JP4708035B2

JP4708035B2 - 眼鏡レンズ加工装置

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Publication number: JP4708035B2
Application number: JP2005001891A
Authority: JP
Inventors: 良二柴田
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2025-01-06
Also published as: ES2344990T3; DE602006014605D1; US7507142B2; JP2006189659A; EP1679153A1; EP1679153B1; US20060178086A1

Description

本発明は、眼鏡レンズの屈折面にリムレスフレームを取り付けるための穴等を加工する眼鏡レンズ加工装置に関する。

眼鏡レンズにリムレスフレーム（ツーポイントフレーム）を取り付けるための穴加工は、従来、ボール盤等により作業者が手作業で行っていたが、良好な穴加工には熟練を要する。近年、数値制御により穴加工を自動的に行い、良好な穴加工を可能にした眼鏡レンズ加工装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１４５３２８号公報

数値制御による穴加工では穴位置データを入力して加工する。穴位置データは、眼鏡レンズの２次元玉型形状の幾何中心（ボクシング中心）を基準にした極座標系で指定する方法もあるが、一般的には２次元玉型形状の幾何中心を基準にした直交座標系（眼鏡の左右方向をｘ軸、上下方向をｙ軸）の寸法で指定したり、ｘ軸方向のみ穴の横のエッジからの寸法で指定したりしている。何れの方法においても、穴位置データは２次元座標系で指定している。

しかし、実際に穴をあける眼鏡レンズの屈折面（レンズ表面）は三次元的なカーブを持っているために、穴位置データを管理する上で色々な不都合や矛盾が生じてしまう。例えば、図１０（ａ）に示すように、２つの穴Ｈ１，Ｈ２をレンズ屈折面の垂直方向に並べて穴加工する場合、玉型の幾何中心ＦＣに対する２次元的な寸法ｘc1，xc2やレンズエッジからの寸法ｘh1，ｘh2の指定でそのまま加工すると、レンズ屈折面に沿った方向から見た２つの穴間隔ｄａは、指定された穴間隔ｄとはレンズ屈折面の傾斜の影響でずれてしまい、矛盾が生じる。この問題はレンズ屈折面のカーブが強くなるほど大きくなる。長穴の座繰り加工においても同種の問題がある。また、穴H１，Ｈ２の位置を、レンズ屈折面に沿った方向でのレンズエッジからの寸法ｘh1として指定する方式も考えられるが、この場合には幾何中心ＦＣからの穴までの寸法で指定する方式に対して矛盾が生じる。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、２次元座標系で指定された穴位置等を矛盾無く３次元のレンズ屈折面上に配置し、適切な加工が行える眼鏡レンズ加工装置を提供することを技術課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために次のような構成を備えることを特徴とする。

（１）レンズチャック軸に保持された眼鏡レンズにリムレスフレームを取り付けるための取り付け穴を加工するための穴加工工具を持ち、該穴加工工具をレンズ屈折面に相対的に移動させて穴加工する穴加工機構と、眼鏡レンズに加工する穴の位置を二次元玉型の二次元座標系上での所定の基準位置又は玉型のエッジ位置からの寸法で指定して入力する穴位置入力手段と、を備える眼鏡レンズ加工装置において、眼鏡レンズの屈折面形状を測定するレンズ形状測定手段と、前記レンズ形状測定手段による測定結果に基づいてレンズの屈折面のカーブを求め、前記玉型の寸法を前記カーブに沿った寸法に補正した玉型補正データを求めると共に、前記入力手段により入力された穴位置の二次元座標系上で指定された寸法を前記カーブに沿った寸法として穴位置を補正した穴位置補正データを求める演算手段と、前記演算手段により求められた穴位置補正データに基づいて前記穴加工機構の動作を制御して眼鏡レンズに穴を加工させる穴加工制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼鏡レンズ加工装置は、前記レンズチャック軸に保持された眼鏡レンズの周縁を加工するための周縁加工具を持つ周縁加工手段と、前記演算手段により求められた玉型補正データに基づいて前記周縁加工手段を制御してレンズの周縁を加工させる周縁加工制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、２次元座標系で指定された穴位置を矛盾なく３次元のレンズ屈折面上に配置し、適切に加工が行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(１)全体構成
図１は本発明に係る眼鏡レンズ加工装置の外観構成を示す図である。１は眼鏡レンズ加工装置本体である。装置本体１には眼鏡枠形状測定装置２が接続されている。眼鏡枠形状測定装置２としては、例えば、本出願人による特開平５−２１２６６１号公報等に記載のものが使用できる。装置本体１上部には、タッチパネル４１０、加工スタートスイッチ等の加工指示用の各種スイッチを持つスイッチ部４２０が設けられている。タッチパネル４１０は、加工情報等を表示する表示手段及びデータや加工条件等の入力のための入力手段を兼ねる。４０２は加工室用の開閉窓である。

図２は装置本体１の筐体内に配置されるレンズ加工部の概略構成を示す斜視図である。ベース１０上にはキャリッジ部７００が搭載され、キャリッジ７０１が持つチャック軸（レンズ回転軸）７０２Ｌ，７０２Ｒに挟持された被加工レンズＬＥは、砥石回転軸６０１ａに取り付けられた砥石群６０２に圧接されて研削加工される。回転軸７０２Ｌ，７０２Ｒと回転軸６０１ａとは、平行に配置されている。６０１は砥石回転用モータである。砥石群６０２はガラス用粗砥石６０２ａ、プラスチック用粗砥石６０２ｂ、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石６０２ｃからなる。キャリッジ７０１の上方には、レンズ形状測定部５００、５２０が設けられている。キャリッジ部７００の後方には、穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００が配置されている。

(２)各部の構成
（イ）キャリッジ部
キャリッジ部７００の構成を、図２に基づいて説明する。キャリッジ７０１は、ベース１０に固定され、且つ回転軸６０１ａと平行に延びるシャフト７０３，７０４に沿って移動可能になっており、また、チャック軸７０２Ｌ，７０２Ｒと回転軸６０１ａとの軸間距離が変わるように移動可能となっている。以下では、キャリッジ７０１を回転軸６０１ａと平行に移動させる方向をＸ軸方向、チャック軸（７０２Ｌ，７０３Ｒ）と回転軸６０１ａとの軸間距離が変わるようにキャリッジ７０１を移動させる方向をＹ軸方向として、レンズチャック機構及びレンズ回転機構、キャリッジ７０１のＸ軸移動機構及びＹ軸移動機構を説明する。

＜レンズチャック機構及びレンズ回転機構＞
キャリッジ７０１の左腕７０１Ｌにチャック軸７０２Ｌが、右腕７０１Ｒにチャック軸７０２Ｒが、それぞれ回転可能に同軸に保持されている。右腕７０１Ｒの前面にはチャック用モータ７１０が固定されており、モータ７１０の回転軸に取り付けられているプーリ７１１の回転がベルト７１２を介してプーリ７１３に伝わり、右腕７０１Ｒの内部で回転可能に保持されている図示なき送りネジ及び送りナットに伝わる。これにより、チャック軸７０２Ｒをその軸方向（Ｘ軸方向）に移動させることができ、レンズＬＥがチャック軸７０２Ｌ，７０２Ｒによって挟持される。

キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部にはレンズ回転用モータ７２０が固定されている。モータ７２０の回転軸に取付けられたギヤ７２１がギヤ７２２と噛合い、ギヤ７２２と同軸のギヤ７２３がギヤ７２４と噛合い、ギヤ７２４とギヤ７２５が噛合っている。これにより、チャック軸７０２Ｌへモータ７２０の回転が伝達される。

また、モータ７２０の回転は、キャリッジ７０１の後方で回転可能に保持されている回転軸７２８を介してキャリッジ右腕７０１Ｒ側に伝えられる。キャリッジ右腕７０１Ｒ右側端部には、キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部と同様なギヤ（キャリッジ左腕７０１Ｌの左側端部のギヤ７２１〜７２５と同様であるため詳細は省略）が設けられている。これによりモータ７２０の回転がチャック軸７０２Ｒに伝えられ、チャック軸７０２Ｌとチャック軸７０２Ｒが同期して回転される。

＜キャリッジのＸ軸方向移動機構、Ｙ軸方向移動機構＞
キャリッジシャフト７０３，７０４にはその軸方向に移動可能なＸ軸移動支基７４０が取り付けられている。Ｘ軸移動支基アーム７４０の後部には、シャフト７０３と平行に延びる図示なきボールネジが取り付けられており、このボールネジはベース１０に固定されたＸ軸移動用モータ７４５の回転軸に取り付けられている。モータ７４５の回転により、Ｘ軸移動支基７４０と共にキャリッジ７０１がＸ軸方向に直線移動される。

Ｘ軸移動支基７４０には、Ｙ軸方向に延びるシャフト７５６，７５７が固定されている。シャフト７５６、７５７にはキャリッジ７０１がＹ軸方向に移動可能取り付けられている。また、Ｘ軸移動支基７４０には取付板７５１によってＹ軸移動用モータ７５０が固定されている。モータ７５０の回転はプーリ７５２とベルト７５３を介して、取付板７５１に回転可能に保持されたボールネジ７５５に伝達される。ボールネジ７５５の回転によりキャリッジ７０１はＹ軸方向に移動される（すなわち、レンズチャック軸と砥石回転軸６０１ａとの軸間距離が変化される）。

（ロ）レンズ形状測定部
図３はレンズ前側屈折面形状を測定するレンズ形状測定部５００の構成を説明する図である。ベース１０上に固設された支基ブロック１００に取付支基５０１が固定され、取付支基５０１に固定されたレール５０２上をスライダー５０３が摺動可能に取付けられている。スライダー５０３にはスライドベース５１０が固定され、スライドベース５１０には測定子アーム５０４が固定されている。測定子アーム５０４の先端部には、Ｌ型の測定子ハンド５０５が固定され、測定子ハンド５０５の先端部には円板状の測定子５０６が固定されている。レンズ屈折面形状を測定するために、測定子５０６はレンズＬＥの前側屈折面に接触される。

スライドベース５１０の下端部にはラック５１１が固定されている。ラック５１１は取付支基５０１側に固定されたエンコーダ５１３のピニオン５１２と噛み合っている。また、モータ５１６の回転軸に取付けられたギヤ５１５、アイドルギヤ５１４、ピニオン５１２を介してモータ５１６の回転がラック５１１に伝えられ、スライドベース５１０がＸ軸方向に移動される。レンズ形状測定中は、モータ５１６は常に一定の力で測定子５０６をレンズＬＥに押し当てている。エンコーダ５１３はスライドベース５１０のＸ軸方向の移動量（測定子５０６の移動位置）を検知する。この移動量とレンズチャック軸（７０２Ｌ，７０２Ｒ）の回転角度の情報により、レンズＬＥの前側屈折面形状が測定される。
レンズ後屈折面のレンズ形状測定部５２０は、レンズ形状測定部５００に対して左右対称であるのでその構成の説明は省略する。

（ハ）穴あけ・面取り・溝掘り機構部
穴あけ・面取り・溝掘り機構部８００の構成を図４及び図５に基づいて説明する。図４は機構部８００の立体図、図５は機構部の回転機構を説明するための断面図である。

機構部８００のベースとなる固定板８０１は支基ブロック１００に固定されている。固定板８０１にはＺ軸方向（ＸＹ軸平面に対して直交する方向）に延びるレール８０２が固定され、レール８０２上にはスライダー８０３が摺動可能に取り付けられている。スライダー８０３には、移動支基８０４が固定されている。移動支基８０４は、モータ８０５がボールネジ８０６を回転することによってＺ軸方向に移動される。

移動支基８０４には、回転支基８１０が２個の軸受け８１１によって回転可能に軸支されている。また、軸受け８１１の片側には、ギヤ８１３が回転支基８１０に固定されている。ギヤ８１３はアイドルギヤ８１４を介して移動支基８０４に取付けられたモータ８１６の軸に固定されたギヤ８１５と噛み合っている。回転支基８１０は、モータ８１６を回転させることにより、軸受け８１１の軸を中心として回転する。

回転支基８１０の先端部には、穴あけ用エンドミル８３５等を保持する回転部８３０が取り付けられている。回転部８３０の回転軸８３１の中央部にはプーリ８３２が付けられ、回転軸８３１は２つの軸受け８３４により回転可能に軸支されている。また、回転軸８３１の一端には穴加工工具としてのエンドミル８３５がチャック機構８３７により取付けられ、他端にはスペーサ８３８及び砥石部８３６がナット８３９により取付けられている。砥石部８３６は面取砥石８３６ａと溝掘砥石８３６ｂとを一体的に形成して構成されている。溝掘砥石８３６ｂの直径は約１５ｍｍ程で、面取砥石８３６ａは溝掘砥石８３６ｂから先端側に向かって径が小さくなる円錐形状の加工斜面を持つ。

回転軸８３１を回転するためのモータ８４０は、回転支基８１０に取付けられた取付板８４１に固定されている。モータ８４０の回転軸にはプーリ８４３が取付けられている。プーリ８３２とプーリ８４３との間には回転支基８１０内部でベルト８３３が掛けられ、モータ８４０の回転が回転軸８３１へ伝達される。

以上のような構成を持つ装置において、リムレスフレームを取り付けるための穴あけ加工の動作を中心に、図６の制御系ブロック図を使用して説明する。
まず、眼鏡レンズの二次元玉型形状データを入力する。リムレスフレームの場合、型板又はダミーレンズを眼鏡枠形状測定装置２により測定して玉型形状データを得る。玉型形状データは、タッチパネル４１０に表示された外部通信キーを押すことにより入力され、玉型形状の幾何中心を基準にした動径データ（Ｒｎ，θｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に変換されてデータメモリ１６１に記憶される。タッチパネル４１０の画面には玉型形状に基づく図形が表示され、加工条件を入力できる状態になる。操作者はタッチパネル４１０に表示された各種タッチキーを操作して、玉型形状に対する装用者のＰＤ、光学中心の高さ等のレイアウトデータを入力する。また、フレーム種類としてリムレスフレーム（ツーポイント）を指定した後、メニューから穴編集を指定すると、穴位置データを入力できる穴位置編集画面がタッチパネル４１０に表示される。

図７は、穴位置編集画面の例である。ここでは、リムレスフレームを取り付けるレンズ前側屈折面の鼻側及び耳側にそれぞれ２つ穴をあける場合を例にとって説明する。図において、ＦＣは二次元玉型形状ＦＴに対する幾何中心である。Ｈo1，Ｈo2は右眼用レンズにリムレスフレームを取り付けるための鼻側の２つの穴位置であり、Ｈo3，Ｈo4は耳側の２つの穴位置を示す。以下では穴Ｈo1，Ｈo2について説明する。穴Ｈo1，Ｈo2は、両者の中間位置のレンズ前側屈折面に垂直方向（屈折面の法線方向）となるように並べてあけるものとする。

穴位置データは、一般的に、幾何中心ＦＣを基準として左右方向をｘ軸、上下方向（眼鏡装用時の左右上下をいう）をｙ軸とする直交座標系にて指定されるので、図７でも直交座標系にての入力例としている。なお、穴位置データ管理上の直交座標ｘｙは、前述のレンズ加工部のＸ軸，Ｙ軸とは区別して使用するものとする。

穴Ｈo1の位置データを入力する場合、穴番号をキー４１１ａで指定した後、ｙ軸位置データについてはｙ軸データ欄４１２ａを指定して、中心ＦＣを基準にした寸法ｙc1を入力する。ｘ軸位置データについては、ｘ軸データ欄４１２ｂを指定して、選択キー４１１bにより、中心ＦＣを基準にした寸法ｘc1（センター基準）、穴の真横のエッジからの寸法ｘh1（Ｈ−エッジ基準）、玉型の耳側端からの寸法ｘb1（Ｂ−エッジ基準）の３種類から選択できる。各データの寸法は、各データ欄４１２ａ及び４１２ｂを押すことで表示されるテンキーで入力できる。もう一つの穴Ｈo2についても、穴指定番号を変えて同様に入力できる。なお、２つ穴の場合は、穴Ｈo1又は穴Ｈo2の一方を基準にした間隔で入力する方法にしても良い。また、穴位置データの入力は、中心ＦＣを基準とした極座標系で入力する方法にしても良い。

なお、複数の穴Ｈo1及び穴Ｈo2を平行に明ける場合は、キー４１６によりグループ番号を入力する。穴角度指定キー４１７でオートを指定すると、同じグループの穴の中間位置のレンズ屈折面に垂直に加工することができる。もちろん、任意の角度しても可能である。図７において、４１３は穴径のデータ入力欄、４１４は座繰り加工時の穴深さのデータ入力欄である。これらの寸法も、各データキーを押すことで表示されるテンキーで入力できる。入力した穴位置データは、メモリ１６１に記憶される。また、通信加工の場合は、外部装置（ホストコンピュータ等）からの穴位置データが通信ポート１６３を介して主制御部１６０に入力され、メモリ１６１に記憶される。

穴位置データ等の必要な入力ができたら、レンズＬＥをチャック軸７０２Ｌ，７０２Ｒによりチャッキングした後、スイッチ部４２０のスタートスイッチを押して装置を作動させる。主制御部１６０は、入力された玉型形状データを基にレンズ形状測定部５００及び５２０を制御してレンズ屈折面形状を測定する。主制御部１６０は測定子アーム５０４を退避位置から測定位置に位置させた後、玉型の動径データ（Ｒｎ，θｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に基づき、モータ７５０を駆動してキャリッジ７０１を移動させると共に、モータ５１６を駆動して、測定子５０６がレンズＬＥの前側屈折面に当接するように測定子アーム５０４をレンズ側に移動させる。測定子５０６が屈折面に当接した状態で、モータ７２０を駆動してレンズＬＥを回転しながら、動径データに従ってキャリッジ７０１を上下移動させる。こうしたレンズＬＥの回転及び移動に伴い、測定子５０６はレンズ前側屈折面形状に沿ってチャック軸（７０２Ｌ，７０２Ｒ）方向に移動する。この移動量はエンコーダ５１３により検出され、レンズＬＥの前側屈折面形状データ（Ｒｎ，θｎ，ｚｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）が測定される。ｚｎは、チャック軸方向のレンズ屈折面の高さデータである。レンズＬＥの後側屈折面形状についてもレンズ形状測定部５２０により測定される。測定された屈折面形状データはメモリ１６１に記憶される。

ここで、リムレスフレームの加工モードが指定されている場合、主制御部１６０はレンズ前側屈折面のカーブを求めるために、さらに動径長ＲｎよりΔＲ（例えば、１ｍｍ）だけ少し大きい輪郭でレンズ前側屈折面形状を測定し、その屈折面形状データ（Ｒｎ＋ΔＲ，θｎ，aｚｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）をメモリ１６１に記憶する。なお、レンズ後側屈折面に穴をあける場合は、レンズ後側屈折面のカーブを求めるために、動径長ＲｎよりΔＲだけ大きい輪郭でレンズ前側屈折面形状を測定する。

レンズ形状が測定できると、主制御部１６０は、玉型寸法データ及び穴位置寸法データをレンズ屈折面形状のカーブに沿った寸法で管理するための補正計算を行う。この補正計算を以下説明する。
まず、玉型の動径データを基に得られた屈折面形状データ（Ｒｎ，θｎ，ｚｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）と、それよりΔＲだけ大きい輪郭での屈折面形状データ（Ｒｎ＋ΔＲ，θｎ，aｚｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）とに基づいて前側屈折面のレンズカーブＬｒを求める。図８に示すように、ある動径角での動径長Ｒｉにおける測定点をＱ１、同じ動径角でＲｉよりΔＲだけ大きい測定点をＱ２とする。この２点のチャック軸方向の差Δｚと動径長の差ΔＲとから、測定点Ｑ１における接線の傾斜角εが近似的に求められる。

Δｚ／ΔＲ＝tanε （式１）
傾斜角εが分かれば、レンズカーブＬｒが次の式より求められる。
Ｌｒ＝Ｒｉ／sinε （式２）
なお、レンズ前側屈折面のカーブ（半径）Ｌｒは、穴位置付近のレンズ屈折面形状から求めることでも良いが、好ましくは全周で計算した平均値として求める。また、レンズＬＥの前側屈折面のカーブが予め分かっている場合は、外部装置（ホストコンピュータ等）から主制御部１６０に入力される。

次に、このカーブ（半径）Ｌｒを用いて、二次元玉型形状の寸法を屈折面のカーブＬｒに沿った寸法に補正する。この補正は、穴位置データの入力時の座標系とは関わりなく、極座標系で計算する方法と直交座標系で計算する方法がある。
極座標系で計算する場合を説明する。二次元玉型形状の寸法を屈折面に沿わせるためには、図９に示すように、動径長Ｒｉの寸法と半径Ｌｒの円弧寸法Ｒarcｉとが等しくなるようにすれば良い。このときの円弧寸法Ｒarcｉの角度τｉは、
τｉ＝360°×Ｒｉ／（２×π×Ｌｒ）（式３）
となる。このとき、補正動径長ＣＲｉは、
ＣＲｉ＝Ｌｒ×sinτｉ（式４）
となる。この計算を玉型形状の全周の各点について行う。すなわち、全周の補正動径長（半径）ＣＲｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、
ＣＲｎ＝Ｌｒ×sin｛360°×Ｒｎ／（２×π×Ｌｒ）｝（ｎ＝１，２，…，Ｎ）（式５）
で求められる。指定された各穴位置についても、それぞれ上記式５を用いて補正する。各穴位置データが直交座標系で指定さているときは、一旦各穴位置を極座標系に変換して行う。

主制御部１６０は、入力された穴位置の寸法及び二次元玉型形状を、上記の補正計算によりレンズ屈折面形状のカーブに沿った寸法で管理し、穴加工データを求める。穴加工データは、穴位置データ及び穴方向のデータを、キャリッジ７０１のＸ軸及びＹ軸の移動データ、レンズＬＥの回転角データ、機構部８００のＺ軸移動データ、回転部８３０の回転角データ等に変換することで求められる。また、主制御部１６０は、周縁加工データも補正された玉型形状データを基にレンズ回転毎の加工点を求めることにより得る。なお、２つの穴を並べてレンズ屈折面に垂直な方向で平行に加工する方式が指定された場合は、各穴の中間位置のレンズ屈折面に垂直となるように穴方向を求める。また、各穴位置は各穴の中間位置における屈折面の傾斜角での穴間隔が入力された穴位置の間隔ｄとなるように求める。これにより、２次元で指定された穴位置を矛盾無く３次元のレンズ屈折面上に配置することができる。すなわち、図１０（ａ）で示した２つの穴Ｈ１，Ｈ２をレンズ屈折面の垂直方向に並べて穴加工する場合に対して、図１０（ｂ）に示すごとく、レンズ屈折面に沿った方向から見た２つの穴間隔は、指定された間隔ｄと同じになる。また、穴Ｈ１をレンズエッジからの寸法ｘh1で指定した場合も、レンズ屈折面に沿った方向から見た寸法ｘh1の位置で、幾何中心からの穴位置寸法ｘc1の指定方式と同じに矛盾なく配置できる。図７のように動径角が異なる角度で穴Ｈo1，Ｈo2の位置データが入力された場合も、同じように補正計算をしてレンズ屈折面形状のカーブに沿った寸法の穴位置データを求めることで、穴位置を矛盾無く３次元のレンズ屈折面上に配置できる。

上記の極座標系での補正計算に対して、直交座標系で補正計算する場合には、玉型形状の全周の各点について、上記の式５におけるＲｎをそれぞれｘｎ，ｙｎに置き換えて、その補正座標Ｃｘｎ，Ｃｙｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎである）をそれぞれ計算する。その際には、カーブＬｒの値は位置による変更は加えないで計算する。指定された穴位置についても、式５におけるＲｎを、それぞれ直交座標系での値に置き換えてそのｘ及びｙの補正座標をそれぞれ計算する。
この直交座標系での補正は、丁度、地球表面上の位置を表すための緯線を正射図としてみた時と同じようになる（図１１（ａ）参照）。一方、先に説明した極座標系での補正は、地球表面上の位置を表すための経線を正射図としてみた時と同じようになる（図１１（ｂ）参照）。

ところで、極座標系での補正では、図１１（ｂ）に示したように、中心ＦＣからのｘ座標の寸法が長いほど、ｙ座標の補正量が大きくなる。ｙ座標値ｙc1が同じ２つの穴Ｈo1，Ｈo2を明ける場合、一見すると、真横に２つの穴が並んでいないように思えるが、これはレンズ屈折面に垂直方向（法線方向）から見ると適切な配置になる。すなわち、図１２に示すように、３次元形状の球面ＳＰを考えた場合、極座標系でのｙ座標値の補正は、球面ＳＰにおけるｙ軸上位置Ｃｙc1を通る経線Ｍｅとなる。この経線Ｍｅを、ｘｙ平面に直交するｚo軸方向からみると湾曲した線となるが、球面上のｙ軸上位置Ｃｙc1と球中心Ｏを通るｚａ軸方向から見れば直線となる。

ここで、２次元座標系で指定されたｙ座標が同じ２つの穴（鼻側の穴）を、図１３（ａ）に示すように、従来と同じ指定位置又は直交座標系での補正位置でレンズ前側屈折面の垂直方向にあけた場合を考える。このレンズに実際にリムレスフレームが取り付けられた眼鏡を穴位置基準に見てみると、図１３（ｂ）に示すように、左右のレンズの玉型は耳側が鼻側に対してやや上がった形となる。この不具合は、上記の極座標系での補正方法を用いることにより解消される。一方、リムレスフレームが取り付けられた眼鏡をレンズの玉型中心を基準に見る場合は、直交座標系での補正方法を用いれば良い。

このように直交座標系での補正と極座標系での補正とでは補正される結果は多少異なる。これは、管理する座標系の違い（見方の違い）によるもので、２次元で指定された穴位置を３次元球面上に配置する点においては、両者とも矛盾なく行える。しかし、両者の補正結果は異なるので、使用者の必要に応じて選択可能にしておくと良い。タッチパネル４１０上のメニューキー４１５を押してメニュー画面を開くと、極座標系での補正と直交座標系での補正の何れを適用するかを選択する画面が表示される。制御部１６０は、選択信号の入力により適用する補正演算を変える。
また、直交座標系での補正の場合、ｘ軸又はｙ軸の一方のみとしても良い。通常、玉型中心ＦＣに対するｙ軸の穴位置の値は小さいので、ｘ軸のみ補正することでも実用上の問題は少ない。

主制御部１６０は、上記の補正計算ができると、レンズＬＥの周縁を加工する。主制御部１６０は粗砥石６０２ｂ上にレンズＬＥがくるようにキャリッジ７０１をモータ７２０により移動させた後、モータ７５０によりキャリッジ７０１を上下移動させて粗加工を行う。次に、仕上げ砥石６０２ｃの平坦部分にレンズＬＥを移動し、同様にキャリッジ７０１を上下移動させて仕上げ加工を行う。レンズＬＥの周縁加工に際しては、好ましくは、レンズ屈折面形状のカーブに沿って補正した玉型形状の動径データ（ＣＲｎ，θｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）で加工する。なお、入力された玉型の動径データ（Ｒｎ，θｎ）に対して、補正された動径データ（ＣＲｎ，θｎ）は小さくなるが、リムレスフレームの場合には、その差は実用上問題とならない程度である。例えば、レンズカーブ値が５カーブで、半径３０ｍｍの玉型形状を加工するとした場合でも、その差は０．１ｍｍ以下である。

仕上げ加工が終了すると、続いて穴あけ加工に移る。主制御部１６０は、前述の各穴Ｈo1，Ｈo2の補正データに従って機構部８００及びキャリッジ７０１の移動を制御する。２つの穴を並べてレンズ屈折面に垂直な方向（法線方向）で平行に加工する場合は、２つの穴の中間位置がレンズ屈折面に垂直になるように穴角度α２を求めておく（図１４参照）。主制御部１６０は、チャック軸方向（Ｘ軸方向）に対して、角度α２だけエンドミル８３５の回転軸を傾斜させると共に、レンズＬＥの回転、チャック軸のＸＹ軸方向の移動等を制御し、補正後の穴位置にエンドミル８３５の先端を位置させる。その後、エンドミル８３５をモータ８４０によって回転させ、エンドミル８３５の回転軸の軸方向（傾斜角α２方向）にキャリッジ７０１をＸＹ移動することにより、穴あけ加工を行う。もう１つの穴についても、角度α２のまま、補正後の穴位置にエンドミル８３５の先端を位置させて同様に加工する。これにより、２次元座標系で指定された穴位置を３次元の屈折面上に矛盾なく加工できる。

穴加工はレンズ屈折面に対して任意の方向に明けることも可能である。この場合は、図７の角度指定キー４１７でメニュー画面を表示させ、その表示画面で任意の角度を指定する。任意の角度が指定された場合、主制御部１６０はその角度に基づいてエンドミル８３５の軸方向、レンズの回転角度及び回転部８３０のＺ軸方向位置を求める。そして、キャリッジ７０１をＸＹ軸方向の移動制御することにより穴加工する。この穴加工制御は、基本的に特開２００３−１４５３２８号公報と同じであるので、詳細な説明は省略する。

以上は穴加工について説明したが、レンズ表面に座繰り（貫通させない凹部形状）を加工する場合についても、その座繰り位置データを同様に補正して使用する。座繰り加工の場合は、座繰りの径、縦横の寸法、穴深さ（座繰り深さ）等のデータを入力する。エンドミル８３５は、穴加工のみならず、その側部で座繰り加工が可能である。

また、レンズＬＥは単焦点レンズに限らず、累進レンズの場合であっても良い。累進レンズの場合、厳密には場所によってレンズ前側屈折面のカーブは異なるが、全周でレンズ形状を測定した屈折面形状の平均値として求めても、実用上の誤差少ない。

以上説明した実施形態においては、被加工レンズＬＥを挟持して回転するチャック軸を持つキャリッジ７０１をＸＹ軸方向に移動するタイプの装置について説明したが、穴あけ機構部８００側のエンドミル８３５を、ＸＹＺ軸の３次元方向に移動する構成としても良い。

眼鏡レンズ加工装置の外観構成を示す図である。レンズ加工部の概略構成を示す斜視図である。レンズ形状測定部５００の構成を説明する図である。穴あけ・面取り・溝掘り機構部の立体図である。穴あけ・面取り・溝掘り機構部の回転機構を説明する断面図である。眼鏡レンズ加工装置の制御系ブロック図である。タッチパネルに表示される穴位置編集画面の例である。レンズカーブの算出方法を説明する図である。レンズ屈折面形状のカーブに沿った寸法の補正方法を説明する図である。２つ穴の加工において、２次元的な寸法のまま加工した場合と、本発明によるレンズ屈折面に沿った寸法に補正した穴位置で加工した場合を説明する図である。３次元球面上における直交座標系での補正と極座標系での補正の結果を示す図である。極座標系での補正を説明する図である。直交座標系での補正による穴加工したリムレスフレームの場合に、穴位置基準で見た場合の見え方を示す図である。エンドミルによる穴加工動作を説明する図である。

符号の説明

１眼鏡レンズ加工装置本体
２眼鏡枠形状測定装置
１６０主制御部
１６１メモリ
４１０タッチパネル
５００レンズ形状測定部
６０２砥石群
７００キャリッジ部
８００穴あけ・面取り・溝掘り機構部
８３５エンドミル

Claims

レンズチャック軸に保持された眼鏡レンズにリムレスフレームを取り付けるための取り付け穴を加工するための穴加工工具を持ち、該穴加工工具をレンズ屈折面に相対的に移動させて穴加工する穴加工機構と、眼鏡レンズに加工する穴の位置を二次元玉型の二次元座標系上での所定の基準位置又は玉型のエッジ位置からの寸法で指定して入力する穴位置入力手段と、を備える眼鏡レンズ加工装置において、眼鏡レンズの屈折面形状を測定するレンズ形状測定手段と、前記レンズ形状測定手段による測定結果に基づいてレンズの屈折面のカーブを求め、前記玉型の寸法を前記カーブに沿った寸法に補正した玉型補正データを求めると共に、前記入力手段により入力された穴位置の二次元座標系上で指定された寸法を前記カーブに沿った寸法として穴位置を補正した穴位置補正データを求める演算手段と、前記演算手段により求められた穴位置補正データに基づいて前記穴加工機構の動作を制御して眼鏡レンズに穴を加工させる穴加工制御手段と、を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
請求項１の眼鏡レンズ加工装置は、前記レンズチャック軸に保持された眼鏡レンズの周縁を加工するための周縁加工具を持つ周縁加工手段と、前記演算手段により求められた玉型補正データに基づいて前記周縁加工手段を制御してレンズの周縁を加工させる周縁加工制御手段と、を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。