KR100974988B1 - 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치, 렌즈면 절삭가공방법 및안경렌즈 - Google Patents

안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치, 렌즈면 절삭가공방법 및안경렌즈 Download PDF

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Abstract

안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법은 피가공 렌즈면(5)의 평균곡률을 산출하는 공정과, 이 평균곡률에 대응한 나선모양 가공궤적(4)을 산출하는 공정과, 절삭수단에 의해서 피가공 렌즈면(5)을 절삭가공하는 공정을 구비하고 있다. 나선모양 가공궤적 산출공정에 의해서 산출된 나선모양 가공궤적(4)은 피가공 렌즈면(5) 위에서의 나선간격 P(= P1. P2 … Pn)가 등간격이고, XY투영면(100) 위에서의 나선간격 d(= d1. d2 … dn)가 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가하는 궤적이다. 절삭수단은 피가공 렌즈면(5)을 바깥 둘레로부터 중심으로 향하여 나선모양 가공궤적(4)에 따라서 절삭가공한다. 이 때문에 표면조도(表面粗度 : surface roughness)가 전면(全面)에 걸쳐서 대략 균일한 렌즈면을 가지는 안경렌즈를 얻을 수 있다.

Description

안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치, 렌즈면 절삭가공방법 및 안경렌즈{LENS SURFACE CUTTING DEVICE, LENS SURFACE CUTTING METHOD OF SPECTACLES, AND LENS OF SPECTACLES}
본 발명은 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치, 렌즈면 절삭가공방법 및 안경렌즈에 관한 것이다.
안경렌즈의 제조를 제조할 때는 주형(注型) 성형한 블랭크(cast and moled blank)(중간품의 안경렌즈)의 피가공 렌즈면을 절삭가공 및 연마가공하는 것으로 소망의 곡면으로 이루어진 광학면을 형성하고 있다. 안경렌즈의 일반적인 형상은 메니스커스(meniscus) 형상이고, 그 광학면은 볼록 곡면과 오목 곡면이다.
안경렌즈의 광학면형상으로서는 구면(球面) 이외에 안구의 여러가지 굴절이상을 교정하기 위해서 비구면, 누진면, 누진요소를 가지는 비구면 등이 있다. 안경렌즈의 피가공 렌즈면은 예를 들면 유럽특허출원 EP0849038A2호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 통상 선반 또는 프레이즈반에 의해서 절삭가공된다.
절삭가공의 가공궤적은, 통상 나선형상이고, 절삭공구의 나선과 직교하는 수평방향의 이송피치를 일정하게 하여 절삭하고 있었다. 이 때문에, 나선모양 가공궤적의 나선간격은 예를 들면 일본국 특표2003-525760호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, XY투영면 위에서는 등간격으로 되고, 렌즈표면 위에서는 일정하게 되지 않고 렌즈의 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 서서히 좁아진다. 이것은 XY평면 위에 가공축이 있기 때문에 수평방향의 이송피치를 일정간격으로 하면 제어가 용이하게 되기 때문이다. 또, 렌즈의 종류가 많기 때문에 개별의 렌즈형상에 대응하여 나선모양의 가공궤적을 산출하여 제어하는 것이 번거롭기 때문이다. 또한, 본 발명에 있어서, XY투영면이란, 예를 들면 메니스커스 형상의 안경렌즈에 있어서, 렌즈의 광축에 수직인 면이다.
또, 종래 기술로서 예를 들면 일본국 특공평7-67659호 공보에는 자유곡면 위의 복수의 패치(patch)(기하(幾何)모델곡면을 구성하는 면요소(surface element))에 근거하여 절삭공구의 절삭저항을 최소한으로 하는 가공 데이터 작성방법이 제안되어 있다.
<발명이 해결하고자 하는 과제>
도 13에 나타내는 바와 같이, 안경렌즈(100)의 피가공 렌즈면(115)은 일반적으로 기하학 중심(120)이 XY투영면(101)에 대해서 수평이고, 기하학 중심(120)으로부터 멀어짐에 따라서 XY투영면(101)과의 구배(勾配)가 크게 되는 곡면이다. 그리고, 바이트(bite) 또는 프레이즈(fraise)로 이루어진 절삭공구(절삭수단)에 의한 피가공 렌즈면(115)의 가공궤적(114)은 상술한 바와 같이 기하학 중심(120)으로부터 주회(周回 : go around)하면서 바깥 둘레를 향하여 성장하는 나선모양의 가공궤적이다. 이 때문에, 그 XY투영면(101) 위에서의 나선간격(M)은 정사영(正射影 : orthogonal projection)으로 등간격이었다.
상기한 바와 같이 나선모양 가공궤적(114)의 XY투영면(101) 위에서의 나선간격(M)이 등간격이 되도록 피가공 렌즈면(115)을 나선모양으로 절삭가공하면, 실제로 가공된 렌즈면(112) 위에서의 나선간격(S)은 등간격으로 되지 않고, 구배가 큰 주연(周緣)부에서는 렌즈면(112) 위의 단위면적당 가공궤적(114)이 적게 되기 때문에 나선간격(M)이 크게 된다. 한편, 렌즈면(112)의 중심부에서는 단위면적당 가공궤적(114)이 많게 되기 때문에 나선간격(M)이 작게 된다. 따라서, 렌즈표면(112)의 표면조도(表面粗度 : surface roughness)는 나선모양 가공궤적(114)의 밀도의 차이를 위해서 주변부에서는 크고, 중심부에서는 작게 된다.
종래의 가공방법에 의해 나선모양 가공궤적(114)에 따라서 절삭가공된 렌즈면(112)은, 도 14에 나타내는 바와 같이 표면조도 및 불균형이 크고, 또 일부에 극단적인 거칠기(최대표면조도 Rmax = 0.30㎛)가 발생하고 있다. 또한, 이 렌즈면(112)의 측정 범위는 기하학 중심(120)에서 반경 방향으로 25㎜ ~ 30㎜ 떨어진 범위이다. 렌즈의 외경은 75㎜이다.
또, 절삭가공된 렌즈면(112)은 후공정에서 연마가공되는 것에 의해 소망의 곡면으로 이루어진 광학면으로 마무리할 수 있지만, 렌즈면(112)의 표면조도가 크면 경면(鏡面)을 얻기 위해서 연마제거량이 많아진다. 따라서, 종래의 절삭가공방법에 의한 나선모양 가공궤적(114)에서는 절삭가공된 렌즈면(112)을 연마장치, 특히 절두형(切頭形) 가우스 분포(truncate Gaussian distribution)(꼭대기부가 잘린듯한 형상의 가우스 분포)를 나타내는 연마제거량 특성(도 11의 곡선 51 참조)을 가지는 연마장치를 이용하여 연마가공한 경우, 렌즈 중심부는 꽤 빠른 시기에 경면이 되지만, 주연부를 경면으로 하기 위해서는 더 계속하여 연마가공을 행할 필요가 있기 때문에 연마에 필요로 하는 시간이 길어진다고 하는 문제가 있었다.
또한, 연마시간이 길면 연마에 의한 렌즈 중심부의 연마제거량과 주연부의 연마제거량과의 차이가 크게 되기 때문에 절삭가공으로 얻은 표면형상과 연마에 의한 표면형상과의 오차가 크게 되어 소망의 표면형상과는 다른 광학면이 된다고 하는 문제도 있었다.
상기 일본국 특공평7-67659호 공보에 기재되어 있는 발명은 가공 데이터를 표면형상으로부터 산출하는 방법을 나타내는 것이지만, 구면형상 이외의 누진 굴절력 렌즈나 토릭렌즈(toric lens)와 같은 복잡한 형상에서는 X축 위를 절삭공구가 왕복운동하기 때문에 백래쉬(backlash)가 발생해 소망의 표면형상을 창성(創成)할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 곳은 표면조도가 전면(全面)에 걸쳐서 대략 균일하게 되도록 피가공 렌즈면을 절삭가공할 수 있는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치 및 렌즈면 절삭가공방법을 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명은 상기 렌즈면 절삭가공방법에 따라 제작된 안경렌즈를 제공하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 관한 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치는 안경렌즈의 피가공 렌즈면의 평균곡률을 산출하는 평균곡률 산출수단과, 상기 평균곡률에 대응하여 나선간격이 XY투영면 위에서 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가하는 나선모양 가공궤적을 산출하는 나선모양 가공궤적 산출수단과, 상기 피가공 렌즈면을 나선모양으로 절삭가공하는 절삭수단과, 상기 절삭수단이 상기 피가공 렌즈면을 상기 나선모양 가공궤적에 따라서 절삭하도록 상기 절삭수단을 제어하는 제어수단을 구비한 것이다.
또, 본 발명에 관한 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법은 나선간격이 XY투영면 위에서 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가하는 나선모양 가공궤적을 산출하는 공정과, 안경렌즈의 피가공 렌즈면을 절삭수단에 의해서 나선모양으로 절삭가공하는 공정을 구비한 것이다.
또, 본 발명에 관한 안경렌즈는 상술의 발명에 의한 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법에 따라 렌즈면이 형성되어 있는 것이다.
<발명의 효과>
본 발명에 있어서, 나선모양 가공궤적 산출수단에 의해서 산출되는 나선모양 가공궤적은 나선간격이 XY투영면 위에서 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가하는 나선이 된다. 이 때문에 나선모양 가공궤적에 따라서 피가공 렌즈면을 절삭가공하면, 표면조도가 전면에 걸쳐서 대략 균일한 렌즈면을 얻을 수 있다. 이것에 의해, 렌즈 중심부와 바깥 둘레부의 연마제거량이 동일하게 되어 연마가공 시간을 단축할 수 있다. 또, 전면에 걸쳐서 연마제거량이 동일하게 되면, 절삭가공으로 얻어진 표면형상과 연마 후의 표면형상과의 오차가 작은 광학면을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에 있어서는 절삭가공으로 얻어진 표면형상과 연마 후의 표면형상과의 오차가 작은 광학면을 가지는 안경렌즈를 얻을 수 있다.
도 1은 누진 굴절력 렌즈의 S도수(평균 굴절력) 분포도이다.
도 2는 누진 굴절력 렌즈의 C도수(비점수차(非点收差)) 분포도이다.
도 3a는 도 2의 S도수 분포에 대응하는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 3b는 도 3b의 렌즈 도수를 나타내는 도이다.
도 4a는 도 3a의 C도수 분포에 대응하는 조감도이다.
도 4b는 도 4a의 렌즈 도수를 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명에 관한 렌즈면 절삭가공장치에 의한 가공궤적을 XY투영면 위에 투사한 투사도(投射圖)이다.
도 6은 절삭가공 후의 안경렌즈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 안경렌즈의 제조 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 8은 NC제어의 커브 제네레이터(curve generator)를 나타내는 개략 구성도이다.
도 9는 본 발명에 관한 안경렌즈의 수주(受注)로부터 납품까지의 흐름을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 10은 본 발명에 관한 렌즈 절삭가공장치에 의해서 절삭한 나선모양 가공궤적에 의한 절삭가공면의 측정값이다.
도 11은 연마제거량 특성을 나타내는 도이다.
도 12는 연마제거량 특성에 대응한 나선모양 가공궤적에 의한 가공 렌즈면을 나타내는 도이다.
도 13은 종래의 나선모양 가공궤적을 XY투영면 위에 투사한 투사도이다.
도 14는 종래의 나선모양 가공궤적에 의한 절삭가공면의 측정값이다.
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
이하, 본 발명을 도면에 나타내는 실시예에 근거하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명이 대상으로 하는 안경렌즈에 대해 설명한다.
본 발명이 대상으로 하는 안경렌즈는 노시(老視)용 누진 굴절력 렌즈로서 이용되는 렌즈이다. 누진 굴절력 렌즈는 노시용 안경렌즈이면서 외관상은 용이하게 돋보기로 찰지(察知)되지 않는 이점이나, 원거리로부터 근거리까지 끊어짐 없이 연속적으로 명시(明視)할 수 있는 이점 등의 이유로 일반적으로 널리 이용되고 있다.
또, 본 발명으로 가공하는 누진 굴절력 렌즈는 예를 들면 제1에는 물체 측 표면인 제1 굴절표면과 안구 측 표면인 제2 굴절표면 중 어느 한쪽에 누진면을 가지는 한면 누진 굴절력 렌즈이다. 또, 제2에는 제1 굴절표면과 제2 굴절표면으로 분할 배분되어 있는 누진 굴절력작용을 구비하고, 상기 제1 표면과 제2 표면을 맞추어 처방값에 근거한 원용(遠用)도수와 가입도수를 주는 구성으로 되어 있는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈이다.
누진 굴절력 렌즈(1)는 예를 들면 도 1 ~ 도 4b에 나타내는 굴절력 분포를 가지고 있다. 이하, 이와 같은 렌즈를 안경렌즈라고 칭한다.
안경렌즈의 렌즈기재(基材)로서는 플라스틱 렌즈기재인 것이 바람직하고, 안경용 플라스틱 렌즈기재인 것이 더욱 바람직하다. 예를 들면, 메타크릴산메틸(methyl methacrylate)과 1종 이상의 다른 모노머(monomer)와의 공중합체(共重合體), 디에틸렌 글리콜 비살릴 카보네이트(diethylene glycol bisallyl carbonate)와 1종 이상의 다른 모노머와의 공중합체, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리티오우레탄(polythiourethane), 엔-티올(ene-thiol) 반응을 이용한 설피도(sulfido) 수지, 유황을 포함한 비닐 집합체 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다.
도 5 및 도 6에 있어서, 원형의 세미-피니쉬드 렌즈(semi-finished lens)로 이루어진 안경렌즈(1)는 절삭가공된 후의 오목면 모양의 렌즈면(2)과, 절삭가공되기 전의 볼록면 모양의 렌즈면(피가공 렌즈면)(3)을 가지고 있다. 렌즈면(2)은 절삭가공에 의해서 형성된 나선모양 가공궤적(4)을 가지고 있다. 또한, 부호 5는 절삭가공되기 전의 오목면 모양의 렌즈면(피가공 렌즈면)이다.
최초로 안경렌즈(1)의 3차원에서의 좌표축을 다음과 같이 정의한다. 도 5는 안경렌즈(1)를 오목면 모양의 렌즈면(2)으로부터 본 투영도이다. 이 도 5는 안경렌즈(1)의 자오선 방향(수직 방향)을 Y축, 수평방향을 X축으로 하고, 그 교점(이하, 기하학 중심이라고 한다)(10)을 좌표계의 원점으로 하고 있다. 그리고, 도 5에 있어서, 기하학 중심(10)을 통과하여, 안경렌즈(1)의 오목면 모양의 렌즈면(2)로부터 볼록면 모양의 렌즈면(3)으로 향하는 X축 및 Y축과 직교하는 방향을 Z축 방향으로 한다.
제1 실시예에 있어서는 안경렌즈(1)의 피가공 렌즈면(3, 5)를 절삭가공하는 렌즈면 절삭가공장치로서 후술하는 종래부터 공지의 NC제어의 커브 제네레이터(27)를 이용하고 있다. 이 커브 제네레이터(27)는 절삭공구(절삭수단)가 회전하지 않고, 안경렌즈(1)를 그 기하학 중심(10)으로 회전시켜 피가공 렌즈면(3, 5)을 순차절삭가공한다. 또, 이 커브 제네레이터(27)는 피가공 렌즈면(3, 5)의 절삭가공할 때에는 3축 제어에 의해서 절삭공구의 칼끝이 도 5에 나타내는 바와 같이 나선모양 가공궤적(4)에 따라서 피가공 렌즈면(3, 5)의 형상을 트레이스(trace)하도록 가공한다. 또한, 도 6에 있어서는, 피가공 렌즈면(5)에만 나선모양 가공궤적(4)을 표시하고, 피가공 렌즈면(3)에 대해서는 나선모양 가공궤적의 표시를 생략하고 있다.
나선모양 가공궤적(4)은 안경렌즈(1)의 기하학 중심(10)을 중심으로 하여 주회(周回)하면서 바깥 둘레로 향하는 나선으로서, 피가공 렌즈면(5)의 표면형상의 평균곡률 C에 기초하여 산출되는 것에 의해, 피가공 렌즈면(5) 위에서의 인접하는 나선의 간격(이하, 나선간격이라고도 한다) P(= P1, P2 … Pn)는 모두 일정하다. 이것에 대해서, XY투영면(100)에 투영한 인접하는 나선간격 d(= d1, d2 … dn)는 일정하지 않고, 구배가 큰 주연부에서는 작으며, 구배가 작은 중심부에서는 커지도록 연속적으로 변화하고 있다.
또한, 렌즈표면이 복잡한 형상의 누진 굴절력 렌즈는 렌즈표면의 구배가 다이나믹하게 변화해 렌즈 외주로부터 중심으로 도달할 때까지의 구배의 증감이 일정 하지 않다. 이 때문에, 나선모양 가공궤적(4)의 XY투영면(100) 위에서의 나선간격 d를 렌즈표면형상의 구배에 엄밀하게 일치시키면 나선모양 가공궤적(4) 자체가 대략 원형으로부터 변형해 버린다. 그러면 절삭공구의 이동이 XY방향으로 왕복운동하게 된다. 따라서 X, Y축 위에서 백래쉬가 발생해 소망의 형상에 가공하는 것이 곤란하게 된다.
그래서, 본 발명에서는 나선모양 가공궤적(4)을 산출하기 위한 렌즈의 표면형상 데이터를 구면형상으로 근사하여, 렌즈표면의 평균곡률 C에 근거하여 나선모양 가공궤적(4)을 산출하도록 하고 있다. 따라서, 나선모양 가공궤적(4)은 렌즈형상에 대응한 대략 원형의 나선형상이고, 절삭공구의 이동방향은 렌즈 주연부로부터 중심부에 이르는 항상 한쪽 방향의 경로이다.
구체적으로는 피가공 렌즈면(5)의 표면형상의 평균곡률 C, 나선모양 가공궤적(4) 위의 연속하는 가공점 K-K의 간격을 dr, 인접하는 나선간격 d(= d1, d2 … dn)의 평균간격을 dc, n을 정수로 하면, XY투영면(100) 위에서의 가공궤적의 좌표값 X, Y는 다음 식 (1), (2)에 의해서 주어진다.
Figure 112008030838576-pct00001
Figure 112008030838576-pct00002
또, 나선모양 가공궤적(4)의 인접하는 나선의 간격 d(= d1, d2 … dn)는 다음 식(3)에 의해서 산출된다. 다만, cosθ = dz/dxdy(θ는 X,Y평면과 가공면의 임의의 한점이 이루는 각도), s는 평균곡률반경 R(= 1/C)로 나타내는 가상 렌즈표면의 길이, A는 렌즈 외경, 나선의 개수 등에 의해서 정해지는 계수이다. 또한, XY투영면(100) 위에서의 나선간격 d(= d1, d2 … dn)의 평균값 dc는 1.O㎜정도이다.
Figure 112008030838576-pct00003
식 (1) 및 식 (2)에서 나선모양 가공궤적(4)은 도 5에 나타내는 바와 같이 나선간격 d가 렌즈 중심부에서는 넓고, 바깥 둘레부로 향하여 연속적으로 감소하는 궤적이 된다. 또한, 도 5는 이해하기 쉽게 하기 위해서, 실제의 가공궤적과는 달라 나선의 개수를 줄여 평이하게 그리고 있다.
나선모양 가공궤적(4)은 XY좌표값뿐이지만, 나선모양 가공궤적(4)의 XY좌표에 대응하는 안경렌즈(1)의 Z좌표를 렌즈표면형상에 의해 산출하여 렌즈표면 위에서의 3차원 좌표를 특정하여 가공점으로 한다.
상기한 바와 같이, 나선모양 가공궤적(4)의 나선간격 d는 XY투영면(100) 위에서는 렌즈표면의 구배에 비례하고 있지만, 렌즈, 표면 위에서의 나선간격 P는 등간격으로 되어 있다. 따라서, 절삭가공 후의 렌즈면(2)의 표면조도는 전면(全面)에 걸쳐서 대략 균일하게 된다. 이 때문에, 절삭가공 후에 실시하는 연마공정에 있어서 렌즈면(2)의 연마를 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 이 나선모양 가공궤적(4)은 렌즈의 표면형상에 따라서 다르기 때문에, 상술의 식 (1) 및 식 (2)에 있어서 평균곡률 C의 값을 가공대상이 되는 렌즈면의 평균곡률의 값으로 변경하는 것에 의해, 각 렌즈의 표면형상에 맞춘 궤적으로 보정된다.
피가공 렌즈면(5)을 절삭가공하는 경우는 절삭공구가 나선모양 가공궤적(4)상의 가공점 K(도 5)를 순차통과하여 가공을 실시한다. 가공점 K는 나선모양 가공궤적(4) 위에 등간격(예를 들면, 간격 dr = 0.2㎜)으로 배치된다.
피가공 렌즈면(5)의 절삭가공은 절삭공구를 렌즈 바깥 둘레로부터 도 5에 나타내는 나선모양 가공궤적(4)에 따라서 이동시키고, 렌즈 중심부에서 종료하는 방향의 가공이다. 가공할 때에는 XY투영면(100) 위의 나선간격 d가 안경렌즈(1)의 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가하도록 절삭공구의 나선과 직교하는 수평방향의 이송 피치를 제어하여 가공한다.
이와 같이 XY투영면(100) 위에서의 나선간격 d를 피가공 렌즈면(5)의 표면형상의 평균곡률 C에 근거하여 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가시키면, 피가공 렌즈면(5) 위에서의 나선모양 가공궤적(4)의 나선간격 P(= P1, P2 … P3)는 모두 등간격으로 되고, 이 점에서 본 발명은 도 13에 나타낸 종래의 가공방법과 다른 것이다.
도 7에 있어서, 안경렌즈 제조 시스템은 발주단말(發注端末 : order terminal)(21)과, 메인프레임(안경렌즈 설계장치)(22)을 구비하고, 이들을 공중통신회선(23)을 통하여 접속하고 있다. 발주단말(21)은 발주원(發注元)으로서의 안경 점(眼鏡店 : optician)(20)에 배치되어 있다. 메인프레임(22)은 안경의 제조 메이커 측으로서의 공장(24)에 배치되어 있다. 그리고, 이 공장(24) 측에 있어서, 메인프레임(22)과 공장서버(26)가 LAN(25)을 통하여 접속되고, 또 이 공장서버(26)와 렌즈면 절삭가공장치로서의 커브 제네레이터(27)의 계산기 단말(28)이 LAN(29)에 의해서 접속되고 있다.
안경점(20)의 발주단말(21)은 안경렌즈를 발주할 때에 필요한 각종의 데이터의 입력을 지원하여 표시한다. 이 발주단말(21)의 입력부는 적어도 피검안(被檢眼)의 처방값 데이터 등을 입력 가능하게 한다. 발주단말(21)에 입력된 처방값 데이터 등은 통신회선(23)을 통하여 공장(24)의 메인프레임(22)에 송신된다. 메인프레임(22)은 처방값 데이터 등을 수신하면 수주(受注) 데이터로서 보존한다.
(가공 데이터 연산)
또, 메인프레임(22)은 안경렌즈 설계프로그램이나 가공 데이터 생성프로그램 등을 격납하고 있고, 발주단말(21)으로부터 처방값 데이터 등을 수신하면, 해당 처방값에 적합하도록 프로그램에 따라서 안경렌즈의 설계를 행한다.
설계프로그램은 취득한 처방값 데이터에 근거하여 각 안경렌즈의 설계 데이터를 작성하는 기능을 가지고 있다. 가공 데이터 생성프로그램은 설계프로그램에 의해서 작성된 설계 데이터에 근거하여 커브 제네레이터(27)가 실제의 렌즈 가공을 실시할 때에 필요한 가공 데이터를 생성하는 기능을 가지고 있다. 이 가공 데이터에는 안경렌즈의 표면설계 데이터, 처방값 데이터 및 가공 블랭크의 종류 등이 포함되어 있다.
메인프레임(22)은 안경렌즈 설계프로그램 및 가공 데이터 생성프로그램을 실행하는 것에 의해, 커브 제네레이터(27)의 제어정보로서의 가공 데이터를 생성함과 동시에 생성한 가공 데이터를 공장서버(26)로 송신한다. 공장서버(26)는 수주데이터의 수주번호와 함께 가공 데이터를 보존한다. 보존되는 각 가공 데이터는 식별을 위해 수주데이터마다 제조공장 내에서만 사용되는 제조번호가 주어져 각 가공 데이터와의 관련 지음을 행한다.
커브 제너레이터(27)는 LAN(29)을 통하여 공장서버(26)로부터 가공 데이터를 취득하면, 이 가공 데이터에 근거하여 안경렌즈(1)의 피가공 렌즈면(3, 5)의 절삭가공을 순차적으로 행한다. 피가공 렌즈면(3, 5)의 가공 순서는 어느 쪽을 먼저 하여돋 좋다.
제1 실시예에서는 계산기 단말(28)이 실행하는 공장서버(26)로의 제조공정에 있어서의 정보의 리퀘스트는 모두 제조번호정보를 통하여 행해진다. 커브 제네레이터(27)의 계산기 단말(28)은 미가공 렌즈에 부여되어 있는 제조지시서의 제조번호정보 또는 제조번호정보를 포함한 바코드가 스캐너 등의 입력장치에 의해서 읽어 내어져 입력되면, 제조번호정보에 대응하는 절삭관련정보를 작성하기 위한 가공 데이터를 공장서버(26)에 요구한다. 요구에 따라서 공장서버(26)는 가공 데이터를 계산기 단말(28)의 통신제어부(30)에 LAN(29)을 통하여 송신한다. 송신되는 가공 데이터에는 예를 들면 안경렌즈의 표면설계 데이터, 처방값 데이터, 안경렌즈의 종류 등이 포함된다. 또, 이 가공 데이터는 3차원의 좌표값(x, y, z)이 짜 조합된 함수 또는 수치의 집합이다.
계산기 단말(28)은 통신제어부(30)와, 연산처리부(31)와, 절삭공구를 제어하는 제어부(제어수단)(32)을 가지고 있다. 또, 연산처리부(31)는 안경렌즈(1)의 각 피가공 렌즈면(3, 5)의 평균곡률 C(C1, C2)를 각각 산출하는 평균곡률산출부(수단)(34)와, 각 피가공 렌즈면(3, 5)의 평균곡률 C에 대응한 나선모양 가공궤적(4)을 각각 산출하는 나선모양 가공궤적 산출부(수단)(35)를 구비하고, 통신제어부(30), 연산처리부(31) 및 제어부(32)를 LAN(36)에 의해서 접속하고 있다. 그리고, 연산처리부(31)는 수신한 가공 데이터로부터 가공을 위한 데이터의 상세를 연산한다. 연산결과의 내용은 안경렌즈의 각 피가공 렌즈면(3, 5)의 평균곡률 C, 각 피가공 렌즈면(3, 5)의 X, Y투영면(100) 위의 나선모양 가공궤적(4), 나선간격 p, d 및 이 나선모양 가공궤적(4)(X. Y)에 대응하는 3차원의 렌즈표면형상 데이터(X, Y, Z)이다.
도 8에 나타내는 커브 제네레이터(27)는 NC제어에 의해서 3축 제어함으로써 하축(E)와 상축(D)를 구비하고 있다.
하축(E)는 안경렌즈(1)가 설치되어 이동하지 않고 축회전한다. 한편, 상축(D)는 거칠기 절삭용의 제1 바이트(F)가 설치된 제1 상축부(G)와, 마무리 절삭용의 제2 바이트(H)가 설치된 제2 상축부(I)의 2축을 구비하고, 고정된 하축(E)에 대해서 상축(D)가 X방향으로 슬라이드하여 제1과 제2 상축부(G, I)를 바꾸는 구조로 되어 있다. 제1, 제2 바이트(F, H)의 절삭칼날(B)의 재질로서는, 예를 들면 소결 한 다이아몬드나 단결정 다이아몬드가 이용된다.
안경렌즈(1)의 오목면으로 이루어진 피가공 렌즈면(5)을 절삭칼날(B)에 의해서 절삭가공하는 경우는 계산기 단말(28)이 매트릭스로 나타내진 오목면의 설계 형상 높이 데이터를 계산기 단말(28)의 제어부(32)(도 7)에 전송한다. 또한 계산기 단말(28)이 오목면 형상에 대응하는 나선모양 가공궤적(4)을 상기한 식 (1) 및 식 (2)로부터 산출하여 제어부(32)에 전송한다. 이것에 의해, 제어부(32)가 상축(D), 제1, 제2 상축부(G, I)를 제어하고, 바이트(F, H)의 절삭칼날(B)이 나선모양 가공궤적(4) 위의 가공점 K에 따라 이동하는 것에 의해 피가공 렌즈면(5)을 절삭가공한다. 이와 같은 커브 제네레이터(27)의 가공 정밀도는 3㎛이내(렌즈, 지름 50㎜), 최대표면조도 Rmax는 O.3 ~ 0.5㎛정도이다.
이 후, 절삭가공된 렌즈면(2)을 연마장치에 의해서 연마하고, 소정의 곡면으로 이루어진 광학면으로 완성한다. 연마장치로서는 종래 공지의 장치, 예를 들면 일본국 특개2003-266287호 공보의 도 1에 개시되어 있는 연마장치나, 일반적으로 시판되고 있는 LOH사 제품의 범용의 연마장치(TORO 시리즈)가 이용된다.
오목면으로 이루어진 렌즈면(2)의 연마가공이 종료하면, 이어서 볼록면으로 이루어진 피가공 렌즈면(3)과 마찬가지로 커브 제네레이터(27)에 의해서 절삭가공하고, 또한 연마장치에 의해서 연마하여 소정의 광학면으로 완성한다.
다음에, 안경렌즈의 수주로부터 납품까지의 흐름을 도 7 및 도 9를 참조하여 설명한다
스텝 1 : 발주
우선, 공장(24)의 메인프레임(22)은 안경점(20)으로부터의 안경렌즈의 제작 의뢰를 받는다(수주). 안경점(20)은 안경렌즈의 발주에 앞서 고객의 피검안의 처리 데이터, 렌즈 종별, 그 외의 렌즈의 설계에 필요한 안경렌즈의 사양 정보를 발주단말(21)에 입력한다.
여기서, 사양 정보에는 안경렌즈의 종류와 특정 정보가 포함된다. 또, 처방 데이터에는 고객의 좌우 양눈의 구면 굴절력, 원주 굴절력, 난시축(亂視軸), 가입도(加入度), 동공간 거리, 나안(裸眼)시력 등이 포함된다. 그리고, 발주단말(21)은 입력된 안경렌즈 정보, 처방값을 통신회선(23)을 통하여 메인프레임(22)에 온라인으로 송신하여 안경렌즈의 제작을 의뢰한다.
스텝 2 : 렌즈 볼록면의 표면형상 데이터 산출
메인프레임(22)은 안경점(20)으로부터의 안경렌즈의 제작 의뢰를 수주하면, 수신한 데이터보다 커브 제네레이터(27)에서 사용하는 가공 데이터를 연산하고, 공장서버(26)에서 보관 또는 LAN(29)을 통하여 커브 제네레이터(27)에 전송한다. 가공 데이터는 각 가공장치, 검사장치에서 사용하는 형식으로 출력되고, 적어도 안경렌즈의 오목, 볼록면 형상 데이터를 포함한다.
스텝 3 : 렌즈 볼록면의 평균곡률산출
다음에, 계산기 단말(28)은 안경렌즈의 볼록면 형상 데이터의 평균곡률반경 R(RT)을 구한다. 평균곡률반경 RT는 안경렌즈의 표면형상 전체를 구면형상으로 근사 한 경우, 가장 차이가 작게 되는 곡률반경이다. 실제로는 계산기 등에서 렌즈형상값과 근사 구면과의 차이를 최소 2승법(乘法)으로 산출하고, 차이가 가장 작게 되는 곡률반경을 평균곡률반경 RT로 한다. 그리고, 구한 평균곡률반경 RT로부터 평균곡률 CT를 구한다. 평균곡률 CT는 평균곡률반경 RT의 역수(= 1/RT)이다.
스텝 4 : 렌즈 볼록면의 나선형상 가공궤적 산출(XY투영면)
다음에, 계산기 단말(28)은 미리 설정된 인접하는 나선의 평균간격 dc(dcT), 연속하는 나선모양 가공궤적(4) 위의 가공점 간격 dr(drT) 및 산출한 평균곡률 CT를 식 (1) 및 식 (2)에 대입한다. 식 (1)은 X방향의 가공점위치, 식 (2)는 Y방향의 가공점위치이다. 여기서, 미리 설정된 평균간격 dcT 및 가공점거리 drT는 소재나 형상에 따라 다르기 때문에 실험적으로 구하여 결정한다.
스텝 5 : 볼록면 가공궤적 산출(3차원)
안경렌즈의 표면형상 데이터는 3차원 데이터(X, Y, Z)의 함수로 표시되어 있다. 이 3차원 데이터(X, Y, Z)로 이루어진 표면형상 데이터에 나선모양 가공궤적의 2차원 데이터(X, Y) 값을 대입하면, 대응하는 렌즈표면 위의 가공점 K가 특정되고, 그 각 3차원 가공점위치 좌표값(X, Y, Z)이 확정된다. 그리고, 이 각 3차원 가공점위치 좌표값(X, Y, Z)은 커브 제네레이터(27)로 보내진다.
스텝 6 : 절삭가공
다음에 볼록면을 절삭가공한다.
커브 제네레이터(27)는 절삭공구가 특정한 3차원의 가공점위치 좌표값(X, Y, Z)에 따라서 상기 스텝 4에서 산출한 나선모양 가공궤적(4) 위를 이동하도록 제어 하는 것으로 볼록면(3)을 절삭가공해 소망의 표면형상을 창성한다.
스텝 7 : 볼록면 연마가공
다음에, 절삭된 볼록면(3)의 연마가공을 실시한다. 연마가공할 때에는 커브 제네레이터(27)에 의해서 안경렌즈의 볼록면(3)을 소정의 형상으로 절삭가공한 후, 안경렌즈를 커브 제네레이터(27)로부터 떼어내 연마장치에 부착하여 절삭된 렌즈면을 연마한다.
스텝 S8 : 렌즈 오목면의 표면형상 데이터 산출
볼록면(3)의 연마가 종료하면, 안경렌즈를 연마장치로부터 떼어내고, 다시 커브 제네레이터(27)의 하축(E) 위에 오목면(2)을 위로하여 장착한다. 그리고, 메인프레임(22)은 수신한 데이터에서 커브 제네레이터(27)로 이용하는 가공 데이터를 연산하고, 공장서버(26)로 보관 또는 LAN(29)을 통해서 커브 제네레이터(27)로 전송한다. 가공 데이터는 각 가공장치, 검사장치에서 사용하는 형식으로 출력되며, 적어도 안경렌즈의 오목면 형상 데이터를 포함한다.
스텝 S9 : 렌즈 오목면의 평균곡률산출
다음에, 계산기 단말(28)은 안경렌즈의 오목면 형상 데이터의 평균곡률반경 R(RO)을 요구한다. 오목면(2)의 평균곡률반경 RO는 안경렌즈(1)의 표면형상 전체를 구면형상으로 근사한 경우, 가장 차이가 작게 되는 곡률반경이다. 실제로는 컴퓨터 등에서 렌즈형상값과 근사 구면과의 차이를 최소 2승법으로 산출하고, 차이가 가장 작아지는 곡률반경을 평균곡률반경 RO로 한다. 그리고, 구한 평균곡률반경 RO로부터 평균곡률 CO(= 1/R)를 구한다.
스텝 S10 : 렌즈 오목면의 나선형상 가공궤적 산출(XY투영면)
다음에, 계산기 단말(28)은 미리 설정된 인접하는 나선의 평균간격 dc(dcO) 및 연속하는 나선모양 가공궤적(4) 위의 가공점 간격 dr(drO)과 산출한 평균곡률 CO를 식 (1) 및 식 (2)에 대입한다. 식 (1)은 X방향의 가공점위치를 나타내는 식, 식 (2)는 Y방향의 가공점위치를 나타내는 식이다. 여기서, 미리 설정된 평균간격 dcO 및 가공점거리 drO는 소재나 형상에 따라 다르기 때문에 설험적으로 구하여 결정한다.
스텝 S11 : 오목면 가공궤적 산출(3차원)
다음에, 안경렌즈(1)의 오목면 형상 데이터는 3차원 데이터(X, Y, Z)의 함수로 표시되고 있고, 나선모양 가공궤적(4)의 2차원 데이터(X, Y) 값을 대입하면 대응하는 오목면(2) 위의 각 가공점 K가 특정되며, 그 각 3차원 위치 좌표값(X, Y, Z)가 커브 제네레이터(27)로 보내진다.
스텝 S12 : 절삭가공
다음에, 안경렌즈(1)의 오목면(2)을 커브 제네레이터(27)에 의해서 절삭가공한다.
스텝 S13 : 오목면 연마가공
오목면(2)의 절삭가공이 끝나면, 다음에 절삭된 오목면(2)의 연마가공을 실 시한다. 오목면(2)의 연마가공에는 볼록면 연마에 이용한 연마장치가 이용된다.
스텝 S14 : 다음 공정
연마 종료 후에는 볼록면(3)과 오목면(2)의 염색, 표면 처리, 검사 등을 실시하고, 검사에 합격한 안경렌즈(1)가 제품으로서 의뢰처의 안경점에 출시된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 관한 렌즈면 절삭가공장치는 평균곡률산출부(34)에 의해서 피가공 렌즈면(5)의 평균곡률 C(CT, CO)을 산출하고, 이 평균곡률 C에 대응한 나선모양 가공궤적(4)을 나선모양 가공궤적 산출부(35)에 의해서 산출하도록 하고 있다. 이 때문에, 나선모양 가공궤적(4)은 피가공 렌즈면(5) 위에서의 인접하는 나선간격 P가 등간격으로 되고, XY투영면(100) 위에서의 인접하는 나선간격 d가 렌즈 바깥 둘레로부터 렌즈 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가하는 가공궤적이 된다. 그 결과, 안경렌즈(1)의 중심부와 주연부의 표면조도가 시정되어 렌즈면 전체를 균일한 표면조도로 할 수 있다. 따라서, 연마시의 중심부와 바깥 둘레부의 연마량이 동일해져 연마 시간을 단축할 수 있다. 또, 연마량이 전면에 걸쳐서 균일하게 되면, 절삭가공으로 얻은 표면형상과 연마 후의 표면형상과의 오차가 작고, 소망의 표면형상에 가까운 광학면을 얻을 수 있다.
종래 기술(등간격 나선모양 가공궤적)이라는 비교
본 실시예에 의한 가공방법에 따라 절삭가공된 렌즈면의 표면조도, 불균형 및 최대표면조도(Rmax = 0.13㎛)는 도 10에 나타난다. 이 도면으로부터 이루어져 명확한 바와 같이, 본 실시예에 의한 가공방법에 의하면, 렌즈면의 표면조도, 불균 형 및 최대 표면조도(Rmax = 0.13㎛)를 도 14에 나타낸 종래의 가공방법에 비해 충분히 작게 할 수 있는 것이 판명되었다. 또한, 도 10 및 도 14의 측정은 나선모양 가공궤적이 다른 점을 제외하고, 샘플 렌즈의 재료, 외경, 표면형상, 절삭가공장치, 절삭량, 절삭칼날, 연마시간, 연마방법, 연마제, 연마 패드(pad), 연마 툴(tool), 연마장치, 연마온도, 연마압력, 렌즈면의 측정 범위는 모두 동일하다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명한다.
상기한 제1 실시예에 형태에 의한 절삭가공방법에서는 안경렌즈(1)의 피가공 렌즈면(5)(렌즈면(3)도 마찬가지)의 표면형상에만 의해서 평균곡률 C를 산출하고, 이 평균곡률 C에 대응한 나선모양 가공궤적(4)을 산출하는 것에 의해, 피가공 렌즈면(5) 위에서의 나선간격 P를 일정으로 하며, XY투영면(100) 위에서의 나선간격 d를 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가시키고, 이것에 의해 렌즈표면의 표면조도가 균일하게 되도록 한 예에 대해 설명했다.
그렇지만, 연마장치의 연마제거량 특성은 반드시 렌즈표면의 각부에서 일정하지 않고, 통상은 도 11과 같이 제거량이 중심부에서 최대로, 주연부에서는 최소가 되는 절두형의 가우스 분포(51)를 나타낸다. 이 때문에, 이와 같은 연마제거량 특성의 연마장치를 이용하여 렌즈표면을 연마한 경우, 우선 연마 초기 단계에서 중심부의 연마가 완료한다. 그렇지만, 주연부의 연마량이 충분하지 않기 때문에 계속해서 연마를 실시하게 된다. 그러면, 그 사이에 있어서도 렌즈 중심부는 더욱 연마계속되기 때문에 중심부의 연마제거량이 크게 된다. 이 때문에, 주연부가 연마되어 렌즈 전면의 연마가 종료하면, 중심부가 과잉에 연마되기 때문에, 표면형상이 소망 의 표면형상과는 다르게 되어 버린다. 또, 중심부를 필요이상으로 연마하기 때문에 연마에 필요로 하는 시간도 길어진다. 그러므로, 절삭가공 후의 연마를 고려하면, 렌즈면(2)의 표면조도를 전면에 걸쳐서 균일하게 하는 것보다도 연마제거량 특성에 대응한 표면조도로 하는 것이 바람직하다.
그래서, 제2 실시예에서는 미리 연마장치의 연마제거량 특성에 대응한 나선 가공궤적(53)(도 12 참조)을 산출하여 절삭가공하도록 하고 있다. 구체적으로는 후공정에서 이용되는 연마장치의 연마제거량 특성이 도 11에 나타내는 절두형의 가우스 분포(51)를 나타내는 경우, 피가공 렌즈면의 표면형상과, 상기 연마제거량 특성의 양쪽 모두에 근거하여 피가공 렌즈면의 평균곡률을 산출한다. 그리고, 이 평균곡률에 대응한 나선모양 가공궤적(53)을 산출하고, 이 나선모양 가공궤적(53)에 근거하여 절삭공구를 제어해 피가공 렌즈면을 절삭가공한다.
이 경우, 상기 나선모양 가공궤적(53)의 피가공 렌즈 얼굴로의 나선간격 P는 도 12에 나타내는 바와 같이 상기한 제1 실시예에 의한 가공방법과는 달리 일정하지 않고, 렌즈 중심부에 있어서 최대로 주연부에서 최소가 된다. 따라서, 절삭가공 후의 표면조도도 균일하지 않고, 중심부에 있어서 표면조도가 가장 거칠고, 바깥 둘레부에서는 표면조도가 가장 작다. 이 때문에, 연마제거량은 중심부에 있어서 최대가 되고, 바깥 둘레부에서는 최소가 된다. 그 결과, 상술한 연마제거량 특성의 연마장치를 이용하여 연마하면, 렌즈면의 각부(各部)를 동시에 연마하여, 동시에 연마를 완료할 수 있다.
일반적으로, 절삭가공은 절삭공구나 가공장치 등의 조건이 동일하면, 가공 시간과 표면조도는 반비례한다. 따라서, 렌즈 중심부의 표면조도를 크게 하는 것으로, 절삭가공에 관한 시간이 짧아진다. 연마 시간은 변화하지 않기 때문에 절삭가공 및 연마가공에 관한 총가공시간을 단축할 수 있고, 제조에 관한 코스트를 압축하여 납기를 단축할 수 있다.
또한, 연마제거량 특성을 고려한 가공방법의 개략에 대해 설명한다. 다만, 상기 제1 실시예와 중복하는 부분이 있기 때문에, 연마제거량 특성에 의한 나선모양 가공궤적(53)의 산출 방법에 대해서만으로 하여 중복 부분은 설명을 생략한다.
본 실시예에서도 상기 식 (1) 및 식 (2)를 이용하여 나선모양 가공궤적(53)을 산출한다. 연마제거량 특성은 연마 방법, 연마제, 연마압력, 연마 패드, 렌즈 소재 등에 따라서 다르기 때문에 미리 실험적으로 측정해 둔다.
먼저, 나선모양 가공궤적(53)의 산출을 위해 최초로 연마제거량 특성의 곡선의 평균곡률반경 RX(도 11)를 산출한다. 도 11에 나타내는 가우스 분포(51)의 특성의 경우, 예를 들면 RX = 500000㎜정도가 되고, 곡률(C')로 환산하면 0.001192 커브 정도가 된다. 한편, 소망의 렌즈표면형상의 곡률(C)은 5D로 한다. 여기서 연마제거량 특성치의 평균곡률 C' = 0.001192 커브와, 소망의 렌즈표면형상의 곡률 C = 5D를 가산하여 가상 곡면의 곡률(C + C')을 구하면, 5.001192D가 된다. 도 12에 있어서, 피가공 렌즈면(5)이 오목면인 경우는, 부호 52가 완만한 볼록한 모양의 가상 곡면을 나타내고, 볼록면인 경우는 부호 54가 피가공 렌즈면(3)의 가상 곡면을 나타낸다. 이와 같은 가상 곡면(52, 54)은 실제의 피가공 렌즈면(5)의 곡률반경보다 큰 곡률반경이 되어, 외관상 렌즈 두께를 증대시킨다. 이 때문에, 나선간격(d)도 변화해 렌즈 중심부로 향함에 따라서 한층 넓어진다.
그리고, 가산하여 얻은 가상 곡면(52)의 곡률 C + C'(5.001192D)를 식 (2), 식 (3) 중의 C와 치환하면, 다음 식 (4), (5)가 되고, 이러한 식으로부터 XY투영면(100) 위에서의 나선모양 가공궤적(53)의 좌표값 X', Y'를 산출한다.
Figure 112008030838576-pct00004
Figure 112008030838576-pct00005
식 (4), (5)에 의해서 산출된 나선형상이 연마제거량 특성을 고려한 나선모양 가공궤적(63)이다. 도 12로부터 분명한 바와 같이, 이 나선모양 가공궤적(63)은 나선간격이 피가공 렌즈면(64) 위에 있어서 바깥 둘레부에서는 좁고, 중심부로 향함에 따라서 연속적으로 증가하는 궤적이 되고 있다. 이 때문에, 연마제거량은 중심부에 있어서 최대가 되고, 바깥 둘레부에서는 최소가 된다. 덧붙여서, 연마제거량의 최대값은 1 ~ 20㎛의 범위이고, 바람직하게는 5 ~ 15㎛이다. 또한, 도 11에서는 연마제거량의 최대치를 4.7㎛로 하고 있다.
이와 같은 제2 실시예에 의한 절삭가공방법에 의하면, 연마제거량 특성이 도 11에 나타내는 절두형의 가우스 분포(61)를 나타내고, 연마제거량이 중심부에 있어 서 최대이고, 주연부에 있어서 최소가 되는 연마장치에 의해서 연마한 경우, 주연부의 표면조도가 작기 때문에 피가공 렌즈면(64)을 용이하게 연마할 수 있다. 그러므로, 전체의 연마량이 균일하고 적고, 연마 시간을 단축할 수 있다. 또한, 피가공 렌즈면(64)의 연마제거량을 작게 할 수 있기 때문에 절삭가공 후의 표면형상을 유지할 수 있어 연마에 의한 형상 오차를 작게 할 수 있다.
상기한 제1, 제2 실시예에 있어서는, 모두 누진다초점 렌즈에 적용한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 아무런 특정되는 것이 아니고, 일반의 구면 렌즈로 이루어진 안경렌즈에도 적용하는 것이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다. 그 경우는 평균곡률을 곡률로 치환하면 된다.
또, 상기한 제1, 제2 실시예는 모두 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향하여 나선모양으로 절삭가공하도록 했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고 피광학면(2, 3)의 곡률반경에 따라서는 중심으로부터 렌즈 바깥 둘레로 향하여 나선모양으로 절삭가공하여도 좋다.
이와 같이, 본 발명은 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치, 렌즈면 절삭가공방법 및 안경렌즈에 이용 가능하다.

Claims (12)

  1. 안경렌즈의 피(被)가공 렌즈면의 평균곡률을 산출하는 평균곡률 산출수단과,
    상기 평균곡률에 대응하여 나선간격이 XY투영면 위에서 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가하는 나선모양 가공궤적을 산출하는 나선모양 가공궤적 산출수단과,
    상기 피가공 렌즈면을 나선모양으로 절삭가공하는 절삭수단과,
    상기 절삭수단이 상기 피가공 렌즈면을 상기 나선모양 가공궤적에 따라서 절삭하도록 상기 절삭수단을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 절삭수단은 피가공 렌즈면의 바깥 둘레로부터 중심으로 향하여 나선모양으로 절삭가공하는 것을 특징으로 하는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공장치.
  3. 피가공 렌즈면의 표면형상으로부터 평균곡률을 산출하는 공정,
    상기 평균곡률에 대응하여 나선간격이 XY투영면 위에서 렌즈 바깥 둘레로부터 중심으로 향함에 따라서 연속적으로 증가하는 나선모양 가공궤적을 산출하는 공정과,
    안경렌즈의 피가공 렌즈면을 절삭수단에 의해서 나선모양으로 절삭가공하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 피가공 렌즈면을 절삭가공하는 공정은 피가공 렌즈면의 바깥 둘레로부터 중심으로 향하여 나선모양으로 절삭가공하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 나선모양 가공궤적을 산출하는 공정은 XY투영면 위에서의 나선모양 가공궤적의 각 나선간격 d를 다음 식
    [수학식 1]
    Figure 712010001897815-pct00006
    다만, cosθ = dz/dxdy(θ는 X,Y평면과 가공면의 임의의 한점이 이루는 각도), s는 평균곡률반경 R로 나타내는 가상 렌즈 표면의 길이, A는 렌즈 외경, 나선의 개수 등에 의해서 정해지는 계수에 의해서 산출하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 나선모양 가공궤적을 산출하는 공정은 상기 피가공 렌즈면의 평균곡률을 C, 나선모양 가공궤적 위의 연속하는 가공점 간격을 dr, 나선모양 가공궤적의 XY투영면 위에서의 각 나선간격 d의 평균간격을 dc, n를 정수로 하면, XY투영면 위에서의 나선모양 가공궤적의 좌표값 X, Y는 다음 식
    [수학식 2]
    Figure 112010000921074-pct00007
    [수학식 3]
    Figure 112010000921074-pct00008
    에 의해서 산출하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법.
  8. 청구항 3에 있어서,
    안경렌즈의 피가공 렌즈면의 표면형상과, 연마에 의한 제거량을 나타내는 연마제거량 특성의 양쪽에 근거하여 상기 피가공 렌즈면의 평균곡률을 산출하는 공정을 더 구비하고,
    상기 피가공 렌즈면의 평균곡률을 산출하는 공정은 상기 평균곡률에 대응하여 상기 나선모양 가공궤적을 산출하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 나선모양 가공궤적을 산출하는 공정은 상기 나선모양 가공궤적 위의 연속하는 가공점 간격을 dr, 나선모양 가공궤적의 각 나선간격 d의 평균간격을 dc, 상기 피가공 렌즈면의 평균 곡률을 C, n를 정수로 하고, 연마제거 특성을 XY투영면 위에서의 곡률 C'로 변환하며, 이 곡률 C'와 상기 평균곡률 C을 가산한 가상 곡면의 곡률(C + C')을 구하여 상기 XY투영면 위에서의 나선모양 가공궤적 좌표값 X', Y'를 다음 식
    [수학식 4]
    Figure 112010000921074-pct00009
    [수학식 5]
    Figure 112010000921074-pct00010
    에 의해서 산출하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법.
  10. 청구항 3 기재의 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법에 따라 렌즈면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안경렌즈.
  11. 청구항 4 기재의 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법에 따라 렌즈면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안경렌즈.
  12. 청구항 8 기재의 안경렌즈의 렌즈면 절삭가공방법에 따라 렌즈면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안경렌즈.
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