JP4611618B2 - 無接触読み取り段階を含む、眼鏡レンズの研削方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、眼鏡レンズの研削に関する。
【０００２】
本発明は、より詳細には、レンズを取り付けるための眼鏡フレームリムの輪郭に対応する所定の輪郭に沿って眼鏡レンズをその周縁から切削するための方法に関し、この方法によれば、形成すべき前記所定の輪郭に垂直なレンズの少なくとも１つの面のプロフィルを読み取り、次いで、回転させたレンズをその周縁から切削工具に接触させる。
【０００３】
【従来の技術】
切削工具の有効部分が一貫してレンズ周縁に垂直、とりわけレンズ周縁上の所定領域に垂直であるように、切削の間に切削工具に対してレンズの相対的位置決めの操作が可能になるように、レンズ切削を行う前に、形成すべき輪郭に垂直なその面の少なくとも一方のプロフィルを知っておくのが望ましいことがしばしばある。
一般的に、形成すべき輪郭は、フレームリムから直接行われる読み取りにより前もって知られており、さらに記憶されている。
前述のタイプの方法がすでに知られており、それによれば、形成すべき輪郭に垂直に、回転しているレンズに接触する機械式フィーラによって読み取り段階が行われる。
【０００４】
弾性戻り装置により、レンズが少なくとも１回完全に回転する間、フィーラをレンズと接触させたままで維持できる。
フィーラが接触しているレンズ面は回転対称であることはまれなので、レンズの回転中にフィーラの並進移動が引き起こされ、そこから、絶えずレンズの回転軸線回りのレンズの角位置を知ることにより、読み取ったプロフィルの３次元形状を導き出すことができる。
そのような方法をより深く理解するために、本願出願人のフランス公開特許第ＦＲ−Ａ−２５４３０３９号を参照することができる。
この方法、およびそれを実施するための機械は、今日まで完全に満足できるものであった。
【０００５】
しかしながら、着用者、従って着用者を満足させたいと思う眼鏡業者のますます高まる要求を考慮すると、この方法、従ってこの機械には以下に挙げるいくつかの不都合があることを認めねばならない。
フィーラによりレンズに加えられる機械的な力により、このレンズ上に応力および変形が引き起こされ、プロフィル読み取りの際にこれらによって測定誤差がもたらされることがある。
回転時のレンズ上でのフィーラの滑動により引き起こされる摩擦により、レンズの当該面上に見苦しい縞模様が生じることがある。
この同じ摩擦により、フィーラの慢性的な磨耗が引き起こされ、これにより、一方では読み取り時の測定誤差が生じ、他方ではフィーラの頻繁な交換を余儀なくされる。
【０００６】
レンズの当該面の曲率半径、従ってフィーラの並進移動軸線に対するこの面の傾きを考慮すると、フィーラにかかるレンズの反作用は、この軸線に垂直な成分を含んでおり、これによって、フィーラの屈曲、あるいは少なくとも偏心に至り、従って、測定誤差だけでなく、フィーラ損傷の原因ともなり得る。
【０００７】
読み取るべきプロフィルが、少なくとも局所的に、未加工レンズの周縁に近い場合には、フィーラの使用は危険である。なぜならば、フィーラはレンズの外方へ滑動する傾向があり、その場合にフィーラはレンズ回転時に損傷するしかないからである。
水と切削屑とが混ざる過酷な加工条件により、一方ではその作製が複雑かつ高価な機械組立て体であるフィーラの磨耗が加速される。
フィーラを保護するため、プロフィル読み取りの間、レンズの回転速度を落とすのが一般的であり、これによりサイクル時間が増大し、従って生産性が損なわれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、確実で信頼性が高く正確でさらに耐久性高くプロフィル読み取りを可能にする方法および機械を提供することによって、とりわけ上記の不都合を解消することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
その目的のために、本発明は、レンズを取り付けるための眼鏡フレームリムの輪郭に対応する所定の輪郭に沿って、相対する前面および後面を有する眼鏡レンズをその周縁から切削するための方法を提案し、前記輪郭は、前面では前方エッジにより、後面では後方エッジにより画成されており、前記方法は、前方または後方エッジの少なくとも一方の３次元形状を読み取る読み取り段階を含み、該読み取り段階において、レンズの被照明面上で前記エッジを、前記面上に光点を形成する光ビームによって走査し、同時に、前記光点に照準を合わせた受光手段上において、前記光点の像の連続的位置を読み取り、実施した読み取りから前記エッジの３次元形状を導き出し、さらに、回転させたレンズをその周縁から切削工具に接触させ、レンズと工具との相対的位置決めを前記読み取りに応じて操作する加工段階が予定されている。
【００１０】
第２の局面によれば、本発明は、レンズを取り付けるための眼鏡フレームリムの輪郭に対応する所定の輪郭に沿って、相対する前面および後面を有する眼鏡レンズをその周縁から切削するための機械を提案するもので、形成すべきこの輪郭は、前面では前方エッジにより、後面では後方エッジにより画成されており、機械は、レンズを取り付けるための回転支持体と、回転切削工具と、この支持体と工具とを支持体の回転軸線に平行な方向に沿って互いに移動させるための手段と、この支持体と工具とを支持体の回転軸線に垂直な方向に沿って互いに移動させるための手段と、前記移動手段を制御するようにした操作ユニットとを含み、この機械はさらに、光ビームをレンズの一方の面に向けて生成してそこに光点を形成する光源を備える少なくとも１つの光学測定装置と、前記光点に照準を合わせられかつ前記操作ユニットに接続された受光手段とを含み、この操作ユニットは、受光手段上で実施された読み取りに応じて少なくとも一方のエッジの３次元形状を計算するようにした計算手段を備える。
【００１１】
プロフィルの読み取りは無接触でなされるので、レンズはあらゆる応力および変形から保護される。レンズ表面における縞模様は回避される。レンズと、プロフィルの読み取りを可能にする装置との相対的位置決めは、測定精度のために、正確かつ不変である。
サイクル時間を減少させること、すなわち測定精度に影響することなく読み取り時のレンズ回転速度を増大させることが可能で、それにより生産性が向上する。
【００１２】
必要な場合には、読み取り段階において、光点を各面上に形成する２つの光ビームで各エッジを走査して前方エッジの３次元形状と後方エッジの３次元形状とを１度に読み取り、さらに、各光点に照準を合わせた受光手段上で、各光点の像の連続的位置を同時に読み取り、次いで、実施した読み取りから、前方エッジの３次元形状および後方エッジの３次元形状を導き出す。
【００１３】
その目的のため、この機械は、２つの光学測定装置を含み、該装置は、一方では、レンズの両側で向かい合う２つの光源を備え、これらの光源は、レンズの前面および後面にそれぞれ向けられて各面上で光点を形成する２つの光ビームを生成し、他方では、各光点に照準を合わせた受光手段を備え、前記計算手段は、各エッジの３次元形状を計算するために配置されている。
読み取り段階において、前方および後方エッジの間に位置する中間プロフィルを、例えば、この中間プロフィルに鉛直なベベルをレンズ周縁に実現するために、形成すべき輪郭上に位置付けることができる。計算手段は、その場合そのような選択を行うために配置される。
【００１４】
その目的のために、加工段階において、切削工具としてベベル加工砥石車を使用し、レンズの形成すべき輪郭上に、頂点が前記中間プロフィルと一致するベベルを実現するために、レンズと工具との相対的位置決めを操作する。
読み取り段階において、例えば、各光源、すなわちレンズの各々の角位置について交互に生成された各光ビームを作動させる。こうすることにより、光源間の干渉が回避される。その場合に操作ユニットは、光源を交互に作動させるために配置される。
光源、従って、光ビームは、好ましくはレンズの回転軸線から離れている。
【００１５】
第１の実施形態によれば、光ビームは直進性であり、その結果、この光ビームは、レンズの被照明面上にほぼ点状の光点を形成する。光源は、そのような光ビームを生成するために配置される。
光源は、好ましくは、レンズの回転軸線に対して光ビームがほぼ平行になるように方向付けられる。
読み取り段階において、次に、光点の像の各連続位置の読み取りから、レンズの回転軸線に平行に光点の連続座標を導き出す。
【００１６】
第２の実施形態によれば、前記光ビームは平面状であり、その結果、レンズの被照明面上に直線状の光点を形成する。光源は、当然ながら、そのような光ビームを生成するために配置される。
好ましくは、光源は、この光源が生成する光ビームがレンズの回転軸線にほぼ平行な２等分線を呈するように方向付けられる。
読み取り段階においては、次に、受光手段上の光点の像の中で、光点とエッジとの交点の像点を選別し、受光手段上でこの点の連続位置を読み取り、この点の各連続位置の読み取りから、レンズの回転軸線に平行にこの交点の連続座標を導き出す。
三角測量による計算に基づいて、光点の像の位置読み取り後に光点の連続座標を導き出すことが可能になる。
【００１７】
１つの実施形態によれば、光源は、光ビームおよびレンズの回転軸線がほぼ共平面になるように方向付けられる。
例えば、受光手段は、その光学的ポインティング軸線が光ビームとゼロでない一定のポインティング角度をなすように配置される。
このポインティング角度の値は、好ましくは、４０°〜５０°であり、例えば、４５°に等しくなるように選択される。
光ビームは直進性でありかつレンズの回転軸線と平面を形成するので、ポインティング軸線は、例えば、光ビームとレンズの回転軸線とで形成された平面に垂直な平面を、光ビームと形成する。
【００１８】
光ビームは平面状でありかつレンズの回転軸線を含む平面内を延びている場合には、受光手段は、好ましくは、ポインティング軸線が光ビームの２等分線と、光ビームとレンズの回転軸線とを含む平面に垂直な平面を形成するように配置される。
正確さの目的で、光源は、光源が生成する光ビームがコヒーレントになるように選択することができ、例えば、それはレーザーである。
受光手段は、例えば、その光軸がポインティング軸線と一体にされた対物レンズならびにポインティング軸線が切っておりかつその上に前記光点の像が形成されるスクリーンを含む。
【００１９】
このスクリーンは、前記ポインティング軸線にほぼ垂直にすることができるが、垂直でない角度でこの軸線に対して傾斜させることもできる。
例えば、スクリーンは、ポインティング軸線に対して、値がほぼ４５°の角度で傾斜させ得る。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照してなされる非限定的な例として与えられる実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図面には、２つの光学表面を呈するレンズ１が示してあり、これらの光学表面は、円形プロフィルを有する当初は円柱状の周縁４で連結された前面２および後面３でそれぞれ構成されており（図１、２）、これは一般に未加工レンズが眼鏡製造業者に引き渡されるときの形状に相当する。
レンズ１は、その周縁４の加工により、レンズの輪郭を眼鏡フレームリム（図示せず）の輪郭に適合させることを目的とする切削操作を受ける。
【００２１】
最終的に、前面２では前方エッジ５により、後面３では後方エッジ６（図２では破線で表される）により画成されるレンズ１の周縁４は、フレームリムの輪郭にほぼ一致する輪郭を呈することになる。
レンズ１の堅固な保持を確実にするため、そのようなリムは通常、普通ドラジュワールと呼ばれる一般的に三角形の断面を有する内溝を有し、それに対して、レンズ１の周縁４には、嵌入により前記ドラジュワールと協動するのに適した普通ベベルと呼ばれるリブ７が設けられる。
ある種のドラジュワールは、湾曲断面、例えば円弧を呈し、その場合には、対応するプロフィルの湾曲横断面を有するリブをレンズ１に設ける。
反対に、ある種のフレームリムは、内リブおよび／またはコードを有し、その場合には、嵌入により前記リブおよび／またはコードと協動するのに適した溝をレンズ１の周縁４上に設ける。
【００２２】
以下の説明においては、レンズ１にベベル７を作製しようとするものと仮定し、対応する切削操作は、溝の作製に関しても容易に適合し得る。
従って、レンズ１の切削は、少なくとも２つの操作、すなわち、フレームリムの輪郭に近い輪郭をレンズ１の周縁４に、一般的に大きめに付与することを目的とする荒削り操作と、この場合にはレンズ１の周縁４にベベルを形成することを目的とする仕上げ操作とを含む。
レンズ１を対応するフレームリム内に困難なく嵌入できるようにするため、ベベル７の３次元形状は、一般に平面内を延びるのではなくてある種の波形を呈するドラジュワールの３次元形状に一致する必要がある。
ドラジュワールのこの３次元形状は、レンズ１の切削操作の前に、特定の装置（図示せず）により読み取られる。
ベベル７の３次元形状、すなわち、実際にはその頂部の３次元形状があらかじめ決定される。
【００２３】
この読み取り操作の後、レンズの光学的中心を、水平着用位置の着用者の瞳孔軸と一致させつつフレームリム中心に対してレンズを角度的に正確に位置決めすることを目的とする、レンズ１の方向付けおよびセンタリング操作が一般に用意される。
【００２４】
この位置決め操作がひとたび実施されると、一般に「ドングリ」呼ばれる粘着性の把持ブロック８がレンズ１上に置かれ、次いで、全体がレンズ１のセンタリングおよび方向付けを保ちつつ（以下で説明する）研削盤に取り付けられる。その場合、このレンズは、図１に示される配置になる。
これらの操作は、本願出願人が出願し、ＦＲ−Ａ−２７４２２３８号として公開されているフランス特許出願により詳細に説明されている。もっとも、本願出願人が製造した対応する機器が商業的に利用可能である。
一方では、レンズ１は、その周縁レベルにおいて、ある程度の厚さを有しており、その結果、フレームリムに取り付けた後、リムの両側ではみ出す。
従って、ベベル７は、レンズ１のそのリム内への正確な位置決めが確実になされるように、前方エッジ５と後方エッジ６との間に正確に位置決めされなければならない。
ベベル７のこの正確な位置決めを確実に行うため、レンズ１の切削前に、形成すべき前方エッジ５および後方エッジ６の３次元形状の読み取りが行われる。
以下に見られるように、これらの読み取りの各々は無接触で行われる。
【００２５】
しかし、さしあたり研削盤９を説明することにする。これは、例えば数値制御式の自動研削盤である。
この研削盤９は、向かい合う２本の支持シャフト１０を備え、その間にレンズ１が挟持される。これらの支持シャフト１０は、第１の共通軸線Ａ１回りで一緒に回転駆動される。
支持シャフト１０は、第１の軸線Ａ１と平行な第２の軸線Ａ２回りで枢動自在に研削盤９のシャシ（図示せず）に取り付けられた可動支持体１１に取り付けてある。この運動学を考慮して、支持体１１は、以下の説明においてはクランクと呼ばれる。
【００２６】
研削機９はさらに、支持シャフト１０に垂直に位置しかつ前記Ａ１、Ａ２に平行な第３の軸線Ａ３回りで回転駆動される工具１２を備える。ここでは、これは、荒削り、仕上げ、ベベル加工または溝切りの操作全体を実行できる砥石車列である。ただし、単一の砥石車とすることもできる。
工具１２は、モータＭ１により軸線Ａ３に沿って並進移動可能なキャリッジ（図示せず）により支持されている。この並進移動性は、図１においてＺで参照される両方向矢印で例示してある。
【００２７】
クランク１１の運動は、工具１２の支持シャフト１０を接近または離間させて、レンズ１の輪郭に所定の形状を付与することを目的としている。
切削機９は、ビレット１３をさらに備え、これは、一方では第１の端部１４によりクランク１１の第２の軸線Ａ２回りを回転するようにシャシに連結され、他方では第２の端部１５により前記Ａ１、Ａ２、Ａ３に平行な第４の軸線Ａ４回りを回転するようにナット１６に連結されており、このナット自身が、最初の軸線Ａ１〜Ａ４に垂直な復元軸線と普通呼ばれる第５の軸線に沿って並進移動可能に取り付けられている。ナット１６の並進移動性は、図１においてＸで参照される両方向矢印で示される。
【００２８】
ナット１６は、ねじ立てしてあり、第５の軸線Ａ５に沿って延びるねじを切った心棒１７と螺合しており、モータＭ２によりナットはこの心棒の回りを回転駆動される。
クランク１１とビレット１３との間には、例えば、電磁式、光学式またはより単純に電気式の接触センサ（図示せず）が配置される。
本発明が適用されるそのような切削盤９は、当業者にとり公知である。なぜならば、商業的に広く知られており、さらに過去において本願出願人により多数の特許の対象となってきたからである。
とりわけ、本願出願人のフランス公開特許ＦＲ−Ａ−２７３４５０５号を参照することができるであろう。
【００２９】
支持シャフト１０の間に挟持されかつこれらにより回転駆動される切削すべきレンズ１が、支持シャフト１０が工具１２のすぐ近傍になる加工位置に向かってのクランク１１の枢動によって工具１２と接触させられる場合、レンズ１は、クランク１１がビレット１３に支承されるまで、工具１２による材料除去を受ける。
センサを介してビレット１３に対するクランク１１の支承が検出された時に、切削の各操作（荒削り、仕上げ）は、第１の軸線Ａ１の回りのレンズ１の全周にわたって完了したと決定される。その場合、レンズ１の周縁４の輪郭は、一般に余裕を見て、レンズ１が取り付けられるフレームリムの輪郭に対応する。
【００３０】
切削盤９は、これらの操作を統括することができかつこの目的のためにモータＭ１およびＭ２に連結された操作ユニット１８を備えている。ドラジュワールの３次元形状が記憶されているのはこの操作ユニット１８内である。
切削盤９はさらに、形成すべき前方エッジ５の３次元形状の読み取りのために、第１の光学測定装置１９を、そして形成すべき後方エッジ６の３次元形状の読み取りのために、第２の光学測定装置２０を備えている。
これらの装置１９、２０は、レンズ１の両側に配置されており、切削盤９のフレームに固定されかつレンズ１の面２、３の一方に向かい合って配置された１つの光源２１を各々が備えている。
工具１２に比較して、支持シャフト１０の反対側に配置されているこの光源２１は、レンズ１のこの面２、３に向けられた光ビーム２２を生成し、その面上で光点２３を形成する。
この点２３の形成は、面２、３上に光ビーム２２が当たった場合の拡散現象に起因し、これはこれらの面がある程度の粗さを有しているからである。
【００３１】
この拡散現象は、図３において、拡散光を具体化する同心の矢印により例示してある。
この光源２１は、好ましくは、その精度により選ばれるレーザーであり、生成される光ビーム２２はその場合コヒーレントである。
【００３２】
図２〜図６に例示される第１の実施形態によれば、光源は、生成された光ビーム２２が直進性となるように選択または調整され、その結果、レンズ１の被照明面２、３上に形成される光点２３は、ほぼ点状の光点である。
光源２１は、光ビーム２２が支持シャフト１０の回転軸線Ａ１から離れると同時にこの軸線と平行になるように配置されており、その結果、これらは一緒にＰで示される平面を形成する。
各々の光学測定装置１９、２０はさらに、対物レンズ２５および感光性スクリーン２６を備えるカメラの形の受光手段２４を含む。
カメラ２４は、光点２３に向けて照準を合わせてある。より正確には、このカメラ２４は、その対物レンズ２５の光学軸線と一体になったポインティング軸線Ａ６を有し、これが光ビーム２２を光点２３の近傍で切っており、その結果、スクリーン２６上に光点のほぼ点状の像２７が形成される（図６）。
カメラ２４は、一方では、そのポインティング軸線Ａ６が光ビーム２２と一緒に、平面Ｐに垂直な、Ｐ’で示される平面を形成するように方向付けられている。
【００３３】
このカメラは、他方では、そのポインティング軸線Ａ６が光ビーム２２と一緒に、ゼロでない一定の、ポインティング角度と呼ばれる角度αをなすように方向付けられている。
このポインティング角度αの値は、例えば４０°〜５０°である。好ましくは、ポインティング角度αの値は、ほぼ４５°に等しい。
形成すべき各エッジ５、６の３次元形状を読み取るため、以下の通り行う。
レンズ１は、形成すべきエッジ５、６と光点２３が一致するまで、クランク１１の枢動により位置決めされ、レンズ１の回転軸線Ａ１に垂直な平面上のその投影がすでに分かっており、この投影は、ドラジュワールの輪郭読み取りの際に、操作ユニット１８中に記憶されていたものである。
【００３４】
レンズ１は次に、その回転軸線Ａ１回りに回転駆動され、形成すべきエッジ５、６の全体を、光点２３が絶えずエッジと一致しつつ走査するように、操作ユニット１８が同時かつ連続的にクランク１１の枢動を制御する。
一方では、被照明面２、３の平均曲率半径を考慮すると、光点２３は、レンズ１の回転中に、レンズの回転軸線Ａ１に平行に、２つの折り返し端点２９、３０の間に含まれる直進軌道２８に沿って移動し、これら２つの点２９、３０を離間している距離は、被写界深度と呼ばれる。
同時に、光点２３の点像２７は、スクリーン２６上で、図６で破線で表される直進軌道３１にそれ自身が沿って移動する。この軌道３１は、光点２３がたどる軌道２８のスクリーン２６上への投影である。
当然、スクリーン２６の大きさおよびカメラ２４からのレンズ１の距離は、光点２３の軌道の像３１がスクリーンから決して逸脱することがないように、被写界深度に応じて選択される。
【００３５】
一般的に、被写界深度はあらかじめ知られており、その結果、スクリーン２６の事前設定が可能である。
直進軌道２８に沿った距離ｄｚにわたる光点２３の移動により、その像２７の比例移動が、それ自身の軌道３１に沿って、距離ｄｌにわたってもたらされる。
スクリーン２６上での光点２３の像２７の連続位置は、絶えず読み取られる。
既知の解決策により、そのような読み取りを行うことが可能になる。従って、スクリーン２６は、ＣＣＤタイプのマトリクス光学センサで構成することができ、そこで形成される像は、古典的なデジタル処理を受ける。
【００３６】
ここで、放射される光ビーム２２の波長およびレンズ１の材料により伝達可能な波長範囲は、両立しないように選ばれる。
レンズ１の材料は、特定の紫外光、より一般的には最小波長が３２５ｎｍのあらゆるビームを通過させる。波長がこの値よりも小さい光源は、任意のレンズに直面した場合に、あたかもそのレンズが不透明であるかのように振舞うであろう。この目的のために、紫外ダイオードまたは紫外レーザーダイオードは、受光手段２４上に形成される可能性のあるビーム２２の２次像を取り除くことができるように、光源として有利に使用することができ、これらの像は、本発明の実施に必要なレンズ１の最初に出会った表面により直接反射された画像のほかに形成されるものである。
【００３７】
これらの２次像は、放出されたビーム２２がレンズ１により伝達可能である場合、ビーム２２のすべての強度が最初に出会った表面により完全に反射されるわけではないために生じ得る。残留ビームは、ガラス内部に拡散されたり、反射角しだいでは、入射面の反対の面に達し、その場合に２次像として受光手段２４の方向へ反射されることがある。他の２次像も同様に、レンズ１の厚さ内に閉じ込められた経路に沿って、ガラスの面間での多重反射により形成され得る。
【００３８】
図３および図４に例示される実施形態によれば、スクリーン２６は、ポインティング軸線Ａ６に垂直な平面内を延びている。
変形例（図５）においては、スクリーン２６は、ポインティング軸線に対して傾斜してこの軸線と、値が４０°〜５０°、好ましくはほぼ４５°の非直角の角度βをなす平面内を延びている。
【００３９】
簡単な三角測量計算により、その像２７の位置から、その経路２８に沿った光点２３の位置すなわち座標を導き出すことができる。
それらの結果は、レンズ１の各々の角位置について、操作ユニット１８内に記憶され、その結果、レンズ１が完全に１回転した後、形成すべきエッジ５、６の３次元形状の数値モデル化を形成するデータの集合が操作ユニット１８内に蓄積される。
【００４０】
図７〜図９に例示される第２の実施形態によれば、光源２１は、生成された光ビーム２２’が平面状になり、その結果、レンズ１の被照明面２、３上に形成される光点２３’がほぼ直線状の光点となるように選択または調整される。
光学測定装置１９、２０の取り付けは、第１の実施態様について前に説明したものと同じであり、カメラ２４の方向付けのために、第１の実施形態の直進光ビーム２２に代わる光ビーム２２’の２等分線３２が用いられる。
従って、光源２１は、支持シャフト１０の回転軸線Ａ１から離れているので、この光源は、一方では、光ビーム２２’がその中を延びる平面Ｐがこの回転軸線Ａ１を含むように、他方では、光ビーム２２’の２等分線３２がこの同じ回転軸線Ａ１とほぼ平行になるように配置および調整される。
【００４１】
ポインティング軸線Ａ６は、光ビーム２２’の２等分線３２と共に、この光ビームが形成する平面Ｐに垂直な平面Ｐ’を形成し、ポインティング角度αの値は前記のものと同じである。
実際には、そのような配置を得るには、上記の第１の実施形態の取り付けを繰り返し、さらに平面状の光ビーム２２’を形成するために拡散レンズを光源２１に付け加えれば十分である。
従って、カメラ２４は、そのポインティング軸線Ａ６が光ビーム２２’をその２等分線３２上で切るように方向付けられ、スクリーン２６上の光点２３’の像２７’はその場合、被照明面２、３が凹（または凸）であるために曲線である。
【００４２】
形成すべきエッジ５、６の３次元形状を読み取るため、機械部分については、第１の実施形態についての上記説明と同様に行い、像２７’の処理のみが異なる。操作ユニット１８の計算手段はしかるべく適合させられる。
従って、レンズ１は、被照明面２、３の形成すべきエッジ５、６に光ビーム２２’が一致するまで、クランク１１の枢動によって位置決めされ、エッジは光点２３’上でほぼ中心に置かれる。
レンズ１はその軸線Ａ１回りを回転駆動され、操作ユニット１８は、形成すべきエッジ５、６全体を光点２３’が走査するようにクランク１１の枢動を同時かつ連続的に制御し、光ビーム２２’の２等分線３２は、形成すべきエッジ５、６と絶えず一致する。
【００４３】
レンズ１の回転中に、光点２３’は、レンズの回転軸線Ａ１に平行に、２つの両端の折り返し線の間に含まれる経路に沿って移動するのに対して、その像２７’は、スクリーン２６上を一緒に移動する。
スクリーン２６上で、この像２７’の各点の位置が絶えず読み取られる。
平均値の単純な計算により、像２７’の中間点を選別することが可能になり、これは光点２３’と形成すべきエッジ５、６との交点に対応し、これから三角測量により、その軌跡に沿って、すなわちレンズ１の回転軸線Ａ１に平行に、位置すなわち座標が導き出される。
その場合にデータ処理は上記と同じであり、最終的に、形成すべきエッジ５、６の３次元形状の数値モデル化を自由に使える。
それに対し、この第２の方法は、少なくとも理論上は、第１の方法よりも精度が高い。
なぜならば、直進性の光ビーム２２の経路上に不純物がある場合、スクリーン２６上に形成される像２７は、形成すべきエッジ５、６の点にもはや対応せず、これにより一時的とはいえ読み取りエラーにつながり得るからである。
平面状の光ビーム２２’を用いる場合、ビーム２２’の経路上の不純物の存在によって、像２７’に不連続部分が生じるが、簡単な補間計算により連続像を復元することが可能である。
【００４４】
図１に例示される実施形態によれば、光学測定装置１９、２０は、レンズ１に対して対称的に配置され、その結果、それらの光源２１は、互いに向かい合って位置し、これらが作り出すビーム２２、２２’はそれぞれ共軸（第１の実施形態の場合）または共平面（第２の実施形態の場合）である。
前方エッジ５および後方エッジ６の読み取りを得るために、少なくとも２つの異なるやり方で行うことができる。
レンズ１の１回目の完全回転を行い、その際に、光源２１の一方を作動して形成すべき対応するエッジ５の３次元形状を読み取り、次に、２回目の完全回転を行い、その際に、他方の光源２１を作動して形成すべきエッジ６を読み取るようにすることができる。
【００４５】
変形例においては、レンズ１を一回だけ完全回転させることができ、その際に、レンズの各々の角位置について、２つの光源２１の各々を交互に作動して、第１の測定装置１９の光源２１が、屈折現象によって、第２の装置２０によりなされる読み取りを妨害することなく、逆もまた同じで、形成すべき２つのエッジ５、６を同時に読み取ることができる。
具体的には、これらの交互作動は、２つの光源２１の逆位相の点滅となって現れる。
最終的に、形成すべき前方エッジ５および後方エッジ６の３次元形状の数値モデル化、ならびにレンズ１の回転軸線Ａ１に平行してのそれらの位置決定が自由に利用できる。
従って、形成すべきエッジ５、６に垂直なレンズ１の厚さが前もって分かり、さらに、形成すべきベベル７の頂部に対応する所定の中間プロフィル３３の、前方エッジ５および方向エッジ６の間での位置決定を選択することができる。
【００４６】
上記で説明したように、レンズ１の切削は、その間にレンズ１が加工される第１の荒削り段階を含み、レンズの周縁４は、この周縁が所望の所定輪郭を呈するまで材料除去を受け、このようにして上記の前方エッジ５および後方エッジ６が形成される。
この荒削り段階は、砥石車列１２の荒削り砥石車３４により行うことができる。
【００４７】
次に、ベベル加工の場合には、この研削は第２の仕上げ段階を含み、その間にレンズ１の周縁４上にベベル７を、上記のような所定の形状および位置決定に従って加工する。
この段階は、砥石車列１２の荒削り砥石車３４に隣接する仕上げ砥石車３５により行うことができ、この砥石車中には、断面Ｖ字型のプロフィルを呈する溝３６が設けてある。
レンズ１の各々の角位置について、操作ユニット１８は、実施した読み取りに応じて、溝３６の底部が操作ユニット１８中に記憶された中間プロフィル３３に一貫して直角になるように、レンズ１の回転軸線Ａ１に平行な方向に沿って、工具１２およびレンズ１の相対的位置決めを行う。
【００４８】
上述の光学測定は、切削精度のおかげで、古典的な機械的測定を上回る精度を示す。
本発明を、レンズ１の周縁４上でのＶ字型ベベル７の作製について説明してきた。しかしながら、同一のやり方でベベルの代わりに溝を作製できることは明白である。
そのためには、周縁リブを有する溝形成砥石車を用いれば十分である。
同様に、本発明は、実施した３次元読み取りに応じて、レンズエッジの面取りを行うために活用することができる。
【００４９】
レンズ周縁のエッジの一方のみの面取が必要な場合には、このエッジのみの３次元形状を、前記のやり方で読み取るにとどめることができる。その場合、光学測定装置を１つだけ使用または作動させれば十分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による切削機械の部分斜視図であり、レンズを取り付けるための回転支持体、回転切削工具、各々が１つの光源と１つの受光装置とで形成されレンズの両側に配置された２つの測定装置を含む。
【図２】レンズの被照明面上にほぼ点状の光点を形成する直線状光ビームを光源が生成する第１の実施形態による、レンズおよび図１の測定装置の一方の詳細斜視図であり、読み取るべきプロフィルも破線で表してある。
【図３】図２に示される切断面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った、図２のレンズおよび測定装置の部分切断側面図である。
【図４】図２および図３の光源の照明軸線ならびに受光装置の対物レンズおよびそのスクリーンを平面で例示する図であり、スクリーンが対物レンズの光軸に垂直な実施形態による。
【図５】図４に類似した図であり、受光装置のスクリーンが対物レンズの光軸と約４５°の角度をなす変形例による。
【図６】先行図面の受光装置のスクリーンを例示する概略図であり、このスクリーン上には、レンズの被照明面上に形成された光点の像が点形状で位置している。
【図７】図２に類似した図であり、レンズの被照明面上に直線状光点を形成する平面状光ビームを光源が生成する第２の実施形態による。
【図８】切断面ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った図７のレンズの断面図であり、光学測定装置も概略的に表してある。
【図９】図６に類似した概略図であるが、図７および図８の第２の実施形態についてのものであり、従って、光点の像はスクリーン上に線の形で表れる。
【図１０】ベベル加工中の図１のレンズを、この図の矢印Ｘで示される方向に従って例示する詳細側面図である。
【符号の説明】
１ レンズ
２ 前面
３ 後面
４ 周縁
５ 前方エッジ
６ 後方エッジ
７ ベベル
９ 機械
１０ 支持体
１２ 工具
１８ 操作ユニット
１９，２０ 光学測定手段
２１ 光源
２２、２２’ 光ビーム
２３、２３’ 光点
２４ 受光手段
２５ 対物レンズ
２６ スクリーン
２７、２７’ 像
３２ ２等分線
３３ プロフィル
３５ ベベル加工砥石車
Ａ１ レンズの回転軸線
Ａ６ ポインティング軸線
Ｍ１、Ｍ２ 移動手段
Ｐ、Ｐ’ 平面
α ポインティング角度
β 角度

Claims (48)

1. 相対する前面（２）および後面（４）を有する眼鏡レンズ（１）を、レンズ（１）を取り付けるための眼鏡フレームリムの輪郭に対応する所定の輪郭に沿って、その周縁（４）から切削するための方法であって、前記輪郭は、前面（２）では前方エッジ（５）により、後面（３）では後方エッジ（６）により画成されており、前方エッジ（５）または後方エッジ（６）の少なくとも一方の３次元形状を読み取る読み取り段階を含む方法において、
   読み取り段階において、レンズ（１）の被照明面（２、３）上の前記エッジ（５、６）を、予め読み取られ記憶されている所望のフレームに対応するエッジ５，６の３次元形状に沿って、支持シャフト（１０）の回転軸線（Ａ１）から離れると同時にこの軸線と平行になるように配置され、前記面（２，３）上に光点（２３，２３’）を形成する光ビーム（２２）によって走査し、
   同時に、前記光点（２３、２３’）に照準を合わせた受光手段（２４）上において、前記光点（２３、２３’）の像（２７、２７’）の連続位置を読み取り、実施した読み取りから前記エッジ（５、６）の３次元形状を導き出すこと、および、
   回転させたレンズ（１）をその周縁（４）から切削工具（１２）に接触させ、レンズ（１）と工具（１２）との相対的位置決めを前記読み取りに応じて操作する段階をさらに含むことを特徴とする方法。
2. 読み取り段階において、前方エッジ（５）の３次元形状と後方エッジ（６）の３次元形状とを読み取り、各面（２、３）上に光点（２３、２３’）を形成する２つの光ビーム（２２、２２’）で各エッジ（５、６）を走査し、各光点（２３、２３’）に向けられた受光手段（２４）上で、各光点（２３、２３’）の像（２７、２７’）の連続的位置を同時に読み取り、実施した読み取りから、前方エッジ（５）の３次元形状および後方エッジ（６）の３次元形状を導き出すことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 読み取り段階において、前方エッジ（５）および後方エッジ（６）の間に位置する中間プロフィル（３３）を、前方エッジ（５）および後方エッジ（６）の間の位置に選択して決定することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 加工段階において、ベベル加工砥石車（３５）を使用し、レンズ（１）の形成すべき輪郭上に、ベベルの頂点が前記中間プロフィル（３３）と一致するベベル（７）を実現するために、レンズ（１）と工具（１２）との相対的位置決めを操作することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 読み取り段階において、レンズ（１）の各々の方向において、各光ビーム（２２、２２’）を交互に作動させることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 光ビーム（２２、２２’）は、レンズ（１）の回転軸線（Ａ１）から離れていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の方法。
7. 光ビーム（２２）は直進性であり、その結果、光ビームは、レンズ（１）の被照明面（２、３）上に、点状の光点（２３）を形成することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記光ビーム（２２）は、レンズ（１）の回転軸線（Ａ１）に対して平行であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 読み取り段階において、光点（２３）の像（２７）の各連続位置の読み取りから、レンズ（１）の回転軸線（Ａ１）に平行に光点（２３）の連続座標を導き出すことを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記光ビーム（２２’）は平面状であり、その結果、レンズ（１）の被照明面（２、３）上に直線状の光点（２３’）を形成することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
11. 前記光ビーム（２２’）は、レンズ（１）の回転軸線（Ａ１）にほぼ平行な２等分線（３２）を呈することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 読み取り段階において、受光手段（２７’）上の光点（２３’）の像（２７’）の中で、光点（２３’）とエッジ（５、６）との交点の像点を選別し、受光手段（２４）上でこの点の連続位置を読み取り、この点の各連続位置の読み取りから、レンズ（１）の回転軸線（Ａ１）に平行に前記交点の連続座標を導き出すことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記導き出しは、三角測量による計算で行われることを特徴とする、請求項９または１２に記載の方法。
14. 光ビーム（２２、２２’）およびレンズ（１）の回転軸線（Ａ１）は、同一平面内にあることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の方法。
15. 受光手段（２４）は、ゼロでない一定のポインティング角度（α）を光ビーム（２２、２２’）となす光学的ポインティング軸線を呈することを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の方法。
16. ポインティング角度（α）の値は、４０°〜５０°であることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. ポインティング角度（α）の値は、４５°であることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. 光ビーム（２２）は直進性でありかつレンズ（１）の回転軸線（Ａ１）と平面（Ｐ）を形成し、ポインティング軸線（Ａ６）は、光ビーム（２２）とレンズ（１）の回転軸線（Ａ１）とで形成された平面（Ｐ）に垂直な平面（Ｐ’）を、光ビーム（２２）と形成することを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 光ビーム（２２’）は平面状でありかつレンズ（１）の回転軸線（Ａ１）を含む平面（Ｐ）内を延びており、ポインティング軸線（Ａ６）は光ビーム（２２’）の２等分線（３２）と、光ビーム（２２’）とレンズ（１）の回転軸線（Ａ１）とを含む平面（Ｐ）に垂直な平面（Ｐ’）を形成することを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記光ビーム（２２、２２’）はコヒーレントであることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の方法。
21. 前記光ビーム（２２、２２’）はレーザーであることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
22. 光ビーム（２２、２２’）の波長は、眼鏡レンズ（１）の伝達可能な波長範囲と両立しないように選ばれることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 光ビーム（２２、２２’）の波長は、３２５ｎｍを下回る値を有することを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
24. 光ビーム（２２、２２’）は、紫外ダイオードから出ることを特徴とする、請求項２２または２３に記載の方法。
25. 相対する前面（２）および後面（４）を有する眼鏡レンズ（１）を、レンズ（１）を取り付けるための眼鏡フレームリムの輪郭に対応する所定の輪郭に沿って、その周縁（４）から切削するための機械であって、形成すべきこの輪郭は、前面（２）では前方エッジ（５）により、後面（３）では後方エッジ（６）により画成されており、機械（９）は、レンズ（１）を取り付けるための回転支持体（１０）と、回転切削工具（１２）と、支持体（１０）と工具（１２）とを支持体（１０）の回転軸線（Ａ１）に平行な方向に沿って互いに移動させるための手段（Ｍ１）と、支持体（１０）と工具（１２）とを支持体（１０）の回転軸線（Ａ１）に垂直な方向に沿って互いに移動させるための手段（Ｍ２）と、前記移動手段（Ｍ１、Ｍ２）を制御するようにした操作ユニット（１８）とを含む機械において、
    レンズ（１）の被照明面（２、３）上の前記エッジ（５、６）を、予め読み取られ記憶されている所望のフレームに対応するエッジ５，６の３次元形状に沿って、支持シャフト（１０）の回転軸線（Ａ１）から離れると同時にこの軸線と平行になるように配置され、光源（２１）を備えることにより前記面（２，３）上に光点（２３，２３’）を形成する光ビーム（２２）を生成する少なくとも１つの光学測定装置と、
    前記光点（２３、２３’）に照準を合わせられかつ前記操作ユニット（１８）に接続された受光手段（２４）とを含み、
    前記光点（２３、２３’）に照準を合わせた受光手段（２４）上において、前記光点（２３、２３’）の像（２７、２７’）の連続位置を読み取り、実施した読み取りから前記エッジ（５、６）の３次元形状を導き出し、
    前記操作ユニット（１８）が、回転させたレンズ（１）をその周縁（４）から切削工具（１２）に接触させ、レンズ（１）と工具（１２）との相対的位置決めを前記読み取りに応じて操作することを特徴とする機械。
26. レンズ（１）の両側で向かい合う２つの光源（２１）を備える２つの光学測定装置（１９、２０）を含み、これらの光源は、レンズ（１）の前面（２）および後面（３）にそれぞれ向けられて各面上で光点（２３、２３’）を形成する２つの光ビーム（２２、２２’）を生成し、受光手段（２４）は各光点（２３、２３’）に照準を合わせてあり、前記計算手段は、各エッジ（５、６）の３次元形状を計算するために配置されることを特徴とする、請求項２５に記載の機械。
27. 計算手段は、前方エッジ（５）および後方エッジ（６）の間に位置する中間プロフィル（３３）を、形成すべき輪郭上に位置決定するために配置されることを特徴とする、請求項２６に記載の機械。
28. 切削工具（１２）は、ベベル加工砥石車（３５）を含むことを特徴とする、請求項２７に記載の機械。
29. 操作ユニット（１８）は、光源（２１）を交互に作動するために配置されることを特徴とする、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の機械。
30. 光源（２１）は、支持体（１０）回転軸線（Ａ１）から離れていることを特徴とする、請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の機械。
31. 光源（２１）は、直進性の光ビーム（２２）を生成するために配置されることを特徴とする、請求項３０に記載の機械。
32. 光源（２１）は、この光源が生成する光ビーム（２２）が、支持体（１０）の回転軸線（Ａ１）に平行になるように方向付けられることを特徴とする、請求項３１に記載の機械。
33. 光源（２１）は、平面状の光ビーム（２２’）を生成するために配置されることを特徴とする、請求項３０に記載の機械。
34. 光源（２１）は、光ビーム（２２’）の２等分線（３２）が、支持体（１０）の回転軸線（Ａ１）に平行になるように配置されることを特徴とする、請求項３３に記載の機械。
35. 光源（２１）は、この光源が生成する光ビーム（２２、２２’）および支持体（１０）の回転軸線（Ａ１）が同一平面内にあることを特徴とする、請求項２５〜３４のいずれか１項に記載の機械。
36. 受光手段（２４）は、そのポインティング軸線（Ａ６）が光ビーム（２２、２２’）と、ゼロでない一定のポインティング角度（α）をなすことを特徴とする、請求項２５〜３５のいずれか１項に記載の機械。
37. 受光手段（２４）は、ポインティング角度（α）が４０°〜５０°となるように配置されることを特徴とする、請求項３６に記載の機械。
38. 受光手段（２４）は、ポインティング角度（α）がほぼ４５°となるように配置されることを特徴とする、請求項３７に記載の機械。
39. 受光手段（２４）は、そのポインティング軸線（Ａ６）が、光ビームの軸線を含みかつ光ビーム（２２、２２’）と支持体（１０）の回転軸線（Ａ１）とで形成される平面（Ｐ）に垂直な平面（Ｐ’）内にあることを特徴とする、請求項３６〜３８のいずれか１項に記載の機械。
40. 受光手段（２４）は、その光軸がポインティング軸線（Ａ６）と一体にされた対物レンズ（２５）ならびにポインティング軸線（Ａ６）が交差しておりかつその上に前記光点（２３、２３’）の像（２７、２７’）が形成されるスクリーン（２６）を含むことを特徴とする、請求項２５〜３９のいずれか１項に記載の機械。
41. 前記スクリーン（２６）は、前記ポインティング軸線（Ａ６）にほぼ垂直であることを特徴とする、請求項４０に記載の機械。
42. 前記スクリーン（２６）は、前記ポインティング軸線（Ａ６）に対して、垂直でない角度（β）で傾斜していることを特徴とする、請求項４０に記載の機械。
43. 前記スクリーンは、ポインティング軸線（Ａ６）に対して、値が４５°の角度（β）で傾斜していることを特徴とする、請求項４２に記載の機械。
44. 前記光源（２１）は、コヒーレントな光ビーム（２２、２２’）を生成するために配置されることを特徴とする、請求項２５〜４３のいずれか１項に記載の機械。
45. 前記光源（２１）は、レーザーであることを特徴とする、請求項４３に記載の機械。
46. 光ビーム（２２、２２’）の波長は、眼鏡レンズ（１）を透過可能な波長範囲外の波長を有することを特徴とする、請求項２５〜４５のいずれか１項に記載の機械。
47. 光ビーム（２２、２２’）の波長は、３２５ｎｍを下回る値を有することを特徴とする、請求項２５〜４６のいずれか１項に記載の機械。
48. 光ビーム（２２、２２’）は、紫外ダイオードから出ることを特徴とする、請求項４６または４７に記載の機械。

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