(57)【要約】  眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法は、被加工レンズ面（５）の平均曲率を算出する工程と、この平均曲率に対応した螺旋状加工軌跡（４）を算出する工程と、切削手段によって被加工レンズ面（５）を切削加工する工程とを備えている。螺旋状加工軌跡算出工程によって算出された螺旋状加工軌跡（４）は、被加工レンズ面（５）上での螺旋間隔Ｐ（＝Ｐ1，Ｐ2・・・Ｐn ）が等間隔で、ＸＹ投影面１００上での螺旋間隔ｄ（＝ｄ1，ｄ2・・・ｄn ）がレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する軌跡である。切削手段は、被加工レンズ面（５）を外周縁から中心に向かって螺旋状加工軌跡（４）に沿って切削加工する。このため、表面精度が全面にわたって略均一なレンズ面を有する眼鏡レンズが得られる。
2007072857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡レンズの被加工レンズ面の平均曲率を算出する平均曲率算出手段と、
前記平均曲率に対応し、螺旋間隔がＸＹ投影面上でレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する螺旋状加工軌跡を算出する螺旋状加工軌跡算出手段と、
前記被加工レンズ面を螺旋状に切削加工する切削手段と、
前記切削手段が前記被加工レンズ面を前記螺旋状加工軌跡に沿って切削するように前記切削手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置。
【請求項２】
前記切削手段は、被加工レンズ面の外周縁から中心に向かって螺旋状に切削加工することを特徴とする請求項１記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置。
【請求項３】
螺旋間隔がＸＹ投影面上でレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する螺旋状加工軌跡を算出する工程と、
眼鏡レンズの被加工レンズ面を切削手段によって螺旋状に切削加工する工程と
を備えたことを特徴とする眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。
【請求項４】
前記被加工レンズ面を切削加工する工程は、被加工レンズ面の外周縁から中心に向かって螺旋状に切削加工する工程を備えていることを特徴とする請求項３記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。
【請求項５】
前記被加工レンズ面の表面形状から平均曲率を算出する工程をさらに備え、
前記被加工レンズ面の表面形状から平均曲率を算出する工程は、前記平均曲率に対応して前記螺旋状加工軌跡を算出する工程を備えていることを特徴とする請求項３記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。
【請求項６】
前記螺旋状加工軌跡を算出する工程は、ＸＹ投影面上での螺旋状加工軌跡の各螺旋間隔ｄを次式
【数１】
2007072857.tif 000008
ただし、ｃｏｓθ＝ｄｚ／ｄｘｄｙ、ｓは平均曲率半径Ｒにて表される仮想レンズ表面の長さ、Ａはレンズ外径、螺旋の本数等によって決まる係数
によって算出する工程を備えていることを特徴とする請求項５記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。
【請求項７】
前記螺旋状加工軌跡を算出する工程は、前記被加工レンズ面の平均曲率をＣ、螺旋状加工軌跡上の連続する加工点間隔をｄｒ、螺旋状加工軌跡のＸＹ投影面上での各螺旋間隔ｄの平均間隔をｄｃ、ｎを整数とすると、ＸＹ投影面上での螺旋状加工軌跡の座標値Ｘ、Ｙは、次式
【数２】
2007072857.tif 000009
【数３】
2007072857.tif 000010
によって算出する工程を備えていることを特徴とする請求項６記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。
【請求項８】
眼鏡レンズの被加工レンズ面の表面形状と、研磨による除去量を示す研磨除去量特性の両方に基づいて前記被加工レンズ面の平均曲率を算出する工程をさらに備え、
前記前加工レンズ面の平均曲率を算出する工程は、前記平均曲率に対応して前記螺旋状加工軌跡を算出する工程を備えていることを特徴とする請求項３記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。
【請求項９】
前記螺旋状加工軌跡を算出する工程は、前記螺旋状加工軌跡上の連続する加工点間隔をｄｒ、螺旋状加工軌跡の各螺旋間隔ｄの平均間隔をｄｃ、ｎを整数とし、研磨除去特性をＸＹ投影面上での曲率Ｃ’に変換し、この曲率Ｃ’と前記平均曲率とを加算した仮想曲面の曲率（Ｃ＋Ｃ’）を求め、前記ＸＹ投影面上での螺旋状加工軌跡座標値Ｘ’，Ｙ’を次式
【数４】
2007072857.tif 000011
【数５】
2007072857.tif 000012
によって算出する工程を備えていることを特徴とする請求項８記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法。
【請求項１０】
請求項３記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法によってレンズ面が形成されていることを特徴とする眼鏡レンズ。
【請求項１１】
請求項５記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法によってレンズ面が形成されていることを特徴とする眼鏡レンズ。
【請求項１２】
請求項８記載の眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法によってレンズ面が形成されていることを特徴とする眼鏡レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置、レンズ面切削加工方法および眼鏡レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡レンズの製造に際しては、注型成形したブランクス（中間品の眼鏡レンズ）の被加工レンズ面を切削加工および研磨加工することで所望の曲面からなる光学面を形成している。眼鏡レンズの一般的な形状は、メニスカス形状であり、その光学面は凸曲面と凹曲面である。【０００３】
眼鏡レンズの光学面形状としては、球面以外に眼球の様々な屈折異常を矯正するために非球面、累進面、累進要素を有する非球面等がある。眼鏡レンズの被加工レンズ面は、例えば欧州特許出願ＥＰ０８４９０３８Ａ２号公報に開示されているように、通常旋盤またはフライス盤によって切削加工される。【０００４】
切削加工の加工軌跡は、通常螺旋形状であり、切削工具の螺旋と直交する水平方向の送りピッチを一定にして切削していた。このため、螺旋状加工軌跡の螺旋間隔は、例えば特表２００３−５２５７６０号公報に開示されているように、ＸＹ投影面上では等間隔となり、レンズ表面上では一定にならずレンズの外周縁から中心に向かうにしたがって徐々に狭くなる。これはＸＹ平面上に加工軸があるため、水平方向の送りピッチを一定間隔にすると制御が容易になるからである。また、レンズの種類が多いため個別のレンズ形状に対応して螺旋状の加工軌跡を算出し、制御することが面倒であるためである。なお、本発明において、ＸＹ投影面とは、例えばメニスカス形状の眼鏡レンズにおいて、レンズの光軸に垂直な面である。【０００５】
また、従来技術として、例えば特公平７−６７６５９号公報には、自由曲面上の複数のパッチ（幾何モデル曲面を構成する面素）に基づいて切削工具の切削抵抗を最小限にする加工データ作成方法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１３に示すように、眼鏡レンズ１００の被加工レンズ面１１５は、一般的に幾何学中心１２０がＸＹ投影面１０１に対して水平であり、幾何学中心１２０から離れるにしたがってＸＹ投影面１０１との勾配が大きくなる曲面である。そして、バイトまたはフライスからなる切削工具（切削手段）による被加工レンズ面１１５の加工軌跡１１４は、上述した通り幾何学中心１２０から周回しながら外周縁に向けて伸びる螺旋状の加工軌跡である。このため、そのＸＹ投影面１０１上での螺旋間隔Ｍは正射影で等間隔であった。【０００７】
上記したように螺旋状加工軌跡１１４のＸＹ投影面１０１上での螺旋間隔Ｍが等間隔になるように被加工レンズ面１１５を螺旋状に切削加工すると、実際に加工されたレンズ面１１２上での螺旋間隔Ｓは等間隔にならず、勾配の大きい周縁部ではレンズ面１１２上の単位面積当たりの加工軌跡１１４が少くなるために螺旋間隔Ｍが大きくなる。他方、レンズ面１１２の中心部では単位面積当たりの加工軌跡１１４が多くなるために螺旋間隔Ｍが小さくなる。したがって、レンズ表面１１２の表面祖度は、螺旋状加工軌跡１１４の密度の差のために周辺部では大きく、中心部では小さくなる。【０００８】
従来の加工方法により螺旋状加工軌跡１１４に沿って切削加工されたレンズ面１１２は、図１４に示すように表面粗度およびバラツキが大きく、また一部に極端な粗さ（最大表面粗度Ｒmax ＝０．３０μｍ）が発生している。なお、このレンズ面１１２の測定範囲は、幾何学中心１２０より半径方向に２５ｍｍ〜３０ｍｍ離れた範囲である。レンズの外径は７５ｍｍである。【０００９】
また、切削加工されたレンズ面１１２は、後工程で研磨加工されることにより所望の曲面からなる光学面に仕上げられるが、レンズ面１１２の表面粗度が大きいと、鏡面を得るために研磨除去量が多くなる。したがって、従来の切削加工方法による螺旋状加工軌跡１１４では、切削加工されたレンズ面１１２を研磨装置、特に切頭形ガウス分布（頂部が切りとられたような形状のガウス分布）を示す研磨除去量特性（図１１の曲線５１参照）を有する研磨装置を用いて研磨加工した場合、レンズ中心部はかなり早い時期に鏡面になるが、周縁部を鏡面にするためにはさらに継続して研磨加工を行う必要があるため、研磨に要する時間が長くなるという問題があった。【００１０】
さらに、研磨時間が長いと研磨によるレンズ中心部の研磨除去量と周縁部の研磨除去量との差が大きくなるため、切削加工で得た表面形状と研磨による表面形状との誤差が大きくなり、所望の表面形状とは異なった光学面になるという問題もあった。【００１１】
前記特公平７−６７６５９号公報に記載されている発明は、加工データを表面形状から算出する方法を示すものであるが、球面形状以外の累進屈折力レンズやトーリックレンズのような複雑な形状ではＸ軸上を切削工具が往復運動するため、バックラッシュが発生し所望の表面形状を創成することができないという問題があった。【００１２】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、表面粗度が全面にわたって略均一になるように被加工レンズ面を切削加工することができる眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置およびレンズ面切削加工方法を提供するところにある。【００１３】
また、本発明は、前記レンズ面切削加工方法によって製作された眼鏡レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明に係る眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置は、眼鏡レンズの被加工レンズ面の平均曲率を算出する平均曲率算出手段と、前記平均曲率に対応し、螺旋間隔がＸＹ投影面上でレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する螺旋状加工軌跡を算出する螺旋状加工軌跡算出手段と、前記被加工レンズ面を螺旋状に切削加工する切削手段と、前記切削手段が前記被加工レンズ面を前記螺旋状加工軌跡に沿って切削するように前記切削手段を制御する制御手段とを備えたものである。【００１５】
また、本発明に係る眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法は、螺旋間隔がＸＹ投影面上でレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する螺旋状加工軌跡を算出する工程と、眼鏡レンズの被加工レンズ面を切削手段によって螺旋状に切削加工する工程とを備えたものである。【００１６】
また、本発明に係る眼鏡レンズは、上述の発明による眼鏡レンズのレンズ面切削加工方法によってレンズ面が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明において、螺旋状加工軌跡算出手段によって算出される螺旋状加工軌跡は、螺旋間隔がＸＹ投影面上でレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加する螺旋となる。このため、螺旋状加工軌跡に沿って被加工レンズ面を切削加工すると、表面粗度が全面にわたって略均一なレンズ面を得ることができる。これにより、レンズ中心部と外周縁部の研磨除去量が等しくなり、研磨加工時間を短縮することができる。また、全面にわたって研磨除去量が等しくなれば、切削加工で得られた表面形状と研磨後の表面形状との誤差が小さい光学面を得ることができる。
また、本発明においては、切削加工で得られた表面形状と研磨後の表面形状との誤差が小さい光学面を有する眼鏡レンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、累進屈折力レンズのＳ度数（平均屈折力）分布図である。
【図２】図２は、累進屈折力レンズのＣ度数（非点収差）分布図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２のＳ度数分布に対応する鳥瞰図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ｂのレンズ度数を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３ＡのＣ度数分布に対応する鳥瞰図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのレンズ度数を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係るレンズ面切削加工装置による加工軌跡をＸＹ投影面上に投射した投射図である。
【図６】図６は、切削加工後の眼鏡レンズの断面図である。
【図７】図７は、本発明の眼鏡レンズの製造システムを示すブロック図である。
【図８】図８は、ＮＣ制御のカーブジェネレータを示す概略構成図である。
【図９】図９は、本発明に係る眼鏡レンズの受注から納品までの流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明に係るレンズ切削加工装置によって切削した螺旋状加工軌跡による切削加工面の測定値である。
【図１１】図１１は、研磨除去量特性を示す図である。
【図１２】図１２は、研磨除去量特性に対応した螺旋状加工軌跡による加工レンズ面を示す図である。
【図１３】図１３は、従来の螺旋状加工軌跡をＸＹ投影面上に投射した投射図である。
【図１４】図１４は、従来の螺旋状加工軌跡による切削加工面の測定値である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明が対象とする眼鏡レンズについて説明する。
本発明が対象とする眼鏡レンズは、老視用累進屈折力レンズとして用いられるレンズである。累進屈折力レンズは、老視用眼鏡レンズでありながら外見上は容易に老眼鏡と察知されない利点や、遠距離から近距離まで切れ目なく連続的に明視し得る利点などの理由から、一般に広く利用されている。【００２０】
また、本発明で加工する累進屈折力レンズは、例えば第１には物体側表面である第１の屈折表面と眼球側表面である第２の屈折表面のいずれかに累進面を有する片面累進屈折力レンズである。また、第２には第１の屈折表面と第２の屈折表面とに分割配分されている累進屈折力作用を備え、前記第１の表面と第２の表面とを合わせて処方値に基づいた遠用度数と加入度数を与える構成となっている両面非球面型累進屈折力レンズである。【００２１】
累進屈折力レンズ１は、例えば図１〜図４Ｂに示す屈折力分布を有している。以下、このようなレンズを眼鏡レンズと称する。【００２２】
眼鏡レンズのレンズ基材としては、プラスチックレンズ基材であることが好ましく、眼鏡用プラスチックレンズ基材であるとさらに好ましい。例えば、メチルメタクリレートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリチオウレタン、エン−チオール反応を利用したスフィルド樹脂、硫黄を含むビニル重合体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。【００２３】
図５および図６において、円形の半仕上げレンズからなる眼鏡レンズ１は、切削加工された後の凹面状のレンズ面２と、切削加工される前の凸面状のレンズ面（被加工レンズ面）３とを有している。レンズ面２は、切削加工によって形成された螺旋状加工軌跡４を有している。なお、符号５は切削加工される前の凹面状のレンズ面（被加工レンズ面）である。【００２４】
最初に眼鏡レンズ１の３次元での座標軸を次のように定義する。図５は眼鏡レンズ１を凹面状のレンズ面２から見た投影図である。この図５は、眼鏡レンズ１の子午線方向（垂直方向）をＹ軸、水平方向をＸ軸とし、その交点（以下、幾何学中心という）１０を座標系の原点としている。そして、図５において、幾何学中心１０を通り、眼鏡レンズ１の凹面状のレンズ面２から凸面状のレンズ面３へ向かいＸ軸およびＹ軸と直交する方向をＺ軸方向とする。【００２５】
第１の実施例においては、眼鏡レンズ１の被加工レンズ面３，５を切削加工するレンズ面切削加工装置として、後述する従来から公知のＮＣ制御のカーブジェネレータ２７を用いている。このカーブジェネレータ２７は、切削工具（切削手段）が回転せず、眼鏡レンズ１をその幾何学中心１０で回転させて被加工レンズ面３，５を順次切削加工する。また、このカーブジェネレータ２７は、被加工レンズ面３，５の切削加工に際しては３軸制御によって切削工具の刃先が図５に示すように螺旋状加工軌跡４に沿って被加工レンズ面３，５の形状をトレースするように加工する。なお、図６においては、被加工レンズ面５にのみ螺旋状加工軌跡４を表示し、被加工レンズ面３については螺旋状加工軌跡の表示を省略している。【００２６】
螺旋状加工軌跡４は、眼鏡レンズ１の幾何学中心１０を中心として周回しながら外周縁に向かう螺旋であって、被加工レンズ面５の表面形状の平均曲率Ｃに基づいて算出されることにより、被加工レンズ面５上での隣り合う螺旋の間隔（以下、螺旋間隔ともいう）Ｐ（＝Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・Ｐn ）は全て一定である。これに対して、ＸＹ投影面１００に投影した隣り合う螺旋間隔ｄ（＝ｄ1 ，ｄ2 ・・・ｄn ）は一定ではなく、勾配が大きい周縁部では小さく、勾配が小さい中心部では大きくなるように連続的に変化している。【００２７】
さらに、レンズ表面が複雑な形状の累進屈折力レンズは、レンズ表面の勾配がダイナミックに変化しレンズ外周から中心に至るまでの勾配の増減が一定ではない。このため、螺旋状加工軌跡４のＸＹ投影面１００上での螺旋間隔ｄをレンズ表面形状の勾配に厳密に一致させると螺旋状加工軌跡４自体が略円形から変形してしまう。すると切削工具の移動がＸＹ方向で往復運動することになる。したがってＸ，Ｙ軸上にてバックラッシュが発生し所望の形状に加工することが困難になる。【００２８】
そこで、本発明では螺旋状加工軌跡４を算出するためのレンズの表面形状データを球面形状で近似し、レンズ表面の平均曲率Ｃに基づき螺旋状加工軌跡４を算出するようにしている。したがって、螺旋状加工軌跡４はレンズ形状に対応した略円形の螺旋形状であり、切削工具の移動方向はレンズ周縁部から中心部に至る常に一方向の経路である。【００２９】
具体的には被加工レンズ面５の表面形状の平均曲率Ｃ、螺旋状加工軌跡４上の連続する加工点Ｋ−Ｋの間隔をｄｒ、隣接する螺旋間隔ｄ（＝ｄ1 ，ｄ2 ・・・ｄn ）の平均間隔をｄｃ、ｎを整数とすると、ＸＹ投影面１００上での加工軌跡の座標値Ｘ，Ｙは、次式（１）、（２）によって与えられる。【００３０】
【数１】
2007072857.tif 000003
【００３１】
【数２】
2007072857.tif 000004
【００３２】
また、螺旋状加工軌跡４の隣接する螺旋の間隔ｄ（＝ｄ1 ，ｄ2 ・・・ｄn ）は、次式（３）によって算出される。ただし、ｃｏｓθ＝ｄｚ／ｄｘｄｙ、ｓは平均曲率半径Ｒ（＝１／Ｃ）にて表される仮想レンズ表面の長さ、Ａはレンズ外径、螺旋の本数等によって決まる係数である。なお、ＸＹ投影面１００上での螺旋間隔ｄ（＝ｄ1 ，ｄ2 ・・・ｄn ）の平均値ｄｃは、１．０ｍｍ程度である。【００３３】
【数３】
2007072857.tif 000005
【００３４】
式（１）および式（２）より螺旋状加工軌跡４は、図５に示すように螺旋間隔ｄがレンズ中心部では広く、外周縁部に向かって連続的に減少する軌跡となる。なお、図５は理解し易くするために、実際の加工軌跡とは異なり螺旋の本数を少なくして平易に描いてある。【００３５】
螺旋状加工軌跡４は、ＸＹ座標値のみであるが、螺旋状加工軌跡４のＸＹ座標に対応する眼鏡レンズ１のＺ座標をレンズ表面形状により算出してレンズ表面上での３次元座標を特定して加工点とする。【００３６】
上記した通り、螺旋状加工軌跡４の螺旋間隔ｄは、ＸＹ投影面１００上ではレンズ表面の勾配に比例しているが、レンズ表面上での螺旋間隔Ｐは等間隔になっている。したがって、切削加工後のレンズ面２の表面粗度は、全面にわたって略均一になる。このため、切削加工後に行う研磨工程においてレンズ面２の研磨を容易に行うことができる。なお、この螺旋状加工軌跡４はレンズの表面形状によって異なるため、前述の式（１）および式（２）において平均曲率Ｃの値を加工対象となるレンズ面の平均曲率の値に変更することにより、各レンズの表面形状に合った軌跡に補正される。【００３７】
被加工レンズ面５を切削加工する場合は、切削工具が螺旋状加工軌跡４上の加工点Ｋ（図５）を順次通過して加工を行う。加工点Ｋは螺旋状加工軌跡４上に等間隔（例えば、間隔ｄｒ＝０．２ｍｍ）に配置される。【００３８】
被加工レンズ面５の切削加工は、切削工具をレンズ外周縁から図５に示す螺旋状加工軌跡４に沿って移動させ、レンズ中心部で終了する一方向の加工である。加工に際しては、ＸＹ投影面１００上の螺旋間隔ｄが眼鏡レンズ１の外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加するように切削工具の螺旋と直交する水平方向の送りピッチを制御して加工する。【００３９】
このようにＸＹ投影面１００上での螺旋間隔ｄを被加工レンズ面５の表面形状の平均曲率Ｃに基づいてレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加させると、被加工レンズ面５上での螺旋状加工軌跡４の螺旋間隔Ｐ（＝Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・Ｐn ）は全て等間隔となり、この点で本発明は図１３に示した従来の加工方法と異なるものである。【００４０】
図７において、眼鏡レンズ製造システムは、発注端末２１と、メインフレーム（眼鏡レンズ設計装置）２２とを備え、これらを公衆通信回線２３を介して接続している。発注端末２１は、発注元としての眼鏡店２０に配置されている。メインフレーム２２は、眠鏡の製造メーカ側としての工場２４に配置されている。そして、この工場２４側において、メインフレーム２２と工場サーバー２６がＬＡＮ２５を介して接続され、またこの工場サーバー２６とレンズ面切削加工装置としてのカーブジェネレータ２７の計算機端末２８とがＬＡＮ２９によって接続されている。【００４１】
眼鏡店２０の発注端末２１は、眼鏡レンズを発注する際に必要となる各種のデータの入力を支援し表示する。この発注端末２１の入力部は、少なくとも被検眼の処方値データ等を入力可能とする。発注端末２１に入力された処方値データ等は、通信回線２３を介して工場２４のメインフレーム２２に送信される。メインフレーム２２は、処方値データ等を受信すると受注データとして保存する。【００４２】
（加工データ演算）
また、メインフレーム２２は、眼鏡レンズ設計プログラムや加工データ生成プログラム等を格納しており、発注端末２１から処方値データ等を受信すると、当該処方値に適合するようにプログラムにしたがって眼鏡レンズの設計を行う。【００４３】
設計プログラムは、取得した処方値データに基づいて各眼鏡レンズの設計データを作成する機能を有している。加工データ生成プログラムは、設計プログラムによって作成された設計データに基づいて、カーブジェネレータ２７が実際のレンズ加工を行う際に必要となる加工データを生成する機能を有している。この加工データには、眼鏡レンズの表面設計データ、処方値データおよび加工ブランクスの種類等が含まれている。【００４４】
メインフレーム２２は、眼鏡レンズ設計プログラムおよび加工データ生成プログラムを実行することにより、カーブジェネレータ２７の制御情報としての加工データを生成するとともに、生成した加工データを工場サーバー２６に送信する。工場サーバー２６は、受注データの受注番号とともに加工データを保存する。保存される各加工データは、識別のため受注データ毎に製造工場内でのみ使用される製造番号が与えられ、各加工データとの関連づけを行う。【００４５】
カーブジェネレーター２７は、ＬＡＮ２９を介して工場サーバー２６から加工データを取得すると、この加工データに基づいて眼鏡レンズ１の被加工レンズ面３，５の切削加工を順次行う。被加工レンズ面３，５の加工順次は、どちらが先であってもよい。【００４６】
第１の実施例では、計算機端末２８が実行する工場サーバー２６ヘの製造工程における情報のリクエストは、すべて製造番号情報を介して行われる。カーブジェネレータ２７の計算機端末２８は、未加工レンズに付されている製造指図書の製造番号情報、または製造番号情報を含むバーコードがスキャナ等の入力装置によって読み取られて入力されると、製造番号情報に対応する切削関連情報を作成するための加工データを工場サーバー２６に要求する。要求にしたがって工場サーバー２６は、加工データを計算機端末２８の通信制御部３０にＬＡＮ２９を介して送信する。送信される加工データには、例えば眼鏡レンズの表面設計データ、処方値データ、眼鏡レンズの種類等が含まれる。また、この加工データは、３次元の座標値（ｘ、ｙ、ｚ）が組み合わされた関数または数値の集合である。【００４７】
計算機端末２８は、通信制御部３０と、演算処理部３１と、切削工具を制御する制御部（制御手段）３２とを有している。また、演算処理部３１は、眼鏡レンズ１の各被加工レンズ面３，５の平均曲率Ｃ（Ｃ1，Ｃ2 ）をそれぞれ算出する平均曲率算出部（手段）３４と、各被加工レンズ面３，５の平均曲率Ｃに対応した螺旋状加工軌跡４をそれぞれ算出する螺旋状加工軌跡算出部（手段）３５とを備え、通信制御部３０、演算処理部３１および制御部３２をＬＡＮ３６によって接続している。そして、演算処理部３１は、受信した加工データから加工のためのデータの詳細を演算する。演算結果の内容は、眼鏡レンズの各被加工レンズ面３，５の平均曲率Ｃ、各被加工レンズ面３，５のＸ，Ｙ投影面１００上の螺旋状加工軌跡４、螺旋間隔ｐ，ｄ、およびこの螺旋状加工軌跡４（Ｘ．Ｙ）に対応する３次元のレンズ表面形状データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）である。【００４８】
図８に示すカーブジェネレータ２７は、ＮＣ制御によって３軸制御するもので下軸Ｅと上軸Ｄとを備えている。【００４９】
下軸Ｅは、眼鏡レンズ１が取付けられ、移動せずに軸回転する。一方、上軸Ｄは荒切削用の第１のバイトＦが取付けられた第１の上軸部Ｇと、仕上げ切削用の第２のバイトＨが取付けられた第２の上軸部Ｉとの２軸とを備え、固定された下軸Ｅに対して上軸ＤがＸ方向にスライドして第１と第２の上軸部Ｇ，Ｉを切り替える構造となっている。第１、第２のバイトＦ，Ｈの切削刃Ｂの材質としては、例えば焼結したダイヤモンドや単結晶ダイヤモンドが用いられる。【００５０】
眼鏡レンズ１の凹面からなる被加工レンズ面５を切削刃Ｂによって切削加工する場合は、計算機端末２８がマトリックスで表された凹面の設計形状高さデータを計算機端末２８の制御部３２（図７）に転送する。さらに計算機端末２８が凹面形状に対応する螺旋状加工軌跡４を前記した式（１）および式（２）から算出して制御部３２に転送する。これにより、制御部３２が上軸Ｄ、第１、第２の上軸部Ｇ，Ｉを制御し、バイトＦ，Ｈの切削刃Ｂが螺旋状加工軌跡４上の加工点Ｋに沿って移動することにより被加工レンズ面５を切削加工する。このようなカーブジェネレータ２７の加工精度は３μｍ以内（レンズ径５０ｍｍ）、最大表面粗さＲmax は０．３〜０．５μｍ程度である。【００５１】
この後、切削加工されたレンズ面２を研磨装置によって研磨し、所定の曲面からなる光学面に仕上げる。研磨装置としては、従来公知の装置、例えば特開２００３−２６６２８７号公報の図１に開示されている研磨装置や、一般に市販されているＬＯＨ社製の汎用の研磨装置（ＴＯＲＯシリーズ）が用いられる。【００５２】
凹面からなるレンズ面２の研磨加工が終了すると、引き続き凸面からなる被加工レンズ面３を同様にカーブジェネレータ２７によって切削加工し、さらに研磨装置によって研磨して所定の光学面に仕上げる。【００５３】
次に、眼鏡レンズの受注から納品までの流れを図７および図９を参照して説明する。【００５４】
ステップＳ１：発注
まず、工場２４のメインフレーム２２は、眼鏡店２０からの眼鏡レンズの製作依頼を受ける（受注）。眼鏡店２０は、眼鏡レンズの発注に先立って顧客の被検眼の処理データ、レンズ種別、その他のレンズの設計に必要な眼鏡レンズの仕様情報を発注端末２１に入力する。【００５５】
ここで、仕様情報には眼鏡レンズの種類と特定情報が含まれる。また、処方データには、顧客の左右両眼の球面屈折力、円柱屈折力、乱視軸、加入度、瞳孔間距離、裸眼視力等が含まれる。そして、発注端末２１は、入力された眼鏡レンズ情報、処方値を通信回線２３を介してメインフレーム２２にオンラインで送信し、眼鏡レンズの製作を依頼する。【００５６】
ステップＳ２：レンズ凸面の表面形状データ算出
メインフレーム２２は、眼鏡店２０からの眼鏡レンズの製作依頼を受注すると、受信したデータよりカーブジェネレータ２７で使用する加工データを演算し、工場サーバー２６で保管、またはＬＡＮ２９を通してカーブジェネレータ２７に転送する。加工データは各加工装置、検査装置で使用する形式で出力され、少なくとも眼鏡レンズの凹、凸面形状データを含む。【００５７】
ステップＳ３：レンズ凸面の平均曲率算出
次に、計算機端末２８は、眼鏡レンズの凸面形状データの平均曲率半径Ｒ（ＲT ）を求める。平均曲率半径ＲT は、眼鏡レンズの表面形状全体を球面形状で近似した場合、最も差異が小さくなる曲率半径である。実際には計算機などでレンズ形状値と近似球面との差異を最小２乗法にて算出し、差異が最も小さくなる曲率半径を平均曲率半径ＲT とする。そして、求めた平均曲率半径ＲT から平均曲率ＣT を求める。平均曲率ＣT は、平均曲率半径ＲT の逆数（＝１／ＲT）である。【００５８】
ステップＳ４：レンズ凸面の螺旋形状加工軌跡算出（ＸＹ投影面上）
次に、計算機端末２８は、予め設定された隣接する螺旋の平均間隔ｄｃ（ｄｃT ）、連続する螺旋状加工軌跡４上の加工点間隔ｄｒ（ｄｒT ）および算出した平均曲率ＣT を式（１）および式（２）に代入する。式（１）はＸ方向の加工点位置、式（２）はＹ方向の加工点位置である。ここで、予め設定された平均間隔ｄｃT および加工点距離ｄｒT は、素材や形状によって異なるため実験的に求めて決定する。【００５９】
ステップＳ５：凸面加工軌跡算出（３次元）
眼鏡レンズの表面形状データは、３次元データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の関数で表示されている。この３次元データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）からなる表面形状データに螺旋状加工軌跡の２次元データ（Ｘ，Ｙ）値を代入すると、対応するレンズ表面上の加工点Ｋが特定され、その各３次元加工点位置座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が確定する。そして、この各３次元加工点位置座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、カーブジェネレータ２７に送られる。【００６０】
ステップＳ６：切削加工
次に、凸面を切削加工する。
カーブジェネレータ２７は、切削工具が特定した３次元の加工点位置座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にしたがって上記ステップＳ４で算出した螺旋状加工軌跡４上を移動するように制御することで凸面３を切削加工し、所望の表面形状を創成する。【００６１】
ステップＳ７：凸面研磨加工
次に、切削された凸面３の研磨加工を実施する。研磨加工する際には、カーブジェネレータ２７によって眼鏡レンズの凸面３を所定の形状に切削加工した後、眼鏡レンズをカーブジェネレータ２７から取り外して研磨装置に取付け、切削されたレンズ面を研磨する。【００６２】
ステップＳ８：レンズ凹面の表面形状データ算出
凸面３の研磨が終了すると、眼鏡レンズを研磨装置から取り外し、再びカーブジェネレータ２７の下軸Ｅ上に凹面２を上にして装着する。そして、メインフレーム２２は受信したデータよりカーブジェネレータ２７で使用する加工データを演算し、工場サーバー２６で保管、またはＬＡＮ２９を通じてカーブジェネレータ２７に転送する。加工データは各加工装置、検査装置で使用する形式で出力され、少なくとも眼鏡レンズの凹面形状データを含む。【００６３】
ステップＳ９：レンズ凹面の平均曲率算出
次に、計算機端末２８は、眼鏡レンズの凹面形状データの平均曲率半径Ｒ（ＲO ）を求める。凹面２の平均曲率半径ＲO は、眼鏡レンズ１の表面形状全体を球面形状で近似した場合、最も差異が小さくなる曲率半径である。実際にはコンピュータなどでレンズ形状値と近似球面との差異を最小２乗法にて算出し、差異が最も小さくなる曲率半径を平均曲率半径ＲO とする。そして、求めた平均曲率半径ＲO から平均曲率ＣO （＝１／ＲO ）を求める。【００６４】
ステップＳ１０：レンズ凹面の螺旋形状加工軌跡算出（ＸＹ投影面上）
次に、計算機端末２８は、予め設定された隣接する螺旋の平均間隔ｄｃ（ｄｃO ）、および連続する螺旋状加工軌跡４上の加工点間隔ｄｒ（ｄｒO ）と算出した平均曲率ＣO を式（１）および式（２）に代入する。式（１）はＸ方向の加工点位置を示す式、式（２）はＹ方向の加工点位置を示す式である。ここで、予め設定された平均間隔ｄｃO および加工点距離ｄｒO は、素材や形状によって異なるため実験的に求めて決定する。【００６５】
ステップＳ１１：凹面加工軌跡算出（３次元）
次に、眼鏡レンズ１の凹面形状データは、３次元データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の関数で表示されており、螺旋状加工軌跡４の２次元データ（Ｘ，Ｙ）値を代入すれば対応する凹面２上の各加工点Ｋが特定され、その各３次元位置座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）がカーブジェネレータ２７に送られる。【００６６】
ステップＳ１２：切削加工
次に、眼鏡レンズ１の凹面２をカーブジェネレータ２７によって切削加工する。【００６７】
ステップＳ１３：凹面研磨加工
凹面２の切削加工が終わると、次に切削された凹面２の研磨加工を実施する。凹面２の研磨加工には、凸面研磨に用いた研磨装置が用いられる。
ステップＳ１４：次工程  
研磨終了後は凸面３と凹面２の染色、表面処理、検査などを行い、検査に合格した眼鏡レンズ１が製品として依頼先の眼鏡店に出荷される。【００６８】
上述したように本発明に係るレンズ面切削加工装置は、平均曲率算出部３４によって被加工レンズ面５の平均曲率Ｃ（ＣT ，ＣO ）を算出し、この平均曲率Ｃに対応した螺旋状加工軌跡４を螺旋状加工軌跡算出部３５によって算出するようにしている。このため、螺旋状加工軌跡４は、被加工レンズ面５上での隣り合う螺旋間隔Ｐが等間隔となり、ＸＹ投影面１００上での隣り合う螺旋間隔ｄがレンズ外周縁からレンズ中心に向かうにしたがって連続的に増加する加工軌跡となる。その結果、眼鏡レンズ１の中心部と周縁部の表面粗度が是正されてレンズ面全体を均一な表面粗度とすることができる。したがって、研磨時の中心部と外周縁部の研磨量が等しくなり、研磨時間を短縮することができる。また、研磨量が全面にわたって均一になれば、切削加工で得た表面形状と研磨後の表面形状との誤差が小さく、所望の表面形状に近い光学面を得ることができる。【００６９】
従来技術（等間隔螺旋状加工軌跡）との比較
本実施例による加工方法によって切削加工されたレンズ面の表面粗度、バラツキおよび最大表面粗度（Ｒmax ＝０．１３μｍ）は、図１０に示される。この図からなり明らかなように、本実施例による加工方法によれば、レンズ面の表面粗度、バラツキおよび最大表面粗度（Ｒmax ＝０．１３μｍ）を図１４に示した従来の加工方法に比べて十分に小さくすることができることが判明した。なお、図１０および図１４の測定は螺旋状加工軌跡が異なる点を除いて、サンプルレンズの材料、外径、表面形状、切削加工装置、切削量、切削刃、研磨時間、研磨方法、研磨剤、研磨パッド、研磨ツール、研磨装置、研磨温度、研磨圧力、レンズ面の測定範囲は全て同一である。【００７０】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
上記した第１の実施例に形態による切削加工方法では、眼鏡レンズ１の被加工レンズ面５（レンズ面３も同様）の表面形状のみによって平均曲率Ｃを算出し、この平均曲率Ｃに対応した螺旋状加工軌跡４を算出することにより、被加工レンズ面５上での螺旋間隔Ｐを一定とし、ＸＹ投影面１００上での螺旋間隔ｄをレンズ外周縁から中心に向かうにしたがって連続的に増加させ、これによりレンズ表面の表面粗度が均一になるようにした例について説明した。【００７１】
しかしながら、研磨装置の研磨除去量特性は、必ずしもレンズ表面の各部で一定ではなく、通常は図１１にように除去量が中心部で最大で、周縁部では最小となる切頭形のガウス分布５１を呈する。このため、このような研磨除去量特性の研磨装置を用いてレンズ表面を研磨した場合、まず研磨初期段階で中心部の研磨が完了する。しかしながら、周縁部の研磨量が十分でないため継続して研磨を行うことになる。すると、この間においてもレンズ中心部はさらに研磨され続けるため中心部の研磨除去量が大きくなる。このため、周縁部が研磨されてレンズ全面の研磨が終了すると、中心部が過剰に研磨されるため、表面形状が所望の表面形状とは異なってしまう。また、中心部を必要以上に研磨するため研磨に要する時間も長くなる。それ故、切削加工後の研磨を考慮すると、レンズ面２の表面粗さを全面にわたって均一にするよりも研磨除去量特性に対応した表面粗さにすることが好ましい。【００７２】
そこで、第２の実施例では、予め研磨装置の研磨除去量特性に対応した螺旋加工軌跡５３（図１２参照）を算出して切削加工するようにしている。具体的には、後工程で用いられる研磨装置の研磨除去量特性が図１１に示す切頭形のガウス分布５１を呈する場合、被加工レンズ面の表面形状と、前記研磨除去量特性の両方に基づいて被加工レンズ面の平均曲率を算出する。そして、この平均曲率に対応した螺旋状加工軌跡５３を算出し、この螺旋状加工軌跡５３に基づいて切削工具を制御し被加工レンズ面を切削加工する。【００７３】
この場合、前記螺旋状加工軌跡５３の被加工レンズ面上での螺旋間隔Ｐは、図１２に示すように上記した第１の実施例による加工方法とは異なり一定ではなく、レンズ中心部において最大で、周縁部で最小となる。したがって、切削加工後の表面粗度も均一ではなく、中心部において表面粗度が最も粗く、外周縁部では表面粗度が最も小さい。このため、研磨除去量は、中心部において最大となり、外周縁部では最小となる。その結果、前述した研磨除去量特性の研磨装置を用いて研磨すると、レンズ面の各部を同時に研磨し、同時に研磨完了とすることができる。【００７４】
一般に、切削加工は切削工具や加工装置などの条件が同一であれば、加工時間と表面粗度は反比例する。したがって、レンズ中心部の表面粗度を大きくすることで、切削加工に係る時間が短くなる。研磨時間は変化しないため、切削加工および研磨加工に係る総加工時間を短縮することができ、製造に係るコストを圧縮し、納期を短縮することができる。【００７５】
さらに、研磨除去量特性を考慮した加工方法の概略について説明する。ただし、前記第１の実施例と重複する部分があるため、研磨除去量特性による螺旋状加工軌跡５３の算出方法についてのみとし、重複部分は説明を省略する。【００７６】
本実施例でも前記式（１）および式（２）を用いて螺旋状加工軌跡５３を算出する。研磨除去量特性は研磨方法、研磨剤、研磨圧力、研磨パッド、レンズ素材等によって異なるため予め実験的に測定しておく。【００７７】
先ず、螺旋状加工軌跡５３の算出のため最初に研磨除去量特性の曲線の平均曲率半径ＲX （図１１）を算出する。図１１に示すガウス分布５１の特性の場合、例えばＲX ＝５０００００ｍｍ程度となり、曲率（Ｃ’）に換算すると０．００１１９２カーブ程度となる。一方、所望のレンズ表面形状の曲率（Ｃ）は５Ｄとする。ここで研磨除去量特性値の平均曲率Ｃ’＝０．００１１９２カーブと、所望のレンズ表面形状の曲率Ｃ＝５Ｄとを加算して仮想曲面の曲率（Ｃ＋Ｃ’）を求めると、５．００１１９２Ｄとなる。図１２において、被加工レンズ面５が凹面の場合は、符号５２が緩やかな凸状の仮想曲面を示し、凸面の場合は符号５４が被加工レンズ面３の仮想曲面を示す。このような仮想曲面５２，５４は、実際の被加工レンズ面５の曲率半径より大きな曲率半径となり、見かけ上レンズ厚を増大させる。このため、螺旋間隔（ｄ）も変化し、レンズ中心部に向かうにしたがって一層広くなる。【００７８】
そして、加算して得た仮想曲面５２の曲率Ｃ＋Ｃ’（５．００１１９２Ｄ）を式（２）、式（３）中のＣと置換すると、次式（４），（５）となり、これらの式からＸＹ投影面１００上での螺旋状加工軌跡５３の座標値Ｘ’，Ｙ’を算出する。【００７９】
【数４】
2007072857.tif 000006
【００８０】
【数５】
2007072857.tif 000007
【００８１】
式（４），（５）によって算出された螺旋形状が研磨除去量特性を考慮した螺旋状加工軌跡５３である。図１２から明らかなように、この螺旋状加工軌跡５３は、螺旋間隔が被加工レンズ面５４上において外周縁部では狭く、中心部に向かうにしたがって連続的に増加する軌跡となっている。このため、研磨除去量は、中心部において最大となり、外周縁部では最小となる。因みに、研磨除去量の最大値は、１〜２０μｍの範囲であり、好ましくは５〜１５μｍである。なお、図１１では、研磨除去量の最大値を４．７μｍとしている。【００８２】
このような第２の実施例による切削加工方法によると、研磨除去量特性が図１１に示す切頭形のガウス分布５１を呈し、研磨除去量が中心部において最大で、周縁部において最小となる研磨装置によって研磨した場合、周縁部の表面粗度が小さいために被加工レンズ面５４を容易に研磨することができる。それ故、全体の研磨量が均一で少なく、研磨時間を短縮することができる。さらに、被加工レンズ面５４の研磨除去量を小さくすることができるため切削加工後の表面形状を維持でき、研磨による形状誤差を小さくすることができる。【００８３】
上記した第１、第２の実施例においては、いずれも累進多焦点レンズに適用した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、一般の球面レンズからなる眼鏡レンズにも適用することが可能であることはいうまでもない。その場合は、平均曲率を曲率に置き換えればよい。【００８４】
また、上記した第１、第２の実施例は、いずれもレンズ外周縁から中心に向かって螺旋状に切削加工するようにしたが、本発明はこれに限らず被光学面２，３の曲率半径によっては中心からレンズ外周縁に向かって螺旋状に切削加工してもよい。
【図１】
2007072857.tif 000013
【図２】
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【図３Ａ】
2007072857.tif 000015
【図３Ｂ】
2007072857.tif 000016
【図４Ａ】
2007072857.tif 000017
【図４Ｂ】
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【図５】
2007072857.tif 000019
【図６】
2007072857.tif 000020
【図７】
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【図８】
2007072857.tif 000022
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2007072857.tif 000026
【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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