KR101415475B1 - 안경 렌즈 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

과제
숙련을 필요로 하지 않고, 이면 고정 프레임을 위한 구멍 위치를 적절히 설정하여 구멍 가공을 적절히 실시한다.
해결 수단
안경 렌즈의 주연 (周緣) 을 가공하는 안경 렌즈 가공 장치는
렌즈의 전면측에서부터 구멍 가공할지 후면측에서부터 구멍 가공할지 미리 정해져 있는 구멍 가공구와,
구멍 가공구의 가공축을 렌즈 척 축에 대해서 임의의 각도로 경사시키는 경사 유닛과,
렌즈면에 대한 구멍 위치 데이터를 입력하는 입력 화면을 갖고, 렌즈 전면을 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력하는 입력 화면인지, 렌즈 후면을 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력하는 입력 화면인지를 선택하는 선택 수단을 포함하는 구멍 위치 데이터 입력 수단과,
렌즈에 가공할 구멍의 각도를 설정하는 설정 화면과, 렌즈면의 법선 방향으로 구멍의 각도를 형성할지 선택하는 선택 수단을 포함하는 구멍 각도 설정 수단과,
측정자를 렌즈 전면 및/또는 렌즈 후면에 맞닿음시켜 렌즈 척 축방향의 렌즈면의 위치를 측정하는 렌즈 위치 측정 유닛과,
상기 구멍 위치를 입력하는 기준면이 구멍 가공구의 가공 개시면일 때에는 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 가공 개시면측의 렌즈면을 측정하고, 구멍 가공 데이터를 구하고, 또 구멍 위치를 입력하는 기준면이 구멍 가공구의 가공 개시면이 아닐 때에는 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 가공 개시면측이 아닌 렌즈면을 측정하고, 측정된 렌즈면의 구멍 위치를 통과하고, 또한 설정된 구멍 각도에 기초하여 구멍 가공 데이터를 구하는 연산 제어부를 구비한다.
Figure R1020080010788
안경 렌즈 가공 장치

Description

안경 렌즈 가공 장치{EYEGLASS LENS PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 안경 렌즈에 무테 프레임 (rimless Frame) 을 장착하기 위한 구멍을 가공하는 안경 렌즈 가공 장치에 관한 것이다.
안경 렌즈에 투 포인트 프레임이라 불리는 무테 프레임을 장착하기 위한 구멍을 가공하는 엔드밀 등의 구멍 가공구를 갖고, 구멍 가공구를 렌즈 척에 유지된 안경 렌즈의 전면에 상대적으로 이동하여 구멍 가공하는 안경 렌즈 가공 장치가 알려져 있다 (예를 들어, US-2006-0178086-A1 (일본 공개특허공보 2006-189659) 참조. 이하, 특허 문헌 1 이라 기재한다). 이런 종류의 장치에서는 구멍 가공을 위한 구멍 위치 데이터를 입력한다. 이 때, 구멍 가공구의 선단을 렌즈 전면으로 향해 구멍 가공하기 때문에, 구멍 위치 데이터는 렌즈 전면으로부터 본 렌즈형을 기준으로 하여 입력된다.
그런데, 투 포인트 프레임이라 불리는 무테 프레임의 타입으로서, 회전 멈춤을 갖는 지부 (智部) (endpiece) 가 렌즈 전면측에 위치하는 표면 멈치 타입 (이하, 표면 고정 프레임) 과, 지부가 렌즈 후면측에 위치하는 타입 (이하, 이면 고정 프레임) 이 있다 (도 7 참조). 표면 고정 프레임의 경우, 특허 문헌 1 의 장치 에 의해, 렌즈 전면의 렌즈형을 기준으로 한 구멍 위치 데이터를 입력함으로써 용이하게 구멍 가공을 할 수 있다.
그러나, 이면 고정 프레임의 경우에는 렌즈 전면의 렌즈형을 기준으로 한 구멍 위치 데이터에 기초하는 구멍 가공에서는 데모 렌즈와 피가공 렌즈의 전면 커브, 후면 커브, 렌즈 두께 등이 크게 상이하면, 렌즈 후면측에 형성되는 구멍 위치는 데모 렌즈의 구멍 위치와 어긋나 버린다. 이 경우, 실제로 장착되는 렌즈와 프레임의 지부의 장착 상태가 악화되어 버린다. 이 문제에 대응하기 위해서는 작업자는 데모 렌즈와 피가공 렌즈의 전면 커브 등의 차이 및 구멍 각도 등의 관계를 고려하여 렌즈 전면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터를 입력할 필요가 있다. 그러나, 숙련과 경험이 필요하여 적절한 구멍 가공이 용이하지 않았다.
본 발명은 숙련을 필요로 하지 않고, 이면 고정 프레임을 위한 구멍 위치를 적절히 설정하여, 구멍 가공을 적절히 실시할 수 있는 안경 렌즈 가공 장치를 제공하는 것을 기술 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하와 같은 구성을 구비하는 것을 특징으로 한다.
1. 안경 렌즈의 주연을 가공하는 안경 렌즈 가공 장치는
렌즈의 전면측에서부터 구멍 가공할지 후면측에서부터 구멍 가공할지 미리 정해져 있는 구멍 가공구와,
구멍 가공구의 가공축을 렌즈 척 축에 대해서 임의의 각도로 경사시키는 경사 유닛과,
렌즈면에 대한 구멍 위치 데이터를 입력하는 입력 화면을 갖고, 렌즈 전면을 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력하는 입력 화면인지, 렌즈 후면을 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력하는 입력 화면인지를 선택하는 선택 수단을 포함하는 구멍 위치 데이터 입력 수단과,
렌즈에 가공할 구멍의 각도를 설정하는 설정 화면과, 렌즈면의 법선 방향으로 구멍의 각도를 형성할지 선택하는 선택 수단을 포함하는 구멍 각도 설정 수단과,
측정자를 렌즈 전면 및/또는 렌즈 후면에 맞닿음시켜 렌즈 척 축방향의 렌즈면의 위치를 측정하는 렌즈 위치 측정 유닛과,
상기 구멍 위치를 입력하는 기준면이 구멍 가공구의 가공 개시면일 때에는 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 가공 개시면측의 렌즈면을 측정하고, 구멍 가공 데이터를 구하고, 또 구멍 위치를 입력하는 기준면이 구멍 가공구의 가공 개시면이 아닐 때에는 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 가공 개시면측이 아닌 렌즈면을 측정하고, 측정된 렌즈면의 구멍 위치를 통과하고, 또한 설정된 구멍 각도에 기초하여 구멍 가공 데이터를 구하는 연산 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
2. 청구항 1 의 안경 렌즈 가공 장치는
상기 구멍 가공구는 렌즈의 전면측에서부터 가공하도록 배치되어 있고,
상기 구멍 위치 데이터 입력 수단으로 렌즈 전면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터가 입력되고, 구멍 각도 설정 수단으로 구멍의 각도가 렌즈 전면의 법선 방향으로 설정되었을 때에는,
상기 연산 제어부는 상기 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 렌즈 전면의 구멍 위치에서의 경사각을 구하고, 그 경사각에 기초하여 법선 방향을 구하는 것을 특징으로 한다.
3. 청구항 1 의 안경 렌즈 가공 장치는
추가로 안경 렌즈의 전면 커브를 입력하는 입력 수단을 갖고,
상기 구멍 가공구는 렌즈의 전면측에서부터 가공하도록 배치되고,
상기 구멍 위치 데이터 입력 수단으로 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터가 입력되고, 구멍 각도 설정 수단으로 구멍의 각도가 렌즈 전면의 법선 방향으로 설정되었을 때에는
상기 연산 제어부는 상기 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 렌즈 후면의 구멍 위치 및 렌즈 후면의 구멍 위치와 동일 직경 (가공 중심으로부터 동일 거리) 의 렌즈 전면의 위치를 구하고, 그 렌즈 전면의 위치 및 전면 커브에 기초하여 법선 방향 및 렌즈 전면의 가공 개시 위치를 구하는 것을 특징으로 한다.
4. 제 1 항에 있어서,
안경 렌즈 가공 장치는,
상기 구멍 가공구는 렌즈의 전면측에서부터 가공하도록 배치되고,
상기 구멍 위치 데이터 입력 수단으로 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터가 입력되고, 구멍 각도 설정 수단으로 구멍의 각도가 렌즈 전면의 법선 방향으로 설정되었을 때에는,
상기 연산 제어부는 상기 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 렌즈 후면의 구멍 위치를 구하고, 또한 가공 중심으로부터 그 렌즈 후면의 구멍 위치보다 먼 위치인 적어도 2 점의 렌즈 전면의 위치 데이터에 기초하여 법선 방향의 각도를 얻는 것을 특징으로 한다.
5. 청구항 1 의 안경 렌즈 가공 장치는
플랫 마무리 가공 후의 렌즈의 단면을 소정 각도 (θ) 만큼 내측으로 경사진 각도로 플랫 마무리 가공하는 가공면을 갖는 플랫 마무리 가공구와,
렌즈형 데이터에 기초하여 렌즈의 전면 및 후면의 코바 위치를 검지하는 코바 위치 검지 수단과,
상기 구멍 위치 데이터 입력 수단으로 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터가 입력되고, 상기 코바 위치 검지 수단에 의해 검지된 렌즈 전면 및 후면의 코바 위치 데이터와 상기 소정 각도 (θ) 에 기초하여 마무리 가공 후에 예정되는 렌즈 후면의 코바 위치를 구하고, 그 구한 렌즈 후면의 코바 위치와 렌즈형 데이터의 코바 위치의 어긋남에 기초하여 상기 구멍 위치 데이터 입력 수단에 의해 입력된 렌즈 후면의 구멍 위치 데이터를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
6. 청구항 5 의 안경 렌즈 가공 장치의 코바 위치 검지 수단은 렌즈 위치 측정 유닛과 공통인 것을 특징으로 한다.
7. 청구항 1 의 안경 렌즈 가공 장치의 구멍 위치 데이터 입력 수단은 렌즈의 렌즈형 도형을 표시하는 디스플레이와, 렌즈 전면 기준인지 렌즈 후면 기준인지의 선택에 따라서 상기 디스플레이에 표시되는 렌즈형 도형의 좌우를 반전하여 표시하는 표시 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 은 본 발명과 관련되는 안경 렌즈 주연 가공 장치의 가공부의 개략 구성도이다.
베이스 (base : 170) 상에는 캐리지 (carriage : 101) 및 그 이동 기구를 포함하는 캐리지부 (100) 가 탑재되어 있다. 피가공 렌즈 (LE) 는 캐리지 (101) 에 회전할 수 있게 유지된 렌즈 척 (lens chuck : 102L 및 102R) 에 의해 유지 (협지) 되어 회전되고, 베이스 (170) 상에 고정된 숫돌 회전용 모터 (160) 에 의해 회전되는 숫돌 스핀들 (grindstone spindle : 161) 에 장착된 가공구인 숫돌 (162) 에 의해 연삭 가공된다. 본 실시양태의 숫돌 (162) 은 조가공 숫돌 (162a) 과, 경사 마무리 가공 및 플랫 마무리 가공 숫돌 (162b) 과, 경사 경면 가공 (bevel-polishing) 및 플랫 경면 가공 (flat-polishing) 숫돌 (162c) 과, 유리 렌즈용 조 가공 숫돌 (162d) 을 포함한다. 숫돌 (162a∼162d) 은 숫돌 스핀들 (161) 에 동축으로 장착되어 있다.
렌즈 척 (102L 및 102R) 은 그 중심축 (렌즈 (LE) 의 회전 중심축) 이 숫돌 스핀들 (161) 의 중심축 (숫돌 (162) 의 회전 중심축) 과 평행하게 되도록 캐리지 (101) 에 유지되어 있다. 캐리지 (101) 는 숫돌 스핀들 (161) 의 중심축 방향 (렌즈 척 (102L 및 102R) 의 중심축 방향) (X 축 방향) 으로 이동할 수 있고, 또한, X 축 방향으로 직교하는 방향 (렌즈 척 (102L 및 102R) 의 중심축과 숫돌 스핀들 (161) 의 중심축의 거리가 변화되는 방향) (Y 축 방향) 으로 이동할 수 있다.
캐리지 (101) 의 레프트 아암 (101L) 에는 렌즈 척 (102L) 이, 캐리지 (101) 의 라이트 아암 (101R) 에는 렌즈 척 (102R) 이, 회전할 수 있고 또한 동축으로 유지되어 있다. 라이트 아암 (101R) 에는 렌즈 유지 (협지) 용 모터 (110) 가 고정되어 있고, 모터 (110) 의 회전에 의해 렌즈 척 (102R) 이 그 중심축 방향으로 이동된다. 이로써, 렌즈 척 (102R) 이 렌즈 척 (102L) 에 다가가는 방향으로 이동되어, 렌즈 (LE) 가 렌즈 척 (102L 및 102R) 에 의해 유지 (협지) 된다. 또한, 레프트 아암 (101L) 에는 렌즈 회전용 모터 (120) 가 고정되어 있고, 모터 (120) 의 회전에 의해 렌즈 척 (102L 및 102R) 이 동기하여 회전되어, 유지 (협지) 된 렌즈 (LE) 가 회전된다.
베이스 (170) 상에 평행하게 고정된 X 축 방향으로 연장되는 가이드 샤프트 (103 및 104) 에는 이동 지지 기부 (140) 가 이동할 수 있게 지지되어 있다. 또한, 베이스 (170) 상에는 X 축 방향 이동용 모터 (145) 가 고정되어 있고, 모터 (145) 의 회전에 의해 지지 기부 (140) 가 X 축 방향으로 이동되고, 지지 기부 (140) 에 고정된 가이드 샤프트 (156 및 157) 에 지지된 캐리지 (101) 가 X 축 방향으로 이동된다.
지지 기부 (140) 에 평행하게 고정된 Y 축 방향으로 연장되는 가이드 샤프트 (156 및 157) 에는 캐리지 (101) 가 이동할 수 있게 지지되어 있다. 또한, 지지 기부 (140) 에는 Y 축 방향 이동용 모터 (150) 가 고정되어 있고, 모터 (150) 의 회전에 의해 캐리지 (101) 가 Y 축 방향으로 이동된다.
도 1 에 있어서, 장치 본체의 앞측에 모따기 기구부 (200) 가 배치되어 있다. 모따기 기구부 (200) 는 주지된 것이 사용되기 때문에, 설명은 생략한다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2006-239782호를 참조).
도 1 에 있어서, 캐리지 (101) 의 상방에는 렌즈 코바 위치 측정부 (렌즈면 위치 측정부 : 300F, 300R) 가 형성되어 있다. 도 2 는 렌즈 전면의 렌즈 코바 위치를 측정하는 측정부 (300F) 의 개략 구성도이다. 도 1 의 베이스 (170) 상에 고정 설치된 지지 기부 블럭 (300a) 에 장착 지지 기부 (301F) 가 고정되고, 장 착 지지 기부 (301F) 에 고정된 레일 (302F) 상을 슬라이더 (303F) 가 슬라이딩할 수 있게 장착되어 있다. 슬라이더 (303F) 에는 슬라이드 베이스 (310F) 가 고정되고, 슬라이드 베이스 (310F) 에는 측정자 아암 (304F) 이 고정되어 있다. 측정자 아암 (304F) 의 선단부에 L형의 핸드 (305F) 가 고정되고, 핸드 (305) 의 선단에 측정자 (306F) 가 고정되어 있다. 측정자 (306F) 는 렌즈 (LE) 의 앞측 굴절면에 접촉된다.
슬라이드 베이스 (310F) 의 하단부에는 락 (311F) 이 고정되어 있다. 락 (311F) 은 장착 지지 기부 (301F) 측에 고정된 엔코더 (313F) 의 피니언 (312F) 과 서로 맞물려 있다. 또, 모터 (316F) 의 회전은 기어 (315F), 아이들 기어 (314F), 피니언 (312F) 을 통하여 락 (311F) 에 전달되고, 슬라이드 베이스 (310F) 가 X 축 방향으로 이동된다. 렌즈 코바 위치 측정 중, 모터 (316F) 는 항상 일정한 힘으로 측정자 (306F) 를 렌즈 (LE) 에 바짝 대고 있다. 엔코더 (313F) 는 슬라이드 베이스 (310F) 의 X 축 방향의 이동 위치를 검지한다. 이 이동 위치의 정보, 렌즈 척 축 (102L, 102R) 의 회전 각도의 정보, Y 축 방향의 이동 정보에 의해 렌즈 (LE) 의 전면의 코바 위치 (렌즈 전면 위치도 포함한다) 가 측정된다.
렌즈 (LE) 의 후면의 코바 위치를 측정하는 측정부 (300R) 의 구성은 측정부 (300F) 와 좌우 대칭이므로, 도 2 에 도시한 측정부 (300F) 의 각 구성 요소에 붙인 부호 말미의 「F」 를 「R」로 바꾸어 붙이고 그 설명은 생략한다.
렌즈 코바 위치의 측정은 측정자 (306F) 가 렌즈 전면에 맞닿게 되고, 측정 자 (306R) 가 렌즈 후면에 맞닿게 된다. 이 상태에서 렌즈형 데이터에 기초하여 캐리지 (101) 가 Y 축 방향으로 이동되고, 렌즈 (LE) 가 회전됨으로써, 렌즈 주연 가공을 위한 렌즈 전면 및 렌즈 후면의 코바 위치가 동시에 측정된다. 구멍 가공이 설정되어 있을 때는 구멍 위치 데이터 입력에 기초하여 측정자 (306F, 306R) 가 각각 렌즈 전면 및 후면에 맞닿게 되어 구멍 위치에 있어서의 렌즈 전면 위치 및 렌즈 후면 위치가 측정된다.
도 1 에 있어서, 캐리지부 (100) 의 후방에는 구멍 가공ㆍ홈 형성 기구부 (400) 가 배치되어 있다. 도 3 은 기구부 (400) 의 개략 구성도이다. 기구부 (400) 의 베이스가 되는 고정판 (401) 은 도 1 의 베이스 (170) 에 세워 설치된 블럭 (도시를 생략한다) 에 고정되어 있다. 고정판 (401) 에는 Z 축방향 (XY 축 평면에 대해서 직교하는 방향) 으로 연장되는 레일 (402) 이 고정되고, 레일 (402) 을 따라 Z 축 이동 지지 기부 (404) 가 슬라이딩할 수 있게 장착되어 있다. 이동 지지 기부 (404) 는 모터 (405) 가 볼 나사 (406) 를 회전시킴으로써 Z 축방향으로 이동된다. 이동 지지 기부 (404) 에는 회전 지지 기부 (410) 가 회전할 수 있게 유지되어 있다. 회전 지지 기부 (410) 는 회전 전달 기구를 통하여 모터 (416) 에 의해 그 축 주위로 회전된다.
회전 지지 기부 (410) 의 선단부에는 회전부 (430) 가 장착되어 있다. 회전부 (430) 에는 회전 지지 기부 (410) 의 축방향으로 직교하는 회전축 (431) 이 회전할 수 있게 유지되어 있다. 회전축 (431) 의 일단에 구멍 가공 공구로서의 엔드밀 (435) 이 동축에 장착되고, 회전축 (431) 의 타단에 홈 형성 가공구로서의 홈 형성 커터 (436) 가 동축에 장착되어 있다. 회전축 (431) 은 회전부 (430) 및 회전 지지 기부 (410) 의 내부에 배치된 회전 전달 기구를 통하여, 이동 지지 기부 (404) 에 장착된 모터 (440) 에 의해 회전된다. 본 실시형태에서는 엔드밀 (435) 이 렌즈 전면으로 향해져 렌즈 전면측에서부터 구멍 가공하는 구성으로 되어 있다. 그러나, 이것에 한정되는 것이 아니고, 렌즈 후면측에서부터 구멍 가공하는 구성도 채용할 수 있다.
상기의 캐리지부 (100), 렌즈 코바 위치 측정부 (300F, 300R), 구멍 가공ㆍ홈 형성 기구부 (400) 의 구성은 기본적으로 US6790124 (일본 공개특허공보 2003-145328호) 에 기재된 것을 사용할 수 있으므로 상세한 것은 생략한다.
도 4 는 안경 렌즈 주연 가공 장치의 제어 블럭도이다. 제어부 (50) 에 안경테 형상 측정부 (2) (US5333412 (일본 공개특허공보 평4-93164호) 등에 기재된 것을 사용할 수 있다), 터치 패널식의 표시 수단 및 입력 수단으로서의 디스플레이 (5), 스위치부 (7), 메모리 (51), 캐리지부 (100), 모따기 기구부 (200), 렌즈 코바 위치 측정부 (300F, 300R), 구멍 가공ㆍ홈 형성 기구부 (400) 등이 접속되어 있다. 장치에 대한 입력 신호는 디스플레이 (5) 의 표시에 대해서, 터치 펜 (또는 손가락) 의 접촉에 의해 입력할 수 있다. 제어부 (50) 는 디스플레이 (5) 가 갖는 터치 패널 기능에 의해 입력 신호를 받아 디스플레이 (5) 의 도형 및 정보의 표시를 제어한다. 또, 제어부 (50) 에는 렌즈 (LE) 의 주연 가공시에 렌즈의 가공면에 연삭수를 공급하는 연삭수 공급 수단 (53) 이 접속되어 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 장치의 동작을 설명한다. 여기에서는 구멍 형 성 가공을 중심으로 설명한다. 투 포인트라 불리는 무테 프레임의 경우, 형판 또는 데모 렌즈로부터 렌즈형을 얻을 수 있다. 안경테 형상 측정부 (2) 에 얻어진 렌즈형 데이터는 스위치부 (7) 를 누름으로써 메모리 (51) 에 기억된다. 디스플레이 (5) 에는 렌즈형 도형 (FT) 이 표시되어 가공 조건을 입력할 수 있는 상태가 된다. 투 포인트 프레임의 렌즈형은 사전에 메모리 (51) 에 기억되어 있는 것을 불러 내어 사용할 수도 있다.
조작자는 소정의 버튼키 (501, 502, 503) 등을 조작하여 프레임 중심간 거리 (FPD 값), 착용자의 동공간 거리 (PD 값), 렌즈형의 기하 중심에 대한 광학 중심의 높이 등의 레이아웃 데이터를 입력할 수 있는 상태로 된다 (도 4 참조).
또, 가공 조건은 버튼키 (510, 511, 512, 513, 514) 를 조작하여 설정할 수 있다. 버튼키 (510) 에 의해 렌즈의 재질 (플라스틱, 폴리카보네이트 등) 을 선택할 수 있다. 버튼키 (511) 에 의해 안경테의 종류로서 메탈, 셀, 나이롤, 투 포인트를 선택할 수 있다. 버튼키 (513) 에 의해 모따기의 여부와, 모따기를 하는 경우에는 추가로 모따기의 크기를 선택할 수 있다. 버튼키 (514) 에 의해 경면 가공의 여부를 선택할 수 있다.
도 4 의 입력 화면에 있어서, 버튼키 (511) 에 의해 투 포인트를 선택하면, 렌즈 주연의 가공 모드로서 플랫 가공 모드가 설정됨과 함께 구멍 가공 모드가 설정된다. 구멍 가공 모드에 있어서는 버튼키 (512) 를 눌러 표시되는 구멍 편집 화면에 의해 구멍 가공에 관한 데이터를 입력할 수 있다.
도 5a 는 구멍 편집 화면의 예이다. 디스플레이 (5) 의 화면 상부에는 입력된 렌즈형 데이터에 기초하여 렌즈형 도형 (FT) 이 표시되고, 또 구멍 위치 데이터 입력에 기초하여 렌즈형 도형 (FT) 의 도형 내에 구멍 (H01, H03) 이 표시된다. 화면 하부에는 구멍 데이터 입력에 사용하는 각종 입력키가 표시된다. 입력키 중에는 렌즈 전면을 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력하거나, 렌즈 후면을 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력하는 것을 선택하는 선택키 (560) 가 준비되어 있다. 도 5a 의 예는 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터 입력을 선택한 경우로서, 디스플레이 (5) 상의 렌즈형 도형 (FT) 은 버튼키 (560) 에 의한 선택 신호에 기초하여 좌안용 렌즈의 렌즈형을 후면에서 본 도형으로서 표시된다.
화면 상부에는 템플레이트 아이콘군 (540) 이 표시되어 있다. 아이콘군 (540) 에는 미리 패턴화된 무테 프레임용의 고정 구멍의 타입이 몇 가지 정도 준비되어 있다. 예를 들어, 아이콘 (541) 은 1 개 구멍 (단일 구멍) 타입의 템플레이트이고, 아이콘 (542) 는 노치와 단일 구멍을 조합한 템플레이트이다. 아이콘 (543) 은 가로 방향으로 2 개 나열된 2 개 구멍의 템플레이트이고, 아이콘 (544) 은 2 개의 구멍이 세로 방향으로 나열된 템플레이트이다. 아이콘 (545, 546) 은 각각 가로 방향, 세로 방향이 긴 구멍인 템플레이트이다. 아이콘 (547a, 547b, 547c) 은 얼레가 있는 단일 구멍의 템플레이트이다.
여기에서, 아이콘 (547a, 547b, 547c) 은 각각 관통 구멍의 구멍 직경, 얼레 구멍의 구멍 직경 및 구멍 깊이 데이터를 미리 작업자측에서 설정 등록을 할 수 있다. 작업자는 빈번하게 이용하는 나사나 와셔 (상세한 것은 후술한다) 의 사이즈에 따라, 상기 데이터를 아이콘 (547a∼547c) 에 대응시켜 설정해 둘 수 있다. 이로써, 얼레가 있는 단일 구멍을 가공할 때에, 관통 구멍의 구멍 직경, 얼레 구멍의 구멍 직경 및 구멍 깊이 데이터를 입력 또는 변경하는 시간을 생략할 수 있다.
<렌즈 전면 기준에 의한 구멍 가공>
처음으로, 표면 고정 프레임에 장착되는 렌즈를 구멍 가공하기 위해, 렌즈 전면을 기준으로 하여 구멍 위치 데이터를 입력하여 구멍 가공하는 경우을 설명한다. 선택키 (560) 에 의해 렌즈 전면을 기준으로 하여 구멍 위치 데이터를 입력하는 방법 (렌즈 전면 기준) 을 선택하면, 그 선택 신호에 기초하여 디스플레이 (5) 상의 렌즈형 도형 (FT) 은 렌즈형을 렌즈 전면에서 본 형상으로서 표시된다. 즉, 도 5a 의 예에 대해서, 렌즈형 도형 (FT) 이 좌우 반전되어 표시된다.
여기에서, 1 개 구멍의 갑옷 타입의 표면 고정 프레임에 장착되는 렌즈에 구멍 가공하는 것으로 한다. 이 경우, 아이콘 (541) 을 터치 펜으로 선택한 후, 렌즈형 도형 (FT) 상의 원하는 위치에 드래그하면, 구멍의 도형 (도 5a 의 예의 H01, H03) 이 설정된다. 그리고, 각 구멍 위치 좌표를 조정할 때에는 구멍 번호 또는 그룹을 버튼키 (531) 로 지정한 후, x 축 좌표 데이터란 (532a) 및 y 축 좌표 데이터란 (532b) 의 값을 변경함으로써, 렌즈형 중심 (FC) 에 대한 위치를 각각 변경할 수 있다. 구멍 위치의 좌표는 키 (561) 에 의해 좌표의 기준 설정을 선택함으로써, 렌즈의 엣지로부터의 거리로서도 입력할 수 있다. 렌즈 전면의 구멍 위치 데이터로서의 x 축 좌표 데이터 및 y 축 좌표 데이터는 무테 프레임의 설계 데이터 또는 데모 렌즈 (DLE) 의 구멍 위치로부터 얻을 수 있다.
구멍 직경은 입력란 (533) 에 의해 입력할 수 있다. 얼레 가공을 실시하는 경우에는 구멍 깊이를 입력한다. 구멍 깊이 값은 입력란 (534) 에 의해 입력할 수 있다. 각 입력란을 누르면 숫자 패드가 표시되므로 이것에 의해 수치를 입력할 수 있다.
구멍 각도의 설정에 대해서는 구멍 각도 설정 모드의 선택 버튼키 (535) 를 누르면, 도 5b 에 나타내는 바와 같은 구멍 각도 설정 모드의 선택 메뉴 (550) 가 팝업 표시된다. 도 5b 에 있어서, 전면 오토 버튼 (552) 을 선택하면, 렌즈 전면의 구멍 위치의 표면에 수직 (법선 방향) 으로 구멍 각도가 자동적으로 설정되는 모드로 된다. 후면 오토 버튼 (553) 을 선택하면, 렌즈 후면의 구멍 위치의 표면에 수직 (법선 방향) 으로 구멍 각도가 자동적으로 설정되는 모드로 된다. 단순 경사 버튼 (554) 을 선택하면, 척 축을 향하는 방향의 각도를 임의로 설정할 수 있는 모드로 된다. 이 경우, 각도 표시란 (536b) 에 직접 각도를 입력하여 설정할 수 있다. 0˚은 척 축과 평행하게 설정된다. 복합 경사 버튼 (555) 을 선택하면, x 축 (가로) 방향과 y 축 (세로) 방향의 기울기 각도를 각각 임의로 설정할 수 있는 모드로 되고, x 축 (가로) 방향과 y 축 (세로) 방향을 입력할 수 있는 표시란이 표시된다.
전면 오토 버튼 (552) 에 의해, 렌즈 전면의 구멍 위치의 표면에 수직으로 구멍을 형성하는 경우를 설명한다. 작업자는 렌즈 (LE) 를 렌즈 척 축 (102R, 102L) 에 의해 척킹한다. 가공이 스타트되면, 처음에 제어부 (50) 에 의해 코바 위치 측정부 (300F, 300R) 가 구동되어 렌즈형 형상에 기초하여 렌즈 전면 및 렌즈 후면의 코바 위치가 측정된다. 또, 렌즈 전면에 수직으로 구멍 가공하는 모드에 있어서는 렌즈 전면 기준으로 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여 도 6a 에 나타내는 바와 같이, 렌즈 전면의 구멍 위치의 점 (P1) 과 그것보다 소정 거리 (0.5㎜) 만큼 외측의 점 (P2) (점 (P1) 의 근방의 점) 의 2 지점이 측정부 (300F) 에 의해 측정되어 렌즈 척 축방향의 구멍 위치가 각각 검지된다. 그리고, 점 (P1 과 P2) 을 연결하는 선 (Sf) 에 의해 렌즈 표면의 경사각이 구해지고, 선 (Sf) 이 구해지면, 여기에 수직인 법선 방향 (Tf) 과, 렌즈 척 축방향이 이루는 각도 (α2) (도 6a 를 참조) 가 구해진다. 이로써, 렌즈 표면에 수직인 구멍 각도가 설정된다.
렌즈의 코바 위치 측정이 종료되면, 렌즈 (LE) 의 주연이 렌즈형 데이터에 기초하여 조숫돌 (162a) 에 의해 조가공된 후, 마무리용 숫돌 (162b) 에 의해 플랫 마무리 가공된다. 계속해서, 기구부 (400) 에 의한 구멍 가공으로 이행된다. 제어부 (50) 는 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 먼저 구해진 구멍 각도 (α2) 에 기초하여 엔드밀 (435) 의 회전축을 기울인다. 또, 렌즈 척 축과 엔드밀 (435) 의 회전축을 포함하는 평면에 구멍 위치가 위치하도록, 구멍 위치 데이터에 기초하여 렌즈 (LE) 를 회전시킨다. 그리고, 구멍 위치 (P1) 에 엔드밀 (435) 의 선단이 위치된 후, 캐리지 (101) 의 XY 방향의 구동에 의해 렌즈 (LE) 가 각도 (α2) 방향으로 이동된다. 이로써, 렌즈 표면의 구멍 위치 (P1) 를 통과하는 각도 (α2) 방향으로 구멍 가공이 실시된다. 구멍 각도가 임의의 방향으로 설정되었을 때는 그 각도에 기초하여 엔드밀 (435) 의 회전축이 기울여지고, 구멍 위치 (P1) 를 통과하도록 설정된 각도에 기초하여 렌즈 (LE) 가 이동되어 동일하게 구멍 가공이 이루어진다.
<렌즈 후면 기준에 의한 구멍 가공>
이면 고정 프레임에 장착되는 렌즈를 구멍 가공하기 위해서, 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터를 입력하여 구멍 가공하는 동작에 대해서, 렌즈 전면 기준에 대한 차이점을 중심으로 설명한다.
선택키 (560) 에 의해 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터의 입력 방법 (렌즈 후면 기준) 을 선택한다. 그 선택 신호에 기초하여, 디스플레이 (5) 상의 렌즈형 도형 (FT) 은 도 5a 의 예와 같이, 렌즈형을 렌즈 후면에서 본 형상으로서 표시된다. 구멍 위치 데이터 입력은 먼저 설명한 렌즈 전면 기준의 경우와 동일하게 입력할 수 있다. 렌즈 후면의 구멍 위치 데이터 (도 5a 의 xy 축 좌표 데이터) 는 무테 프레임의 설계 데이터 또는 데모 렌즈 (DLE) 의 구멍 위치로부터 얻을 수 있다. 데모 렌즈의 구멍 위치 데이터의 취득은 주지된 측정기로 렌즈 후면의 구멍 위치를 측정하여 얻는다. 또, 렌즈 테이블 상에 놓여진 데모 렌즈의 후면측을 CCD 등의 촬상 카메라로 촬상하여 렌즈의 렌즈형 중심에 대한 구멍 위치를 측정함으로써 얻을 수도 있다.
렌즈 후면의 구멍 위치 데이터 입력시에, 렌즈형 도형 (FT) 이 렌즈 후면에서 본 형상으로서 표시되어 있기 때문에, 렌즈 전면측에서의 구멍 위치와 혼동되지 않고, 렌즈 후면에 대한 구멍 위치의 관계를 파악하기 쉬워 적절히 입력할 수 있다. 또, 구멍 각도의 설정에 있어서는 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 구멍 각 도 설정 모드의 선택 메뉴 (550) 중에서 원하는 것을 선택할 수 있다.
렌즈 후면 기준의 구멍 위치 지정 (구멍 위치 데이터 입력) 에 있어서, 전면 오토 버튼 (552) 에 의해 렌즈 전면의 구멍 위치의 표면에 수직 (법선 방향) 으로 구멍 각도를 설정하는 경우를 설명한다. 버튼 (552) 을 선택하면, 도 5a 와 같이, 선택 버튼키 (535) 의 옆에는 렌즈 전면의 커브값을 입력하는 란 (536a) 과, 렌즈 전면의 커브값을 입력함으로써 연산되는 구멍 각도 (렌즈 척 축을 향하는 방향의 각도) 가 표시란 (536b) 에 표시된다. 피가공 렌즈 전면의 커브는 커브계에 의해 측정하여 얻을 수 있다.
피가공 렌즈의 전면의 커브값을 입력하고 렌즈 전면 커브에 따른 구멍 각도의 설정에 대해서 설명한다. 도 7 은 렌즈 후면측에서 코바면에 걸쳐 회전 멈춤의 맞닿음부를 갖는 1 개 구멍의 갑옷 타입의 무테 프레임 (이면 고정 프레임) 에 있어서, 데모 렌즈 (DLE) 가 장착된 상태의 이어측 부분 단면도이다. 1 개 구멍의 갑옷 타입의 이면 고정 프레임에 있어서는 1 개의 나사 (602) 를 이용하여 이면 고정 프레임의 연결 부재로서의 지부 (갑옷) (604) 가 데모 렌즈 (DLE) 에 형성된 구멍에 고정된다. 또, 지부 (604) 로부터 착용자에 대해서 전방으로 만곡된 맞닿음부 (606) 가 데모 렌즈 (DLE) 의 단면 (코바면) 에 맞닿도록 고정되어 있다. 그리고, 맞닿음부 (606) 로부터 템플 (610) 이 연장되어 있다. 맞닿음부 (606) 가 데모 렌즈 (DLE) 의 단면에 맞닿음으로써, 지부 (604) 로부터 템플 (610) 의 프레임의 회전 멈치로 된다. 노우즈측 부분의 브릿지 (도시는 생략한다) 도, 동일하게 지부 (604) 에 상당하는 연결 부재와 맞닿음부를 구비하고, 나사 에 의해 데모 렌즈 (DLE) 에 형성된 구멍에 고정된다.
도 7 에 있어서, 데모 렌즈 (DLE) 에는 렌즈형 중심 (FC) 으로부터 거리 (W) 의 위치 (P1) 에서, 렌즈 (DLE) 전면에 수직인 방향의 법선 (L1) 의 방향으로 구멍이 형성되고, 나사 (602) 에 의해 고정되어 있는 것으로 한다. 데모 렌즈 (DLE) 의 표면 커브는 예를 들어, 커브값 (C) 이 4 커브인 것이 장착되어 있는 것으로 한다. 통상적으로 렌즈 전면의 표면에 수직 (법선 방향) 으로 구멍을 형성하면, 나사 (602) 의 렌즈 전면에 대한 맞닿음 상태가 안정되기 쉬워지므로, 데모 렌즈에서는 렌즈 전면에 대해서 수직인 방향 (법선 방향) 으로 구멍이 형성되어 있는 경우가 많다. 또한, 관례적으로, 렌즈 커브를 표현하는 커브값은 523 을 커브의 반경(㎜) 으로 나눈 수치로 나타내는 것이다.
도 8 은 렌즈 후면 기준의 구멍 위치 지정에 있어서, 렌즈 전면에 수직인 방향의 구멍 각도를 설정하는 방법을 설명하는 도면이다. 또한, 도 8 상의 x 축, y 축은 설명의 편의상 축으로서, 도 1 의 장치 구성의 X 축, Y 축, 도 5a 의 x 축, y 축과는 상이한 것으로서 사용한다. 도 8 에 있어서, 렌즈 전면 커브 (LEf) 의 곡률 중심을 중심점 (O) 으로 하고, 또한 렌즈형 중심 (FC) 을 x 축에 위치시키고 있다. x 축은 척 축 (102L, 102R) 과 일치되어 있는 것으로 한다. 렌즈 후면측의 점 (A) 는 렌즈 후면을 기준으로 하여 지정된 구멍 위치를 나타낸다. 점 (B) 는 점 (A) 을 통과하고, 또한 x 축으로 평행한 방향에 있어서의 렌즈 전면 (LEf) 측의 위치를 나타내고 있다.
우선, 중심점 (O) 의 결정에 대해서 설명한다. 커브값 입력란 (536a) 에 의해 입력된 렌즈 전면의 커브값에 의해, 전면 커브의 반경 (r) (523 을 커브값으로 나눈 값) 이 제어부 (50) 에 의해 구해진다. 척 축인 x 축상의 렌즈 전면 위치는 이미 알려져 있기 때문에, 렌즈 전면측 렌즈형 중심 (FCf) 의 위치도 이미 알려져 있다. 렌즈 전면측 렌즈형 중심 (FCf) 으로부터 점 (O) 까지의 거리는 렌즈 전면 커브의 반경 (r) 이기 때문에, 이로써 x 축상의 점 (O) 의 위치가 구해진다.
또, x 축 방향 (즉, 렌즈 (LE) 가 렌즈 척 축 (102L, 102R) 에 의해 유지되는 방향) 의 점 (A 및 B) 의 위치는 측정부 (300R) 가 갖는 측정자 (306R) 및 측정부 (300F) 가 갖는 측정자 (306F) 의 맞닿음에 의해 각각 검지된다. 측정부 (300R, 300F), 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여 제어부 (50) 에 의해 구동된다.
도 8 에 있어서, 점 (A) 에서 점 (B) 까지를 거리 (W1), 점 (B) 와 전면측 렌즈형 중심 (FCf) 까지의 x 축 방향의 차이를 거리 (Mf), 점 (O) 에서 점 (A) (또는 점 (B)) 까지의 y 축 방향의 차이를 H (이것은 구멍 위치 데이터로부터 구해진다) 로 하면, 점 (A) 의 좌표는 x 축 및 y 축의 위치의 순서로 (r-W1-Mf, H) 로 된다. 또, 점 (B) 의 좌표는 (r-Mf, H) 로 된다.
또, 렌즈 전면 (LEf) 에 관해서는 이하의 조건식 (식 1) 이 성립된다.
Figure 112008008700579-pat00001
또한, 점 (O) 및 점 (A) 을 통과하는 직선 (T650) 에 대해서, x 축 방향에 대한 y 축 방향의 증가 계수 (기울기) 를 S 로 두면, 이하의 관계식 (식 2) 가 성립된다.
Figure 112008008700579-pat00002
이 (식 2) 에 점 (A) (r-W1-Mf, H) 을 대입하면, S 가 구해지고, 구해진 S 를 (식 2) 에 대입하면, 이하의 관계식 (식 3) 으로 정리된다.
Figure 112008008700579-pat00003
그리고, (식 1) 및 (식 3) 으로 이루어지는 연립 방정식을 풂으로써, 직선 (T650) 과 렌즈 전면 (LEf) 의 교점 (D) 의 위치가 구해진다. 점 (D) 은 점 (A) 을 통과하고, 또한 렌즈 전면 (LEf) 에 대해서 수직으로 구멍 형성을 실시하는 경우, 렌즈 전면 (LEf) 측의 위치를 의미한다. 그리고, 렌즈 후면의 구멍 위치인 점 (A) 을 통과하고, 또한 렌즈 전면 (LEf) 에 거의 수직인 방향의 구멍 각도 (α3 ) 는 직선 (T650) 의 관계식 (식 3) 에 의해 구해진다.
또, 실제의 구멍 가공에 있어서는 렌즈 전면의 x 축 방향의 구멍 위치를 보다 정확하게 얻기 위해서, 점 (D) 의 y 축 위치를 기초로 측정부 (300F) 에 의한 렌즈 전면의 코바 위치 측정을 실시하는 것이 바람직하다. 특히, 얼레 구멍 (652) 이 설정된 경우에는 점 (D) 의 위치는 입력란 (534) 에서 설정되는 구멍 깊 이 (d652) 의 기준으로 된다. 렌즈 전면의 x 축 방향의 구멍 위치가 보다 정확하게 얻어짐으로써, 얼레 가공으로 지정된 구멍 깊이 (렌즈 전면에 수직 방향의 구멍 깊이) 를 고정밀도로 확보할 수 있다.
또, 구멍 가공시의 렌즈 (LE) 에 대한 엔드밀 (435) 의 이동 속도는 엔드밀 (435) 의 선단이 렌즈 전면에 도달할 때까지의 이동 속도에 대하여 늦어진다. 이것은 구멍 가공시에 렌즈 (LE) 에 대해서 엔드밀 (435) 의 전진과 후퇴를 반복하여 절삭 부스러기를 밖으로 배출하도록 동작되기 때문이다. 반대로, 항상 엔드밀 (435) 의 구멍 방향에 대한 이동 속도를 가공시와 동일하게 하면, 가공 개시부터 가공 종료까지의 시간이 대폭 길어져 불리하다.
또한, 렌즈 전면에 수직인 구멍 각도에 대해서는 전면 커브값을 입력하지 않아도 다음과 같이하여 구해도 된다. 즉, 도 9 와 같이, 렌즈 전면 (LEf) 에 있어서 렌즈 후면 기준으로 입력된 구멍 위치점 (A) 에 거의 대향하는 점 (B1) 의 위치에서 외측 근방의 복수 위치 (Bn (B2,B3,B4…)) 에 대해서 측정부 (300F) 에 의한 측정을 실행하여 각 측정점의 2 점간을 연결하는 직선을 구함으로써 렌즈 전면 (LEf) 의 경사각 (Sfn (Sf1, Sf2,…)) 을 얻는다. 측정은 예를 들어, 0.5㎜ 간격의 작은 간격으로 한다. 그리고, 작은 간격마다 경사각 (Sfn) 으로부터 각각 수직선 (Tfn (Tf1, Tf2,…)) 을 구한다. 각각의 수직선 (Tfn) 중, 2 점간의 범위로 평행 이동시켜, 렌즈 후면의 구멍 위치인 점 (A) 을 통과하는 직선 (T650) 을 구한다. 이로써, 렌즈 전면에 거의 수직인 방향의 구멍 각도 (α3) 가 설정된다. 또, 렌즈 전면의 구멍 위치는 직선 (T650) 이 통과하는 렌즈 전면의 2 점 간을 연결하는 직선과 직선 (T650) 의 교점 (D) 을 연산함으로써 얻을 수 있다.
이 방법에 의하면, 렌즈 전면의 측정점이 증가함으로써 다소의 시간이 걸리지만, 전면 커브값을 사용하는 경우에 비하여, 렌즈 전면에 수직인 구멍 각도 (α3) 를 보다 정확하게 설정할 수 있고 동시에 렌즈 전면을 통과하는 구멍 위치 (D) 도 보다 정확하게 얻을 수 있다.
구멍 가공 동작을 설명한다. 처음에, 제어부 (50) 에 의해 측정부 (300F, 300R) 가 구동되고 렌즈 후면 기준으로 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여, 렌즈 후면의 점 (A) 및 렌즈 전면의 점 (B) 이 측정되고, 상기와 같이 렌즈 후면의 구멍 위치 (A) 를 통과하여 렌즈 전면에 수직인 방향의 각도 (α3) 가 설정된다. 렌즈 위치 측정이 종료되면, 렌즈 (LE) 의 주연이 조가공된 후, 플랫 마무리 가공된다. 계속해서 렌즈 후면 기준으로 입력된 구멍 위치 (도 8 및 도 9 의 점 (A)) 를 통과하도록, 상기에서 설정된 구멍 각도 (α3) 로 엔드밀 (435) 의 회전축이 기울어지고 캐리지 (101) 의 XY 방향의 구동에 의해 렌즈 (LE) 가 각도 (α3 ) 방향에서 엔드밀 (435) 을 향해 이동된다. 이로써, 렌즈 후면의 구멍 위치 (도 8 및 도 9 의 점 (A)) 를 통과하는 각도 (α3 ) 방향으로 구멍 가공이 실시된다. 또한, 구멍 가공은 렌즈 주연의 가공전에 실시해도 된다.
구멍 가공시에 엔드밀 (435) 의 선단이 렌즈 전면 위치인 점 (D) 에 도달할 때까지 렌즈 (LE) 는 빠른 속도로 이동된다. 엔드밀 (435) 의 선단이 렌즈 전면 위치에 도달한 후에는 가공 부스러기를 배출하기 위해서 엔드밀 (435) 이 전진과 후퇴를 반복하면서 진행되도록 렌즈 (LE) 의 이동 속도가 늦어진다. 이로 써, 구멍 가공 정밀도가 확보되면서 가공 시간이 단축된다.
다음으로, 마무리 숫돌 (162b) 의 플랫 마무리면이 척 축에 대해서 평행하지 않고, 플랫 마무리 가공 후의 렌즈 주연면 (코바) 이 경사를 갖도록 가공되는 구성 에 있어서 렌즈 후면 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력하여 구멍 가공하는 경우를 설명한다.
도 10a 에 있어서, 마무리 숫돌 (162b) 의 플랫 마무리면이 척 축 (X 축) 에 대해 각도 (θ1) 만큼 경사져 있음으로써, 플랫 마무리 가공 후의 렌즈 (LE) 의 코바 (LEe) 도 각도 (θ1) 만큼 경사지게 가공된다. 일반적으로, 렌즈 전면의 외양을 양호하게 하기 위해서 렌즈 전면의 코바 위치 (LEef) 보다 렌즈 후면의 코바 위치 (LEer) 가 내측에 위치하도록, 각도 (θ1) 가 설정되어 있다. θ1 은 예를 들어 2.5˚이다.
도 10b 는 플랫 마무리 가공 후의 렌즈 (LE) 의 단면도이다. 이면 고정 프레임에 있어서, 데모 렌즈의 렌즈 후면의 코바 위치로부터 렌즈 후면측의 구멍 위치 (P3) 까지의 거리가 xh 인 것으로 한다. 렌즈형 중심으로부터의 거리로서 입력된 경우에는 렌즈형 데이터로부터 그 거리를 뺌으로써 거리 (xh) 가 구해진다. 또한, 데모 렌즈의 코바는 각도 (θ1) 를 갖지 않고, x 축으로 평행하게 형성되어 있는 것으로 한다. 렌즈형 데이터는 렌즈 전면 형상이므로, 렌즈 전면의 코바 위치 (LEef) 를 기준으로 한 구멍 위치인 채로 구멍 가공해 버리면, 이면 고정 프레임의 지부 (604) 와 마무리 가공 후의 렌즈 후면의 코바 위치 (LEer) 사이에 간극 (Δxcor) 이 발생되어 버린다. 이 경우, 지부 (604) 의 렌즈 후면 (LEr) 및 렌즈 코바 (LEer) 에 대한 맞닿음 상태가 불안정해져 프레임의 회전 멈춤이 되지 않는다.
그래서, 렌즈 후면 기준의 구멍 위치 데이터가 입력되었을 때 (여기에서는 렌즈 코바로부터의 거리 (xh) 로 하고 있다), 렌즈 후면의 구멍 위치 (P3) 를 간극 (Δxcor) 만큼 내측에 보정한 구멍 위치 (P5) 에서 구멍 가공한다.
간극 (Δxcor) 의 보정을 설명한다. 우선, 렌즈형 형상 데이터에 기초하여 측정부 (300F, 300R) 의 측정에 의해, 렌즈 전면의 코바 위치 (LEef) 및 렌즈 후면의 제 1 코바 위치 (LEer1) 를 얻는다. 또, 렌즈 후면에 대해서는 렌즈형 형상에 대해서 거리 (δ) (0.5㎜) 만큼 외측 또는 내측을 측정하여 제 2 코바 위치 (LEer2) 를 얻는다. 이 2 점간을 연결하는 직선과 x 축이 이루는 각도 (θ2) 를 근사적으로 렌즈 후면 (LEr) 의 경사각으로 한다. 경사각 (θ2 ) 은 제 1 코바 위치 (LEer1) 와 제 2 코바 위치 (LEer2) 로부터 구해진다.
또, 제 1 코바 위치 (LEer1) 를 통과하며 x 축으로 평행한 직선을 L21 로 하고, 코바 (LEer) 에서 직선 (L21) 으로 그은 수직선을 L23 으로 한다. 이 수직선 (L23) 과 직선 (L21) 교점을 점 (N1) 으로 한다. 렌즈 코바 (LEef) 로부터 렌즈 코바 (LEer1) 까지의 거리를 W2, 점 (N1) 으로부터 렌즈 코바 (LEer1) 까지의 거리를 x1 로 하면, 이하의 관계식 (식 4) 와 (식 5) 로 정리된다.
Figure 112008008700579-pat00004
Figure 112008008700579-pat00005
다음으로, (식 4) 와 (식 5) 를 Δxcor 에 대해서 풀면, 이하의 관계식 (식 6) 으로 정리된다.
Figure 112008008700579-pat00006
거리 (W2) 는 렌즈 전면 및 후면의 코바 위치 측정에 의해 얻어지기 때문에, 상기에 의해 Δxcor 가 구해진다. 즉, 마무리 가공 후에 예정되는 렌즈 후면의 코바 위치 (LEer) 가 구해진다. 이로써, 입력된 구멍 위치 (P3) 에 대해서 Δxcor 만큼 내측으로 이동한 위치 (P5) 가 구해진다.
다음으로, 후면 오토 버튼 (553) 에 의해, 렌즈 후면의 구멍 위치의 표면에 수직인 방향 (법선 방향) 으로 구멍을 가공하는 경우를 간단하게 설명한다. 이 가공 모드가 선택되면, 도 8 에 있어서의 렌즈 후면의 구멍 위치의 점 (A) 과 그것보다 소정 거리 (0.5㎜) 만큼 외측의 점 (도시를 생략한다) 의 2 지점이 측정부 (300R) 에 의해 측정되어 렌즈 척 축방향의 구멍 위치가 각각 검지된다. 그리고, 이 2 점을 연결하는 선분에 의해, 구멍 위치인 점 (A) 에 있어서의 렌즈 후면의 경사각이 근사적으로 구해지고, 렌즈 후면의 경사각이 구해지면, 여기에 수직인 각도 (α4) (도시를 생략한다) 가 제어부 (50) 에 의해 설정된다.
구멍 가공시에는 각도 (α4) 에 따라서 엔드밀 (435) 의 회전축이 기울어지 고 엔드밀 (435) 의 선단이 렌즈 후면의 구멍 위치인 점 (A) 을 통과하도록, 캐리지 (101) 의 XY 방향의 구동에 의해 렌즈 (LE) 가 각도 (α4) 방향으로 이동된다. 이로써 렌즈 후면 기준의 구멍 위치 입력으로 렌즈 후면에 수직인 방향으로 구멍 가공이 실시된다.
이면 고정 프레임의 구멍을 가공하기 위해서, 렌즈 후면 기준에서 구멍 위치를 입력하지만, 구멍 각도 방향을 렌즈 전면에 수직 또는 렌즈 후면에 수직 중 어느 쪽으로 할지는 렌즈 (LE) 가 마이너스 렌즈인지 플러스 렌즈인지에 따라 구분하여 사용하면 된다. 데모 렌즈는 통상적으로 렌즈의 두께는 일정하며 이면 고정 프레임의 지부가 렌즈 후면을 따라 장착되어 있다. 마이너스 렌즈의 경우, 렌즈 도수에 따라 렌즈 후면의 커브가 바뀌고, 렌즈 전면의 커브는 데모 렌즈의 렌즈 전면의 커브에 대해서 변동이 적다. 이 때문에, 마이너스 렌즈의 경우에는 렌즈 전면에 수직인 방향으로 구멍 각도를 설정함으로써, 데모 렌즈가 장착되어 있던 이면 고정 프레임의 템플의 개방 각도의 조정이 적어도 된다. 반대로, 플러스 렌즈의 경우, 렌즈 도수에 따라 렌즈 전면의 커브가 바뀌고, 렌즈 후면의 커브는 데모 렌즈의 후면 커브에 대해서 변동이 적다. 이 때문에, 플러스 렌즈의 경우에는 렌즈 후면에 수직인 방향으로 구멍 각도를 설정함으로써 이면 고정 프레임의 템플의 개방 각도의 조정이 적어도 된다.
다음으로, 이면 고정 프레임에 있어서, 데모 렌즈의 후면 커브와 렌즈 (LE) 의 후면 커브가 크게 상이한 경우에 대해서, 바람직한 보정 방법을 설명한다. 이면 고정 프레임에 있어서 도 11a 의 데모 렌즈에 대해서, 도 11b 의 렌즈 (LE) 의 후면 커브가 크게 상이한 경우, 이면 고정 프레임 (600) 을 척 축방향으로 평행 이동한 상태에서 장착함으로써, 템플 (610) 의 개방 각도의 조정이 적어도 된다. 도 11b 의 장착에 있어서는 렌즈 후면과 이면 고정 프레임의 지부 (604) 사이의 간극에는 조정 와셔를 넣음으로써 안정적으로 이면 고정 프레임을 장착할 수 있다. 그러나, 데모 렌즈의 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 (I1) (렌즈 코바로부터의 거리 (H1), 또는 렌즈형 중심으로부터의 거리 (H3)) 인 채로 구멍 가공해 버리면, 지부 (604) 가 갖는 나사 구멍 (H604) 의 중심과의 어긋남이 커진다. 이 대응을 도 12 에 의해 설명한다.
도 12 에 있어서, 모식적으로 렌즈 후면 (LEr) 의 곡률 중심을 점 (O) 로 잡고, 또한 렌즈형 중심 (FC) 을 y 축 상에 위치시키고 있다. 또한, 도 12 에 있어서의 x 축, y 축은 설명의 편의상의 축이며, 도 8 의 x 축, y 축과는 기준을 달리하고 있다. y 축은 척 축 (102L, 102R) 과 일치되어 있는 것으로 한다. 렌즈 후면 기준의 구멍 위치 (I1) 데이터 입력에 의해, 렌즈 후면 (LEr) 상의 점 (J1) 의 y 축 방향의 위치가 측정부 (300R) 의 측정에 의해 검지된다. y 축 상의 렌즈 후면 위치는 렌즈 척 축 (102R) 의 선단의 이동에 의해 이미 알려져 있으므로, y 축 상의 렌즈 후면 위치에 대한 점 (J1) 의 y 축 방향의 거리 (Mr3) 가 구해진다. 또, 렌즈 후면 (LEr) 의 커브 반경을 rp3 으로 두면, 이하의 (식 7) 이 성립된다. H3 은 점 (J1) 의 x 축 방향의 거리로서 구멍 위치 (I1) 의 입력에 의해 부여된다.
Figure 112008008700579-pat00007
반경 (rp3) 은 렌즈 후면을 커브계로 측정하여 입력해도 된다. 또, 렌즈 후면 (LEr) 상의 궤적에는 이하의 (식 8) 의 관계가 성립된다.
Figure 112008008700579-pat00008
또, 렌즈 후면 (LEr) 의 마무리 가공 후에 예정되는 코바 위치를 점 (L1) 으로 한다. 여기에서는 설명을 간단하게 하기 위해서, 렌즈 (LE) 의 단면은 렌즈 척 축 (y 축) 과 평행하게 가공되어 있는 것으로 한다. 점 (L1) 의 y 축 방향의 값은 렌즈형 데이터에 기초하는 측정부 (300R) 의 측정에 의해 얻을 수 있다. 또, 데모 렌즈의 렌즈 후면의 커브 반경을 rd3, y 축으로부터의 점 (L1) 까지의 거리를 W3, 점 (L1) 을 통과하는 데모 렌즈 후면 (DLEr) 의 반경 (rd3) 의 중심을 점 (A3) 로 하여 그 y 축의 값을 a3 으로 하면, 데모 렌즈 후면 (DLEr) 의 궤적은 이하의 (식 9) 의 관계가 성립된다.
Figure 112008008700579-pat00009
rd3 은 데모 렌즈의 렌즈 후면을 커브계로 측정하여 입력되는 값이다. a3 의 값은 rd3 이 부여되고, 점 (L1) 의 x 의 값, 즉 W3 를 (식 8) 에 대입하여 구해진 점 (L1) 의 y 좌표를 (식 9) 에 대입함으로써 구해진다. 구해진 식을 (식 10) 으로서 기재한다.
Figure 112008008700579-pat00010
구멍 형성 가공을 실시하는 궤적이 되는 직선 (702) 은 지부 (604) 가 갖는 나사 구멍 (H604) 의 중심인 점 (I1) 을 통과하고, 그 구멍 각도는 렌즈 척 축에 대해서 각도 (α4) 의 방향에 있다. 각도 (α4) 는 임의의 각도로서 미리 입력되는 값, 또는 렌즈 전면의 법선 방향으로서 설정되는 값이다. 이 때, 직선 (702) 은 x 축 방향에 대한 y 축 방향의 증가 계수를 b3 으로 두면, 이하의 관계식 (식 11) 으로서 정리된다.
Figure 112008008700579-pat00011
또, 좌표 (I1) 는 (식 10) 에 x=H3 를 대입함으로써 산출된다. 그리고, 증가 계수 (b3) 는 tan(π/2-α4) 로 표시할 수 있다. 또, 좌표 (I1) 를 (식 11) 에 대입함으로써, (식 11) 의 y 축 절편 (C3) 이 산출된다. 산출된 Y 축 절편 (C3) 을 (식 11) 에 대입하여 정리하여 (식 12) 로 기재한다.
Figure 112008008700579-pat00012
그리고, (식 12) 와 (식 8) 의 연립 방정식을 풂으로써, 렌즈 후면 (LEr) 과 직선 (702) 이 교차하는 점 (M) 의 위치 좌표가 구해진다. 이 점 (M) 이 렌즈 후면의 구멍 위치로서 설정되고, 점 (J1) 과 점 (M) 의 편차량 (AH) 은 양자의 차로서 구해진다. 구멍 가공은 점 (M) 을 통과하고, 각도 (α4) 를 이루는 방향으로 실시된다.
렌즈 후면 기준의 구멍 위치 데이터 입력이 선택되었을 때에는 제어부 (50) 는 상기의 방법에 의해, 입력된 구멍 위치 데이터를 점 (M) 의 위치에 보정 연산한다. 이로써, 지부 (604) 가 갖는 나사 구멍 (H604) 과 렌즈 후면의 구멍 위치의 어긋남이 보정되어 이면 고정 프레임을 장착할 때에, 템플 (610) 의 개방 각도의 조정을 적게 할 수 있어 조정이 용이해진다.
또한, 도 10a, 도 10b 에 나타내는 바와 같이, 플랫 마무리 가공 후의 렌즈 (LE) 의 코바 단면이 각도 (θ1) 만큼 경사져 가공되는 경우에는 앞의 설명과 동일하게, 간극 (Δxcor) 에 기초하여 구멍 위치를 보정하는 것이 바람직하다. 또, 렌즈 후면 (LEr) 의 커브 반경 (rp3) 에 대해서는 렌즈 후면의 경사를 하rh, 도 9 와 동일하게, 측정부 (300R) 에 의한 렌즈 후면의 복수 위치의 측정 결과를 기초로 구하는 방법도 가능하다. 이러한 점에서 분명한 바와 같이, 측정이나 검지의 방법은 실시예의 경우에 한정되지 않고, 당업자에게 알려져 있는 방법이나 간략하게 한 여러 가지의 방법을 채용할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 가공 장치의 개략 구성도이다.
도 2 는 렌즈 코바 위치 측정부의 개략 구성도이다.
도 3 은 구멍 가공ㆍ홈 형성 기구부의 개략 구성도이다.
도 4 는 제어 블럭도이다.
도 5a ∼ 도 5b 는 구멍 편집 화면의 도면이다.
도 6a ∼ 도 6b 는 렌즈 전면에 대해서 수직으로 구멍을 형성하는 설명을 하는 도면이다.
도 7 은 이면 고정 프레임의 부분 단면도이다.
도 8 은 구멍 위치를 후면 기준으로 설정하고, 전면에 수직인 방향으로부터의 구멍 형성을 설명하는 도면이다.
도 9 는 구멍 위치를 후면 기준으로 설정하고, 전면에 수직인 방향으로부터의 구멍 형성에 대해서 다른 연산을 설명하는 도면이다.
도 10a ∼ 도 10b 는 렌즈 코바가 경사를 갖도록 가공되는 경우를 설명하는 도면이다.
도 11a ∼ 도 11b 는 데모 렌즈와 피가공 렌즈의 후면 커브가 크게 상이한 문제점을 설명하는 도면이다.
도 12 는 데모 렌즈와 피가공 렌즈의 후면 커브가 크게 상이한 경우의 연산을 설명하는 도면이다.

Claims (7)

  1. 안경 렌즈의 주연을 가공하는 안경 렌즈 가공 장치로서,
    렌즈의 전면측에서부터 구멍 가공할지 후면측에서부터 구멍 가공할지 미리 정해져 있는 구멍 가공구와,
    구멍 가공구의 가공축을 렌즈 척 축에 대해서 임의의 각도로 경사시키는 경사 유닛과,
    렌즈면에 대한 구멍 위치 데이터를 입력하는 구멍 위치 데이터 입력 수단으로서, 렌즈 전면을 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력할지, 렌즈 후면을 기준으로 구멍 위치 데이터를 입력할지를 선택하는 선택 수단을 포함하는 구멍 위치 데이터 입력 수단과 ,
    렌즈에 가공할 구멍의 각도를 설정하기 위해 구성된 구멍 각도 설정 수단과,
    측정자를 렌즈 전면 및/또는 렌즈 후면에 맞닿음시켜 렌즈 척 축방향의 렌즈면의 위치를 측정하는 렌즈 위치 측정 유닛과,
    구멍 위치를 입력하는 기준면이 구멍 가공구의 가공 개시면일 때에는 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 가공 개시면측의 렌즈면을 측정하고, 구멍 가공 데이터를 구하고, 또 구멍 위치를 입력하는 기준면이 구멍 가공구의 가공 개시면이 아닐 때에는 입력된 구멍 위치 데이터에 기초하여 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 가공 개시면측이 아닌 렌즈면을 측정하고, 측정된 렌즈면의 구멍 위치를 통과하고, 또한 설정된 구멍 각도에 기초하여 구멍 가공 데이터를 구하는 연산 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 안경 렌즈 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    안경 렌즈 가공 장치는
    상기 구멍 가공구는 렌즈의 전면측에서부터 가공하도록 배치되어 있고,
    상기 구멍 각도 설정 수단은 렌즈 전면의 법선 방향으로 구멍의 각도를 설정할지 선택하는 선택 수단을 포함하고,
    상기 구멍 위치 데이터 입력 수단으로 렌즈 전면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터가 입력되고, 구멍 각도 설정 수단으로 구멍의 각도가 렌즈 전면의 법선 방향으로 설정되었을 때에는
    상기 연산 제어부는 상기 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 렌즈 전면의 구멍 위치에서의 경사각을 구하고, 그 경사각에 기초하여 법선 방향을 구하는 것을 특징으로 하는 안경 렌즈 가공 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    안경 렌즈 가공 장치는, 추가로 안경 렌즈의 전면 커브를 입력하는 입력 수단을 갖고,
    상기 구멍 가공구는 렌즈의 전면측에서부터 가공하도록 배치되고,
    상기 구멍 각도 설정 수단은 렌즈 전면의 법선 방향으로 구멍의 각도를 설정할지 선택하는 선택 수단을 포함하고,
    상기 구멍 위치 데이터 입력 수단으로 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터가 입력되고, 구멍 각도 설정 수단으로 구멍의 각도가 렌즈 전면의 법선 방향으로 설정되었을 때에는
    상기 연산 제어부는 상기 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 렌즈 후면의 구멍 위치 및 렌즈 후면의 구멍 위치와 동일 직경의 렌즈 전면의 위치를 구하고, 그 렌즈 전면의 위치 및 전면 커브에 기초하여 법선 방향 및 렌즈 전면의 가공 개시 위치를 구하는 것을 특징으로 하는 안경 렌즈 가공 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    안경 렌즈 가공 장치는
    상기 구멍 가공구는 렌즈의 전면측에서부터 가공하도록 배치되고,
    상기 구멍 각도 설정 수단은 렌즈 전면의 법선 방향으로 구멍의 각도를 설정할지 선택하는 선택 수단을 포함하고,
    상기 구멍 위치 데이터 입력 수단으로 렌즈 후면을 기준으로 한 구멍 위치 데이터가 입력되고, 구멍 각도 설정 수단으로 구멍의 각도가 렌즈 전면의 법선 방향으로 설정되었을 때에는
    상기 연산 제어부는 상기 렌즈 위치 측정 유닛에 의해 렌즈 후면의 구멍 위치를 구하고, 또한 가공 중심으로부터 그 렌즈 후면의 구멍 위치보다 먼 적어도 2 점의 렌즈 전면의 위치 데이터에 기초하여 법선 방향의 각도를 얻는 것을 특징으로 하는 안경 렌즈 가공 장치.
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