JP3825520B2

JP3825520B2 - 眼鏡レンズの周縁加工方法

Info

Publication number: JP3825520B2
Application number: JP02907897A
Authority: JP
Inventors: 守康白柳
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2017-02-13
Also published as: JPH10225852A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、眼鏡レンズを眼鏡フレームの形に合わせて周縁加工する方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
眼鏡レンズの周縁を加工する際に最も重要なことは、フレーム周長とレンズ周長とがマッチしていることである。レンズが嵌合されるフレームの溝底は、３次元的な曲線になっており、フレーム自身は可逆的あるいは非可逆的に形が変わる可能性があるが、溝底の曲線の長さ（フレーム周長）はフレームの形が変わっても不変であると考えられている。従って、レンズの周縁加工機（玉擦機）の制御データ（レンズの加工データ）は、レンズ周長がフレーム周長にマッチするように生成される。
【０００３】
具体例で説明する。図５、図６は、周縁加工後の眼鏡レンズ１の形状例を示している。その周縁に付した黒丸点２は、ある間隔でサンプリングされたヤゲン頂点位置を示している。いま、各ヤゲン頂点の３次元座標を（X_i、Y_i、Z_i) (i=1〜n ）としたとき、レンズ周長（目標値）Ｌが

となるように、制御データを生成する。但し、（X_n+1、Y_n+1、Z_n+1)=(X₁、Y₁、Z₁)である。Ｌｆはフレーム周長、Δはフレーム素材に応じた定数である。例えば、フレームが伸延しやすいオプチルの場合には、レンズを大きめに加工するため、Δ＝２．０ｍｍ、伸延しにくいメタルフレームの場合には、レンズを小さめに加工するため、Δ＝−０．３ｍｍというように、予め設定される。
【０００４】
被加工レンズの素材、及び砥石かエンドミルか等の加工工具の違いに応じた補正値Δｍを制御データに加えることも知られている。多くのコンピュータ制御の周縁加工機は、素材や周縁の仕上げ程度（加工工具）に応じた補正値を入力できる。
【０００５】
ところが、従来の眼鏡レンズの周縁加工方法では、これらの補正値によりレンズ周長を補正しても、異なる度数（頂点屈折力）のレンズを同一の制御（加工）データで加工すると、周長誤差が生じることが分かった。図７は、コンピュータ制御された周縁加工機を用い、同一の制御データによって、ウレタン系樹脂からなる、度数が異なる複数のレンズを加工してその周長を測定した結果を示している。このグラフから、度数がマイナスのレンズは、比較的安定した周長が得られているが、度数がプラスになると周長が減少し始め、レンズ度数が１０．００の強度プラスでは、マイナスレンズに比較して、約０．５ｍｍも周長が小さくなっていることが分かる。
【０００６】
図９は、同様に、コンピュータ制御された別の周縁加工機を用い、同一の制御データによって、ポリカーボネート系樹脂からなる、度数の異なる複数のレンズを加工してその周長を測定した結果を示している。度数が弱度のレンズに比べ、度数がプラス側に大きくなってもマイナス側に大きくなっても、周長が大きくなり、周長の最大誤差は、約０．８ｍｍにも達することが分かる。
【０００７】
メタルフレームにレンズを枠入れする場合の許容周長誤差は、０．３ｍｍ程度であり、このように大きな周長誤差があると、周長が大きい場合にはフレームのリムロック部に隙間が開き、小さい場合にはフレームからレンズが脱落してしまう。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、度数や材質が異なる眼鏡レンズでも、周長誤差が許容範囲に納まる眼鏡レンズの周縁加工方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【発明の概要】本発明は、度数が異なる複数の眼鏡レンズに発生する周長誤差と厚さとの間には、レンズの材質や周縁加工機（加工工具）の違いに基づいて一定の相関があり、この相関を、レンズ周長の目標値を補正して制御データを作成する際に考慮すれば、度数が異なる複数の眼鏡レンズに適した制御データが得られることを見出して完成された。すなわち、本発明の眼鏡レンズの周縁加工方法は、眼鏡フレームの情報と、該フレームに嵌められる被加工眼鏡レンズの情報と、眼鏡フレームに対する眼鏡レンズの相対位置を決定するレイアウト情報とに基づいて、眼鏡レンズの周縁を加工する周縁加工機の制御データを生成し、この制御データにより被加工眼鏡レンズの周縁を加工する周縁加工方法において、被加工眼鏡レンズの情報に、該レンズの厚さの情報を含ませ、この厚さの情報によって制御データを補正する厚さの関数としての補正値を含んだレンズ周長が目標値となるよう制御データのヤゲン位置を補正することを特徴としている。
【００１０】
このような厚さ補正を含む制御データは、例えば、予備実験により、同一の制御データで異なる度数の複数のレンズを加工したときのレンズ厚さと加工後の周長との相関を求め、この相関に基づき、レンズ厚さが変わっても加工後の周長が変化しないように、被加工レンズを加工する制御データをレンズ厚さ毎に補正することで得ることができる。
【００１１】
被加工眼鏡レンズの厚さの情報は、レンズ設計値より、あるいは実測により得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図７は、図９のような周長誤差が発生した各レンズについて、中心肉厚を測定し、周長と中心肉厚の関係をプロットしたグラフである。このグラフから、ウレタン系樹脂からなる、度数が異なる複数のレンズを加工した場合には、中心肉厚が厚くなる程、周長が短く加工されるという相関（負の相関）があることが見出された。
【００１３】
一方、図８は、図１０のような周長誤差が発生した各レンズについて、縁厚（コバ厚）を測定し、周長と縁厚の関係をプロットしたグラフである。このグラフから、ポリカーボネート系樹脂からなる、度数が異なる複数のレンズを加工した場合には、レンズ縁厚が厚くなる程、周長が長く加工されるという相関（正の相関）があることが見出された。
【００１４】
このようなレンズの厚さ（中心厚、縁厚）と周長との相関は、レンズ素材、素材と加工工具の組み合わせによる研削性、周縁加工機の機械的剛性、加工圧、レンズの加工中の変形等に起因して生じるものと考えられるが、いずれにしても、予備実験を通じて、この相関を求めることができ、この相関を周縁加工機の制御データの補正データとして用いれば（加えれば）、度数や材質が異なる眼鏡レンズでも、周長誤差を許容範囲に納めることができる。
【００１５】
図１は、本発明による眼鏡レンズの周縁加工方法の第１の実施形態を示すもので、被加工レンズの中心厚を設計データより得て、これにより周長補正を行なう実施形態である。
【００１６】
まず、フレーム情報（データ）として、フレームの形状と素材に関する情報を指定する（ステップＳ１）。フレームの形状は、フレームトレーサ等で測定した、ある間隔でサンプリングされたフレームの座標値（X_i、Y_i、) (i=1〜n ）やフレームカーブ等からなる。フレームの素材は、メタル、セル、オプチル等の区別であり、これらの素材の性質（伸延の容易性等）は予め知られている。
【００１７】
次に、レンズ情報（データ）として、レンズの種類（材質）及び度数を指定する（ステップＳ２）。
【００１８】
次に、レイアウト情報（データ）として、フレームのボクシングセンタに対するレンズの光学中心位置の指定等を行なう（ステップＳ３）。つまり、フレームより大きい加工前レンズのどの部分をどの方向でフレームに当て嵌めるかの相対位置を決定する情報の指定である。
【００１９】
以上のフレーム情報、レンズ情報、及びレイアウト情報の指定は、遠隔地に置かれたフレームトレーサ及びデータ入力端末で入力し、ネットワークを経由して周縁加工機を制御するコンピュータに送るという形態で行なうこともできる。
【００２０】
次にこれらのデータとコンピュータに登録されているレンズ設計データに基づいてレンズ形状を計算する（ステップＳ４）。補正がなかった場合のレンズ基本周長は、最適なレンズ形状とヤゲン位置（X_i、Y_i、Z_i) (i=1〜n ）から、次式で計算される。
Ｌ＝Σ［（X_i+1-X_i)²+（Y_i+1-Y_i)²+（Z_i+1-Z_i)²]^1/2 (i=1〜n ）
但し、（X_n+1、Y_n+1、Z_n+1)=(X₁、Y₁、Z₁)とする。
【００２１】
次に、この基本周長（初期周長）に、レンズ中心厚情報による補正を含んだ補正を施す（ステップＳ５）。従来、周縁加工されるレンズ周長（目標値）Ｌ₀ は、フレーム周長Ｌｆと、フレーム素材に応じた周長補正値Δと、レンズ素材と加工工具の組み合わせに応じた周長補正値Δｍの和（Ｌ₀ ＝Ｌｆ＋Δ＋Δｍ）であった。本実施例では、これに、レンズ厚さに応じた周長補正値Δｔ＝Ａ×Ｔ_c ＋Ｂを加味し、周長（目標値）Ｌ₀'が、
Ｌ₀'＝Ｌｆ＋Δ＋Δｍ＋Δｔ
となるように、補正されたヤゲン位置（X_i'、Y_i'、Z_i') (i= 1〜n ）を次のように演算する。ここで、Ｔ_c は計算で求めた被加工レンズの中心厚であり、Δｍ、Ａ、Ｂは、レンズ素材と加工工具の組み合わせ毎に、予備実験により求めた予め求めた定数である。Ｔ_C は度数によって変化するから、Δｔは変数であり、Ｌ₀'も度数に応じて変化する。
Ｘ_i'＝Ｘ_i ×Ｌ₀'／Ｌ
Ｙ_i'＝Ｙ_i ×Ｌ₀'／Ｌ
Ｚ_i'＝Ｚ_i ×Ｌ₀'／Ｌ
すなわち、初期状態では、Ｌ≠Ｌ₀'であるが、補正演算によりこれらのＸ_i'、Ｙ_i'、Ｚ_i'を求め、
Ｌ' ＝Σ［（X_i+1'-X_i')²+（Y_i+1'-Y_i')²+（Z_i+1'-Z_i')²]^1/2 (i=1〜n ）
を計算すると、Ｌ' ＝Ｌ₀'とすることができる。
【００２２】
このデータにより、周縁加工機の制御（加工）データを生成し（ステップＳ６）、レンズの周縁加工を行なう（ステップＳ７）。
【００２３】
［実施例１］
図９と図７のデータを得た周縁加工機でのウレタン樹脂系レンズの周縁加工において、フレーム周長Ｌｆ＝１５７．０８ｍｍ、上記の各補正値Δ＝−０．３ｍｍ、Δｍ＝−０．５０ｍｍ、Ａ＝０．０５、Ｂ＝−０．１０として、異なる度数（中心肉厚）のレンズの周長をそれぞれ補正演算し、実際に加工したところ、図２に示す結果が得られた。レンズ厚さに基づく補正が施されていない図９の従来例に比して、レンズ度数に拘らず安定したレンズ周長に加工されていることが分かる。
【００２４】
図３は、本発明による眼鏡レンズの周縁加工方法の第２の実施形態を示すもので、被加工レンズの縁厚データを実際に測定し、これにより周長補正を行なう実施形態である。
【００２５】
まず、フレーム情報（データ）として、フレームの形状と素材に関する情報を指定する（ステップＳ１１）。フレームの形状は、フレームトレーサ等で測定した、ある間隔でサンプリングされたフレームの座標値（X_i、Y_i) (i=1 〜 n）やフレームカーブ等からなる。フレームの素材は、メタル、セル、オプチル等の区別であり、これらの素材の性質（伸延の容易性等）は予め知られている。
【００２６】
次に、レンズ情報（データ）として、レンズの種類（材質）を指定する（ステップＳ１２）。この実施形態では、度数のデータは必要でない。
【００２７】
次に、レイアウト情報（データ）として、フレームのボクシングセンタに対するレンズの光学中心位置の指定等を行なう（ステップＳ１３）。つまり、フレームより大きい加工前レンズのどの部分をどの方向でフレームに当て嵌めるかの情報の指定である。
【００２８】
以上のフレーム情報、レンズ情報、及びレイアウト情報の指定は、遠隔地に置かれたフレームトレーサ及びデータ入力端末で入力し、ネットワークを経由して周縁加工機を制御するコンピュータに送るという形態で行なうこともできる。
【００２９】
次に周縁加工機に内蔵されている縁厚測定器は、コンピュータよりフレーム形状データを受け、予定されたヤゲン位置でのレンズ縁厚を計測し（ステップＳ１４）、コンピュータに返す。コンピュータは、縁厚平均値Ｔ_e を演算し、予備実験により求められた定数Ｃ、Ｄを用いて、縁厚平均値に応じた周長補正値Δｔ＝Ｃ×Ｔ_e ＋Ｄを決定する（ステップＳ１５）。Ｃ、Ｄは、レンズ素材と加工工具の組み合わせ毎に、予備実験により求めた予め求めた定数である。
【００３０】
以下、補正された周長（目標値）Ｌ₀'が、
Ｌ₀'＝Ｌｆ＋Δ＋Δｍ＋Δｔ
となるように、補正されたヤゲン位置のデータを求める。Ｔ_e は度数によって変化するから、Δｔは変数であり、Ｌ₀'も度数に応じて変化する。このデータにより、周縁加工機の制御（加工）データを生成する過程（ステップＳ１６）、レンズの周縁加工を行なう過程（ステップＳ１７）は、第１の実施形態と同じである。
【００３１】
［実施例２］
図１０と図８のデータを得た周縁加工機でのポリカーボネート樹脂系レンズの周縁加工において、フレーム周長Ｌｆ＝１５７．０８ｍｍ、上記の各補正値Δ＝−０．３ｍｍ、Δｍ＝−１．００ｍｍ、Ｃ＝−０．１１、Ｄ＝０．０８として、異なる縁厚（度数）のレンズの周長をそれぞれ補正演算し、実際に加工したところ、図４に示す結果が得られた。レンズ縁厚に基づく補正が施されていない図１０の従来例に比して、レンズ度数に拘らず安定したレンズ周長に加工されていることが分かる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の眼鏡レンズの周縁加工方法によれば、度数や材質が異なる眼鏡レンズでも、周長誤差を許容範囲に納め、フレームの変形やレンズの脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による眼鏡レンズの周縁加工方法の第１の実施形態をブロックダイアグラムで示す図である。
【図２】第１の実施形態によって得られた、眼鏡レンズの周長と度数の関係の一例を示すグラフ図である。
【図３】本発明による眼鏡レンズの周縁加工方法の第２の実施形態をブロックダイアグラムで示す図である。
【図４】第２の実施形態によって得られた、眼鏡レンズの周長と度数の関係の一例を示すグラフ図である。
【図５】眼鏡レンズの形状例を示す正面図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】図９の従来例におけるレンズの周長と中心厚の関係を示すグラフ図である。
【図８】図１０の従来例におけるレンズの周長と縁厚の関係を示すグラフ図である。
【図９】従来の周縁加工方法で加工された眼鏡レンズの周長と度数の関係の一例を示すグラフ図である。
【図１０】従来の周縁加工方法で加工された眼鏡レンズの周長と度数の関係の他の例を示すグラフ図である。

Claims

眼鏡フレームの情報と、
前記眼鏡フレームに嵌められる被加工眼鏡レンズの情報と、
前記眼鏡フレームに対する眼鏡レンズの相対位置を決定するレイアウト情報と、に基づいて、
前記眼鏡レンズの周縁を加工する周縁加工機の制御データを生成し、
この制御データにより前記被加工眼鏡レンズの周縁を加工する周縁加工方法において、
前記被加工眼鏡レンズの情報に、前記レンズの厚さの情報を含ませ、この厚さの情報によって制御データを補正する厚さの関数としての補正値を含んだレンズ周長が目標値となるよう制御データのヤゲン位置を補正することを特徴とする眼鏡レンズの周縁加工方法。
請求項１記載の眼鏡レンズの周縁加工方法において、予備実験により、同一の制御データで異なる度数の複数のレンズを加工したときのレンズ厚さと加工後の周長との相関を求め、この相関に基づき、レンズ厚さが変わっても加工後の周長が変化しないように、被加工レンズを加工する制御データをレンズ厚さ毎に補正する眼鏡レンズの周縁加工方法。
請求項１または請求項２記載の眼鏡レンズの周縁加工方法において、被加工眼鏡レンズの厚さの情報は、レンズ設計値より得る眼鏡レンズの周縁加工方法。
請求項１または請求項２記載の眼鏡レンズの周縁加工方法において、被加工眼鏡レンズの厚さの情報は、加工されるレンズを実際に測定して得る眼鏡レンズの周縁加工方法。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の眼鏡レンズの周縁加工方法において、被加工眼鏡レンズの厚さの情報は、レンズの中心厚情報である眼鏡レンズの周縁加工方法。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の眼鏡レンズの周縁加工方法において、被加工眼鏡レンズの厚さの情報は、レンズの縁厚情報である眼鏡レンズの周縁加工方法。