JP2017064866A - 眼鏡レンズ加工装置および加工軌跡算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの周縁加工における加工方法の自由度、および加工可能な形状の自由度の少なくともいずれかを向上させることが可能な眼鏡レンズ加工装置および加工軌跡算出プログラムを提供する。
【解決手段】眼鏡レンズ加工装置のＣＰＵは、加工予定面を特定する面情報を取得する（Ｓ１）。面情報は、加工具による加工によってレンズの周縁に形成する予定の加工予定面を特定する情報である。ＣＰＵは、加工予定面上を通過する複数単位のラインを特定する（Ｓ２）。ＣＰＵは、レンズに対する加工具の相対的な軌跡である加工軌跡を、複数単位のラインに基づいて算出する。ＣＰＵは、加工予定面よりもレンズの内側に加工具を接触させることなく、ライン上に加工具の表面を接触させる加工軌跡を、複数単位のラインの各々について算出する。
【選択図】図５

Description

本開示は、眼鏡レンズの周縁を加工するための眼鏡レンズ加工装置、および加工軌跡算出プログラムに関する。

従来、眼鏡レンズの周縁を加工するための種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１が開示するレンズ研削加工装置では、面取り量が、被加工レンズの各動径角毎に求められる。各動径角毎の面取り量に基づいて、円錐面の面取り砥石の動作が制御されることで、被加工レンズの面取りが行われる。

特許第３７７４５２９号

従来の眼鏡レンズ加工装置では、レンズの周縁加工の自由度を向上させることは困難であった。一例として、従来の眼鏡レンズ加工装置では、周縁部の面取り等を行うために使用する加工具の形状が、特定の形状（例えば、円錐面または円筒面を有する形状）に制限される場合がある。また、従来の眼鏡レンズ加工装置では、形成することが可能な形状（例えば、加工面の断面形状、加工面の角度、加工面の形成位置等の少なくともいずれか）が制限される場合もある。

本開示の典型的な目的は、レンズの周縁加工における加工方法の自由度、および加工可能な形状の自由度の少なくともいずれかを向上させることが可能な眼鏡レンズ加工装置および加工軌跡算出プログラムを提供することである。

本開示における典型的な実施形態が提供する眼鏡レンズ加工装置は、レンズに接触することで前記レンズを加工する加工具と、前記レンズの周縁との相対的な位置を移動させることで、前記レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置であって、前記加工具による加工によって前記レンズの周縁に形成する予定の加工予定面を特定する面情報を取得する面情報取得手段と、完全には互いに重複しない複数単位のラインであり、且つ全ての前記ラインを通過する面が前記加工予定面に一致する前記複数単位のラインを、前記面情報に基づいて特定するライン特定手段と、前記レンズの周縁に前記加工予定面を形成する際の、前記レンズに対する前記加工具の相対的な軌跡を、前記複数単位のラインに基づいて算出する加工軌跡算出手段と、を備え、前記加工軌跡算出手段は、前記加工予定面を超えることなく前記ライン上に前記加工具の表面を接触させる前記軌跡を、前記複数単位のラインの各々について算出する。

本開示における典型的な実施形態が提供する加工軌跡算出プログラムは、レンズに接触することで前記レンズを加工する加工具と、前記レンズの周縁との相対的な移動の軌跡を算出する算出装置によって実行される加工軌跡算出プログラムであって、前記算出装置のプロセッサによって実行されることで、前記加工具による加工によって前記レンズの周縁に形成する予定の加工予定面を特定する面情報を取得する面情報取得ステップと、前記加工予定面上を通過する複数単位のラインを、前記面情報に基づいて特定するライン特定ステップと、前記レンズの周縁に前記加工予定面を形成する際の、前記レンズに対する前記加工具の相対的な軌跡を、前記複数単位のラインに基づいて算出する加工軌跡算出ステップと、を前記算出装置に実行させ、前記加工軌跡算出ステップでは、前記加工予定面を超えることなく前記ライン上に前記加工具の表面を接触させる前記軌跡が、前記複数単位のラインの各々について算出される。

本開示に係る眼鏡レンズ加工装置および加工軌跡算出プログラムによると、レンズの周縁加工における加工方法の自由度、および加工可能な形状の自由度の少なくともいずれかが向上する。

眼鏡レンズ加工装置１の加工機構の概略構成図である。 第２レンズ加工ユニット４０の正面図である。 第２加工具回転軸４３を含む断面で見た場合の第２加工具４４の断面図である。 眼鏡レンズ加工装置１の電気的構成を示すブロック図である。 眼鏡レンズ加工装置１が実行する加工制御処理のフローチャートである。 加工制御処理において実行される加工軌跡算出処理のフローチャートである。 加工される予定のレンズＬＥの側面図である。 レンズＬＥの加工予定面上で特定される複数単位のラインＬ１〜Ｌ５の一例の示す図である。 加工予定面が適切に加工される場合の、レンズＬＥと溝掘り加工具４４２の相対的な位置関係の一例を示す図である。 加工予定面が適切に加工されない場合の、レンズＬＥと溝掘り加工具４４２の相対的な位置関係の一例を示す図である。

以下、本開示における典型的な実施形態の１つについて、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置（レンズエッジャー）１は、レンズ保持部１０、レンズ形状測定ユニット２０、第１レンズ加工ユニット３０、および第２レンズ加工ユニット４０を備える。眼鏡レンズ加工装置１は、レンズ保持部１０が有する２つのレンズチャック軸１６Ｌ，１６ＲでレンズＬＥを挟持する。眼鏡レンズ加工装置１は、第１レンズ加工ユニット３０および第２レンズ加工ユニット４０と、レンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒで挟持したレンズＬＥとの相対的な位置関係を変化させることで、レンズＬＥを加工する。

以下の説明では、レンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒが延びる方向を、Ｘ方向とする。レンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒと、加工具の回転軸との軸間距離が変動する方向を、Ｙ方向とする。レンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒの軸周りにレンズＬＥが回転すると、レンズＬＥと加工具のＺ方向における位置関係が変化する。図１の右斜め下側、左斜め上側、右斜め上側、左斜め下側を、それぞれ眼鏡レンズ加工装置１の前側、後側、右側、左側とする。

＜レンズ保持部＞
本実施形態のレンズ保持部１０は、シャフト１１，１２、Ｘ軸移動支基１３、およびキャリッジ１５を備える。シャフト１１は、眼鏡レンズ加工装置１におけるベース２の前後方向中央部に固定されている。シャフト１２は、ベース２の前端左側に固定されている。２つのシャフト１１，１２は、共にＸ軸方向（つまり、レンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒと平行な方向）に延びる。Ｘ軸移動支基１３は、２つのシャフト１１，１２によって、Ｘ軸方向に移動可能に支持されている。キャリッジ１５は、Ｘ軸移動支基１３に搭載されている。

キャリッジ１５は、左側に左腕１５Ｌを備え、且つ、右側に右腕１５Ｒを備える。左腕１５Ｌは、レンズチャック軸１６Ｌを回転可能に保持する。右腕１５Ｒは、レンズチャック軸１６Ｒを回転可能に保持する。２つのレンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒは同軸上に位置する。右側のレンズチャック軸１６Ｒは、右腕１５Ｒに装着された挟持用モータ１６１によってＸ軸方向に移動する。眼鏡レンズ加工装置１は、右側のレンズチャック軸１６Ｒを左方に移動させることで、２つのレンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒの間にレンズＬＥを挟持する。右腕１５Ｒには、２つのレンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒを回転させるレンズ回転用モータ１６２が設けられている。レンズ回転用モータ１６２が回転すると、２つのレンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒは同期して軸周りに回転する。

シャフト１１の左端部近傍には、Ｘ軸移動用モータ１７１が装着されている。Ｘ軸移動支基１３の後部には、シャフト１１と平行にＸ軸方向に延びるボールネジ（図示せず）が設けられている。Ｘ軸移動用モータ１７１が回転すると、ボールネジが回転する。その結果、Ｘ軸移動支基１３およびキャリッジ１５はＸ軸方向に直線移動する。Ｘ軸移動用モータ１７１にはエンコーダ１７２が設けられている。エンコーダ１７２は、Ｘ軸移動用モータ１７１の回転を検出することで、キャリッジ１５のＸ方向の移動を検出する。

Ｘ軸移動支基１３とキャリッジ１５の左腕１５Ｌとの間には、ガイドシャフト１８およびボールネジ１９が平行に設けられている。Ｘ軸移動支基１３の前端部近傍には、Ｙ軸移動用モータ１９１が設けられている。Ｙ軸移動用モータ１９１が回転すると、ボールネジ１９が回転する。その結果、キャリッジ１５はシャフト１１を中心として回転する。眼鏡レンズ加工装置１は、キャリッジ１５を回転させることで、第１レンズ加工ユニット３０および第２レンズ加工ユニット４０と、レンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒで挟持したレンズＬＥとの相対的な位置関係を変化させる。つまり、眼鏡レンズ加工装置１は、Ｙ軸移動モータ１９１を駆動することで、第１レンズ加工ユニット３０および第２レンズ加工ユニット４０をレンズＬＥに対してＹ方向に相対的に移動させる。なお、眼鏡レンズ加工装置１は、第１レンズ加工ユニット３０および第２レンズ加工ユニット４０を移動させて加工を行ってもよい。つまり、眼鏡レンズ加工装置１は、レンズＬＥに対して第１レンズ加工ユニット３０および第２レンズ加工ユニット４０を相対的に移動させる構成を備えていればよい。Ｙ軸移動用モータ１９１にはエンコーダ１９２が設けられている。エンコーダ１９２は、Ｙ軸移動用モータ１９１の回転を検出することで、キャリッジ１５のＹ方向の移動を検出する。

＜レンズ形状測定ユニット＞
本実施形態のレンズ形状測定ユニット２０は、キャリッジ１５の後方に設けられている。レンズ形状測定ユニット２０は、レンズＬＥの前面に接触させる測定子２１と、レンズＬＥの後面に接触させる測定子２２とを備える。測定子２１，２２は、Ｘ方向に移動可能なアーム２３によって保持されている。レンズ形状測定ユニット２０は、Ｘ方向におけるアームの位置を検出するセンサ２３１（図４参照）を備える。眼鏡レンズ加工装置１は、レンズ形状を測定する場合、レンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒを回転させると共に、玉型に基づいてレンズチャック軸１６Ｌ，１６ＲのＹ方向の移動を制御する。その結果、玉型に対応したレンズ前面および後面のＸ方向の位置が、センサ２３１によって検出される。

＜第１レンズ加工ユニット＞
本実施形態の第１レンズ加工ユニット３０は、キャリッジ１５の前方に設けられている。第１レンズ加工ユニット３０は、第１加工具３１、第１加工具回転軸３２、および第１加工具回転モータ３２１を備える。一例として、第１加工具３１は、ガラス用粗砥石３１１、仕上げ用砥石３１２、平鏡面仕上げ用砥石３１３、およびプラスチック用粗砥石３１４等を備える。仕上げ用砥石３１２には、レンズＬＥにヤゲンを形成するＶ溝（ヤゲン溝）ＶＧおよび平坦加工面が形成されている。第１加工具回転軸３２はＸ軸方向に延びており、第１加工具３１が備える略円盤状または略円柱状の複数の砥石を同軸上に固定する。第１加工具回転モータ３２１は、第１加工具回転軸３２の右端部に接続する。第１加工具回転モータ３２１が回転すると、第１加工具回転軸３２および第１加工具３１が軸周りに回転する。眼鏡レンズ加工装置１は、レンズＬＥを第１加工具３１に接触させることで、レンズＬＥの周縁を加工する。

＜第２レンズ加工ユニット＞
本実施形態の第２レンズ加工ユニット４０は、キャリッジ１５の後方に設けられている。本実施形態の第２レンズ加工ユニット４０は、レンズ形状測定ユニット２０の移動範囲外において、レンズ形状測定ユニット２０と並べて配置されている。

図２に示すように、本実施形態の第２レンズ加工ユニット４０は、支基ブロック４１、保持部材４２、第２加工具回転軸４３、第２加工具４４、および第２加工具回転モータ４３１を備える。支基ブロック４１は、ベース２（図１参照）から上方に延びる。保持部材４２は、支基ブロック４１の上端部に接続しており、第２加工具回転軸４３を回転可能に保持する。第２加工具４４は、レンズ後面用の面取り加工具（一例として、面取り砥石）４４１、溝掘り加工具（円環状加工具）４４２、およびレンズ前面用の面取り加工具４４３を備える。本実施形態では、面取り加工具４４１，４４３と溝掘り加工具４４２は一体的に形成されているが、別々に形成されていてもよい。

図２および図３に示すように、面取り加工具４４１，４４３の最大径は、溝掘り加工具４４２の径よりも小径である。面取り加工具４４１，４４３の形状は、溝掘り加工具４４２から遠ざかる程径が小さくなるテーパー形状である。眼鏡レンズ加工装置１は、レンズＬＥのコバ角部に、面取り加工具４４１，４４３のテーパー状の加工面を接触させることで、レンズＬＥの面取りを行うことができる。つまり、面取り加工具４４１，４４３は、レンズＬＥのコバ面に対して傾斜した加工面を、レンズＬＥの周縁（コバ角部）に接触させることで、レンズＬＥの前面側縁部および後面側縁部の面取りを行うことができる。

溝掘り加工具４４２のうちレンズＬＥに接触する部分の形状は、円環状である。従って、眼鏡レンズ加工装置１は、第２加工具回転軸４３を中心として溝掘り加工具４４２を回転させながら、レンズＬＥに接触させることで、レンズＬＥの周縁を加工することができる。一例として、溝掘り加工具４４２は、レンズＬＥの周縁に溝を形成する場合に使用される。また、本実施形態の溝掘り加工具４４２は、レンズＬＥの周縁の面取り等を行う場合にも使用され得る。本実施形態では、溝掘り加工具４４２として砥石が用いられる。しかし、溝掘り加工具４４２の構成を変更してもよい。例えば、外周に歯を備えた外形略円盤状または略円環状のカッターを、溝掘り加工具４４２として使用してもよい。

図３に示すように、第２加工具回転軸４３を含む断面で見た場合の溝掘り加工具の形状のうち、レンズＬＥに接触し得る部分の一部（本実施形態では外周端部４４５）における表面形状は、曲線状である。従って、溝掘り加工具４４２の外周端部の断面形状が湾曲していない場合に比べて、種々の形状の加工面が形成され易い。一例として、本実施形態では、第２加工具回転軸４３を含む断面で見た場合に、溝掘り加工具４４２の外周端部４４５の形状は半円弧状に湾曲している。なお、本実施形態では、溝掘り加工具４４２のうち、曲線状に湾曲した外周端部４４５の両端から回転軸に近づく方向に延びる面は、平面となっている。

本実施形態では、第２加工具回転軸４３の軸線方向は、角度変更モータ４３２（図４参照）によって変更される。つまり、図１に示すように、第２加工具回転軸４３の軸線Ｓ１と、レンズチャック軸１６Ｌ，１６Ｒの軸線Ｓ２の相対的な角度は、角度変更モータ４３２によって変更される。レンズＬＥと第２加工具４４（溝掘り加工具４４２および面取り加工具４４１，４４３）の相対角度（つまり、レンズＬＥと第２加工具４４が成す角度）は、２つの軸線方向Ｓ１，Ｓ２の角度によって定まる。例えば、円環状である溝掘り加工具４４２の加工部位が属する平面と、略板状であるレンズＬＥの平面との相対角度は、２つの軸線Ｓ１，Ｓ２の角度と一致する。

＜電気的構成＞
図４を参照して、眼鏡レンズ加工装置１の電気的構成について説明する。眼鏡レンズ加工装置１は、眼鏡レンズ加工装置１の制御を司るＣＰＵ（プロセッサ）５を備える。ＣＰＵ５には、ＲＡＭ６、ＲＯＭ７、不揮発性メモリ８、操作部５０、ディスプレイ５５、および外部通信Ｉ／Ｆ５９が、バスを介して接続されている。さらに、ＣＰＵ５には、前述したモータ等の各種デバイス（挟持用モータ１６１、レンズ回転用モータ１６２、Ｘ軸移動用モータ１７１、Ｙ軸移動用モータ１９１、第１加工具回転モータ３２１、第２加工具回転モータ４３１、角度変更モータ４３２、エンコーダ１７２、エンコーダ１９２、およびセンサ２３１）が、バスを介して接続されている。

ＲＡＭ６は、各種情報を一時的に記憶する。ＲＯＭ７には、各種プログラム、初期値等が記憶されている。不揮発性メモリ８は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体（例えば、フラッシュＲＯＭ，ハードディスクドライブ等）である。不揮発性メモリ８には、眼鏡レンズ加工装置１の動作を制御するための制御プログラム（例えば、図５に示す加工制御処理を実行するための加工制御プログラム（加工軌跡算出プログラムを含む）等）が記憶されていてもよい。操作部５０は、作業者からの各種指示の入力を受け付ける。例えば、ディスプレイ５５の表面に設けられたタッチパネル、または操作ボタン等を操作部５０として用いてもよい。ディスプレイ５５は、レンズＬＥの形状、フレームの形状等の各種情報を表示することができる。外部通信Ｉ／Ｆ５９は、眼鏡レンズ加工装置１を外部機器に接続する。

本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、フレーム形状測定装置６０（例えば、特開平４−９３１６４号公報に開示されたもの等）に接続される。フレーム形状測定装置６０は、フレームの形状を測定する。眼鏡レンズ加工装置１は、フレームの形状を示すデータをフレーム形状測定装置６０から取得してもよい。なお、眼鏡レンズ加工装置１は、フレームの形状データを他の方法で取得してもよい。例えば、眼鏡レンズ加工装置１は、フレームの形状を測定するフレーム形状測定部を内部に備えてもよい。また、眼鏡レンズ加工装置１は、インターネット等のネットワークを介してフレーム形状データを取得してもよい。パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という）等からフレーム形状データが取得されてもよい。操作部５０をユーザに操作させて、フレームの形状をユーザに入力させることで、フレーム形状データが取得されてもよい。

＜加工制御処理＞
図５から図１０を参照して、眼鏡レンズ加工装置１のＣＰＵ５が実行する加工制御処理について説明する。図５から図１０に例示する加工制御処理では、加工予定面上で複数単位のラインが特定され、それぞれのラインに基づいて、レンズＬＥに対する加工具（本実施形態では溝掘り加工具４４２）の相対的な軌跡が算出される。算出された軌跡に基づいて加工動作が制御される。図５から図１０に例示する加工制御処理によると、レンズＬＥの周縁加工の自由度が適切に向上し得る。

なお、図５および図６に例示する加工制御処理によると、レンズＬＥの周縁に種々の加工を行うことができる。以下では、一例として、レンズＬＥの周縁部とレンズ面の境界である稜部に面取り加工を行う場合について説明を行う。しかし、図５および図６に例示する加工制御処理では、面取り以外の加工（例えば、ヤゲンを形成する加工、溝を形成する加工、段差を形成する加工、レンズＬＥのコバ面の表面を所定の面（例えば曲面等）に形成する加工等）を行うことも可能である。

前述したように、不揮発性メモリ８には、図５に示す加工制御処理を実行するための加工制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ５は、特定の加工動作を実行させる指示が操作部５０等を介して入力されると、加工制御プログラムに従って、図５に示す加工制御処理を実行する。

まず、ＣＰＵ５は、加工予定面を特定するための面情報を取得する（Ｓ１）。加工予定面とは、図５および図６に例示する加工制御処理によってレンズＬＥの周縁に形成する予定の面である。前述したように、今回の説明では、レンズＬＥの周縁に面取り加工を行う場合について例示する。この場合、面取り加工によって形成される予定の面取り面を特定する面情報が、Ｓ１において取得される。

面情報のデータ態様は適宜選択できる。図７に示すように、本実施形態では、レンズＬＥの光軸ＯＡを中心とする周方向（Ｚ方向）の複数位置の各々において、光軸ＯＡを含む断面と加工予定面（図７では面取り面７０）の表面の交差線７１が特定される。各々の交差線７１上に位置する複数点の座標情報が、面情報として取得される。しかし、面情報のデータ態様を変更することも可能である。例えば、加工予定面を示す式が面情報として取得されてもよい。

例えば、Ｓ１では、フレーム形状測定装置６０（図４参照）によって測定されたフレームのリムの形状から、レンズＬＥの玉型データが取得される。玉型データに基づいてレンズ形状測定ユニット２０（図１参照）が駆動されることで、レンズＬＥのコバ位置が取得される。レンズＬＥのコバ位置と、形成する予定の面取り面のパラメータ（例えば、面取り面の幅等のパラメータ）に基づいて、加工予定面の面情報が取得される。

図７に示す例では、前側レンズ面６１のコバ位置６２の情報と、後側レンズ面６４のコバ位置６５の情報が、レンズ形状測定ユニット２０によって取得されている。また、コバ面６７と後側レンズ面６４の境界である後側稜部に面取り加工が行われることで、面取り面７０が形成される。Ｓ１では、面取り面７０を特定する情報が、加工予定面の面情報として取得される。

なお、図７に示す例では、後側稜部に曲面の面取り面７０が形成される。つまり、レンズＬＥの光軸ＯＡを含む断面で見た場合の、加工予定面である面取り面７０の表面形状に、曲線部分が含まれる。ただし、本実施形態で例示する技術を用いる場合、加工予定面の形状は適宜変更できる。例えば、加工予定面は、角度が異なる複数の面によって形成されていてもよい。つまり、光軸ＯＡを含む断面で見た場合の加工予定面の表面形状に、屈曲部分が含まれていてもよい。また、当然ながら、表面の断面形状が直線状となる単純な加工予定面の面情報を取得してもよい。また、図７に示す例では、レンズＬＥの全周に亘って面取り面７０が形成される。しかし、加工予定面は、レンズＬＥの外周の一部において特定されてもよい。レンズの外周に複数の加工予定面が特定されてもよい。

次いで、ＣＰＵ５は、面情報によって特定される加工予定面上を通過する複数単位のラインを特定する（Ｓ２）。複数単位のラインの各々は、完全には互いに重複しないように特定される。また、全てのラインを通過する面が加工予定面に一致するように、複数単位のラインが特定される。

図８を参照して、加工予定面上で複数単位のラインを特定する方法の一例について説明する。本実施形態では、ライン間の距離Ｄが一定となるように、複数単位のラインが加工予定面上で特定される。本実施形態では、ライン間の距離Ｄを約０．０５ｍｍに設定することで、加工される面取り面７０の表面形状が滑らかとなる。しかし、ライン間の距離Ｄは、加工具の形状等に応じて適宜変更してもよい。また、図８では、５単位のラインＬ１〜Ｌ５が設定されている場合が例示されている。しかし、特定されるラインの数が適宜変更できることは言うまでもない。また、ライン同士の間隔は一定である必要は無い。

また、図８に示す例では、特定されるラインＬ１〜Ｌ５の各々は、レンズＬＥの周方向に延びる。詳細には、図８に示す例では、加工予定面である面取り面７０の前側の縁部と後側の縁部の距離が一定となっている。特定されるラインＬ１〜Ｌ５の各々は、面取り面７０の前後の縁部と平行となっている。なお、周方向とは、本実施形態のように、レンズＬＥの光軸ＯＡを中心とした厳密な周方向である必要は無い。例えば、周方向に延びるラインは、光軸ＯＡを中心とする真円に沿う必要は無いし、光軸ＯＡを含む１つの断面上に位置する必要も無い。

次いで、ＣＰＵ５は加工軌跡算出処理を実行する（Ｓ３）。加工軌跡算出処理では、レンズＬＥの周縁に加工予定面を形成する際の、レンズＬＥに対する加工具の相対的な軌跡が、複数単位のラインＬ１〜Ｌ５に基づいて算出される。詳細には、加工予定面よりもレンズＬＥの内側に加工具を接触させることなく（つまり、加工予定面を超えることなく）、ライン上に加工具の表面を接触させる軌跡が、複数単位のラインの各々について算出される。

図６、図９、および図１０を参照して、加工軌跡算出処理について詳細に説明する。本実施形態では、ＣＰＵ５は、溝掘り加工具４４２のうちレンズＬＥに接触し得る部分の形状を用いて加工軌跡を算出する。本実施形態では、図９および図１０に示すように、溝掘り加工具４４２の外周端部４４５の表面形状は、加工具の回転軸を含む断面で見た場合に、半径をｒとする半円弧状に湾曲している。従って、ＣＰＵ５は、溝掘り加工具４４２の外周端部４４５の位置および形状を特定するために、半円弧状の外周端部４４５に一致する円の中心点を加工基準点４４７として各種演算を行う。以下では、加工基準点４４７のＸ座標を「ａ」、Ｙ座標を「ｂ」、Ｚ座標を「ｃ」とする。

図６に示すように、ＣＰＵ５は、加工基準点４４７および加工予定面のＺ座標「ｃ」を仮想的に固定する（Ｓ１１）。その結果、図９および図１０に示すように、Ｚ座標が固定されたＸＹ平面上で、溝掘り加工具４４２と加工予定面の相対的な位置を比較できる状態となる。次いで、ＣＰＵ５は、加工基準端４４７のＸ座標「ａ」を仮想的に固定する（Ｓ１２）。

次いで、ＣＰＵ５は、ｎ番目のライン上の点に溝掘り加工具４４２の表面が接触するか否かを探索する（Ｓ１３）。例えば、図９に示す例では、Ｚ座標を「ｃ」に固定した状態で、１番目のラインＬ１上の点Ｐ１、２番目のラインＬ２上の点Ｐ２、３番目のラインＬ３上の点Ｐ３、４番目のラインＬ４上の点Ｐ４、５番目のラインＬ５上の点Ｐ５が特定される。図９に示す例では、Ｘ座標が「ａ」に固定された加工基準点４４７をＹ方向に移動させても、点Ｐ１，Ｐ２には溝掘り加工具４４２は接触しない。一方で、Ｘ座標が「ａ」に固定された加工基準点４４７をＹ方向に移動させると、点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の各々に溝掘り加工具４４２の表面が接触し得る。Ｓ１３の処理では、ｎ番目のライン上の点に溝掘り加工具４４２の表面が接触するか否かが判断されると共に、接触する場合のＹ座標が特定される。

本実施形態におけるＳ１３の処理の一例について、詳細に説明する。Ｚ座標を「ｃ」に固定したＸＹ平面上において、溝掘り加工具４４２の外周端部４４５を含む円は、以下の（数１）で表される。前述したように、「ａ」は加工基準点４４７のＸ座標（固定）、「ｂ」は加工基準点４４７のＹ座標（可変）、「ｒ」は円の半径である。

（数１）を変形すると、以下の（数２）となる。ＣＰＵ５は、ｎ番目のライン上の点のＸＹ座標（ｘ‘、ｙ’）を以下の（数２）に代入する。次いで、ＣＰＵ５は、（数２）を満たす「ｂ」が存在するか否かによって、ｎ番目のライン上の点に溝掘り加工具４４２の表面が接触するか否かを判断する。（数２）を満たす場合の「ｂ」は、ｎ番目のライン上の点に溝掘り加工具４４２の表面が接触する場合の、加工基準点４４７のＹ座標となる。なお、（数２）における「±」のいずれを採用すべきかは、座標の設定方法に応じて変化する。

図６の説明に戻る。ｎ番目のライン上の点に溝掘り加工具４４２の表面が接触しない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、処理はそのままＳ１９へ移行する。接触する場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５は、ｎ番目以外のライン上の点が溝掘り加工具４４２に干渉するか否かを判断する（Ｓ１６）。

例えば、図９に示す例では、溝掘り加工具４４２の表面は、３番目のラインＬ３上の点Ｐ３に接触している。さらに、溝掘り加工具４４２は、３番目以外のライン上の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５のいずれにも干渉していない。この場合、眼鏡レンズ加工装置１は、溝掘り加工具４４２の加工基準点４４７を（ａ，ｂ，ｃ）に位置させることで、加工予定面よりもレンズＬＥの内側に溝掘り加工具４４２を接触させることなく（つまり、加工予定面を超えることなく）、ラインＬ３上の点Ｐ３に溝掘り加工具４４２の表面を接触させることができる。

一方で、図１０に示す例では、溝掘り加工具４４２の表面は、４番目のラインＬ４上の点Ｐ４に接触している。しかし、溝掘り加工具４４２は、３番目のラインＬ３上の点Ｐ３に干渉している（点Ｐ３よりもレンズＬＥの内側に接触している）。この場合、溝掘り加工具４４２の加工基準点４４７を（ａ，ｂ，ｃ）に位置させると、加工予定面よりもレンズＬＥの内側まで加工されてしまう。従って、図１０に示す加工基準点４４７の位置は不適切である。

本実施形態におけるＳ１６の判断方法の一例について、詳細に説明する。前述したＳ１３の処理において、ｎ番目のライン上の点に溝掘り加工具４４２の表面が接触する場合の、加工基準点４４７のＹ座標「ｂ」が特定されている。この「ｂ」の値を（数１）に代入することで、ｎ番目のライン上の点に溝掘り加工具４４２の表面が接触する場合の、外周端部４４５を含む円の位置が示される。以下の（数３）を満たすＸＹ座標は、円の外周上、または円の外周よりも外側となる。

ＣＰＵ５は、ｎ番目以外のライン上の点のＸＹ座標を（数３）に代入する。（数３）が満たされる場合には、点は溝掘り加工具４４２に干渉されない。（数３）が満たされない場合には、点よりもレンズＬＥの内側が溝掘り加工具４４２によって加工される。なお、ＣＰＵ５は、溝掘り加工具４４２に干渉される点であるか否かを、ｎ番目以外の全てのライン上の点について判断する必要は無い。例えば、ＣＰＵ５は、ｎ番目のラインに隣接するライン上（つまり、（ｎ−１）番目と（ｎ＋１）番目のライン上）の点のみについて、溝掘り加工具４４２に干渉されるか否かを判断してもよい。

図６の説明に戻る。ｎ番目以外のライン上の点が溝掘り加工具４４２に干渉する場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、処理はそのままＳ１９の判断へ移行する。ｎ番目以外のライン上の点が溝掘り加工具４４２に干渉しない場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、ＣＰＵ５は、加工基準点４４７の座標（ａ，ｂ，ｃ）を、加工可能座標として登録（メモリに記憶）する（Ｓ１７）。

次いで、ＣＰＵ５は、全てのライン（図９および図１０ではＬ１〜Ｌ５のライン）上の点に関する探索が完了したか否かを判断する（Ｓ１９）。完了していない場合（Ｓ１９：ＮＯ）、ｎに「１」が加算されて（Ｓ２０）、次のライン上の点に関する探索が行われる（Ｓ１３〜Ｓ１７）。

全てのライン上の点に関する探索が完了すると（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５は、Ｘ方向における全ての範囲において処理が完了したか否かを判断する（Ｓ２２）。Ｓ２２では、例えば、全てのライン上の点（図９および図１０ではＰ１〜Ｐ５）を加工するための加工可能座標の登録が完了したか否かが判断されてもよい。Ｘ方向における処理が完了していなければ（Ｓ２２：ＮＯ）、加工基準点４４７のＸ座標の値「ａ」が更新されて（Ｓ２３）、Ｓ１３〜Ｓ１９の処理が行われる。Ｓ２３で更新するＸの値の大きさは、適宜設定できる。例えば、予め定められた一定の値が更新されてもよい。また、Ｘ方向におけるライン同士の間隔に基づいて、更新するＸの値の大きさが定められてもよい。

Ｘ方向における処理が完了すると（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５は、Ｚ方向における全ての範囲において処理が完了したか否かを判断する（Ｓ２５）。完了していなければ（Ｓ２５：ＮＯ）、加工基準点４４７および加工予定面のＺ座標の値「ｃ」が更新されて（Ｓ２６）、Ｓ１３〜Ｓ２２の処理が行われる。

Ｚ方向における処理も完了すると（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５は、それぞれのライン上を加工するための、レンズＬＥに対する加工基準点４４７の相対的な軌跡を、Ｓ１７で登録した加工可能座標に基づいて算出する（Ｓ２８）。例えば、ＣＰＵ５は、１番目のラインＬ１上の複数の点を加工するために登録された、複数の加工可能座標の集合を、１番目のライン上を加工するための加工基準点４４７の軌跡として算出する。この処理が、全てのラインの各々について行われる。なお、加工軌跡算出処理の方法によっては、１つの点を加工するための加工可能座標が複数登録される場合もあり得る。この場合、ＣＰＵ５は、複数の加工可能座標のうちの少なくとも１つを用いて軌跡を算出してもよい。

次いで、ＣＰＵ５は、レンズＬＥに対する溝掘り加工具４４２の相対角度を考慮して、レンズＬＥに対する溝掘り加工具４４２の相対的な加工軌跡を、複数単位のラインの各々について算出する（Ｓ２９）。一例として、本実施形態では、レンズＬＥに対する溝掘り加工具４４２の相対角度と、溝掘り加工具４４２の径によって、加工基準点４４７に対する溝掘り加工具４４２の中心の相対的な位置が一意に定まる。従って、ＣＰＵ５は、溝掘り加工具４４２の相対角度と径を用いることで、加工基準点４４２の軌跡から、溝掘り加工具４４２の中心の加工軌跡を算出する。処理は加工制御処理（図５参照）へ戻る。

図５に示すように、加工軌跡算出処理（Ｓ３）が終了すると、加工制御データが作成される（Ｓ４）。加工制御データとは、眼鏡レンズ加工装置１の各部の駆動を制御するために参照されるデータである。ＣＰＵ５は、加工軌跡算出処理（Ｓ３）によって算出された加工軌跡を溝掘り加工具４４２が通過するように、加工制御データを作成する。次いで、ＣＰＵ５は、加工制御データに従って各部の駆動を制御することで、レンズＬＥの周縁を加工する（Ｓ５）。処理は終了する。

以上説明したように、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、面情報を取得する。面情報は、レンズＬＥの周縁に形成する予定の加工予定面を特定する情報である。眼鏡レンズ加工装置１は、加工予定面上を通過する複数単位のラインを面情報に基づいて特定する。複数単位のラインは、完全には互いに重複しない。また、複数単位のラインの全てを通過する面が加工予定面に一致するように、それぞれのラインが特定される。眼鏡レンズ加工装置１は、レンズＬＥの周縁に加工予定面を形成する際の、レンズＬＥに対する加工具の相対的な軌跡（加工軌跡）を、複数単位のラインに基づいて算出する。ここで、眼鏡レンズ加工装置１は、加工予定面よりもレンズＬＥの内側に加工具を接触させることなく（つまり、加工予定面を超えることなく）、各々のライン上に加工具の表面を接触させて相対移動させるように、加工軌跡を算出する。

この場合、例えば、加工具の形状に関わらず、レンズＬＥの周縁を加工するための加工軌跡が算出され得る。また、加工予定面の断面形状、角度、形成位置等が制限され難い。従って、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、レンズＬＥの周縁加工の自由度を向上させることができる。

本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、加工具の形状の情報を用いて加工軌跡を算出する。従って、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、加工具の形状に応じて適切にレンズＬＥの周縁を加工することができる。

本実施形態では、加工具は、回転軸を中心として回転しながらレンズＬＥと接触する。また、回転軸を含む断面で見た場合の加工具の表面形状（以下、「加工表面形状」という）は、曲線状である（つまり、湾曲している）。本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、加工予定面に対し、加工具の表面を各々のライン上で点接触させる加工軌跡を算出する。この場合、算出された軌跡に従って加工具とレンズＬＥの相対的な位置が移動されると、加工予定面よりもレンズＬＥの内側が加工されることなく、加工面が形成される。従って、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、加工表面形状が湾曲している加工具を用いて、適切にレンズＬＥの周縁を加工することができる。

本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、レンズＬＥと加工具の相対角度を用いて加工軌跡を算出する。従って、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、加工具の角度を踏まえて適切にレンズＬＥの周縁を加工することができる。

本実施形態で例示した加工制御処理で駆動制御される加工具は、溝掘り加工具４４２である。従って、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、加工予定面の加工と溝掘り加工の両方を、１つの加工具で兼用することができる。

本実施形態では、加工予定面上で特定される複数単位のラインは、レンズＬＥの周方向に延びる。従って、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、レンズＬＥの軸方向に延びるラインを特定する場合に比べて、容易且つ円滑にレンズＬＥの周辺を加工することができる。例えば、加工時間が短縮され得る。また、レンズＬＥの一部が欠ける可能性が低下し得る。

本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、面取りを行うことで形成される面の情報を、加工予定面の情報として取得する。従って、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、面取り加工の自由度を適切に向上させることができる。

本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１は、レンズＬＥの光軸ＯＡを含む断面の形状に曲線部分または屈曲部分が含まれる加工面を、レンズＬＥの周縁に形成することができる。従って、本実施形態の眼鏡レンズ加工装置１によると、加工可能な形状の自由度が適切に向上する。

上記実施形態で開示された技術は一例に過ぎない。従って、上記実施形態で例示された技術を変更することも可能である。例えば、上記実施形態では、眼鏡レンズ加工装置１が加工軌跡を算出し、算出した加工軌跡に基づいてレンズＬＥを加工する。つまり、上記実施形態では、眼鏡レンズ加工装置１が、加工軌跡を算出する算出装置を兼ねる。しかし、眼鏡レンズ加工装置１とは異なる装置が算出装置として機能することも可能である。例えば、ＰＣのＣＰＵが、上記実施形態で例示した処理の少なくとも一部を実行し、加工軌跡を算出してもよい。この場合、眼鏡レンズ加工装置１は、ＰＣによって算出された加工軌跡に基づいて各部の駆動を制御し、レンズＬＥを加工してもよい。また、複数の装置が算出装置として機能してもよい。

加工軌跡の具体的な算出方法を変更できることは言うまでもない。例えば、上記実施形態では、Ｚ座標とＸ座標を仮想的に固定した状態で、ライン上の点を加工するための加工基準点４４７のＹ座標が特定される。しかし、例えば、Ｚ座標とＹ座標を仮想的に固定した状態で、ライン上の点を加工するための加工基準点のＸ座標が特定されてもよい。また、上記実施形態では、加工具表面の断面形状に沿う円が考慮されることで、加工軌跡が算出される。しかし、例えば、加工具表面の数か所の点の位置が考慮されることで、加工軌跡が算出されてもよい。

上記実施形態では、レンズＬＥの周方向に延び、且つ互いに交差しない複数単位のラインが特定される。しかし、複数単位のラインの特定方法も適宜変更できる。例えば、複数単位のラインが、周方向でない方向（例えば、レンズＬＥの厚み方向、光軸方向等）に延びていてもよい。また、螺旋状のラインのように、複数単位のライン同士が繋がっていてもよい。複数単位のラインが互いに交差していてもよい。

上記実施形態では、溝掘り加工具４４２を用いて面取り加工を行う場合を例示した。しかし、前述したように、面取り加工以外の加工を行う場合でも、上記実施形態で例示した技術の少なくとも一部を適用できる。また、溝掘り加工具４４２以外の加工具を用いる場合でも、上記実施形態で例示した技術の少なくとも一部を適用できる。例えば、回転軸の先端部に球状等の加工部位を有し、回転軸を中心として加工部位を回転させながら加工を行う加工具を用いることも可能である。この場合でも、ＣＰＵ５は、上記実施形態と同様に、加工具の回転軸を含む断面で見た場合の加工具の表面形状の情報を用いて、加工軌跡を算出してもよい。

上記実施形態では、回転軸を含む断面で見た場合の、レンズＬＥに接触し得る部分の少なくとも一部における加工具の表面形状は、曲線状である。しかし、レンズＬＥに接触し得る部分の断面形状が直線状の加工具を用いることも可能である。また、上記実施形態では、レンズＬＥに対する加工具の相対角度が変更され得る。しかし、上記実施形態で例示した技術は、加工具の相対角度が固定されている場合にも適用できる。

１ 眼鏡レンズ加工装置
５ ＣＰＵ
６１ 前側レンズ面
６４ 後側レンズ面
６７ コバ面
７０ 面取り面
４４２ 溝掘り加工具

Claims (9)

1. レンズに接触することで前記レンズを加工する加工具と、前記レンズの周縁との相対的な位置を移動させることで、前記レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置であって、
   前記加工具による加工によって前記レンズの周縁に形成する予定の加工予定面を特定する面情報を取得する面情報取得手段と、
   完全には互いに重複しない複数単位のラインであり、且つ全ての前記ラインを通過する面が前記加工予定面に一致する前記複数単位のラインを、前記面情報に基づいて特定するライン特定手段と、
   前記レンズの周縁に前記加工予定面を形成する際の、前記レンズに対する前記加工具の相対的な軌跡を、前記複数単位のラインに基づいて算出する加工軌跡算出手段と、
   を備え、
   前記加工軌跡算出手段は、
   前記加工予定面を超えることなく前記ライン上に前記加工具の表面を接触させる前記軌跡を、前記複数単位のラインの各々について算出することを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
2. 請求項１の眼鏡レンズ加工装置であって、
   前記加工軌跡算出手段は、
   前記加工具のうち少なくとも前記レンズに接触し得る部分の表面形状の情報を用いて、前記軌跡を算出することを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
3. 請求項２の眼鏡レンズ加工装置であって、
   前記加工具は、回転軸を中心として回転しながら前記レンズに接触することで前記レンズを加工し、
   前記回転軸を含む断面で見た場合の、前記レンズに接触し得る部分の少なくとも一部における前記加工具の表面形状は曲線状であり、
   前記加工軌跡算出手段は、
   前記加工予定面に対して前記加工具の表面を前記ライン上で点接触させる前記軌跡を、前記加工具の表面形状の情報を用いて算出することを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
4. 請求項１から３のいずれかの眼鏡レンズ加工装置であって、
   前記加工軌跡算出手段は、
   前記レンズと前記加工具の相対角度を用いて前記軌跡を算出することを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
5. 請求項１から４のいずれかの眼鏡レンズ加工装置であって、
   前記加工具は、前記レンズに接触する部分の形状が円環状であり、前記レンズの周縁に溝を形成することが可能な溝掘り加工具であることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
6. 請求項１から５のいずれかの眼鏡レンズ加工装置であって、
   前記ライン特定手段が特定する前記複数単位のラインは、前記レンズの周方向に延びることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
7. 請求項１から６のいずれかの眼鏡レンズ加工装置であって、
   前記面情報取得手段は、
   前記レンズの周縁部とレンズ面の境界である稜部に面取りを行うことで形成される面の情報を、前記加工予定面の面情報として取得することを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
8. 請求項１から７のいずれかの眼鏡レンズ加工装置であって、
   前記面情報取得手段は、
   前記レンズの光軸を含む断面の表面形状が、曲線部分および屈曲部分の少なくともいずれかを含む前記加工予定面の前記面情報を取得可能であることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
9. レンズに接触することで前記レンズを加工する加工具と、前記レンズの周縁との相対的な移動の軌跡を算出する算出装置によって実行される加工軌跡算出プログラムであって、
   前記算出装置のプロセッサによって実行されることで、
   前記加工具による加工によって前記レンズの周縁に形成する予定の加工予定面を特定する面情報を取得する面情報取得ステップと、
   前記加工予定面上を通過する複数単位のラインを、前記面情報に基づいて特定するライン特定ステップと、
   前記レンズの周縁に前記加工予定面を形成する際の、前記レンズに対する前記加工具の相対的な軌跡を、前記複数単位のラインに基づいて算出する加工軌跡算出ステップと、
   を前記算出装置に実行させ、
   前記加工軌跡算出ステップでは、
   前記加工予定面を超えることなく前記ライン上に前記加工具の表面を接触させる前記軌跡が、前記複数単位のラインの各々について算出されることを特徴とする加工軌跡算出プログラム。