JP5026987B2 - 眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置、レンズ面切削加工方法および眼鏡レンズ - Google Patents
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Description
また、本発明においては、切削加工で得られた表面形状と研磨後の表面形状との誤差が小さい光学面を有する眼鏡レンズが得られる。
まず、本発明が対象とする眼鏡レンズについて説明する。
本発明が対象とする眼鏡レンズは、老視用累進屈折力レンズとして用いられるレンズである。累進屈折力レンズは、老視用眼鏡レンズでありながら外見上は容易に老眼鏡と察知されない利点や、遠距離から近距離まで切れ目なく連続的に明視し得る利点などの理由から、一般に広く利用されている。
また、メインフレーム22は、眼鏡レンズ設計プログラムや加工データ生成プログラム等を格納しており、発注端末21から処方値データ等を受信すると、当該処方値に適合するようにプログラムにしたがって眼鏡レンズの設計を行う。
まず、工場24のメインフレーム22は、眼鏡店20からの眼鏡レンズの製作依頼を受ける(受注)。眼鏡店20は、眼鏡レンズの発注に先立って顧客の被検眼の処理データ、レンズ種別、その他のレンズの設計に必要な眼鏡レンズの仕様情報を発注端末21に入力する。
メインフレーム22は、眼鏡店20からの眼鏡レンズの製作依頼を受注すると、受信したデータよりカーブジェネレータ27で使用する加工データを演算し、工場サーバー26で保管、またはLAN29を通してカーブジェネレータ27に転送する。加工データは各加工装置、検査装置で使用する形式で出力され、少なくとも眼鏡レンズの凹、凸面形状データを含む。
次に、計算機端末28は、眼鏡レンズの凸面形状データの平均曲率半径R(RT )を求める。平均曲率半径RT は、眼鏡レンズの表面形状全体を球面形状で近似した場合、最も差異が小さくなる曲率半径である。実際には計算機などでレンズ形状値と近似球面との差異を最小2乗法にて算出し、差異が最も小さくなる曲率半径を平均曲率半径RT とする。そして、求めた平均曲率半径RT から平均曲率CT を求める。平均曲率CT は、平均曲率半径RT の逆数(=1/RT)である。
次に、計算機端末28は、予め設定された隣接する螺旋の平均間隔dc(dcT )、連続する螺旋状加工軌跡4上の加工点間隔dr(drT )および算出した平均曲率CT を式(1)および式(2)に代入する。式(1)はX方向の加工点位置、式(2)はY方向の加工点位置である。ここで、予め設定された平均間隔dcT および加工点距離drT は、素材や形状によって異なるため実験的に求めて決定する。
眼鏡レンズの表面形状データは、3次元データ(X,Y,Z)の関数で表示されている。この3次元データ(X,Y,Z)からなる表面形状データに螺旋状加工軌跡の2次元データ(X,Y)値を代入すると、対応するレンズ表面上の加工点Kが特定され、その各3次元加工点位置座標値(X,Y,Z)が確定する。そして、この各3次元加工点位置座標値(X,Y,Z)は、カーブジェネレータ27に送られる。
次に、凸面を切削加工する。
カーブジェネレータ27は、切削工具が特定した3次元の加工点位置座標値(X,Y,Z)にしたがって上記ステップS4で算出した螺旋状加工軌跡4上を移動するように制御することで凸面3を切削加工し、所望の表面形状を創成する。
次に、切削された凸面3の研磨加工を実施する。研磨加工する際には、カーブジェネレータ27によって眼鏡レンズの凸面3を所定の形状に切削加工した後、眼鏡レンズをカーブジェネレータ27から取り外して研磨装置に取付け、切削されたレンズ面を研磨する。
凸面3の研磨が終了すると、眼鏡レンズを研磨装置から取り外し、再びカーブジェネレータ27の下軸E上に凹面2を上にして装着する。そして、メインフレーム22は受信したデータよりカーブジェネレータ27で使用する加工データを演算し、工場サーバー26で保管、またはLAN29を通じてカーブジェネレータ27に転送する。加工データは各加工装置、検査装置で使用する形式で出力され、少なくとも眼鏡レンズの凹面形状データを含む。
次に、計算機端末28は、眼鏡レンズの凹面形状データの平均曲率半径R(RO )を求める。凹面2の平均曲率半径RO は、眼鏡レンズ1の表面形状全体を球面形状で近似した場合、最も差異が小さくなる曲率半径である。実際にはコンピュータなどでレンズ形状値と近似球面との差異を最小2乗法にて算出し、差異が最も小さくなる曲率半径を平均曲率半径RO とする。そして、求めた平均曲率半径RO から平均曲率CO (=1/RO )を求める。
次に、計算機端末28は、予め設定された隣接する螺旋の平均間隔dc(dcO )、および連続する螺旋状加工軌跡4上の加工点間隔dr(drO )と算出した平均曲率CO を式(1)および式(2)に代入する。式(1)はX方向の加工点位置を示す式、式(2)はY方向の加工点位置を示す式である。ここで、予め設定された平均間隔dcO および加工点距離drO は、素材や形状によって異なるため実験的に求めて決定する。
次に、眼鏡レンズ1の凹面形状データは、3次元データ(X,Y,Z)の関数で表示されており、螺旋状加工軌跡4の2次元データ(X,Y)値を代入すれば対応する凹面2上の各加工点Kが特定され、その各3次元位置座標値(X,Y,Z)がカーブジェネレータ27に送られる。
次に、眼鏡レンズ1の凹面2をカーブジェネレータ27によって切削加工する。
凹面2の切削加工が終わると、次に切削された凹面2の研磨加工を実施する。凹面2の研磨加工には、凸面研磨に用いた研磨装置が用いられる。
ステップS14:次工程
研磨終了後は凸面3と凹面2の染色、表面処理、検査などを行い、検査に合格した眼鏡レンズ1が製品として依頼先の眼鏡店に出荷される。
本実施例による加工方法によって切削加工されたレンズ面の表面粗度、バラツキおよび最大表面粗度(Rmax =0.13μm)は、図10に示される。この図からなり明らかなように、本実施例による加工方法によれば、レンズ面の表面粗度、バラツキおよび最大表面粗度(Rmax =0.13μm)を図14に示した従来の加工方法に比べて十分に小さくすることができることが判明した。なお、図10および図14の測定は螺旋状加工軌跡が異なる点を除いて、サンプルレンズの材料、外径、表面形状、切削加工装置、切削量、切削刃、研磨時間、研磨方法、研磨剤、研磨パッド、研磨ツール、研磨装置、研磨温度、研磨圧力、レンズ面の測定範囲は全て同一である。
上記した第1の実施例に形態による切削加工方法では、眼鏡レンズ1の被加工レンズ面5(レンズ面3も同様)の表面形状のみによって平均曲率Cを算出し、この平均曲率Cに対応した螺旋状加工軌跡4を算出することにより、被加工レンズ面5上での螺旋間隔Pを一定とし、XY投影面100上での螺旋間隔dをレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加させ、これによりレンズ表面の表面粗度が均一になるようにした例について説明した。
Claims (7)
- 眼鏡レンズの被加工レンズ面の平均曲率を算出する平均曲率算出手段と、
前記平均曲率に対応し、螺旋間隔がXY投影面上でレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する螺旋状加工軌跡を算出する螺旋状加工軌跡算出手段と、
前記被加工レンズ面を螺旋状に切削加工する切削手段と、
前記切削手段が前記被加工レンズ面を前記螺旋状加工軌跡に沿って切削するように前記切削手段を制御する制御手段と
を備え、
前記螺旋状加工軌跡算出手段は、前記螺旋状加工軌跡を算出するにあたってXY投影面上での螺旋状加工軌跡の各螺旋間隔dを次式
によって算出するものであることを特徴とする眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置。 - 前記切削手段は、被加工レンズ面の外周縁から中心に向かって螺旋状に切削加工することを特徴とする請求項1記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置。
- 螺旋間隔がXY投影面上でレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する螺旋状加工軌跡を算出する工程と、
眼鏡レンズの被加工レンズ面を切削手段によって螺旋状に切削加工する工程と、
前記被加工レンズ面の表面形状から平均曲率を算出する工程とを備え、
前記被加工レンズ面の表面形状から平均曲率を算出する工程は、前記平均曲率に対応して前記螺旋状加工軌跡を算出する工程を備え、
前記螺旋状加工軌跡を算出する工程は、XY投影面上での螺旋状加工軌跡の各螺旋間隔dを次式
によって算出する工程を備えていることを特徴とする眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。 - 前記被加工レンズ面を切削加工する工程は、被加工レンズ面の外周縁から中心に向かって螺旋状に切削加工する工程を備えていることを特徴とする請求項3記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。
- 螺旋間隔がXY投影面上でレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する螺旋状加工軌跡を算出する工程と、
眼鏡レンズの被加工レンズ面を切削手段によって螺旋状に切削加工する工程と、
眼鏡レンズの被加工レンズ面の表面形状と、研磨による除去量を示す研磨除去量特性の両方に基づいて前記被加工レンズ面の平均曲率を算出する工程とを備え、
前記前加工レンズ面の平均曲率を算出する工程は、前記平均曲率に対応して前記螺旋状加工軌跡を算出する工程を備え、
前記螺旋状加工軌跡を算出する工程は、前記螺旋状加工軌跡上の連続する加工点間隔をdr、螺旋状加工軌跡の各螺旋間隔dの平均間隔をdc、nを整数とし、研磨除去特性をXY投影面上での曲率C’に変換し、この曲率C’と前記平均曲率とを加算した仮想曲面の曲率(C+C’)を求め、前記XY投影面上での螺旋状加工軌跡座標値X’,Y’を次式
- 請求項3または請求項6記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法によってレンズ面が形成されていることを特徴とする眼鏡レンズ。
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