面にレンズ有効領域を加工する第１のレンズ加工工程と、
同第１のレンズ加工工程によって加工される前記レンズ有効領域の外周部分に面取り部を形成するために第２の加工プログラムに基づいて面取り加工を施す第２のレンズ加工工程とを備え、
前記加工工具は前記第２のレンズ加工工程において前記レンズ基材が一回転する間に前記レンズ基材の裏面に対して相対的に同レンズ基材の周方向に設定された１又は複数の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、前記加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ前記レンズ基材と接触して同レンズ基材を加工するように制御されることを特徴とする眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項２】
前記第２のレンズ加工工程において前記工具が前記レンズ基材が一回転する間に所定の軌道で進退するように制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項３】
前記第２のレンズ加工工程において前記加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の周方向における固定位置に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項４】
前記第２のレンズ加工工程において前記加工基準位置Ｐの異なる複数回の面取り加工を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項５】
前記第２のレンズ加工工程における前記加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の回転に伴って変位することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項６】
前記加工工具の一回転中での最大後退位置からの最大進出量は面取り動作中において一定であることを特徴とする請求項１〜５に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項７】
前記第１のレンズ加工工程及び前記第２のレンズ加工工程は単一のＮＣ旋盤によってその加工が実行されることを特徴とする請求項１〜６に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項８】
前記レンズ基材は玉型加工して枠入れする際の上下位置となる部分については面取り加工を施さないことを特徴とする請求項１〜７に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項９】
前記レンズ有効領域と前記面取り部との境界部分は連続的な曲面で接続されることを特徴とする請求項１〜８に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項１０】
支持されたレンズ基材を周方向に回転させるとともに、前記レンズ基材の裏面側に加工工具を配置し、同加工工具を前記レンズ基材方向に同レンズ基材に対して相対的に進出させることで前記加工工具を前記レンズ基材の裏面に当接させて回転に伴って当該当接位置において同心状に所定のサグ量での加工を実行させるとともに、前記加工工具を前記レンズ基材の回転中心方向に対して接近あるいは離間するように前記レンズ基材に対して相対的に移動させることで前記レンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法によって加工された眼鏡用レンズ前駆体であって、同眼鏡用レンズ前駆体は、前記レンズ基材の裏面にレンズ有効領域を備えるとともに、同レンズ有効領域の外周に周方向に沿って湾曲した面取り部を備え、
同面取り部は前記レンズ基材が一回転する間に前記加工工具が前記レンズ基材の裏面に対して相対的に同レンズ基材の周方向に設定された１又は複数の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、前記加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ前記レンズ基材と接触して同レンズ基材を加工するような加工方法によって成形されていることを特徴とする眼鏡用レンズ前駆体。
【請求項１１】
前記所定の加工基準位置Ｐとは前記レンズ基材を玉型加工して枠入れする際の耳側又は鼻側に対応する位置であることを特徴とする請求項１０に記載の眼鏡用レンズ前駆体。
【請求項１２】
前記眼鏡用レンズ前駆体を玉型加工して得られる請求項１１に記載の眼鏡用レンズ。
【請求項１】
支持されたレンズ基材を周方向に回転させるとともに、前記レンズ基材の裏面側に加工工具を配置し、同加工工具を前記レンズ基材方向に同レンズ基材に対して相対的に進出させることで前記加工工具を前記レンズ基材の裏面に当接させて回転に伴って当該当接位置において同心状に所定のサグ量での加工を実行させるとともに、前記加工工具を前記レンズ基材の回転中心方向に対して接近あるいは離間するように前記レンズ基材に対して相対的に移動させることで前記レンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法であって、同加工方法は、
眼鏡使用者に設定された矯正視力を得るために設計された第１の加工プログラムに基づいて前記レンズ基材の裏面にレンズ有効領域を加工する第１のレンズ加工工程と、
同第１のレンズ加工工程によって加工される前記レンズ有効領域の外周部分に面取り部を形成するために第２の加工プログラムに基づいて面取り加工を施す第２のレンズ加工工程とを備え、
前記加工工具は前記第２のレンズ加工工程において前記レンズ基材が一回転する間に前記レンズ基材の裏面に対して相対的に同レンズ基材の周方向に設定された１又は複数の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、前記加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ前記レンズ基材と接触して同レンズ基材を加工するように制御されることを特徴とする眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項２】
前記第２のレンズ加工工程において前記工具が前記レンズ基材が一回転する間に所定の軌道で進退するように制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項３】
前記第２のレンズ加工工程において前記加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の周方向における固定位置に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項４】
前記第２のレンズ加工工程において前記加工基準位置Ｐの異なる複数回の面取り加工を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項５】
前記第２のレンズ加工工程における前記加工基準位置Ｐは前記レンズ基材の回転に伴って変位することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項６】
前記加工工具の一回転中での最大後退位置からの最大進出量は面取り動作中において一定であることを特徴とする請求項１〜５に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項７】
前記第１のレンズ加工工程及び前記第２のレンズ加工工程は単一のＮＣ旋盤によってその加工が実行されることを特徴とする請求項１〜６に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項８】
前記レンズ基材は玉型加工して枠入れする際の上下位置となる部分については面取り加工を施さないことを特徴とする請求項１〜７に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項９】
前記レンズ有効領域と前記面取り部との境界部分は連続的な曲面で接続されることを特徴とする請求項１〜８に記載の眼鏡用レンズの加工方法。
【請求項１０】
支持されたレンズ基材を周方向に回転させるとともに、前記レンズ基材の裏面側に加工工具を配置し、同加工工具を前記レンズ基材方向に同レンズ基材に対して相対的に進出させることで前記加工工具を前記レンズ基材の裏面に当接させて回転に伴って当該当接位置において同心状に所定のサグ量での加工を実行させるとともに、前記加工工具を前記レンズ基材の回転中心方向に対して接近あるいは離間するように前記レンズ基材に対して相対的に移動させることで前記レンズ基材の裏面を所定の３次元的な面形状に加工する眼鏡用レンズの加工方法によって加工された眼鏡用レンズ前駆体であって、同眼鏡用レンズ前駆体は、前記レンズ基材の裏面にレンズ有効領域を備えるとともに、同レンズ有効領域の外周に周方向に沿って湾曲した面取り部を備え、
同面取り部は前記レンズ基材が一回転する間に前記加工工具が前記レンズ基材の裏面に対して相対的に同レンズ基材の周方向に設定された１又は複数の加工基準位置Ｐにおいて最も進出し、前記加工基準位置Ｐから離間するほど進出量が少なくなるとともに、最も進出した位置を含む所定の進出状態でのみ前記レンズ基材と接触して同レンズ基材を加工するような加工方法によって成形されていることを特徴とする眼鏡用レンズ前駆体。
【請求項１１】
前記所定の加工基準位置Ｐとは前記レンズ基材を玉型加工して枠入れする際の耳側又は鼻側に対応する位置であることを特徴とする請求項１０に記載の眼鏡用レンズ前駆体。
【請求項１２】
前記眼鏡用レンズ前駆体を玉型加工して得られる請求項１１に記載の眼鏡用レンズ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２０８１７５（Ｐ２００９−２０８１７５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１４９４（Ｐ２００８−５１４９４）
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（０００２１９７３８）東海光学株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（０００２１９７３８）東海光学株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
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