JP5266449B2 - 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必要な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）のレンズ面全体がユーザーの処方データ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処方データに対応した加工データに基づいて加工されていた。

特開２００６−２６７３１６号公報

ところで、ユーザーの処方データの１つとして乱視度数がある。レンズにおいて乱視度数がある場合には乱視軸方向（最もレンズ厚が薄くなる方向）とこれと直交する方向（最もレンズ厚が厚くなる方向）とで厚みが連続的に変化する。上記のように前駆体レンズはレンズ面全体がユーザーの処方データに対応した加工データに基づいて加工されるため、特にマイナスレンズのように縁が厚くなるレンズで大きな乱視度数の前駆体レンズを作製する場合には縁周辺での周方向の厚みの変化は大きい。加工した前駆体レンズは研磨装置によって研磨加工を施す。研磨は一般に回転する前駆体レンズに対して研磨パッドを進退させて実行されるが、図１５に示すように、周方向の厚みの変化が大きいと研磨パッドの進退動作が追随できずにどうしても深い位置（内面を加工した場合では厚みの薄い部分）の磨きが不十分になってしまう。もちろん、本来レンズとして残すべき部分玉型レンズとなるレンズの中央寄り部分については磨き残しができるほどの大きな変化は生じないのであるが、上記のように玉型レンズの周囲の部分では縁厚が増加するマイナスレンズでは最大縁厚と最小縁厚の差が拡大していくことから内面を加工した場合ではこのような磨き残しができる可能性が高い。
また、マイナスレンズ以外においても乱視度数が大きくて直交する方向での厚みの差が大きい場合、特に２つの主経線方向の一方がマイナス度数（いわゆるミックス度数の場合）には同様の問題がある。
更に、累進屈折力レンズにおいても、遠用部から近用部にかけて度数が変化する加入度が設定されているため、この加入度の大きな処方の前駆体レンズでは乱視度数と同様に縁周辺での周方向の厚みの変化が大きくなり同様の問題がある。
また、前駆体レンズの取扱いにおいてはロボットに縁部分を把持させて搬送するといった搬送工程の自動化・効率化を図ることが望ましいが、上記のように周方向の厚みの変化が大きいとロボットが把持しにくく、そのため搬送工程の自動化、効率化を阻む原因ともなっていた。
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。その目的は、縁周辺での周方向の厚みの変化が大きな前駆体レンズであっても縁の厚さが大きく変わることのな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、少なくともユーザーの処方に対応したレンズ特性の加工データを入力する加工データ入力工程と、同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、前記前駆体レンズの最大縁厚と最少縁厚の差が所定以上である場合に最大縁厚と最小縁厚の間にある所定の厚みを想定し、幾何中心を含む所定の領域よりも外側領域に対してその所定の厚みに近づけるよう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、前記ユーザーの処方に対応したレンズ特性として乱視度数が処方されたレンズであって、２つの主経線方向の少なくとも一方がマイナス度数であることをその要旨とする。

また請求項３の発明では、請求項１又は２の発明の構成に加え、前記修正は縁厚が最小ではない部分のすべて又はその一部の厚みを最小縁厚の厚みに近づけるような修正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３の発明の構成に加え、前記所定の領域は下記ａ）又はｂ）によって定義される閉曲線形状であることをその要旨とする。
ａ）横長の楕円、長円又は卵型
ｂ）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横長の閉曲線形状
また請求項５の発明では、請求項４の発明の構成に加え、前記修正は幾何中心から全方向に向かって均等に減少させる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５の発明の構成に加え、前記修正は前記前駆体レンズにおいて幾何中心を通り耳側あるいは鼻側に向かって水平な方向を基準方向として幾何中心を支点とする直線の基準方向に対する角度が４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲を上下領域とし、その余の範囲を左右領域とした際に、乱視軸が水平領域に存在する場合に行うことをその要旨とする。

また請求項７の発明では、請求項１又は２の発明の構成に加え、前記修正は縁厚が最大ではない部分のすべて又はその一部の厚みを最大縁厚の厚みに近づけるような修正であ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、前記所定の領域は下記ａ）又はｂ）によって定義される閉曲線形状であることをその要旨とする。
ａ）横長の楕円、長円又は卵型
ｂ）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横長の閉曲線形状
また請求項９の発明では、請求項８の発明の構成に加え、前記修正は幾何中心から全方向に向かって均等に減少させるようにした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、前記修正は前記前駆体レンズにおいて幾何中心を通り耳側あるいは鼻側に向かって水平な方向を基準方向として幾何中心を支点とする直線の基準方向に対する角度が４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲を上下領域とし、その余の範囲を左右領域とした際に、乱視軸が上下領域に存在する場合に行う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又は２の発明の構成に加え、前記所定の領域は下記ａ）又はｂ）によって定義される閉曲線形状であることをその要旨とする。
ａ）横長の楕円、長円又は卵型
ｂ）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横長の閉曲線形状
また請求項１２の発明では、請求項１１の発明の構成に加え、前記修正は前記前駆体レンズにおいて幾何中心を通り耳側あるいは鼻側に向かって水平な方向を基準方向として幾何中心を支点とする直線の基準方向に対する角度が４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲を上下領域とし、その余の範囲を左右領域とした際に、乱視軸が前記上下領域において前記基準方向に対して直交する方向以外の方向に存在する場合、あるいは前記左右領域において前記基準方向以外の方向に存在する場合に行うことをその要旨とする。

また請求項１３の発明では、請求項１〜１２のいずれかの発明の構成に加え、加工データ入力工程では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し、前記玉型レンズの形状は前記所定の領域内に存在することをその要旨とする。
また請求項１４の発明では、請求項１〜１３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１５の発明では、請求項１〜１４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。

上記のような構成においては、円形あるいは楕円形の外形形状の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対応したレンズ特性の加工データを入力する。加工データとしては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、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、乱視軸の方向等が挙げられる。
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磨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。
ここに、前駆体レンズの最大縁厚と最小縁厚の差が所定以上である場合には幾何中心を含む所定の領域よりも外側領域に対して縁厚が均等になる方向に修正して加工するようにする。
このような加工の対象となるのは回転非対称のレンズであって、回転非対称となる理由としては例えば乱視度数が処方されている場合と累進屈折力レンズの加入度数が処方されている場合が挙げられる。
また、乱視度数が処方されているレンズのうちでは、２つの主経線方向の少なくとも一方がマイナス度数であるレンズにおいてこのような加工をすることの効果が大きい。

修正手法としては、
１）縁厚が最小ではない部分のすべて又はその一部の厚みを最小縁厚の厚みに近づけるような修正
２）縁厚が最大ではない部分のすべて又はその一部の厚みを最大縁厚の厚みに近づけるような修正
３）最大縁厚と最小縁厚の間にある所定の厚みを想定し、その所定の厚みに近づけるような修正
が考えられる。
「所定の領域」とは下記ａ）又はｂ）によって定義される閉曲線形状が望ましい。
下記ａ）又はｂ）の閉曲線形状は上下が狭く鼻側と耳側に長い眼の動作領域に応じた最も一般的な玉型形状をスムーズにカバーできる形状である。
ａ）横長の楕円、長円又は卵型
ｂ）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横長の閉曲線形状
この場合に１）では修正は幾何中心から全方向に均等に減少させるようにすることが好ましく、２）では修正は幾何中心から全方向に均等に増加させるようにすることが好ましい。特に所定の領域が上記ａ）又はｂ）によって定義される閉曲線形状であれば外側領域について幾何中心から全方向に均等に増加あるいは減少させる場合にはそれら修正は閉曲線外縁からの距離に応じ、閉曲線外縁からのレンズ縁までの距離の長い上下方向の修正量が自動的に多く行われることとなって好ましい。

更に、１）の修正では前駆体レンズにおいて幾何中心を通り耳側あるいは鼻側に向かって水平な方向を基準方向として幾何中心を支点とする直線の基準方向に対する角度が４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲を上下領域とし、その余の範囲を左右領域とした際に、乱視軸が左右領域に存在することが好ましい。
また、２）の修正では乱視軸が上下領域に存在することが好ましい。
また、３）の修正では乱視軸が上下領域において基準方向に対して直交する方向以外の方向に存在する場合、あるいは左右領域において基準方向以外の方向に存在する場合に行うことが好ましい。

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特に好ましい。
一般に乱視面を内面側に形成するほうが外面側に形成するよりも収差が小さく、物を見るのに有利と考えられている。しかし、磨き残しという課題は乱視面を内面側に形成するほうが生じやすい。そのため、強い乱視度数を持つ乱視度数を内面側に設定した場合に本発明を適用することによる効果が特に大きくなるわけである。
最大縁厚と最小縁厚の差によって外面側よりも内面側に磨き残しができる理由は次の通りである。
一般にレンズ曲面に従って内面を研磨する場合の研磨パッドは基本的に凸形状となり、内面を研磨する場合は凹形状となる。強い乱視度数を持つ内面側を磨き残しが起きないように研磨するにはパッドの凸カーブ曲率を大きくすれば良い。しかしそうするとレンズ内面では接触面の中心は研磨の圧力が大きく周辺は小さいというムラができる。このため、凹面全体の研磨され具合には場所による多少が生じてしまうこととなり、研磨ムラとなって磨き残しが生ずることとなる。
一方、外面では凸形状であるため適切な角度を与えればすべての面にパッドを当てることができるため磨き残しは生じにくい。むしろ、外面研磨は特定の箇所が強く研磨されるという傾向になる。
レンズにとっては実際の玉型として使用しない部分であっても磨き残しがあることは磨きすぎることよりも問題である。そのため、内面において最大縁厚と最小縁厚の差がある場合（乱視度数に限らず）本発明を適用することによる効果は大きい。

上記各請求項の発明では、前駆体レンズの周縁の縁厚が一定ではなく最大縁厚と最小縁厚の差が所定以上である場合に、その縁厚を一定な方向に修正することで均一化を図ったため、凹凸量が減少して研磨において周縁の磨き残しをなくすことができ、周縁を把持しやすくすることができる。

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。 各実施例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。 各実施例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。 （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。 実施例１の前駆体レンズの特性を説明するための説明図。 （ａ）は図５のＰ−Ｐ方向の断面図、（ｂ）は図５のＱ−Ｑ方向の断面図。 実施例２の前駆体レンズの特性を説明するための説明図。 （ａ）は図７のＲ−Ｒ方向の断面図、（ｂ）は図５のＳ−Ｓ方向の断面図。 実施例３の前駆体レンズの特性を説明するための説明図。 （ａ）は図９のＴ−Ｔ方向の断面図、（ｂ）は図９のＵ−Ｕ方向の断面図。 実施例３の前駆体レンズの周縁においてサグ量の増減する方向を説明する説明図。 実施例４の前駆体レンズの特性を説明するための説明図。 （ａ）は図１２のＶ−Ｖ方向の断面図、（ｂ）は図１２のＷ−Ｗ方向の断面図。 比較例４の厚みとその位置を説明する右側の前駆体レンズの説明図。 従来の加工した前駆体レンズの内面を研磨パッドで研磨する状態を説明する説明図。

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。尚、長径と短径の差の小さな楕円の平面形状の材料ブロック１１を使用することも可能である。
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幾何中心（あるいはフィッティングポイント）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領域を設定し、その楕円領域までを玉型レンズの加工データに基づいた加工を行う。この楕円領域が所定の領域に相当する。以下の実施例では所定の領域を楕円としたが楕円に限定されるものではない。

楕円領域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、楕円領域の縁位置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と楕円領域の縁位置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。この時楕円領域内の形状は特定されているため任意の点Ｐは直線上の楕円領域の縁位置Ｂに基づいて特定することが可能である。この時楕円領域の縁位置Ｂからの任意の点Ｐ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。
尚、所定の領域とその外側領域との接続面を連続的にするため、つまり玉型レンズ部分とその周囲の所定の領域の間に段差や角状を生じず滑らかに接続することが好ましく、そのためには２次関数ｆ_１（ｘ）においてはｂ＝ｃ＝０とし、３次関数ｆ_２（ｘ）においてはｃ＝ｄ＝０とすることが好ましい。
楕円領域の縁位置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、楕円領域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して材料ブロック１を得る具体的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４（ａ）及び（ｂ）に示すように、材料ブロック１１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にセットされ材料ブロック１１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は原点位置として材料ブロック１１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は切削屑を材料ブロック１１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材料ブロック１１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は材料ブロック１１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側を固定して材料ブロック１１を上下動させるようにすることも可能である。フライス加工後に加工面に対して公知の研磨加工を行う。

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マイナスの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−４．００Ｄ ＡＸ１８０
・レンズ素材の屈折率：１．６
・表カーブの曲率半径１２９．０ｍｍ 裏カーブの曲率半径１２８．３ｍｍ、６９．２ｍｍ

前駆体レンズ１５は次のような設定とする。
・作製されるべき前駆体レンズの径７０ｍｍ 中心厚１．９ｍｍ
・前駆体レンズの中心厚５ｍｍ（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）
・鼻側と耳側のフチ厚２．０ｍｍ
・上下フチ厚６．６ｍｍ→２．６ｍｍ
・縦方向に距離１０ｍｍでフチ厚４ｍｍ低減するための、付加２次関数 f(ｘ)=−０.０４ｘ２

更に、図５に示すように、本実施例１では玉型レンズの周囲に楕円領域Ｌを設定した。楕円領域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Ｏと一致している。本実施例１では楕円領域Ｌの楕円形状は長径７０ｍｍ、短径５０ｍｍとしたため楕円領域Ｌはちょうど前駆体レンズ１５の左右縁位置と一致する。尚、このように一致する必要は必ずしもない。

一方、実施例１の比較対象として上記玉型レンズ処方、表面カーブの曲率半径及び前駆体レンズの直径に基づく従来の前駆体レンズをシミュレートした。これを比較例１とする。比較例１が上記実施例１と異なる点は、縁厚の修正加工をしていない点であって、比較例１では最小縁厚は耳側及び鼻側：２．０ｍｍ、最大縁厚は上側及び下側：６．６ｍｍである。
実施例１では最小縁厚位置を基準に楕円領域Ｌの外側全域をこの縁厚に近づけるように修正しているため、図６（ａ）に示すように、耳側（及び鼻側）方向は実施例１と比較例１は同じ断面形状を呈し、図６（ｂ）に示すように、上側（及び下側）方向について比較例１では耳側（及び鼻側）に比べて厚いままであるが実施例１では修正されているため耳側（及び鼻側）と同じ薄い断面を呈することとなる。

次に楕円領域Ｌの縁Ｂから材料ブロック１１の縁（つまり前駆体レンズ１５の縁）Ａ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では楕円領域Ｌの縁を基準として次のようにサグ量を計算するものとする。
楕円領域Ｌ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、楕円領域Ｌの縁Ｂからその点Ｐまでの距離をｘとする。
本実施例１では点Ｐについてマイナスのサグ量を与えるため２次関数を使用する。具体的には以下の関数を使用した。図２のように楕円領域Ｌの縁Ｂから前駆体レンズ１５の外縁まではこの式に基づいて均等にサグ量が与えられる。本実施例１ではａ＝−０．０４とした。

ここに、図５に示すように、楕円領域Ｌの外側領域において幾何中心Ｏを通る直線について見た場合に楕円領域Ｌの縁Ｂから前駆体レンズ１５の外縁Ａまでの距離（長さ）は左右方向が最も短く（０ｍｍ）上下方向に向って徐々に長くなっていき上下方向で最も長くなる（１０ｍｍ）。つまり、上下方向ほど幅広な領域が形成されている。従って、上記の式において上下方向に自動的に最も大きな変位が付与されることとなる。本実施例１では前駆体レンズ１５の上下方向の外縁においてちょうど前駆体レンズ１５の左右方向の外縁と一致するようにａの値を決定する。

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）従来となる比較例１では楕円領域Ｌの外側領域について上下方向が最大縁厚となり左右方向の最小縁厚との差が大きいため、研磨パッドでの磨き残しが生じる可能性があったが、本実施例１では左右方向の最小縁厚を基準に全体にマイナスのサグ量を与え、上下方向の最も外縁を左右方向の最も外縁の厚みに近づけるように薄くする修正を施したため凹凸量が減少して磨き残しが生じにくくなった。また、周縁の厚みの均一化が図られているため、周縁が把持しやすくなっている。
（２）修正を加えた横長の楕円領域Ｌの外側領域の範囲は補正量の必要な上下方向に向って徐々に幅が広くなっていき、上下方向で最も幅広とされている。そのため、上記のような単一の数式だけでも修正すべき幅（長さ）に対応した妥当なマイナスのサグ量を与えることが可能となっている。
（３）形状のわかっているシンプルな楕円領域Ｌを基準に計算をすることができる。つまり、楕円領域Ｌまでは玉型レンズのデータで加工し、その楕円領域Ｌの縁を基準には外側領域を計算できるため、サグ量を算出しやすく、計算上有利である。
（４）楕円領域Ｌはシンプルな形状で、さらに外側領域向かって与えるマイナスのサグ量も単一のシンプルな数式で与えるため、外側領域の面形状に不必要な凹凸が発生しない。つまり、面形状は可能な限り全体に滑らかな形状となる。このため、無理なく切削加工を施すことができる。旋盤加工する場合は、レンズを固定した座標で考えるとツールが円周状に動く（実際はレンズが回転する）が、その円周に沿ってツールが上下する起動が滑らかに維持される。
（５）負の実数を係数とした二次関数によって修正ラインを設定するようにしたため、比較例１のように外縁が細くとがるような断面形状とならなず、縁が欠けることがなく、レンズの厚みも薄くできる。

（実施例２）
実施例２では乱視度数のあるマイナスの累進屈折力レンズおいて本発明を適用する場合を説明する。
実施例２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−２．００Ｄ Ｃ−４．００Ｄ ＡＸ９０ 加入度数２．００Ｄ
・累進帯長さ１３ｍｍ
・レンズ素材の屈折率：１．６
・表カーブの曲率半径１４５．３ｍｍ 裏カーブの曲率半径１４４．６ｍｍ、７３．６ｍｍを基準トリックとした非球面

前駆体レンズ１５は次のような設定とする。
・作製されるべき前駆体レンズの直径 ７５ｍｍ
・前駆体レンズの中心厚１．９ｍｍ（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）
・鼻側と耳側のフチ厚６．８ｍｍ
・上フチ厚１．４ｍｍ→３．９ｍｍ、下フチ厚０．８ｍｍ→３．３ｍｍ
・縦方向に距離１０ｍｍでフチ厚２．５ｍｍ増大するための、付加２次関数 f(ｘ)=０.０２５ｘ２
図７に示すように、本実施例２でも実施例１と同様に玉型レンズの周囲に楕円領域Ｌを設定した。本実施例２でも楕円領域Ｌの楕円形状は長径７５ｍｍ、短径５５ｍｍとした。
一方、実施例２の比較対象として上記玉型レンズ処方、表面カーブの曲率半径及び前駆体レンズの直径に基づく従来の前駆体レンズをシミュレートした。これを比較例２とする。比較例２が上記実施例２と異なる点は、縁厚の修正加工をしていない点であって、比較例２では最大縁厚は耳側及び鼻側：６．８ｍｍ、最小縁厚は上側：１．４ｍｍ、下側：０．８ｍｍである。
実施例２では最大縁厚位置を基準に楕円領域Ｌの外側全域をこの縁厚に近づけるように修正しているため、図８（ａ）に示すように、耳側（及び鼻側）は実施例１と比較例２は同じ断面形状を呈し、図８（ｂ）に示すように、上側（及び下側）について比較例２では耳側（及び鼻側）に比べて薄いままであるが実施例２では修正されているため耳側（及び鼻側）のような厚い断面を呈することとなる。

次に楕円領域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実施例１に倣って説明する。
本実施例２でもプラスのサグ量を与えるため２次関数を使用する。具体的には上記数１の数式を使用した。楕円領域Ｌの縁Ｂから前駆体レンズ１５の外縁まではこの式に基づいて均等にサグ量が与えられる。本実施例２ではａ＝０．０２５とした。

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）従来となる比較例２では楕円領域Ｌの外側領域について上下方向が最小縁厚となり左右方向の最大縁厚との差が大きいため、研磨パッドでの磨き残しが生じる可能性があったが、本実施例２では左右方向の最大縁厚を基準に全体にプラスのサグ量を与え、上下方向の最も外縁を左右方向の厚さ方向に近づくように増加させる修正を施したため凹凸量が減少して、磨き残しが生じにくくなった。
（２）修正を加えた横長の楕円領域Ｌの外側領域の範囲は補正量の必要な上下方向に向って徐々に幅が広くなっていき、上下方向で最も幅広とされている。そのため、上記のような単一の数式だけでも修正すべき幅（長さ）に対応した妥当なプラスのサグ量を与えることが可能となっている。
（３）形状のわかっているシンプルな楕円領域Ｌを基準に計算をすることができる。つまり、楕円領域Ｌまでは玉型レンズのデータで加工し、その楕円領域Ｌの縁を基準には外側領域を計算できるため、サグ量を算出しやすく、計算上有利である。
（４）楕円領域Ｌはシンプルな形状で、さらに外側領域向かって与えるプラスのサグ量も単一のシンプルな数式で与えるため、外側領域の面形状に不必要な凹凸が発生しない。つまり、面形状は可能な限り全体に滑らかな形状となる。このため、無理なく切削加工を施すことができる。旋盤加工する場合は、レンズを固定した座標で考えるとツールが円周状に動く（実際はレンズが回転する）が、その円周に沿ってツールが上下する起動が滑らかに維持される。

（実施例３）
実施例３では乱視度数のあるマイナスの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３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−４．００Ｄ ＡＸ４５
・レンズ素材の屈折率：１．６
・表カーブの曲率半径１２９．０ｍｍ 裏カーブの曲率半径１２８．３ｍｍ、６９．２ｍｍ

前駆体レンズ１５は次のような設定とする。
・作製されるべき前駆体レンズの径７０ｍｍ 中心厚１．９ｍｍ
・前駆体レンズの中心厚５ｍｍ（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）
・鼻側と耳側のフチ厚４．２ｍｍ
・上下フチ厚４．２ｍｍ
・最大縁厚：耳側及び鼻側から時計回りに４５度の方向
・最小縁厚：上側及び下側から時計回りに４５度の方向
・斜め方向に距離５ｍｍでフチ厚を１ｍｍ変化させるための付加２次関数の正則表記

更に、図９に示すように、本実施例３でも玉型レンズの周囲に楕円領域Ｌを設定した。楕円領域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Ｏと一致している。本実施例３では楕円領域Ｌの楕円形状は長径７０ｍｍ、短径５０ｍｍとしたため楕円領域Ｌはちょうど前駆体レンズ１５の左右縁位置と一致する。４５度と１３５度方向の半径は３０ｍｍである。

一方、実施例３の比較対象として上記玉型レンズ処方、表面カーブの曲率半径及び前駆体レンズの直径に基づく従来の前駆体レンズをシミュレートした。これを比較例３とする。比較例３が上記実施例３と異なる点は、縁厚の修正加工をしていない点であって、比較例３では最大縁厚は耳側から時計回りに４５度の方向：６．６ｍｍ及び鼻側から時計回りに４５度の方向：６．６ｍｍ、最小縁厚は上側及び下側から時計回りに４５度の方向：２．０ｍｍである。左右（耳側及び鼻側）と上下方向の縁厚は実施例３と同じである。
実施例３では上下及び左右方向の縁厚を基準に楕円領域Ｌの外側全域をこの縁厚に近づけるように修正しているため、図１０（ａ）に示すように、耳側（及び鼻側）から時計回りに４５度の方向は実施例３では修正されて薄くなっているが比較例３では厚い断面を呈することとなる。一方、図１０（ｂ）に示すように、上側（及び下側）から時計回りに４５度の方向は実施例３では基準の縁厚と同じであるが比較例３では薄い断面を呈することとなる。

次に楕円領域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実施例１に倣って説明する。
本実施例３でもプラスのサグ量を与えるため２次関数を使用する。加えて、周方向について所定の位相に応じた重みを与えるようにしている。つまり、比較例３では最大縁厚は耳側から時計回りに４５度の方向、鼻側から時計回りに４５度の方向であり、最小縁厚は上側から時計回りに４５度の方向、下側から時計回りに４５度の方向となる。これと実施例１及び２と比較すると実施例１及び２では楕円領域Ｌの外側領域はいずれも幅広となる方向に対応してサグ量がプラスあるいはマイナス方向に多くなっているため、単に上記数式で係数を調整するだけで位相に応じた妥当なサグ量を設定することが可能である。しかし、この実施例３のように外側領域の幅広となる方向と最大縁厚及び最小縁厚の方向がずれている場合にはそのような設定はできない。
そのため、実施例３では以下の数２の数式を使って位相（幾何中心Ｏを通る直線の基準とする方向に対する所定の進んだ角度位置）に応じた重みを与えるようにしている。
数２の数式では重みｃｏｓ（２θ−π／２）で示される。重みは角度θによって値が−１〜１の間を変化することとなる。
下記式では、縁が厚くなる方向（プラス方向）の変形量を正側としてｂを正の実数とした。本実施例３ではｂ＝０．０４とした。
例えば、図９及び図１１は右眼用レンズを表側から見た図として、鼻側の水平位置を０度の基準方向とすると、π／４（４５度）と５π／４（２２５度）で最大重み１となり、３π／４（４５度）と７π／４（３１５度）で最小重み−１となる。つまり、最も薄い方向は最も大きくプラスのサグ量が与えられ、最も厚い方向は最も大きくマイナスのサグ量が与えられることとなる。サグ量の重みについてマイナスとプラスの変換点は０度、９０度、１８０度。２７０度の９０度ずつずれた４方向であり、これら以外の位相位置ではマイナスあるいはプラスのいずれかの重みがサグ量に与えられる。つまり、図１１のように比較例３を４５度ずつの位相でサグ量０を基準にプラス方向とマイナス方向にサグ量を調整することで実施例３を得ることができる。
尚、本実施例３では４５度方向について説明したが他の方向についてももちろん応用可能である。また、乱視軸ＡＸが１８０度あるいは９０度に近い場合にはこの実施例３のような位相に応じた重みを与えず上記実施例１及び実施例２を適用することも構わない。

以上のように構成することで本実施例３では次のような効果が奏される。
（１）従来となる比較例３では楕円領域Ｌの外側領域について上下方向が最大縁厚となり左右方向の最小縁厚との差が大きいため、研磨パッドでの磨き残しが生じる可能性があったが、本実施例３では位相に応じた重みをサグ量に与えながら外側領域の縁厚に修正を施して均一化を図ったため、凹凸量が減少して磨き残しが生じにくくなった。また、周縁の厚みの均一化が図られているため、周縁が把持しやすくなっている。
（２）修正を加えた横長の楕円領域Ｌの外側領域の範囲に対して最大縁厚方向あるいは最小縁厚方向が水平方向からずれているため、単純にサグ量を与えることが困難であるが、最大縁厚方向あるいは最小縁厚方向の位相に応じてサグ量の重みを変更することで周縁の厚みの均一化の計算を可能としている。
（３）形状のわかっているシンプルな楕円領域Ｌを基準に計算をすることができる。つまり、楕円領域Ｌまでは玉型レンズのデータで加工し、その楕円領域Ｌの縁を基準には外側領域を計算できるため、サグ量を算出しやすく、計算上有利である。

（実施例４）
実施例４ではマイナスの累進屈折力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４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−４．００Ｄ Ｃ０．００Ｄ 加入度数 ３．００Ｄ
・累進帯長さ１３ｍｍ
・表カーブ（ベースカーブ）の曲率半径１８６．８ｍｍ

前駆体レンズ１５は次のような設定とする。
・作製されるべき前駆体レンズの直径 ７５ｍｍ
・前駆体レンズの縁厚５．２ｍｍ
・前駆体レンズの中心厚１．９ｍｍ（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）

更に、図１２に示すように、本実施例４でも玉型レンズの周囲に楕円領域Ｌを設定した。楕円領域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では楕円領域Ｌの楕円形状は長径７５ｍｍ、短径４６ｍｍとしたため楕円領域Ｌはちょうど前駆体レンズ１５の左右縁位置と一致する。

一方、実施例４の比較対象として上記玉型レンズ処方、表面カーブの曲率半径及び前駆体レンズの直径に基づく従来の前駆体レンズをシミュレートした。これを比較例４とする。比較例４が上記実施例４と異なる点は、縁厚の修正加工をしていない点であって、比較例４では最大縁厚は耳側：５．２ｍｍ、鼻側：５．１ｍｍ、最小縁厚は上側：４．８ｍｍ、下側：４．０〜４．１ｍｍである。比較例４の縁厚分布は図１４の通りである。実施例４はこの比較例４の周縁の厚みを５．１ｍｍに均一化したものである。
実施例４では比較例４における耳側の最大縁厚位置を基準に楕円領域Ｌの外側全域をこの縁厚となるように修正しているため、図１３（ａ）に示すように、耳側（及び鼻側）は実施例４と比較例４は同じ断面形状を呈し、図１３（ｂ）に示すように、上側（及び下側）について比較例４では耳側（及び鼻側）に比べて厚いままであるが実施例４では修正されているため耳側（及び鼻側）と同じ薄い断面を呈することとなる。

次に楕円領域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実施例１に倣って説明する。
実施例４では上記実施例１の乱視度数による縁厚のようにレンズは正確に左右及び上下の線対称となるものではない。そのため、実施例４では例えば図１４に示すように散点的に任意の複数の点Ｔ（ここでは外縁位置の２４点）を設定し、既知の点からの距離と方向に基づいてそれら各点Ｔの位置を決定し、更に個々にサグ量を与えた後、各点Ｔ間を補完して修正した面のデータを得るようにする。本実施例ではすべての点Ｔの位置で５．１ｍｍとなるべくサグ量を与え、その間を補完して周縁Ａで均一の厚みとなるようにした。
すべての点Ｔの位置で５２ｍｍとなるべく
以上のように構成することで本実施例４でも外側領域の縁厚に修正を施して均一化を図ったため、凹凸量が減少して磨き残しが生じにくくなった。また、周縁の厚みの均一化が図られているため、周縁が把持しやすくなっている。

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。
・上記各実施例では楕円領域Ｌが前駆体レンズ１５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しても構わない。
・上記各実施例では楕円領域Ｌの楕円中心は幾何中心０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１〜３では上下方向と左右方向など方向別で変形量を変えたりせず、所定の領域から離れる距離の関数で表される同一の変形を行ったため、補間計算をしなかった。ここに、同一の変形を行うだけでよかったのは所定の領域の形状を単純な楕円としたためである。従って、このようなケース以外の場合では補間計算によって加工面を算出するようにすることも可能である。
・上記各実施例ではユーザー個別の玉型情報に基づいて加工を行う場合であって、固有の玉型に対してそれを取り囲むようにして所定の領域としての楕円形状を設定するようにしていた。しかし、玉型情報に基づいて加工を行わない場合であっても所定の領域を設定することは可能である。具体的には前駆体レンズ１５の極めて縁寄り部分、たとえば上下各１０ｍｍ程度の領域までは一般に玉型は及ばないのでこのように玉型の形状とは無関係に所定の領域をすることも可能である。
・楕円領域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。
・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。
・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、Ｌ…所定の領域としての楕円領域。

Claims (15)

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、
   少なくともユーザーの処方に対応したレンズ特性の加工データを入力する加工データ入力工程と、
   同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、
   前記前駆体レンズの最大縁厚と最少縁厚の差が所定以上である場合に最大縁厚と最小縁厚の間にある所定の厚みを想定し、幾何中心を含む所定の領域よりも外側領域に対してその所定の厚みに近づけるよう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. 前記ユーザーの処方に対応したレンズ特性として乱視度数が処方されたレンズであって、２つの主経線方向の少なくとも一方がマイナス度数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。
3. 前記修正は縁厚が最小ではない部分のすべて又はその一部の厚みを最小縁厚の厚みに近づけるような修正であることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
4. 前記所定の領域は下記ａ）又はｂ）によって定義される閉曲線形状であることを特徴とする請求項３に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
   ａ）横長の楕円、長円又は卵型
   ｂ）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横長の閉曲線形状
5. 前記修正は幾何中心から全方向に向かって均等に減少させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
6. 前記修正は前記前駆体レンズにおいて幾何中心を通り耳側あるいは鼻側に向かって水平な方向を基準方向として幾何中心を支点とする直線の基準方向に対する角度が４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲を上下領域とし、その余の範囲を左右領域とした際に、乱視軸が水平領域に存在する場合に行うことを特徴とする請求項５に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
7. 前記修正は縁厚が最大ではない部分のすべて又はその一部の厚みを最大縁厚の厚みに近づけるような修正であることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
8. 前記所定の領域は下記ａ）又はｂ）によって定義される閉曲線形状であることを特徴とする請求項７に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
   ａ）横長の楕円、長円又は卵型
   ｂ）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横長の閉曲線形状
9. 前記修正は幾何中心から全方向に向かって均等に減少させるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
10. 前記修正は前記前駆体レンズにおいて幾何中心を通り耳側あるいは鼻側に向かって水平な方向を基準方向として幾何中心を支点とする直線の基準方向に対する角度が４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲を上下領域とし、その余の範囲を左右領域とした際に、乱視軸が上下領域に存在する場合に行う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. 前記所定の領域は下記ａ）又はｂ）によって定義される閉曲線形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
    ａ）横長の楕円、長円又は卵型
    ｂ）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横長の閉曲線形状
12. 前記修正は前記前駆体レンズにおいて幾何中心を通り耳側あるいは鼻側に向かって水平な方向を基準方向として幾何中心を支点とする直線の基準方向に対する角度が４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲を上下領域とし、その余の範囲を左右領域とした際に、乱視軸が前記上下領域において前記基準方向に対して直交する方向以外の方向に存在する場合、あるいは前記左右領域において前記基準方向以外の方向に存在する場合に行うことを特徴とする請求項１１に記載の玉型レンズ用前駆体レンズの製造方法。
13. 加工データ入力工程では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し、前記玉型レンズの形状は前記所定の領域内に存在することを特徴とする請求項１〜１２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。
14. 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１〜１３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。
15. 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１〜１４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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