JP3679229B2 - 眼鏡レンズ研削加工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡枠に合うように眼鏡レンズを研削加工する眼鏡レンズ研削加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
眼鏡枠の枠溝で眼鏡レンズを支持するヤゲンの形成方法としては、被加工レンズの前面カーブに沿う方法やコバ厚を所定の比率で分割する方法のようにレンズ形状に相応する方法が一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
通常はこのような方法で満足することが多いが、強度のプラス又はマイナスのレンズ、EXレンズ等の場合、コバが厚い所ではフレームリムの前側又は後側からはみ出るレンズ部分が多くなり見栄えが悪くなることがある。また、フレームカーブのきつい眼鏡枠の場合、上記の方法によるヤゲンカーブではフレームカーブとの差が大きすぎて枠入れできなくなることがある。この場合には、フレームカーブに相応したヤゲンカーブで強制的にヤゲン加工するが、コバが厚い所ではさらにフレームリムの前側又は後側からはみ出るレンズ部分が多くなる。
【0004】
本発明は、上記の問題点に鑑み、コバが厚い所でもフレームの前側又は後側よりはみでる部分を適切に調整して、枠入れ後の見栄えを良くするヤゲン形成を容易に行える眼鏡レンズ研削加工装置を提供することを技術課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有することを特徴としている。
【0006】
(1) 眼鏡枠の枠形状データ及び眼鏡枠に眼鏡レンズをレイアウトするレイアウトデータを入力するデータ入力手段と、枠形状データ及びレイアウトデータに基づいて加工後のコバ位置を検知するコバ位置検知手段と、検知されたコバ位置に基づいて各動径でのヤゲン頂点の位置を演算してヤゲン軌跡を求めるヤゲン軌跡演算手段と、を有し、眼鏡レンズを眼鏡枠に合うように加工する眼鏡レンズ研削装置において、前記ヤゲン軌跡演算手段により求めた第1ヤゲン軌跡がのっているか又はのっていると仮定できる球面であるヤゲンカーブを所期する基準位置を基準として所期する量だけ傾けるチルト量決定手段と、該ヤゲンカーブを所期する基準位置を基準として所期する量だけ傾けた時のヤゲン頂点の位置を各動径ごとに新たに得て第2ヤゲン軌跡を求めるチルトヤゲン軌跡演算手段と、該第2ヤゲン軌跡に基づいて眼鏡レンズをヤゲン加工する加工制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【0007】
(2) (1)のチルト量決定手段は、前記枠形状データに基づく玉型を表示する表示手段と、該玉型上にチルトの基準位置を定め、該基準位置に対して180度回転した動径におけるヤゲン頂点の位置をコバの厚み方向に移動させ指定する入力手段と、を含むことを特徴とする。
【0008】
(3) (1)のチルト量決定手段は、前記枠形状データに基づく玉型を表示する表示手段と、該玉型上にチルトの基準位置を定めるとともに、前記ヤゲンカーブの中心点を移動させ指定する入力手段とを、含むことを特徴とする。
【0009】
(4) (1)のチルト量決定手段は、前記枠形状データに基づく玉型を表示する表示手段と、前記コバ位置検知手段の検知結果に基づいて最小コバ厚の位置でのヤゲン頂点をチルトの基準位置として定め、該基準位置に対して180度回転した動径におけるヤゲン頂点の位置をコバの厚み方向に移動させ指定するか、又は前記ヤゲンカーブの中心点を移動させ指定する入力手段とを、含むことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。図1は本発明に係るレンズ研削加工装置の全体構成を示す斜視図である。1はベースで本装置を構成する各部がその上に配置されている。2は装置上部に内蔵される眼鏡枠形状測定部であり、眼鏡枠形状(または型板)の形状デ−タを得ることができる(特開平4−105864号参照)。その前方には測定結果や演算結果等を文字またはグラフィックにて表示する表示部3と、データを入力したり装置に指示を行う入力部4が並んでいる。装置前部には被加工レンズの形状(コバ厚)を測定するレンズ形状測定部5がある。
【0017】
6はレンズ研削部で、ガラスレンズ用の粗砥石60a、プラスティック用の粗砥石60b、ヤゲン及び平加工用の仕上げ砥石60cとから成る砥石群60が、ベース1に固定されたスピンドルユニット61の回転軸61aに回転可能に取付けられている。65は砥石回転用のACモータであり、回転軸61aに取り付けられたプーリ63、ベルト64、プーリ66を介してその回転が砥石群60に伝達される。7はキャリッジ部で、700はキャリッジである。
【0018】
次に、装置の主要な各部の構成を説明する。キャリッジ部7の構造を図1〜図3に基いて説明する。図2はキャリッジの断面図、図3はキャリッジの駆動機構を示す矢視A図である。ベース1に固定されたシャフト701にはキャリッジシャフト702が回転摺動自在に軸支されており、さらにそれにキャリッジ700が回動自在に軸支されている。キャリッジ700にはシャフト701と平行にレンズ回転軸704a、704bが同軸かつ回転可能に軸支されている。レンズ回転軸704bはラック705に回転自在に軸支され、ラック705はモータ706の回転軸に固定されたピニオン707により軸方向に移動することができる。レンズ回転軸704aには被加工レンズに固定された固定カップ750の基部を装着するためのカップ受け740aが取り付けられており、レンズ回転軸704bにはレンズ押え740bが取り付けられている。これらの構成により、レンズLE(以下、被加工レンズともいう)を回転軸704a、704bで挟持しうる。
【0019】
キャリッジ700の左端には駆動板716が固定されており、駆動板716には回転軸717がシャフト701と平行かつ回転自在に取付けられている。また駆動板716にはブロック722によりパルスモータ721が固定されており、パルスモータ721の回転は、回転軸717の右端に取り付けられたギヤ720、回転軸717の左端に取り付けられたプーリ718、タイミングベルト719、プーリ703aを介してシャフト702に伝達される。さらに、シャフト702の回転は、タイミングベルト709a、709b等を介してレンズ回転軸704a、704bに伝達され、これによりレンズ回転軸704a、704bは同期して回転する。
【0020】
中間板710にはラック713が固定さており、ラック713とキャリッジ移動用モータ714の回転軸に取付けられピニオン715とが噛み合い、モータ714の回転によりキャリッジ700がシャフト701の軸方向に移動する。
【0021】
キャリッジ700はパルスモータ728により回旋する。パルスモータ728はブロック722に固定されており、パルスモータ728の回転軸729に固定されたピニオン730が丸ラック725と噛み合っている。丸ラック725は、回転軸717と中間板710に固定されたシャフト723との軸間を結ぶ最短の線分に平行に位置するとともに、シャフト723に回転自在に固定された補正ブロツク724とブロック722との間である程度の自由度をもって摺動可能に保持されている。丸ラック725にはストッパ726が固定されており、補正ブロック724の当接位置より下方にしか摺動できないようになっている。これにより、パルスモータ728の回転に応じて回転軸717とシャフト723の軸間距離r´を制御することができ、このr´と直線的相関関係をもつレンズ回転軸704a,704bと砥石の回転軸61aとの軸間距離rを制御することができる。
【0022】
中間板710にはセンサ727が設けられ、ストッパ726と補正ブロック724との当接状態を確認し、レンズLEの研削状態を知ることができる。また、駆動板716にはバネ731のフックが掛かっており、他方のフックにはワイヤ732が掛かっている。中間板710に固定されたモータ733の回転軸にはドラムが付いており、ワイヤ732を巻き上げることにより、レンズLEの加工圧を変えることができる。
【0023】
なお、このキャリッジ部の構成は、本出願人による特開平5-212661号等のものと基本的に同様であるので、詳細はこれを参照されたい。
【0024】
図4(a)はレンズ形状測定部5の断面図、図4(b)はその平面図である。レンズ形状測定部5は、2つのフィーラー523、524を持つ測定アーム527、測定ア−ム527を回転するDCモ−タ503、プーリ513、ベルト514、プーリ507、軸501、プーリー508等の回転機構、測定アーム527の回転を検出してDCモータ503の回転を制御するセンサー板510とホトスイッチ504,505、測定アーム527の回転量を検出してレンズ前面及び後面の形状を得るためのポテンショメータ506等からなる検出機構等から構成される。このレンズ形状測定部5の構成は特開平特開平5−212661号等と基本的に同様であるので、詳細はこれを参照されたい。
【0025】
レンズ形状(コバ厚)の測定は、フィーラー523をレンズ前面の屈折面に当接させながら被加工レンズを回転させることにより、プーリー508の回転量をポテンショメータ506が検出してレンズ前面屈折面の形状を得た後、次にフィーラー524をレンズ後面の屈折面に当接させて同様にその形状を得る。
【0026】
図5は装置の電気制御系ブロック図の要部を示す図である。主演算制御回路100は例えばマイクロプロセッサで構成され、その制御は主プログラムメモリ101に記憶されているシーケンスプログラムで制御される。主演算制御回路100はシリアル通信ポート102を介して、ICカード、検眼システム装置等とデータの交換を行うことが可能である。また、眼鏡枠形状測定部2内の演算制御回路200とデータ交換・通信を行う。眼鏡枠形状データはデータメモリ103に記憶される。
【0027】
主演算制御回路100には表示部3、入力部4、レンズ形状測定部5が接続されている。主演算制御回路100で演算処理されたレンズの加工情報等はデータメモリ103に記憶される。キャリッジ移動モータ714、パルスモータ728、721はパルスモータドライバ110、パルス発生器111を介して主演算制御回路100に接続されている。パルス発生器11は主演算制御回路100からの指令を受けて、それぞれのパルスモータへ何Hzの周期で何パルス出力するかにより各モータの動作をコントロールする。
【0028】
以上のような構成を持つ装置において、その動作を説明する。ここでは、コバ厚が極度に厚い強度のマイナスレンズを加工をするものとして、ヤゲンカーブ及びその位置を変更できる強制加工モードを例にとって説明する(本実施例では入力部4の操作によって選択する強制加工モードの中でチルト加工を可能にしている。)。
【0029】
まず、眼鏡枠形状測定部2を使用して眼鏡枠の形状を測定する。眼鏡枠の測定データは(rn,θn,zn)(n=1,2,…、N)の3次元情報として得られ、入力部4が持つ次データスイッチ417(以下、入力部4のスイッチについては図6を参照)を押すことにより主演算制御回路100側に転送されてデータメモリ103に記憶される。表示部3の画面上には、枠形状データに基づいて玉型形状が表示され、加工条件を入力できる状態になる。加工者は、入力部4のスイッチにより装用者のPD値、FPD値、光学中心の高さ等のレイアウトデータ、加工するレンズの材質、フレームの材質、加工モード等の加工条件を入力する。加工モードは、モードスイッチ404により強制モードを選択する。加工条件の入力ができたら、所定の処理(吸着カップの軸打ち)が施された被加工レンズを、レンズ回転軸704a,704bによりチャッキングし、スタート・ストップスイッチ411を押して装置を作動する。
【0030】
主演算回路100はスタート信号によりレンズ形状測定部5を作動させ、枠形状データ及びレイアウトデータに対応するレンズのコバ位置を測定する。その後、所定のプログラムに従いコバ位置情報に基づいてレンズに施すヤゲン頂点軌跡データを求めるヤゲン計算を行う。この段階でのヤゲン計算は、例えば、コバ厚を所定の比率(例えば、レンズ前面側から3:7)で分割するようにヤゲン頂点を動径全周に配置する(以下、本明細書ではこれをオートヤゲンという)。なお、ヤゲン計算については特開平5−212661号等を参照されたい。
【0031】
ヤゲン計算が完了すると、図6に示すように、表示部3の表示画面はヤゲン形状を変更できるシュミレーション画面に切替わる。初期画面では「カーブ」項目301には、前述のオートヤゲンによるヤゲン頂点軌跡データから求まる近似的なカーブ値が表示される。「FC」項目302には、眼鏡枠形状測定部2で測定された眼鏡枠の近似的なカーブ値が表示される。「位置」項目303は、ヤゲン頂点軌跡をレンズ前面側または後面側に平行移動するオフセット量を入力する項目であり、「TILT」項目304はヤゲン頂点軌跡を傾けるためのデータを入力する項目である(後述する)。
【0032】
なお、項目301のカーブ値は、例えば次のようにして求められる。上記のヤゲン計算によるヤゲン頂点軌跡データの任意の4点より、この4点が同じ中心(a,b,c)及び半径rを持つ球面上にあると仮定する。球の方程式は、
(x−a)2 +(y−b)2 +(z−c)2 =r2 ……(式1)
であるので、この式に任意の4点のヤゲン頂点位置データを代入することにより、その4点を通る中心(a,b,c)及び半径rがそれぞれ求まる。これを数組(4から5組)行い、その平均を算出する。これにより得られる球の半径rからカーブ値Crvが決定される。カ−ブ値Crvは、慣例的に眼鏡レンズにおけるレンズカーブを表現する値であり、下記の式により求まる。
【0033】
Crv=(n−1)/r
この式において、nはレンズの屈折率であり、一般に1.523 が与えられる。また、眼鏡枠のカーブ値も同様な方法により求めることができる(眼鏡枠の場合には、眼鏡装用時における枠上部の所定の範囲のデータを採用すると良い)。
【0034】
また、シュミレーション画面には、枠形状データに基づく玉型形状310、最小コバ厚位置を示すマーク311、最大コバ厚位置を示すマーク312、ヤゲン断面表示部320にヤゲン状態を表示するための動径位置を指定する回転カーソル313が表示され、回転カーソル313は「+」スイッチ409aを押している間反時計回りに回転し、「−」スイッチを409b押している間時計回りに回転する。これにより、加工者は加工後に予定されるヤゲン状態を全周にわたって確認することができる。
【0035】
ここで、オートヤゲンによるヤゲン頂点軌跡とフレームカーブとの差が大きすぎると、枠入れができなくなることがあるので、この場合には「FC]項目302に表示されているカーブ値を参考にしてフレームカーブに沿うようなヤゲンに調整する。その調整は次のようにする。2つの移動スイッチ408を押すことにより表示される反転表示のカーソル300を項目301に合わせ、スイッチ409a、409bにより所望するカーブ値に変更する。また、ヤゲンを平行移動したいときは、反転表示のカーソル300を項目303に合わせ、そのオフセット量を入力する。主演算回路100は変更入力されたデータに基づき、最小コバ厚位置でヤゲン頂点が乗る球の中心点座標を求め、この中心点座標とカーブ値から求まるヤゲンカーブの半径とからヤゲン頂点位置を再計算する(又は、カーブ値に対応するヤゲンカーブに近似するように、コバ厚を分割する比率を変えることによって、フレームカーブに沿うようなヤゲン頂点軌跡を求めても良い)。なお、ヤゲンカーブを設定するためには、特開平3−166050号に記載されているように、▲1▼動径上の4点のヤゲン位置を指定する方法、▲2▼動径上の3点のヤゲン位置とヤゲンカーブの半径を指定する方法、▲3▼動径上の1点のヤゲン位置、ヤゲンカーブの半径及び中心点を指定する方法、の3つの方式を選択することができる。
【0036】
このようにしてフレームカーブに沿うようなヤゲンカーブ(以下、コバ厚を比率分割したときのヤゲン頂点軌跡も含む)にすることができるが、図7に示すようなコバ厚が極度に厚い強度のマイナスレンズLE´の場合、コバ厚が最も厚いところではヤゲン頂点がレンズ後面側に寄ってしまい、眼鏡枠のリムから前側にはみ出るレンズ部分が多くなる。このはみ出る量をできるだけ少なくしたいときには、ヤゲンカーブをチルトさせる。
【0037】
上記のようにして求められたヤゲンカーブのチルトについて図7に基づいて説明する。図7は、設定されたヤゲンカーブで耳側の前へのはみ出し量を抑えた例の2次元図である。図において、2点鎖線カーブ450はオートヤゲンにより設定されたヤゲンカーブを示し、点線カーブ451はフレームカーブに沿うように設定されたヤゲンカーブを示し、1点鎖線カーブ452は点線カーブ451をコバ位置Pを基準にして2次元平面上でチルトさせたときのヤゲンカーブを示す。つまり、点線カーブ451の円(3次元的には球)を、その中心点座標Q1 から中心点座標Q2 に偏位させたものが、1点鎖線カーブ452になる。このようにヤゲンカーブをチルトさせることにより、同じヤゲンカーブを持ちながら、レンズLE´の耳側のコバ部分では幅M分だけヤゲン頂点位置を前側に移動することができる。逆に言えば、ヤゲン頂点位置を前側に幅M分移動したいときには、点線カーブ451の中心点座標Q1 を中心点座標Q2 に偏位させれば良い。
【0038】
実施例の装置でのヤゲンカーブをチルトさせる設定について説明する。図6に示したシュミレーション画面において、入力部4の移動スイッチ408を操作して反転表示のカーソル300を消した状態し、「+」スイッチ409a又は「−」スイッチ409bにより回転カーソル313を移動してチルトの基準としたい動径位置に合わせる。例えば、回転カーソル313を最小コバ厚位置であるマーク311の位置に合わせる(チルトの基準位置は、通常、最小コバ厚のところにすれば片ヤゲンにならないので、自動的にセットされるようにしても良い)。変更スイッチ410を押すと、チルトの基準位置を示すマーク314(このマークは、初期状態では玉型中心鼻側に位置し、その後は一加工前に設定したところに位置している)がマーク311の位置に移動し、同時に回転カーソル313が180゜反対側に移動する。これは、チルトの基準位置では、チルト量を変化させてもヤゲン位置に変化ないが、180゜反対側ではその効果が最も顕著に現れ、ヤゲン位置の変化を確認しやすいためである。ヤゲン表示320には回転カーソル313が移動した動径位置でのヤゲン状態が表示される。
【0039】
続いて、移動スイッチ408を操作して反転表示のカーソル300を表示させ、これを「TILT」項目304に合わせた後、加工中心に対してチルトの基準位置と180゜反対側におけるヤゲン頂点位置の移動量をスイッチ409a又は409bにより入力する。例えば、−2.0と入力すると、チルト基準位置の180゜反対側のヤゲン頂点位置が、2.0mm分だけレンズ前面側に移動するようにヤゲンカーブがチルトされる。すなわち、
▲1▼チルトの基準位置の点
▲2▼チルトの基準位置と180゜反対側の点
▲3▼チルト前のヤゲンカーブの中心点
の3点を通る平面上でチルトするヤゲンカーブの中心点を偏位させることになり、かつヤゲンカーブの半径は同じであるので、式1で示した球の方程式にチルトの基準位置の点及び「TILT」項目304の移動量の入力により移動したヤゲン頂点位置の2点のデータを代入することにより、チルト後の中心点座標が一義的に求まる。中心点が求まれば、これと指定されたヤゲンカーブが持つ半径とによって得られる球面を被加工レンズの動径情報に対応させることにより、ヤゲン頂点軌跡データが得られ、ヤゲン加工情報とする。なお、ヤゲンカーブのチルトの設定はヤゲン頂点がレンズ前面又は後面から外れないように制限される。あるいは、加工スタート時にストップがかかる。
【0040】
ヤゲンカーブのチルトにより変更されたヤゲン状態をヤゲン表示部320により確認後、問題なければスタート・ストップスイッチ411を押して加工をスタートする。主演算回路100は加工シーケンスに従ってキャリッジ部7の動作を制御して加工を実行する。まず、被加工レンズの材質の指定に応じた粗砥石上にチャッキングした被加工レンズがくるようにキャリッジ700を移動し、粗加工用の加工情報に基づいて各モータを駆動制御して被加工レンズを加工する。続いて、粗砥石から被加工レンズを離脱させた後、これを仕上げ砥石60cが持つヤゲン溝の上に位置させ、ヤゲン加工用の加工情報に基づき各モータを駆動制御してヤゲン仕上げ加工を行う。
【0041】
上記の実施例ではヤゲンカーブをチルトするときの設定として、コバでのヤゲン頂点位置を移動するようにしたが、ヤゲンカーブの中心点座標を偏位させるように設定しても良い。また、上記のヤゲンのチルトは、オートヤゲンの段階で設定されるヤゲン頂点軌跡(コバ厚を所定の比率で分割することより設定されるヤゲン頂点軌跡)に対して行っても良い。また、図7に示したように、レンズコバに対するチルト前のヤゲン頂点軌跡とチルト後のヤゲン頂点軌跡を表示部3に図形表示すると、変化の状態が把握しやすく、コバとの位置関係も分かりやすくなる。さらに、複数の方向から見たときの状態を図形表示すれば一層分かりやすくなり、ヤゲンのチルトをより的確に行える。
【0042】
また、オートヤゲンによるヤゲン頂点軌跡に対してフレームカーブが大きく離れているときは、装置が自動的にフレームカーブに近似するようにヤゲン頂点軌跡を修正した後、さらにヤゲンのチルトを行うようにしても良く、あるいはコバ厚が所定の厚さを越えるときに、ヤゲンのチルトを装置が自動的に行うようにしても良い。これらの場合のチルト量は片ヤゲンになるところが現れないようにコバ厚との関係により決定する。また、チルト前と後のそれぞれのヤゲン頂点軌跡やヤゲン断面形状を図形表示し、変更スイッチ410を押すことにより選択できるようにすることもできる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コバが厚いレンズに対しても、フレームより前側又は後側にはみでるコバ部分を適切に調整して、枠入れ後の見栄えを良くするヤゲン形成を熟練を要することなく容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレンズ研削加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】キャリッジの断面図である。
【図3】キャリッジの駆動機構を示す図1の矢視A図である。
【図4】レンズ形状測定部5の構成を説明する図である。
【図5】装置の電気制御系ブロック図の要部を示す図である。
【図6】入力部及び表示部とその表示例を示す図である。
【図7】ヤゲンカーブのチルトを説明する図である。
【符号の説明】
2 眼鏡枠形状測定部
3 表示部
4 入力部
5 レンズ形状測定部
6 レンズ研削部
7 キャリッジ部
100 主演算制御回路
Claims (4)
- 眼鏡枠の枠形状データ及び眼鏡枠に眼鏡レンズをレイアウトするレイアウトデータを入力するデータ入力手段と、枠形状データ及びレイアウトデータに基づいて加工後のコバ位置を検知するコバ位置検知手段と、検知されたコバ位置に基づいて各動径でのヤゲン頂点の位置を演算してヤゲン軌跡を求めるヤゲン軌跡演算手段と、を有し、眼鏡レンズを眼鏡枠に合うように加工する眼鏡レンズ研削装置において、前記ヤゲン軌跡演算手段により求めた第1ヤゲン軌跡がのっているか又はのっていると仮定できる球面であるヤゲンカーブを所期する基準位置を基準として所期する量だけ傾けるチルト量決定手段と、該ヤゲンカーブを所期する基準位置を基準として所期する量だけ傾けた時のヤゲン頂点の位置を各動径ごとに新たに得て第2ヤゲン軌跡を求めるチルトヤゲン軌跡演算手段と、該第2ヤゲン軌跡に基づいて眼鏡レンズをヤゲン加工する加工制御手段と、
を備えることを特徴とする眼鏡レンズ研削装置。 - 請求項1のチルト量決定手段は、前記枠形状データに基づく玉型を表示する表示手段と、該玉型上にチルトの基準位置を定め、該基準位置に対して180度回転した動径におけるヤゲン頂点の位置をコバの厚み方向に移動させ指定する入力手段と、を含むことを特徴とする眼鏡レンズ研削装置。
- 請求項1のチルト量決定手段は、前記枠形状データに基づく玉型を表示する表示手段と、該玉型上にチルトの基準位置を定めるとともに、前記ヤゲンカーブの中心点を移動させ指定する入力手段とを、含むことを特徴とする眼鏡レンズ研削装置。
- 請求項1のチルト量決定手段は、前記枠形状データに基づく玉型を表示する表示手段と、前記コバ位置検知手段の検知結果に基づいて最小コバ厚の位置でのヤゲン頂点をチルトの基準位置として定め、該基準位置に対して180度回転した動径におけるヤゲン頂点の位置をコバの厚み方向に移動させ指定するか、又は前記ヤゲンカーブの中心点を移動させ指定する入力手段とを、含むことを特徴とする眼鏡レンズ研削装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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