KR20110040774A - 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법 - Google Patents

Abstract

가공을 행하는 때의 가공공구의 과잉의 부하를 경감함과 동시에, 전구체 렌즈의 테두리가 떨어져 나가지 아니하면서 또한 테두리 두께를 충분히 유지시키면서도 안경테 렌즈로 가공하였을 때의 두께가 얇은 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법을 제공하는 것이다.
안경테 렌즈로 가공되는 원형의 외형 형상을 가지는 전구체 렌즈의 제조방법으로서, 가공 데이터의 입력 공정에 있어서 안경테 렌즈의 형상을 특정하기 위한 데이터를 입력하고, 그 가공 데이터에 기초하여 재료블록을 가공하여 전구체 렌즈를 제작한다. 그 때에 제작되는 전구체 렌즈를 포위하는 타원 형상의 가상 안경테를 상정하고, 그 범위까지는 가공 데이터에 기초하여 가공하고, 가상 안경테의 바깥쪽에 있어서는 사그양을 변화시켜 전구체 렌즈의 테두리 두께를 확보하도록 한다.

Description

안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING A PRECURSOR LENS FOR A RIM-SHAPED LENS}

본 발명은 안경테 렌즈를 얻기 위하여 제작되는 소위 「둥근 렌즈」라고 호칭되는 전구체(Precursor)렌즈의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 렌즈 메이커에서는 거래처인 안경점으로부터 유저(착용자)의 안경렌즈에 관한 처방 데이터(주문 데이터)를 입수하고, 그 처방 데이터에 의거하여 「둥근 렌즈」라고 호칭 되는 전구체 렌즈를 제작하여 안경점에 공급한다.

안경점에서는 유저가 선택한 프레임에 맞추어 전구체 렌즈의 주위를 잘라내서 안경테 렌즈를 얻는다(단, 이 안경테 렌즈로의 가공까지도 렌즈 메이커 측에서 행하는 경우도 있다).

이와 같이 전구체 렌즈로부터 안경테 렌즈만을 남기고 주위를 잘라내는 기술은 주지이지만 그 일례로서 특허문헌 1을 개시한다.

여기에서, 「안경테 렌즈」란 안경 프레임의 내부 형상에 대응시킨 프레임 장착이 가능한 형상으로까지 전구체 렌즈를 가공한 렌즈를 말한다. 또한, 「둥근 렌즈」란 취급함에 있어서 원형 혹은 타원형의 외형 형상으로 성형된 것으로부터 호칭되기에 이른 전구체 렌즈의 통칭이다.

종래에는 전구체 렌즈(둥근 렌즈)의 렌즈면 전체가 안경테 렌즈에 설정된 가공 데이터에 의거하여 가공되고 있다.

특허문헌

특허문헌 1 : 일본국 특개 2006-267316호 공보

기본적으로 안경테 렌즈는 안경 프레임에의 장착에 지장이 없는 한 테두리 두께는 얇은 쪽이 바람직하다. 예를 들면 플러스 렌즈에서는 중심 두께가 테두리 두께보다도 두꺼워지도록 테두리 두께를 얇게 설정함으로써 중심 두께를 얇게 하여 가볍고 보기에 좋은 안경테 렌즈를 얻을 수 있다. 그러나, 상기와 같이 안경테 렌즈는 그 제조공정에 있어서 먼저 전구체 렌즈를 제작해야만 되기 때문에, 안경테 렌즈의 가장자리 부분의 두께를 너무 얇게 설정하면 그것보다도 바깥쪽에 존재하는 주위부분이 떨어져 나가 버려서 전구체 렌즈의 원형 혹은 타원형의 외형 형상을 유지할 수 없는 케이스가 발생해 버리는 경우가 있다. 혹은 원형 혹은 타원형이 유지되더라도 테두리 인접 부분의 두께가 매우 얇게 형성되어 버리는 케이스가 발생해 버리는 경우가 있다.

이러한 전구체 렌즈의 테두리의 떨어져 나감, 혹은 얇아짐은 전구체 렌즈의 가공에 있어서 이하와 같은 몇 가지 장해의 원인으로 된다.

(1) 예를 들면, 전구체 렌즈는 볼록면 가공 후의 새미피니시라고 호칭되는 전구체 렌즈와 같은 직경의 재료블록을 절삭가공하여 제작하는 것이지만, 일반적으로 가공면으로는 반대쪽의 볼록면만으로 재료 블록을 흡착고정하지 않으면 안된다. 따라서, 고정장치의 흡착체는 고정력을 올리기 위해 렌즈면을 넓게 덮는 것으로 된다. 그 때문에 전구체 렌즈의 테두리가 떨어져 나가게 되면 흡착체가 가공면쪽에 노출되어 버리는 경우가 있었다. 따라서 절삭가공시에 절삭공구가 흡착체에 접촉하여 손상을 받을 가능성이 있었다.

(2) 상기의 절삭공구와 흡착체와의 접촉을 줄이기 위하여 흡착체의 재료 블록을 덮는 면적을 적게 한 경우에는 절삭시의 응력에 의해 렌즈가 휘어져 버려 가공 정밀도가 저하되어 버리는 가능성이 있었다.

(3) 전구체 렌즈의 테두리가 너무 얇으면 절삭시의 응력에 의해 렌즈가 휘어질 뿐만 아니라, 깨져 버리는 경우도 있었다. 또한, 가공시뿐만 아니라 운반 등의 작업에 있어서도 매우 얇으면 = 깨져 버릴 가능성이 있다. 그 경우에는 그 깨진 파편에 의해 렌즈면이 손상되어 버리는 경우가 있었다.

(4) 절삭가공 후의 하드 코팅(hard-coating)액에로의 침지공정에서 전구체 렌즈의 테두리가 깨져 있으면 그 부분에 코팅액이 체류해 버리는, 액체방울의 원인으로 되어 버린다. 또한, 렌즈의 깨진 파편이 코팅액에 섞이면 침지시에 렌즈면에 파편이 첩부되어 제품불량으로 되어 버릴 가능성이 있다.

이러한 제문제가 있었기 때문에, 종래에는 고객의 렌즈를 얇게 하고 싶다고 하는 강한 요망이 없는 한 전구체 렌즈의 테두리가 떨어져 나가도록 매우 얇아져 버리는 일은 극력 피해서, 테두리의 두께를 확보하여 전구체 렌즈를 제작하도록 하고 있다. 그러나, 그것으로는 무겁고 보기에 나쁜 안경테 렌즈를 제작하는 것이 되고 마는 것이다. 그 때문에, 전구체 렌즈의 테두리가 떨어져 나가지 않으면서 또한 테두리 두께를 충분히 유지하면서도 안경테 렌즈로 가공했을 경우의 두께가 얇아지도록 된 전구체 렌즈가 구해지고 있다.

그리고, 이러한 제문제를 해결하기 위하여 본 출원인은 2007년 2월 7일자로 일본국에 특허출원(특허원 2007-27430호)을 하였다.

이 출원에서는 전구체 렌즈의 테두리 두께가 설계된 안경테 렌즈의 가공 데이터에 의거하면 떨어져 버리거나 매우 얇아져 버리는 것과 같은 경우에 안경테 렌즈 부분의 주위 부분에 대하여 전구체 렌즈의 테두리 두께가 소정 두께이상으로 되도록 가공 데이터를 수정하면서 가공한다고 하는 것이다. 이것에 의하여 상기 각 과제는 해결되는 것으로 된다.

그러나, 안경테 렌즈의 아주 바깥 테두리 위치로부터 이러한 수정을 실행한 경우에는 안경테 렌즈의 형상에 따라서는 가공장치에 과잉의 부하가 걸려 버리는 경우가 있다. 예를 들면, 도 13에 나타낸 바와 같은 안경테 렌즈 형상을 가지는 전구체 렌즈에 있어서 화살표(P)로 나타내는 곡선의 급격한 부분은 횡방향과 종방향의 형상 변화가 집중되는 부분이기 때문에 렌즈면의 형상의 변화가 크고(주위의 형상에 비하여 산 형상 혹은 계곡 형상으로 된다). 이 장소를 통과하는 가공공구에 걸리는 진퇴시의 가속도가 커져서 가공공구나 NC 선반 장치의 기구에 과잉의 부하가 걸려 버리는 일 등이 상정된다.

그 때문에, 그러한 큰 가속도를 발생시키지 않도록 하는 개량이 요구되고 있다.

본 발명은, 이러한 종래의 기술에 존재하는 문제점에 착안하여 된 것이다. 그 제 1 목적은 전구체 렌즈의 테두리가 떨어져 나가지 않으면서 또한 테두리 두께를 충분히 유지시키면서도 안경테 렌즈로 가공했을 때의 두께가 얇은 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법을 제공하는 것이며, 제 2 목적은 그러한 가공을 행할 경우의 가공공구의 과잉의 부하를 경감시킨 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 청구항 1의 발명에서는, 소정의 안경 프레임에 대응하도록 그 둘레 테두리를 삭제하는 것으로 안경테 렌즈로 가공되는 원형 혹은 타원형의 외형 형상을 가지며, 또한 유저의 처방에 대응한 회전 비대칭의 렌즈 특성이 부여된 전구체 렌즈의 제조방법으로서, 적어도 상기 안경테 렌즈의 형상을 특정하기 위한 데이터를 입력하는 가공 데이터 입력 공정과, 상기 안경테 렌즈의 가공 데이터에 의거한 가공수단에 의해 재료 블록을 가공하여 상기 전구체 렌즈를 제작하는 전구체 렌즈 제작공정을 구비하며, 상기 안경테 렌즈의 프레임 형상의 상부 및 하부에 소정 간격을 두고 좌우방향으로 연장 형성되는 경계선을 상정하고, 이 경계선에 이르기까지 상기 가공 데이터를 반영시켜 가공함과 동시에 이 경계선보다도 바깥쪽에 대해서는 제작한 상기 전구체 렌즈의 테두리 두께가 소정 두께 이상을 확보할 수 있도록 가공 데이터를 수정하여 가공하도록 한 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 2의 발명에서는, 청구항 1의 발명의 구성에 더하여, 상기 위 경계선 및 상기 아래 경계선은 각각 하기 (가) 또는 (나)에 의해 정의되는 곡선의 일부로서 렌즈 중심을 끼고 대향하는 위치에 있는 가상적인 곡선인 것을 그 요지로 한다.

(가) 단독의 타원 또는 원

(나) 하나 또는 복수의 타원, 원 및 쌍곡선으로부터 선택되는 복수의 곡선의 일부를 접속이 원활하게 되도록 조합한 바깥쪽으로 볼록인 자기 교차 하지 않는 폐곡선 형상

또한, 청구항 3의 발명에서는, 청구항 1의 발명의 구성에 더하여, 위아래의 상기 경계선의 적어도 한쪽은 좌우방향으로 연장 형성되는 직선인 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 4의 발명에서는, 청구항 1 내지 3의 어느 한 항의 발명의 구성에 더하여, 위아래의 상기 경계선은 상기 안경테 렌즈의 프레임 형상에 외접하는 접점 혹은 근접하는 근접점을 가지는 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 5의 발명에서는, 청구항 1 내지 4의 어느 한 항의 발명의 구성에 더하여, 상기 재료 블록에는 소정의 볼록면 혹은 오목면 가공면이 미리 형성되며,

상기 전구체 렌즈 제작 공정에 있어서는 볼록면 혹은 오목면 가공면의 어느 쪽인가의 면에 대하여 상기 가공수단에 의해 가공을 행하도록 한 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 6의 발명에서는, 청구항 1 내지 5의 어느 한 항의 발명의 구성에 더하여, 상기 전구체 렌즈 제작 공정에 있어서 가공하는 면은 렌즈의 내면쪽인 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 7의 발명에서는, 청구항 6의 발명의 구성에 더하여, 상기 가공 데이터의 수정으로는 렌즈 중심영역을 지나는 렌즈 단면에서의 렌즈의 내면쪽 곡선에 대하여 상기 경계선보다도 바깥쪽 영역에서 안쪽 영역으로 설정한 곡선 보다도 깊은 곡선으로 설정한 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 8의 발명에서는, 청구항 7의 발명의 구성에 더하여, 상기 경계선보다도 바깥쪽 영역에서 안쪽 영역으로 설정한 곡선보다도 깊은 곡선으로 설정한다라는 것은, 바깥쪽 영역에 있어서 가공 데이터의 수정을 하지 않는 경우의 곡선과 비교하여 가공 데이터의 수정을 한 경우의 곡선이 보다 깊은 곡선으로 되는 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 9의 발명에서는, 청구항 7 및 8의 발명의 구성에 더하여, 상기 각 경계선의 바깥쪽 영역에는 각각 제 2 경계선이 상정되며, 상기 경계선의 바깥쪽 영역에 설정된 깊은 곡선은 상기 제 2 경계선보다도 바깥쪽에서 얕아지는 방향으로 수정되는 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 10의 발명에서는, 청구항 9의 발명의 구성에 더하여, 상기 제 2 경계선보다도 바깥쪽에서 수정된 상기 전구체 렌즈의 테두리 가까운 단면 현상은 볼록 형상으로 되는 것을 그 요지로 한다.

또한, 청구항 11의 발명에서는, 청구항 1 내지 10의 어느 한 항의 발명의 구성에 더하여, 상기 전구체 렌즈 제작공정에 있어서 가공되는 상기 안경테 렌즈 부분의 주위부분에 대해서는 적어도 같이 안경테 렌즈 부분에 인접하는 영역이 모든 방향에서 연속적인 것을 그 요지로 한다.

상기와 같은 구성에 있어서는, 전구체 렌즈를 제조하기 위하여 가공 데이터 입력 공정에서 유저의 처방에 대응한 안경테 렌즈의 형상을 특정하기 위한 가공 데이터를 입력한다. 이 가공 데이터는 최종적으로 가공되는 안경테 렌즈의 프레임 형상 데이터, 테두리 두께 데이터를 사용하는 것이 계산상 본 발명에서는 유리하지만, 이들에 한정되지 않고 예를 들면, 렌즈 중심 두께, 전구체 렌즈의 렌즈 테두리 두께, 렌즈 곡선, 누진대 길이, 가입도수, 동자간 거리, 구면도수, 난시도수, 난시 축의 방향 등의 각 데이터를 사용하는 것도 가능한다.

메이커측에서는 이들 가공 데이터에 기초하여 전구체 렌즈 제작공정에 있어서 가공수단에 의해 재료 블록을 가공하여 전구체 렌즈를 제작해 간다. 가공수단으로는 절삭공구나 연삭공구 등의 가공공구를 구비한 예를 들어 NC 선반 장치와 같이 가공 데이터에 기초하여 가공공구를 제어하는 것이 가능한 수단이다.

이 경우에 프레임 형상의 상부 및 하부에 소정 간격을 두고 대략 수평 방향으로 연장 형성되는 경계선을 상정한다. 그리고, 이 경계선에 이르기까지는 가공 데이터를 반영시켜 가공한다. 그리고, 경계선보다도 바깥쪽에 대해서는 전구체 렌즈의 테두리 두께가 소정 두께이상을 확보할 수 있도록 가공 데이터를 수정하여 가공한다. 즉, 프레임 형상(안경테 렌즈 형상)의 주위에 가공 데이터 대로의 영역을 형성하면서 그 바깥쪽에 가공 데이터와는 다른 변형된 부분을 형성한다고 하는 가공 방법이다. 위아래의 경계선은 전구체 렌즈의 기하중심으로부터 등거리에 존재할 필요는 반드시는 없다. 또한, 평행일 필요도 없다. 단, 가능한 한 프레임 형상의 외곽에 가까운 쪽이 경계선보다도 바깥쪽의 급격한 형상변화를 수반하지 아니 하므로 바람직하다.

이것에 의하여, 먼저 안경테 렌즈 부분의 테두리 두께가 얇아지도록 가공하더라도, 전구체 렌즈의 테두리 두께는 소정 이상의 두께를 유지할 수 있기 때문에, 전구체 렌즈의 테두리가 떨어져 나가거나 가공에 견디지 못할 정도로 얇아져 버리는 일이 없다.

다음에 안경테 렌즈의 형상 여하에 관계없이 경계선에 이르기까지 가공 데이터를 반영시켜 가공할 수 있으며, 그것보다도 바깥쪽에 대해서는 좌우방향으로 연장 형성된 경계선을 경계로 하여 사그(Sag)양을 변경해도 좋고, 경계선 위치에서는 렌즈면의 형상의 변화가 그만큼 크지는 않기 때문에 렌즈면을 가공할 때에 가공공구나 NC 선반의 기구에 과잉의 부하가 걸려 버리는 일은 없다. 한편, 상기에 있어서 「좌우방향」이란 렌즈의 귀쪽으로부터 코쪽을 향하는 방향을 말한다.

이러한 공정으로 제조되는 전구체 렌즈는, 누진 굴절력 렌즈와 같이 회전 비대칭의 렌즈 특성이 부여된 전구체 렌즈이며 특히 중심 두께가 테두리 두께보다도 두껍게 되는 플러스 렌즈에서 보편적으로 이용될 수 있는 기술이지만, 마이너스 렌즈이더라도 프리즘 양이 큰 렌즈나 가입도가 큰 누진 굴절력 렌즈에서는 이용 가능하다.

또한, 위아래의 상기 경계선의 선 형상은 특히 한정되는 것은 아니지만, 단독의 타원 또는 원, 혹은 하나 또는 복수의 타원, 원 및 쌍곡선으로부터 선택되는 복수의 곡선의 일부를 접속이 원활하게 되도록 조합한 바깥쪽으로 볼록인 자기 교차하지 않는 폐곡선 형상인 것이 바람직하다. 경계선을 이들 가상형상의 일부라고 생각하는 것으로 프레임 형상에 가까운 만곡도의 경계선을 설정할 경우의 계산이 용이하게 된다. 이들 가상형상이 전구체 렌즈의 좌우방향으로 불거져 나오는 경우에는 전구체 내에 존재하는 곡선 부분이 경계선으로 된다. 한편, 「자기교차 하지 않는」이란 예를 들면 수자 8과 같은 도형 중에 교차부분을 포함하는 것을 제외하는 의미이다.

「하나 또는 복수의 타원, 원 및 쌍곡선으로부터 선택되는 복수의 곡선의 일부를 접속이 원활하게 되도록 조합한 바깥쪽으로 볼록인 자기교차 하지 않는 폐곡선」이라는 것은 예를 들면 도 14의 (a)와 같은 가상폐곡선(D)가 생각될 수 있다. 이 가상 폐곡선(D)는 4종의 타원을 ¼씩 연결하여 구성되어 있다. 이것은 예를 들면 다음과 같이 작성된다. 렌즈의 기하중심(O)와 일치하고 안경테 렌즈 형상을 포위하는 소정의 긴 직경과 짧은 직경의 타원을 상정한다 [도 14의 (b)]. 그리고 기하중심(O)를 지나는 긴 직경 방향과 일치하는 직선 (L1)에서 그 타원의 위반분을 짧은 직경을 작게 한 타원으로 변경한다[도 14의 (c)]. 또한 기하중심(O)을 지나는 짧은 직경 방향과 일치하는 직선(L2)에서 우반분을 긴 직경을 작게 한 타원으로 변경하는 것으로 얻어진다. 가상 폐곡선을 작성하기 위하여 사용되는 곡선은 이론적으로는 몇 개를 조합시켜도 좋지만, 형상이 복잡화되기 때문에 4종 정도의 곡선으로 멈추는 것이 바람직하다. 이러한 가상폐곡선은 특히 프리즘 처방이 있는 렌즈를 제작하는 경우에 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 복수의 타원, 원 및 쌍곡선에 의하여 바깥쪽으로 볼록인 자기교차 하지 않는 폐곡선을 작성하면 안경테 렌즈의 형상에 보다 대응한 손실 없는 형상을 설정하는 것이 가능하다.

한편, 이러한 가상형상은 반드시 전구체 렌즈의 외형 형상보다 안쪽이며 안경테 렌즈의 프레임 형상의 귀쪽과 코쪽을 통과하는 것이 요구되는 것은 아니다. 즉, 도 15의 (a)와 같이 가상 형상은 전구체 렌즈로부터 불거져 나오더라도 도 15의 (b)와 같이 불거져 나오지 않더라도 관계없는 것이다.

또한, 위아래의 경계선은 좌우방향으로 연장 형성되는 직선이어도 좋다. 위아래의 경계선은 완전한 수평선이어도 그렇지 않아도 좋고, 서로 평행이어도 평행이 아니어도 좋다.

또한, 위아래의 경계선은 안경테 렌즈의 프레임 형상에 외접하는 접점 혹은 근접하는 근접점을 가지는 것이 바람직하다. 이것도 상기와 마찬가지 프레임 형상으로부터 경계선까지의 영역을 쓸데없이 넓게 하는 일이 없어지기 때문이다. 또한, 프레임 형상에 접하는 일 없이 근접시키는 것에 의하여 가공 여유를 주는 것이 가능하게 된다.

여기에서, 전구체 렌즈를 제작하기 위한 기초로 되는 재료 블록에는 소정의 볼록면 혹은 오목면 가공면이 형성되고, 상기 전구체 렌즈 제작공정에 있어서는 볼록면 혹은 오목면 가공면의 어느쪽인가의 면쪽에 가공을 실시하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 전구체 렌즈 제작공정에 있어서는 재료 블록의 바깥면(물체)쪽의 면이나 내면(안구)쪽의 면의 한쪽만에 가공을 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같이 미리 렌즈면으로서 가공된 면은 아닌 그 면에 가공수단을 대향시켜 가공하는 것으로서 가공공정이 간략화된다. 가공하는 면은 렌즈의 내면쪽인 것이 바람직하다.

렌즈의 내면쪽을 가공하여 가공 데이터를 수정하는 경우에는 렌즈 중심영역을 지나는 렌즈 단면에서의 렌즈의 내면쪽 곡선에 대하여 경계선보다도 바깥쪽 영역에서 안쪽 영역으로 설정된 곡선보다도 깊은 곡선으로 설정하는 것으로 된다. 보다 구체적으로는 가공 데이터의 수정을 하지 않고 설정한 곡선과 비교하여 바깥쪽 영역에서 가공 데이터의 수정을 한 곡선이 보다 깊은 곡선으로 되도록 한다. 렌즈 중심영역이란 반드시 렌즈의 기하중심이나 피팅 포인트(fitting point)와 같은 구체적인 점이 아니어도 렌즈의 직경 방향의 단면 형상이 특정될 수 있는 것과 같은 것이라면 관계없다는 의미이다.

이 경우에 제작되는 전구체 렌즈의 테두리까지 전체 곡선을 깊게 설정하기보다도 상기 경계선보다도 바깥쪽 위치에 각각 상정한 제 2 경계선에 있어서 얕아지는 방향으로 수정하도록 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 일단 깊게 한 곡선을 서서히 원래대로 되돌리거나(즉 안쪽영역에 설정한 곡선의 각도 정도로 한다), 테두리가 떨어져 나가거나 지나치게 얇아지거나 하지 않는 정도로 역의 곡선(즉 볼록형상으로 한다)으로 하는 것이 고려될 수 있다. 각 제 2경계선의 선형상도 특히 한정되는 것은 아니지만, 단독의 타원 또는 원, 혹은 하나 또는 복수의 타원, 원 및 쌍곡선으로부터 선택되는 복수의 곡선의 일부를 접속이 원활하게 되도록 조합한 바깥쪽으로 볼록인 자기교차 하지 않는 폐곡선 형상인 것이 바람직하다. 또한, 각 제 2 경계선은 좌우방향으로 연장형성되는 직선이어도 좋다. 위아래의 경계선은 완전한 수평선이어도 그렇지 않아도 좋고, 서로 평행이어도 평행이 아니어도 좋다.

이것에 의하여 테두리가 쓸데없이 두꺼워지는 것이 억제되며, 더욱이 가공수단의 공구의 재료블록 면에로의 맞닿는 위치가 불일정하게 되기 어렵게 되어 가공수단으로 가공을 실행시키는 경우에 보다 정확하게 가공시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 전구체 렌즈 제작공정에 있어서 가공되는 안경테 렌즈 부분의 주위 부분에 대해서는 적어도 안경테 렌즈 부분에 인접하는 영역이 모든 방향에서 연속적인 것이 바람직하다. 즉 안경테 렌즈 부분은 그 주위부분과 단차나 각진 형상등은 되지 않고 매끄럽게 접속되며, 게다가 주위부분의 안경테 렌즈 부분에 인접하는 영역 전체도 단차나 각이 될 수 있는 것과 같은 일이 없이 매끄러운 것이 바람직하다. 그러기 위해서는 가공 데이터에 기초하여 가공되는 사그양에 부가되는 주위 부분의 적어도 안경테 렌즈 부분에 인접하는 영역에로의 수정량은 2차 이상의 함수로 표시될 필요가 있다.

상기 각 청구항의 발명에서는, 안경테 렌즈 부분의 테두리 두께를 어떻게 얇게 가공하였다 해도, 전구체 렌즈의 테두리 두께 자체는 소정이상의 두께를 유지할 수 있으므로, 전구체 렌즈의 테두리가 떨어져 나가서 가공에 견디지 못할 정도로 얇아져 버리는 일이 없다. 그때문에 종래와 같이 안경테 렌즈를 충분히 얇게 하기 위하여 테두리가 떨어져 나갈 만큼 극단적으로 얇은 전구체 렌즈를 제조하기도 하고, 반대로 전구체 렌즈의 충분한 테두리 두께를 확보하기 위하여 안경테 렌즈가 매우 두꺼운 것이 되기도 하는 일이 없다.

더우기, 안경테 렌즈의 위아래 위치에 좌우방향으로 연장 형성되는 경계선을 형성하고, 경계선까지를 가공 데이터 대로 가공하는 영역으로 하고, 그 바깥쪽에 가공 데이터와는 다른 변형된 부분을 설치하도록 하였기 때문에, 경계선 위치에서의 렌즈면의 형상변화가 크게는 되지 않으므로 렌즈면을 가공하는 경우에 가공수단을 구성하는 부재에 과잉의 부하가 걸려 버리는 일은 없다.

도 1은 본 발명의 각 실시예에 사용되는 재료블록의 단면 형상을 설명하기 위한 직경위치에서의 단면도.
도 2는 실시예 1에서의 둘레 방향의 형상 데이터의 입수 방법을 설명하는 설명도.
도 3은 실시예 1에서의 안경테 렌즈의 단면 방향의 형상 데이터의 입수방법을 설명하는 설명도.
도 4는 전구체 렌즈에서의 실시예 1과 비교예의 각종 데이터 수치를 설명하는 설명도.
도 5는 실시예 1에서의 경계선의 바깥쪽에 부여되는 사그양의 특성 그래프.
도 6의 (a) 및 (b)는 가공수단으로서의 NC 밀링머신에서 재료블록을 가공할 때의 프라이스(Milling cutter)의 움직임을 설명하는 설명도.
도 7은 종래의 가공과 실시예 1의 가공의 차이를 설명하는 설명도.
도 8은 전구체 렌즈에서의 실시예 2와 비교예의 각종 데이터의 수치를 설명하는 설명도.
도 9는 실시예 2에서의 둘레 방향의 형상 데이터의 입수방법을 설명하는 설명도.
도 10의 (a) 및 (b)는 프라이스가 가공면에 대하여 그 절삭위치가 불일정으로 되어 버리는 것을 설명하기 위한 설명도.
도 11은 종래의 가공과 실시예 2의 가공의 차이를 설명하는 설명도.
도 12는 실시예 2에서의 제 1 경계선의 바깥쪽에 부여되는 사그양의 특성 그래프.
도 13은 안경테 렌즈 형상을 전구체 렌즈상에 설정한 상태의 문제점을 지적한 설명도.
도 14의 (a)부터 (c)는 복수의 종류가 다른 타원을 ¼씩 조합한 폐곡선의 작성 수순을 설명하는 설명도.
도 15의 (a) 및 (b)는 가상형상이 전구체 렌즈로부터 불거져 나와 있어도 불거져 나와 있지 않아도 관계없는 것을 설명하는 설명도.

이하, 본 발명의 방법을 실시한 실시형태에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 전구체 렌즈는 도 1에 나타내는 「새미피니시」(semifinish)라 호칭되는 충분한 두께를 가지는 재료블록(11)을 도시되지 않은 CAM(computer aided manufacturing)장치에서 절삭가공하여 얻는다. 본 실시형태에서의 재료블록(11)의 평면형상은 원형으로 되며, 그 표면은 미리 소정의 곡률로 구면상으로 가공된 볼록가공면(12)으로 되어 있다. 그 이면은 소정의 곡률로 구면상으로 가공된 오목가공면(13)으로 되어 있다.

본 실시형태에서는 재료블록(11)의 형상 데이터를 CAM 장치에 입력함과 아울러, 그 형상 데이터에 기초하여 가공 데이터를 작성하여, 볼록가공면(12)쪽을 고정장치에 고정하고 가공 데이터에 기초하여 오목가공면(13)쪽을 가공한다.

절삭가공된 재료블록(11)에는 또한 스무싱가공(smothing processing) 및 연마가공(polishing processing)을 시행하여 매끄러운 가공면을 형성시켜 전구체 렌즈(15)를 얻는다. 즉, 재료블록(11)과 전구체 렌즈(15)의 평면형상과 볼록면쪽(바깥면쪽)의 형상은 가공 전후에 있어서 일치한다. 또한, 이 전구체 렌즈(15)에 대하여 이미 알려진 표면코팅을 시행한다. 본 실시형태에서는 하드 필름(hard film)을 형성시킨 후 그 바깥쪽에 멀티 필름(multi film)을 형성시켜 표면코팅으로 한다.

이러한 가공공정으로 얻어진 전구체 렌즈(15)는 다음과 같은 수법에 의하여 가공될 렌즈면의 형상 데이터를 계산하여 상기 가공 데이터를 작성한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 렌즈 바깥쪽으로부터 렌즈의 피팅 포인트(혹은 기하중심)를 향하는 직선을 고려한다. 그 직선으로 절단한 렌즈단면의 소망의 형상을 시뮬레이트(simulate)한다. 본 발명에서는 실제의 안경테보다도 바깥쪽에 좌우방향이 긴직경으로 되는 타원형상의 안경테 형상을 가상하고, 그 가상 안경테까지를 안경테 렌즈의 가공 데이터에 기초한 가공을 행한다. 가상 안경테로부터 바깥쪽에 대해서는 가공 데이터에 대하여 사그양을 부여하여 가공하는 것으로 된다. 여기에서 사그양이란 가공 데이터를 기준으로 한 가공면에 대한 가공 변위량을 말하는 것이다. 본 실시형태에서는 사그양은 다음과 같은 이론에 기초하여 산출한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 재료블록(11)의 외연(A), 가상 안경테의 테두리 위치(B), 안경테 렌즈의 테두리 위치(C)와 같은 위치관계에 있어서 재료블록(11)의 외연(A)과 가상 안경테의 테두리 위치(B) 사이에 있는 임의의 점(P)로부터 재료블록(11)[전구체 렌즈(15)]의 기하중심(O)을 향한 직선을 긋는다. 이 때 가상 안경테의 형상은 특정되어 있기 때문에 임의의 점(P)는 직선상의 가상 안경테의 테두리 위치(B)에 기초하여 특정하는 것이 가능하다. 이 때 임의의 점(P)에서 가상 안경테의 테두리 위치(B)의 거리를 (x)라고 놓는다. 그리고, 소정의 계산식에 (x)를 대입하여 사그양을 계산한다. 이 계산식은 전체면을 매끄럽게 접속시키기 위해 복차함수가 바람직하며, 예를 들면 2차 함수라면 일반식 f₁ (x) = a x² + b x + c 라고 놓을 수 있고, 3차 함수라면 일반식 f₂ (x) = a x³ + b x² + c x + d 라고 놓을 수 있다.

또한, 사그양을 부가하는 경우에 한 종류의 함수에 의한 계산이 아니라 복수종류의 함수를 조합하여 최적의 사그형상으로 하는 것이 좋다. 예를 들면 안경테 렌즈의 테두리 위치(c)에 가까운 부분은 급격한 형상변화를 피하기 위해 사그양을 작게 설정하고, 또한 재료블록(11)의 외연(A)는 반대로 너무 두꺼워지지 않도록 설정하는 것과 같은 것이다. 이 점에 대해서는 후술한다.

가상 안경테의 테두리 위치(B)로부터 재료블록(11)의 외연(A)에 걸쳐 모든 부분에서 이 계산을 실행하여, 가상 안경테까지의 안경테 렌즈의 가공 데이터에 기초한 형상 데이터와 합쳐서 전체로서 입체적인 렌즈 안쪽면 형상 데이터를 얻는다. 이 얻어진 형상 데이터에 기초하여 밀링머신에서 절삭 및 연삭 가공한다.

다음에, 전구체 렌즈(15)를 가공수단에 의해 가공하는 가공방법에 대하여 간단히 설명한다. 가공수단으로서는 본 실시예에서는 일반적인 NC밀링머신을 사용하지만, 다른 절삭 혹은 연삭이 가능한 NC장치를 사용하는 것도 가능하다.

도 6의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 전구체 렌즈(15)는 볼록면쪽을 아래로 하여 홀더(21)에 의해 지지된다.

홀더(21)는 회동축(22)에 세트되고 전구체 렌즈(15)와 함께 일방향으로 자전하도록 되어 있다. NC 밀링머신측의 절삭공구(가공공구)로서의 프라이스(23)는 원점위치로서 전구체 렌즈(15)의 바깥쪽의 소정위치에 회전축에 소정의 각도를 두고 배치된다(여기에서는 회전축은 수평면에 대하여 0°로 설정되어 있다). 프라이스(23)는 절삭 칩을 전구체 렌즈(15)의 바깥 방향으로 긁어내도록 도면 위에서 반시계 방향으로 회전하면서 전구체 렌즈(15)의 기하중심(O)을 향하여 이동해 간다. 단, 실질적으로는 회전방향은 어느 쪽이어도 관계없다. 프라이스(23)는 전구체 렌즈(15)의 가공면(오목면쪽)에 대하여 상하로 이동하는 것으로 절삭량을 조정한다. 한편, 여기에서는 프라이스(23)을 이동시키는 것으로 절삭량을 조정하고 있으나, 반대로 프라이스(23)쪽을 고정하여 전구체 렌즈(15)를 상하동시키도록 하는 것도 가능하다.

다음에, 상기 실시형태에 기초하여 실행되는 구체적인 실시예 1에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

실시예 1에서는 난시도수가 있는 플러스 SV(Single Vision)렌즈를 제작하는 경우에 있어서 본 발명을 적용하는 경우를 설명한다.

실시예 1에서는 다음과 같은 안경테 렌즈를 제작하는 전제로서 재료블록(11)을 가공하여 다음과 같은 특성 데이터를 가지는 전구체 렌즈(15)를 제작하는 것으로 한다.

ㆍ안경테 렌즈 처방 S : + 0.00D C : + 3.00D AX : 180

ㆍ표면 곡선의 곡률반경 86.6㎜

ㆍ소재 굴절률 1.6

ㆍ안경테 렌즈 테두리의 피팅 포인트로부터의 수평ㆍ수직거리

귀쪽 : 27㎜ 코쪽 : 23㎜ 위쪽 : 11㎜ 아래쪽 : 14㎜

전구체 렌즈(15)는 다음과 같은 설정으로 한다.

ㆍ전구체 렌즈의 직경[즉, 재료블록(11)의 직경] 62㎜ㆍ전구체 렌즈의 중심두께 1.8㎜(기하중심에서의 중심두께. 실시예 1에서는 기하중심과 피팅 포인트와는 일치한다).

ㆍ안경테 렌즈의 테두리 두께

귀쪽 : 1.9㎜ 코쪽 : 1.9㎜ 위쪽 : 1.5㎜ 아래쪽 : 1.2㎜

ㆍ전구체 렌즈의 최대 테두리두께 귀쪽 : 2.0㎜ 코쪽 : 2.0㎜

ㆍ전구체 렌즈의 최소 테두리두께 위쪽 : 0.6㎜ 아래쪽 : 0.6㎜

또한, 본 실시예 1에서는 안경테 렌즈의 테두리 위치(C)의 주위에 가상 안경테 형상(L)을 설정하였다. 가상 테두리 형상(L)은 전구체 렌즈(15)의 수직축에 직교하는 긴 직경과 전구체 렌즈(15)의 수평축에 직교하는 짧은 직경을 가지는 타원이며, 중심은 전구체 렌즈(15)의 기하중심과 일치하고 있다. 본 실시예 1에서는 가상 안경테 형상(L)의 타원형상은 긴직경 95㎜ 짧은 직경 32㎜로 하였기 때문에 가상 안경테 형상(L)은 전구체 렌즈(15)의 좌우방향으로 불거져 나와 있다. 전구체 렌즈(15)내에 존재하는 가상 안경테 형상(L)의 곡선부분이 경계선(Lb)에 상당하다. 가상 안경테 형상(L)이 안경테 렌즈의 테두리 위치(C)에 가장 근접하는 것은 안경테 렌즈 형상의 하부 귀쪽 접근 위치(도 4에서 N으로 나타내는 위치)이다. 본 실시예에서는 N은 안경테 렌즈의 테두리 위치(C)에 접하는 일 없이 간신히 떨어져 있다(근접하고 있다).

ㆍ피팅 포인트를 지나는 수직선상의 안경테 렌즈 테두리로부터의 가상 안경테 형상(L) (경계선 Lb)까지의 수직거리

위쪽 : 6㎜ 아래쪽 : 2㎜

한편, 실시예 1의 비교대조로서 상기 안경테 렌즈 처방, 표면곡선의 곡률반경, 전구체 렌즈의 직경 및 전구체 렌즈의 중심두께에 기초한 종래의 전구체 렌즈를 다음과 같이 시뮬레이트하였다. 상기 처방의 안경테 렌즈를 제작한다고 하는 설정이므로 종래의 전구체 렌즈의 내면 전역이 원환체 렌즈(toric)면으로 된다.

ㆍ전구체 렌즈의 직경 직경 62㎜

ㆍ전구체 렌즈의 중심두께 1.8㎜

ㆍ안경테 렌즈의 테두리 두께

귀쪽 : 1.9㎜ 코쪽 : 1.9㎜ 위쪽 : 1.5㎜ 아래쪽 : 1.2㎜

ㆍ전구체 렌즈의 최대 테두리두께 귀쪽 : 2.0㎜ 코쪽 : 2.0㎜

ㆍ전구체 렌즈의 최소 테두리두께 위쪽 : -0.6㎜ 아래쪽 : -0.6㎜

중심으로부터 또는 아래쪽 27㎜ 위치에서 두께 0㎜

실시예 1과 종래의 전구체 렌즈에 대하여 도 4에 도시한다. 도 4에 있어서 괄호내가 종래의 전구체 렌즈의 데이터이다.

다음에 가상 테두리 형상(L)의 테두리로부터 재료블록(11)의 테두리[즉 전구체 렌즈(15)의 테두리]에 이르기까지의 영역에 대한 사그양(변위량)의 구체적인 설정 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

사그양을 어느 정도로 하는가는 사그를 부여하지 않는(변위시키지 않는) 경우를 시뮬레이트하여 그 차이로부터 사그양을 결정할 수 있다. 본 실시예 1에서는 경계선(Lb)를 기준으로 하여 다음과 같이 사그양을 계산하는 것으로 한다.

경계선(Lb)의 내측에서는, 사그양은 O이다. 기하중심(O)으로부터 사그양을 계산하는 직선상에 있는 점(P)를 고려하고, 그 점(P)와 경계선(Lb)의 교차점까지의 거리를 x라고 한다.

1. x = 0∼5㎜의 범위에 대하여

본 실시예 1에서는 이 범위는 x = 5㎜에서 사그 1㎜ 변위시키는 3차 함수를 사용한다. 구체적으로는 이하의 함수를 사용하였다.

［식 1］

이 함수는 x = 5에 있어서 값 1을 취하고, 기울기(1단계 미분값)는 3/5, 2 단계 미분값은 6/25로 된다.

2. x = 5∼10㎜의 범위에 대하여

이 범위는 상기와 같이 사그양이 커져 버리지 않도록 조정하기 위하여 배치하는 것이다. 즉 수식 1에 매끄럽게 접속되는 바깥쪽을 향하여 곡률 O이 되어 가는 것과 같은 3차 함수로 한다. 구체적으로는 이하의 함수를 사용하였다. 이 함수는 x = 10㎜에 있어서 값 6을 취하며, 기울기 1.2로 된다.

［식 2］

3. x = 10㎜∼의 범위에 대하여

이 위치에서는 x = 10㎜의 지점에서 곡선이 정확하게 0으로 되어 있기 때문에, 그대로 곡선이 없는 상태에서 연장시키도록 한 영역이다. 반대로 테두리 두께가 얇아져 버리지 않도록 하는 의의도 있다.

상기와 같이 수식 2에서는 x = 10㎜에 있어서, 값6, 기울기 1.2로 된다. 따라서, x = 10㎜보다 큰 범위의 1차 함수는, 이하의 식으로 할 수 있다.

［식 3］

도 5에서 종축을 사그양, 횡축을 가상 안경테 형상(L)의 테두리로부터의 거리로 한 사그양 특성 그래프를 나타낸다.

또한, 이 사그양 설정 공정을 구체적으로 프로그램화 하면 이하와 같이 된다. 이하에 있어서 (a)가 사그양이다. 한편, 여기에서는 알기 쉽게 하기 위하여 비교적 사그양이 크게 되도록 설계하지만, 실제의 사그양은 이 식에서 얻어지는 것보다도 작게 설정되는 것이다.

만약 (x 〉10.) a = 1.2 × x - 6.0 ; ∥ 10㎜ 이상 1차 함수

또한 만약 (x 〉5.) a = -0.008 × x × x × x + 0.24 × x × x - 1.2 × x + 2 ; ∥ 5∼10㎜ 반대형상 3차 함수

또한 만약 (x 〉0.) a = 0.008 × x × x × x ; ∥ 0∼5㎜ 3차 함수

a = 0. ;

다음에 피팅 포인트로부터 아래쪽으로 연장 형성된 직선상의 단면 형상을 예로 들어 구체적으로 설명한다.

상기와 같이 종래의 전구체 렌즈에서는, 중심으로부터 14㎜ 아래쪽에서는 1.2㎜의 두께, 27㎜ 아래쪽에서는 0.00㎜의 두께, 31㎜ 아래쪽[즉 전구체 렌즈의 테두리 위치(A)]에서는 - 0.6㎜의 두께(즉 테두리가 떨어져 나간다)로 된다. 그 때문에, 실시예 1에서는 31㎜ 아래쪽에서 0.6㎜의 두께를 확보시키기 위해 종래보다도 1.2㎜ 두껍게 하도록 변위시키는 것이 필요조건으로 된다.

아래방향쪽의 경계선(Lb)는 안경테 렌즈 테두리로부터 2㎜ 아래쪽 위치에 있으므로, 14㎜ + 2㎜인 16㎜까지는 종래의 전구체 렌즈와 같은 설정으로 한다. 그리고 그것보다도 아래쪽의 길이분인 15㎜에서 0.6㎜두께로 되도록 사그양을 조절할 필요가 있다.

본 실시예 1에서는 사그양을 부가하기 위한 식으로서 상기 식을 사용하였다. 즉, 중심으로부터 16㎜ 아래방향 위치로부터 바깥방향으로 곡선은 깊어지고 있다.

종래의 전구체 렌즈를 비교예로서 렌즈 중심으로부터 16㎜ 아래방향 위치를 기점으로 한 전구체 렌즈의 테두리 위치(A)까지의 렌즈 두께의 비교를 표 1에 나타낸다.

또한, 이 위치에서의 실시예 1과 종래의 형상의 차이를 도 7에 도시한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 종래의 전구체 렌즈에서는 재료블록(11)의 외연(A)보다 내측에서 렌즈는 떨어져 나가 버리는 것이지만, 실시예 1에서는 0.6㎜의 테두리 두께가 확보되어 있다.

중심으로부터 아래방향쪽으로의 거리	비교예 1의 두께	실시예의 변위량	실시예의 변위 후의 두께
16㎜	1.2㎜	0.0㎜	1.2㎜
17㎜	1.1㎜	0.0㎜	1.1㎜
18㎜	1.0㎜	0.0㎜	1.0㎜
19㎜	0.9㎜	0.0㎜	0.9㎜
20㎜	0.8㎜	0.1㎜	0.9㎜
21㎜	0.7㎜	0.1㎜	0.8㎜
22㎜	0.6㎜	0.2㎜	0.8㎜
23㎜	0.5㎜	0.3㎜	0.8㎜
24㎜	0.4㎜	0.3㎜	0.7㎜
25㎜	0.3㎜	0.4㎜	0.7㎜
26㎜	0.1㎜	0.5㎜	0.6㎜
27㎜	0.0㎜	0.6㎜	0.6㎜
28㎜	-0.1㎜	0.8㎜	0.7㎜
29㎜	-0.3㎜	0.9㎜	0.6㎜
30㎜	-0.4㎜	1.0㎜	0.6㎜
31㎜	-0.6㎜	1.2㎜	0.6㎜

이상과 같이 구성하는 것으로 본 실시예 1에서는 다음과 같은 효과를 나타낸다.

(1) 상기와 같은 안경테 렌즈 처방에 기초하여 전구체 렌즈를 제작하고자 하면, 도 4와 같이 상하위치에서 테두리의 떨어져 나감이 발생해 버린다. 종래에는 이 테두리의 떨어져 나감을 방지하기 위해서는 전구체 렌즈의 중심두께를 좀더 두꺼운 것으로 하지 않으면 전구체 렌즈(15)의 필요한 테두리 두께는 확보할 수 없었다.

그러나, 본 실시예와 같이 구성하면 안경테 렌즈를 얇게 할 수 있으면서 전구체 렌즈(15)의 필요한 테두리 두께도 확보하는 것이 가능하다.

(2) 가상 안경테 형상(L)까지는 안경테 가공 데이터에 따라서 가공할 수 있고, 상하의 경계선(Lb)는 매끄러운 곡선으로 횡단하고 있으므로 가공공구가 경계선(Lb)를 통과하는 경우에 큰 가속도가 걸리는 일이 없어지기 때문에, 가공공구나 NC선반의 기구에 문제가 생기는 일이 없어진다.

(3) 가상 안경테 형상(L)은 타원이기 때문에, 전구체 렌즈(15)에 대한 경계선(Lb)의 길이나 위치를 산출하기 쉬어서, 계산상 유리하다.

(4) 복수 종류의 함수를 사용하여 사그양을 부여하고 있기 때문에, 경계선(Lb)보다도 내측의 면과 무리없이 매끄럽게 접속되면서 테두리 두께가 두꺼워져 버리지 않도록 되어 있다.

(실시예 2)

실시예 2에 대해서도 실시예 1과 같은 SV 렌즈를 제작하는 것으로 한다. 가공 데이터의 작성이나 가공방법에 대해서는 상기 실시예 1에서의 실시형태에 준한다. 제작하는 렌즈의 특성 데이터는 실시예 1과 같다. 또한, 제작하는 전구체 렌즈(15)의 직경, 두께의 설정, 피팅 포인트 등도 실시예 1과 같다.

실시예 2에서는 실시예 1의 가상 안경테 형상(L)에 대응하는 안경테 렌즈를 포위하는 구성으로서 제 1 가상 안경테 형상(L1)을 설정하였다. 제 1 가상 안경테 형상(L1)은 실시예 1의 가상 안경테 형상(L)과 마찬가지로 타원 형상이지만 긴 직경 62㎜ 짧은 직경 42㎜의 크기로 하였다. 따라서, 제 1 가상 안경테 형상(L1)의 긴 직경은 전구체 렌즈(15)[즉 재료블록(11)의 직경]와 일치한다.

전구체 렌즈(15)(L)에 존재하는 가상 안경테 형상(L)의 곡선 부분이 제 1 경계선(Lb1)에 상당하다.

또한, 실시예 2에서는 제 1 가상 안경테 형상(L1)을 포위하는 제 2 가상 안경테 형상(L2)을 설정하였다. 제 2 가상 안경테 형상(L2)는 긴 직경 62㎜ 짧은 직경 52㎜의 크기의 타원 형상이다. 따라서, 제 2 가상 안경테 형상(L2)의 곡선 부분이 제 2 경계선(Lb2)에 상당하다.

상기 실시예 1에서의 비교예를 이 실시예 2에서도 비교대상으로 하여 나타낸다. 실시예 2와 종래의 전구체 렌즈에 대하여 도 8에 도시한다. 도 8에 있어서 괄호안이 종래의 전구체 렌즈이다.

다음에 가상 안경테 형상(L)의 테두리부터 재료블록(11)의 테두리[즉 전구체 렌즈(15)의 테두리]에 이르기까지의 영역에 대한 사그양(변위량)의 구체적인 설정방법에 대하여 상세하게 설명한다. 실시예 2에서도 실시예 1과 마찬가지로 경계선(Lb)을 기준으로 하여 다음과 같이 사그양을 계산하는 것으로 한다.

도 9와 같이 제 1 경계선(Lb1)의 내측에서는 사그양은 0이다. 상기 실시예 1과 같은 기하중심(O)로부터의 사그양을 계산하는 직선상의 어느 점(P)를 생각하고, 그 점(P)와 제 1 경계선(Lb1)의 교차점까지의 거리를 x라고 한다.

1. x = 0 ∼ 제 1 경계선(Lb1)의 범위에 대하여

본 실시예 2에서는 이 범위는 x = 7.5㎜ 이며 사그 0.6㎜ 변위시키는 2차 함수를 사용한다. 구체적으로는 이하의 함수를 사용하였다. 이 함수는 x = 7.5 에 있어서 값 0.6을 취하며, 기울기(1단계 미분값) 0.16으로 된다.

［식 4］

2. x = 제 1 경계선(Lb1) ∼ 제 2 경계선(Lb2)의 범위에 대하여

이 범위는 실질 7.5 ∼ 15.0 ㎜ 의 범위로 된다. 이 범위는 상기와 같이 사그양이 커져 버려서 렌즈 테두리에서 두꺼워져 버리지 않도록 하기 위한 것이다. 또한, 프라이스(23)는 바깥둘레의 절삭부가 원형이기 때문에 상기 식 4에서는 재료블록(11)의 가공면이 곡선이 깊은 오목형상으로 되어 버려 프라이스(23)의 바깥둘레의 절삭부의 재료블록(11)에 대한 맞닿는 위치가 불일정하게 되기 쉬워져 버린다. 이것은 다음과 같이 생각하면 이해하기 쉽다. 예를 들면 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 가공 예정인 렌즈면 형상이 곡선이 매우 깊은 오목형상이면 프라이스(23)의 바깥둘레의 절삭부와 가공면과의 간격이 일의적으로 결정되기 어렵고 절삭부에서 어느 위치에서 렌즈면에 맞닿게 해야 할 까를 결정하는 것이 곤란하게 되어 간다. 한편 도 10의 (b)와 같이 렌즈면 형상이 얕아져서, 오히려 볼록쪽이 되면 그러한 불일정하게 될 가능성은 적어진다. 이와 같이, 이 범위에서는 프라이스(23)의 맞닿는 위치를 불일정하게 하지 않아서 가공의 부정확을 해소하는 것도 의도하고 있는 것이다.

구체적으로는 이하의 함수를 사용하였다.

이 함수는 x = 7.5에 있어서 값 0.6 을 취하며, 기울기(1단계 미분값) O.16으로 된다. 또한, x = 15.0(테두리 위치)에 있어서 값 1.2를 취하며, 기울기(1단계 미분값) 0으로 된다.

［식 5］

도 12에서 종축을 사그양, 횡축을 가상 안경테 형상(L)의 테두리부터의 거리로 한 사그양의 특성 그래프를 나타낸다.

이 사그양 설정 공정을 구체적으로 프로그램화 하면 이하와 같이 된다. 이하에 있어서 (a)가 사그양이다. 한편, 여기에서는 알기 쉽게 하기 위하여 비교적 사그양이 크게 되도록 설계하였으나, 실제의 사그양은 이 식에서 얻어지는 것보다도 작게 설정되는 것이다.

만약 (x 〉7.5) a = -0.01066666 × x × x + 0.32 × x - 1.2 ;

∥ 7.5㎜ 이상 반대형상 2차 함수

또한 만약 (x 〉0.0) a = 0.01066666 × x × x ; 0∼7.5㎜ 2차 함수

또한 a = 0. ;

다음에 피팅 포인트로부터 아래쪽으로 연장 형성된 직선상의 단면 형상을 예로 들어 구체적으로 설명한다.

실시예 2에서도 실시예 1과 마찬가지로 테두리를 떨어져 나가게 하지 않도록 아래방향쪽의 제 1 경계선(Lb1)으로부터 바깥쪽으로 되는 중심으로부터 16㎜ 떨어진 위치보다도 아래방향쪽에서 사그양의 조절을 하여, 상기 식 4에 의해 사그양을 부가하였다. 그 때문에, 같은 위치로부터 바깥쪽에서는 그 안쪽보다도 곡선은 깊어지고 있다. 더우기, 아래방향쪽의 제 2 경계선(Lb2)으로부터 바깥쪽으로 되는 중심으로부터 23.5㎜ 떨어진 위치보다도 아래방향쪽에서는 상기 수식 5에 의해 재차 사그양의 조절을 하여, 곡선은 얕아지는 방향으로 수정되고 있다. 그 때문에 같은 위치로부터 바깥쪽에서는 오목형상의 곡선이 볼록형상이 되도록 사그양이 조정되어 있다. 이것에 의하여, 본 실시예에서는 테두리 위치(A)보다도 중심방향으로 7.5㎜ 접근한 위치(즉 중심으로부터 23.5㎜ 떨어진 위치)의 약간 바깥쪽(중심으로부터 24~25㎜의 부근)에 있어서 테두리 부근의 최대 두께로 되며, 그 위치에서의 두께는 1.1㎜로 된다. 또한 바깥쪽에서는 살 두께가 얇아져서, 외연(A)위치에서는 0.6㎜로 된다.

종래의 전구체 렌즈를 비교예로 하여 렌즈 중심으로부터 16㎜ 아래쪽 위치를 기점으로 한 전구체 렌즈의 테두리 위치까지의 렌즈 두께의 비교를 표 2에 나타낸다.

중심으로부터 아래방향쪽으로의 거리	비교예 1의 두께	실시예의 변위량	실시예의 변위 후의 두께
16㎜	1.2㎜	0.0㎜	1.2㎜
17㎜	1.1㎜	0.0㎜	1.1㎜
18㎜	1.0㎜	0.0㎜	1.0㎜
19㎜	0.9㎜	0.1㎜	1.0㎜
20㎜	0.8㎜	0.2㎜	1.0㎜
21㎜	0.7㎜	0.3㎜	1.0㎜
22㎜	0.6㎜	0.4㎜	1.0㎜
23㎜	0.5㎜	0.5㎜	1.0㎜
24㎜	0.4㎜	0.7㎜	1.1㎜
25㎜	0.3㎜	0.8㎜	1.1㎜
26㎜	0.1㎜	0.9㎜	1.0㎜
27㎜	0.0㎜	1.0㎜	1.0㎜
28㎜	-0.1㎜	1.1㎜	1.0㎜
29㎜	-0.3㎜	1.2㎜	0.9㎜
30㎜	-0.4㎜	1.2㎜	0.8㎜
31㎜	-0.6㎜	1.2㎜	0.6㎜

또한, 이 위치에서의 실시예 1과 종래의 형상의 차이를 도 11에 도시한다. 도 11에 나타내는 바와 같이 종래의 전구체 렌즈에서는 재료블록(11)의 외연(A)보다 안쪽 렌즈는 떨어져 나가 버리는 것이지만, 실시예 2에서는 0.6㎜의 테두리 두께가 확보되면서 테두리보다도 테두리로부터 중심으로 접근한 위치 쪽이 두꺼워지고 있다. 이와 같이 테두리를 떨어져 나가게 하지 않도록 제 1 경계선(Lb1)으로부터 바깥쪽을 곡선을 깊게 설정함과 동시에, 제 2 경계선(Lb2)으로부터 바깥쪽에 대해서는 불필요하게 두꺼워지지 않도록 테두리에 가까울수록 곡선을 얕게 하고 있다.

이상과 같이 구성하는 것으로서 본 실시예 2에서는 다음과 같은 효과를 나타낸다.

(1) 상기와 같은 안경테 렌즈 처방에 기초하여 전구체 렌즈를 제작하고자 하면, 도 8과 같이 상하위치에서 테두리의 떨어져 나감이 발생해 버린다. 종래에는 이 테두리의 떨어져 나감을 방지하기 위해서는 전구체 렌즈의 중심두께를 더 두꺼운 것으로 하지 않으면 전구체 렌즈(15)의 필요한 테두리 두께는 확보할 수 없었다.

그러나, 본 실시예와 같이 구성하면 안경테 렌즈를 얇게 할 수 있으면서 전구체 렌즈(15)의 필요한 테두리 두께도 확보하는 것이 가능하다.

(2) 제 1 가상 안경테 형상(L1)까지는 안경테 가공 데이터에 따라서 가공할 수 있으며, 위아래 제 1 경계선(Lb1)은 매끄러운 곡선으로 좌우방향으로 횡단하고 있으므로 가공공구가 제 1 경계선(Lb1)을 통과하는 경우에 큰 가속도가 걸리는 일이 없어지기 때문에, 가공공구나 NC 선반의 기구에 문제가 생기는 일이 없어진다.

(3) 제 1 가상 안경테 형상(L)은 타원이기 때문에, 전구체 렌즈(15)에 대한 제 1 경계선(Lb1)의 길이나 위치를 산출하기 쉬워서, 계산상 유리하다.

(4) 제 2 가상 안경테 형상(L2)로부터 바깥쪽에서는 렌즈면의 곡선을 볼록형상으로 하고 테두리 두께를 얇게 하도록 설정하고 있기 때문에, 쓸데없이 테두리가 두꺼워지는 일이 없다. 또한, 이것에 의하여 프라이스(23)의 재료블록(11)에 대한 맞닿는 위치를 불일정하게 하지 않고 그러한 가공의 부정확을 해소하는 것이 가능하게 된다.

한편, 이 발명은, 다음과 같이 변경하여 구체화하는 것도 가능하다.

ㆍ상기 실시예 2에서는 제 2 가상 안경테 형상(L2)가 재료블록(11)으로부터 불거져 나오지 않도록 설정하였으나, 불거져 나오도록 설정(예를 들면 긴직경 95㎜ 짧은 직경 52㎜ 크기)하여도 관계없다.

ㆍ상기 실시예 1 및 2에서는 가상 안경테 형상 L, L1, L2의 타원 중심은 재료블록(11)의 원의 중심과 일치하고 있으나, 좌우 어느 쪽이나 비켜지도록 해도 좋다.

ㆍ상기 실시예에서는 가상 안경테 형상 (L)으로서의 타원은 전구체 렌즈(15)의 좌우방향으로 불거져 나오도록 상정되어 있으나, 전구체 렌즈(15)내에 들어가도록 해도 좋다. 특히 귀쪽 혹은 코쪽에서 안경테 가공 데이터에 따라 가공한 경우에 테두리가 떨어져 나가는 것이 명백한 경우에는 가상 안경테 형상(L)을 좌우방향으로 불거져 나오지 않도록 하고 이 방향에도 소정의 테두리 두께를 부여하는 것과 같은 가공을 할 필요가 있기 때문이다.

ㆍ귀쪽 혹은 코쪽에서 테두리가 떨어져 나가는 것과 같은 렌즈에 있어서는, 대부분의 경우에 있어서 그것과 직각인 상하방향은 테두리 두께가 확보되어 있다. 그리고 일반적으로 상하방향에 있어서는 가상 안경테 형상(L)로부터 둥근 렌즈의 테두리까지의 거리가 길다. 이 때문에, 모든 방향을 동일하도록 가상 안경테 형상9L)로부터의 거리 x의 함수에 따라서 변형시키면, 상하방향의 둥근 렌즈의 테두리가 극단적으로 두꺼워져 버리는 일이 있다. 그러한 것을 방지하기 위하여, 가상 안경테 형상(L)의 바깥쪽에서의 변형량을 좌우방향에서는 크게 하고, 상하방향으로는 작게 하여서, 그 사이의 경사방향은 그 사이를 매끄럽게 접속하도록 해도 좋다.

ㆍ상기에서는 가상 안경테 형상(L)의 형상이 특정될 수 있으므로 보간 계산을 하지 않았지만, 보간 계산에 의해서 가공면을 산출하도록 해도 좋다.

예를 들면, 상하방향과 좌우방향 등, 방향별로 변형량을 바꾸는 것과 같은 경우는 보간 계산에 의해서 가공면을 산출하는 쪽이 유리한 것이 있다.

ㆍ가상 안경테 형상(L)로서의 타원은 안경테 형상에 의해서는 그 형상에 대응시키기 위해서 경사시켜[즉 타원의 긴직경을 전구체 렌즈(15)의 수직축에 직교시키지 않는다] 배치시키거나, 중심을 기하중심(O)와 일치시키지 않도록 하는 것도 가능하다.

ㆍ상기 실시예에서는 난시도수가 있는 플러스의 SV 렌즈를 일례로서 나타냈지만, 2와 다른 렌즈에 응용하는 것은 자유이다.

ㆍ전구체 렌즈는 메이커측에서 제조하고, 이것을 고객측에서 가공하여 안경테 렌즈를 얻도록 하여도, 메이커측에서 안경테 렌즈의 가공까지 행하도록 하여도 어느쪽이어도 관계없다.

ㆍ상기 실시예에서는 시뮬레이트하기 위한 직선은 렌즈 바깥쪽으로부터 렌즈의 피팅 포인트[혹은 기하중심(O)]를 목표하도록 설정하였으나, 반드시 그들 점일 필연성은 없다. 즉 계산의 기준으로 할 임의의 점이면 족한 것이다.

ㆍ상기 실시예에서는 형상 데이터는 CAM 장치에 의해 작성되어 가공 데이터로 변환하여 NC 밀링머신으로 출력하도록 되어 있으나, 가공장치 측에서 형상 데이터를 가공 데이터로 변환시킬 수 있는 것이라면 CAM 장치를 경유하지 않고 형상 데이터를 가공장치에서 직접 입력하여 가공시키는 것도 가능하다.

ㆍ상기에서는 프라이스(23)는 전구체 렌즈(15)의 오목면쪽을 가공하는 공정을 도시하였으나, 볼록면쪽을 가공하는 것도 가능하다.

ㆍ상기 실시예 2에서는 제 2 경계선(Lb2)보다 바깥쪽을 테두리에 접근할수록 얕게 설계하였으나, 테두리에 가장 접근된 부분을 재차 곡선이 깊어지도록(즉 원래로 돌린다) 설계해도 좋다.

ㆍ기타, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 태양으로 실시하는 것은 자유이다.

11 : 재료블록 15 : 전구체 렌즈
23 : 가공수단으로서의 프라이스
Lb : 경계선 Lb1 : 제 1 경계선
Lb2 : 제 2 경계선

Claims (11)

1. 소정의 안경 프레임에 대응하도록 그 둘레 테두리를 삭제하는 것으로 안경테 렌즈로 가공되는 원형 혹은 타원형의 외형 형상을 가지며, 또한 유저의 처방에 대응한 회전 비대칭의 렌즈 특성이 부여된 전구체 렌즈의 제조방법으로서,
   적어도 상기 안경테 렌즈의 형상을 특정하기 위한 데이터를 입력하는 가공 데이터 입력 공정과,
   이 안경테 렌즈의 가공 데이터에 기초한 가공수단에 의해 재료블록을 가공하여 상기 전구체 렌즈를 제작하는 전구체 렌즈 제작 공정과를 구비하며,
   상기 안경테 렌즈의 프레임 형상의 상부 및 하부에 소정 간격을 두고 좌우방향으로 연장 형성되는 경계선을 상정하고, 이 경계선에 이르기까지 상기 가공 데이터를 반영시켜 가공함과 함께 이 경계선보다도 바깥쪽에 대해서는 제작한 이 전구체 렌즈의 테두리 두께가 소정 두께 이상을 확보할 수 있도록 가공 데이터를 수정하여 가공하도록 한 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 위 경계선 및 상기 아래 경계선은 각각 하기 (가) 또는 (나)에 의해 정의되는 곡선의 일부로서 렌즈 중심을 끼고 대향하는 위치에 있는 가상적인 곡선인 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
   (가) 단독의 타원 또는 원
   (나) 하나 또는 복수의 타원, 원 및 쌍곡선으로부터 선택되는 복수의 곡선의 일부를 접속이 매끄럽게 되도록 조합한 바깥쪽으로 볼록인 자기교차하지 않는 폐곡선 형상.
3. 제 1항에 있어서,
   위아래의 상기 경계선의 적어도 한쪽은 좌우방향으로 연장 형성되는 직선인 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   위아래의 상기 경계선은 상기 안경테 렌즈의 프레임 형상에 외접하는 접점 혹은 근접하는 근접점을 가지는 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 재료블록에는 소정의 볼록면 혹은 오목면 가공면이 미리 형성되며,
   상기 전구체 렌즈 제작공정에 있어서는 볼록면 혹은 오목면 가공면의 어느 것인가의 면에 대하여 상기 가공수단에 의하여 가공을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전구체 렌즈 제작공정에 있어서 가공하는 면은 렌즈의 내면쪽인 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 가공 데이터의 수정으로는 렌즈 중심영역을 지나는 렌즈 단면에서의 렌즈의 내면쪽 곡선에 대하여 상기 경계선보다도 바깥쪽 영역에서 안쪽 영역으로 설정한 곡선보다도 깊은 곡선으로 설정한 것인 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 경계선보다도 바깥쪽 영역에서 안쪽 영역으로 설정한 곡선보다도 깊은 곡선으로 설정한다라는 것은, 바깥쪽 영역에 있어서 가공 데이터의 수정을 하지 않는 경우의 곡선과 비교하여 가공 데이터의 수정을 한 경우의 곡선이 보다 깊은 곡선으로 되는 것인 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
   상기 각 경계선의 바깥쪽 영역에는 각각 제 2 경계선이 상정되며, 상기 경계선의 바깥쪽 영역에 설정된 깊은 곡선은 상기 제 2 경계선보다도 바깥쪽에서 얕아지는 방향으로 수정되는 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 2 경계선보다도 바깥쪽에 있어서 상기 전구체 렌즈의 렌즈 중심영역을 지나는 렌즈 단면에서의 렌즈의 내면쪽 곡선은 수정되어 볼록형상으로 되는 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전구체 렌즈 제작공정에 있어서 가공되는 상기 안경테 렌즈 부분의 주위 부분에 대해서는 적어도 이 안경테 렌즈 부분에 인접하는 영역이 모든 방향에서 연속적인 것을 특징으로 하는 안경테 렌즈용 전구체 렌즈의 제조방법.

Images