(57)【要約】眼用レンズデザイン及びモデル化システムであって、製造する所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する機能を提供するユーザーインターフェイスを含む。このテンプレートは、レンズの３次元（３Ｄ）モデルの作成、及び眼用レンズ製造システムでのレンズ製造に必要な関連する構成要素の３Ｄモデルの作成に十分なデザイン情報を含む。このシステムは更に、ユーザーインターフェイスを介して、眼用レンズ製造システムにおける関連する構成要素の製造及びレンズの製造に影響を及ぼす１または複数の工程パラメータに従った前記テンプレートに含められるレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するリンク情報を生成し、かつ／または指定する機能を含む。眼用レンズ製造システムにおいてテンプレート及びデータ及びリンク情報を使用することにより、高精度の迅速なレンズのモデル化及びレンズ製造が促進され、これにより設計‐作製‐検査（ＤＢＴ）サイクル時間を短縮することができる。
2006504117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼用レンズのデザイン及びモデル化システムであって、
（ａ）製造する所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する機能を提供するユーザーインターフェイス表示装置を生成する手段であって、前記テンプレートが、レンズの３次元（３Ｄ）モデルと眼用レンズ製造システムでのレンズ製造に必要な関連する構成要素の３Ｄモデルの作成に十分なデザイン情報を含む、前記手段と、
（ｂ）眼用レンズ製造システムにおける関連する構成要素の製造及びレンズの製造に影響を及ぼす１または複数の工程パラメータに従った前記テンプレートに含められるレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するためにリンク情報を生成する手段と、
（ｃ）眼用レンズ製造システムにおいて対応するレンズデザインのレンズ製造を行うために前記テンプレートからの前記リンク情報及びレンズデザインデータを利用する手段であって、前記テンプレート及びその中の前記データ及び前記リンク情報を使用することにより、高精度の迅速なレンズのモデル化及びレンズ製造が促進され、これにより設計‐作製‐検査（ＤＢＴ）サイクル時間を短縮することができる、前記手段とを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
更に、作成されたテンプレートを保存するための記憶装置手段であって、前記ユーザーインターフェイス装置により前記保存されたテンプレートへアクセスできる、前記記憶装置手段と、新しいレンズ、レンズ成形型、成形インサート、及びテンプレートのデザインを作成するために、レンズ、レンズ成形型、成形インサート、及びテンプレートのデザインの情報、並びにテンプレートが備えたリンク情報をユーザーが変更できるようにする編集手段とを含み、前記記憶装置手段が、新しいレンズデザインを作成するためにアクセスして再使用できる更新されるテンプレートのカタログを規定していることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ユーザーインターフェイス表示装置を生成する前記手段が、前記眼用レンズ製造システムによって実施される前記レンズデザインの製造に関連する膨張因子及び収縮因子を指定する機能を提供し、前記因子に対して指定される変化が作成される３Ｄモデルに自動的に反映されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
テンプレートが更に、機械加工データ及び設計図を含むレンズデザインに関連した製造データを含み、前記製造データを、特定のレンズデザインを達成するのに必要なレンズ製造工程を行うために眼用レンズ製造システムに対する直接入力として利用できることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記レンズに関連する製造構成要素が、レンズ成形型の製造に用いられる１または複数のレンズ成形型及び成形インサートを含み、前記テンプレートが更に、特定のレンズデザインに関連したレンズ成形型デザインに従った１または複数のレンズ成形型の製造、並びに成形インサートデザインに従った成形インサートの製造を可能にする製造データを含み、前記レンズ成形型及び前記レンズ成形型デザインがそれぞれ、指定されたリンク情報による工程パラメータのばらつきの原因であることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ユーザーインターフェイスを介して所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成するための前記機能が、レンズデザイン情報を前記テンプレートにインポートして、前記ユーザーインターフェイスを介して視覚的表現のために３Ｄレンズモデルを作成する手段を含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記レンズデザイン情報が、３Ｄ計算機援用設計（ＣＡＤ）システムの出力を表現する１または複数のテキストファイルまたは電子ファイルを含むことを特徴とする請求項４に記載のシステム。前記システムにより、テンプレートを用いた機能を使用することに限定されることなく、前記３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアでレンズ、及び／またはレンズ成形型、及び／またはインサートを直接設計することができ、これらを前記ソフトウエア内にインポートすることができる。
【請求項８】
前記レンズデザイン情報が、レンズ製造の運転条件を規定する工程パラメータを利用する１または複数の式を含み、前記式が、前記レンズデザインとバックカーブ（ＢＣ）レンズ成形型の製造とをリンクし、前記レンズデザインとフロントカーブ（ＦＣ）レンズ成形型の製造とをリンクし、ＢＣ及びＦＣレンズ成形型の製造と得られる物理的なレンズ成形型組立体、及びＢＣとリヤ・コア・インサート及びＦＣとフロント・コア・インサートのインサート対のデザインとをリンクすることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアが、ＮＵＲＢ（Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅ）系であり、前記レンズ、前記レンズ成形型、前記インサートのデザイン、及び前記組立体のコンピュータコードのラインをプログラマーが書かなくてもよいことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
更に、前記テンプレートから製造データを自動的に生成する手段を含み、前記生成されたデータが、レンズの製造及び対応するレンズデザインを達成するのに必要な構成要素の製造工程を行うために眼用レンズ製造システムに直接入力されることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１１】
眼用コンタクトレンズの設計及びモデル化の方法であって、
（ａ）製造する所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する機能を提供するユーザーインターフェイス表示装置を生成するステップであって、前記テンプレートが、レンズの３次元（３Ｄ）モデルと眼用レンズ製造システムでのレンズ製造に必要な関連する構成要素の３Ｄモデルの作成に十分なデザイン情報を含む、前記ステップと、
（ｂ）眼用レンズ製造システムにおける関連する構成要素の製造及びレンズ製造に影響を及ぼす１または複数の工程パラメータに従った前記テンプレートに含められるレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するためにリンク情報を生成するステップと、
（ｃ）眼用レンズ製造システムにおいて対応するレンズデザインのレンズ製造を行うために前記テンプレートからの前記リンク情報及びレンズデザインデータを利用するステップであって、前記テンプレート及びその中の前記データ及び前記リンク情報を使用することにより、高精度の迅速なレンズのモデル化及びレンズ製造が促進され、これにより設計‐作製‐検査（ＤＢＴ）サイクル時間を短縮することができる、前記ステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
更に、作成された各テンプレートを保存するステップであって、前記ユーザーインターフェイス装置により前記保存されたテンプレートへアクセスできる、前記ステップと、新しいレンズデザインを作成するために、レンズ、レンズ成形型、インサート、及びテンプレートのデザインの情報、並びにテンプレートが備えたリンク情報を変更または編集するステップとを含み、前記記憶装置手段が、新しいレンズデザインを作成するためにアクセスして再使用できる更新されるテンプレートのカタログを規定していることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記生成されたユーザーインターフェイス表示装置が、前記眼用レンズ製造システムによって実施される前記レンズデザインの製造に関連する膨張因子及び収縮因子を指定する機能を提供し、前記因子に対して指定される変化が作成される３Ｄモデルに自動的に反映されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
テンプレートが更に、レンズデザインに関連した製造データを含み、前記方法が、前記テンプレートから得られる製造データを、特定のレンズデザインを達成するのに必要なレンズ製造工程を行うために眼用レンズ製造システムに直接入力するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記レンズに関連する製造構成要素が、レンズ成形型の製造に用いられる１または複数のレンズ成形型及び成形インサートを含み、前記方法が更に、特定のレンズデザインに関連したレンズ成形型デザインに従った１または複数のレンズ成形型の製造、並びに成形インサートデザインに従った成形インサートの製造を可能にするために、前記テンプレートの製造データを利用するステップを含み、前記レンズ成形型及び前記レンズ成形型デザインがそれぞれ、指定されたリンク情報による工程パラメータのばらつきの原因であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ユーザーインターフェイスを介して所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する前記ステップが、レンズデザイン情報を前記テンプレートにインポートして、前記ユーザーインターフェイスを介して視覚的表現のために３Ｄレンズモデルを作成するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記レンズデザイン情報が、３Ｄ計算機援用設計（ＣＡＤ）システムの出力を表現する１または複数のテキストファイルまたは電子ファイルを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記レンズデザイン情報が、レンズ製造の運転条件を規定する工程パラメータを利用する１または複数の式を含み、前記式が、前記レンズデザインとバックカーブ（ＢＣ）レンズ成形型の製造とをリンクし、前記レンズデザインとフロントカーブ（ＦＣ）レンズ成形型の製造とをリンクし、ＢＣ及びＦＣレンズ成形型の製造と得られる物理的なレンズ成形型組立体、及びＢＣとリヤ・コア・インサート及びＦＣとフロント・コア・インサートのインサート対のデザインとをリンクすることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアが、ＮＵＲＢ（Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅ）系であり、前記レンズ、前記レンズ成形型、及び前記インサートのデザインのコンピュータコードのラインをプログラマーが書かなくてもよいことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
更に、前記テンプレートから製造データを自動的に生成するステップを含み、前記生成されたデータが、レンズの製造及び対応するレンズデザインを達成するのに必要な関連する構成要素の製造工程を行うために眼用レンズ製造システムに直接入力されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
眼用レンズ製造システムへの直接入力として利用できる前記製造データが計算機数値制御（ＣＮＣ）データを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
眼用レンズ製造システムへの直接入力として利用できる前記製造データがＭ＆Ｇデータを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記機械によって実行可能なプログラム命令を確実に実行して、眼用コンタクトレンズの設計及びモデル化の方法のステップを実施する、前記機械によって読取り可能なプログラム記憶装置であって、前記方法が、
（ａ）製造する所望のレンズデザインに用いるテンプレートを作成する機能を提供するユーザーインターフェイス表示装置を生成するステップであって、前記テンプレートが、レンズの３次元（３Ｄ）モデルと眼用レンズ製造システムでのレンズ製造に必要な関連する構成要素の３Ｄモデルの作成に十分なデザイン情報を含む、前記ステップと、
（ｂ）眼用レンズ製造システムにおける関連する構成要素の製造及びレンズ製造に影響を及ぼす１または複数の工程パラメータに従った前記テンプレートに含められるレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するためにリンク情報を生成するステップと、
（ｃ）眼用レンズ製造システムにおいて対応するレンズデザインのレンズ製造を行うために前記テンプレートからの前記リンク情報及びレンズデザインデータを利用するステップであって、前記テンプレート及びその中の前記データ及び前記リンク情報を使用することにより、高精度の迅速なレンズのモデル化及びレンズ製造が促進され、これにより設計‐作製‐検査（ＤＢＴ）サイクル時間を短縮することができる、前記ステップとを含むことを特徴とする機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
【請求項２４】
前記方法が更に、作成された各テンプレートを保存するステップであって、前記ユーザーインターフェイス装置により前記保存されたテンプレートへアクセスできる、前記ステップと、新しいレンズ、レンズ成形型、成形インサート、及びテンプレートのデザインを作成するために、レンズ、レンズ成形型、成形インサート、及びテンプレートのデザインの情報、並びにテンプレートが備えたリンク情報をユーザーが変更または編集するステップとを含み、前記記憶装置手段が、新しいレンズデザインを作成するためにアクセスして再使用できる更新されるテンプレートのカタログを規定していることを特徴とする請求項２３に記載の機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
【請求項２５】
前記生成されたユーザーインターフェイス表示装置が、前記眼用レンズ製造システムによって実施される前記レンズデザインの製造に関連する膨張因子及び収縮因子を指定する機能を提供し、前記因子に対して指定される変化が作成される３Ｄモデルに自動的に反映されることを特徴とする請求項２３に記載の機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
【請求項２６】
前記方法が更に、前記テンプレートから製造データを自動的に生成するステップを含み、前記生成されたデータを、レンズ製造及び対応するレンズデザインを達成するのに必要な関連する構成要素の製造工程を行うために眼用レンズ製造システムへの直接入力として用いることができることを特徴とする請求項２５に記載の機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
【請求項２７】
前記レンズに関連する製造構成要素が、レンズ成形型の製造に用いられる１または複数のレンズ成形型及び成形インサートを含み、前記方法が更に、特定のレンズデザインに関連したレンズ成形型デザインに従った１または複数のレンズ成形型の製造、並びに成形インサートデザインに従った成形インサートの製造を可能にするために、前記作成された製造データを利用するステップを含み、前記レンズ成形型及び前記レンズ成形型デザインがそれぞれ、指定されたリンク情報による工程パラメータのばらつきの原因であることを特徴とする請求項２６に記載の機械によって読取り可能なプログラム記憶装置。
【請求項２８】
眼用レンズデザインシステムであって、
（ａ）眼用コンタクトレンズと、眼用レンズ製造システムで前記レンズの製造に必要な関連する構成要素とを設計する機能を提供するユーザーインターフェイス表示装置を生成する手段であて、この設計情報が前記ユーザーインターフェイスを介してユーザーがアクセスできるデータベースに保存されている、前記手段と、
（ｂ）前記眼用コンタクトレンズの３Ｄモデルと、前記レンズの製造に必要な関連する構成要素のそれぞれのモデルとを自動的に作成し、前記ユーザーインターフェイスを介して前記３Ｄモデルを表示する手段と、
（ｃ）レンズデザインフィーチャと、前記レンズデザインを最適化するために必要な前記レンズデザインの製造に必要な関連する構成要素のフィーチャとを変更するために、前記ユーザーインターフェイスを介して前記３Ｄモデルを操作する手段と、
（ｄ）レンズデザインデータと、前記データベースに保存するために前記関連する構成要素のデザインを規定するデータと作成し、前記レンズデザイン及び前記関連する構成要素の前記３Ｄモデルが前記ユーザーによって操作されたときにデータを自動的に更新する手段と、
（ｅ）前記保存されたデータから製造データを自動的に生成できる手段であって、前記生成されたデータを、レンズの製造及び前記関連するレンズデザインを達成するのに必要な関連する構成要素の製造工程を行うために前記眼用レンズ製造システムに対する直接入力として利用でき、これによりモデル化及びレンズ製造が短時間で正確に行うことができる、前記手段とを含むことを特徴とする眼用レンズデザインシステム。
【請求項２９】
更に、前記眼用レンズ製造システムにおける前記関連する構成要素の製造及びレンズの製造に影響を及ぼす１または複数の工程パラメータに従ったレンズデザインフィーチャの物理的作用を規定するリンク情報を生成する手段を含むことを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記関連する構成要素が、特定のレンズデザインの製造に関連するレンズ成形型及び成形インサートを含むことを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
更に、レンズ、関連するレンズ成形型、及び関連する成形インサートの製造に必要なリンク情報及び前記レンズデザインを受け取るためにテンプレート構造を生成し、前記テンプレートを前記データベースに保存する手段を含み、更新された複数のテンプレートが、ユーザーがアクセスして新しいレンズデザインを作製するために前記テンプレートを再使用できるように保存されることを特徴とする請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
ユーザーインターフェイス表示装置を生成する前記手段が、前記眼用レンズ製造システムによって実施される前記レンズデザインの製造に関連する膨張因子及び収縮因子を指定する機能を提供し、前記因子に対して指定される変化が作成される３Ｄモデルに自動的に反映されることを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
更に、前記テンプレートから製造データを自動的に生成する手段を含み、前記生成されたデータを、レンズ製造及び対応するレンズデザインを達成するのに必要な関連する構成要素の製造工程を行うために眼用レンズ製造システムへの直接入力として用いることができることを特徴とする請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記レンズに関連する製造構成要素が、レンズ成形型の製造に用いられる１または複数のレンズ成形型及び成形インサートを含み、前記方法が更に、特定のレンズデザインに関連したレンズ成形型デザインに従った１または複数のレンズ成形型の製造、並びに成形インサートデザインに従った成形インサートの製造を可能にするために、前記作成された製造データを利用するステップを含み、前記レンズ成形型及び前記レンズ成形型デザインがそれぞれ、指定されたリンク情報による工程パラメータのばらつきの原因であることを特徴とする請求項３３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願
本願は、言及することを以ってその内容の全てを本明細書の一部とする２００２年４月１２日出願の米国仮特許出願第６０/３７２，７３８号の優先権を主張するものである。
【０００２】
発明の分野
本発明は、コンタクトレンズ、レンズ成形型、及びインサートの設計及び製造技術に関し、詳細には、コンタクトレンズの設計及び製造工程に用いられる成形インサート及び成形品を含む新規及び既存の眼用レンズ製品の設計‐作製‐検査のサイクル時間を短縮するための設計方法及びツールに関する。
【０００３】
従来技術
コンタクトレンズの製造の前に、デザインコンセプトを考え、パラメータ／工程を確認して確立しなければならない。実際には、研究開発グループが、レンズデザインのコンセプトを考案し、プロトタイプの製造、臨床検査、及びスケールアップ活動を通して製造できることを証明しなければならない。
【０００４】
研究開発に含まれる主にレンズ設計グループ、成形工程グループ、及びツーリング開発グループからなる製品開発グループは、大量生産の前にレンズデザインが製造可能であるかを検証しなければならない。スケールアップ活動が完了したら、販売用の製品を製造するために大規模生産のために製造グループに対して適当な情報を生成する。
【０００５】
図１を参照してこのような工程を詳細に説明する。一般に、第１のステップ１２に示されているように、殆どのコンタクトレンズ製造会社のレンズ設計グループは、本明細書では「特注開発設計ソフトウエア」と呼ぶ特注で開発されたソフトウエアと２Ｄグラフィックツール（例えば、ビジュアル・ベーシック・アプリケーション（Visual Basic Application）やオートキャド（AutoCAD））との組み合わせを用いて概念的なレンズ形状を作成する。通常は、このグループが、レンズ製造工程で用いられるレンズ成形型デザイン、インサートデザイン、及びコアデザイン１６も設計する。初めの新規デザインは、ステップ１５に示されているように、パイロットライン（例えば、レンズ製造装置）に用いられる工程条件を推定して特注開発設計ソフトウエアを実行して設計する。実際に製造されたレンズ成形型と実際に生産されたレンズとの間に存在する数学的関係は「水和ファクター」と呼ばれる。実際に製造されたインサートと実際に生産されたレンズ成形型との関係は「収縮ファクター」と呼ばれる。一般に、コンタクトレンズ業界全体では、膨張ファクター及び収縮ファクターのそれぞれについて用いられる３つの主な方向ファクター（半径方向、矢状方向、直径方向）があることが知られている。精度を著しく低下させることなく、これらの４つの因子（２つが収縮ファクターで２つが水和ファクター）を数学的にモデル化することは容易である。これは、成形型とインサートに対するレンズの複雑さを実質的に緩和するように直径方向の値と矢状方向の値とを互いに等しく設定することで達成される。しかしながら、これは、コンタクトレンズ製造の物理的工程で実際に起こっていることの１００％をモデル化することはできない。
【０００６】
通常は、初めのレンズデザイン、レンズ成形型デザイン、及びインサートデザインに対する製造されたレンズの関係を示すデータ２０の全てが、レンズ設計グループ１５が保有し、特注開発設計ソフトウエアに用いられる。レンズ設計グループがレンズ設計を完了すると、対応したインサート及びコアのデザインが、レンズ設計グループからツーリング開発グループに渡され、そこでステップ２２及び２５に示されているように、複雑な成形型及びインサートの形状が機械加工される。これらのインサートは、例えば、一点ダイヤモンド回転法（Single Point Diamond Turing technique）で製造される。ツーリング開発グループは、特に特注開発設計ソフトウエアの印刷物、テキストファイル、またはオートキャドのファイル（例えば）を用いてＣＮＣ（計算機数値制御）データを生成する。この工具経路データにより、旋盤が所望のパーツ形状を製造できる。
【０００７】
ステップ２２でインサートが機械加工されたら、これらのインサートは（ステップ１５で作成されたレンズ設計グループからのレンズ成形型デザイン及びターゲットと共に）成形工程グループに渡され、そこでステップ２５に示されているように、インサートを用いてレンズ成形型が射出成形される。これらのレンズ成形型がコンタクトレンズの製造に用いられる前に、測定データ（半径及び矢状方向の測定を含む）をとってレンズ成形型ターゲット（レンズ設計グループによって指定された）に一致しているかを確認する。一致していない場合は、レンズ成形型ターゲットに一致するまで射出成形条件を変更してレンズ成形型の形状を変更する。このレンズフィードバック条件がループ２６として示されている。通常は、ターゲットに一致しない場合、ステップ１５に戻って、再びレンズ設計グループが介入して新規のデータを作成し、新規のインサートの製造を行う。このようなフィードバックステップはステップ２７として示されている。ステップ２５で、射出成形工程でレンズ成形型ターゲットに一致したら、ステップ３０で、更なるレンズ成形型が成形されコンタクトレンズ製造工程に送られる。
【０００８】
製造されたコンタクトレンズの測定データ（直径、ベースカーブ半径、中心の厚み、及び度数を含む）をとり、フィードバックループ３１に示されているように、この測定データ（レンズ成形型測定法と共に）がレンズ設計グループに送られ分析される。パイロットラインで製造されるため、この分析により収縮及び膨張の新しい数値が得られる。場合によっては、製造されたコンタクトレンズが設計仕様に一致しないことも起こり得る。このような場合、ステップ１５で、特注開発設計ソフトウエア及びレンズ設計グループがこのループにかかわって、初めに意図したレンズデザインと新たに計算された収縮及び膨張のデータの関係から、新たなレンズ成形型及びインサートのデザイン１６を作成する。これは、次の反復プロセスのためにレンズ、成形型、インサート、及びコアのデザインのデータ１６を作成する前に、前の反復プロセスに用いた工程のパラメータの変更、特注開発設計ソフトウエアのソースコードの変更、またはレンズデザインの変更によって行うことができる。
【０００９】
次いで、図１に示されているように、インサート、レンズ成形型、及びコンタクトレンズの製造工程を再び開始する。今回は、１回目よりも製造されたレンズがターゲットに近いはずである。大抵は、一致しなければならないレンズパラメータ（ベースカーブ、直径、中心の厚み、及び度数）が少なくとも４つあるため、１回に付き１つのパラメータが補正されると、少なくとも４回の反復３１が必要となる。
【００１０】
これまで説明した工程から、通常は、調節制御の理由から関連するレンズと成形型、成形型とインサート及びコアとリンクする特注開発設計ソフトウエアをレンズ設計グループ以外が利用できないため、全ての反復がステップ１５でレンズ設計グループに戻らなければならない。特注開発設計ソフトウエアは極めて複雑であり、成長させるのに何年もかかっている。このソフトウエアがより多くの様々なレンズデザインをカバーするように成長させるために、コードライターがソースコードを編集及び追加している。
【００１１】
元のレンズデザインに一致した適切なコンタクトレンズが製造され、工程及び製造のパラメータが仕様内であったら、異なったＳＫＵ（stock keeping units：最小在庫単位）で工程を繰り返してキャリブレーションカーブを作成する。キャリブレーションカーブが得られたら、デザインパケットが製造グループに渡され、そこで製品が販売用に製造される。
【００１２】
図１を参照すると、ステップ３３でレンズ製品についての臨床検査が行われた後、設計‐作製‐検査（ＤＢＴ）工程で、レンズデザインを訂正または変更するためにコンセプトまたはレンズデザイン段階に戻らなければならない場合がある。例えば、レンズの性能が期待通りでない場合、更にレンズデザインを変更してデザインを最適化しなければならない。
【００１３】
上記したシステムは、新たなコンタクトレンズを開発し検証して消費者に製品を供給できるまでに最大で８ヶ月、そして最大で６回の反復が必要であり、相当な時間がかかる。加えて、殆どの反復の間の変化は収縮と膨張の関係（工程パラメータ）についての新たな値であってレンズ設計グループが必ずしも必要でないのに、レンズ設計グループが大きくかかわっている場合がある。従って、レンズ設計グループは、工程とは異なる新たな革新的デザインに集中するべきであり、目的の製品に工程を調製するために働くべきではない。
【００１４】
複雑さと成長のため、従来技術の特注開発設計ソフトウエアの使用は少数の者に限定されている。
【００１５】
コンタクトレンズ、及び／またはレンズ成形型、及び／またはインサートの設計に使用できる市販の既製品ソフトウエアパッケージが現在は存在せず、更に、このようなソフトウエアが機械コード（ＣＮＣコード）を介して様々な複雑な製造工程に関連しているため、多くのコンタクトレンズ製造会社は独自にコード（コンピュータプログラム）を書いている。更に、コンタクトレンズ／レンズ成形型／インサートの製造に用いられる製造工程は極めて複雑であるため、工程のシミュレーションの数学アルゴリズムを書くことは、不可能ではないにしても極めて困難である。
【００１６】
従って、本明細書で設計‐作製‐検査のサイクル時間と呼ぶ、最初のコンセプトからキャリブレーションカーブ最適化時間までの全工程の時間を大幅に短縮できるような、コンタクトレンズデザイン、これに関連した成形型デザイン、インサートデザイン、及びコードデザインのモデル化、並びに製造工程のモデル化が要望されている。
【００１７】
更に、眼用コンタクトレンズ、及び／またはコンタクトレンズ成形型、及び／またはインサートのデザインを可能にし、対応するレンズ／レンズ成形型デザインのデータを機械コードを介して様々な複雑な製造工程に関連付けるシステム及び方法が要望されている。
【００１８】
コンタクトレンズの設計では、開発及び製造の段階で、レンズの材料が開発され、レンズの形状が計算され、プラスチックレンズ成形型の設計図が作成され、成形パーツが製造される。成形パーツが製造されたら、プラスチックレンズ成形型及びレンズが成形される。この段階で、最終的な製品のデザインが目的のレベルに達しているかについて検査される。デザインの変更は、特定の問題、例えば、度数、中心の厚み、ベースカーブ、または直径などの問題を解決するために特定のレンズゾーンを変更する場合が多い。特定の目的で個人用コンピュータを使用してもよいが、別のデータベースを使用するのはデータの集積がないため好ましくない。すなわち、多くの異なる統合されていないデータが存在することになり、正確で最新の工程パラメータを得るのに時間がかかってしまう。現在の個々のデータベースは、融通が利かない階層型データベースに類似している。用いられるデータは、プラスチック収縮特性、レンズモノマー膨張因子、レンズ形状特性、及び成形型の拡張に関係している。
【００１９】
従って、コンタクトレンズデザイン、それに関連したレンズ成形型デザイン、インサートデザイン、及びコアデザインに関係する全ての製品及び工程パラメータについてのデータベースの構築、並びに設計‐作製‐検査のサイクル時間を短縮できる製造工程のモデル化が要望されている。
【００２０】
発明の要約
本発明の目的は、設計‐作製‐検査（ＤＢＴ）製造段階を迅速にする確実な眼用レンズの設計及びモデル化ツールを提供することにある。
【００２１】
本発明の更なる目的は、確実な眼用レンズデザイン、レンズ成形型デザイン、及びインサートデザインのモデル化ツールを提供することにある。このモデル化ツールは、レンズデザインを３Ｄでユーザーに示し、ＤＢＴサイクル時間を短縮するべく迅速なレンズ開発のためにレンズ製造設備にインポートすることができる製造情報を提供する。
【００２２】
本発明の別の目的は、コンタクトレンズの物理的な寸法及びデザインを可能な限り迅速に目的の仕様に到達させ、ＤＢＴサイクル時間を短縮する眼用レンズの設計のための３Ｄモデル化ツールを提供することにある。市販の３Ｄモデル化ソフトウエアパッケージ（Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標）または他の３Ｄモデル化ソフトウエア製品（以降、「３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエア」と呼ぶ））を用いる新しい改善されたコンタクトレンズデザインのＤＢＴサイクル時間の短縮により、新しいレンズデザインを迅速に市場に出すことができる。
【００２３】
本発明の原理に従って、レンズデザインをテキスト、ＣＡＤフィルデータ形式、またはデザイン情報を電子的に表現する他の一般的な方式でインポートできるシステム及び方法、或いはレンズを３Ｄモデル化ソフトウエアでデザインできるシステム及び方法を提供する。テンプレートを用いた方法では、システムがレンズデザイン、及び／または成形型デザイン、及び／またはインサートデザインを作成し、３Ｄソフトウエアの使用により適当なパーツ製造コード（例えば、ＣＮＣコード）を最終的に発行する。
【００２４】
新しいレンズを設計したり既存のレンズデザインを変更する場合、３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアは、テキストファイルやＣＡＤファイル、または他の電子媒体形式でレンズデザインデータをインポートする必要がある。レンズデザインデータは、「テンプレート系」であるため、レンズデザインを再現して、レンズモデルからレンズ成形型デザイン及びインサートデザインを作成し、テンプレート出力として製造プラントで利用することができる。このプロセスはまた、コンタクトレンズ、及び／またはレンズ成形型、及び／または成形インサートを３Ｄモデル化ソフトウエアで直接設計することを可能にし、テンプレート系機能を使用することに限定されるものではない。すなわち、独立したパーツを３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアで設計することができる。
【００２５】
レンズデザインや他の構成要素の工程パラメータを変更する場合、テンプレートの相当するフィーチャを変更して容易に行うことができる。テンプレートは、その変更によって影響を受ける他のフィーチャを自動的に更新する。レンズ／レンズ成形型／インサートのデザインに満足したら、機械加工データ及び設計図がテンプレートから作成され、ツーリング開発グループに送られる。
【００２６】
テンプレート及び関連する３Ｄモデルを、後にアクセスできるようにデータベースに保存することができる。新しいレンズデザインの作成や既存のレンズデザインの変更の機能に加えて、テンプレートが３Ｄソフトウエアツールで作成されたら、関連する３Ｄモデルにアクセスすることができる。
【００２７】
有利なことに、「３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエア」ツールなどによって提供されるＮＵＲＢ（Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅ）系３Ｄモデル化ソフトウエアを使用することにより、レンズ、レンズ成形型、及びインサートのデザインのために個人がコンピュータコードのラインを書く必要性が軽減され、また、一層の柔軟性が得られ、例えば、ソフトウエアで既に規定されたスプライン曲線や多項式などを適用してより正確に工程をモデル化することができる。３Ｄモデルに対して「成形、フロー、冷却、及びワープ（mold, flow, cool and warp）」解析ソフトウエアなどのツールを用いて、製造工程をシミュレーションすることも可能である。
【００２８】
特注ソフトウエアの従来の方法では、通常は「作成者」のみがアクセスでき、完全に理解している。また、形状を画定して製品をデザインするために数式を書かなければならない。製品が複雑になればなるほど困難になり、目的の製品を設計するのに時間がかかる。これとは対照的に、このような最新の３Ｄツールは、完全に制限された複雑な表面（必要に応じて、形状を問合わせて数式を得ることができる）を形成するために既存の形状フィーチャを用いており、このような３Ｄツールを用いる場合は、３Ｄモデル化の専門家でなくてもよい。コンタクトレンズとレンズ成形型、そしてインサートとをリンクするために僅かな数式のみが必要である。
【００２９】
本発明に従った３Ｄモデル化システムは更に、データを様々な消費者間で共有できる１００％正確な組込み修正制御装置を含む。３Ｄモデルを見ることができ、ソリッドモデルが１００％正確であるため、このような複雑なソフトウエアシステムに生じ得るエラーが最小限に抑えられている。またこれにより、システムの欠陥を迅速に見つけることができ、修正を迅速に行うことができる。３Ｄシステムのデータ出力及びエクスポートオプションにより、ウェブブラウザを含む多くの他の市販ソフトウエアプログラムに直接、接続することができる。
【００３０】
３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアツールなどによって提供されるＮＵＲＢ系３Ｄモデル化ソフトウエアを用いる他の利点には、自動体積計算、自動重心計算、自動干渉計算、強力なエクスポート機能、複雑な数式を解かなくてよいこと、手でライン毎にコンピュータプログラミングする必要がないこと、製品を設計する時の「ポイント・アンド・クリック」機能が含まれる。
【００３１】
好適な実施形態の詳細な説明
本発明の詳細は添付の図面を参照して説明する。本発明に従った迅速な設計‐作製‐検査（ＤＢＴ）製造段階の効率を上げる強力な眼用レンズの設計及びモデル化システムが図２に例示されている。図２に示されているように、設計‐作製‐検査（ＤＢＴ）製造段階は、モデル化システムの効率化によって図１の従来のシステムよりも実質的に合理化されている。具体的には、レンズ設計ステップ５５の後、レンズモデル作成ステップ７０が実施され、仕様内であって製造に必要な全ての製造データを含むデザインに従ったレンズモデル化テンプレートが作成される。好ましくは、このテンプレートは、レンズデザインパラメータ（例えば、度数、直径、ベースカーブ、中心の厚み、曲率、及び様々な半径やゾーンなど）、ＦＣ及びＢＣのコア表面の仕様、及び製造工程パラメータ（パイロットライン及び／または製造ラインの運転に基づいて変化が評価される、例えば、インサートからのプラスチックの収縮、及び／または、例えば、レンズ成形型かのコンタクトレンズモノマーの水和など）などを含むデータを規定する。このモデル化ステップの重要な入力は、組立式の作成である。この組立式は、このような工程パラメータを、例えば、レンズ成形型に対するレンズやインサートに対するレンズ成形型などの物理的パーツにリンクさせる。テンプレートの作成、レンズのモデル化、及びデータベース作成のステップ７０を、図３を用いて詳細に後に説明する。
【００３２】
図２では、レンズの設計及び３Ｄモデル化ステップの後、実際のレンズモデルを評価する再検討ステップ７５が実施される。すなわち、この段階で、３Ｄデザインが目的のレベルに達しているかの評価と、干渉計算やモデルの明らかな誤差検出の実施について最終製品を検査する。必要に応じて、目的のレンズデザインを得るべく、レンズ／成形型／インサートのデザイン及び／または製造パラメータを微調整するためにレンズデザインの別の反復プロセスを行うことができる。これらは、テンプレート・ユーザーインターフェースを介して入力することができる。例えば、レンズ製造ラインが、膨張／収縮に影響を与える特定の条件で運転される場合、これらの工程パラメータ及び組立式は適宜変更することができる。再検討を終了したら、ステップ８０に示されているように、実際の成形インサート及びレンズ成形型を３Ｄモデル化テンプレート及び出力テンプレート情報を基に作製する。本発明に従えば、３Ｄテンプレートを用いた手法は、全てのパーツが互いに数学的に関連し、形状的に限定されるため、２Ｄ座標を実行するプログラムによって生じる誤差を排除できる。誤差の排除により、設計‐作製‐検査のサイクル時間が短縮される。作成したテンプレート及び対応するレンズデザイン、モデル化、及び製造情報がデータベース６０に保存される。すなわち、テンプレートによって得られた全てのデータがデータベース６０に保存され、全てのデータ（製造コード、ＣＮＣ、設計図）を、例えば、ネットワークを介してユーザーがアクセスできるようにする。新たなレンズ及び／またはレンズ成形型及び／または成形インサートを作製するには、新たなテンプレートを全く初めから或いは変更可能な類似のテンプレートから作成することができる。
【００３３】
図２を参照すると、インサート／成形型／レンズの作製段階の後、測定ステップ８２及び臨床検査ステップ８５が実施される。しかしながら、作成された３Ｄモデル化テンプレートは、レンズデザインの仕様／許容範囲内で高速収束（rapid convergence）のレンズデザインを得るのに十分な全ての情報を含むため、従来技術とは異なり、これらのステップでのレンズ設計グループによる再評価が必要ない。すなわち、レンズ設計グループは、レンズデザインを変更する場合にのみかかわればよい。
【００３４】
本発明は、ＮＵＲＢ（Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅ）系モデル化及び視覚化システムで実行される３Ｄソリッドモデル化技術の実行を含む。３Ｄソリッドモデル化ソフトウエアを利用することにより、全てのパーツ間の関係を１００％正確に維持した目的のレンズ、レンズ成形型、及びインサートのデザインを得ることが可能である。全てが形状に基づいているため、例えば、インサートなどの１つのパーツの１つの構造が変更されると、関連するレン成形型、レンズ、または他の構成要素も、組立式で互いにリンクしているため自動的に変更される。ユニグラフィックス（Ｕｎｉｇｒａｐｈｉｃｓ）やプロエンジニア（Ｐｒｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ）（パラメトリック・テクノロジー社（Parametric Technology Corporation））などの製品を含め、他の３Ｄモデル化ソフトウエアも同様の機能を果たすことができる。このようなソフトウエアを用いれば、プログラマーがパーツ間の複雑な関係を書かなくても、業界標準、許容収縮、及び許容膨張（直径方向、矢状方向、半径方向）の３つ全ての因子を含め、パーツ間の複雑な関係を容易に一致させることができる。３Ｄモデル化では、ユーザーが単に球面の形状に限定されるのではなく、あらゆる円錐断面曲線や多項式関数またはスプライン関数を用いることができるため、非球面の形状も同様にモデル化し運転パラメータとして用いることができる。非回転対称及び任意の表面形状も、３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアを用いてこの方式で処理できる。つまり、ＮＵＲＢ系ソフトウエアは、プログラマーの書き込みを必要とせず、卓越した柔軟性を有しており、使用のためにモデル化され限定されるあらゆる形状が可能である。
【００３５】
本発明に従えば、テンプレートを用いたレンズモデル化法を、限定するものではないが、球面レンズ、二焦点レンズ、多焦点レンズ、胴丸レンズ（安定ゾーンを含む或いは含まない）、多焦点胴丸レンズ（安定ゾーンを含む或いは含まない）、非形状的に画定されるレンズ（例えば、ポイントクラウド表面（point cloud surface））、及び表面を描写するゼルニケ表面を含むレンズデザインに用いることができる。
【００３６】
図２のステップ７０に戻り、レンズ、成形型、及びインサート構成要素のデザインの作成及びテンプレートの作成についての工程を詳細に説明する。図３に、例えば、Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標）ソフトウエアツール（或いは類似の３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエア）を用いて、これらの構成要素をモデル化するための工程ステップ１００、具体的には本発明に従ったテンプレート作成工程が例示されている。図３のプログラムフロー／ストラクチャーは、ステップ１３０に示されているように、テンプレートの背後にあるプログラムファイル（例えば、マクロ）が互いに同様に関連し、これらのマクロを用いてパーツの寸法を導き出し、そのデータが出力に変換されるのを説明している。この出力には、限定するものではないが、３Ｄ（３次元）レンズ／レンズ成形型／成形インサートのモデル、ＣＮＣコード、製造情報を含むエクセル表計算、選択されたレンズデザインに関連しレンズの製造に用いられる２Ｄ図面出力を含む図面が含まれる。
【００３７】
図３のステップ１０２に示されているように、レンズ設計グループによって作成されるレンズデザインが、まずＩ−ＤＥＡＳ（登録商標）ソフトウエアツール（または類似の３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエア）にインポートされる。開発したシステムは、テキストまたはＣＡＤファイルデータ形式、或いは他の一般的なデザイン情報を電気的に表現する方法でレンズデザインをインポートすることができる。レンズデザイン情報を入力する代わりに、レンズを３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアでデザインし、レンズ成形型及びインサートの直接の運転用モデルとして用いることができることを理解されたい。図４ａ及び図４ｂを用いて説明するように、レンズ成形型とインサートを関連付ける逆収縮（reverse shrinkage）と同様に、レンズとレンズ成形型との関係（逆膨張（reverse expansion））をソフトウエアで変更することができる。これらの方法がテンプレートを用いた方法に適していることを理解されたい。レンズ設計ステップ及びステップ１０２でのテンプレート実行ファイルの関連入力の後、テンプレート作成ステップ１０６‐１３０が実施される。
【００３８】
新規のテンプレートを作成するには、先ず個々のパーツ（レンズ、レンズ成形型、インサート、及びコア）を設計するのが好ましい。回転対称デザインは、例えば、ポイント・アンド・クリック機能を用いた、それぞれのパーツの断面のスケッチや回転を必要とする。非回転対称パーツは、初めの断面の回転を超えた追加のフィーチャを必要とする。各パーツは、命名規則に従って決定された臨界寸法を有する。パーツの命名は、決められた命名規則に従う。これにより、正確な組立式が得られる。パーツの寸法を決める際に、どの寸法を運転パラメータにし、どの寸法を基準パラメータにするかについて、細部及び分析に注意を払わなければならない。運転パラメータは、ユーザーが直接或いはマクロを用いて変更できる寸法であり、別のパーツ（レンズ、レンズ成形型、またはインサート）に対して類似の寸法に変更することができる。基準寸法は、直接は変更することができないがモデルを完全に限定する他の寸法から得られる寸法である。例えば、弧を完全に限定するために、「半径方向」、「ｘ中心」、「ｚ中心」、及び「ｘ端」を運転パラメータとし、「ｚ端」を基準寸法とすることができる。モデル化された形状という性質から、パーツを完全に描写するのに僅か２、３の寸法しか必要としない。しかしながら、組立式やＣＡＤの図面に用いるために追加の基準寸法が加えられる。テンプレートを作成するステップには、図３の対応するレンズモデル４０６として示されているように、Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標）ソフトウエアツール（または他の３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエア）でレンズモデルを再現する初めのステップ１０６と、対応するＢＣモデル４１２として示されているように、逆水和（reverse hydration）からバックカーブ（ＢＣ）レンズ成形型を作成するステップ１１２と、対応するＦＣモデル４１６として示されているように、逆水和からフロントカーブ（ＦＣ）レンズ成形型を作成するステップ１１６と、対応するレンズ成形型組立体モデル４１８にとして示されているように、関連したリンクさせる組立式の作成／変更を含め、レンズ成形型組立体を作成するステップ１１８とが含まれる。次いで、ツールデザイナーが、臨界面の形状、意図する厚みのレンズ成形型デザイン、及び選択された材料に基づいてコアをデザインする。ただし、これは自動で行うこともできる。具体的には、コア形状が、レンズ成形型デザインの非臨界面を決定し、組立式が、全てのパーツに対する全ての「緩い」寸法を決定し、可能な全ての自由度が得られる。従って、図３に示されているように、ステップ１２２は、逆収縮のために関連したリンクさせる組立式の作成を含むＦＣレンズ成形型に対して形状、寸法、及び体積を付与するフロントコア及び度付け（ＦＣ）インサートを作成することを含む。対応するＦＣコア／ＦＣインサートモデル４２２が図３に示されており、ステップ１２５は、ＢＣレンズ成形型に対して形状、寸法、及び体積を付与するバックコア及びＢＣインサートを作成すること、逆収縮のために関連したリンクさせる組立式を作成することを含む。対応するＢＣコア／ＢＣインサートモデル４２５が図３に示されている。工程ステップ１０６‐１２５の全てにおいて、３Ｄモデル化ツールによって可能となるポイント・アンド・クリック機能で、レンズデザイナーが、インターフェイスを介してレンズ表面をポイント、クリック、及びドラッグして容易にレンズ表面を変更することができることを理解されたい。これはまた、ユーザーが迅速にコマンドを入力して、またはユーザーが作成したマクロを用いて行うこともできる。詳細を後述するように、レンズ形状または製造に用いられる工程パラメータを変更することにより、全ての関係するパーツが迅速かつ正確に更新される。最後に、図３のステップ１３０で、作成された出力が、構成要素を製造できるように工作機械室で利用できるようにされる。すなわち、ツーリング開発グループは、オートキャドなどでパーツの図面を再び設計する必要がなく、インサート及びコアの３Ｄモデルを直接用いて旋盤に必要なＣＮＣ工具経路及び設計図を作成して、時間を大幅に短縮することができる。
【００３９】
より具体的には、３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアによって、例えば、図２に示されているようなデータベース６０などの記憶装置において、既にあるレンズモデルテンプレートを検索する機能、及び新規のレンズモデルテンプレートの編集及び作成する機能を有するユーザーインターフェイスを作成し表示することができる。テンプレート作成用ユーザーインターフェイスの例が、図４ａ及び図４ｂに例示されている。
【００４０】
図４ａは、例示的なユーザーインターフェイス３００（Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標で作成））であって、３Ｄレンズデザインモデルを含め、様々な情報を含むグラフィックレンズデザイン及びレンズ製造モデルを表示する表示領域３０２を含む。他の３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアでも、Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標）で作成されたようなインターフェイスを作成することができる。図４ａに示されているように、作成されたウインドウ３０８を介して、ユーザーが、例えば、記憶装置及び／またはデータベースに保存されたレンズデザインデータを含む様々なファイル３１２にアクセスすることができる。これらのファイルの情報からテンプレートが構成される。すなわち、レンズデザインがテキストファイルで取り込まれたら、図４ａに例示されている例示的な「成形オプション」ウインドウ３１８などの更なるスクリーンが作成される。このウインドウ３１８の表示から、ユーザーが、例えば、入力フィールド３２０、３３０で、フロントカーブ及びバックカーブのそれぞれの膨張パラメータ及び収縮パラメータを指定することができる。これらの値が、選択したレンズデザイン３１２に適用され、レンズ成形型デザインに有用になり、成形インサートを作成するデータを提供する。
【００４１】
上記したように、テンプレートに用いる全てのパーツ（レンズ、レンズ成形型、インサート、及びコア）を作成した後、レンズデザインテンプレートに含まれる組立式の作成を含む「組立体」が形成される（図３のステップ１１８）。一態様では、レンズデザイン及び工程パラメータ（すなわち、収縮パラメータ及び膨張パラメータ）により、レンズ成形型及びインサートの臨界形状面が画定される。レンズ形状が縮小して（膨張の逆によって）臨界面に対してレンズ成形型の形状が画定されるように組立式をまとめる。次いで、レンズ成形型がインサート形状を画定する（収縮値の逆によって）。
【００４２】
図４ｂは、組立式インターフェイススクリーン３５０を例示している。このインターフェイススクリーン３５０は、レンズのデザイン及び製造に関連した組立式３７５のリストを詳細に示している。具体的には、例えば、選択した（または新しい）レンズデザインに関連した「Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｅｑｕａｔｉｏｎｓ．ｔｘｔ」ファイルなどのファイルは、データベースで検索でき、レンズとレンズ成形型及びレンズ成形型とそのレンズ成形型のインサートとをリンクする組立式のリストを含む。例えば、図４ｂに示されているように、一例として、レンズ成形型とレンズをリンクする組立式３８２は以下の通りである。
ＢＰ＿ＦＲ＿１＝ＬＥ＿ＢＲ＿１／ＢＰ＿ＲＳｈｒ
この式は、例えば、バックプラスチック半径収縮パラメータ値で除されたレンズのバック半径をバックプラスチックフロント半径に一致させている。イターフェイス３５０を介して示されているように、ウインドウ３８５には、レンズの現在の製造ラインに基づいた半径方向の収縮（例えば、ＢＰ＿ＲＳｈｒ）及び半径方向の膨張（例えば、ＢＰ＿Ｒｅｘｐ）因子３８７のスクロール可能なリストが示されている。これらを、レンズ製造工程をレンズデザイン（ステップ１０２）にリンクする組立式３８０に対する入力として用いることができる。従って、これらの式は、材料の種類や工程条件などの因子によって変化する。インターフェイス３５０は、入力フィールド３９１を含むウインドウ３９０を提供する。この入力フィールド３９１で、新しい組立式の入力、及び組立式を変える特定の寸法の入力を行うことができる。組立式作成インターフェイススクリーン３５０に示されているように、組立式３８０は、図示されているＩ−ＤＥＡＳ（登録商標で作成）ソフトウエアツールに送ったり、そのツール内で作成することができる。他の３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアでも、Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標で作成）に示されているものと同様のインターフェイスを作成することができる。
【００４３】
図３を再び参照すると、３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアで実行されるテンプレート作成ソフトウエアに従って、レンズデザイン（ステップ１０６）とＢＣレンズ成形型（ステップ１１２）の製造とをリンクさせ、レンズデザイン（ステップ１０６）とＦＣレンズ成形型（ステップ１１６）の製造とをリンクさせ、更にＢＣレンズ成形型及びＦＣレンズ成形型（ステップ１１２）の製造と得られる物理的なレンズ成形型組立体（ステップ１１８）とをリンクさせるために、レンズ製造ライン運転条件を規定する工程パラメータを利用する式が提供される。レンズ成形型組立式（ステップ１１８）は更に、例えば、ＦＣ度付けインサートデザイン、ＢＣインサートデザイン、及び各コアデザイン（ステップ１２２）にリンクしている。現在の工程パラメータの詳細が、図４ａの成形オプションスクリーン３１８に示されている。これらのインターフェイスから、ユーザーがレンズデザイン／作成テンプレートの変更、作成、及び保存を行うことができる。
【００４４】
図３のステップ１０６‐１２５により、図５に示されているようなテンプレート２００が得られる。すなわち、図５に示されているように、テンプレート２００は、ユーザーに対して、レンズ、及び／または成形型、及び／またはインサートのデザインの３Ｄモデル、２Ｄ設計図／グラフィック２１０、表計算などのデザインシート２１５を含む様々な形態の製品デザイン情報を提供し、３Ｄソフトウエアを用いた対応するパーツ製造ＣＮＣ（計算機数値制御）コード２２０を生成し提供する。迅速かつ確実な３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアによるレンズデザイン及び製造情報の提示により、ユーザーが最新のレンズ製品をより良く理解できる。本システムにより更に、ユーザーが、適用可能であれば既存のテンプレートを変更して新規のレンズデザインを作成し、ＤＢＴサイクルを短縮することができる。３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアで作成され、製造に用いられる例示的なレンズ、レンズ成形型、及びインサートのデザインのデータシートが、図６ａ‐図６ｃに示されている。このデータシートは、例えば、Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標）ソフトウエアツールで作成されたレンズデザインの２Ｄ設計図４４０ａ、４４０ｂ（図６ａ）、レンズ成形型デザインの２Ｄ設計図４５０ａ、４５０ｂ（図６ｂ）、及び成形インサートデザインの２Ｄ設計図４６０ａ‐４６０ｄ（図６ｃ）を含む。より進歩した方式では、ソフトウエアアプリケーションはレンズを変更するだけでなく、インサートやレンズ成形型、またはレンズの製造に用いられるものを作成することもできる。このようなものには、限定するものではないが、インサート、レンズ成形型、またはレンズの製造に用いられる寸法表を含む各パーツの図面、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）エクセル形式のパーツのデザインシート、及び他の機械コード（例えば、Ｍ＆Ｇコード、テキストファイルなど）が含まれる。
【００４５】
図５に戻ると、テンプレート２００がデザインされ確認されたら、プログラムファイル（プログラムファイルの例として、「ＤｉｍＤｕｍｐ」（エクセルを開き、問合わせるパーツの全ての運転寸法（及び基準寸法）の寸法を戻す）と「ＭｏｄＤｉｍｓ」（ユーザーインターフェイスを介してユーザーが寸法を変更できる）を挙げることができ、これらは共に、データダンピング／読取り媒体としてエクセルを開くことができる）が呼び出され、このプログラムファイルが他のソフトウエアアプリケーションを呼び出し、ダンピングデータを調べてデザインシートを作成する。これらのソフトウエアアプリケーションにより、ユーザーが、テンプレートの入力として適当な工程パラメータ及びレンズデザインファイルを選択できる。基本的な方式では、これらのソフトウエアアプリケーションはレンズデザインファイルを読取り、このファイルをテンプレートのレンズパーツに対して互換性やデータの完全性などについてチェックし、レンズデザインファイルの適当な値で全ての非基準値を更新する。組立体が更新され、組立式により、影響する全てのパーツの値が更新される。この結果、３Ｄ形式で再現されたレンズデザイン、レンズ作成に必要な対応するレンズ成形型デザイン及びインサートデザイン、そして関係する構成要素の製造を可能にするグラフィック及び数値出力（例えば、ＣＮＣコード）を備えたテンプレートが得られる。
【００４６】
図７を用いて、システムによって実施される工具経路作成用の自動作成Ｍ＆Ｇコード（またはＣＮＣコード）の例示的なプロセスを説明する。図７に、レンズを製造するための構成要素を製造装置が生産できるようにする自動作成Ｍ＆Ｇコードのステップを示す高度なプロセスフロー５００が示されている。図７に示されているプロセスは、例示目的で、例えば、フロントカーブレンズ成形型用の度付けインサートなどの製造するレンズ成形型インサートの文脈で説明するが、図７に示されているフローは他の構成要素を製造するためのコードの作成にも適用できることを理解されたい。図７に示されているように、第１のステップ５０２で、後の計算に用いられる変数を初期化する。ステップ５０６で、ユーザーが、設計されるレンズ成形型インサートに関連したテンプレートデータファイルを入れるディレクトリの位置を指定する。次いで、ステップ５１２で、Ｍ＆Ｇコード（以降、Ｇコードと呼ぶ）を作成するためにマクロを実行するプログラムを呼び出すステップが実施される。次いで、ステップ５１６で、工具経路を作成するためにテキストファイルの入力名を指定するステップが示されている。すなわち、ユーザーが、工具経路作成のためにファイル名の入力を促される。次のステップ５１８で、Ｇコードファイルが保存されるディレクトリの位置が設定され、ステップ５２２で、ユーザーが、工具経路作成のために読むデータファイル名の設定を促される。ステップ５２５、５３０には、全ての値で読むためにデータファイルを通る実際のルーピングが示されている。このステップは、製造されるパーツの形状のための全ての運転寸法（及び基準寸法）を戻すために上記した「ＤｉｍＤｕｍｐ」マクロを利用する。次いで、ステップ５３５で、他の工具経路が必要か否かについて決定する。例えば、レンズ成形型インサートの文脈で、初めの「荒削り」工具経路と「仕上げ」工具経路の２つの工具経路が実施される。ある製品に対して、初めの工具経路のみが必要な場合は、フローが分岐して、例えば、ステップ５３５でＣＮＣコードが作成される。別法では、レンズ成形型度付けインサートの文脈では、プロセスは、縁から始まる全ての形状が作成されＧコード出力が生成されるステップ５３７に進む。ステップ５４０で、全ての縁の詳細なＧコードが、指定されたＧコードファイルに書き込まれる。次いで、ステップ５４６で、レンズ成形型インサートのＧコード作成に従って、「フィレット」ポイントの計算ステップが実行され、仕上げ形状の計算が行われる。次いで、レンズ成形型インサートのＧコード作成の文脈で、ステップ５５０の弧を作成するためのフロント領域データを通るルーピングが実施される。次いで、ステップ５６０及び５６７で、データ及び形状が読み取られた後、出力Ｇコードが作成され、指定されたＧファイルに送られる。ダイヤモンドポイント旋盤を含む製造装置が運転される時に、図７に示されているプロセスに従って作成されたサンプルＧコードが、表１に示されている例示的なＧコードなどのコードを作成する。
【００４７】
【表１】
2006504117.tif 000003
【００４８】
周知の通り、Ｇコードは準備命令であり、Ｍコードは補助命令である。Ｇファイルプログラムは、命令からなるプログラムであり、命令はワードからなっている。それぞれのワードは、文字アドレス及び数値を有する。文字アドレスは、ワードタイプの制御システムを知らせる。ＣＮＣ制御装置の製造会社は、ワード名（文字アドレス）及びそれらの意味の決定について様々である。ＣＮＣプログラマーはまず、ＣＮＣ制御装置の製造会社のプログラミングマニュアルを参照して、ワード名及びそれらの意味を調べなければならない。ワードタイプ及びそれらの一般的な文字アドレスは以下の通りである。
Ｏ：プログラム番号（プログラムの識別に用いられる）
Ｎ：シーケンス番号（行の特定に用いられる）
Ｇ：Ｇ機能
Ｘ：Ｘ軸の指定
Ｙ：Ｙ軸の指定
Ｚ：Ｚ軸の指定
Ｒ：半径の指定
Ｆ：削り速度の指定
Ｓ：主軸速度の指定
Ｈ：工具長のオフセットの指定
Ｄ：工具半径のオフセットの指定
Ｔ：工具の指定
Ｍ：Ｍ機能（以下を参照）
指定された特殊な機能を可能にする２つの文字アドレス（ＧとＭ）があること理解できよう。Ｇ機能指定は、通常はモードを設定するために用いられる。しかしながら、特定の装置についてのＧ機能のリストを確認するためには、制御装置の製造会社のマニュアルを調べなければならない。Ｇ機能と同様に、Ｍ機能（Ｍワード）によって、様々な特殊な機能が可能となる。Ｍ機能は通常、プログラム可能なスイッチとして用いられる（例えば、主軸のオン／オフやクーラントのオン／オフなど）。また、これらの機能を用いて、ＣＮＣ工作機械の多くの他のプログラム可能な機能をプログラミングすることができる。Ｇ＆Ｍコードの作成及びそのワードコマンドの説明についての更なる情報は、「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ ＣＮＣ（ＣＮＣの基本）」という名称のホームページ（http://www.seas.upenn.edu/~mean100/cnc/cnc_main.html）を参照すれば見つけることができるであろう。このＨＰの内容及び開示は、言及することを以って、ここに完全に開示したものとして本明細書の一部とする。
【００４９】
実質的に、テンプレートが次々に作成され、テンプレートのカタログがデータベース６０（図１）の記憶装置で拡大されていく。入力として用いられるレンズデザインが元のテンプレートがデザインされたものに類似するツーリングデザインを作成するために、テンプレートのカタログが再使用される。ツールは、テンプレート作成方法を向上させ、テンプレートの機能性や出力、及びデータ出力書式を変更するソフトウエアアプリケーションを向上させる。ツールを用いて効率を改善するストラクチャーの変更もよくある。
【００５０】
３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアツールを用いることにより、データ管理制御システムで利点を得られる。デザインが作成され命名法に従って適切に命名されたら、ツールデザイナーがアクセスして読取り、変更、またはコピーできるデザインのライブラリーでパーツをチェックできる。許可レベルを設定して、チェックしたパーツへのアクセスを可能にする或いは制限することができることを理解されたい。ツーリングデザインの反復プロセスは、この方法で追跡される。
【００５１】
市販の３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアを用いることにより、他のＣＡＤプラットフォームや汎用ソフトウエアパッケージに対してパーツのデザインをインポート及びエクスポートすることができる。これにより、例えば、他の３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアで設計された生産ライン移送装置（吸引カップや成形型取り外しフィンガーなど）に対するレンズ成形型の一致や嵌め合いについてチェックすることができる。また、３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアによって、機械または熱を用いた有限要素解析などの分析アプリケーションに用いるためにレンズ、レンズ成形型、及びインサートの形状をエクスポートすることができる。
【００５２】
更に、３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアの使用により、１００％確実なデータのモデル化が可能となる。許可されたユーザーがアクセスできるようにすると、ＮＵＲＢＳ及び「ポイント・アンド・クリック」システムにより、従来のものよりも格段に複雑なレンズと成形型とインサートとの関係を容易に利用することができ、正確に更新されるデータ情報のデータベースにより、コミュニケーション不足が緩和され、コンセプトからキャリブレーション、スケールアップ、及び製造工程を含む設計‐作製‐検査のサイクル時間が短縮される。
【００５３】
例えば、新しいレンズデザインなどの新規の市場機会を探求する場合は、３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭモデル化ソフトウエアを用いてマーケティングとこれに関連したデザイン機能との効果的なコミュニケーションを達成でき、対応する成形構成要素の使用により反復時間が短縮され、生産性が向上することを理解されたい。このツールはまた、新製品の販促に利用することができ、必要に応じて、デザイン及び製造工程に直接戻れるようにリンクしている。３Ｄモデルは、新規の市場機会の評価、並びに新製品開発やラインの延長についての技術的な課題に極めて有用である。これにより、コミュニケーションエラーが低減され、ＤＢＴサイクルが短縮され、デザイナーがツールを用いて市場における製品の動向を容易に推定できる。
【００５４】
好適な実施形態を用いて本発明を説明してきたが、本発明の範囲を上記した特定の形態に限定することを意図するものではなく、むしろ、添付の特許の範囲で規定される本発明の概念及び範囲内に含まれる代替形態、変更形態、及び同等形態を含むことを意図するものである。新規発明として請求し、特許証による保護を希望する本発明を特許請求の範囲に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来技術による設計‐作製‐検査のサイクルを例示するプロセスダイアグラムである。
【図２】本発明に従った設計‐作製‐検査のサイクルを例示するプロセスダイアグラムである。
【図３】本発明に従った、入力の１つがレンズデザインである３Ｄモデル化ツールを用いたテンプレート作成プロセス１００を例示する線図である。
【図４ａ】本発明に従った３Ｄモデル化ソフトウエアで実行することができる、レンズとレンズ成形型組立体（逆膨張）及び成形インサートとの関係を指定及び変更する機能を提供する例示的なユーザーインターフェイスを例示する図である。
【図４ｂ】本発明に従った３Ｄモデル化ソフトウエアで実行することができる、レンズとレンズ成形型組立体（逆膨張）及び成形インサートとの関係を指定及び変更する機能を提供する例示的なユーザーインターフェイスを例示する図である。
【図５】本発明の３Ｄモデル化プラットフォーム内でのレンズ、レンズ成形型、及びインサート構成要素の設計、作成、及びモデル化に必要なユーザーインターフェイス及び例示的な構成要素を示す図である。
【図６ａ】３Ｄモデル化ソフトウエアで作成され、製造に用いられる例示的なレンズデザイン、レンズ成形型デザイン、及びインサートデザインのデータシートを示す図である。
【図６ｂ】３Ｄモデル化ソフトウエアで作成され、製造に用いられる例示的なレンズデザイン、レンズ成形型デザイン、及びインサートデザインのデータシートを示す図である。
【図６ｃ】３Ｄモデル化ソフトウエアで作成され、製造に用いられる例示的なレンズデザイン、レンズ成形型デザイン、及びインサートデザインのデータシートを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【国際調査報告】
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