JP2001001414A - 光学レンズ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 屈折面が成形型により創成される光学レンズ
と、成形後に、片面又は両面を加工して新たな屈折面を
形状創成する光学レンズとにおいて、外周部のダレ、気
泡、カケをなくして品質を向上させた光学レンズ及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 完成体の周縁形状より大きな周縁形状を
有する中間体に、成形あるいは形状創成を行い、その後
必要な周縁形状に外周を整えて完成体を得るため、ダ
レ、カケ、気泡の発生している外周部が削り取られ、ダ
レ、カケ、気泡のない完成体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズ及びそ
の製造方法に関し、成形型によって屈折面を創成する光
学レンズと、成形後片面又は両面に形状創成工程によっ
て新たな屈折面を創成する光学レンズ及びその光学レン
ズの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学レンズは、カメラ、望遠鏡、顕微
鏡、半導体露光用ステッパー、眼鏡等に広く用いられて
いる。これらの中でも特に眼鏡レンズは、成形後に屈折
面の形状創成を行う比率が高く、数量も多い。このた
め、眼鏡レンズを代表例として従来の技術について述べ
る。

【０００３】眼鏡レンズは、視力を矯正するためのレン
ズであり、単焦点レンズと多焦点レンズに大別される。

【０００４】単焦点レンズは、近視あるいは遠視患者の
視力矯正のために用いられ、球面度数のみを有するレン
ズの場合は、凹面凸面双方の屈折面に、球面または回転
対称非球面が設けられている。また、球面度数に加え乱
視度数を有するレンズの場合は、凸面側の屈折面に球面
または回転対称非球面が、凹面側の屈折面にはトーリッ
ク面またはトーリック面と回転対称非球面を融合した曲
面（以下非球面乱視面）が設けられている。

【０００５】続いて多焦点レンズについて説明する。多
焦点レンズは多重焦点レンズと累進多焦点レンズとに分
けられる。これら多焦点レンズは遠用視用の単焦点レン
ズの機能と近用視用の単焦点レンズの機能を一枚のレン
ズで実現するものである。

【０００６】多重焦点レンズはバイフォーカル（二重焦
点）、トリフォーカル（三重焦点）といったタイプが商
品化されており、レンズの外面側、つまりは凸面側に二
つないしは三つの焦点距離を得るための曲面（以下多重
焦点面）を有することを特徴とする。凹面側には、球
面、回転対称非球面、トーリック面、非球面乱視面が設
けられている。

【０００７】累進多焦点レンズはレンズの外面側、つま
りは凸面側に焦点距離が連続して変化する累進面を有
し、凹面側に球面、回転対称非球面、トーリック面、非
球面乱視面のいずれかを有する外面累進多焦点レンズと
呼ばれるものと、凸面側に球面または回転対称非球面を
有し、内面側つまりは凹面側に、累進面、非球面、トー
リック面を融合させた曲面または、累進面のみを有する
内面累進多焦点レンズと呼ばれるものとがある。以下、
累進面、非球面、トーリック面とを融合させた面、およ
び累進面を自由曲面と呼ぶことにする。

【０００８】次に、眼鏡レンズの製造方法について説明
する。眼鏡レンズは顧客の処方にあわせて製造される
が、特に受注の多い処方の範囲は、成形型による注型成
形で製造されるのが一般的である。成形型には、凹面側
に球面、回転対称非球面、多重焦点面、自由曲面のいず
れかを有した凸面成形型と、凸面側に球面、回転対称非
球面、トーリック面、非球面乱視面、多重焦点面、自由
曲面のいずれかを有した凹面成形型とがある。これらの
成形型を、前述した単焦点レンズ、多焦点レンズの中の
所望の処方のレンズが成形できるように組み合わせて注
型成形を行う。成形後離型されたレンズは十分満足でき
る精度の光学面を有しているため、染色工程、ハードコ
ート工程、蒸着工程等を経て完成レンズとなる。

【０００９】また、受注頻度が低い範囲については、完
成品よりも肉厚が厚い成形レンズを在庫し、このレンズ
の屈折面を、処方に合わせて、球面、回転対称非球面、
トーリック面、非球面乱視面、自由曲面のいずれかに形
状創成加工して製造する。この場合、凸面側は成形型で
光学的に仕上げ、凹面側を形状創成加工するのが一般的
であるが、凸面あるいは、凹面凸面の両面を形状創成す
る場合もある。

【００１０】この中から、成形後に凹面側の屈折面を形
状創成する場合の製造方法について説明する。

【００１１】まず、注型成形で、凸面側が球面、回転対
称非球面、多重焦点面、自由曲面のいずれかに光学的に
仕上げられ、完成品よりも肉厚が厚く、屈折面外周が完
成品と同じ形状のレンズを成形する。このレンズを中間
体、最終的な完成レンズを完成体、また屈折面外周の形
状を周縁形状と呼ぶこととする。その後、ブロッキング
工程に入り、加工機にチャッキングするためのブロック
治具に、中間体の凸面を低溶融合金などを用いて固着す
る。次に荒加工工程に入り、中間体の凸面に固着された
ブロック治具を加工機にチャッキングし、中間体の凹面
を、球面、回転対称非球面、トーリック面、非球面乱視
面、自由曲面のいずれか所望の形状に切削あるいは研削
する。次に研磨加工に入るが、凹面を球面またはトーリ
ック面に加工する場合は、図６（ａ）に示すように、レ
ンズ１１の凹面１３と、凹面１３と同じ曲率の凸面をも
った剛体の研磨皿１４とを、研磨剤を介在させながら摺
り合わせることにより、凹面１３が鏡面に仕上げられ
る。

【００１２】凹面側を回転対称非球面、非球面乱視面、
自由曲面のいずれかに加工する場合は、レンズの凹面側
と同形状の凸面をもった剛体の研磨皿では、全面を連続
的に摺り合わせることができない。このため、図６
（ｂ）に示すように、レンズ１５の凹面１６と、弾性体
でできた研磨皿１７とを、研磨剤を介在させながら摺り
合わせることにより、鏡面仕上げを行っている。研磨皿
１７は弾性体であるため、凹面１６の形状に追従して変
形しながら摺り合わせることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中間体
の成形時に、中間体の外周にカケ、気泡等の成形不良が
発生することがあり、完成体の周縁形状と同一の周縁形
状を有するように中間体を成形する従来の製造方法で
は、この成形不良が完成体まで残ってしまうという問題
点を有していた。この成型不良は、見た目の悪さ、眼鏡
レンズとして必要な大きさが確保できない等の品質上の
問題となる。

【００１４】また、中間体に、形状創成工程によって新
たな屈折面を創成する場合、研磨皿との摺り合わせ研磨
を行う時に、屈折面外周部（周縁から内側２〜１０ｍｍ
程度の範囲）が中心部より過剰に研磨される傾向がある
ため、ダレと呼ばれる形状変化が外周部に発生する。こ
のダレは、研磨皿が剛体の場合よりも弾性体の場合のほ
うが大きくなる。なぜならば、剛体の研磨皿を使用する
のは、加工面が球面、トーリック面のいずれかの場合で
あり、加工面と、加工面と同形状の面をもった研磨皿と
が、均一にあたって連続的に摺り合わせが行われるた
め、力が比較的均一に分散するからである。

【００１５】これに対して、弾性体の研磨皿を使用する
のは、加工面が非球面または自由曲面の場合であり、研
磨皿を変形させながらレンズ凹面の形状に追従させて摺
り合わせているため、力の分布が不均一である。この
時、特にレンズの外周部と弾性体の研磨皿とが強く当た
るため、この部分の研磨が過剰に進行してダレが大きく
なってしまうのである。

【００１６】完成体の周縁形状と同一の周縁形状を有す
るように成型された中間体で形状創成工程を行う従来の
製造方法では、この研磨加工時のレンズ外周部のダレ
が、完成体に残ってしまうため、外周部での像のゆが
み、見た目の悪さ等の品質上の問題となっていた。

【００１７】また、これらのレンズを成形するための成
形型を製造する場合でも同様の問題が発生し、この型を
使用してレンズを成形した場合、レンズに成形型のダレ
が転写されてしまうという問題点を有していた。

【００１８】さらに、これらの問題は眼鏡レンズのみに
とどまらず、研磨皿との摺り合わせによって研磨する場
合においては、全ての光学レンズに起こりうる問題であ
る。

【００１９】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、成形型により屈折面が創成される光学レンズや、成
形後に片面又は両面を加工して新たな屈折面を形状創成
する光学レンズにおいて、外周部のダレ、カケ、気泡を
回避して、品質を向上させた光学レンズ及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
完成体の周縁形状よりも大きな周縁形状を有する中間体
を成形して得られることを特徴とする光学レンズを提供
する。

【００２１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
学レンズにおいて、完成体の周縁形状より大きな周縁形
状を有する中間体の片面又は両面の屈折面を加工して新
たな屈折面を創成した後、完成体として必要な周縁形状
に外周を整えて得られることを特徴とする光学レンズを
提供する。

【００２２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の光学レンズにおいて、素材がガラス又はプラスチ
ックであることを特徴とする光学レンズを提供する。

【００２３】請求項４記載の発明は、請求項１〜３いず
れか一項に記載の光学レンズにおいて、形状創成工程に
より創成される屈折面が、球面、トーリック面、回転対
称非球面、非球面乱視面、自由曲面のいずれかであるこ
とを特徴とする光学レンズを提供する。

【００２４】請求項５記載の発明は、請求項１〜４いず
れか一項に記載の光学レンズにおいて、他の光学レンズ
を成型するための型として使用することを特徴とする光
学レンズを提供する。

【００２５】請求項６記載の発明は、完成体の周縁形状
よりも大きな周縁形状を有する中間体を成形することを
特徴とする光学レンズの製造方法を提供する。

【００２６】請求項７記載の発明は、完成体の周縁形状
より大きな周縁形状を有する中間体の片面又は両面の屈
折面を加工して新たな屈折面を創成した後、完成体とし
て必要な周縁形状に外周を整えることを特徴とする光学
レンズの製造方法を提供する。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明者は、上記目的を達成する
ため鋭意検討を重ねた結果、成形型で屈折面を創成する
光学レンズと、成形後に片面又は両面を加工して新たな
屈折面を形状創成する光学レンズにおいて、完成体の屈
折面外周部にダレ、カケ、気泡が残らないようにするた
めには、従来、完成体と同一の周縁形状を有する中間体
を成形するか、あるいは形状創成工程前に完成体と同一
の周縁形状に中間体の外周を整えていたのをやめ、完成
体の周縁形状より大きな周縁形状を有するように中間体
を成形し、形状創成工程を経た後、完成体として必要な
周縁形状に外周を整えることが有効であることを知見し
た。

【００２８】すなわち、成形型で屈折面を創成する光学
レンズでは、完成体の周縁形状より大きな周縁形状を有
する中間体を成形することにより、カケ、気泡、成形型
からの転写による外周のダレ部分が、完成体として必要
な周縁形状より外側に発生するため、この部分は完成体
として必要な周縁形状まで外周を整える過程で削られて
なくなってしまう。

【００２９】また中間体成形後に形状創成を行う場合
は、前述した中間体の成形方法によるカケ、気泡、成形
型の転写による外周のダレの防止に加えて、完成体の周
縁形状より大きな周縁形状を有する中間体に研磨加工を
行うことにより、研磨加工時に発生する屈折面外周部の
ダレが、完成体として必要な周縁形状より外側に発生す
るため、研磨加工後に必要な周縁形状まで外周を整える
過程で、ダレは削られてなくなってしまう。

【００３０】よって、屈折面外周部のダレ、気泡、カケ
が存在しない所望のレンズを、完成体として得ることが
できる以下、本発明の実施の形態を、プラスチック製眼
鏡用レンズで、凸面側が成形型で光学的に仕上げられ、
凹面側を形状創成する場合について説明するが、本発明
は、下記の実施の形態に制限されるものではない。

【００３１】図１から５は、本発明のレンズの一実施形
態を示すもので、図１は外周を完成体に必要な周縁形状
に整える工程、図２は成形工程、図３はブロッキング工
程、図４は形状切削工程、図５は研磨工程の概略図であ
る。

【００３２】まず、中間体の成形工程を説明する。

【００３３】図２に示すように、中間体成形用の凸面成
形型４と凹面成形型５を、所望間隔に位置決めして保持
する。型４、５は中間体の周縁形状が完成体の周縁形状
よりも大きく成形される形状をしており、また、型４は
中間体凸面側を光学的に仕上げることができる精度をも
っている。

【００３４】その後該２枚のガラス型の側面に粘着テー
プ６を巻き付け固定し、該２個の成形型と粘着テープで
形成された空間内ににモノマー等のプラスチック原料を
充填する。これを加熱あるいは紫外線照射等により硬化
させて中間体７を成形する。この硬化の過程で、中間体
外周部に時としてカケ、気泡が生じる。

【００３５】次に成形型を取り外して中間体７を取り出
す。

【００３６】この中間体７は、凸面側が成形型により光
学的に仕上げられており、また完成体の周縁形状より大
きな周縁形状（望ましくは2〜１5ｍｍ大きく）を有する
ように成形されている。

【００３７】この中間体は成形後、形状創成工程に入
り、はじめのブロッキング工程では、図３に示すよう
に、ブロック治具９の上に、中間体７を位置決めして保
持し、これらの位置を保ったまま、例えば溶融した低融
点金属１０をこれらの間に流し込んで固め、ブロック治
具９に中間体７を貼り付ける。

【００３８】次の形状切削工程では、図４に示すよう
に、中間体７を貼り付けたブロック治具９を切削装置の
チャックに取り付け、中間体の凹面８を、荒削りして所
望の屈折面に創成したレンズ基材１を製造する。

【００３９】次の研磨工程では、切削により創成された
屈折面は粗いため、図５に示すように、レンズ基材１と
弾性体の研磨皿１７とを、研磨剤を介在させて摺り合わ
せることにより、凹面の鏡面仕上げを行う。

【００４０】これにより、凸面と凹面の両方が光学的に
仕上げられたレンズ基材が得られる。このときレンズ基
材１の研磨面外周部は、研磨皿１７と強くあたるため、
過剰に研磨が進行し、ダレ２が発生している。

【００４１】次に、図１（ａ）に示すように、レンズ基
材１の外周部にはダレ２や成形時に発生するカケ、気泡
が発生しているため、図１（ｂ）に示すように、レンズ
基材１の外周部を完成体として必要な周縁形状に削って
整える。このとき、ダレ２、カケ、気泡は、完成体とし
て必要な周縁形状より外側に位置するため、削られてな
くなってしまい、最終的に、図１（ｃ）に示すような、
ダレ、カケ、気泡のない高品質の完成体３が得られる。

【００４２】以上に述べた、凸面が成形型により光学的
に仕上げられ、凹面が形状創成される眼鏡レンズとして
は、凸面に成形される屈折面が、球面、回転対称非球
面、多重焦点面、自由曲面のいずれか、凹面に形状創成
される屈折面が、球面、回転対称非球面、トーリック
面、非球面乱視面、自由曲面のいずれかである眼鏡レン
ズを例示することができる。また、これ以外にも、凸面
あるいは凸面凹面両面を前記形状に形状創成する場合を
例示することができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、中間体の成形と、成形
後の形状創成工程とを、完成体の周縁形状より大きな周
縁形状で行った後、外周を必要な周縁形状まで整えて完
成体を得るため、成型時の気泡、カケ、成形型の転写に
よるダレ、形状創成時に発生する研磨面外周部のダレが
完成体には残らず、高品位な光学レンズを製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を眼鏡レンズ製造方法に適用した例を示
すもので、（ａ）は外周を完成体に必要な周縁形状に整
える前、すなわち形状創成工程後の概略図、（ｂ）は外
周を完成体に必要な周縁形状に整えた後の概略図、
（ｃ）は完成体を示す概略図である。

【図２】眼鏡レンズ製造方法の中間体成形工程の概略図
である。

【図３】眼鏡レンズ製造方法のブロッキング工程の概略
図である。

【図４】眼鏡レンズ製造方法の形状切削工程の概略図で
ある。

【図５】眼鏡レンズ製造方法の研磨工程の概略図であ
る。

【図６】従来の眼鏡レンズ製造方法の研磨工程の概要を
示すもので、（ａ）は凹面が球面またはトーリック面の
レンズの研磨工程の概略図、（ｂ）は、凹面が回転対称
非球面、非球面乱視面、自由曲面のいずれかであるレン
ズの研磨工程の概略図である。

【符号の説明】 １ … 形状創成済みレンズ基材 ２ … 凹面が光学的に仕上げられたレンズ基材の外周
部ダレ ３ … 完成体 ４ … 凸面成形型 ５ … 凹面成形型 ６ … 粘着テープ ７ … 中間体 ８ … 中間体の凹面 ９ … ブロック治具 １０… 低融点金属 １１… 凹面が球面またはトーリック面のレンズ １２… 凹面が球面またはトーリック面のレンズの凸面 １３… 凹面が球面またはトーリック面のレンズの凹面 １４… 剛体の研磨皿 １５… 凹面が回転対称非球面、非球面乱視面、自由曲
面のいずれかであるレンズ １６… 凹面が回転対称非球面、非球面乱視面、自由曲
面のいずれかである レンズの凹面 １７… 弾性体の研磨皿

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 完成体の周縁形状よりも大きな周縁形状
   を有する中間体を成形して得られることを特徴とする光
   学レンズ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学レンズにおいて、完
   成体の周縁形状より大きな周縁形状を有する中間体の片
   面又は両面の屈折面を加工して新たな屈折面を創成した
   後、完成体として必要な周縁形状に外周を整えて得られ
   ることを特徴とする光学レンズ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の光学レンズにお
   いて、素材がガラス又はプラスチックであることを特徴
   とする光学レンズ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３いずれか一項に記載の光学
   レンズにおいて、形状創成工程により創成される屈折面
   が、球面、回転対称非球面、トーリック面、非球面乱視
   面、自由曲面のいずれかであることを特徴とする光学レ
   ンズ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４いずれか一項に記載の光学
   レンズにおいて、 他の光学レンズを成型するための型として使用すること
   を特徴とする光学レンズ。
6. 【請求項６】 完成体の周縁形状よりも大きな周縁形状
   を有する中間体を成形することを特徴とする光学レンズ
   の製造方法。
7. 【請求項７】 完成体の周縁形状より大きな周縁形状を
   有する中間体の片面又は両面の屈折面を加工して新たな
   屈折面を創成した後、完成体として必要な周縁形状に外
   周を整えることを特徴とする光学レンズの製造方法。