(57)【要約】【課題】レンズを成形する際に成形されたレンズの形状が設計形状から変形してしまう場合であっても、所望形状のレンズを成形することができるモールドを簡便な方法で製造するための手段を提供すること。【解決手段】成形面形状をレンズ材料に転写することによりレンズ曲面を成形するレンズ用モールドの製造方法。レンズ設計値に基づく面形状に形成された成形面を有するテストモールドを用いて成形を行いテストレンズを作製すること、テストレンズ曲面の基準線上において上記設計値からの誤差量を特定すること、上記基準線に基づき決定される方向においてテストレンズ曲面を複数の仮想領域に分割し、分割された仮想領域毎に上記特定された誤差量に基づき補正情報を算出すること、算出された補正情報により上記テストモールドの成形面形状を補正し、成形面形状を決定すること、および、決定された成形面形状を有するモールドを作製すること、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形面形状をレンズ材料に転写することによりレンズ曲面を成形するレンズ用モールドの製造方法であって、
レンズ設計値に基づく面形状に形成された成形面を有するテストモールドを用いて成形を行いテストレンズを作製すること、
テストレンズ曲面の基準線上において上記設計値からの誤差量を特定すること、
上記基準線に基づき決定される方向においてテストレンズ曲面を複数の仮想領域に分割し、分割された仮想領域毎に上記特定された誤差量に基づき補正情報を算出すること、
算出された補正情報により上記テストモールドの成形面形状を補正し、成形面形状を決定すること、および、
決定された成形面形状を有するモールドを作製すること、
を含むレンズ用モールドの製造方法。
【請求項２】
前記補正情報は、平面情報および高さ情報からなる請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記平面情報を、前記基準線に直交する方向および前記基準線に平行する方向の両方向において独立に決定する請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記基準線に基づき決定される方向は、基準線に直交する方向である請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記レンズ用モールドは、累進屈折力レンズ成形用モールドであり、
前記基準線は、遠用部屈折力測定基準点を含む第一基準線および近用部屈折力測定基準点を含む第二基準線である請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記成形型は、レンズの上面成形用モールドおよび／または下面成形用モールドである請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法によりモールドを製造し、製造されたモールドを含む成形型を用いてレンズを成形するレンズの製造方法。
【請求項８】
前記成形を注型重合により行う請求項７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形、注型重合等においてレンズを成形するために使用されるレンズ用モールドの製造方法に関するものであり、詳しくは、設計値からの誤差を簡便に補正することにより所望の面形状のレンズを成形可能なレンズ用モールドの製造方法に関するものである。更に本発明は、上記方法により製造されたモールドを使用しレンズを製造するための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学レンズを成形型によって成形品として成形する場合、成形用モールドの成形面を光学レンズの設計曲面が有する設計値どおりに設計すると、成形後の光学レンズは、一般には、光学レンズの設計曲面と同一な形状にならない。この設計値からの誤差は、光学レンズ各部における素材に依存する収縮、光学レンズの形状に起因する応力などに起因するものである。この誤差により、例えば、球面レンズを成形すべく、成形面が球面形状に形成されたモールドを用いてレンズを成形すると、成形品である光学レンズは、非球面形状を含む球面以外の形状となってしまう。累進屈折力レンズ等の自由曲面形状においても成形品とモールド（または光学面設計値）との形状誤差が生ずる。従って、光学レンズの設計曲面と同一な形状の曲面を有する光学レンズを製造するためには、モールドの成形面に適切な補正を加える必要がある。
【０００３】
この光学レンズの成形による形状誤差および当該誤差から導かれるモールドの成形面の補正量は、光学レンズの屈折力、レンズ材料、設計曲面の形状毎に異なり、これらの組み合わせにより複雑な傾向を有する。従って、適切な補正量を決定するためには、各モールドにおいて実際の変形を実験的に検証する必要がある。
【０００４】
しかしながら、成形による光学レンズの形状誤差がレンズ材料や設計曲面の形状などからは予測不可能であること、この形状誤差と適切な補正量との関係が不明確であること等から、補正量への変換係数の決定等は主に作業者の経験に基づいて行われ、定量化されていない。従って、適切な補正量の決定には熟練の技術が必要となり、また、熟練者によっても精度のよい補正量を得るためには、新製品毎に時間をかけて多くの成形テストを行い、試行を繰り返して補正量を所定の値域に収束させる作業を行っているのが現状である。
【０００５】
具体的な作業は、（ａ）全種類の光学レンズを、該当する成形型によりテスト成形し、（ｂ）光学レンズの設計値に対する誤差を測定する。そして（ｃ）測定された誤差に様々な係数を乗じて仮の補正量（経験値）を算出してモールドを作り直す。（ｄ）作り直されたモールドにより光学レンズを再度テスト成形し、（e）光学レンズの形状誤差を測定する。上記(ｃ)〜(ｅ)を繰り返して補正の最適化を行う。
【０００６】
ところが、補正量を収束させるためには数多くの成形テストが必要となる。更に光学レンズ、例えば眼鏡レンズの場合、通常、その種類が一つの新製品毎に３００種以上、モールドの種類が６００種程度、全種類で１万種以上になるため、モールドの補正量確定のための作業は新製品の発売毎に数ヶ月に及ぶことがある。
【０００７】
これに対し、モールドの成形面に加える補正量を簡便な方法で精度よく決定するための手段として、例えば以下の技術が提案ないしは実施されている。
【０００８】
第１の技術：成形された光学レンズと、この光学レンズの設計値との誤差が最小となるように最小二乗法を用いて単一の曲率を有する球面形状を求め、この球面形状の曲率を平均曲率として用いてモールドを補正する方法。
【０００９】
第２の技術：収縮を考慮した変形を予測可能し、この予測値を補正量として適用する方法（特許文献１参照）。
【００１０】
第３の技術： 設計値との形状誤差を測定し、この形状誤差測定値そのものを利用して補正量とする方法（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平２００３−１１７９２５号公報
【特許文献２】特開平８−２１６２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、第１の技術における平均曲率による誤差の評価では、球面形状以外の形状誤差を評価することができず、従って、この球面形状以外の形状誤差を補正することができない。
【００１２】
また、第２の技術を用いて光学レンズの成形型を設計しようとしても、光学レンズが例えば眼鏡レンズの場合には凸面および凹面からなるメニスカス形状を有し、その形状が複雑であると共に高精度が要求されるため、収縮を考慮した変形を予測してモールドを設計することは困難である。更に、第２の従来の技術を用いて光学レンズのモールドを設計しようとしても中心対称性を有しない累進屈折力レンズでは適用できないことがある。
【００１３】
更に、第３の技術では、形状誤差測定値は、測定誤差、レンズ表面の粗さ、およびレンズ表面に付着した異物等の影響をノイズとして含んでいるため、形状誤差測定値そのものを補正量として使用すると、形状誤差以外のノイズが補正量に反映されてしまい、補正の精度が低下して、モールドから光学レンズを高精度に成形できない恐れがある。
【００１４】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、レンズを成形する際に成形されたレンズの形状が設計形状から変形してしまう場合であっても、所望形状のレンズを成形することができるモールドを簡便な方法で製造するための手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ね、成形により生じる誤差には指向性が存在し、誤差量の発生は方向性を有していることを新たに見出した。即ち、誤差量の発生はある方向において一定の規則性を有し、例えば累進屈折力レンズにおいては、屈折力基準点に基づきレンズ曲面を所定の方向において複数の仮想領域に分割し、各領域毎に補正情報を特定することによって、簡便かつ精度よくモールド成形面の補正を行うことが可能であることが、本発明者らの検討の結果、新たに見出された。
本発明者らは上記知見に基づき更に検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【００１６】
即ち、上記目的は、下記手段により達成された。
［１］成形面形状をレンズ材料に転写することによりレンズ曲面を成形するレンズ用モールドの製造方法であって、
レンズ設計値に基づく面形状に形成された成形面を有するテストモールドを用いて成形を行いテストレンズを作製すること、
テストレンズ曲面の基準線上において上記設計値からの誤差量を特定すること、
上記基準線に基づき決定される方向においてテストレンズ曲面を複数の仮想領域に分割し、分割された仮想領域毎に上記特定された誤差量に基づき補正情報を算出すること、
算出された補正情報により上記テストモールドの成形面形状を補正し、成形面形状を決定すること、および、
決定された成形面形状を有するモールドを作製すること、
を含むレンズ用モールドの製造方法。
［２］前記補正情報は、平面情報および高さ情報からなる［１］に記載の製造方法。
［３］前記平面情報を、前記基準線に直交する方向および前記基準線に平行する方向の両方向において独立に決定する［２］に記載の製造方法。
［４］前記基準線に基づき決定される方向は、基準線に直交する方向である［１］〜［３］のいずれかに記載の製造方法。
［５］前記レンズ用モールドは、累進屈折力レンズ成形用モールドであり、
前記基準線は、遠用部屈折力測定基準点を含む第一基準線および近用部屈折力測定基準点を含む第二基準線である［１］〜［４］のいずれかに記載の製造方法。
［６］前記成形型は、レンズの上面成形用モールドおよび／または下面成形用モールドである［１］〜［５］のいずれかに記載の製造方法。
［７］［１］〜［６］のいずれかに記載の方法によりモールドを製造し、製造されたモールドを含む成形型を用いてレンズを成形するレンズの製造方法。
［８］前記成形を注型重合により行う［７］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡便な方法により成形型に補正を加えることによって、累進屈折力レンズ等の複雑な面形状を有するレンズであっても所望の面形状に精度よく成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
レンズ用モールドの製造方法
本発明は、成形面形状をレンズ材料に転写することによりレンズ曲面を成形するレンズ用モールドの製造方法に関する。本発明のモールドの製造方法は、以下の工程を含む。
(1)レンズ設計値に基づく面形状に形成された成形面を有するテストモールドを用いて成形を行いテストレンズを作製すること、
(2)テストレンズ曲面の基準線上において上記設計値からの誤差量を特定すること、
(3)上記基準線に基づき決定される方向においてテストレンズ曲面を複数の仮想領域に分割し、分割された仮想領域毎に上記特定された誤差量に基づき補正情報を算出すること、
(4)算出された補正情報により上記テストモールドの成形面形状を補正し、成形面形状を決定すること、および、
(5)決定された成形面形状を有するモールドを作製すること。
【００１９】
前述のように、本発明者らの鋭意検討の結果、成形後のレンズに発生する設計値からの誤差は方向性を有することが新たに見出された。例えば累進屈折力レンズにおいては、成形後の形状変化による誤差量は、子午線方向（もしくは遠用部屈折力測定基準点と近用部屈折力測定基準点を連結する累進帯が配置される方向）またはデータムライン方向（もしくは上記累進帯が配置される方向に直交する方向）のいずれかと略一致する方向に主成分を有し、かつ上記主成分を有する方向において一定の規則性を有することが明らかとなった。本発明では、誤差量の主成分を有する方向において、レンズ曲面を複数の仮想領域に分割し各領域毎に補正を加えることにより、簡便かつ精度よく補正を行い、所望の面形状のレンズを成形可能なモールドを得ることができる。
以下、本発明のモールドの製造方法について、更に詳細に説明する。
【００２０】
図１に、注型重合によりレンズを製造するための成形型の一例を示す。但し、本発明におけるモールドは注型重合によりレンズを製造するためのモールドに限定されるものではなく、成形面形状をレンズ材料に転写することによりレンズ曲面を成形する成形型であればよく、例えば射出成形等の他の成形方法によってレンズを成形するために使用されるモールドであることもできる。
【００２１】
図１に示す成形型１０は、プラスチック製のレンズを注型重合によって成形するものであり、上型モールド１１、下型モールド１２およびガスケット１３を有して構成される。上記上型モールド１１および下型モールド１２はレンズ母型と総称される。図２に、図１に示す下型モールドの側断面図を示す。
【００２２】
上型モールド１１は、光学レンズの曲面（凸面または上面ともいう）を形成すべく凹面型に形成される。また、下型モールド１２は、光学レンズの曲面（凹面または下面ともいう）を形成すべく凸面型に形成される。これらの上型モールド１１および下型モールド１２においては、図２にも示すように、光学レンズのレンズ曲面を形成する面を使用面１６と称し、上記レンズ曲面を形成しない面を非使用面１７と称する。本発明では、上記上型モールドおよび／または下型モールドの成形面に適切な補正を加えることにより、所望の面形状のレンズを成形可能なモールドを得る。以下、上記補正方法の詳細を説明する。
【００２３】
(i)テスト成形
第一に、補正情報を得るためにテスト成形を行う。テスト成形は、レンズ光学面の光学設計値に対応する面形状に形成された成形面を有するモールドを使用して行われる。設計値通りに成形が行われれば、成形されるレンズは設計値通りの面形状を有することとなるが、実際はレンズ各部における素材に依存する収縮、レンズ形状起因する応力等のため、通常は設計値通りに成形されることはない。
【００２４】
(ii)誤差量の特定
次いで、上記テスト成形により成形されたレンズ（テストレンズ）において設計値からの誤差量を特定する。前述の通り、本発明者らの検討の結果、例えば累進屈折力レンズにおいては、成形後の形状変化による誤差量は、子午線方向（もしくは遠用部屈折力測定基準点と近用部屈折力測定基準点を連結する累進帯が配置される方向）（以下、当該方向を「垂直方向」ともいう）またはデータムライン方向（もしくは上記累進帯が配置される方向と直交する方向）（以下、当該方向を「水平方向」ともいう）のいずれかと略一致する方向に主成分を有し、かつ上記方向において一定の規則性を有することが明らかとなった。誤差量の主成分が存在する方向は、テストレンズにおいて垂直方向、水平方向の各方向において形状誤差を測定することにより、容易に決定することができる。なお、累進屈折力レンズでは、一般に、垂直方向に誤差量の主成分が存在することが多いことが、本発明者らの検討の結果、明らかとなった。
【００２５】
以下に、垂直方向に誤差量の主成分が存在する累進屈折力レンズを例にとり、誤差量の特定手順について説明する。
【００２６】
まずテストレンズ曲面の基準線上において、設計値からの誤差量を特定する。ここで基準線は、屈折力測定基準点が含まれるように決定することが好適である。各屈折力を測定する基準点については、ＪＩＳＴ７３１５、ＪＩＳＴ７３１３またはＪＩＳＴ７３３０に規定されている。屈折力測定基準点は、眼鏡レンズの物体側または眼球側の面上の例えば直径６．０〜１０．０ｍｍ程度の円で囲まれる部分である。図３に、累進屈折力レンズの屈折力測定基準点の説明図を示す。累進屈折力レンズについては、補正精度を高めるためには、遠用部屈折力測定基準点を含む第１基準線および近用部屈折力測定基準点を含む第２基準線において、それぞれ誤差量を特定することが好ましい。
【００２７】
なお、累進屈折力レンズは、一般に「遠近累進屈折力レンズ」、「中近累進屈折力レンズ」、「近近累進屈折力レンズ」の３つのカテゴリーに分類される。ここで、「近近累進屈折力レンズ」とは、近方を見るための近用部領域２つと、２つの近用部領域の間で屈折力が累進的に変化する累進帯を有する累進屈折力レンズをいう。近近累進屈折力レンズでは、上方に位置する屈折力測定基準点は設計上のみ存在し、実際の量産時／販売時には測定を行わないことがある。近近累進屈折力レンズが、単焦点レンズとして分類されることがあるのはこのためである。従って本発明においては近近累進屈折力レンズにおける２つの近用部屈折力測定基準点のうち屈折力の小さな基準点を遠用部屈折力測定基準点、屈折力の大きな基準点を近用部屈折力測定基準点、それぞれの基準点を含む領域を遠用部領域、近用部領域とする。一方、「遠近累進屈折力レンズ」、「中近累進屈折力レンズ」は、いずれも遠方を見るための遠用部領域と近方を見るための近用部領域をそれぞれ１つずつ有し、かつ遠用部領域と近用部領域の間で屈折力が累進的に変化する累進帯を有する累進屈折力レンズである。通常、汎用的な使用方法である遠方視を重視する場合は「遠近累進屈折力レンズ」とし、室内の壁掛け時計等をごくたまに見る等の限られた遠方視を必要としより快適な中間視および近方視を重視する場合は「中近屈折力累進レンズ」とする。一般に「遠近累進屈折力レンズ」では遠方を使用するレンズ上の領域はレンズのデータムラインより上部分の広い領域であり、「中近累進屈折力レンズ」では遠方を使用する領域はデータムラインより上１２ｍｍ程度を含む上方に存在しその明視域は遠近累進屈折力レンズに比較して非常に小さい範囲である。
【００２８】
遠用部屈折力測定基準点および近用部屈折力測定基準点における誤差量の特定は、レンズ曲面の２次元形状情報を測定することにより行うことができ、曲率情報として特定することが好ましい。測定は、例えばテーラーホブソン社製のフォームタリサーフによる２次元形状測定によって行うことができる。具体的には、各測定基準点（例えば直径６ｍｍの範囲）において、垂直方向と並行とし、上記領域内における測定値を円を基準として最小２乗法にて近似し平均曲率半径を算出する。平均曲率半径より、D=(n-1)／R（ｎはレンズ材料の屈折率、R近似曲率半径）より曲率（カーブ）を特定することができる。水平方向においても、同様の方法で曲率を特定する。これにより、上記２点の測定基準点において、それぞれ２方向における誤差量（設計曲率からの誤差）を求めることができる。以下において、遠用部屈折力測定基準点における垂直方向誤差をＤＦＨ、水平方向誤差をＤＦＶ、近用部屈折力測定基準点における垂直方向誤差をＤＮＨ、水平方向誤差をＤＮＶと呼ぶ。なお、上記のように近似により誤差量を特定することは、測定ノイズを除去することができるという利点がある。
【００２９】
(iii)補正情報の算出
誤差量の主成分が存在する方向が垂直方向である場合、垂直方向、即ち、前記第一基準線および第二基準線に直交する方向において、上記基準線に基づきレンズ曲面を複数の仮想領域に分割し、補正情報を算出することが好ましい。これは、誤差量の主成分が存在する方向において、誤差発生に一定の方向性があるからである。例えば、設計中心（例えばプリズム屈折力測定基準点）をＸ＝０，Ｙ＝０、遠用部屈折力測定基準点の中心を（Ｘ，Ｙ）＝ｘｆ，ｙｆ、近用部屈折力測定基準点の中心を（Ｘ，Ｙ）＝ｘｎ、ｙｎとすると、範囲1をY≧ｙｆの領域とし、範囲２をｙｆ＜Y＜ｙｎの領域とし、範囲３をY≦ｙｎの領域とすることが好適である。これによりレンズ全面を領域１〜３で網羅できる。なお、本態様では遠用部屈折力測定基準点と近用部屈折力測定基準点を用いているが、遠用アイポイントをｘｙ，ｙｆとし、近用アイポイントをｘｎ，ｙｎとして用いてもよい。
【００３０】
次に、上記範囲１〜３に対し水平方向補正量ＤＦＨ，ＤＮＨを使用しレンズ全面における水平方向補正量を決定する方法、および垂直方向補正量ＤＦＶ，ＤＮＶを使用しレンズ全面における垂直方向補正量を決定する方法について説明する。
【００３１】
範囲１における水平方向補正量ＤＨとしてはＤＦＨを使用する。また範囲３における水平方向補正量ＤＨとしてはＤＮＨを使用する。範囲２における水平方向補正量ＤＨは次式で定義することができる。
ＤＨ＝ＤＦＨ＋（ＤＮＨ−ＤＦＨ）÷（ｙｎ―ｙｆ）×（Ｙ−ｙｆ）
【００３２】
同様に範囲１における垂直方向補正量ＤＶはＤＦＶを使用する。また範囲３における垂直方向補正量ＤＶはＤＮＶを使用する。範囲２における水平方向補正量ＤＶは次式で定義することができる。
ＤＶ＝ＤＦＶ＋（ＤＮＶ−ＤＦＶ）÷（ｙｎ―ｙｆ）×（Ｙ−ｙｆ）
【００３３】
これよりレンズ全面における曲率の補正値が求まるため、これをレンズ設計値における曲率分布に加算するか、またはレンズ設計値における曲率分布に曲率対比で乗算することにより、レンズ全面における曲率分布を求めることができる。求められた曲率分布によりモールド成形面に補正を加えて、実生産に使用するモールドの成形面形状を決定することができる。
【００３４】
上記態様は、補正情報として平面情報である曲率情報を適用した例である。光学製品である眼鏡レンズは通常曲率で定義されこの点が重要視されるが、製作をする上では高さのディメンションで定義されていなければ製作できない。このため、より精度よく補正を行うためには、平面情報とともに高さ情報を含む補正情報を求め、この補正情報によりモールド成形面を補正することが好ましい。高さ情報は、前述の方法により求めたレンズ全面の曲率分布を、直交座標系による３次元形状のレンズ全面の高さに変換することにより求めることができる。上記直交座標系とは、前記態様では、X方向およびY方向を含む面をXY平面とすると、該平面に対する法線Ｚ方向からなるＸＹＺの直交座標系であり、高さ情報とはＺ方向に関する情報である。
【００３５】
前記方法により求めたレンズ全面における曲率分布をレンズの３次元形状（高さ形状）にするためには、レンズの設計中心を基準として曲率分布を二階積分する方法がもっとも簡便である。これは曲率分布を二階積分すると曲率のディメンション［ｍ-2］を高さのディメンションである［ｍ］に変換できるためである。
【００３６】
具体的には、水平方向における曲率分布ＤＨを用いてＹ＝０の断面における高さを二階積分することにより求める。次にＹ＝０の計算結果を初期値として使用し、垂直方向における曲率分布ＤＶをＸの各断面に対し二階積分し求める。これにより補正後のレンズ全面における高さを計算することができる。計算において周辺における積分誤差が大きい場合、適宜Ｙ方向に対して任意のピッチで曲率分布ＤＨを用いた２階積分計算結果を用いて高さを求め、これを拘束条件として収束計算させてもよい。以下、上記計算方法を「高さ算出方法１」という。
【００３７】
他の方法として、垂直方向における曲率分布ＤＶを用いてＸ＝０の断面における高さを二階積分することにより求める。次にＸ＝０の計算結果を初期値として使用し、水平方向における曲率分布ＤＨをＹの各断面に対し二階積分し求める。これにより補正後のレンズ全面における高さを計算することができる。計算において周辺における積分誤差が大きい場合、適宜Ｘ方向に対して任意のピッチで曲率分布ＤＶを用いた２階積分計算結果を用いて高さを求め、これを拘束条件として収束計算させてもよい。以下、上記計算方法を「高さ算出方法２」という。
【００３８】
他の方法として、ＤＦＨ，ＤＦＶの平均度数を用いて球面成分または乱視成分Ｓを計算し、これから球面または乱視面を作製し、あらかじめレンズ全面における高さのディメンションで球面成分を付与し、後にＤＨ，ＤＶの各成分に対しＳを減算したものを用いて、前記高さ算出方法１または２を実施してもよい。この方法は積分誤差を低減するために有用である。
【００３９】
高さ算出方法１、２はいずれも二階積分を行っているため計算精度の影響により積分誤差が発生する可能性がある。これを低減するため、高さ算出方法１、２により求められた高さ計算値を平均して補正後のレンズ全面における高さとしてもよい。
【００４０】
前記補正情報特定にあたっては、例えばレンズ座標１ｍｍピッチで平面情報および高さ情報を求めることができるが、計算精度と計算時間を勘案し、レンズ座標０．１ｍｍ〜６ｍｍピッチの計算を行ってもよい。また、上記態様では２次元形状測定により補正情報を算出する方法について説明したが、三次元形状測定装置を用いることも可能である。三次元形状測定装置としては、非接触式三次元測定器（例えばパナソニック社製ＵＡ３Ｐ等）を用いることができる。
【００４１】
次いで、上記方法により決定された補正情報に基づき、テストモールドの成形面形状に補正を加えることにより、実製造に使用するモールド成形面の面形状を決定する。こうして決定された面形状を有するモールドを使用し、実生産を行うことにより、設計値からの誤差が低減された所望形状を有するレンズを得ることができる。モールド製造工程の詳細については後述する。
【００４２】
レンズの製造方法
更に本発明は、本発明のモールドの製造方法によりモールドを製造し、製造されたモールドを含む成形型を用いてレンズを成形するレンズの製造方法に関する。本発明のモールドの製造方法により得られたモールドを使用することにより、設計値からの誤差が低減された所望形状を有するレンズを得ることができる。
以下に、本発明のレンズの製造方法について、更に詳細に説明する。
【００４３】
以下に、本発明のレンズの製造方法の一態様として、図１に示す成形型を用いて注型重合によりプラスチックレンズを得る方法について説明する。
【００４４】
図１中、ガスケット１３は、弾性を有する樹脂にて円筒形状に形成することができ、内周面に上型モールド１１と下型モールド１２を所定距離離間して液密に保持することができる。これらの上型モールド１１、下型モールド１２およびガスケット１３に囲まれてキャビティ１４が構成される。ガスケット１３には、このキャビティ１４内へ、光学レンズの原料であるモノマーを注入するための注入部１５が一体に設けられている。また、ガスケット１３の高さは、成形品である光学レンズの周縁部の厚みを確保できる寸法に設定される。上型モールド１１および下型モールド１２は、ガラスなどで構成することができる。
【００４５】
上述の成形型１０を用いた光学レンズの製造手順の一例を、図４を参照して説明する。
まず、光学レンズの原料であるモノマーを用意する（Ｓ１）。このモノマーは熱硬化樹脂であり、この樹脂に触媒と紫外線吸収剤などを加えて調合し、フィルタで濾過する（Ｓ２）。
【００４６】
次に、ガスケット１３に上型モールド１１および下型モールド１２を組み付けて成形型１０を完成する（Ｓ３）。そして、この成形型１０のキャビティ１４内に、上述の如く調合されたモノマーを注入し、電気炉内で加熱重合させて硬化させる（Ｓ４）。成形型１０内でモノマーの重合が完了することでプラスチック製光学レンズが成形され、この光学レンズを成形型１０から離型する（Ｓ５）。
【００４７】
光学レンズの離型後に、重合より生じたレンズ内部の歪みを除去すべく、アニールと呼ばれる加熱処理を実施する（Ｓ６）。その後、中間検査として外観検査および投影検査を光学レンズに対し実施する。
【００４８】
光学レンズは、この段階で完成品と半製品（セミ品）に区分けされ、半製品に対しては処方に応じて第２面を研磨する。完成品に対しては、その後、カラー製品を得るための染色工程、傷に対し強化する強化コート工程、反射防止用の反射防止コート工程等を実施し（Ｓ７）、最終検査を実施する（Ｓ８）。完成品は、この最終検査後に製品となる（Ｓ９）。
【００４９】
上述の光学レンズの製造工程において使用される成形型１０の上型モールド１１および下
型モールド１２の製造手順の一例を、図５を参照して次に述べる。
【００５０】
上型モールド１１および下型モールド１２は、プレス加工した厚いガラスブランクスの両面を加工することにより得ることができるため、まず、このガラスブランクスを用意する（Ｓ１１）。
このガラスブランクスを加工することで、ガラスブランクスのプレス面の表面欠陥層を除去し、使用面１６および非使用面１７を所定精度の曲率半径にすると同時に、微細で均一粗さの高精度な使用面１６および非使用面１７を得る。ガラスブランクスの上記加工は、研削および研磨によって実施することができる。
【００５１】
研削工程は、例えば、ＮＣ制御を行う自由曲面研削機においてダイヤモンドホイールを使用し、ガラスブランクスの両面（使用面１６および非使用面１７）を所定の曲率半径に研削する（Ｓ１２）。この研削により、ガラスブランクスから上型モールド１１および下型モールド１２が形成される。
【００５２】
研磨工程は、例えば、ゴム製の中空皿にポリウレタンまたはフェルトを貼着した研磨皿を使用し、酸化セリウム・酸化ジルコニウム等の微細粒子を研磨剤として、研削により形成された上型モールド１１および下型モールド１２の両面を研磨する（Ｓ１３）。この研磨工程によって、研削工程において生じた上型モールド１１および下型モールド１２のそれぞれの使用面１６および非使用面１７における表面の凹凸を除去して透明とし（砂目抜き）、更に、この使用面１６および非使用面１７を効果的に十分な表面精度に仕上げる。
【００５３】
この研磨工程後に上型モールド１１および下型モールド１２を検査し（Ｓ１４）、使用面１６にレイアウトパターンの基準位置となる隠しマークをマーキングする（Ｓ１５）。レイアウトパターンは、光学レンズの光学的レイアウトを示すものであり、円形状の光学レンズを眼鏡フレームに枠入れする際に使用するものであって、光学レンズの表面に消去可能にマーキングされる。
【００５４】
隠しマークのマーキング後に、上型モールド１１および下型モールド１２に対し化学的なガラス強化処理を実施して（Ｓ１６）、上型モールド１１および下型モールド１２を完成する（Ｓ１７）。この上型モールド１１および下型モールド１２は、光学レンズの処方の屈折力に応じて製作されるため、処方に応じたモールドを対応するガスケットと共に準備することとなる。
【００５５】
本発明では、まずテスト成形のために、成形において誤差発生がないとすれば設計値通りのレンズを成形できる形状にモールドの成形面を形成する。次いで、先に説明したように補正を行うことにより、実生産に使用するモールド成形面の形状を決定する。実生産に使用するモールドは、テスト成形に使用したモールドに、特定された補正情報により研削、研磨等の公知の加工方法によって形状補正を加えたモールドを使用することができる。または、決定された成形面となるようにガラスブランクスを加工して得られたモールドを実生産に使用することもできる。補正を加えるモールドは、レンズの上面成形用モールド、下面成形用モールドの少なくとも一方であればよいが、成形精度を高めるためには両モールドについて上記方法により補正を加えることが好ましい。
【００５６】
以上説明した態様では、ガラスモールドを使用し注型重合によってプラスチックレンズを製造する方法について述べたが、本発明におけるモールドはガラスモールドに限定されるものではなく、成形方法も注型重合に限定されるものではない。例えばモールドとしては、熱収縮率の低い他の素材からなるモールド、例えば金型を使用することもできる。金型を使用する場合には、研削および／または研磨により形状補正を行う方法、金型表面にメッキ膜を形成し、該メッキ膜を加工し形状補正を行う方法等を適用することができる。また、成形方法としては、射出成形、熱軟化法を挙げることもできる。射出成形法については、例えば特開２００７−１４３７０５号公報記載の方法等の公知の方法を採用できる。また、熱軟化法としては、加熱軟化したプリフォームを上下型間に配置しプレスすることにより成形面形状をレンズ素材に直接転写するダイレクトプレス法、成形面形状を間接的にレンズ素材に転写する熱垂下成形法のいずれも好適である。また、前記補正方法は、プラスチックレンズを直接切削加工および研磨加工する場合において、研削加工での切削面形状データ補正、研磨加工での研磨ツール（研磨皿）の形状補正および屈折力補正にも適用することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例により更に説明するが、本発明は下記実施例に示す態様に限定されるものではない。
【００５８】
[実施例１]
（１）テスト成形
遠近累進屈折力レンズの設計値にしたがいガラス製の上下モールドの成形面を作製した。次いで、作製されたモールドを用いて図１に概略を示す成形型を使用し、注型重合によりメニスカス形状のプラスチックレンズ（テストレンズ）を作製した。
（２）誤差量の特定
上記テストレンズの凸面および凹面のそれぞれについて、遠用部屈折力測定基準点および近用部屈折力測定基準点（直径６ｍｍの範囲）において、子午線方向（垂直方向）および累進帯長方向に水平な方向（水平方向）の両方向にてデータ点数約２４０００点にて２次元形状測定を行った。測定は、テーラーホブソン社製フォームタリサーフを使用し、先端が２μｍのダイヤモンドのスタイラス、アーム長６０ｍｍで行った。その後、前記方法にて両測定基準点について、垂直方向および水平方向の誤差量を曲率で特定した。凹面凸面とも、垂直方向の誤差量が大きく、それぞれ０．１８Ｄ程度であったのに対し、水平方向では０．０９Ｄと比較的小さかった。そこで、垂直方向を誤差量の主成分が存在する方向として特定した。
（３）補正情報の算出
プリズム屈折力測定基準点をＸ＝０，Ｙ＝０、遠用部屈折力測定基準点の中心を（Ｘ，Ｙ）＝ｘｆ，ｙｆ、近用部屈折力測定基準点の中心を（Ｘ，Ｙ）＝ｘｎ、ｙｎとし、レンズ曲面を、Y≧ｙｆの領域（範囲１）、ｙｆ＜Y＜ｙｎの領域（範囲２）、Y≦ｙｎの領域（範囲３）の３つの仮想領域に分割した。これにより、遠用部屈折力測定基準点を含む基準線１および近用部屈折力測定基準点を含む基準線２に直交する方向（垂直方向）において、レンズ曲面が３つの仮想領域に分割されることとなる。その後、前述のように範囲１〜３について、レンズ座標１ｍｍピッチでそれぞれ補正量を特定した。更に、上記２次元測定により得られた曲率分布から、前記高さ算出方法１を使用し、Ｚ方向においてレンズ座標１ｍｍピッチで高さの補正量を特定した。
（４）レンズの製造
上記（３）において算出された補正情報をレンズ光学設計値に加算し、テスト成形に使用するガラスモールドの成形面を研削および研磨により作製した。作製されたモールドを、テスト成形と同様にガスケットと組み付け成形型を作製し、この成形型を用いてテスト成形と同条件にて注型重合を行った。得られたプラスチックレンズの誤差量をレンズ全面約１万点において垂直方向、水平方向の両方向で測定したところ、すべての測定点において設計値からの誤差量は減少し、全測定値において誤差量は０．０９Ｄ以内となった。なお、上記誤差量は、光学レンズの曲面形状を示す曲率半径ｒ（単位：ｍ）の誤差を、上記曲面の面屈折力Ｐ（単位：Ｄ（ディオプタ））の誤差に換算したものである。なお、本実施例では２次元測定器を使用する態様を示したが、三次元形状測定器（例えばパナソニック社製ＵＡ３Ｐ）を使用することも可能である。パナソニック社製ＵＡ３Ｐを使用する場合、レンズ全面をφ６０で０．５ｍｍピッチで測定を行うことが好適である。
【００５９】
[比較例１]
補正情報の導出を、従来のトライアルアンドエラーによる方法によって行った点以外は実施例１と同様の方法でプラスチックレンズを作製した。
【００６０】
実施例１で得られたプラスチックレンズと、比較例１で得られたプラスチックレンズの凹凸両面の遠用部屈折力測定基準点および近用部屈折力測定基準点の設計値からの誤差量を図６に示す。図６に示すように、実施例１のレンズでは、誤差量は±０．０９Ｄ以内となり良好な補正を行うことができたことがわかる。これに対し、比較例１のレンズでは、近用部屈折力測定基準点における誤差量が大きかった。これにより、トライアルアンドエラーでは十分な補正を行うことは困難であることがわかる。また、図６に示す比較例１の結果から、誤差量には方向性があり、垂直方向に誤差量の主成分が存在することもわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、複雑な面形状を有するため従来の方法では良好な補正を行うことが困難な累進屈折力レンズの製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】注型重合によりレンズを製造するための成形型の一例を示す。
【図２】図１に示す下型モールドの側断面図を示す。
【図３】累進屈折力レンズの屈折力測定基準点の説明図を示す。
【図４】注型重合による光学レンズの製造手順の一例の説明図である。
【図５】レンズ用モールドの製造手順の一例の説明図である。
【図６】実施例１および比較例１における誤差量の対比結果である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    成形型
１１    上型モールド
１２    下型モールド
１３    ガスケット
１４    キャビティ
１５    注入部
１６    使用面
１７    非使用面
２０７  遠用部屈折力測定基準点
２０９  近用部屈折力測定基準点
２０２  プリズム屈折力測定基準点
２０１  累進屈折力レンズ
２０３  水平基準（データムライン）
２１０  子午線方向
２１１  アイポイント位置
２０４  左右区分表示（図は右）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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