JP2014512987A - 半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型の設計方法、及び前記方法を実行するコンピュータプログラム製品 - Google Patents

Abstract

本発明は、半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型（１２０）の設計方法に関し、型（１２０）の面は、予め定められた閉曲線に型の前記面が一致するように設計され、予め定められた閉曲線は、型と関連して使用されるガスケット（１６０）の幾何学的形状を表す。本発明はまた、型組立体（１００）の組立方法、及び半製品の眼科用レンズブランクの注入成形方法に関する。最後に、本発明は、これら方法のステップを実行するためのソフトウェアコード部分を含むコンピュータプログラム製品に関する。

Description

本発明は、半製品の眼科用レンズブランク（ｌｅｎｓ ｂｌａｎｋ）を注入成形するための型の設計方法、並びに半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型組立体の組立方法、及び半製品のレンズブランクの注入成形方法に関する。本発明はまた、前記方法を実行するコンピュータプログラム製品に関する。

例えば、米国特許第Ａ−５，５４７，６１８号明細書から、以下のステップを含む光学レンズの製造方法が公知である。

第１に、２つの型１２、１４（すなわちシェル型）とガスケット１６（すなわちシール部材）とを含む型組立体１０（すなわちモールド組立体）を組み立てる。それゆえ、型組立体は、成形用キャビティ１８を形成する。

それゆえ、本明細書では、型は、型組立体の１つの中空部であり、これは、ガスケット及び最終的には別の型と共に、成形用キャビティを形成する。

次いで、型組立体１０のキャビティ１８は、成形材料で満たされる。従来、これは、型１２、１４の周辺個所に配置されたガスケット１６に設けられている開口部２０を通して成形材料を成形用キャビティに流し込むことによって行われる。

その後、成形材料を重合させる。

この種のプロセスにおいて、最適化処理を使用して少なくとも１つの型の面を規定し、光学レンズの面が、確実に所望の光学特性を有するようにすることが知られている。この最適化処理への入力情報は、面の幾何学的特性及び／又は成形される光学レンズの光学特性の情報であり、かつ、これら光学特性を満たす必要がある面の領域の情報である。

それにもかかわらず、そのような最適化処理を使用することによって、非常に複雑な面を生じ得る。特に、図３に示すように、キャビティを形成する型１２の面２４の縁２２は、不規則な形状を有し得る。特に、この縁２２は、波形を呈する及び／又は一様でないことがある。結果として、型１２に適合された（すなわち成形過程の最中にキャビティ１８を確実に封止するように適合された）ガスケット１６の製造は、極めて複雑である。実際、ガスケット１６の形状は、キャビティ１８を確実に封止するために、縁２２に適合させる必要がある。

さらに、型の面２４は、各タイプの光学レンズに対する最適化処理によって規定される。それゆえ、面２４の縁２２は、このように規定された各型１２毎に異なる。それゆえ、各光学レンズに特別なガスケットを作製する必要がある。これにより、多数の異なるガスケットをもたらし、それゆえ、相当なコストを生じさせる。

本発明の目的は、上述の欠点を少なくとも部分的に軽減させることである。

この目的は、半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型の設計方法を用いて達成され、型の面は、型と組み合わせて使用されるガスケットの幾何学的形状を表す予め定められた閉曲線に型の前記面が実質的に一致するように設計される。

型と組み合わせて使用されるガスケットの幾何学的形状を表す予め定められた閉曲線は、以下の通り理解される：
− 型が小面（ｆａｃｅｔ）を含まない場合、予め定められた閉曲線は、ガスケットが曲線に沿って型に当接する当該曲線に対応する。

− 型が小面を含む場合、予め定められた閉曲線は、単に、ガスケットが閉曲線に沿って小面に当接する当該閉曲線の内側に全体的に含まれるある閉曲線に対応する。

それゆえ、どちらの場合も、型及びガスケットによって形成された注入成形用キャビティは、確実に密閉され得る。

好ましい実施形態は、以下の特徴の１つ以上を含み得る：
− 型の前記面が最適化処理を使用して設計され、前記予め定められた閉曲線が最適化処理の制約である；
− 型の面が複合的であり、及び前記複合的な面を表すデータが、最適化処理の入力情報として使用される；
− 前記予め定められた閉曲線が１つの平面内に含まれる；
− 方法が、前記面から外向きに延在する型の小面を設計するステップを含む；
− 小面が前記平面内に含まれる；
− 予め定められた閉曲線が、円形、楕円形、矩形又は正方形である；及び
− 型の底部に対する前記予め定められた閉曲線の全点の高さが等しい。

本発明はまた、
− その組み合わせのいずれかによる、上述の方法に従って設計された半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型を提供するステップ、
− ガスケットを提供するステップであって、型の設計に使用された予め定められた閉曲線が、前記ガスケットを表すステップ、
− 型及びガスケットを組み立てるステップ
を含む、型組立体の組立方法に関する。

本発明は、さらに、
− 上述の方法に従って型組立体を組み立てるステップ；
− 型組立体に形成されたキャビティにおいて、前記半製品のレンズブランクを注入成形するステップ
を含む、半製品のレンズブランクの注入成形方法に関する。

最後に、本発明は、プロセッサでアクセス可能でありかつプロセッサでの実行時、プロセッサに上述の方法のステップを実行させる１つ以上の記憶された一連の命令を含むコンピュータプログラム製品に関する。

本発明のさらなる特徴及び利点は、以下にリストする添付の図面を参照して非限定的な例として与えられる、本発明の実施形態の以下の説明から明らかとなる。

型組立体の分解図を示す。 図１の型組立体の一部切欠断面図を示す。 図１及び図２の型組立体で使用できる型の例を示す。 従来技術に従って半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するように適合された型の一つの面全体にわたる平均球面の分布を示す。 本発明に従って半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するように適合された型の一つの面全体にわたる平均球面の分布を示す。 従来技術に従って半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するように適合された型の一つの面全体にわたる円柱面の分布を示す。 本発明に従って半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するように適合された型の一つの面全体にわたる円柱面の分布を示す。

第１に、いくつかの定義を与える。

公知のように、非球面の各点は、高さｚを有する。面の各点に対して、最小曲率ＣＵＲＶ_ｍｉｎを式：

（式中、Ｒ_ｍａｘは、メートルで表す局所的な最大曲率半径であり、及びＣＵＲＶ_ｍｉｎは、ジオプトリで表す）
によって与える。

同様に、最大曲率ＣＵＲＶ_ｍａｘは、非球面上の任意の点において、式：

（式中、Ｒ_ｍｉｎは、メートルで表す局所的な最小曲率半径であり、及びＣＵＲＶ_ｍａｘは、ジオプトリで表す）
によって定義できる。

面が局所的に球状であるとき、局所的な最小曲率半径Ｒ_ｍｉｎ及び局所的な最大曲率半径Ｒ_ｍａｘは同じであり、結果的に最小及び最大曲率ＣＵＲＶ_ｍｉｎ及びＣＵＲＶ_ｍａｘも同一となることに留意されたい。

これら最小及び最大曲率ＣＵＲＶ_ｍｉｎ及びＣＵＲＶ_ｍａｘの表現から、ＳＰＨ_ｍｉｎ及びＳＰＨ_ｍａｘで示す最小球面及び最大球面を、以下の式：

（式中、ｎは、注入成形される半製品の眼科用レンズブランクの構成材料の屈折率である）
に従って推論できる。

公知のように、非球面上の任意の点における平均球面ＳＰＨ_ｍｅａｎはまた、式：

によっても定義できる。

円柱面ＣＹＬはまた、式ＣＹＬ＝ＳＰＨ_ｍａｘ−ＳＰＨ_ｍｉｎによって定義される。

レンズの任意の複合面の特徴は、局所平均球面及び円柱面によって表し得る。面は、円柱面が少なくとも０．２５ジオプトリであるとき、局所的に非球面であるとみなすことができる。

この定義を考慮し、以下、半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型１２０の設計方法を説明する。

半製品の眼科用レンズブランクは、予め定められた仕上げ面と、機械加工されるように設計された非仕上げ面とを含む。それゆえ、半製品の眼科用レンズブランクは、後の半製品のレンズブランクの機械加工を容易にするために、光学特性及び／又は幾何学的特性を備える面を含んで、装用者の処方に適合する必要な光学特性を備える眼科用レンズを作る必要がある。

本発明によれば、型の面は、予め定められた閉曲線に前記型の面が実質的に一致するように設計され、その予め定められた閉曲線は、型と組み合わせて使用されるガスケットの幾何学的形状を表している。換言すると、予め定められた閉曲線は、型の面内に全体的に含まれるか、又は、少なくとも、予め定められた閉曲線の各点と、型の最終的に設計された面との間の距離が、０．１ｍｍ未満、好ましくは０．０５ｍｍ未満にある。

それゆえ、面上の閉曲線の３次元幾何学的形状を制御する。それゆえ、適合されたガスケット１６０を設計することが容易となり、それにより、注入成形材料で満たされる成形用キャビティ１８０を確実に封止し、ガスケットは、型が小面を含まない場合には、前記予め定められた閉曲線に沿って型と接触するように設計される。

その結果、予め定められた閉曲線は、好ましくは型１２０の外縁に又はその付近にあるように設計される。換言すると、閉曲線は、好ましくは、その全ての点が、型１２０のキャビティの縁１２５からの距離が０〜１０ｍｍに含まれるように設計される。

複数の異なる型の設計に、同じ予め定められた閉曲線を使用することも可能である。これはまた、唯１つのガスケットをこれら異なる型に使用できることを意味するため、非常に好都合である。上述の従来技術によれば、異なるガスケットは、各型に対して設計する必要があった。

上記の説明によれば、予め定められた閉曲線は、型１２０と組み合わせて使用されるガスケットの幾何学的形状に基づいて、型の面を設計する前に決定してもよいことが明白である。しかしながら、型の面を予め定められた閉曲線に一致するように設計し、その後、予め定められた閉曲線に基づいて、型１２０と組み合わせて使用されるように適合されたガスケットを設計することも可能である。

型の面が複雑である（すなわち、型が、複合的な半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するように適合されている）場合、型の面は、特に、最適化処理を使用して設計され得る。複合面は、球状ではない任意の面である。本明細書では、複合面の非限定的な例として、累進面及びリグレッシブ面（ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）が引用され得る。「累進面」は、遠方視ゾーン、近方視ゾーン、及び遠方視ゾーンと近方視ゾーンをつなぐ平均球面の値が増加するゾーンを有する連続的な非球面を備える、半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するように適合された型の面を意味する。「リグレッシブ面」は、遠方視ゾーン、近方視ゾーン、及び遠方視ゾーンと近方視ゾーンをつなぐ平均球面の値が低下するゾーンを有する連続的な非球面を備える、半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するように適合された型の面を意味する。

最適化処理を使用して型の面を規定するとき、予め定められた閉曲線は、最適化処理の入力パラメータとして使用し得る。しかしながら、最適化の結果は、最適化処理に入力される全ての基準を満たすわけではないことが公知である。実際、最適化処理の結果は、定義上は、最適化処理への入力情報として使用される異なる基準間の妥協案である。それゆえ、これら基準は、ほとんどの場合、完璧には満たされず、単に対処されているにすぎない。

それゆえ、最適化処理の制約として予め定められた閉曲線を使用して、最適化された面が、予め定められた閉曲線に確実に一致するようにすることが好ましい。

換言すると、最適化処理は、型の面において、それ自体が当業者に公知であるように、できるだけ、所望の光学設計を考慮する一方、最適化された面の幾何学的形状が予め定められた閉曲線に確実に厳密に適合するように、使用される。

それ自体が当業者に公知であるように、最適化処理の入力情報は、型の幾何学的特性、及び／又は型で注入成形される半製品の眼科用レンズブランクの所望の光学特性の情報である。本明細書では、半製品の眼科用レンズブランクの平均球面分布及び円柱面分布が、そのような光学的基準の非限定的な例として引用され得る。

予め定められた閉曲線は、好ましくは、単一の平面に含まれ得る。実際、この場合、対応するガスケットは、ガスケットの当接領域が平面内に含まれるように設計され得る。当接領域は、予め定められた閉曲線に沿って型と接触するように適合される。そのようなガスケットは、波形やより複雑な３次元幾何学的形状を有する当接面を含む複雑なガスケットよりも、容易かつ安価に作製される。

特定の非限定的な例では、予め定められた閉曲線は、円形、楕円形、矩形又は正方形とし得る。実際、閉曲線が規則的であるほど、ガスケットは規則的となる。結果として、ガスケットは、やはり容易かつ安価に製造される。

型１２０の底部２２２に対する予め定められた閉曲線２２０の全点の高さｚが等しいことが特に有用である。実際、この場合、ガスケットの幾何学的形状は特に単純であり、ガスケットの製造が安価となる。図６に示すように、点の高さｚは、前記点と、型１２０に対するその底部２２２における接線である平面Ｐとの間の距離によって定義される。

小面を備える注入成形型を設計するために、提案の設計方法を使用することも好都合であったことが分かっている。

図４は、小面２０２を備える型２００の例を示す。ガスケットが平面的な小面に容易に当接することができるように、平面に従ってこの小面２０２を設計することが公知である。しかしながら、この場合、型２００のキャビティ２０６の縁２０４−縁２０４は、小面２０２が延在する平面とキャビティ２０６との交点に対応する−は、型の設計中は、特に型の設計が最適化処理によって実施されているときには、制御されない。

本発明人らは、小面２０２を備える型２００の場合、公知の最適化処理を使用すると、幾何学的特性が劣る半製品の眼科用レンズブランクの注入成形となり得ることに気付いた。換言すると、半製品の眼科用レンズは、半製品の眼科用レンズブランクの限られた領域において、有用かつ必要な光学特性を提示する。特に、公知の最適化処理を使用して、リグレッシブ型の半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型の設計は、水平方向の光学性能の損失を受けた半製品の眼科用レンズブランクを生じ得ることに気付いた。換言すると、図４に示すように、型２００で注入成形される半製品のレンズブランクの光学的有効面積は、実質的に楕円形であり、光学的有効面積は、幅方向（水平方向）よりも高さ方向（垂直方向）の方が広い。光学的有効面積は、小面２０２の縁２０４によって範囲を定められた型のキャビティ２０６の面に対応する。この光学的有効面積は、小面２０２の面を含まない。

光学的有効面積のこの形状は、現実的な欠点である。なぜなら、今日では眼鏡は、高さ方向（垂直方向）よりも幅方向（水平方向）の方が広いためである。

従来技術に従って累進型の半製品の眼科用レンズブランクを注入成形する際には、同じ種類の光学性能の損失が垂直方向に発生する。換言すると、従来技術による型で注入成形される累進型の半製品の眼科用レンズブランクは、実質的に、高さ方向よりも広い楕円形状を有する。これはまた、特定の形状を有する眼鏡レンズの設計では欠点とし得る。

しかしながら、本発明の方法を使用して型３００を設計すること−特に最適化処理の制約として、予め定められた閉曲線を使用すること−は、この型３００の使用によって、注入成形される半製品のレンズブランクの複合面のタイプ（特に累進又はリグレッシブ）に応じて、半製品の眼科用レンズブランクの水平方向又は垂直方向の大きな面積で光学性能が良好な半製品の眼科用レンズブランクを注入成形し得ることを確実にした。

これは、図４及び図５から分かり、これら図は、本発明に従って設計された型３００の光学的有効面積が、従来技術による型２００の光学的有効面積よりも大きいことを示す。実際、これら２つの型２００、３００の場合、光学的有効面積は、小面２０２、３０２の縁２０４、３０４によって範囲が定められるキャビティ２０６、３０６の面に対応する。

小面を含む型の場合、予め定められた閉曲線は、特に、小面が外向きに延在するように設計される型の縁３０４の所望の形状に対応し得る。図示の通り、小面は、縁３０４（そこから小面が延在し得る）の所望の形状によって（すなわち予め定められた閉曲線から）画成され、及び底部に対するこの縁の各点の高さは一定とし得る。この場合、型と組み合わせて使用されるガスケットは、閉曲線に沿って小面に当接し、その閉曲線は、型の面上の予め定められた閉曲線の外側に規定される。

図７、図８、図９及び図１０は、従来技術に従って設計された型と、本発明の方法に従って設計された型との違いをさらに示す。従来技術に従って設計された型を使用して注入成形された半製品の眼科用レンズブランクと、本発明に従って設計された型を使用して注入成形された半製品の眼科用レンズブランクとの間には、同じ種類の違いが存在することに留意されたい。

図７、図８、図９及び図１０では、黒の実線の円４００が、型で注入成形される半製品のレンズブランクの好ましい光学領域に対応する、型の中心領域の範囲を定めており、レンズの装用者はほとんどの時間、ここを通して見ている。２つの点線の円４０２及び４０４は、型の面が予め定められた閉曲線に一致する、型の部分の範囲を定めている。この場合、予め定められた閉曲線の点は、型の底に対して同じ高さを有し、予め定められた閉曲線は円形である。

これらの図は、２つの型の面が、注入成形された半製品のレンズブランクの好ましい中心光学領域に対応するそれらの中心領域において、よく似た円柱面及び平均球面の分布を有することを示す。

しかしながら、中心から離れるほど、２つの面にわたる平均球面及び円柱面の分布の差は大きくなる。これは、本発明による最適化処理が、２つの異なる妥協：
− ３次元の予め定められた閉曲線に適合する面を保証すること、及び
− 半製品の眼科用レンズブランクの光学特性を保証すること
を行うことに起因するが、従来技術によれば、光学特性のみが考慮される。

型を設計する提案の方法は、
− 上述の方法を使用して半製品の眼科用レンズブランクを注入成形する第１の型１２０を設計するステップ、
− ガスケット１６０を提供するステップであって、型の設計に使用される予め定められた閉曲線が、ガスケット１６０を表すステップ、
− 前記第１の型１２０と、ガスケット１６０、及び最終的には第２の型１４０とを組み立て、密閉された注入成形用キャビティ１８０を画成するステップ
を含む、型組立体１００を組み立てる方法において使用できる。

次いで、例えば：
− 注入成形用キャビティ１８０を注入成形材料で満たすこと、及び
− 前記注入成形用キャビティ１８０において前記注入成形材料を重合させること
によって、型組立体１００に形成された前記注入成形用キャビティ１８０において、半製品のレンズブランクを注入成形することが可能になる。

上記の第１のステップは、上述の方法を使用して設計する半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するために第１の型１２０を提供するステップで置き換えてもよい。

特に、１つ又は複数の型１２０、１４０、及びガスケット１６０によって形成された注入成形用キャビティは、複合的な半製品の眼科用レンズブランク、特に、累進型又はリグレッシブ型の半製品の眼科用レンズブランクの注入成形に適合され得る。

少なくとも一方の型が小面を含み、そこにガスケットが当接し得る。

使用される注入成形材料は、特に、熱硬化性（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ又はｔｈｅｒｍｏｈａｒｄｅｎｉｎｇ）材料とし得る。型は、ガラスや金属から、特にクロム鋼又はニッケルから作製し得る。

上述の方法の少なくとも一部のステップは、コンピュータプログラム製品がコンピュータで実行されるときに上述の方法の前記ステップを実行するように設計されたソフトウェアコード部分を含む前記コンピュータプログラム製品を使用して実行し得る。

本発明を、好ましい実施形態を参照して説明した。しかしながら、本発明の範囲内で多くの変形が可能である。

Claims (10)

1. 半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型（１２０、３００）の設計方法であって、
   前記型（１２０、３００）の面を、前記型（１２０、３００）と組み合わせて使用されるガスケット（１６０）の幾何学的形状を表す予め定められた閉曲線に実質的に一致するように設計することを特徴とする方法。
2. 前記型（１２０、３００）の前記面が最適化処理を使用して設計され、前記予め定められた閉曲線が前記最適化処理の制約条件であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記型の前記面が複合的であり、前記複合的な面を表すデータが前記最適化処理の入力情報として使用されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記予め定められた閉曲線が１つの平面に含まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記面から外向きに延在する前記型の小面（３０２）を設計するステップを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記小面（３０２）が前記平面に含まれることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
7. 前記型（１２０、３００）の底部に対する前記予め定められた閉曲線の全ての点の高さが等しいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法によって設計された半製品の眼科用レンズブランクを注入成形するための型（１２０、３００）を用意するステップと、
   前記型（１２０、３００）の設計に使用される予め定められた閉曲線によって表されるガスケット（１６０）を用意するステップと、
   前記型（１２０、３００）と前記ガスケット（１６０）とを組み立てるステップとを含むことを特徴とする型組立体（１００）の組立方法。
9. 請求項８に記載の方法に従って型組立体（１００）を組み立てるステップと、
   前記型組立体（１００）に形成された注入成形用キャビティ（１８０）で前記半製品のレンズブランクを注入成形するステップとを含むことを特徴とする半製品のレンズブランクの注入成形方法。
10. プロセッサでアクセス可能であり、かつ前記プロセッサでの実行時、前記プロセッサに請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法のステップを実行させる１つ以上の記憶された一連の命令を含むコンピュータプログラム製品。

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