JP5055503B2 - 玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は玉型レンズを得るために前もって作製されるいわゆる「丸レンズ」と呼称される前駆体レンズの製造方法に関するものである。

一般にレンズメーカーではクライアントである眼鏡店からユーザー（装用者）の眼鏡レンズに関する処方データ（注文データ）を入手し、その処方データに基づいて「丸レンズ」と呼称される前駆体レンズを作製し眼鏡店に供給する。眼鏡店ではユーザーの選択したフレームに合わせて前駆体レンズの周囲をカットして玉型レンズを得る（但し、この玉型レンズへの加工までもレンズメーカー側で行う場合もある）。
このように前駆体レンズから玉型レンズのみを残して周囲をカットする技術は周知であるがその一例として特許文献１を示す。
ここに、「玉型レンズ」とは眼鏡フレームの内周形状に対応させたフレーム装着が可能な形状にまで前駆体レンズを加工したレンズをいう。また、「丸レンズ」とは取り扱いの点から円形あるいは楕円形の外形形状に成形されたことから呼称されるに至った前駆体レンズの通称である。
従来では前駆体レンズ（丸レンズ）のレンズ面全体が玉型レンズに設定された加工データ通りに基づいて加工されていた。つまり不要部分としていずれカットされる玉型レンズの周囲の部分も玉型レンズに対する加工データに基づいて加工されていた。

特開２００６−２６７３１６号公報

基本的に玉型レンズは眼鏡フレームへの装着に支障がない限り縁厚は薄い方が好ましい。例えばプラスレンズでは中心厚が縁厚よりも厚くなるため縁厚を薄く設定することで中心厚を薄くして軽くて見栄えのよい玉型レンズを得ることができる。しかしながら、上記のように玉型レンズはその製造工程においてまず前駆体レンズを作製することとなるため、玉型レンズの縁部分の厚みをあまり薄く設定するとそれよりも外側に存在する周囲部分が欠落してしまい前駆体レンズの円形あるいは楕円形の外形形状を維持できないケースが発生してしまう場合がある。あるいは円形あるいは楕円形が維持できても縁寄り部分の厚みが非常に薄く形成されてしまうケースが発生してしまう場合がある。

このような前駆体レンズの縁の欠落、あるいは薄さは前駆体レンズの加工において以下のようないくつかの障害の原因となる。
１）例えば、前駆体レンズは凸面加工後のセミフィニッシュと呼称される前駆体レンズと同径の材料ブロックを切削加工して作製されるのであるが、一般に加工面とは反対側の凸面のみで材料ブロックを吸着固定しなければならない。従って、固定装置の吸着体は固定力を上げるためレンズ面を広く覆うこととなる。そのため前駆体レンズの縁が欠落していると吸着体が加工面側に露出してしまう場合があった。すると切削加工の際に切削工具が吸着体に接触してダメージを受ける可能性があった。
２）上記の切削工具と吸着体との接触をさせるために吸着体の材料ブロックを覆う面積を少なくした場合には切削の際の応力によってレンズが撓んでしまい加工精度が低下してしまう可能性があった。
３）前駆体レンズの縁があまり薄いと切削の際の応力によってレンズが撓むだけではなく、割れてしまう場合すらあった。また、加工の際だけではなくあまり薄いと運搬等の作業においても割れてしまう可能性がある。その場合にはその割れた破片によってレンズ面が傷ついてしまう場合があった。
４）切削加工後のハードコート液への浸漬工程で前駆体レンズの縁が割れているとその部分にコート液が滞留してしまい、液垂れの原因となってしまう。更に、レンズの割れた破片がコート液に混ざると浸漬の際にレンズ面に破片が貼り付いて製品不良となってしまう可能性がある。
このような緒問題があったために、従来ではクライアントのレンズを薄くしたいという強い要望がない限りは極力前駆体レンズの縁が欠落したり非常に薄くなってしまうことは避け、縁の厚みを確保して前駆体レンズを作製するようにしていた。しかし、それでは重く見栄えの悪い玉型レンズを作製することとなってしまう。そのため、前駆体レンズの縁が欠落せずなおかつ縁厚を十分維持しながらも玉型レンズに加工した際の厚みが薄くなるような前駆体レンズが求められていた。

そして、このような緒問題を解決するために出願人は平成１９年２月７日付けで、特許出願（特願２００７−２７４３０号）を行った。
この出願では前駆体レンズの縁厚が設計された玉型レンズの加工データに基づくと欠落したり非常に薄くなってしまうような場合に玉型レンズ部分の周囲部分について前駆体レンズの縁厚が所定厚み以上となるように加工データを修正しながら加工するというものである。これによって上記各課題は解決されることとなる。
ところが、玉型レンズのすぐ外縁位置からこのような修正を実行した場合には玉型レンズの形状によっては加工装置に過剰な負荷がかかってしまう場合がある。例えば、図１３に示すような玉型レンズ形状を有する前駆体レンズにおいて矢印ｐで示すカーブの急な部分は横方向と縦方向の形状変化が集中する部分であるためレンズ面の形状の変化が大きく（周囲の形状に比べて山状あるいは谷状となる）、この箇所を通過する加工工具にかかる進退時の加速度が大きくなって加工工具やＮＣ旋盤装置の機構に過剰な負荷がかかってしまうこととが想定される。
そのため、そのような大きな加速度を発生させないような改良が求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その第１の目的は、前駆体レンズの縁が欠落せずなおかつ縁厚を十分維持しながらも玉型レンズに加工した際の厚みの薄い玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法を提供することであり、第２の目的はそのような加工を行う際の加工工具の過剰な負荷を軽減した玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために請求項１の発明では、所定の眼鏡フレームに対応するようにその周縁を削除することで玉型レンズに加工される円形あるいは楕円形の外形形状を有し、かつユーザーの処方に対応した回転非対称のレンズ特性が付与された前駆体レンズの製造方法であって、少なくとも前記玉型レンズの形状を特定するためのデータを入力する加工データ入力工程と、同玉型レンズの加工データに基づき加工手段によって材料ブロックを加工して前記前駆体レンズを作製する前駆体レンズ作製工程とを備え、前記玉型レンズのフレーム形状の上部及び下部に所定間隔を空けて左右方向に延設される境界線を想定し、同境界線に至るまで前記加工データを反映させて加工するとともに同境界線よりも外方については作製した同前駆体レンズの縁厚が所定厚み以上を確保できるように加工データを修正して加工するようにしたことをその要旨とする。
また請求項２の発明では、請求項１の発明の構成に加え、前記上の境界線及び前記下の境界線はそれぞれ下記イ）又はロ）によって定義される曲線の一部としてレンズ中心を挟んで対向する位置にある仮想的な曲線であることをその要旨とする。
イ）単独の楕円又は円
ロ）１又は複数の楕円、円及び双曲線から選択される複数の曲線の一部を接続が滑らかになるように組み合わせた外側に凸の自己交叉しない閉曲線形状
また請求項３の発明では、請求項１の発明の構成に加え、上下の前記境界線の少なくとも一方は左右方向に延出される直線であることをその要旨とする。
また請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれかの発明の構成に加え、上下の前記境界線は前記玉型レンズのフレーム形状に外接する接点あるいは近接する近接点を有することをその要旨とする。
また請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれかの発明の構成に加え、前記材料ブロックには所定の凸面あるいは凹面加工面が前もって形成され、前記前駆体レンズ作製工程においては凸面あるいは凹面加工面のいずれかの面に対して前記加工手段によって加工を施すようにしたことをその要旨とする。

また請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれかの発明の構成に加え、前記前駆体レンズ作製工程において加工する面はレンズの内面側であることをその要旨とする。
また請求項７の発明では、請求項６の発明の構成に加え、前記加工データの修正とはレンズ中心領域を通るレンズ断面におけるレンズの内面側カーブについて前記境界線よりも外側領域で内側領域に設定したカーブよりも深いカーブに設定することをその要旨とする。
また請求項８の発明では、請求項７の発明の構成に加え、前記境界線よりも外側領域で内側領域に設定したカーブよりも深いカーブに設定するとは、外側領域において加工データの修正をしない場合のカーブと比較して加工データの修正をした場合のカーブがより深いカーブとなることをその要旨とする。
また請求項９の発明では、請求項７及び８の発明の構成に加え、前記各境界線の外側領域にはそれぞれ第２の境界線が想定され、前記境界線の外側領域に設定された深いカーブは前記第２の境界線よりも外側で浅くなる方向に修正されることをその要旨とする。
また請求項１０の発明では、請求項９の発明の構成に加え、前記第２の境界線よりも外側で修正された前記前駆体レンズの縁寄り断面形状は凸状とされることをその要旨とする。
また請求項１１の発明では、請求項１〜１０のいずれかの発明の構成に加え、前記前駆体レンズ作製工程において加工される前記玉型レンズ部分の周囲部分については少なくとも同玉型レンズ部分に隣接する領域が全方向で連続的であることをその要旨とする。

上記のような構成においては、前駆体レンズを製造するために加工データ入力工程でユーザーの処方に応じた玉型レンズの形状を特定するための加工データを入力する。この加工データは最終的に加工される玉型レンズのフレーム形状データ、縁厚データを使用することが計算上本発明には有利ではあるが、これらに限らず例えば、レンズ中心厚、前駆体レンズのレンズ縁厚、レンズカーブ、累進帯長、加入度数、瞳孔間距離、球面度数、乱視度数、乱視軸の方向等の各データを使用することも可能である。
メーカー側ではこれら加工データに基づいて前駆体レンズ作製工程において加工手段によって材料ブロックを加工して前駆体レンズを作製していく。加工手段とは切削工具や研削工具等の加工工具を備えた例えばＮＣ旋盤装置のように加工データに基づいて加工工具を制御することの可能な手段である。
この際にフレーム形状の上部及び下部に所定間隔を空けて略水平方向に延設される境界線を想定する。そして、この境界線に至るまでは加工データを反映させて加工する。そして、境界線よりも外側については前駆体レンズの縁厚が所定厚み以上を確保できるように加工データを修正して加工する。つまり、フレーム形状（玉型レンズ形状）の周囲に加工データ通りの領域を設けてからその外側に加工データとは違う変形した部分を設けるという加工方法である。上下の境界線は前駆体レンズの幾何中心から等距離に存在する必要は必ずしもない。また、平行である必要もない。但し、なるべくフレーム形状の外郭に近い方が境界線よりも外側の急激な形状変化を伴わないため好ましい。
これによって、まず玉型レンズ部分の縁厚が薄くなるように加工しても、前駆体レンズの縁厚は所定以上の厚みを維持できるため、前駆体レンズの縁が欠落したり加工に耐えられないほど薄くなってしまうことがない。
次に玉型レンズの形状如何に関わらず境界線に至るまで加工データを反映させて加工でき、それよりも外側については左右方向に延設された境界線を境界としてサグ量を変更すればよく、境界線位置ではレンズ面の形状の変化がそれほど大きくはないためレンズ面を加工する際に加工工具やＮＣ旋盤の機構に過剰な負荷がかかってしまうことはない。尚、上記において「左右方向」とはレンズの耳側から鼻側に向かう方向をいう。
このような工程で製造される前駆体レンズは、累進屈折力レンズのように回転非対称のレンズ特性が付与された前駆体レンズであって特に中心厚が縁厚よりも厚くなるプラスレンズで普遍的に利用できる技術であるが、マイナスレンズであってもプリズム量が大きなレンズや加入度の大きな累進屈折力レンズでは利用可能である。

また、上下の前記境界線の線形状は特に限定されるものではないが、単独の楕円又は円、若しくは１又は複数の楕円、円及び双曲線から選択される複数の曲線の一部を接続が滑らかになるように組み合わせた外側に凸の自己交叉しない閉曲線形状であることが好ましい。境界線をこれらの仮想形状の一部と考えることでフレーム形状に近い湾曲度の境界線を設定する際の計算が容易になる。これらの仮想形状が前駆体レンズの左右方向にはみ出る場合には前駆体レンズ内に存在する曲線部分が境界線とされる。尚、「自己交叉しない」とは例えば数字の８のような図形中に交叉部分を含むものを除外する意味である。
「１又は複数の楕円、円及び双曲線から選択される複数の曲線の一部を接続が滑らかになるように組み合わせた外側に凸の自己交叉しない閉曲線」としては例えば図１４（ａ）のような仮想閉曲線Ｄが考えられる。この仮想閉曲線Ｄは４種の楕円を１／４ずつ連結して構成されている。これは例えば次のように作成される。レンズの幾何中心Ｏと一致し玉型レンズ形状を包囲する所定の長径と短径の楕円を想定する（図１４（ｂ））。そして幾何中心Ｏを通る長径方向と一致する直線Ｌ１でその楕円の上半分を短径を小さくした楕円に変更する（図１４（ｃ））。更に幾何中心Ｏを通る短径方向と一致する直線Ｌ２で右半分を長径を小さくした楕円に変更することで得られる。仮想閉曲線を作成するために使用される曲線は理論的にはいくつ組み合わせてもよいが、形状が複雑化するため４種程度の曲線に留めることが好ましい。このような仮想閉曲線は特にプリズム処方のあるレンズを作製する場合に利用することが好ましい。
このように複数の楕円、円及び双曲線によって外側に凸の自己交叉しない閉曲線を作成すればより玉型レンズの形状に応じた無駄のない形状を設定することが可能である。
尚、このような仮想形状は必ずしも前駆体レンズの外形形状より内側であって玉型レンズのフレーム形状の耳側と鼻側を通過することが求められるものではない。つまり、図１５（ａ）のように仮想形状は前駆体レンズからはみ出ていても図１５（ｂ）のようにはみ出ていなくとも構わないものである。
また、上下の境界線は左右方向に延出される直線であってもよい。上下の境界線は完全な水平線であってもそうでなくともよく、互いに平行であっても平行でなくともよい。
また、上下の境界線は玉型レンズのフレーム形状に外接する接点あるいは近接する近接点を有することが好ましい。これも上記と同様フレーム形状から境界線までの領域を無駄に広くすることがなくなるためである。また、フレーム形状に接することなく近接させることによって加工裕度を与えることが可能となる。

ここに、前駆体レンズを作製するためのベースとなる材料ブロックには所定の凸面あるいは凹面加工面が形成され、前記前駆体レンズ作製工程においては凸面あるいは凹面加工面のいずれかの面側に加工を施すようにすることが好ましい。つまり、前駆体レンズ作製工程においては材料ブロックの外面（物体）側の面か内面（眼球）側の面の一方だけに加工を施すことが好ましい。このように前もってレンズ面として加工された面ではないその面に加工手段を対向させて加工することで加工工程が簡略化される。加工する面はレンズの内面側であることが好ましい。
レンズの内面側を加工して加工データを修正する場合にはレンズ中心領域を通るレンズ断面におけるレンズの内面側カーブについて境界線よりも外側領域で内側領域に設定したカーブよりも深いカーブに設定することとなる。より具体的には加工データの修正をせずに設定したカーブと比較して外側領域で加工データの修正をしたカーブがより深いカーブとなるようにする。レンズ中心領域とは必ずしもレンズの幾何中心やフィッティングポイントのような具体的な点でなくともレンズの径方向の断面形状が特定できるようなものであれば構わない意味である。
この場合に作製される前駆体レンズの縁まですべてカーブを深く設定するよりも前記境界線よりも外側位置にそれぞれ想定した第２の境界線において浅くなる方向に修正するように設定することが好ましい。つまり、一旦深くしたカーブを徐々に元に戻したり（つまり内側領域に設定したカーブの角度程度とする）、縁が欠落したりあまりに薄くなったりしない程度に逆カーブ（つまり凸形状とする）とすることが考えられる。各第２の境界線の線形状も特に限定されるものではないが、単独の楕円又は円、若しくは１又は複数の楕円、円及び双曲線から選択される複数の曲線の一部を接続が滑らかになるように組み合わせた外側に凸の自己交叉しない閉曲線形状であることが好ましい。また、各第２の境界線は左右方向に延出される直線であってもよい。上下の境界線は完全な水平線であってもそうでなくともよく、互いに平行であっても平行でなくともよい。
これによって縁が無駄に厚くなることが抑制され、さらに、加工手段の工具の材料ブロック面への当接位置が不定となりにくくなり加工手段に加工を実行させる際により正確に加工させることが可能となる。
また、前駆体レンズ作製工程において加工される玉型レンズ部分の周囲部分については少なくとも玉型レンズ部分に隣接する領域が全方向で連続的であることが好ましい。つまり玉型レンズ部分はその周囲部分と段差や角状とはならず滑らかに接続され、なおかつ周囲部分の玉型レンズ部分に隣接する領域全体も段差や角ができるようなことがなく滑らかであることが好ましい。そのためには加工データに基づいて加工されるサグ量に付加される周囲部分の少なくとも玉型レンズ部分に隣接する領域への修正量は２次以上の関数で表される必要がある。

上記各請求項の発明では、玉型レンズ部分の縁厚をどのように薄く加工したとしても、前駆体レンズの縁厚自体は所定以上の厚みを維持できるため、前駆体レンズの縁が欠落したり加工に耐えられないほど薄くなってしまうことがない。そのため従来のように玉型レンズを十分薄くするために縁が欠落したり極端に薄い前駆体レンズを製造したり、逆に前駆体レンズの十分な縁厚を確保するために玉型レンズが非常に厚いものになったりすることがない。
更に、玉型レンズの上下位置に左右方向に延設される境界線を設け、境界線までを加工データ通りに加工する領域とし、その外側に加工データとは違う変形した部分を設けるようにしたため、境界線位置でのレンズ面の形状変化が大きくはならないためレンズ面を加工する際に加工手段を構成する部材に過剰な負荷がかかってしまうことはない。

本発明の各実施例に使用される材料ブロックの断面形状を説明するための直径位置における端面図。 実施例１における周方向の形状データの入手方法を説明する説明図。 実施例１における玉型レンズの断面方向の形状データの入手方法を説明する説明図。 前駆体レンズにおける実施例１と比較例の各種データの数値を説明する説明図。 実施例１における境界線の外側に与えられるサグ量の特性グラフ。 （ａ）及び（ｂ）は加工手段としてのＮＣフライス盤で材料ブロックを加工する際のフライスの動きを説明する説明図。 従来の加工と実施例１の加工の違いを説明する説明図。 前駆体レンズにおける実施例２と比較例の各種データの数値を説明する説明図。 実施例２における周方向の形状データの入手方法を説明する説明図。 （ａ）及び（ｂ）はフライスが加工面に対してその切削位置が不定となってしまうことを説明するための説明図。 従来の加工と実施例２の加工の違いを説明する説明図。 実施例２における第１の境界線の外側に与えられるサグ量の特性グラフ。 玉型レンズ形状を前駆体レンズ上に設定した状態の問題点を指摘した説明図。 （ａ）から（ｃ）は複数の種類の異なる楕円を１／４ずつ組み合わせた閉曲線の作成手順を説明する説明図。 （ａ）及び（ｂ）は仮想形状が前駆体レンズからはみ出ていてもはみ出ていなくとも構わないことを説明する説明図。

以下、本発明の方法を実施した実施の形態について説明する。
本実施の形態の前駆体レンズは図１に示す「セミフィニッシュ」と呼称される十分な厚みを有する材料ブロック１１を図示しないＣＡＭ（computer aided manufacturing）装置にて切削加工して得られる。本実施の形態における材料ブロック１１の平面形状は円形とされ、その表面は前もって所定の曲率で球面状に加工された凸状加工面１２とされている。裏面は所定の曲率で球面状に加工された凹状加工面１３とされている。
本実施の形態では材料ブロック１１の形状データをＣＡＭ装置に入力するとともに、その形状データに基づいて加工データを作成し、凸状加工面１２側を固定装置に固定し加工データに基づいて凹状加工面１３側を加工する。切削加工された材料ブロック１１には更に切削面にスムージング加工及びポリッシング加工を施し滑らかな加工面を形成させ前駆体レンズ１５を得る。つまり、材料ブロック１１と前駆体レンズ１５の平面形状と凸面側（外面側）の形状は加工前後において一致する。更に、この前駆体レンズ１５に対して既知の表面コーティングを施す。本実施の形態ではハード膜を形成させた後その外側にマルチ膜を形成させて表面コーティングとする。

このような加工工程で得られる前駆体レンズ１５は次のような手法によって加工すべきレンズ面の形状データを計算し上記加工データを作成する。
図２に示すように、レンズ外方からレンズのフィッティングポイント（あるいは幾何中心）に向かう直線を考える。その直線にて切断したレンズ断面の所望の形状をシミュレートする。本発明では実際の玉型よりも外側に左右方向が長径となる楕円形状の玉型形状を仮想し、その仮想玉型までを玉型レンズの加工データに基づいた加工を行う。仮想玉型から外側については加工データに対してサグ量を与えて加工することとなる。ここにサグ量とは加工データを基準とした加工面に対する加工変位量をいうものである。本実施の形態ではサグ量は次のような理論に基づいて算出する。
図３に示すように、材料ブロック１１の外縁Ａ、仮想玉型の縁位置Ｂ、玉型レンズの縁位置Ｃのような位置関係において材料ブロック１１の外縁Ａと仮想玉型の縁位置Ｂの間にある任意の点Ｐから材料ブロック１１（前駆体レンズ１５）の幾何中心Ｏに向かって直線を引く。この時仮想玉型の形状は特定されているため任意の点Ｐは直線上の仮想玉型の縁位置Ｂに基づいて特定することが可能である。この時任意の点Ｐ〜仮想玉型の縁位置Ｂの距離をxと置く。そして、所定の計算式にxを代入してサグ量を計算する。この計算式は全面を滑らかに接続させるため複次関数が好ましく、例えば２次関数であれば一般式をｆ_１（ｘ）＝ａx^２＋ｂx＋ｃと置くことができ、３次関数であれば一般式をｆ_２（ｘ）＝ａx^３＋ｂx^２＋ｃx＋ｄと置くことができる。
更に、サグ量を付加する際に１種類の関数による計算ではなく複数種類の関数を組み合わせて最適なサグ形状とすることがよい。例えば玉型レンズの縁位置Ｃに近い部分は急激な形状変化を避けるためサグ量を小さく設定し、また、材料ブロック１１の外縁Ａは逆にあまり厚くなりすぎないように設定するごとくである。この点については後述する。
仮想玉型の縁位置Ｂから材料ブロック１１の外縁Ａにかけてあらゆる部分でこの計算を実行し、仮想玉型までの玉型レンズの加工データに基づいた形状データと併せて全体として立体的なレンズ裏面形状のデータを得る。この得られた形状データに基づいてＣＡＭ装置にて加工データを作成し、その加工データに基づいてフライス盤にて切削及び研削加工する。

次に、前駆体レンズ１５を加工手段によって加工する加工方法について簡単に説明する。加工手段としては本実施例では一般的なＮＣフライス盤を使用するが、他の切削あるいは研削が可能なＮＣ装置を使用することも可能である。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、前駆体レンズ１５は凸面側を下にしてホルダ２１によって保持される。
ホルダ２１は回動軸２２にセットされ前駆体レンズ１５とともに一方向に自転するようになっている。ＮＣフライス盤側の切削工具（加工工具）としてのフライス２３は原点位置として前駆体レンズ１５の外側の所定位置に回転軸に所定の角度をもたせて配置される（ここでは回転軸は水平面に対して０°に設定されている）。フライス２３は切削屑を前駆体レンズ１５の外方に掻き出すように図上反時計回りに回転しながら前駆体レンズ１５の幾何中心Ｏに向かって移動していく。但し、実質的には回転方向はどちらでも構わない。フライス２３は前駆体レンズ１５の加工面（凹面側）に対して上下に移動することで切削量を調整する。尚、ここではフライス２３を移動させることで切削量を調整しているが、逆にフライス２３側を固定して前駆体レンズ１５を上下動させるようにすることも可能である。

次に、上記実施の形態に基づいて実行される具体的な実施例１について説明する。
（実施例１）
実施例１では乱視度数のあるプラスのＳＶ（シングルヴィジョン）レンズを作製する場合において本発明を適用する場合を説明する。
実施例１では次のような玉型レンズを作製する前提として材料ブロック１１を加工して次のような特性データを有する前駆体レンズ１５を作製するものとする。
・玉型レンズ処方 Ｓ：＋０．００Ｄ Ｃ：＋３．００Ｄ ＡＸ：１８０
・表面カーブの曲率半径 ８６．６ｍｍ
・素材屈折率 １．６
・玉型レンズ縁のフィッティングポイントからの水平・垂直距離 耳側：２７ｍｍ 鼻側：２３ｍｍ 上側：１１ｍｍ 下側：１４ｍｍ

前駆体レンズ１５は次のような設定とする。
・前駆体レンズの直径（つまり材料ブロック１１の直径） ６２ｍｍ
・前駆体レンズの中心厚 １．８ｍｍ（幾何中心での中心厚。実施例１では幾何中心とフィッティングポイントとは一致する）
・玉型レンズの縁厚 耳側：１．９ｍｍ 鼻側：１．９ｍｍ 上側：１．５ｍｍ 下側：１．２ｍｍ
・前駆体レンズの最大縁厚 耳側：２．０ｍｍ 鼻側：２．０ｍｍ
・前駆体レンズの最小縁厚 上側：０．６ｍｍ 下側：０．６ｍｍ

更に、本実施例１では玉型レンズの縁位置Ｃの周囲に仮想玉型形状Ｌを設定した。仮想玉型形状Ｌは前駆体レンズ１５の垂直軸に直交する長径と前駆体レンズ１５の水平軸に直交する短径を有する楕円であって、中心は前駆体レンズ１５の幾何中心と一致している。本実施例１では仮想玉型形状Ｌの楕円形状は長径９５ｍｍ短径３２ｍｍとしたため仮想玉型形状Ｌは前駆体レンズ１５の左右方向にはみ出ている。前駆体レンズ１５内に存在する仮想玉型形状Ｌの曲線部分が境界線Ｌｂに相当する。仮想玉型形状Ｌが最も玉型レンズの縁位置Ｃに接近するのは玉型レンズ形状の下部耳側寄り位置（図４でＮで示す位置）である。本実施例１ではＮは玉型レンズの縁位置Ｃに接することなくわずかに離れている（近接している）。
・フィッティングポイントを通る垂直線上の玉型レンズ縁からの仮想玉型形状Ｌ（境界線Ｌｂ）までの垂直距離 上側：６ｍｍ 下側：２ｍｍ

一方、実施例１の比較対照として上記玉型レンズ処方、表面カーブの曲率半径、前駆体レンズの直径及び前駆体レンズの中心厚に基づく従来の前駆体レンズを次のようにシミュレートした。上記処方の玉型レンズを作製するという設定なので従来の前駆体レンズの内面全域がトーリック面となる。
・前駆体レンズの直径 直径６２ｍｍ
・前駆体レンズの中心厚 １．８ｍｍ
・玉型レンズの縁厚 耳側：１．９ｍｍ 鼻側：１．９ｍｍ 上側：１．５ｍｍ 下側：１．２ｍｍ
・前駆体レンズの最大縁厚 耳側：２．０ｍｍ 鼻側：２．０ｍｍ
・前駆体レンズの最小縁厚 上側：−０．６ｍｍ 下側：−０．６ｍｍ 中心から上側または下側２７ｍｍ位置で厚み０ｍｍ
実施例１と従来の前駆体レンズについて図４に図示する。図４においてかっこ内が従来の前駆体レンズのデータである。

次に仮想玉型形状Ｌの縁から材料ブロック１１の縁（つまり前駆体レンズ１５の縁）に至るまでの領域についてのサグ量（変位量）の具体的な設定方法について詳しく説明する。
サグ量をどの程度とするかはサグを与えない（変位させない）場合をシミュレートしてその差分からサグ量を決定することができる。本実施例１では境界線Ｌｂを基準として次のようにサグ量を計算するものとする。
境界線Ｌｂの内側では、サグ量は０である。幾何中心Ｏからのサグ量を計算する直線上のある点Ｐを考え、その点Ｐと境界線Ｌｂの交点までの距離をｘとする。
１．ｘ＝０〜５ｍｍの範囲について
本実施例１ではこの範囲はｘ＝５ｍｍでサグ１ｍｍ変位させる３次関数を使用する。具体的には以下の関数を使用した。

この関数はｘ＝５において値１を取り、傾き（１階微分値）３／５、２階微分値６／２５となる。
２．ｘ＝５〜１０ｍｍの範囲について
この範囲は上記のようにサグ量が大きくなりすぎないように調整するために配置するものである。つまり数式１に滑らかに接続される外側に向かって曲率０になっていくような３次関数とする。具体的には以下の関数を使用した。この関数はｘ＝１０ｍｍにおいて値６を取り、傾き１．２となる。

３．ｘ＝１０ｍｍ〜の範囲について
この位置ではｘ＝１０ｍｍの地点でカーブがちょうど０となっているため、そのままカーブのない状態で延長させるようにした領域である。逆に縁厚が薄くなりすぎないようにする意義もある。
上記のように数式２ではｘ＝１０ｍｍにおいて、値６、傾き１．２となる。従って、ｘ＝１０ｍｍより大きい範囲の一次関数は、以下の式とすることができる。

図５に縦軸をサグ量、横軸を仮想玉型形状Ｌの縁からの距離としたサグ量の特性グラフを示す。
また、このサグ量設定の工程を具体的にプログラム化すると以下のようになる。以下においてaがサグ量である。尚、ここでは分かりやすくするため比較的サグ量が大きくなるような設計であるが、実際のサグ量はこの式で得られるよりも小さく設定されるものである。
if( x ＞10.) a = 1.2*x - 6.0; // 10mm以遠１次関数
else if(x ＞ 5.) a = -0.008*x*x*x+0.24*x*x-1.2*x+2.; // 5〜10mm 反対形状３次関数
else if(x ＞ 0.) a = 0.008*x*x*x; // 0〜 5mm ３次関数
else a = 0.;

次にフィッティングポイントから下側に延出された直線上の断面形状を例にとって具体的に説明する。
上記のように従来の前駆体レンズでは、中心から１４ｍｍ下方では１．２ｍｍの厚さ、２７ｍｍ下方では０．００ｍｍの厚さ、３１ｍｍ下方（つまり前駆体レンズの縁位置Ａ）では−０．６ｍｍの厚さ（つまり縁が欠落する）となる。そのため、実施例１では３１ｍｍ下方で０．６ｍｍの厚さを確保させるために従来よりも１．２ｍｍ厚くするように変位させることが必要条件となる。
下方側の境界線Ｌｂは玉型レンズ縁から２ｍｍ下方位置にあるため、１４ｍｍ＋２ｍｍの１６ｍｍまでは従来の前駆体レンズと同様の設定とする。そしてそれよりも下側の長さ分の１５ｍｍで０．６ｍｍの厚さとなるようにサグ量を調節する必要がある。
本実施例１ではサグ量を付加するための式として上記の式を使用した。つまり中心から１６ｍｍ下方位置から外方でカーブは深くなっている。
従来の前駆体レンズを比較例としてレンズ中心から１６ｍｍ下方位置を基点とした前駆体レンズの縁位置Ａまでのレンズ厚の比較を表１に示す。
また、この位置における実施例１と従来の形状の違いを図７に図示する。図７に示すように従来の前駆体レンズでは材料ブロック１１の外縁Ａより内側でレンズは欠落してしまうのであるが、実施例１では０．６ｍｍの縁厚が確保されている。

以上のように構成することで本実施例１では次のような効果が奏される。
（１）上記のような玉型レンズ処方に基づいて前駆体レンズを作製しようとすると、図４のように上下位置で縁の欠落が発生してしまう。従来ではこの縁の欠落を防止するためには前駆体レンズの中心厚をもっと厚いものにしなければ前駆体レンズ１５の必要な縁厚は確保できなかった。
ところが、本実施例のように構成すれば玉型レンズを薄くできるとともに前駆体レンズ１５の必要な縁厚も確保することが可能である。
（２）仮想玉型形状Ｌまでは玉型加工データに従って加工でき、上下の境界線Ｌｂは滑らかな曲線で左右方向に横切っているため加工工具が境界線Ｌｂを通過する際に大きな加速度がかかることがなくなるため、加工工具やＮＣ旋盤の機構に不具合が生じることがなくなる。
（３）仮想玉型形状Ｌは楕円であるため、前駆体レンズ１５に対する境界線Ｌｂの長さや位置を算出しやすく、計算上有利である。
（４）複数種類の関数を使用してサグ量を与えているため、境界線Ｌｂよりも内側の面と無理なく滑らかに接続されるとともに縁厚が厚くなりすぎないようになっている。

（実施例２）
実施例２についても実施例１と同じＳＶレンズを作製するものとする。加工データの作成や加工方法については上記実施例１における実施の形態に準ずる。作製するレンズの特性データは実施例１と同じである。また、作製する前駆体レンズ１５の径、厚みの設定、フィッティングポイント等も実施例１と同じである。
実施例２では実施例１の仮想玉型形状Ｌに対応する玉型レンズを包囲する構成として第１の仮想玉型形状Ｌ１を設定した。第１の仮想玉型形状Ｌ１は実施例１の仮想玉型形状Ｌと同様に楕円形状であるが長径６２ｍｍ短径４２ｍｍのサイズとした。従って、第１の仮想玉型形状Ｌ１の長径は前駆体レンズ１５（つまり材料ブロック１１の径）と一致する。前駆体レンズ１５Ｌ内に存在する仮想玉型形状Ｌの曲線部分が第１の境界線Ｌｂ１に相当する。
また、実施例２では第１の仮想玉型形状Ｌ１を包囲する第２の仮想玉型形状Ｌ２を設定した。第２の仮想玉型形状Ｌ２は長径６２ｍｍ短径５２ｍｍのサイズの楕円形状である。従って、第２の仮想玉型形状Ｌ２の長径も前駆体レンズ１５（つまり材料ブロック１１の径）と一致する。前駆体レンズ１５Ｌ内に存在する第２の仮想玉型形状Ｌ２の曲線部分が第２の境界線Ｌｂ２に相当する。
上記実施例１における比較例をこの実施例２でも比較対象として挙げる。実施例２と従来の前駆体レンズについて図８に図示する。図８においてかっこ内が従来の前駆体レンズである。

次に仮想玉型形状Ｌの縁から材料ブロック１１の縁（つまり前駆体レンズ１５の縁）に至るまでの領域についてのサグ量（変位量）の具体的な設定方法について詳しく説明する。実施例２でも実施例１と同様に境界線Ｌｂを基準として次のようにサグ量を計算するものとする。
図９のように第１の境界線Ｌｂ１の内側では、サグ量は０である。上記実施例１と同様幾何中心Ｏからのサグ量を計算する直線上のある点Ｐを考え、その点Ｐと第１の境界線Ｌｂ１の交点までの距離をｘとする。
１．ｘ＝０〜第１の境界線Ｌｂ１の範囲について
本実施例２ではこの範囲はｘ＝７．５ｍｍでサグ０．６ｍｍ変位させる２次関数を使用する。具体的には以下の関数を使用した。この関数はｘ＝７．５において値０．６を取り、傾き（１階微分値）０．１６となる。

２．ｘ＝第１の境界線Ｌｂ１〜第２の境界線Ｌｂ２の範囲について
この範囲は実質７．５〜１５．０ｍｍの範囲となる。この範囲は上記のようにサグ量が大きくなりすぎてレンズ縁で厚くなりすぎないようにないようにするためのものである。また、フライス２３は外周の切削部が円形であるため上記数４の式では材料ブロック１１の加工面がカーブの深い凹形状になってしまいフライス２３の外周の切削部の材料ブロック１１に対する当接位置が不定となりやすくなってしまう。これは次のように考えると分かりやすい。例えば図１０（ａ）に示すように、加工予定のレンズ面形状が極めてカーブの深い凹形状であるとフライス２３の外周の切削部と加工面との間隔が一義的に決まりにくく切削部にどの位置でレンズ面に当接させるべきかを決定することが困難になってくる。一方図１０（ｂ）のようにレンズ面形状が浅くなり、むしろ凸側になればそのような不定となる可能性は少なくなる。このように、この範囲ではフライス２３の当接位置を不定とせずに加工の不正確を解消することも意図しているものである。
具体的には以下の関数を使用した。
この関数は ｘ＝ ７．５において値０．６をとり、傾き（１階微分値） ０．１６となる。また、ｘ＝１５．０（縁位置）において値１．２をとり、傾き（１階微分値）０となる。

図１２に縦軸をサグ量、横軸を仮想玉型形状Ｌの縁からの距離としたサグ量の特性グラフを示す。
このサグ量設定の工程を具体的にプログラム化すると以下のようになる。以下においてaがサグ量である。尚、ここでは分かりやすくするため比較的サグ量が大きくなるような設計であるが、実際のサグ量はこの式で得られるよりも小さく設定されるものである。
if( x＞ 7.5) a = -0.01066666*x*x+0.32*x-1.2; // 7.5mm 以遠反対形状２次関数
else if(x＞ 0.0) a = 0.01066666*x*x; // 0〜 7.5mm ２次関数
else a = 0.;

次にフィッティングポイントから下側に延出された直線上の断面形状を例にとって具体的に説明する。
実施例２でも実施例１と同様に縁を欠落させないように下方側の第１の境界線Ｌｂ１から外方となる中心から１６ｍｍ離間した位置よりも下方側でサグ量の調節をし、上記数４の式によってサグ量を付加した。そのため、同位置から外方ではその内方よりもカーブは深くなっている。更に、下方側の第２の境界線Ｌｂ２から外方となる中心から２３．５ｍｍ離間した位置よりも下方側では上記数５の式によって再度サグ量の調節をし、カーブは浅くなる方向に修正されている。そのため同位置から外方では凹形状のカーブが凸形状になるようにサグ量が調整されている。これによって、本実施例では縁位置Ａよりも中心方向に７．５ｍｍ寄った位置（つまり中心から２３．５ｍｍ離間した位置）のやや外側（中心から２４〜２５ｍｍの付近）において縁付近の最大の厚みとなり、その位置での厚みは１．１ｍｍとされる。さらに外側では肉厚が薄くなり、外縁Ａ位置では０．６ｍｍとされる。
従来の前駆体レンズを比較例としてレンズ中心から１６ｍｍ下方位置を基点とした前駆体レンズの縁位置Ａまでのレンズ厚の比較を表２に示す。

また、この位置における実施例１と従来の形状の違いを図１１に図示する。図１１に示すように従来の前駆体レンズでは材料ブロック１１の外縁Ａより内側でレンズは欠落してしまうのであるが、実施例２では０．６ｍｍの縁厚が確保されるとともに縁よりも縁から中心に寄った位置の方が肉厚となっている。このように縁を欠落させないように第１の境界線Ｌｂ１から外方をカーブを深く設定するとともに、第２の境界線Ｌｂ２から外方については不必要に厚くならないように縁に近づくほどカーブを浅くしている。

以上のように構成することで本実施例２では次のような効果が奏される。
（１）上記のような玉型レンズ処方に基づいて前駆体レンズを作製しようとすると、図８のように上下位置で縁の欠落が発生してしまう。従来ではこの縁の欠落を防止するためには前駆体レンズの中心厚をもっと厚いものにしなければ前駆体レンズ１５の必要な縁厚は確保できなかった。
ところが、本実施例のように構成すれば玉型レンズを薄くできるとともに前駆体レンズ１５の必要な縁厚も確保することが可能である。
（２）第１の仮想玉型形状Ｌ１までは玉型加工データに従って加工でき、上下の第１の境界線Ｌｂ１は滑らかな曲線で左右方向に横切っているため加工工具が第１の境界線Ｌｂ１を通過する際に大きな加速度がかかることがなくなるため、加工工具やＮＣ旋盤の機構に不具合が生じることがなくなる。
（３）第１の仮想玉型形状Ｌは楕円であるため、前駆体レンズ１５に対する第１の境界線Ｌｂ１の長さや位置を算出しやすく、計算上有利である。
（４）第２の仮想玉型形状Ｌ２から外方ではレンズ面のカーブを凸状として縁厚を薄くするように設定しているため、無駄に縁が厚くなることがない。また、これによってフライス２３の材料ブロック１１に対する当接位置を不定とせずにそのような加工の不正確を解消することが可能となる。

尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施例２では第２の仮想玉型形状Ｌ２が材料ブロック１１からはみ出さないような設定であったが、はみ出すように設定（例えば長径９５ｍｍ短径５２ｍｍのサイズ）しても構わない。
・上記実施例１及び２では仮想玉型形状Ｌ，Ｌ１，Ｌ２の楕円中心は材料ブロック１１の円の中心と一致していたが、左右いずれかにずらすようにしてもよい。
・上記実施例では仮想玉型形状Ｌとしての楕円は前駆体レンズ１５の左右方向にはみ出るように想定されていたが、前駆体レンズ１５内に収まるようにしてもよい。特に耳側あるいは鼻側で玉型加工データに従って加工した場合に縁が欠落することが明かな場合には仮想玉型形状Ｌを左右方向にはみ出させずにこの方向にも所定の縁厚を与えるような加工をする必要があるためである。
・耳側あるいは鼻側で縁が欠落するようなレンズにあっては、ほとんどの場合においてそれと直角な上下方向は縁厚が確保されている。そして一般に上下方向においては仮想玉型形状Ｌから丸レンズの縁までの距離が長い。このため、全方向を同じように仮想玉型形状Ｌからの距離ｘの関数にしたがって変形させると、上下方向の丸レンズのフチが極端に厚くなってしまうことがある。そのようなことを防ぐために、仮想玉型形状Ｌの外側における変形量を左右方向では大きくして、上下方向には小さくし、その間の斜め方向はその間を滑らかに接続するようにしても良い。
・上記では仮想玉型形状Ｌの形状が特定できるため補間計算をしなかったが、補間計算によって加工面を算出するようにしてもよい。
例えば、上下方向と左右方向など、方向別で変形量を変えるような場合は補間計算によって加工面を算出するほうが有利なことがある。
・仮想玉型形状Ｌとしての楕円は玉型形状によってはその形状に対応させるために傾斜させて（つまり楕円の長径を前駆体レンズ１５の垂直軸に直交させない）配置したり、中心を幾何中心Ｏと一致させないようにすることも可能である。
・上記実施例では乱視度数のあるプラスのＳＶレンズを一例として挙げたが、その他のレンズに応用することは自由である。
・前駆体レンズはメーカー側で製造し、これをクライアント側で加工して玉型レンズを得るようにしても、メーカー側で玉型レンズの加工まで行うようにしてもどちらでも構わない。
・上記実施例ではシミュレートするための直線はレンズ外方からレンズのフィッティングポイント（あるいは幾何中心Ｏ）を目指すような設定であったが、必ずしもそれらの点である必然性はない。つまり計算の基準とすべき任意の点であれば足りるものである。
・上記実施例では形状データはＣＡＭ装置によって作成され加工データに変換してＮＣフライス盤に出力するようになっていたが、加工装置側で形状データを加工データに変換できるのであればＣＡＭ装置を経由しないで形状データを加工装置に直接入力して加工させることも可能である。
・上記ではフライス２３は前駆体レンズ１５の凹面側を加工する工程を図示したが、凸面側を加工することも可能である。
・上記実施例２では第２の境界線Ｌｂ２より外側を縁に近づくほど浅く設計したが、最も縁に寄った部分を再度カーブが深くなるように（つまり元に戻す）設計してもよい。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。

１１…材料ブロック、１５…前駆体レンズ、２３…加工手段としてのフライス、Ｌｂ…境界線、Ｌｂ１…第１の境界線、Ｌｂ２…第２の境界線。

Claims (11)

1. 所定の眼鏡フレームに対応するようにその周縁を削除することで玉型レンズに加工される円形あるいは楕円形の外形形状を有し、かつユーザーの処方に対応した回転非対称のレンズ特性が付与された前駆体レンズの製造方法であって、
   少なくとも前記玉型レンズの形状を特定するためのデータを入力する加工データ入力工程と、
   同玉型レンズの加工データに基づき加工手段によって材料ブロックを加工して前記前駆体レンズを作製する前駆体レンズ作製工程とを備え、
   前記玉型レンズのフレーム形状の上部及び下部に所定間隔を空けて左右方向に延設される境界線を想定し、同境界線に至るまで前記加工データを反映させて加工するとともに同境界線よりも外方については作製した同前駆体レンズの縁厚が所定厚み以上を確保できるように加工データを修正して加工するようにしたことを特徴とする玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
2. 前記上の境界線及び前記下の境界線はそれぞれ下記イ）又はロ）によって定義される曲線の一部としてレンズ中心を挟んで対向する位置にある仮想的な曲線であることを特徴とする請求項１に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
   イ）単独の楕円又は円
   ロ）１又は複数の楕円、円及び双曲線から選択される複数の曲線の一部を接続が滑らかになるように組み合わせた外側に凸の自己交叉しない閉曲線形状
3. 上下の前記境界線の少なくとも一方は左右方向に延出される直線であることを特徴とする請求項１に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
4. 上下の前記境界線は前記玉型レンズのフレーム形状に外接する接点あるいは近接する近接点を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
5. 前記材料ブロックには所定の凸面あるいは凹面加工面が前もって形成され、前記前駆体レンズ作製工程においては凸面あるいは凹面加工面のいずれかの面に対して前記加工手段によって加工を施すようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
6. 前記前駆体レンズ作製工程において加工する面はレンズの内面側であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
7. 前記加工データの修正とはレンズ中心領域を通るレンズ断面におけるレンズの内面側カーブについて前記境界線よりも外側領域で内側領域に設定したカーブよりも深いカーブに設定することである請求項６に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
8. 前記境界線よりも外側領域で内側領域に設定したカーブよりも深いカーブに設定するとは、外側領域において加工データの修正をしない場合のカーブと比較して加工データの修正をした場合のカーブがより深いカーブとなることである請求項７に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
9. 前記各境界線の外側領域にはそれぞれ第２の境界線が想定され、前記境界線の外側領域に設定された深いカーブは前記第２の境界線よりも外側で浅くなる方向に修正されることを特徴とする請求項７又は８に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
10. 前記第２の境界線よりも外側において前記前駆体レンズのレンズ中心領域を通るレンズ断面におけるレンズの内面側カーブは修正されて凸状とされることを特徴とする請求項９に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
11. 前記前駆体レンズ作製工程において加工される前記玉型レンズ部分の周囲部分については少なくとも同玉型レンズ部分に隣接する領域が全方向で連続的であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。

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