JP2003334748A - レンズ保持具およびヤトイ - Google Patents

レンズ保持具およびヤトイ

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JP2003334748A JP2002138105A JP2002138105A JP2003334748A JP 2003334748 A JP2003334748 A JP 2003334748A JP 2002138105 A JP2002138105 A JP 2002138105A JP 2002138105 A JP2002138105 A JP 2002138105A JP 2003334748 A JP2003334748 A JP 2003334748A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高屈折率レンズであってもアロイの熱収縮に
よるレンズの変形を可及的低減してレンズ度数の精度、
安定性を向上させるとともに、レンズ全面にわたって歪
みのないレンズの製作を可能にする。 【解決手段】 ヤトイ13とアロイ16とで構成し、レ
ンズ5の凸面5aを保持するレンズ保持具7を構成す
る。溶融したアロイ16を供給するには、ブロッキング
リング14によってヤトイ13の周囲を取り囲み、レン
ズ5の凸面外周部を保持し、レンズ5とヤトイ13との
間にアロイ16が供給される隙間を形成しておく。ヤト
イ13を直径と凸面5aのベースカーブの異なるレンズ
5の種類に応じて選択される高さの異なる複数種のヤト
イで構成し、ブロッキングリング14を同じく直径と凸
面ベースカーブの異なるレンズの種類に応じて選択され
る内径と高さの異なる複数種のブロッキングリングで構
成し、アロイ16の中心厚が1.90〜3.00mmの
範囲内になるように、ヤトイ13とブロッキングリング
14の高さを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、眼鏡レンズ等の光
学レンズを保持するレンズ保持具に関し、特にプラスチ
ック眼鏡レンズを研磨する研磨装置に用いて好適なレン
ズ保持具およびヤトイに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光学レンズ、特に眼鏡用プラスチ
ックレンズを仕上げ寸法よりも肉厚の厚いレンズ素材
(例えば、セミフィニッシュレンズ)から製造する方法
としては、NC(数値)制御の研削機(以下、カーブジ
ェネレータという)によってレンズ素材を所定の面形状
に切削することにより、砂かけ代や研磨代を見込んだ仕
上げ寸法よりも肉厚の僅かに厚いレンズを製作し、この
レンズを研磨装置によって研磨することにより製作して
いる。
【0003】研磨装置としては、例えば一般に市販され
ているLOH社製の汎用の研磨装置(TORO−X2S
L)がレンズを研磨するために用いられている。この研
磨装置は、左右方向に移動自在でかつ前後方向に往復回
動自在なアームと、垂直な軸線を中心として首振り旋回
運動を行う揺動装置を備えており、この研磨装置を使っ
てレンズの凹面を研磨する場合は、前記アームにレンズ
をレンズ保持具を介して取付け、前記揺動装置に研磨治
具を取付け、この研磨治具の上面に研磨パッドを配設し
て前記レンズの凹面に押し付け、この状態で前記アーム
を前後左右方向に往復運動させるとともに、前記揺動装
置を首振り旋回運動させることにより、研磨の軌跡が1
周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡で前記レンズの凹
面を、前記研磨パッドと研磨剤とによって研磨するよう
にしたものである。
【0004】切削工程や研磨工程において、レンズを保
持するレンズ保持具は、ヤトイと低融点合金(以下、ア
ロイともいう)とからなり、例えばLOH社製のレイア
ウトブロッカーと呼ばれる装置によってレンズをレンズ
保持具に取付けている。レンズをレンズ保持具に取付け
るには、予めレンズの凸面(加工済み面)に傷防止用の
保護フィルムを密着させておく。次に、レイアウトブロ
ッカーの取付台にヤトイを嵌着してその周囲をブロッキ
ングリングで取り囲み、このリングの上に前記保護フィ
ルムが密着されたレンズをその凸面を下にして載置す
る。これにより、ブロッキングリングは上面側内周縁に
よってレンズの凸面を支持する。そして、レンズ、ヤト
イ、ブロッキングリングおよび取付台によって囲まれた
空間に溶融したアロイを流し込んで固化させることによ
り、レンズをヤトイに固定する。
【0005】セミフィニッシュレンズ(第1屈折面だけ
を光学的に仕上げたレンズ)の種類としては、大きさに
よって分類すると直径が例えば80,75,70,65
mmの4種類があり、また同径のものであってもレンズ
の第1屈折面の屈折力(度数)によって数種類ある。
【0006】眼鏡レンズの屈折力(度数D:ディオプタ
ー)は、近似的に第1屈折面(凸面)の屈折力D1 と第
2屈折面(凹面)の屈折力D2 との和(D=D1 +D2
)で表される。第1屈折面および第2屈折面の屈折力
(面屈折力)は、その面の曲率ρ(単位は1/m、曲率
半径R=1/ρ)とレンズの素材の屈折率nとにより、
以下の式のように定義される。 面屈折力=(n−1)×ρ=(n−1)/R なお、第1屈折面の屈折力D1 は特にベースカーブ(以
下、BCと略称する)と呼ばれる。
【0007】従来のレンズ保持具としては、例えばUS
P5,421,770号に記載されたものが知られてい
る。このレンズ保持部を図14に示す。同図において、
Aはヤトイ、Bはレンズ、Cはアロイである。このヤト
イAは、レンズBに対向する面aに凹部Dを有し、この
凹部Dの外周には、鋭角に切り立った段差Eが形成され
ている。また、凹部Dには複数の垂直方向に掘られたく
ぼみFが設けられている。前記段差EはアロイCに対す
る抜けを防止する働きをし、前記くぼみFはアロイCに
対するヤトイAの回転を防止する働きをすることからヤ
トイAとアロイCとは強固に結合される。
【0008】このようなヤトイAとアロイCを用いてレ
ンズBを保持する場合、アロイCの熱やアロイCの固化
時における収縮による影響でレンズBが変形することが
知られている(特開平7−116950号)。
【0009】しかしながら、従来はプラスチック眼鏡レ
ンズの材質としては、最も汎用的なプラスチックレンズ
材料であるジエチレングリコールビスアリルカーボネー
ト系樹脂(n=1.50)が用いられ、セミフィニッシ
ュレンズの肉厚も厚く設計されているため、アロイでレ
ンズを固化した低融点合金を介してヤトイに固定したと
きのアロイの熱や収縮の影響は少なかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
はレンズ素材の高屈折率化とセミフィニッシュレンズの
薄形化が進んでいるため、アロイの熱や収縮による影響
が大きくなり、レンズ保持具の改良が急務とされてき
た。すなわち、レンズ素材として、屈折率1.5のジエ
チレングリコールビスアリルカーボネート系樹脂の代わ
りに屈折率1.55〜1.75のウレタン系樹脂やエピ
チオ系樹脂が用いられ、また、材料コストの低減と、省
資源化の要求からセミフィニッシュレンズを薄型化して
凹面側の削る量を少なくすると、アロイの熱や収縮によ
る影響が大きくなり、特にマイナスレンズ用のセミフィ
ニッシュレンズの場合、レンズの中心肉厚が薄くなって
いるため、アロイの熱や収縮による影響を大きく受け
る。その上、従来のレンズ保持具はアロイとヤトイの接
続強度を強化するための前記したような構造上、中央付
近のアロイの量が多くなっているため、アロイの熱や収
縮による影響が大きかった。
【0011】このようなことから上記した特開平7−1
16950号公報では、ヤトイとレンズとの間の空間に
底板を設けることによりアロイの量を少なくして固化時
の収縮による変形を防止している。しかし、アロイの使
用量を少なくしてもレンズの種類によってアロイの中心
部の厚さが異なるため、依然として熱や収縮による影響
を解消することができない場合があった。
【0012】また、従来はアロイによってレンズの中央
部分のみを保持しているため、アロイが存在する中央部
分と存在しない外側部分とではレンズの強度に差が生
じ、このような保持状態で凹面を切削したり研磨する
と、凹面でかつ凸面側のアロイが存在する部分と存在し
ない部分の境部に対応する部分に研磨痕が発生するとい
う問題もあった。
【0013】そこで、本発明者らはヤトイとブロッキン
グリングの高さを変えて種々の実験を行なったところ、
レンズの大きさ、形状(特にBC)に関係なくアロイの
中心厚が略一定になるように、ヤトイとブロッキングリ
ングの高さを設定すると、アロイの熱や収縮による影響
を低減でき、レンズ度数の精度、安定性を向上させるこ
とができることを見出した。また、ブロッキングリング
の内径をレンズの直径と略等しくし、アロイをレンズの
凸面の略全面に固着すると、アロイの存在する部分と存
在しない部分との境部に研磨痕が生じなくなり、レンズ
全面にわたって歪みのないレンズを製作することができ
ることを見出した。さらに、ヤトイのレンズと対向する
面に形成される穴を開口部が内端より外側となるように
傾斜させると、アロイの中央部の肉厚が厚くならず、熱
や収縮による影響を軽減できることを見出した。
【0014】本発明は上記した従来の問題および実験結
果に基づいてなされたもので、その目的とするところ
は、レンズの大きさ、形状の違いに拘わらずアロイの中
心厚を略一定にすることにより、薄形化されたセミフィ
ニッシュレンズであってもアロイの熱収縮によるレンズ
の変形を可及的低減することができ、レンズ度数の精
度、安定性を向上させるようにしたレンズ保持具を提供
することにある。また、本発明はレンズ全面にわたって
歪みのないレンズの製作を可能にしたレンズ保持具を提
供することにある。さらに、本発明はアロイとヤトイの
結合強度が大きく、アロイの中央部の肉厚が厚くなら
ず、熱や収縮による影響を軽減できるようにしたヤトイ
を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1の発明は、レンズの凸面とヤトイとブロッキング
リングとの間の空間に溶融した低融点合金を流し込んで
固化させることによってレンズを固化した低融点合金を
介してヤトイに固定するレンズ保持具において、前記ヤ
トイは、直径とベースカーブの異なるレンズの種類に応
じて選択される高さの異なる複数種のヤトイからなり、
前記ブロッキングリングは、直径とベースカーブの異な
るレンズの種類に応じて選択される内径と高さの異なる
複数種のブロッキングリングからなり、前記ヤトイと前
記ブロッキングリングの高さは、前記レンズの直径およ
びベースカーブに拘わらず前記低融点合金の中心厚が
1.90〜3.00mmの範囲内になるように設定され
ているものである。
【0016】第1の発明において、低融点合金の中心厚
が1.90mm以下であると、レンズとヤトイとの隙間
が狭すぎて低融点合金がレンズの中心部に入り込み難
く、度数不良の原因となる。3.00mm以上であると
アロイの熱や収縮の影響が大きくなり、レンズの度数が
安定しなくなる。アロイの中心厚としては、1.90〜
2.5mmがより好ましい。
【0017】第2の発明は、上記第1の発明において、
ブロッキングリングの内径をレンズの直径と略等しく、
低融点合金がレンズの凸面の略全面に固着したものであ
る。
【0018】第2の発明において、低融点合金がレンズ
の凸面の略全面を保持しているため、凹面研磨したと
き、低融点合金が存在する部分と存在しない部分との境
部に生じる研磨痕はレンズの外周縁部のみとなる。凹面
研磨後、レンズは眼鏡フレームの枠形状と一致するよう
に縁摺り加工されるため、研磨痕とともに外周部が切削
除去される。したがって、略全面にわたって歪みのない
レンズの製作を可能にする。
【0019】第3の発明は、上記第1または第2の発明
において、低融点合金のヤトイより外側部分の厚さを5
mm以上にしたものである。
【0020】切削装置や研磨装置はレンズをレンズ保持
具のヤトイ部分で保持しており、特に研磨装置では研磨
中ヤトイ部分を保持した状態で研磨治具に押し当てるよ
うに研磨圧力をかけている。ヤトイの外側のレンズ非加
工面はアロイで覆われているためレンズの剛性は高めら
れているが、低融点合金は比較的柔らかいため、ヤトイ
より外側部分の低融点合金の厚さが5mmより小さいと
切削や研磨中にヤトイの外周部を支点として撓み易くな
る。このように撓んだ場合、加工面側のヤトイの外周付
近が変曲点となって撓み、その部分だけが多めに削られ
て環状の研磨痕が生じたり、研磨中に撓むことで面全体
に形状誤差が生じる。そこで、第3の発明においては、
低融点合金のヤトイより外側部分の厚さを5mm以上に
すると、レンズの外周部が変形しないので、上記したよ
うな環状の研磨痕や形状誤差が生じることがない。
【0021】第4の発明は、上記第1、第2または第3
の発明において、前記複数種のヤトイの高さの種類は、
前記複数種のブロッキングリングの高さの種類より多
く、前記複数種のヤトイには1.1mm以下の間隔で高
さが異なる複数種のヤトイが含まれているものである。
【0022】第4の発明においては、複数種のヤトイに
1.1mm以下の間隔で高さが異なる複数種のヤトイを
含むようにしているので、少ないブロッキングリングで
多くの種類のレンズに対して低融点金属の中心厚を1.
90〜3.00mmの範囲内にすることができる。
【0023】第5の発明は、レンズの凸面が低融点合金
を介して固定されるヤトイにおいて、前記ヤトイのレン
ズ凸面と対向する面に複数の穴を有し、この複数の穴を
開口部がヤトイの外周寄りで内端が前記開口部よりヤト
イの中心側に位置するように傾斜させて形成したもので
ある。
【0024】第5の発明において、傾斜した穴に充填さ
れ固化する低融点合金は、低融点合金とヤトイとの結合
強度を増大させ、低融点合金の回転、剥離、脱落を防止
する。開口部が内端よりヤトイの中心側に位置する斜め
の穴の場合は、穴に充填されている低融点合金の厚さが
加えられるため、低融点合金の中心部における厚さが厚
くなり、熱や収縮の影響が大きくなる。これに対して、
本発明は開口部がヤトイの外周寄りで内端がヤトイの中
心側に位置する傾斜した穴であるため、低融点合金の中
心部における厚さが厚くならず、熱や収縮の影響を少な
くすることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るレ
ンズ保持具を用いた研磨装置の概略構成図、図2はレン
ズにレンズ保持体を取付けた状態を示す断面図、図3は
レイアウトブロッカーでレンズにレンズ保持体を取付け
るときの状態を示す断面図、図4(a)、(b)、
(c)はヤトイの平面図、断面図および底面図、図5
(a)、(b)はブロッキングリングの平面図およびA
−A線断面図である。図6(a)〜(d)はレンズ、ブ
ロッキングリングおよびヤトイの種類と、レンズ中央と
ヤトイとの隙間の関係を示す図、図7は研磨治具の平面
図、図8は図7のVIII−VIII線断面図、図9はバルブの
断面図、図10は研磨パッドの平面図、図11は研磨パ
ッドの締付部材の斜視図、図12(a)、(b)はそれ
ぞれ研磨装置の無軌道研磨軌跡を示す概念図である。
【0026】本実施の形態においては、乱視矯正用のプ
ラスチック眼鏡レンズのトーリック面からなる凹面を切
削、研磨する場合に適用した例を示す。また、切削、研
磨するレンズ5としては、高屈折率(n=1.55〜
1.75)からなるウレタン系またはエピチオ系の樹脂
からなる凸面だけが仕上げられたセミフィニッシュレン
ズを使用した。
【0027】レンズの製造は、最初にレンズ5の凸面5
aにレンズ保持具7を取付け、このレンズ保持具7を介
してレンズ5をカーブジェネレータに取付け、レンズ5
の凹面5bを所定の形状に切削した後、同様にレンズ保
持具7を介してレンズ5を研磨装置に取付け、切削され
た面を研磨することにより行う。
【0028】レンズ5をレンズ保持具7に取付けるに
は、図2に示すように予めレンズ5の凸面5aに傷防止
用の保護フィルム12を密着させておき、その上に例え
ばLOH社製のレイアウトブロッカーと呼ばれる装置に
よって前記レンズ保持具7を取付ける。レンズ5の種類
としては、直径(φ)が80,75,70,65mmの
4種類が用いられる。
【0029】図2〜図5において、前記レンズ保持具7
は、ヤトイ13と低融点合金(以下、アロイともいう)
16とからなり、レイアウトブロッカーの取付台15に
前記ヤトイ13と、このヤトイ13の外周を取り囲むブ
ロッキングリング14を嵌着し、このブロッキングリン
グ14の上に前記保護フィルム12が密着されたレンズ
5を凸面5aを下にして載置し、レンズ5、ヤトイ1
3、ブロッキングリング14および取付台15によって
囲まれた空間に溶融したアロイ16を充填して固化させ
る。次に、レンズ5、ヤトイ13、ブロッキングリング
14およびアロイ16からなる一体物を取付台15から
取外し、さらにブロッキングリング14を取外す。これ
により、レンズ5がヤトイ13とアロイ16とからなる
レンズ保持具7によって保持される。なお、ヤトイ13
が嵌着される前記取付台15は、アロイ16を流れ易く
するために、40〜45°の角度をもって前下がりに傾
斜している。
【0030】前記ヤトイ13とブロッキングリング14
の構造を図4および図5に基づいてさらに詳述する。図
4において、ヤトイ13は、SUS303等によってカ
ップ状に形成されることにより、円板部13Aと、この
円板部13Aの下面外周部に一体に突設された断面台形
状の環状突起13Bとで構成されている。円板部13A
の上面は平坦面を形成している。環状突起13Bは、内
側に凹陥部18を有し、またこの環状突起13の周壁に
は2つの位置決め用凹部19が周方向に180°離間し
て形成されており、前記取付台15の上面に形成した環
状凹部20(図3)に嵌合される。環状凹部20の中央
には前記凹陥部18に嵌合する截頭円錐形の突起部21
が一体に突設され、さらに前記環状凹部20の溝底には
前記位置決め用凹部19に嵌合する2つの位置決め部
(図示せず)が一体に突設されている。
【0031】このようなヤトイ13は、前記アロイ16
の中心厚M(図2)がある定められた範囲内に収まるよ
うに高さHが異なる複数種を有している。本実施の形態
においては、後述する図6に示すように高さHが異なる
7種類のヤトイ13が用いられる。
【0032】ヤトイ13の直径D1 は、レンズ5の直
径、BCの違いに拘わらず一定で、例えば43mmに設
定されている。ヤトイ13の下面中央に設けられる凹陥
部18は、前記取付台15の突起部21に適合するよう
に全てのヤトイについて同一の大きさと深さを有するよ
うに形成されている(例えば、深さd=15mm)。さ
らに、ヤトイ13の上面外周寄りには、直径4mm、深
さ7mm程度の穴22が周方向に等間隔をおいて4個形
成されている。これら4個の穴22は、開口部22aが
ヤトイ13の外周寄りで内端22bがヤトイ13の中心
側に位置するように、ヤトイ13の径方向に60°程度
傾斜した不貫通穴からなる。このように形成された穴2
2は、その穴の方向がすべて異なっており、この穴22
に入り込んで固まったアロイ16とヤトイ13との嵌合
は、あらゆる方向に対して結合力が強いため、アロイ1
6のヤトイ13からの剥離、脱落、回転を防止すること
ができる。また、開口部22aがヤトイ13の外周寄り
にあることから、ヤトイ中央のアロイ16の量が少ない
ため、アロイ16の収縮によるレンズ5の変形を少なく
することができる。
【0033】図5において、前記ブロッキングリング1
4はヤトイ13と同様にSUS303等によって形成さ
れ、レンズ5の直径、BCに対応させた所定の内径と高
さを有するものが用いられる。ブロッキングリング14
の外径Daは、直径が異なるレンズ5毎にその直径より
大きく、内径Dbがレンズ5の直径と略等しく設定され
(厳密にはレンズ径より2mm程度小さい)、高さH0
がレンズ5のBCに対応して異なっている。このため、
本実施の形態においては、内径Db(4種類)と高さH
0 (2種類)が異なる6種類(80φと75φレンズに
対してはそれぞれ高さが1種類)のブロッキングリング
14が用いられる。
【0034】前記ブロッキングリング14には、2つの
位置決め用孔23と、アロイ用流通路24およびアロイ
流入口25が形成されている。2つの位置決め用孔23
はブロッキングリング14の上下面に開口する貫通孔か
らなり、ブロッキングリング14の周方向に等間隔離間
して設けられている。アロイ用流通路24は、前記ブロ
ッキングリング14の上面で前記2つの位置決め用孔2
3から等距離離間した位置に形成された半径方向の溝か
らなり、外端が前記アロイ流入口25に連通し、内端が
ブロッキングリング14の中心孔26に連通している。
アロイ流入口25は、ブロッキングリング14の外周に
形成された凹部で構成されている。
【0035】このようなブロッキングリング14は、前
記ヤトイ13が取付台15上に設置されると、前記位置
決め用孔23と前記取付台15の上面に突設した位置ピ
ン27(図3)との嵌合によって前記取付台15に位置
決めされて設置されるとともにボルト等の固定具28に
より固定されると、アロイ流入口25がレイアウトブロ
ッカーのアロイ供給口に接続され、前記ヤトイ13の周
囲を取り囲む。そして、ブロッキングリング14の上に
レンズ5を凸面5aを下にして設置し、レンズ5を適宜
な押圧部材によってブロッキングリング14に押し付け
る。そして、この状態で溶融したアロイ16を前記アロ
イ流入口25に供給すると、アロイ16は、取付台15
が前下がりに傾斜していることから、アロイ用流通路2
4を通ってブロッキングリング14の中心孔26に流入
してヤトイ13の上面および外周に供給され、冷却固化
することによりレンズ5をヤトイ13に固定する。使用
するヤトイ13とブロッキングリング14は、レンズ5
の直径およびBCに応じて適宜選択する。本実施の形態
においては、図6にしたがって選択した。例えば、直径
が70mmで、BCが3.0のレンズ5の研磨を行う場
合は、図6(c)図にしたがって高さ18.5mmのヤ
トイ13と、内径68mm、高さ7mmのブロッキング
リング14を選択する。
【0036】図6(a)〜(d)にレンズ、ブロッキン
グリングおよびヤトイの種類と、レンズ中央とヤトイと
の隙間(=アロイの中心厚)の寸法関係を示す。同図
(a)は直径が80mmで、BCがそれぞれ1.5,
1.0,0.9,0.8,0.7,0.6からなる6種
類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高
さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイの上面との
隙間(=アロイの中心厚)を示す。
【0037】ブロッキングリング14は、レンズのBC
に関係なく内径が全て78mm、高さが全て10mmの
ものが用いられる。したがって、ブロッキングリング1
4は、直径80mmのレンズに対しては1種類である。
一方、ヤトイ13は、高さが225.mmと23.5m
mの2種類が用いられる。レンズ5とヤトイ13の中央
における隙間は、最大で2.88mm、最小で2.34
mmである。
【0038】同図(b)は直径が75mmで、BCがそ
れぞれ2.0,1.75,0.5,0.4,0.3から
なる5種類のレンズに用いられるブロッキングリングの
内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイと
の隙間を示す。ブロッキングリング14は、レンズのB
Cに関係なく内径が全て73mm、高さが全て7mmの
ものが用いられる。したがって、ブロッキングリング1
4は、直径75mmのレンズに対しては1種類である。
一方、ヤトイ13は、高さが19.5mmと20.5m
mの2種類が用いられる。レンズ5とヤトイ13の中央
における隙間は、最大で2.80mm、最小で1.90
mmである。
【0039】同図(c)は直径が70mmで、BCがそ
れぞれ4.5,3.75,3.0,2.5,0.2,
0.1からなる6種類のレンズに用いられるブロッキン
グリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央
とヤトイとの隙間を示す。ブロッキングリング14は、
レンズのBCに関係なく内径が全て68mmで、高さが
10mmと7mmの2種類が用いられる。ヤトイ13
は、高さが18.5mm、19.5mm、20.5mm
の3種類が用いられる。レンズ5とヤトイ13の中央に
おける隙間は、最大で2.89mm、最小で2.01m
mである。
【0040】同図(d)は直径が65mmで、BCがそ
れぞれ7.5,6.75,6.0,5.25,0からな
る5種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内
径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイとの
隙間を示す。ブロッキングリング14は、レンズのBC
に関係なく内径が全て63mmで高さが10mmと7m
mの2種類が用いられる。ヤトイ13は、高さが17.
5mm、18.5mm、19.5mm、21.5mmの
4種類が用いられる。レンズ5とヤトイ13の中央にお
ける隙間は、最大で2.66mm、最小で1.95mm
である。
【0041】本実施の形態においては、ヤトイ13を7
種類、ブロッキングリング14を6種類(高さ2種類)
としたが、これに限らず適宜増減してもよいことは勿論
である。
【0042】また、直径の異なるレンズ種毎に用いられ
るブロッキングリング14の種類としては、1〜2種類
程度が望ましく、それ以上であると保管管理が煩雑にな
るため好ましくない。
【0043】なお、ヤトイ13の高さの種類を、ブロッ
キングリング14の高さの種類よりも多くなるようにし
て、低融点金属の中心厚を所定の範囲内に設定するよう
にするとより好ましい。ブロッキングリング14はその
取付け、取外しに手間がかかり、またその製造コストも
高いことから、取外しが容易で製造コストが安いヤトイ
の種類を多くすることにより作業性、製造コストの面で
より良い。
【0044】複数種のヤトイ13の高さは次ぎのように
設定するとより好ましい。初めに設定したいアロイの中
心厚を1.90〜3.00mmの範囲内で設定する。そ
して、設定した範囲の上限値と下限値との差(以下、範
囲幅と記す)以下の間隔でヤトイの高さを設定する。こ
の間隔を一定にすると管理が容易であるのでより好まし
い。例えば、本実施の形態のように、アロイの中心厚を
1.90〜3.00mmの範囲に設定した場合は、その
設定した範囲の範囲幅は1.10mmなので、これ以下
の間隔で高さの異なるヤトイを設ける。本実施の形態で
は1.00mmの一定の間隔で7種類のヤトイを製作
し、前記範囲幅より広い間隔(3mm)で高さの異なる
ブロッキングリングに対して使用した。また同様に、ア
ロイの中心厚を1.90〜2.50mmの範囲に設定し
た場合は、その範囲幅は0.6mmなのでそれ以下の間
隔で高さの異なるヤトイを設定すると良い。
【0045】上記のように範囲幅以下の間隔で高さを設
定した複数のヤトイを、適当な高さと直径のブロッキン
グリングと組合わせることにより、どのような直径とB
Cのレンズに対してもアロイの中心厚を設定範囲内に設
定することができるので好ましい。そして、このように
高さを設定したヤトイの種類をブロッキングリングの高
さの種類より多くすることにより、少ないブロッキング
リングで中心厚を設定範囲内に設定することができるの
でより好ましい。なお、ヤトイは、レンズ保持具を取付
けたいレンズの直径とBCの種類に合わせて必要な種類
だけを用意すればよいので、必ずしも全てのヤトイの高
さの間隔が設定範囲幅以下になっている必要はない。
【0046】このように本発明においては、直径が異な
る4種類のレンズ5の凹面の切削、研磨に当たって、7
種類からなるヤトイ13と、6種類(高さ2種類)から
なるブロッキングリング14を用意し、レンズ5の直径
とBCに対応させて選択して使用することにより、レン
ズ5の凸面5aの中央とヤトイ13の上面との間隔、言
い換えればアロイ16の中心厚Mを略一定の値、具体的
には上記したとおり1.90〜3.00mmの範囲内に
設定した。隙間が1.9以下であると、溶融したアロイ
16がレンズ5とヤトイ13との隙間に流れ込まない場
合があり、レンズ面にアロイ16が不均一に固着して度
数不良の原因となるため好ましくない。隙間が3.00
以上であると、アロイ16の使用量が増加してアロイ1
6の熱や収縮による影響が大きくなりレンズ5の度数が
不安定になり、凹面5bの形状誤差も大きくなる。な
お、1.9〜2.5mmとするとより好ましい。
【0047】上述のようにしてレンズ保持具7が取付け
られたレンズ5は、3次元NC制御を行うカーブジェネ
レータに前記レンズ保持具7を介して取付けられ、凹面
5bを所定の面形状に切削加工される(加工精度3μm
以内:50φ、表面粗さRy0.3〜0.5μm)。
【0048】切削加工されたレンズ5はその切削加工さ
れた面を研磨装置により研磨される。以下、本発明に係
るレンズ保持具を用した研磨装置の概略構成について説
明する。図1において、全体を符号1で示す眼鏡レンズ
の研磨装置は、床面に設置された装置本体2と、この装
置本体2に紙面において左右方向に移動自在でかつ水平
な軸3を中心として紙面と直交する方向に回動自在に配
設されたアーム4と、このアーム4を左右方向に往復移
動させるとともに紙面と直交する方向に回動させる図示
しない駆動装置と、前記アーム4に設けられたレンズ取
付部6と、前記レンズ取付部6の下方に位置するように
前記装置本体2に配設され、図示しない駆動装置により
垂直な軸線Kを中心として首振り旋回運動(自転はしな
い)を行う揺動装置8等を備えている。また、前記揺動
装置8上に着脱自在に設けられた研磨治具9、この研磨
治具9に着脱自在に取付けられた研磨パッド10、前記
レンズ取付部6を昇降させる昇降装置11等を備えてい
る。切削加工されたレンズ5は、前記レンズ保持具7
(図2)を介して前記レンズ取付部6に装着される。
【0049】このような研磨装置1は前記レンズ保持具
7および研磨治具9の構造が新しい点を除いて従来から
広く使用されているもので、例えば一般に市販されてい
るLOH社製の汎用の球面研磨装置(TORO−X2S
L)がレンズ5を研磨するために用いられている。
【0050】前記揺動装置8は、垂直な回転軸31に揺
動角度α(例えば、5°)で首振り旋回運動するように
傾斜して取付けられ、上面に前記研磨治具9が取付けら
れている。
【0051】図7〜図11において、前記研磨治具9
は、弾性材料である天然ゴム、合成ゴムまたはゴム状樹
脂によってカップ状に形成された背面側が開放するバル
ーン部材31と、このバルーン部材31の背面側開口部
を閉塞し内部を気密に保持する固定具32と、前記バル
ーン部材31の内部に圧縮空気を供給するバルブ33と
で構成されている。
【0052】前記バルーン部材31は、略楕円形で表面
が扁平または緩やかな凸曲面からなるドーム部31A
と、このドーム部31Aの下面外周に一体に延設された
略楕円形の筒部31Bと、筒部31Bの後端に一体に延
設された環状の内フランジ31Cとで構成されている。
バルーン部材31の材質としては、例えば硬度が20〜
50度(JIS)の天然ゴムに近い合成ゴム(例えば、
IIR)または天然ゴムが用いられる。バルーン部材3
1の厚さTは全体にわたって略均一で、約0.5〜2m
m(通常1mm程度の等厚)である。バルーン部材31
の大きさは、研磨するレンズ5の大きさや研磨したい面
の形状に応じて複数種類用意することが好ましい。
【0053】前記固定具32は、内側固定具34と外側
固定具35の2部材からなり、これらによってバルーン
部材31の前記筒部31Bの下端部と内フランジ31C
を内側と外側から挟持することにより、バルーン部材3
1の背面側開口部を気密に封止している。内側固定具3
4は、バルーン部材31の筒部31Bの内側の形状と略
同一の大きさの楕円板からなり、前記バルーン部材31
のドーム部31Aとともに密閉空間38を形成してい
る。
【0054】前記外側固定具35は、上方に開放する楕
円形のカップ状に形成されることにより、前記内側固定
具34が前記バルーン部材31の筒部35Bとともに嵌
挿される凹陥部40を有し、複数個の止めねじ41によ
って前記内側固定具34が固定されることにより、バル
ーン部材31の内フランジ35Cを凹陥部40の底面に
押し付けている。この結果、バルーン部材31の密閉空
間38は気密に保持されている。このような外側固定具
35は、底面に設けた係合凹部42と揺動装置8の上面
に設けた図示しない係合部との係合によって位置決め固
定される。
【0055】図9において、前記バルブ33は、上端部
が前記内側固定具34に螺合によって取付けられ、下端
部が前記外側固定具35に形成した貫通孔52内に位置
するバルブ本体53を備え、このバルブ本体53内にボ
ール53、円錐コイルばね54,55、排気用ピン5
6、受座57およびEリング58が組み込まれている。
【0056】前記バルブ本体53の内部は、仕切壁60
によって上下2つの室61a,61bに仕切られてお
り、これら両室を仕切壁60に設けた中心孔62によっ
て連通させている。前記ボール53は、上側の室61a
に収納され、円錐コイルばね54によって下方に付勢さ
れることにより、通常前記中心孔62を閉塞している。
【0057】前記排気用ピン56は、前記下側の室61
bに上下動自在に配設され、前記円錐コイルばね55に
よって下方に付勢されることにより通常前記受座57に
押し付けられている。排気用ピン56の上端は、前記中
心孔62内に挿入されて前記ボール53と近接して対向
し、下端部が前記バルブ本体53の下方に突出してい
る。
【0058】前記外側固定部材35の前記貫通孔52
は、バルーン部材31の密閉空間38への圧縮空気の供
給時に供給口形成部材71にOリング72を介して接続
される。供給口形成部材71は、図示しない空気供給装
置に接続されている。貫通孔52を供給口形成部材71
に接続し、空気供給装置からの圧縮空気Aを前記貫通孔
52に供給すると、貫通孔52およびバルブ33の下側
の室61b内の圧力が徐々に高くなり、その圧力でボー
ル53を円錐コイルばね54に抗して押し上げる。これ
によりバルブ33が開き、圧縮空気Aがバルブ33を通
ってバルーン部材31の密閉空間38に供給され、ドー
ム部31Aを膨張させる。ドーム部31Aの中央の高さ
が所望の高さになると圧縮空気の供給を停止させる。こ
れにより下側の室61b内の圧力が低下し大気圧となる
ため、ボール53が円錐コイルばね54の力により下降
して中心孔62を閉塞する。しかる後、流体供給口形成
部材71を貫通孔52から抜き取ることにより、バルー
ン部材31への圧縮空気の供給を終了する。なお、バル
ーン部材31内の圧縮空気を抜くときは、排気用ピン5
6を円錐コイルばね55に抗して押し上げてボール53
を仕切壁60の着座面から浮き上がらせ、中心孔62を
開放させればよい。
【0059】前記バルーン部材31の密閉空間38に圧
縮空気を供給し、前記ドーム部31Aを膨張させると、
ドーム部31Aの中心軸を含む断面の曲率半径が楕円の
短軸方向で最小となり、長軸方向で最大となるトーリッ
ク面に近い形状が形成される。この場合、ドーム部31
Aの曲率半径は、ドーム部31Aの中央高さ(頂点高
さ)に応じて変化するため、適宜な装置によってドーム
中央の高さを測定し調整することにより、ドーム部31
Aの曲率半径をレンズ5の凹面5bの形状に近い形状に
することができるが、より正確に形状を合わせるには長
軸、短軸の寸法またはその比率を変えたものを複数種用
意しておき、レンズ5の凹面形状に近いものを選択して
使用することが好ましい。
【0060】本実施の形態においては、凹面5bがトー
リック面でレンズ径65φ、70φ、75φ、80φ
(mm)、凹面5bのベースカーブ0.00〜11.2
5、乱視範囲0.00〜4.00のレンズの研磨を行な
うのに、バルーン部材31の短軸の長軸に対する比率が
0.9で、長軸の寸法が65φ、70φ、75φ、80
φ、85φ、90φ、95φ、100φ(mm)の8種
類と、バルーン部材31が略円形で外径が100mmの
1種類の計9種類の研磨治具9を使い分け、かつバルー
ン部材31のドーム部31Aの高さと研磨条件(圧力、
回転速度、研磨時間)を適宜設定して研磨を行った。
【0061】図7、図8、図10および図11におい
て、前記レンズ5の凹面5bの研磨に用いられる前記研
磨パッド10は、例えばポリウレタン、フェルト、また
は不織布等の繊維性の布や合成樹脂等を材料とするシー
ト材によって形成されたもので、図7に示すように前記
バルーン部材31のドーム部31Aの正面視形状と略同
一の大きさの楕円形に形成された研磨部80(図10)
と、この研磨部80の周縁から外側に伸びる複数本の固
定片81とで構成されている。研磨部80は、外周より
中心に向かって形成された複数の溝82により放射状に
形成された8個の花弁片83で構成されている。前記固
定片81は、前記8個の花弁片83のうち、長軸方向と
短軸方向に位置する4つの花弁片83の外縁を径方向に
それぞれ延設することにより形成されている。
【0062】このような研磨パッド10は、ばね材によ
ってリング状に形成された締付部材90(図11)によ
って前記研磨治具9に着脱自在に取付けられる。研磨パ
ッド10の取付けに際しては、先ず研磨部80をバルー
ン部材31のドーム部31Aの上に載置する。次に、締
付部材90の両端部91a,91bを指先で挟んでその
間隔を狭めることにより締付部材90を拡径化し、この
状態で締付部材90を研磨パッド10の固定片81を上
方から押しつけて下方に折り曲げ外側固定具35の外周
に接触させる。そして、両端部91a,91bから指先
を離すと、締付部材90は元の形状に復帰して固定片8
1を締付けて外側固定具35の外周に固定し、もって研
磨パッド10の取付けが終了する。
【0063】このような構造からなる研磨装置1にレン
ズ5が固定されたレンズ保持具7をアーム4のレンズ取
付部6に装着し、研磨パッド10が取付けられた研磨治
具9を揺動装置8に取付け、昇降装置11によってレン
ズ5を下降させて凹面5bを研磨パッド10の表面に押
し付ける。この状態で研磨剤を研磨パッド10の表面に
供給するとともに、アーム4を左右および前後方向に往
復運動させながら揺動装置8を首振り旋回運動させる。
これらの運動により、研磨の軌跡が図12(a)または
(b)に示すように1周毎に少しずつずれる無軌道研磨
軌跡でレンズ5の凹面5bを前記研磨パッド10と研磨
剤によって研磨し、所望の面形状に仕上げる。研磨代は
5〜9μm程度である。研磨剤としては、例えば酸化ア
ルミナ、酸化セリウム等の研磨材(砥粒)を研磨液に分
散させた溶液状のものが用いられる。なお、研磨に当た
っては、研磨条件(研磨材の粒径、研磨時間)を変えて
2回研磨(荒研磨、仕上げ研磨)することが望ましい。
【0064】このように本発明に係るレンズ保持具7に
おいては、高さが異なる7種類のヤトイ13と、高さと
内径が異なる6種類のブロッキングリング14をそれぞ
れ用意し、直径とBCが異なるレンズ毎にそのレンズに
対応した高さを有するヤトイ13とブロッキングリング
14を選択して使用し、アロイ16の中心厚が1.90
〜3.00mmの範囲内、より好ましくは1.9〜2.
5mmの範囲内になるように設定したので、高屈折率の
レンズであっても、また凸面カーブの浅いものであって
もアロイ16の熱や収縮による影響を軽減することがで
き、レンズ度数の精度を安定に維持することができる。
【0065】また、本発明においては、ブロッキングリ
ング14の内径をレンズ5の直径と略等しく設定するこ
とで、アロイ16をレンズ5の凸面5aの略全面にわた
って固着させるようにしたので、アロイ16が接着して
いる部分と、接着していない部分の境界をレンズ5の外
周付近に移動させることができる。したがって、高屈折
率レンズでアロイ16が接着している部分と、していな
い部分の境界に凹面側に研磨痕が生じないため、レンズ
の形状誤差として残ることがなく、光学性能の優れたレ
ンズを製作することができる。
【0066】さらに、レンズ中央とヤトイとの隙間が
1.90〜3.00mmの範囲内、好ましくは1.9〜
2.5mmの範囲内になるように設定しているので、レ
ンズ5の種類によってアロイ16の使用量が大きく変動
せず、したがって、熱的影響をより一層軽減することが
できる。
【0067】
【実施例】エピチオ系樹脂(屈折率1.71)のセミフ
ィニッシュレンズでは、レンズの中心肉厚が4.5mm
程度以下になると、アロイの熱や収縮の影響が特に大き
くなる。そこで、中心肉厚4.5mmのセミフィニッシ
ュレンズについてアロイ16の中心肉厚を変え、レンズ
5の面屈折力の変化量を測定した。 実験条件 セミフィニッシュレンズ:エピチオ系樹脂(屈折率1.71) 中心肉厚4.5mm BC=0.80 直径80mm アロイ16としては、(株)大阪朝日メタル工場製のB
i、Pb、Sn、Cd、In合金(融点47°C)を使
用した。 測定方法 セミフィニッシュレンズの凸面側にヤトイをアロイを介
して取付け、アロイを冷却固化させた後レンズ凹面の面
屈折率を測定し、予め測定したヤトイ取付け前のレンズ
凹面の面屈折力からの変化率を求めた。
【0068】図13は、レンズ凹面の面屈折力変化量
と、低融点合金の中心肉厚の関係を示す図である。この
図13から明らかなように、アロイの中心厚が3mm以
下になると、屈折力の変化量が急激に少なくなることが
判った。
【0069】上記した実施の形態においては、直径が8
0,75,70,65mmの4種類のレンズ5に用いら
れるレンズ保持具7に適用した例を示したが、本発明は
これに何ら特定されるのではなく、他のレンズ径のもの
についても同様に適用することが可能である。また、レ
ンズ面形状は特に限定せず、球面、トーリック面、非球
面、非トーリック面、累進多焦点レンズのような自由曲
面形状などであってもよい。また、研磨治具はバルーン
部材31で説明したが、これに限らず、例えば金属皿で
あってもよい。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレンズ
保持具は、ヤトイの高さとブロッキングリングの内径と
高さを直径とBCの異なるレンズ毎に設定し、レンズ中
央とヤトイとの隙間を1.90〜3.00mmの範囲、
好ましくは1.9〜2.5mmの範囲になるようにした
ので、低融点合金の熱収縮による影響を受けることが少
なく、レンズ度数の精度および安定性を向上させること
ができ、特に高屈折率で薄肉化が要求されるレンズの研
磨に用いて好適である。
【0071】また、本発明はブロッキングリングの内径
をレンズの直径と略等しくし、低融点合金によってレン
ズの凸面の略全面を保持するようにしているので、凹面
を研磨したとき低融点合金が存在する部分と存在しない
部分との境部に熱収縮差に起因する研磨痕が生じても、
この研磨痕は縁摺り加工によってレンズの外周部を切削
除去したときに取り除くことができるため、光学特性の
優れたレンズの製作を可能にする。
【0072】また、本発明に係るヤトイは、レンズ凸面
と対向する面に開口部がヤトイの外周寄りで内端が前記
開口部よりヤトイの中心側に位置するように傾斜した穴
を設けているので、低融点合金の中心部における厚さが
厚くならず熱や収縮の影響が少なくでき、またヤトイと
低融点合金の結合強度が大きく、低融点合金がヤトイか
ら剥離して離脱したり回転したりするのを防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るレンズ保持具を用いた研磨装置
の概略構成図である。
【図2】 レンズにレンズ保持体を取付けた状態を示す
断面図である。
【図3】 レイアウトブロッカーでレンズにレンズ保持
体を取付けるときの状態を示す断面図である。
【図4】 (a)、(b)、(c)はヤトイの平面図、
断面図および底面図である。
【図5】 (a)、(b)はブロッキングリングの平
面図およびA−A線断面図である。
【図6】 (a)〜(d)はレンズ、ブロッキングリ
ングおよびヤトイの種類と、レンズ中央とヤトイとの隙
間の寸法関係を示す図である。
【図7】 研磨治具の平面図である。
【図8】 図7のVIII−VIII線断面図である。
【図9】 バルブの断面図である。
【図10】 研磨パッドの平面図である。
【図11】 研磨パッドの締付部材の斜視図である。
【図12】 (a)、(b)はそれぞれ研磨装置の無軌
道研磨軌跡を示す概念図である。
【図13】 レンズ凹面の面屈折力変化量と、低融点
合金の中心肉厚の関係を示す図である。
【図14】 ヤトイの従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1…研磨装置、2…装置本体、5…レンズ、5a…凸
面、5b…凹面、7…レンズ保持具、9…研磨治具、1
0…研磨パッド、13…ヤトイ、14…ブロッキングリ
ング、16…アロイ、23…穴、M…アロイの中心厚。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 晋一郎 東京都新宿区中落合二丁目7番5号 ホー ヤ株式会社内 Fターム(参考) 2H006 DA00 3C049 AB05 CA07 CB01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズの凸面とヤトイとブロッキングリ
    ングとの間の空間に溶融した低融点合金を流し込んで固
    化させることによってレンズを固化した低融点合金を介
    してヤトイに固定するレンズ保持具において、 前記ヤトイは、直径とベースカーブの異なるレンズの種
    類に応じて選択される高さの異なる複数種のヤトイから
    なり、 前記ブロッキングリングは、直径とベースカーブの異な
    るレンズの種類に応じて選択される内径と高さの異なる
    複数種のブロッキングリングからなり、 前記ヤトイと前記ブロッキングリングの高さは、前記レ
    ンズの直径およびベースカーブに拘わらず前記低融点合
    金の中心厚が1.90〜3.00mmの範囲内になるよ
    うに設定されていることを特徴とするレンズ保持具。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のレンズ保持具において、 ブロッキングリングの内径がレンズの直径と略等しく、
    低融点合金がレンズの凸面の略全面に固着されることを
    特徴とするレンズ保持具。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のレンズ保持具に
    おいて、 低融点合金のヤトイより外側部分の厚さが5mm以上で
    あることを特徴とするレンズ保持具。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3記載のレンズ保持
    具において、 前記複数種のヤトイの高さの種類は、前記複数種のブロ
    ッキングリングの高さの種類より多く、前記複数種のヤ
    トイには1.1mm以下の間隔で高さが異なる複数種の
    ヤトイが含まれていることを特徴とするレンズ保持具。
  5. 【請求項5】 レンズの凸面が低融点合金を介して固定
    されるヤトイにおいて、 前記ヤトイのレンズ凸面と対向する面に複数の穴を有
    し、この複数の穴は開口部がヤトイの外周寄りで内端が
    前記開口部よりヤトイの中心側に位置するように傾斜し
    ていることを特徴とするヤトイ。
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