JP2006504117A - 設計‐作製‐検査のサイクル時間の短縮 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、言及することを以ってその内容の全てを本明細書の一部とする2002年4月12日出願の米国仮特許出願第60/372,738号の優先権を主張するものである。
本発明は、コンタクトレンズ、レンズ成形型、及びインサートの設計及び製造技術に関し、詳細には、コンタクトレンズの設計及び製造工程に用いられる成形インサート及び成形品を含む新規及び既存の眼用レンズ製品の設計‐作製‐検査のサイクル時間を短縮するための設計方法及びツールに関する。
コンタクトレンズの製造の前に、デザインコンセプトを考え、パラメータ/工程を確認して確立しなければならない。実際には、研究開発グループが、レンズデザインのコンセプトを考案し、プロトタイプの製造、臨床検査、及びスケールアップ活動を通して製造できることを証明しなければならない。
本発明の目的は、設計‐作製‐検査(DBT)製造段階を迅速にする確実な眼用レンズの設計及びモデル化ツールを提供することにある。
本発明の詳細は添付の図面を参照して説明する。本発明に従った迅速な設計‐作製‐検査(DBT)製造段階の効率を上げる強力な眼用レンズの設計及びモデル化システムが図2に例示されている。図2に示されているように、設計‐作製‐検査(DBT)製造段階は、モデル化システムの効率化によって図1の従来のシステムよりも実質的に合理化されている。具体的には、レンズ設計ステップ55の後、レンズモデル作成ステップ70が実施され、仕様内であって製造に必要な全ての製造データを含むデザインに従ったレンズモデル化テンプレートが作成される。好ましくは、このテンプレートは、レンズデザインパラメータ(例えば、度数、直径、ベースカーブ、中心の厚み、曲率、及び様々な半径やゾーンなど)、FC及びBCのコア表面の仕様、及び製造工程パラメータ(パイロットライン及び/または製造ラインの運転に基づいて変化が評価される、例えば、インサートからのプラスチックの収縮、及び/または、例えば、レンズ成形型かのコンタクトレンズモノマーの水和など)などを含むデータを規定する。このモデル化ステップの重要な入力は、組立式の作成である。この組立式は、このような工程パラメータを、例えば、レンズ成形型に対するレンズやインサートに対するレンズ成形型などの物理的パーツにリンクさせる。テンプレートの作成、レンズのモデル化、及びデータベース作成のステップ70を、図3を用いて詳細に後に説明する。
BP_FR_1=LE_BR_1/BP_RShr
この式は、例えば、バックプラスチック半径収縮パラメータ値で除されたレンズのバック半径をバックプラスチックフロント半径に一致させている。イターフェイス350を介して示されているように、ウインドウ385には、レンズの現在の製造ラインに基づいた半径方向の収縮(例えば、BP_RShr)及び半径方向の膨張(例えば、BP_Rexp)因子387のスクロール可能なリストが示されている。これらを、レンズ製造工程をレンズデザイン(ステップ102)にリンクする組立式380に対する入力として用いることができる。従って、これらの式は、材料の種類や工程条件などの因子によって変化する。インターフェイス350は、入力フィールド391を含むウインドウ390を提供する。この入力フィールド391で、新しい組立式の入力、及び組立式を変える特定の寸法の入力を行うことができる。組立式作成インターフェイススクリーン350に示されているように、組立式380は、図示されているI−DEAS(登録商標で作成)ソフトウエアツールに送ったり、そのツール内で作成することができる。他の3D CAD/CAMモデル化ソフトウエアでも、I−DEAS(登録商標で作成)に示されているものと同様のインターフェイスを作成することができる。
O:プログラム番号(プログラムの識別に用いられる)
N:シーケンス番号(行の特定に用いられる)
G:G機能
X:X軸の指定
Y:Y軸の指定
Z:Z軸の指定
R:半径の指定
F:削り速度の指定
S:主軸速度の指定
H:工具長のオフセットの指定
D:工具半径のオフセットの指定
T:工具の指定
M:M機能(以下を参照)
指定された特殊な機能を可能にする2つの文字アドレス(GとM)があること理解できよう。G機能指定は、通常はモードを設定するために用いられる。しかしながら、特定の装置についてのG機能のリストを確認するためには、制御装置の製造会社のマニュアルを調べなければならない。G機能と同様に、M機能(Mワード)によって、様々な特殊な機能が可能となる。M機能は通常、プログラム可能なスイッチとして用いられる(例えば、主軸のオン/オフやクーラントのオン/オフなど)。また、これらの機能を用いて、CNC工作機械の多くの他のプログラム可能な機能をプログラミングすることができる。G&Mコードの作成及びそのワードコマンドの説明についての更なる情報は、「Fundamentals of CNC(CNCの基本)」という名称のホームページ(http://www.seas.upenn.edu/~mean100/cnc/cnc_main.html)を参照すれば見つけることができるであろう。このHPの内容及び開示は、言及することを以って、ここに完全に開示したものとして本明細書の一部とする。
Claims (34)
- 眼用レンズのデザイン及びモデル化システムであって、
(a)製造する所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する機能を提供するユーザーインターフェイス表示装置を生成する手段であって、前記テンプレートが、レンズの3次元(3D)モデルと眼用レンズ製造システムでのレンズ製造に必要な関連する構成要素の3Dモデルの作成に十分なデザイン情報を含む、前記手段と、
(b)眼用レンズ製造システムにおける関連する構成要素の製造及びレンズの製造に影響を及ぼす1または複数の工程パラメータに従った前記テンプレートに含められるレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するためにリンク情報を生成する手段と、
(c)眼用レンズ製造システムにおいて対応するレンズデザインのレンズ製造を行うために前記テンプレートからの前記リンク情報及びレンズデザインデータを利用する手段であって、前記テンプレート及びその中の前記データ及び前記リンク情報を使用することにより、高精度の迅速なレンズのモデル化及びレンズ製造が促進され、これにより設計‐作製‐検査(DBT)サイクル時間を短縮することができる、前記手段とを含むことを特徴とするシステム。 - 更に、作成されたテンプレートを保存するための記憶装置手段であって、前記ユーザーインターフェイス装置により前記保存されたテンプレートへアクセスできる、前記記憶装置手段と、新しいレンズ、レンズ成形型、成形インサート、及びテンプレートのデザインを作成するために、レンズ、レンズ成形型、成形インサート、及びテンプレートのデザインの情報、並びにテンプレートが備えたリンク情報をユーザーが変更できるようにする編集手段とを含み、前記記憶装置手段が、新しいレンズデザインを作成するためにアクセスして再使用できる更新されるテンプレートのカタログを規定していることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- ユーザーインターフェイス表示装置を生成する前記手段が、前記眼用レンズ製造システムによって実施される前記レンズデザインの製造に関連する膨張因子及び収縮因子を指定する機能を提供し、前記因子に対して指定される変化が作成される3Dモデルに自動的に反映されることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- テンプレートが更に、機械加工データ及び設計図を含むレンズデザインに関連した製造データを含み、前記製造データを、特定のレンズデザインを達成するのに必要なレンズ製造工程を行うために眼用レンズ製造システムに対する直接入力として利用できることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記レンズに関連する製造構成要素が、レンズ成形型の製造に用いられる1または複数のレンズ成形型及び成形インサートを含み、前記テンプレートが更に、特定のレンズデザインに関連したレンズ成形型デザインに従った1または複数のレンズ成形型の製造、並びに成形インサートデザインに従った成形インサートの製造を可能にする製造データを含み、前記レンズ成形型及び前記レンズ成形型デザインがそれぞれ、指定されたリンク情報による工程パラメータのばらつきの原因であることを特徴とする請求項4に記載のシステム。
- 前記ユーザーインターフェイスを介して所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成するための前記機能が、レンズデザイン情報を前記テンプレートにインポートして、前記ユーザーインターフェイスを介して視覚的表現のために3Dレンズモデルを作成する手段を含むことを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記レンズデザイン情報が、3D計算機援用設計(CAD)システムの出力を表現する1または複数のテキストファイルまたは電子ファイルを含むことを特徴とする請求項4に記載のシステム。前記システムにより、テンプレートを用いた機能を使用することに限定されることなく、前記3D CAD/CAMモデル化ソフトウエアでレンズ、及び/またはレンズ成形型、及び/またはインサートを直接設計することができ、これらを前記ソフトウエア内にインポートすることができる。
- 前記レンズデザイン情報が、レンズ製造の運転条件を規定する工程パラメータを利用する1または複数の式を含み、前記式が、前記レンズデザインとバックカーブ(BC)レンズ成形型の製造とをリンクし、前記レンズデザインとフロントカーブ(FC)レンズ成形型の製造とをリンクし、BC及びFCレンズ成形型の製造と得られる物理的なレンズ成形型組立体、及びBCとリヤ・コア・インサート及びFCとフロント・コア・インサートのインサート対のデザインとをリンクすることを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記3D CAD/CAMモデル化ソフトウエアが、NURB(Non−Uniform Rational B−Spline)系であり、前記レンズ、前記レンズ成形型、前記インサートのデザイン、及び前記組立体のコンピュータコードのラインをプログラマーが書かなくてもよいことを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 更に、前記テンプレートから製造データを自動的に生成する手段を含み、前記生成されたデータが、レンズの製造及び対応するレンズデザインを達成するのに必要な構成要素の製造工程を行うために眼用レンズ製造システムに直接入力されることを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 眼用コンタクトレンズの設計及びモデル化の方法であって、
(a)製造する所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する機能を提供するユーザーインターフェイス表示装置を生成するステップであって、前記テンプレートが、レンズの3次元(3D)モデルと眼用レンズ製造システムでのレンズ製造に必要な関連する構成要素の3Dモデルの作成に十分なデザイン情報を含む、前記ステップと、
(b)眼用レンズ製造システムにおける関連する構成要素の製造及びレンズ製造に影響を及ぼす1または複数の工程パラメータに従った前記テンプレートに含められるレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するためにリンク情報を生成するステップと、
(c)眼用レンズ製造システムにおいて対応するレンズデザインのレンズ製造を行うために前記テンプレートからの前記リンク情報及びレンズデザインデータを利用するステップであって、前記テンプレート及びその中の前記データ及び前記リンク情報を使用することにより、高精度の迅速なレンズのモデル化及びレンズ製造が促進され、これにより設計‐作製‐検査(DBT)サイクル時間を短縮することができる、前記ステップとを含むことを特徴とする方法。 - 更に、作成された各テンプレートを保存するステップであって、前記ユーザーインターフェイス装置により前記保存されたテンプレートへアクセスできる、前記ステップと、新しいレンズデザインを作成するために、レンズ、レンズ成形型、インサート、及びテンプレートのデザインの情報、並びにテンプレートが備えたリンク情報を変更または編集するステップとを含み、前記記憶装置手段が、新しいレンズデザインを作成するためにアクセスして再使用できる更新されるテンプレートのカタログを規定していることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記生成されたユーザーインターフェイス表示装置が、前記眼用レンズ製造システムによって実施される前記レンズデザインの製造に関連する膨張因子及び収縮因子を指定する機能を提供し、前記因子に対して指定される変化が作成される3Dモデルに自動的に反映されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- テンプレートが更に、レンズデザインに関連した製造データを含み、前記方法が、前記テンプレートから得られる製造データを、特定のレンズデザインを達成するのに必要なレンズ製造工程を行うために眼用レンズ製造システムに直接入力するステップを含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記レンズに関連する製造構成要素が、レンズ成形型の製造に用いられる1または複数のレンズ成形型及び成形インサートを含み、前記方法が更に、特定のレンズデザインに関連したレンズ成形型デザインに従った1または複数のレンズ成形型の製造、並びに成形インサートデザインに従った成形インサートの製造を可能にするために、前記テンプレートの製造データを利用するステップを含み、前記レンズ成形型及び前記レンズ成形型デザインがそれぞれ、指定されたリンク情報による工程パラメータのばらつきの原因であることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記ユーザーインターフェイスを介して所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する前記ステップが、レンズデザイン情報を前記テンプレートにインポートして、前記ユーザーインターフェイスを介して視覚的表現のために3Dレンズモデルを作成するステップを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記レンズデザイン情報が、3D計算機援用設計(CAD)システムの出力を表現する1または複数のテキストファイルまたは電子ファイルを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記レンズデザイン情報が、レンズ製造の運転条件を規定する工程パラメータを利用する1または複数の式を含み、前記式が、前記レンズデザインとバックカーブ(BC)レンズ成形型の製造とをリンクし、前記レンズデザインとフロントカーブ(FC)レンズ成形型の製造とをリンクし、BC及びFCレンズ成形型の製造と得られる物理的なレンズ成形型組立体、及びBCとリヤ・コア・インサート及びFCとフロント・コア・インサートのインサート対のデザインとをリンクすることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記3D CAD/CAMモデル化ソフトウエアが、NURB(Non−Uniform Rational B−Spline)系であり、前記レンズ、前記レンズ成形型、及び前記インサートのデザインのコンピュータコードのラインをプログラマーが書かなくてもよいことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 更に、前記テンプレートから製造データを自動的に生成するステップを含み、前記生成されたデータが、レンズの製造及び対応するレンズデザインを達成するのに必要な関連する構成要素の製造工程を行うために眼用レンズ製造システムに直接入力されることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 眼用レンズ製造システムへの直接入力として利用できる前記製造データが計算機数値制御(CNC)データを含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 眼用レンズ製造システムへの直接入力として利用できる前記製造データがM&Gデータを含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記機械によって実行可能なプログラム命令を確実に実行して、眼用コンタクトレンズの設計及びモデル化の方法のステップを実施する、前記機械によって読取り可能なプログラム記憶装置であって、前記方法が、
(a)製造する所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する機能を提供するユーザーインターフェイス表示装置を生成するステップであって、前記テンプレートが、レンズの3次元(3D)モデルと眼用レンズ製造システムでのレンズ製造に必要な関連する構成要素の3Dモデルの作成に十分なデザイン情報を含む、前記ステップと、
(b)眼用レンズ製造システムにおける関連する構成要素の製造及びレンズ製造に影響を及ぼす1または複数の工程パラメータに従った前記テンプレートに含められるレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するためにリンク情報を生成するステップと、
(c)眼用レンズ製造システムにおいて対応するレンズデザインのレンズ製造を行うために前記テンプレートからの前記リンク情報及びレンズデザインデータを利用するステップであって、前記テンプレート及びその中の前記データ及び前記リンク情報を使用することにより、高精度の迅速なレンズのモデル化及びレンズ製造が促進され、これにより設計‐作製‐検査(DBT)サイクル時間を短縮することができる、前記ステップとを含むことを特徴とする機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。 - 前記方法が更に、作成された各テンプレートを保存するステップであって、前記ユーザーインターフェイス装置により前記保存されたテンプレートへアクセスできる、前記ステップと、新しいレンズ、レンズ成形型、成形インサート、及びテンプレートのデザインを作成するために、レンズ、レンズ成形型、成形インサート、及びテンプレートのデザインの情報、並びにテンプレートが備えたリンク情報をユーザーが変更または編集するステップとを含み、前記記憶装置手段が、新しいレンズデザインを作成するためにアクセスして再使用できる更新されるテンプレートのカタログを規定していることを特徴とする請求項23に記載の機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
- 前記生成されたユーザーインターフェイス表示装置が、前記眼用レンズ製造システムによって実施される前記レンズデザインの製造に関連する膨張因子及び収縮因子を指定する機能を提供し、前記因子に対して指定される変化が作成される3Dモデルに自動的に反映されることを特徴とする請求項23に記載の機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
- 前記方法が更に、前記テンプレートから製造データを自動的に生成するステップを含み、前記生成されたデータを、レンズ製造及び対応するレンズデザインを達成するのに必要な関連する構成要素の製造工程を行うために眼用レンズ製造システムへの直接入力として用いることができることを特徴とする請求項25に記載の機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
- 前記レンズに関連する製造構成要素が、レンズ成形型の製造に用いられる1または複数のレンズ成形型及び成形インサートを含み、前記方法が更に、特定のレンズデザインに関連したレンズ成形型デザインに従った1または複数のレンズ成形型の製造、並びに成形インサートデザインに従った成形インサートの製造を可能にするために、前記作成された製造データを利用するステップを含み、前記レンズ成形型及び前記レンズ成形型デザインがそれぞれ、指定されたリンク情報による工程パラメータのばらつきの原因であることを特徴とする請求項26に記載の機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
- 眼用レンズデザインシステムであって、
(a)眼用コンタクトレンズと、眼用レンズ製造システムで前記レンズの製造に必要な関連する構成要素とを設計する機能を提供するユーザーインターフェイス表示装置を生成する手段であて、この設計情報が前記ユーザーインターフェイスを介してユーザーがアクセスできるデータベースに保存されている、前記手段と、
(b)前記眼用コンタクトレンズの3Dモデルと、前記レンズの製造に必要な関連する構成要素のそれぞれのモデルとを自動的に作成し、前記ユーザーインターフェイスを介して前記3Dモデルを表示する手段と、
(c)レンズデザインフィーチャと、前記レンズデザインを最適化するために必要な前記レンズデザインの製造に必要な関連する構成要素のフィーチャとを変更するために、前記ユーザーインターフェイスを介して前記3Dモデルを操作する手段と、
(d)レンズデザインデータと、前記データベースに保存するために前記関連する構成要素のデザインを規定するデータと作成し、前記レンズデザイン及び前記関連する構成要素の前記3Dモデルが前記ユーザーによって操作されたときにデータを自動的に更新する手段と、
(e)前記保存されたデータから製造データを自動的に生成できる手段であって、前記生成されたデータを、レンズの製造及び前記関連するレンズデザインを達成するのに必要な関連する構成要素の製造工程を行うために前記眼用レンズ製造システムに対する直接入力として利用でき、これによりモデル化及びレンズ製造が短時間で正確に行うことができる、前記手段とを含むことを特徴とする眼用レンズデザインシステム。 - 更に、前記眼用レンズ製造システムにおける前記関連する構成要素の製造及びレンズの製造に影響を及ぼす1または複数の工程パラメータに従ったレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するリンク情報を生成する手段を含むことを特徴とする請求項28に記載のシステム。
- 前記関連する構成要素が、特定のレンズデザインの製造に関連するレンズ成形型及び成形インサートを含むことを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 更に、レンズ、関連するレンズ成形型、及び関連する成形インサートの製造に必要なリンク情報及び前記レンズデザインを受け取るためにテンプレート構造を生成し、前記テンプレートを前記データベースに保存する手段を含み、更新された複数のテンプレートが、ユーザーがアクセスして新しいレンズデザインを作製するために前記テンプレートを再使用できるように保存されることを特徴とする請求項30に記載のシステム。
- ユーザーインターフェイス表示装置を生成する前記手段が、前記眼用レンズ製造システムによって実施される前記レンズデザインの製造に関連する膨張因子及び収縮因子を指定する機能を提供し、前記因子に対して指定される変化が作成される3Dモデルに自動的に反映されることを特徴とする請求項31に記載のシステム。
- 更に、前記テンプレートから製造データを自動的に生成する手段を含み、前記生成されたデータを、レンズ製造及び対応するレンズデザインを達成するのに必要な関連する構成要素の製造工程を行うために眼用レンズ製造システムへの直接入力として用いることができることを特徴とする請求項32に記載のシステム。
- 前記レンズに関連する製造構成要素が、レンズ成形型の製造に用いられる1または複数のレンズ成形型及び成形インサートを含み、前記方法が更に、特定のレンズデザインに関連したレンズ成形型デザインに従った1または複数のレンズ成形型の製造、並びに成形インサートデザインに従った成形インサートの製造を可能にするために、前記作成された製造データを利用するステップを含み、前記レンズ成形型及び前記レンズ成形型デザインがそれぞれ、指定されたリンク情報による工程パラメータのばらつきの原因であることを特徴とする請求項33に記載のシステム。
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