JP4931830B2 - 眼鏡レンズの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は眼科用レンズに関する。特に本発明は眼鏡レンズを製造する際のシャープなレンズエッジの除去方法を提供する。

非正視の強制のために眼鏡レンズを使用することは周知である。通常、重合物質（一般にレンズブランクと呼ばれる）が鋳造物又は機械加工によって製造され、そのブランクは少なくとも１つの屈折能を有する第１表面を有する。次いでブランクの第２表面が機械加工され、「アンカットレンズ」と呼ばれるものとなり、その第２表面は少なくとも１つの更なる屈折能を有する。第２表面の機械加工前に、ブランク又はアンカットレンズの直径は通常丸い形状にカットされることによって減少し、そのカッティング工程はクリッビングとして公知である。

第２表面の機械加工により、アンカットレンズの周辺にシャープなエッジが形成されうる。シャープなエッジはクラッキング又はチッピングを生じさせるおそれがあるため、続く製造工程中の洗浄工程又はコーティング工程の一方又は両方におけるコンタミネーションの発生、並びに使用不可能なアンカットレンズの製造につながるという点で望ましくない。更に、シャープなエッジでは、アンカットレンズの取り扱いが、手作業の場合も機械処理の場合もより困難となる。最後に、シャープなエッジを有するアンカットレンズではコーティングの欠陥が見え易くなり、コスメティックの観点から容認できないとして拒絶されうる。

従来のレンズ製造工程では、機械加工の後、手作業によるエッジの鑢かけ又はグラインディングによって残留するあらゆるシャープなエッジを除去していた。あるいは、ブランク又はアンカットレンズの周辺を楕円形状にカッティング又はクリッビングし、シャープなエッジを除去する方法も挙げられる。但しこれらの方法は、いずれもレンズ製造に必要となる工程数及びそれによるコストを増やすという点で不利あったり、又はシャープなエッジが全て除去されなかったりする。

本発明の一態様では、眼鏡レンズの製造方法であって、少なくとも最小エッジ厚であり、複数のポイントセットのうちの少なくとも１つが厚み関数に関連し、複数のポイントセットのうちの少なくとも１つがクリッビング直径の範囲内である厚みを使用し、少なくとも最小エッジ厚である厚みを少なくとも有するアンカットのレンズブランクのカッティングのための外郭を決定することを含んでなる方法に関する。

幾つかの実施形態では、アンカットレンズの正面及び裏面のモデルを使用して厚み関数を決定し、光学プリズム目標及びレンズ中心厚を形成できる。幾つかの実施形態では、最小エッジ厚は約０．１ｍｍ〜約２ｍｍである。

具体的な実施形態では、上記方法は更に、正面及び裏面のプリズム基準点、並びにプリズム基準点の正面及び裏面の傾斜を使用し、光学プリズム目標及びレンズ中心厚を形成することを含んでもよい。クリッビング直径はブロッキング位置を使用して決定でき、そこではブロッキング位置の座標系は厚み関数の座標系と一致する。

該方法に、外郭を決定する最小限の合金許容要件を満たしている複数のポイントセットのうちの少なくとも１つを使用してアンカットレンズブランクをカットするための外郭を決定することを更に含めてもよい。

該方法に、エッジング許容要件を満たしている複数のポイントセットのうちの少なくとも１つを使用してアンカットレンズブランクをカットするための外郭を決定することを更に含めてもよい。

少なくとも最小エッジ厚である厚みと、クリッビング直径の範囲内のエッジ形状を含んでなるクリッビングされたアンカットレンズを開示する。幾つかの実施形態では、クリッビングされたアンカットレンズは約０．１ｍｍ〜約２ｍｍの最小エッジ厚を有してもよい。クリッビングされたアンカットレンズは更に最小限の合金許容要件を満たすエッジ形状を有してもよい。クリッビングされたアンカットレンズは更にエッジング許容要件を満たすエッジ形状を有してもよい。

他の実施形態では、眼鏡レンズの製造方法は以下の工程を含んでなる。
ａ） アンカットレンズにおける最小エッジ厚を決定することと、
ｂ） 最小エッジ厚を使用して厚み要件を決定することと、
ｃ） アンカットレンズの厚み関数ｔを算出することと、
ｄ） アンカットレンズのクリッビング直径を算出することと、
ｅ） 厚み関数及びクリッビング直径を用い、厚み要件を満たさない第１ポイントセット及び厚み要件を満たす第２ポイントセットを決定することと、
ｆ） クリッビング直径の範囲内に含まれる直径を示す第３ポイントセットを決定することと、
ｇ） 第３ポイントセットと第２ポイントセットを組み合わせてブラントエッジ外郭をアンカットレンズに提供すること。

アンカットレンズの厚み関数ｔを算出する方法には更に、
（ｉ） 光学プリズム目標及びレンズ中心厚を使用することと、
（ｉｉ） 各表面のプリズム基準点及びプリズム基準点における各表面の傾斜が、光学プリズム目標及び中心厚が導出される態様で存在する座標系においてアンカットレンズの正面及び裏面の数学モデルを用いることを含めてもよい。

アンカットレンズの厚み関数ｔの算出方法には更に、ブロッキング位置及びクリッビング直径の使用であって、ブロッキング位置の座標系が工程ｃ）の座標系と一致する使用を含めてもよい。

上記の眼鏡レンズの製造方法には更に、工程ｈ）すなわち
（ｉ） ポイントセットＡとして合金の周辺部を表すこと、
（ｉｉ） 距離セットＡＡ（ＡＡ＝Ｂ−Ａ）によって合金許容を定義すること、及び
（ｉｉｉ） 最小合金許容を超過したか否かを決定することを含めてもよい。

上記の眼鏡レンズの製造方法には更に、工程ｉ）すなわち
（ｉ） ポイントセットＦとしてレンズの最終的なエッジ周辺部を表すこと、
（ｉｉ） 距離セットＥＡ（ＥＡ＝Ｂ−Ｆ）によってエッジング許容を定義すること、及び
（ｉｉｉ） 最小エッジング許容を超過したが否かを決定することを含めてもよい。

本発明はまた、レンズの製造であって、少なくとも最小エッジ厚であり、
複数のポイントセットのうちの少なくとも１つが厚み関数に関連し、複数の点セットのうちの少なくとも１つがクリッビング直径の範囲内である厚みを使用し、少なくとも最小エッジ厚である厚みを少なくとも有するアンカットのレンズブランクのカッティングのための外郭を決定することを含んでなる方法に従う製造に関する。レンズはまた、厚み関数がアンカットレンズの正面及び裏面のモデルを使用して決定し、光学プリズム目標及びレンズ中心厚を形成することを更に含んでなる方法に従って製造してもよい。

一実施態様（図１を参照）では、眼鏡レンズ１０の製造方法は以下の工程を含む。
ａ） アンカットレンズにおける最小エッジ厚１６を決定することと、
ｂ） 最小エッジ厚１６を使用して厚み要件を決定することと、
ｃ） アンカットレンズにおける厚み関数ｔを算出することと、
ｄ） アンカットレンズにおけるクリッビング直径関数を決定することと、
ｅ） 厚み関数及びクリッビング直径を用い、厚み要件を満たさない第１ポイントセット及び厚み要件を満たす第２のポイントセットを決定することと、
ｆ） クリッビング直径の範囲内に含まれる外郭を表わす第３ポイントセットを決定することと、
ｇ） 第３ポイントセットと第２ポイントセットを組み合わせてブラントエッジ形状をアンカットレンズに提供すること。

本発明は、通常アンカットレンズの製造の間に生じるシャープなエッジを除去する方法、並びにそれらの方法によって得られるレンズを提供する。本発明の方法は、いかなるタイプの眼鏡レンズ（例えば単一視野及び多焦点レンズ）の製造にも使用できる。

再度図１を参照すると、「レンズブランク」又は「ブランク」１０は、成形された、光学的に透明な、光を屈折させることができる器材であって、眼鏡レンズの製造への使用に適しており、そのブランクの１つの表面が少なくとも１つの屈折能を提供するものを意味する。レンズブランクは通常、ブランクが用いられている装着中のレンズを通して視認されている物体に最も近い正面１２、及び着用者の目に最も近い表面である裏面１４を有する。第１の屈折能は、最終的なレンズに要求される遠視野、近視野、中間視野又はシリンダ力、又はそれらの組み合わせの全て又は一部分であってもよい。

レンズブランクの製造は、鋳造、熱成形、成形、機械加工又はそれらの組み合わせなどのいかなる適切な方法によっても実施できる。ブランクの製造への使用に適する材料には、眼鏡レンズ材料として使用できるあらゆる材料が使用できる。その材料としては例えば、ポリカーボネート（ビスフェノールＡポリカーボネートなど）、アリルジグリコールカーボネート（ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９（登録商標））など）、アリルエステル（シアヌル酸トリアリル、リン酸トリアリル及びクエン酸トリアリル）、アクリル酸エステル、アクリレート、メタクリル酸エステル（メチル−、エチル−及びブチルメタクリル酸エステル及びアクリル酸エステル）、スチレン、ポリエステル類など、並びにその組合せが挙げられるが、これに限定されるものではない。更に、レンズブランク１０は、全開示内容が参照によって本願明細書に援用される米国特許第６００８２９９号で開示される１つ以上のホスフィンオキシドから形成してもよい。

上記方法の第一段階において、最小エッジ厚１６：ＥＴ_ｍｉｎ、を決定する。最小エッジ厚１６が、レンズブランクから製造されるアンカットレンズにおける所望の最小エッジ厚１６である。エッジ厚１８は、レンズ周辺部又はいかなる提供された角位置のレンズの幾何中心からも最も遠い位置における、アンカットレンズの正面と裏面との間の距離である。ＥＴ_ｍｉｎは、クラッキング又はチッピングが生じないこと、取り扱いが容易であること、及びコーティング欠陥の形成が軽減されることなどを考慮した、最小エッジ厚１６として決定される。好ましくは、ＥＴ_ｍｉｎ値は約０．１ｍｍ〜約２ｍｍである。ＥＴ_ｍｉｎはアンカットレンズの厚み要件の決定にも用いられ、その要件はｔ≧ＥＴ_ｍｉｎである。

次に、アンカットレンズの厚み１８（ｔ）はアンカットレンズ上の二次元の座標の関数として算出される（図２を参照）。算出される座標は極座標（ｔ＝ｆ（ｒ，θ））、デカルト座標（ｔ＝ｆ（ｘ，ｙ））又は他のいかなる適切な座標系によるものでもよい。この算出はいかなる適切な方法によっても実施できる。上記の算出は好ましくは、市販の光学的研究管理ソフトウェア（ＶＩＳＩＯＮ（登録商標）ソフトウェア（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｉｏｎ，Ｉｎｃ．社）、ＯＰＴＩＦＡＣＴＳ（登録商標）ソフトウェア（Ｏｐｔｉｆａｃｔｓ，Ｉｎｃ，社）、ＬＡＢＺＩＬＬＡ（登録商標）ソフトウェア（ＣＣ．Ｓｙｓｔｅｍｓ社）など）を使用して得た光学プリズム目標及びレンズ中心厚２０目標を用いて実施する。次いでレンズの正面及び裏面に数学モデルを用いると、各表面の座標系が各表面のプリズム基準点（Ｐｒｉｓｍ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｉｎｔ「ＰＲＰ」）と一致し、ＰＲＰの各表面の傾斜が所望の光学プリズムが提供される態様となっている。例えば、Ｆｒｔ（ｘ，ｙ）及びＢｃｋ（ｘ，ｙ）をそれぞれデカルト座標における正面及び裏面のモデルとしてもよく、また以下の厚み関数の定義に使用できる。
ｔ（ｘ，ｙ）＝Ｂｃｋ（ｘ，ｙ）−Ｆｒｔ（ｘ，ｙ）＋Ｄｔｏ （Ｉ）
式中、Ｄｔｏはアンカットレンズの所望の中心厚２０である。

図２は方程式１を使用して算出される図であり、レンズの各ｘ及びｙの座標上の位置におけるレンズ厚の値を示す。

次いで、アンカットレンズのクリッビング直径：Ｃ_ｄｉａｍをアンカットレンズの二次元座標の関数として算出できる。座標は極座標、デカルト座標又は他のいかなる適切な座標系でもよい。算出はいかなる適切な方法によっても実施できるが、好ましくは市販の研究管理用ソフトウェアから得たブロッキング位置及びクリッビング直径を使用して実施され、その場合、ブロッキング位置及びクリッビング直径の座標系はレンズのＰＲＰと一致する。例えば、デカルト座標では（Ｘ_ＢＬ，Ｙ_ＢＬ）はブロッキング位置を意味し、以下のクリッビング直径関数を定義する際に用いられる。
Ｃ_ｄｉａｍ＝２＊（（ｘ−Ｘ_ＢＬ）^２＋（ｙ−Ｙ_ＢＬ）^２）^０．５ （ＩＩ）

更に、厚み関数ｔ及びクリッビング直径関数Ｃ_ｄｉａｍは、クリッビング直径の部分若しくは全部を表す、クリッビング直径の連続外郭Ｃ２２０に存在する第１ポイントセットＣ^［−］を決定するために用いられ、その場合、その厚みが厚み要件を満たさないか、又は言い換えるとｔ＜ＥＴ_ｍｉｎ（例えば図３上のＣ_ａｂ２２０ａｂ及びＣ_ｃｄ２２０ｃｄに示す）である。図３に示すように、２１０ａ−ｄ（ａ、ｂ、ｃ及びｄ）は外郭Ｃ２２０が外郭Ｅ２３０と交わる位置である。外郭Ｅ２３０はｔ＝ＥＴ_ｍｉｎの場合の外郭である。当業者であれば、ポイントセットＣ^［−］が存在せず、厚み要件が満たされる場合、更なる算出が必要ないことを理解するであろう。

厚み要件が満たされない場合、厚み関数ｔ及びクリッビング直径関数Ｃ_ｄｉａｍを使用して、クリッビング直径の部分を表す、厚みｔが厚み要件を満たすか又はｔ≧ＥＴ_ｍｉｎである、Ｃ２２０上の第２ポイントセットＣ^［＋］を決定する。第２ポイントセットＣ^［＋］はアンカットレンズのための所望のブラントエッジプロフィール（例えば図３で用いられる例で示されるＣ_ｂｃ２２０ｂｃ及びＣ_ａｄ２２０ａｄ）を維持する。ポイントセットＣ^［−］及びＣ^［＋］の数学的和集合はＣ２２０を表し、その場合、以下の関係が成り立つ。
Ｃ＝Ｃ^［−］ＵＣ^［＋］ （ＩＩＩ）
図３の場合、以下の関係が成り立つ。
Ｃ^［−］＝（Ｃ_ａｂＵＣ_ｃｄ）及びＣ^［＋］＝（Ｃ_ｂｃＵＣ_ｄａ）
該方法の次の手順では、厚み関数ｔ、外郭Ｅ２３０及びクリッビング直径外郭Ｃ２２０を用い、外郭Ｃ２２０（例えば図３で使用する例に示されるＥ_ａｂ２３０ａｂ及びＥ_ｃｄ２３０ｃｄ）の範囲内に含まれるＥ２３０上の第３ポイントセットＥ^［＋］を決定する。

次いでポイントセットＥ^［＋］及びＣ^［＋］を組み合わせて、図４に示すように連続的な、合成された、ブラントエッジ外郭Ｂ３１０を作成してもよく、その場合、以下の関係が成り立つ。
Ｂ＝Ｅ^［＋］ＵＣ^［＋］ （ＩＶ）

図４の場合、Ｅ^［＋］＝（Ｅ_ａｂＵＥ_ｃｄ）である。一旦ブラントエッジ形状が決定されると、非円形の周辺部カットを実行できる任意の市販の適切な機械（例えばコンピュータで数値制御（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ、（ＣＮＣ））されたレンズ表面処理装置）を使用してブランク又はアンカットレンズは外郭Ｂ３１０にカットされる。外郭Ｂ３１０を有するレンズのクリッビングにより、アンカットレンズの全周辺部がブラントエッジとなる。

任意であるが、好ましい工程では、ブラントエッジ形状を形成することによるインパクトは、以下のような製造上の制約におけるそれと比較考量できる。結合合金の円形ディスクは通常、レンズブランクと保持ブロックとの間に形成されて、クリッビング、カッティング又は表面処理の前にレンズブランクを保持ブロックに付着させる。合金のサイズは、様々な直径のいずれか１つであってもよい。合金とは、高価な、低融点の重金属のことである。レンズ材料の最小量以上のレベルで維持すされるか、又は最小の合金許容ＡＡ_ｍｉｎが、合金カットが回避されるように、ブラントエッジ外郭Ｂ３１０で表されるアンカットレンズ周辺部と合金周辺部との間に維持されるのが望ましい。合金の周辺部を表す外郭はポイントセットＡとして表すことができ、また合金許容は距離セットＡＡとして以下のように定義できる。
ＡＡ＝Ｂ−Ａ （Ｖ）

方程式Ｖを用いて、ＡＡ_ｍｉｎが超過する（ＡＡ＜ＡＡ_ｍｉｎ）か否かを決定してもよい。もしその場合、合金直径、ブロッキング位置及び目標のレンズ中心厚２０の１つ以上を調整でき、それにより上記工程の新規な反復を実施できる。

更にもう一つの任意の工程がレンズのエッジングに適用される。アンカットレンズは合金保持ブロックから取り外されなければならず、次いで眼鏡フレーム又は縁なしパターンにカットされなければならない。通常は、材料の最小限の量（ＥＡ_ｍｉｎ）をアンカットレンズ周辺部とフレーム又は縁なし外郭との間に存在させ、それにより処理時の可変性を担保し、エッジングされたレンズが眼鏡フレーム又は縁なしパターンを完全に満たすことを確実にすることが望ましい。最終的なエッジングされたレンズ周辺部を表す外郭はポイントセットＦとして表すことができ、またエッジング許容は距離セットＥＡによって定義以下のように定義できる。
ＥＡ＝Ｂ−Ｆ （ＶＩ）

方程式（ＶＩ）を用いて、ＥＡ_ｍｉｎが超過したか（ＥＡ＜ＥＡ_ｍｉｎ）否か決定してもよい。超過する場合には、クリッビング直径のサイズ、クリッビング直系の位置及び目標のレンズ中心厚２０の１つ以上を調整でき、それにより上記工程の新規な反復を実施できる。

本発明の多くの実施例を記載したが、それ以外にも本発明の精神と範囲から逸脱することなく様々な変形例を実施できることが理解されよう。

レンズの断面図を表す。 Ｘ及びＹ座標のそれぞれの位置におけるレンズ厚のグリッドを表す。 ２セットの外郭（Ｃ及びＥ）で覆われる図１のグラフ、並びにＣ及びＥが交差する点ａ、ｂ、ｃ及びｄを表す。 方程式ＩＶから得られるブラントエッジ形状Ｂで覆われる図１のグラフを表す。

符号の説明

１０ レンズブランク
１２ 正面
１４ 裏面
１６ 最小エッジ厚
１８ エッジ厚
２０ レンズ中心厚
２１０ａ 外郭Ｃ２２０と外郭Ｅ２３０の交点
２１０ｂ 外郭Ｃ２２０と外郭Ｅ２３０の交点
２１０ｃ 外郭Ｃ２２０と外郭Ｅ２３０の交点
２１０ｄ 外郭Ｃ２２０と外郭Ｅ２３０の交点
Ｃ２２０ クリッビング直径の外郭
２２０ａｂ 第１ポイントセット
２２０ｃｄ 第１ポイントセット
２２０ｂｃ 第２ポイントセット
２２０ａｄ 第２ポイントセット
２３０ａｂ 第３ポイントセット
２３０ｃｄ 第３ポイントセット
３１０ ブラントエッジ外郭

Claims (9)

1. 眼鏡レンズのブラントエッジ外郭（３１０）の決定方法であって、
   ａ） アンカットレンズにおける最小エッジ厚（１６）を決定する工程と、
   ｂ） 最小エッジ厚（１６）を使用して厚み要件を決定する工程と、
   ｃ） アンカットレンズの厚み関数ｔを算出する工程と、
   ｄ） アンカットレンズのクリッビング直径を算出する工程と、
   ｅ） 厚み関数及びクリッビング直径を用い、厚み要件を満たさない第１ポイントセット（２２０ａｂ，２２０ｃｄ）及び厚み要件を満たす第２ポイントセット（２２０ｂｃ，２２０ａｄ）を決定する工程と、
   ｆ） クリッビング直径の範囲内に含まれる直径を示す第３ポイントセット（２３０ａｂ，２３０ｃｄ）を決定する工程と、
   ｇ） 第３ポイントセットと第２ポイントセットを組み合わせてブラントエッジ外郭（３１０）をアンカットレンズに提供する工程を含んでなる方法。
2. 工程ｃ）が
   （ｉ）光学プリズム目標及びレンズ中心厚（２０）を使用することと、
   （ｉｉ）各表面のプリズム基準点及びプリズム基準点における各表面の傾斜が、光学プリズム目標及び中心厚（２０）が導出される態様で存在する座標系においてアンカットレンズの正面（１２）及び裏面（１４）の数学モデルを用いることを更に含んでなる、請求項１記載の方法。
3. 工程ｄ）が、ブロッキング位置及びクリッビング直径の使用であって、ブロッキング位置の座標系が工程ｃ）の座標系と一致する使用を更に含んでなる、請求項２記載の方法。
4. 更に、
   （ｉ）ポイントセットＡとして合金の周辺部を表すことと、
   （ｉｉ）距離セットＡＡ（ＡＡ＝Ｂ−Ａ）によって合金許容を定義することと、
   （ｉｉｉ）最小合金許容を超過したか否かを決定することを含む工程ｈ）を含んでなる、請求項１記載の方法。
5. 更に、
   （ｉ）ポイントセットＦとしてレンズの最終的なエッジ周辺部を表すことと、
   （ｉｉ）距離セットＥＡ（ＥＡ＝Ｂ−Ｆ）によってエッジング許容を定義することと、
   （ｉｉｉ）最小エッジング許容を超過したが否かを決定することを含む工程ｉ）を含んでなる、請求項４記載の方法。
6. 前記最小エッジ厚（１６）が約０．１ｍｍ〜約２ｍｍである、請求項１記載の方法。
7. 眼鏡レンズの製造方法であって、請求項１から６のいずれか１項記載の方法を用いて決定したブラントエッジ外郭に従ってアンカットのレンズブランクをカッティングする方法。
8. プロセッサへのアクセスが可能な１つ以上の保存された指令の連なりを含んでなり、該プロセッサによる実行時に請求項１から７のいずれか１項記載の工程をプロセッサに実施させるコンピュータプログラム。
9. 請求項８記載のプログラム中の１つ以上の指令の連なりを保持する、コンピュータによる読み取りが可能な媒体。

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