(57)【要約】本発明は、レンズ（１）の精密な調整加工方法を実施するための方法に関する。本発明では、前記レンズは、２つのクランプ板（２，３）間において、決められた位置に保持されており、前記レンズ（１）の周囲の研磨は、軌道に沿って制御されており、前記軌跡の最後のプログラムされた部分がレンズに対して所望される形状（８）に対応する。前記方法は、レンズが軽くクランプされる状態における、レンズの1つの面上の多数の点の座標の走査を行う、第１の走査と、設置縁の面上に追跡を形成することと、前記レンズの面上の第２の多数の点のレンズの調整加工に使用されるものに対応する重大なレベルにおけるクランプの下の第２の走査と、前記２つのクランプ状態の各々において、前記レンズの上記の面の近似の数学的表現と、第２のクランプ状態におけるレンズの面におけるレンズの輪郭の変形に関する座標の計算をして、研磨軌道の最後のプログラムされた部分を修正する計算と、を具備する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
決められたフレーム縁部にレンズを設置可能にするための、レンズ（１）の精密な調整加工方法において、
前記レンズは、２つのクランプパッド（２，３）に関係する基準のフレームにおける規定された位置において、前記２つのクランプパッドの間に保持されており、
前記レンズ（１）の周囲の研磨は、軌道に沿って制御されており、前記軌道のプログラムされた最終部分が前記縁部の外形の形状（８）に前記レンズ上において対応しており、
前記方法は、
前記レンズが軽くクランプされる状態にある場合に、前記レンズの面上の複数の点の第１の計測を実施する手順と、
前記レンズの調整加工にとって必要な、前記レンズが堅くクランプされる状態にある場合に、前記レンズの該面上の別の複数の点の第２の計測を実施する手順と、
上記の計測に基づいて、前記２つのクランプ状態の各々において、前記レンズの上記の面の近似の数学的表現を作成する手順と、
前記レンズの該面上の前記縁部のプログラムされた形状の追跡部分の変換された点の座標を計算するために、上記の数学的表現を使用する手順であって、該変換は、前記レンズが前記第１のクランプ状態から前記第２のクランプ状態への移行において得られるモデルに従って変形された、結果である、手順と、
プログラムされた研磨の軌道における点の各々を、前記プログラムされた座標と前記計算された座標との間の相違により規定される量により、修正する手順と、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の計測は、少なくとも１つの子午線の弧の形状の数学的近似を決定するために、該追跡部分に隣接する区域において、該子午線の弧に属する前記面の点を追跡する段階と、該追跡部分と該子午線の弧との間の交差点を具備する段階とを具備することと、
前記第２の計測は、前記第１の近似との関連で、該弧の形状の数学的近似を決定するために、既に追跡された前記子午線の弧の点を追跡する段階を具備することと、更に
上記の計算及び修正は、
変形応力の下で、前記子午線の弧の数学的表現における子午線の弧と前記追跡部分との間の交差点の座標値を計算する段階と、
該交差点に関して計算された座標と前記計測された座標との相違から抽出された係数により、研磨輪の軌道の最終部分を修正する段階と、
を具備することと、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の計測は、前記レンズの粗加工段階の後で実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記数学的近似は多項式近似であることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記子午線の弧は、前記レンズ（１）の中心（Ｃ）の周りで９０度で変位する４つの弧に沿って追跡されることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
２つの隣接する追跡される子午線の弧の間に位置する軌道の各点に関する上記の修正係数は、線形補間により実施されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
該レンズの上記の面上の前記縁部を追跡する手順を具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
２つの隣接する触感される子午線の弧の間の軌道に関する上記の修正係数は、前記縁部の該追跡部分を追跡する間において、計測されたデータから決定された、補間式により決定されることを特徴とする請求項５又は７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡を収容するための縁部にレンズを適合させるために、眼鏡のレンズの外形の機械加工に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡のレンズは、修正されたレンズかどうかに係らず、その使用に必要な光学的品質の全てを所有する部分の結果であり、特に、レンズの中心として説明される光学的中心の結果である。この部分は一般的に、円形状外径を有しており、その直径は、登録されるべき眼鏡フレーム市場に存在する、膨大な種類の縁部に対応する全ての可能な周囲形状に関して十分に大きいものである。
【０００３】
調整加工（トリミング）は、機械加工作業であり、その機械加工作業は、レンズの外形を、レンズを収容するフレームの形状に適合させるものである。この周囲の機械加工は、道具を使用し、そこ（道具の使用）では、レンズは、それ（レンズ）を保持するためであって且つ一般的にレンズを通過する軸線の周りでレンズが回転可能にするための、２つの付属品（補助具）の間でその中心付近においてクランプ(締め止め)されており、その一方で所望の外形は、一般的に２つの手順において、研磨輪を使用して形成できる。
【０００４】
レンズクランプ（締め止め）付属品は、パッド（当て物）の形状であり、そのパッドは、レンズの凹面及び凸面に対して押圧されて、レンズ内における応力及び変形を増大させる。外形は従って、応力の下で変形したレンズにおいて機械加工されており、その応力は、除去されると、異なる形状を形成し、従って、機械加工されるはずの外形とは異なる外形になってしまう。
【０００５】
楕円形の小型のレンズを処理するために、調整加工作業において、レンズが正しく回転されることを確保する一方で、楕円形のパッドを使用する必要がある。小型で円形状で対称なパッドにより強い圧力を適用することは、適当ではないし、ともかく効果がない。不幸にも、必然的に楕円形のパッドを使用する結果の非対称なクランプ（締め止め）により、レンズの変形は増大する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、レンズの調整加工工程を改善することにより、特には、一旦レンズが、開放状態に戻されると、許容公差範囲内で、縁部により強制されるような所望の外形に調整加工されるように、研磨作業により形成される外形について修正要素が決定される、該調整加工工程における段階を提供することにより、この変形に対応することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
結局、本発明は、決められたフレーム縁部にレンズを設置可能にするための、レンズ（１）の精密な調整加工方法を提供しており、この方法において、前記レンズは、２つのクランプパッド（２，３）に関係する基準のフレームにおける規定された位置において、前記２つのクランプパッドの間に保持されており、前記レンズ（１）の周囲の研磨は、軌道に沿って制御されており、前記軌道のプログラムされた最終部分が前記縁部の外形の形状に前記レンズ上において対応する。本発明に従い、前記方法は、前記レンズが軽くクランプ（締め止め）される状態にある場合に、前記レンズの面上の複数の点の第１の計測を実施する手順と、前記レンズの調整加工にとって必要な、前記レンズが堅くクランプ（締め止め）される状態にある場合に、前記レンズの該面上の別の複数の点の第２の計測を実施する手順と、上記の計測に基づいて、前記２つのクランプ状態の各々において、前記レンズの上記の面の近似の数学的表現を作成する手順と、前記レンズの該面上の前記縁部のプログラムされた形状の追跡部分の変換された点の座標を計算するために、上記の数学的表現を使用する手順であって、該変換は、前記レンズが前記第１のクランプ状態から前記第２のクランプ状態への移行において得られるモデルに従って変形された、結果である手順と、プログラムされた研磨の軌道における点の各々を、前記プログラムされた座標と前記計算された座標との間の相違により規定される量により、修正する手順と、を具備することを特徴とする方法。
【０００８】
調整加工軌道を修正することを可能にするために、レンズの面の数学的表現を使用する。該面の数学的表現又は該面上の複数の線の数学的表現によってのみ、点の座標の値を認識することが可能である。前記点は、該面において移動しないが、しかしクランプ状態が変化する場合に、作業ステーションの基準のフレームにおいて面と共に移動する。そして、クランプ力を変化させることにより生じる現象の、物理的な実体を表現するモデルを形成することが可能である。例えば、形状の変化が、計測される面（触感装置（フィーラー）により追跡された面）上の表面面積における任意の変化なしで発生して、検討される点をレンズの中心に接続する該面上の弧は、２つのクランプ状態に関して同一の長さであることが考えられる。もしこの点がレンズの外形、即ち基準のフレームにおける縁部のプログラムされた形状に属する場合には、それは、レンズがクランプ（締め止め）により変形させられる間に、研磨輪（ホイール）が通過して調整加工を実施しなければならない、計算により分る座標の点を構成する。変形していないレンズの調整加工に対応する理想的な軌道の座標に基づいているこれらの座標は、修正係数を該理想的な軌道に関して決定することを可能にする。
【０００９】
好適な状態において、変形された面上の点の座標は、粗加工が実施された後に計測される。クランプ（締め止め）の効果の下で、レンズの変形は、含まれる材料の量により、特には半径方向におけるレンズの寸法により変化する。従って、レンズの中心に作用される同一のクランプ（締め止め）力に関して、レンズの変形は、その周囲が中心に近いか又は離れているかに依存して異なることが分かる。
【００１０】
本発明の単純化された実施において、レンズの面の形状の数学的表現は、レンズの少なくとも１つの子午線の弧、即ちレンズの表面上の線（例えば、その凸面）の形状に対する数学的表現の形にあり、それはレンズの中心から該表面の任意の点まで伸長しており（これは、中心と検討されている点との間の大きな縁の弧として説明できる）、更に特には、それの変形されていない状態におけるレンズの縁部に関してプログラムされた外形の点に対する数学的表現の形にある。より正確には、本発明の方法の単純化された実施において、第１の計測は、少なくとも１つの子午線の弧に沿うレンズの上記面上の点を追跡するために触感装置（フィーラー）を使用することにより、縁部の上記の追跡部分に隣接する区域において実施されるので、該子午線の弧の形状に対する数学的近似を決定する。該弧の形状に対する数学的近似を決定するために、既に追跡された、同じ子午線の弧の点に関する第２の計測は、第１の近似に相互関連しており、上記の計算及び修正は、変形応力下において子午線の弧の数学的表現における縁部のプログラムされた外形に属する子午線の弧の点の座標に関する値の計算段階と、該交差点に関する計算された座標とプログラムされた座標との間の相違から得られた係数により、研磨輪の軌道の最終部分を修正する段階と、を具備する。
【００１１】
追跡された面は、面積が一定の状態で保持される状態、即ち表面の寸法が任意に長くなったり又は短くなることがない状態で、それの２つのクランプ状態間で変形するという、仮定で上記説明は行われている。別のモデルが、予想可能であり、例えば、２つのクランプ状態間におけるレンズの変形が、レンズの「中立繊維」を含む想像上の内部表面上の一定の面積において生じており、その場合、レンズの凸面がその後、該「中立表面」に対して伸長させられており、その一方でその凹面は短縮させられる。この伸長は、修正が計算される際に、定量化可能で且つ考慮可能である。
【００１２】
上記において、縁部のプログラムされた外形（又は、前記外形を製作するものである研磨輪に関する理想的な軌道）は、レンズのクランプ（締め止め）軸線に平行に伸長していて且つ該外形に接触する、形成線を有する円筒状の囲いに実際には対応することが観察される。つまり、上記において、該形成線の該軸線に沿う該外形の各点の座標は考慮されない。完全にするために、レンズの調整加工は、レンズの縁部面において製作される部分（縁部の結合帯部（タイバンド）を収容するためのへこみ又は、縁部における溝内に貫通するための突起のいずれか）を明確に必要とする。この部分は、研磨輪の縁部面の形状により形成されており、従ってそれ（研磨輪）は、上記の方向に沿って配置されて、それがレンズの縁部面に常に面することを確保することが必要である。その様な制御を正確に実行可能にするために、従ってそれは、レンズにおいてのプログラムされた外形の投影における点の座標、特には該点の各々に関するクランプ軸線に沿う座標を計測することが適当である。この計測は、レンズのクランプ状態の一方又は他方において、及び該計測とレンズの追跡される表面の数学的表現とに基づいて、計算を実施することにより実施可能であり、それにより、レンズの変形を、それが調整加工される間に、考慮するために、クランプ方向に沿って位置制御するためのパラメータを決定する。これらのパラメータは、上記のように、機械の制御において、研磨輪の最終的軌道を決定するものに追加される。
【００１３】
本発明の制限されない例により与えられる、眼鏡のレンズの調整加工方法の実施に関する下記の説明により明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
従来技術のように、図示するように、実質的に円形のレンズ１は、２つのパッド（当て物）２と３の間でクランプ(締め止め)されて、レンズ１の中心Ｃを通る軸線４の周りで回転可能である。パッド２と３は、従来のクランプ（締め止め）アクチュエータ５に適合（取り付けら）されており、アクチュエータ５の１つは、方向Ａで軸線４の周りで回転させられる。
【００１５】
レンズを調整加工（トリミング）するための研磨輪（ホイール）６は、支持部（サポート）７により支持されており、支持部７は、加工目標とされるべき外形８により、及び必然的に、軸線４周りのレンズの角度変位により、規定されるプログラムを適用して、軸線４に対して接近する移動及び離れる移動が（矢印Ｂ）可能である。
【００１６】
調整加工デバイス（装置)は、触感（フィーラー）ユニット（又はデバイス）９を更に具備しており、触感ユニット（又はデバイス）９は、例えば、レンズ１の凸面１ａに属する、複数の点の、装置の基準システムにおける、座標を検知するのに適している。特に、触感デバイス９は、検知されるべき外形８に属する点の座標を追跡（トレース）することが可能であり、つまり、レンズ１の面１ａの縁部の外形の追跡（トレース）を、それ（レンズ）には応力が作用しない、即ち、図２の部分２Ａに示すように、パッド２と３の間で軽いクランプ（締め止め）の状態で、実施する。それは従って、弧１０，１１，１２，１３等の座標を追跡可能にしており、前記弧は、上記のトレース（追跡部)８の付近において伸張する直交子午線弧である。子午線１０，１２と１１，１３は、レンズの凸面１ａと中心Ｃを通る軸線４との間の交差点において交差する。
【００１７】
もしレンズ１を構成する材料が、十分に剛であり、及び／又はもしレンズの厚みが十分に大きければ、クランプ(締め止め)力は、それ（レンズ）に適用可能であり、この場合実際上応力がない状態で、従って実際上レンズに変形がない状態を形成する。その様な条件の下で、調整加工は従来、外形８に向かって前進的に軸線４に対して移動するようにプログラムされた研磨輪６により実施されており、前記外形は選択された縁部の周囲、従ってレンズの周囲として機械に事前に入力されており、機械の基準のフレームにコピー（模写）されている。その様な状況下で、触感デバイス（ユニット）９は、レンズの最終的外形の各点の軸線４に沿う座標を規定するように機能することにより、該軸線に沿う研磨輪の位置を制御して、レンズの縁部面において部分を明確に作成する。
【００１８】
しかし、ほとんどの場合において、パッドからのクランプ(締め止め)力は、レンズがクランプ(締め止め)されない場合の該レンズの形状と比較して、無視できない量でレンズを変形させる結果となる。もし上記説明の工程が、変形されたレンズに適用されるならば、その場合、一旦クランプ力がレンズから取り除かれると、所望の外形８に対応しない外形８’が形成される。レンズは大き過ぎるものとなるであろうことが、図２の部分Ｂから分かる。
【００１９】
本発明は、応力下で変形したレンズの調整加工により、所望の外形形成を可能にする方法からなる。これを実施するために、複数の点が、２つの子午線弧１０，１２と１３，１１において検知され、その一方でレンズは、変形しないように、軽くクランプ（締め止め）される。これらの計測は、触感デバイス９を使用して実施され、図１に示される装置の基準システムにおいて既知である点の座標は、数学的表現を子午線の該基準システムにおいて形成可能にしており、それらの１つは弧１０と１２を具備しており、更にもう一方は１１と１３を具備する。例として、この数学的表現は、もしレンズが球状の場合には、レンズの凸面１ａの大きな複数の円の１つを構成する円であっても良く、あるいはそれは、例えば第４次の多項式の形の数学的な近似であっても良い。この改善は、形成されるべきレンズの寸法において所望される精度を満足させることが見い出された。
【００２０】
２つの子午線（又は、そう所望されるならば、より多くの子午線）（計測の実施は時間を要し、実現されるべき精度とそれを得るために費やされる時間との間で、良好な妥協点が発見される必要があることが理解される）のこの数学的表現により、例えば、２つの子午線が通過する中心Ｃと、該子午線と実施されるべき外形の追跡部分(トレ−ス)８との間の交差点１０ａ，１１ａ，１２ａ及び１３ａとの間に存在する長さを算出することは容易である。
【００２１】
これらの子午線の長さは、レンズの変形において変化することがない（即ち、変形は、面積が維持される表面変形であり、従って長さが維持される線形変形である）と仮定することにより、調整加工されたレンズの最終的な縁部は、各子午線において、計算された長さと等しい弧の長さで、レンズの中心から離れることが分かる。従って、もし新たな計測が、弧１０，１１，１２及び１３等について、レンズの外面１ａにおいて実施されて、その一方でそれの機械加工を可能にするのに必要な大きなクランプ（締め止め)力の作用の下でそれが変形する場合に、及び図２の部分２Ｂに示されるような場合に、例えば円又は多項式（再度４次の）の等式の形で表される、これらの子午線の新規な数学的表現を発見することができる。その後、該等式を、弧の事前算出された長さに対応する値に限定（コンストレイン）することにより、研磨輪が通過すべき点のための調整加工工具の基準のフレームにおける座標を見い出すことを可能にして、一旦レンズから圧縮応力が除去されると、最終的結果がレンズの縁部が上記の追跡部分（トレース）８に一致することを確認することが可能になる。この算出された点は、図２の部分２Ｂにおいて参照記号８”で示されており、このように、値Ｅを決定することを可能にしており、前記値Ｅにより、研磨輪の制御は、レンズは変形しない及び変形可能ではないとの仮定において、研磨輪に当初用意されたプログラミングと比較して、修正される必要がある。
【００２２】
これとの関連において、上記のプログラミングは実際には、研磨輪と軸線４の周りで方向Ａで回転させられるレンズとの間の軌道の終点部分を規定することに対応しており、この軌道のもう一方の部分（初期部分）は近似プログラミングの結果であることが観測される。
【００２３】
上記説明は、２つの子午線を触感検知すること及びそれ（２つの子午線）の数学的表現を獲得することに関係する。修正は従って、外形の４点の各々に対して得られる。しかし、外形は、その連続的な長さにわたり修正される必要があることが理解されるべきである。幾つかの方法が、外形の各点に関する修正係数を得るために適用可能である。第１のその方法は、追跡された子午線により記録部（レジスタ）において得られた値Ｅの各々の間における線形補間法である。この方法は、レンズが、軸線４の周りの回転面である、凸面及び凹面を有する場合に、良好な結果を与える。
【００２４】
凹面が円筒又はドーナッツ型である場合に、もはやレンズはその中心を通る軸線周りの回転体ではなく、４つの計測点間の線形補間は、精度が不十分なものになり得る。その様な状況下では、図２の部分２Ｂに示される変形状態において、子午線の弧を追跡することに加えて、触感デバイス９はまた、その第２のクランプ(締め止め)状態において、レンズ上の追跡部分（トレース）８を追跡するように使用されるので、従って、２つの計測された子午線間の修正係数の変化に関する関係（非線形補間）を決定することを可能にする。
【００２５】
本発明の方法の改善は、レンズを粗加工した後で、パッド２と３の間の強い圧力によりレンズが変形される状態で、レンズ上の計測を実施することにある。図１で示されるように、形成されるべき外形８によって、レンズの周囲から大量の材料を除去する必要がある場合がある。与えられるクランプ力に関して、この材料の除去は、レンズが変形される状態を変化させるため、任意の研磨の前に実施された計測は、図２の部分２Ｂのように、その部分を粗加工した後に実施される計測とは異なる可能性があり、更に従って調整加工の最後におけるレンズの本当の状態の表現ではないレンズの数学的表現に導き得るので、研磨軌道の間違いのある修正に導く。図２の部分２Ｃは、レンズ１が粗加工された後の、レンズ１を示す。子午線の弧における第２の触感検知操作は、例えばこの方法で粗加工されたレンズに実施されるが、子午線の弧が、特には、最終の外形の外側において、もはや非常に長くはないという欠点を有しており、そのことは、形状に対する数学的近似における精度を減少させ得る。しかし、良好な数学的近似を得るために十分に多くの計測を実施可能にする空間の欠如にも係らず、獲得される最終外形は、図２の部分２Ｂに示されるごとくレンズが変形された状態で、触感検知操作がレンズに実施される場合に比べて、所望の外形にかなりより近いものであることが分かった。図２の部分２Ｃにおいて、同一の構成要素を指定するために前に使用されたものと同じ参照記号が示される。
【００２６】
図２の部分２Ｃにおいて、第２のクランプ（締め止め）位置における、レンズの縁部の外形８に対応する理論的にプログラムされた軌跡に追随する触感デバイス９が示されており、計測はレンズの基準のフレームにある。触感検知が実施される場所は、修正された軌跡に対応せず、このことは軸線４の方向に沿って研磨輪に位置決め誤差を生じさせており、この場合この誤差はレンズの縁部面に誤って設置された部分の結果を有することが分かる。クランプされた２つの状態のレンズの数学的表現は、実施された計測に修正Ｚを適用可能にしており、それはレンズの縁部面を正確に機械加工することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、眼鏡のレンズを調整加工するための装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明の方法の種々の手順段階を示す図である。
【図１】
2006514584.tif 000003
【図２】
2006514584.tif 000004
【国際調査報告】
2006514584.tif 000005
2006514584.tif 000006
2006514584.tif 000007
2006514584.tif 000008