JP4975469B2

JP4975469B2 - 眼鏡レンズ加工装置

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Publication number: JP4975469B2
Application number: JP2007024897A
Authority: JP
Inventors: 教児武市
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-02-02
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Description

本発明は、眼鏡レンズにリムレスフレームを取り付けるための穴を加工する眼鏡レンズ加工装置に関する。

眼鏡レンズにツーポイントフレームと呼ばれるリムレスフレームを取り付けるための穴を加工するエンドミル等の穴加工具を持ち、穴加工具をレンズチャック軸に保持された眼鏡レンズの前面に相対的に移動して穴加工する眼鏡レンズ加工装置が知られている（特許文献１参照）。この種の装置では穴加工のための穴位置データを入力するが、穴加工具の先端をレンズ前面に向けて穴加工するため、穴位置データはレンズ前面から見た玉型を基準にして入力されていた。
特開２００６−１８９６５９号公報

ところで、ツーポイントフレームと呼ばれるリムレスフレームのタイプとして、回り止めを持つ智（ヨロイ）がレンズ前面側に位置する表止めタイプ（以下、表止めフレーム）と、智（ヨロイ）がレンズ後面側に位置するタイプ（以下、裏止めフレーム）がある（図７参照）。表止めフレームの場合、特許文献１の装置により、レンズ前面の玉型を基準とした穴位置データを入力することにより容易に穴加工ができる。

しかし、裏止めフレームの場合には、レンズ前面の玉型を基準とした穴位置データに基づく穴加工では、デモレンズと被加工レンズの前面カーブ、後面カーブ、レンズ厚等が大きく異なると、レンズ後面側に形成される穴位置はデモレンズの穴位置とずれてしまう問題がある。この場合、実際に取り付けられるレンズとフレームの智部のはまり具合が悪くなってしまう。この問題に対応するためには、作業者はデモレンズと被加工レンズの前面カーブ等の違い及び穴角度等の関係を考慮に入れてレンズ前面を基準にした穴位置データを入力する必要があるが、これには熟練と経験が必要であり、適切な穴加工が容易でなかった。

本発明は、上記従来装置の問題点に鑑み、熟練を要せずに、裏止めフレームのための穴位置を適切に設定し、穴加工を適切に行える眼鏡レンズ加工装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）レンズの前面側から穴加工するか後面側から穴加工するか予め定められている穴加工具と、該穴加工具の加工軸をレンズチャック軸に対して任意の角度に傾斜させる穴加工手段と、を備える眼鏡レンズ加工装置において、レンズ面に対する穴位置データを入力する穴位置データ入力手段であって、レンズ前面を基準に穴位置データを入力するか、レンズ後面を基準に穴位置データを入力するか、を選択する基準面選択手段を含む穴位置データ入力手段と、レンズに加工する穴の角度を設定する設定画面と，レンズ面の法線方向に穴の角度を明けるか否かを選択する選択手段と、を含む穴角度設定手段と、レンズ前面及び／又はレンズ後面に測定子を当接させてレンズチャック軸方向のレンズ面の位置を測定するレンズ位置測定手段と、穴位置を入力する基準面が前記穴加工具の加工開始面であるときは、入力された穴位置データに基づいて前記レンズ位置測定手段により加工開始面側のレンズ面を測定して穴加工データを求め、穴位置を入力する基準面が穴加工具の加工開始面でないときは、入力された穴位置データに基づいて前記レンズ位置測定手段により加工開始面側ではないレンズ面を測定し、該測定されたレンズ面の穴位置を通り、且つ設定された穴角度に基づいて穴加工データを求める制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼鏡レンズ加工装置において、前記穴加工具はレンズの前面側から穴加工するように配置されており、前記穴角度設定手段はレンズ前面の法線方向に穴の角度を明けるかを設定する法線方向設定手段を含み、前記制御手段は、前記穴位置データ入力手段でレンズ前面を基準にした穴位置データが入力され、前記穴角度設定手段で穴の角度がレンズ前面の法線方向に設定されたときは、前記レンズ位置測定手段によりレンズ前面の穴位置での傾斜角を求め、求めた傾斜角に基づいて前記法線方向を定めることを特徴とする。
（３）（１）の眼鏡レンズ加工装置は、さらに眼鏡レンズの前面カーブを入力する入力手段を持ち、前記穴加工具はレンズの前面側から穴加工するように配置され、前記穴角度設定手段はレンズ前面の法線方向に穴の角度を明けるかを設定する法線方向設定手段を含み、前記制御手段は、前記穴位置データ入力手段でレンズ後面を基準にした穴位置データが入力され、前記穴角度設定手段で穴の角度がレンズ前面の法線方向に設定されたときは、前記レンズ位置測定手段によりレンズ後面の穴位置及びレンズ後面の穴位置と同一径（加工中心から同一距離）のレンズ前面の位置を求め、そのレンズ前面の位置及び前記前面カーブに基づいて法線方向及びレンズ前面の加工開始位置を定めることを特徴とする。

本発明によれば、裏止めフレームのための穴位置を適切に設定でき、穴加工を適切に行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る眼鏡レンズ周縁加工装置の加工部の概略構成図である。

加工装置本体１のベース１７０上にはキャリッジ部１００が搭載され、キャリッジ１０１が持つレンズチャック軸（レンズ回転軸）１０２Ｌ，１０２Ｒに挟持された被加工レンズＬＥの周縁は、砥石スピンドル１６１ａに取り付けられた砥石群１６２に圧接されて加工される。砥石群１６２は、プラスチック用粗砥石１６２ａ、ヤゲン形成用の溝及び平坦加工面を持つ仕上げ用砥石１６２ｂ及び鏡面仕上げ用砥石１６２ｃ、ガラス用粗砥石１６２ｄから構成される。砥石スピンドル（砥石回転軸）１６１ａは、モータ１６０により回転される。

キャリッジ１０１の左腕１０１Ｌにレンズチャック軸１０２Ｌが、右腕１０１Ｒにレンズチャック軸１０２Ｒが、それぞれ回転可能に同軸に保持されている。レンズチャック軸１０２Ｒは、右腕１０１Ｒに取り付けられたモータ１１０によりレンズチャック軸１０２Ｌ側に移動され、レンズＬＥが２つのレンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌにより保持される。また、２つのレンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌは、左腕１０１Ｌに取り付けられたモータ１２０により、ギヤ等の回転伝達機構を介して同期して回転される。

キャリッジ１０１は、レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌ及び砥石スピンドル１６１ａと平行に延びるシャフト１０３，１０４に沿って移動可能なＸ軸移動支基１４０に搭載されている。支基１４０の後部には、シャフト１０３と平行に延びる図示なきボールネジが取り付けられており、ボールネジはＸ軸移動用モータ１４５の回転軸に取り付けられている。モータ１４５の回転により、支基１４０と共にキャリッジ１０１がＸ軸方向に直線移動される。

また、支基１４０には、Ｙ軸方向（レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌと砥石スピンドル１６１ａの軸間距離が変動される方向）に延びるシャフト１５６，１５７が固定されている。キャリッジ１０１はシャフト１５６，１５７に沿ってＹ軸方向に移動可能に支基１４０に搭載されている。支基１４０にはＹ軸移動用モータ１５０が固定されている。モータ１５０の回転はＹ軸方向に延びるボールネジ１５５に伝達され、ボールネジ１５５の回転によりキャリッジ１０１はＹ軸方向に移動される。

図１において、装置本体の手前側に面取り機構部２００が配置されている。面取り機構部２００は、周知のものが使用されるため、説明は省略する（例えば、特開２００６−２３９７８２号公報を参照）。

図１において、キャリッジ１０１の上方には、レンズコバ位置測定部（レンズ面位置測定部）３００Ｆ、３００Ｒが設けられている。図２はレンズ前面のレンズコバ位置を測定する測定部３００Ｆの概略構成図である。図１のベース１７０上に固設された支基ブロック３００ａに取付支基３０１Ｆが固定され、取付支基３０１Ｆに固定されたレール３０２Ｆ上をスライダー３０３Ｆが摺動可能に取付けられている。スライダー３０３Ｆにはスライドベース３１０Ｆが固定され、スライドベース３１０Ｆには測定子アーム３０４Ｆが固定されている。測定子アーム３０４Ｆの先端部にＬ型のハンド３０５Ｆが固定され、ハンド３０５の先端に測定子３０６Ｆが固定されている。測定子３０６ＦはレンズＬＥの前側屈折面に接触される。

スライドベース３１０Ｆの下端部にはラック３１１Ｆが固定されている。ラック３１１Ｆは取付支基３０１Ｆ側に固定されたエンコーダ３１３Ｆのピニオン３１２Ｆと噛み合っている。また、モータ３１６Ｆの回転は、ギヤ３１５Ｆ、アイドルギヤ３１４Ｆ、ピニオン３１２Ｆを介してラック３１１Ｆに伝えられ、スライドベース３１０ＦがＸ軸方向に移動される。レンズコバ位置測定中、モータ３１６Ｆは常に一定の力で測定子３０６ＦをレンズＬＥに押し当てている。エンコーダ３１３Ｆはスライドベース３１０ＦのＸ軸方向の移動位置を検知する。この移動位置の情報、レンズチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒの回転角度の情報、Ｙ軸方向の移動情報により、レンズＬＥの前面のコバ位置（レンズ前面位置も含む）が測定される。

レンズＬＥの後面のコバ位置を測定する測定部３００Ｒの構成は、測定部３００Ｆと左右対称であるので、図２に図示した測定部３００Ｆの各構成要素に付した符号末尾の「Ｆ」を「Ｒ」に付け替え、その説明は省略する。

レンズコバ位置の測定は、測定子３０６Ｆがレンズ前面に当接され、測定子３０６Ｒがレンズ後面に当接される。この状態で玉型データに基づいてキャリッジ１０１がＹ軸方向に移動され、レンズＬＥが回転されることにより、レンズ周縁加工のためのレンズ前面及びレンズ後面のコバ位置が同時に測定される。穴加工が設定されているときは、穴位置データの入力に基づいて測定子３０６Ｆ，３０６Ｒがそれぞれレンズ前面及び後面に当接され、穴位置におけるレンズ前面位置及びレンズ後面位置が測定される。

図１において、キャリッジ部１００の後方には、穴加工・溝掘り機構部４００が配置されている。図３は機構部４００の概略構成図である。機構部４００のベースとなる固定板４０１は、図１のベース１７０に立設されたブロック（図示を略す）に固定されている。固定板４０１にはＺ軸方向（ＸＹ軸平面に対して直交する方向）に延びるレール４０２が固定され、レール４０２に沿ってＺ軸移動支基４０４が摺動可能に取り付けられている。移動支基４０４は、モータ４０５がボールネジ４０６を回転することによってＺ軸方向に移動される。移動支基４０４には、回転支基４１０が回転可能に保持されている。回転支基４１０は、回転伝達機構を介してモータ４１６によりその軸回りに回転される。

回転支基４１０の先端部には、回転部４３０が取り付けられている。回転部４３０には回転支基４１０の軸方向に直交する回転軸４３１が回転可能に保持されている。回転軸４３１の一端に穴加工工具としてのエンドミル４３５が同軸に取付けられ、回転軸４３１の他端に溝掘り加工具としての溝掘りカッター４３６が同軸に取付けられている。回転軸４３１は、回転部４３０及び回転支基４１０の内部に配置された回転伝達機構を介し、移動支基４０４に取り付けられたモータ４４０により回転される。本実施形態ではエンドミル４３５がレンズ前面に向けられ、レンズ前面側から穴加工する構成とされている。

上記のキャリッジ部１００、レンズコバ位置測定部３００Ｆ，３００Ｒ、穴加工・溝掘り機構部４００の構成は、基本的に特開２００３−１４５３２８号公報に記載されたものを使用できるので、詳細は省略する。

図４は、眼鏡レンズ周縁加工装置の制御ブロック図である。制御部５０に眼鏡枠形状測定部２（特開平４−９３１６４号公報等に記載したものを使用できる）、タッチパネル式の表示手段及び入力手段としてのディスプレイ５、スイッチ部７、メモリ５１、キャリッジ部１００、面取り機構部２００、レンズコバ位置測定部３００Ｆ，３００Ｒ、穴加工・溝掘り機構部４００等が接続されている。装置への入力信号は、ディスプレイ５の表示に対して、タッチペン（又は指）の接触により入力することができる。制御部５０はディスプレイ５が持つタッチパネル機能により入力信号を受け、ディスプレイ５の図形及び情報の表示を制御する。また、制御部５０には、レンズＬＥの周縁加工時にレンズの加工面に研削水を供給する研削水供給手段５３が接続されている。

以上のような構成を持つ装置の動作を説明する。ここでは、穴あけ加工を中心に説明する。ツーポイントと呼ばれるリムレスフレームの場合、型板又はデモレンズから玉型を得ることができる。眼鏡枠形状測定部２に得られた玉型データは、スイッチ部７を押すことによりメモリ５１に記憶される。ディスプレイ５には玉型図形FTが表示され、加工条件を入力できる状態になる。ツーポイントフレームの玉型は、事前にメモリ５１に記憶されているものを呼び出して使用することもできる。

操作者は、所定のボタンキー５０１、５０２、５０３等を操作してフレーム中心間距離（ＦＰＤ値）、装用者の瞳孔間距離（ＰＤ値）、玉型の幾何中心に対する光学中心の高さ等のレイアウトデータを入力できる状態となる（図４参照）。

また、加工条件は、ボタンキー５１０、５１１、５１２、５１３、５１４を操作して設定できる。ボタンキー５１０によりレンズの材質（プラスチック、ポリカーボネイト等）を選択できる。ボタンキー５１１により眼鏡枠の種類としてメタル、セル、ナイロール、ツーポイントを選択できる。ボタンキー５１３により面取りの有無と、面取り有りの場合には、さらに面取りの大きさを選択できる。ボタンキー５１４により鏡面加工の有無を選択できる。

図４の入力画面において、ボタンキー５１１によりツーポイントを選択すると、レンズ周縁の加工モードとして平加工モードが設定されると共に穴加工モードが設定される。穴加工モードにおいては、ボタンキー５１２を押して表示される穴編集画面により、穴加工に関するデータを入力することができる。

図５（ａ）は穴編集画面の例である。ディスプレイ５の画面上部には入力された玉型データに基づいて玉型図形ＦＴが表示され、また、穴位置データの入力に基づいて玉型図形ＦＴの図形内に穴Ｈ０１，Ｈ０３が表示される。画面下部には穴データの入力に使用する各種の入力キーが表示される。入力キーの中には、レンズ前面を基準に穴位置データを入力するか、レンズ後面を基準に穴位置データを入力するか、を選択する選択キー５６０が用意されている。図５（ａ）の例は、レンズ後面を基準にした穴位置データの入力を選択した場合であり、ディスプレイ５上の玉型図形ＦＴは、ボタンキー５６０による選択信号に基づいて左眼用レンズの玉型を後面より見た図形として表示される。

画面上部には、テンプレートアイコン群５４０が表示されている。アイコン群５４０には、予めパターン化されたリムレスフレーム用の固定穴のタイプがいくつか用意されている。例えば、アイコン５４１は１つ穴（単穴）タイプのテンプレートであり、アイコン５４２はノッチと単穴を組み合せたテンプレートである。アイコン５４３は横方向に２つ並んだ２つ穴のテンプレートであり、アイコン５４４は２つの穴が縦方向に並んたテンプレートである。アイコン５４５、５４６はそれぞれ横方向、縦方向の長穴のテンプレートである。アイコン５４７ａ、５４７ｂ、５４７ｃは座繰のある単穴のテンプレートである。

ここで、アイコン５４７ａ、５４７ｂ、５４７ｃは、それぞれ、貫通穴の穴径、座繰穴の穴径及び穴深さのデータを予め作業者側で設定登録が可能である。作業者は、頻繁に利用するネジやワッシャー（詳細は後述する）のサイズに応じて、前記データをアイコン５４７ａ〜５４７ｃに対応させて設定しておくことができる。これにより、座繰のある単穴を加工する際に、貫通穴の穴径、座繰穴の穴径及び穴深さのデータを入力又は変更する手間を省くことができる。
＜レンズ前面基準による穴加工＞
初めに、表止めフレームに取り付けられるレンズを穴加工するために、レンズ前面を基準にして穴位置データを入力して穴加工する場合を説明する。選択キー５６０によりレンズ前面を基準にして穴位置データを入力する方法（レンズ前面基準）を選択すると、その選択信号に基づいて、ディスプレイ５上の玉型図形ＦＴは、玉型をレンズ前面より見た形状として表示される。すなわち、図５（ａ）の例に対して、玉型図形ＦＴが左右反転して表示される。

ここで、１つ穴のヨロイタイプの表止めフレームに取り付けられるレンズに穴加工するものとする。この場合、アイコン５４１をタッチペンで選択した後、玉型図形ＦＴ上の所望位置にドラッグすると、穴の図形（図５（ａ）の例のＨ０１，Ｈ０３）が設定される。そして、各穴位置座標の調整に際しては、穴番号又はグループをボタンキー５３１で指定した後、ｘ軸座標データ欄５３２ａ及びｙ軸座標データ欄５３２ｂの値を変更することにより、玉型中心ＦＣに対する位置をそれぞれ変更できる。穴位置の座標は、キー５６１により座標の基準設定を選択することにより、レンズのエッジからの距離としても入力できる。レンズ前面の穴位置データとしてのｘ軸座標データ及びｙ軸座標データは、リムレスフレームの設計データ又はデモレンズＤＬＥの穴位置から得ることができる。

穴径は入力欄５３３により入力できる。座繰り加工を行う場合は、穴深さを入力する。穴深さの値は入力欄５３４により入力できる。各入力欄を押すとテンキーが表示されるので、これにより数値を入力できる。

穴角度の設定については、穴角度設定モードの選択ボタンキー５３５を押すと、図５（ｂ）に示すような穴角度設定モードの選択メニュー５５０がポップアップ表示される。図５（ｂ）において、前面オートボタン５５２を選択すると、レンズ前面の穴位置の表面に垂直（法線方向）に穴角度が自動的に設定されるモードとされる。後面オートボタン５５３を選択すると、レンズ後面の穴位置の表面に垂直（法線方向）に穴角度が自動的に設定されるモードとなる。単純傾斜ボタン５５４を選択すると、チャック軸に向かう方向の角度を任意に設定できるモードとされる。この場合、角度表示欄５３６ｂに直接角度を入力して設定できる。０°はチャック軸と平行に設定される。複合傾斜ボタン５５５を選択すると、ｘ軸（横）方向とｙ軸（縦）方向の傾き角度をそれぞれ任意に設定できるモードとされ、ｘ軸（横）方向とｙ軸（縦）方向を入力できる表示欄が表示される。

前面オートボタン５５２により、レンズ前面の穴位置の表面に垂直に穴をあける場合を説明する。作業者は、レンズＬＥをレンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌによりチャッキングする。加工がスタートされると、始めに、制御部５０によりコバ位置測定部３００Ｆ，３００Ｒが駆動され、玉型形状に基づいてレンズ前面及びレンズ後面のコバ位置が測定される。また、レンズ前面に垂直に穴加工するモードにおいては、レンズ前面基準で入力された穴位置データに基づいて、図６に示すように、レンズ前面の穴位置の点Ｐ１とそれより所定距離（０．５ｍｍ）だけ外側の点Ｐ２（点Ｐ１の近傍の点）の２箇所が測定部３００Ｆにより測定され、レンズチャック軸方向の穴位置がそれぞれ検知される。そして、点Ｐ１とＰ２を結ぶ線Ｓｆにより、レンズ表面の傾斜角が求められ。線Ｓｆが求められれば、これに垂直な法線方向Ｔｆとレンズチャック軸方向との成す角度α２（図６（ａ）参照）が求められる。これにより、レンズ表面に垂直な穴角度が設定される。

レンズのコバ位置測定が終了すると、レンズＬＥの周縁が玉型データに基づいて粗砥石１６２ａにより粗加工された後、仕上げ用砥石１６２ｂにより平仕上げ加工される。続いて、機構部４００による穴加工に移行される。制御部５０は、図６（ｂ）に示すように、先に求められた穴角度α２に基づいてエンドミル４３５の回転軸を傾ける。また、レンズチャック軸とエンドミル４３５の回転軸とを含む平面に穴位置が位置するように、穴位置データに基づいてレンズＬＥを回転させる。そして、穴位置Ｐ１にエンドミル４３５の先端が位置された後、キャリッジ１０１のＸＹ方向の駆動によってレンズＬＥが角度α２方向に移動される。これにより、レンズ表面の穴位置Ｐ１を通る角度α２方向に穴加工が行われる。穴角度が任意の方向に設定されたときは、その角度に基づいてエンドミル４３５の回転軸が傾けられ、穴位置Ｐ１を通るように設定された角度に基づいてレンズＬＥが移動され、同様に穴加工が行われる。
＜レンズ後面基準による穴加工＞
裏止めフレームに取り付けられるレンズを穴加工するために、レンズ後面を基準にした穴位置データを入力して穴加工する動作について、レンズ前面基準に対する相違点を中心に説明する。

選択キー５６０によりレンズ後面を基準にした穴位置データの入力方法（レンズ後面基準）を選択する。その選択信号に基づいて、ディスプレイ５上の玉型図形ＦＴは、図５（ａ）の例のように、玉型をレンズ後面より見た形状として表示される。穴位置データの入力は、先に説明したレンズ前面基準の場合と同様に入力できる。レンズ後面の穴位置データ（図５（ａ）のｘｙ軸座標データ）は、リムレスフレームの設計データ又はデモレンズＤＬＥの穴位置から得ることができる。デモレンズの穴位置データの取得は、周知の測定器でレンズ後面の穴位置を測定して得る。また、レンズテーブルの上に置かれたデモレンズの後面側をＣＣＤ等の撮像カメラで撮像し、レンズの玉型中心に対する穴位置を測定することにより得ることもできる。

レンズ後面の穴位置データの入力に際して、玉型図形ＦＴがレンズ後面より見た形状として表示されているため、レンズ前面側での穴位置と混同せずに、レンズ後面に対する穴位置の関係を把握しやすく、適切に入力できる。また、穴角度の設定においては、図５（ｂ）に示すように、穴角度設定モードの選択メニュー５５０の中から所望のものを選択できる。

レンズ後面基準の穴位置指定（穴位置データの入力）において、前面オートボタン５５２によりレンズ前面の穴位置の表面に垂直（法線方向）に穴角度を設定する場合を説明する。ボタン５５２を選択すると、図５（ａ）のように、選択ボタンキー５３５の横には、レンズ前面のカーブ値を入力する欄５３６ａと、レンズ前面のカーブ値を入力することにより演算される穴角度（レンズチャック軸に向かう方向の角度）が表示欄５３６ｂに表示される。被加工レンズ前面のカーブは、カーブ計により測定して得ることができる。

被加工レンズの前面のカーブ値を入力し、レンズ前面カーブに応じた穴角度の設定について説明する。図７は、レンズ後面側よりコバ面にかけて回り止めの当接部を持つ１つ穴のヨロイタイプのリムレスフレーム（裏止めフレーム）において、デモレンズＤＬＥが取り付けられた状態の耳側の部分断面図である。１つ穴のヨロイタイプの裏止めフレームにおいては、１つのネジ６０２を用いて裏止めフレームの連結部材としての智（ヨロイ）６０４がデモレンズＤＬＥに開けられた穴に固定される。また、智６０４から装用者に対して前方に湾曲した当接部６０６がデモレンズＤＬＥの端面（コバ面）に当接するように固定されている。そして、当接部６０６からテンプル６１０が伸びている。当接部６０６がデモレンズＤＬＥの端面に当接することにより、智６０４からテンプル６１０のフレームの回り止めとされる。鼻側部分のブリッジ（図示は略す）も、同様に、智６０４に相当する連結部材と当接部とを備え、ネジによりデモレンズＤＬＥに形成された穴に固定される。

図７において、デモレンズＤＬＥには、玉型中心ＦＣから距離Ｗの位置Ｐ１にて、レンズＤＬＥ前面に垂直な方向の法線Ｌ１の方向に穴があけられ、ネジ６０２により固定されているものとする。デモレンズＤＬＥの表面カーブは、例えば、カーブ値Ｃが４カーブのものが取り付けられているとする。通常、レンズ前面の表面に垂直（法線方向）に穴を開けると、ネジ６０２のレンズ前面に対する当接状態が安定し易くなるので、デモレンズではレンズ前面に対して垂直な方向（法線方向）に穴があけられている場合が多い。なお、慣例的に、レンズカーブを表現するカーブ値は、５２３をカーブの半径（ｍｍ）で割った数値で示されるものである。

図８は、レンズ後面基準の穴位置指定において、レンズ前面に垂直な方向の穴角度を設定する方法を説明する図である。なお、図８上のｘ軸，ｙ軸は、説明の便宜上の軸であり、図１の装置構成のＸ軸，Ｙ軸、図５（ａ）のｘ軸，ｙ軸とは異なるものとして使用する。図８において、レンズ前面カーブＬＥｆの曲率中心を中心点Ｏとし、かつ玉型中心ＦＣをｘ軸に位置させている。ｘ軸はチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒと一致しているものとする。レンズ後面側の点Ａは、レンズ後面を基準として指定された穴位置を示す。点Ｂは、点Ａを通り、且つｘ軸に平行な方向におけるレンズ前面ＬＥｆ側の位置を示している。

まず、中心点Ｏの決定について説明する。カーブ値入力欄５３６ａにより入力されたレンズ前面のカーブ値により、前面カーブの半径ｒ（５２３をカーブ値で除した値）が制御部５０により求められる。チャック軸であるｘ軸上のレンズ前面位置は既知であるため、レンズ前面側玉型中心ＦＣｆの位置も既知とされる。レンズ前面側玉型中心ＦＣｆから点Ｏまでの距離はレンズ前面カーブの半径ｒであるため、これによりｘ軸上の点Ｏの位置が求められる。

また、ｘ軸方向（すなわち、レンズＬＥがレンズチャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒにより保持される方向）の点Ａ及びＢの位置は、測定部３００Ｒが持つ測定子３０６Ｒ及び測定部３００Ｆが持つ測定子３０６Ｆの当接によりそれぞれ検知される。測定部３００Ｒ，３００Ｆ、入力された穴位置データに基づいて制御部５０により駆動される。

図８において、点Ａから点Ｂまでを距離Ｗ１、点Ｂと前面側玉型中心ＦＣｆまでのｘ軸方向の差を距離Ｍｆ、点Ｏから点Ａ（または点Ｂ）までのｙ軸方向の差をＨ（これは穴位置データから求められる）とすると、点Ａの座標はｘ軸及びｙ軸の位置の順に、（ｒ−Ｗ１−Ｍｆ、Ｈ）とされる。また、点Ｂの座標は、（ｒ−Ｍｆ、Ｈ）とされる。

また、レンズ前面ＬＥｆに関しては、以下の条件式（式１）が成り立つ。

さらに、点Ｏ及び点Ａを通る直線Ｔ６５０について、ｘ軸方向に対するｙ軸方向の増加係数（傾き）をＳとおくと、以下の関係式（式２）が成り立つ。

この（式２）に点Ａ（ｒ−Ｗ１−Ｍｆ、Ｈ）を代入すると、Ｓが求められ、求められたＳを（式２）に代入すると、以下の関係式（式３）にまとめられる。

そして、（式１）及び（式３）からなる連立方程式を解くことにより、直線Ｔ６５０とレンズ前面ＬＥｆの交点Ｄの位置が求められる。点Ｄは、点Ａを通り、なおかつレンズ前面ＬＥｆに対して垂直に穴あけを行う場合、レンズ前面ＬＥｆ側の位置を意味する。そして、レンズ後面の穴位置である点Ａを通り、かつレンズ前面ＬＥｆに略垂直な方向の穴角度α３は、直線Ｔ６５０の関係式（式３）により求められる。

また、実際の穴加工においては、レンズ前面のｘ軸方向の穴位置をより正確に得るために、点Ｄのｙ軸位置を基に測定部３００Ｆによるレンズ前面のコバ位置測定を実施することが好ましい。特に、座繰り穴６５２が設定された場合には、点Ｄの位置は入力欄５３４で設定される穴深さｄ６５２の基準とされる。レンズ前面のｘ軸方向の穴位置がより正確に得られることにより、座繰り加工で指定された穴深さ（レンズ前面に垂直方向の穴深さ）を精度よく確保できる。

また、穴加工時のレンズＬＥに対するエンドミル４３５の移動速度は、エンドミル４３５の先端がレンズ前面に到達するまでの移動速度に対して遅くされる。これは、穴加工時にレンズＬＥに対してエンドミル４３５の前進と後退を繰り返して削り糟を外に排出するように動作されるためである。逆に、常にエンドミル４３５の穴方向への移動速度を加工時と同じとすると、加工開始から加工終了までの時間が大幅に長くなり、不利である。

なお、レンズ前面に垂直な穴角度については、前面カーブ値を入力しなくても、次のようして求めても良い。すなわち、図９のように、レンズ前面ＬＥｆにおいて、レンズ後面基準で入力された穴位置点Ａに略対向するの点Ｂ１の位置から外側の近傍の複数位置Ｂｎ（Ｂ２,Ｂ３,Ｂ４…）について測定部３００Ｆによる測定を実行し、各測定点の２点間を結ぶ直線を求めることにより、レンズ前面ＬＥｆの傾斜角Ｓｆｎ（Ｓｆ１，Ｓｆ２，…）を得る。測定は、例えば、０．５ｍｍ間隔の小間隔とする。そして、小間隔毎の傾斜角Ｓｆｎからそれぞれ垂線Ｔｆｎ（Ｔｆ１，Ｔｆ２，…）を求める。それぞれの垂線Ｔｆｎの内、２点間の範囲で平行移動させ、レンズ後面の穴位置である点Ａを通る直線Ｔ６５０を求める。これにより、レンズ前面にほぼ垂直な方向の穴角度α３が設定される。また、レンズ前面の穴位置は、直線Ｔ６５０が通るレンズ前面の２点間を結ぶ直線と直線Ｔ６５０との交点Ｄを演算することにより得られる。

この方法によれば、レンズ前面の測定点が増えることにより多少の時間が掛かるものの、前面カーブ値を使用する場合に比べて、レンズ前面に垂直な穴角度α３をより正確に設定でき、同時にレンズ前面を通る穴位置Ｄもより正確に得られる。

穴加工動作を説明する。初めに、制御部５０により測定部３００Ｆ，３００Ｒが駆動され、レンズ後面基準で入力された穴位置データに基づき、レンズ後面の点Ａ及びレンズ前面の点Ｂが測定され、上記のように、レンズ後面の穴位置Ａを通りレンズ前面に垂直な方向の角度α３が設定される。レンズ位置測定が終了すると、レンズＬＥの周縁が粗加工された後、平仕上げ加工される。続いて、レンズ後面基準で入力された穴位置（図８及び図９の点Ａ）を通るように、上記で設定された穴角度α３にてエンドミル４３５の回転軸が傾けられ、キャリッジ１０１のＸＹ方向の駆動によってレンズＬＥが角度α３方向で、エンドミル４３５に向かって移動される。これにより、レンズ後面の穴位置（図８及び図９の点Ａ）を通る角度α３方向に穴加工が行われる。なお、穴加工は、レンズ周縁の加工前に行っても良い。

穴加工に際して、エンドミル４３５の先端がレンズ前面位置である点Ｄに到達するまで、レンズＬＥは速い速度で移動される。エンドミル４３５の先端がレンズ前面位置に到達した後は、加工屑を排出するために、エンドミル４３５が前進と後退を繰り返しながら進むようにレンズＬＥの移動速度が遅くされる。これにより、穴加工精度が確保されつつ加工時間が短縮される。

次に、仕上げ砥石１６２ｂの平仕上げ面がチャック軸に対して平行でなく、平仕上げ加工後のレンズ周縁面（コバ）が傾斜を持つように加工される構成において、レンズ後面基準で穴位置データを入力して穴加工する場合を説明する。

図１０（ａ）において、仕上げ砥石１６２ｂの平仕上面がチャック軸（Ｘ軸）に対して角度θ１だけ傾斜していることにより、平仕上げ加工後のレンズＬＥのコバＬＥｅも角度θ１だけ傾斜して加工される。一般に、レンズ前面の見栄えを良くするために、レンズ前面のコバ位置ＬＥｅｆよりレンズ後面のコバ位置ＬＥｅｒが内側に位置するように、角度θ１が設定されている。θ１は、例えば２．５°である。

図１０（ｂ）は、平仕上げ加工後のレンズＬＥの断面図である。裏止めフレームにおいて、デモレンズのレンズ後面のコバ位置からレンズ後面側の穴位置Ｐ３までの距離がｘｈであったとする。玉型中心からの距離として入力された場合には、玉型データからその距離を差し引くことにより、距離ｘｈが求められる。なお、デモレンズのコバは角度θ１を持たずに、ｘ軸に平行に形成されているものとする。玉型データはレンズ前面形状であるので、レンズ前面のコバ位置ＬＥｅｆを基準にした穴位置のままで穴加工してしまうと、裏止めフレームの智６０４と仕上げ加工後のレンズ後面のコバ位置ＬＥｅｒとの間に隙間Δｘｃｏｒが生じてしまう。この場合、智６０４のレンズ後面ＬＥｒ及びレンズコバＬＥｅｒに対する当接状態が不安定となり、フレームの回り止めにならない。

そこで、レンズ後面基準の穴位置データが入力されたとき（ここではレンズコバからの距離ｘｈとしている）、レンズ後面の穴位置Ｐ３を隙間Δｘｃｏｒだけ内側に補正した穴位置Ｐ５にて穴加工する。

隙間Δｘｃｏｒの補正を説明する。まず、玉型形状データに基づいて測定部３００Ｆ，３００Ｒの測定により、レンズ前面のコバ位置ＬＥｅｆ及びレンズ後面の第１コバ位置ＬＥｅｒ１を得る。また、レンズ後面については、玉型形状に対して距離δ（０．５ｍｍ）だけ外側又は内側を測定し、第２のコバ位置ＬＥｅｒ２を得る。この２点間を結ぶ直線とｘ軸の成す角度θ２を、近似的にレンズ後面ＬＥｒの傾斜角とする。傾斜角θ２は、第１コバ位置ＬＥｅｒ１と第２のコバ位置ＬＥｅｒ２から求められる。

また、第１コバ位置ＬＥｅｒ１を通りｘ軸に平行な直線をＬ２１とし、コバＬＥｅｒから直線Ｌ２１へ引いた垂線をＬ２３とする。この垂線Ｌ２３と直線Ｌ２１との交点を点Ｎ１とする。レンズコバＬＥｅｆからレンズコバＬＥｅｒ１までの距離をＷ２、点Ｎ１からレンズコバＬＥｅｒ１までの距離をｘ１とすると、以下の関係式（式４）と（式５）にまとめられる。

次に、（式４）と（式５）をΔｘｃｏｒについて解くと、以下の関係式（式６）にまとめられる。

距離Ｗ２はレンズ前面及び後面のコバ位置測定により得られるため、上記によりΔｘｃｏｒが求められる。すなわち、仕上げ加工後に予定されるレンズ後面のコバ位置ＬＥｅｒが求められる。これにより、入力された穴位置Ｐ３に対してΔｘｃｏｒだけ内側に移動した位置Ｐ５が求められる。

次に、後面オートボタン５５３により、レンズ後面の穴位置の表面に垂直な方向（法線方向）に穴を加工する場合を簡単に説明する。この加工モードが選択されると、図８におけるレンズ後面の穴位置の点Ａとそれより所定距離（０．５ｍｍ）だけ外側の点（図示を略す）の２箇所が測定部３００Ｒにより測定され、レンズチャック軸方向の穴位置がそれぞれ検知される。そして、この２点を結ぶ線分により、穴位置の点Ａにおけるレンズ後面の傾斜角が近似的に求められ。レンズ後面の傾斜角が求められれば、これに垂直な角度α４（図示を略す）が制御部５０により設定される。

穴加工に際しては、角度α４に従ってエンドミル４３５の回転軸が傾けられ、エンドミル４３５の先端がレンズ後面の穴位置である点Ａを通るように、キャリッジ１０１のＸＹ方向の駆動によってレンズＬＥが角度α４方向に移動される。これにより、レンズ後面基準の穴位置入力にて、レンズ後面に垂直な方向に穴加工が行われる。

裏止めフレームの穴を加工するために、レンズ後面基準にて穴位置を入力するが、穴角度方向をレンズ前面に垂直又はレンズ後面に垂直の何れにするかは、レンズＬＥがマイナスレンズかプラスレンズかによって使い分けると良い。デモレンズは、通常、レンズの厚みは一定であり、裏止めフレームの智部がレンズ後面に沿って取り付けられている。マイナスレンズの場合、レンズ度数に応じてレンズ後面のカーブが変えられ、レンズ前面のカーブはデモレンズのレンズ前面のカーブに対して変動が少ない。このため、マイナスレンズの場合には、レンズ前面に垂直な方向に穴角度を設定することにより、デモレンズが取り付けられていた裏止めフレームのテンプルの開き角度の調整が少なくてすむ。逆に、プラスレンズの場合、レンズ度数に応じてレンズ前面のカーブが変えられ、レンズ後面のカーブはデモレンズの後面カーブに対して変動が少ない。このため、プラスレンズの場合には、レンズ後面に垂直な方向に穴角度を設定することにより、裏止めフレームのテンプルの開き角度の調整が少なくてすむ。

次に、裏止めフレームおいて、デモレンズの後面カーブとレンズＬＥの後面カーブが大きく異なる場合について、好ましい補正方法を説明する。裏止めフレームおいて、図１１（ａ）のデモレンズに対して、図１１（ｂ）のレンズＬＥの後面カーブが大きく異なる場合、裏止めフレーム６００をチャック軸方向に平行移動した状態で取り付けることにより、テンプル６１０の開き角度の調整が少なくて済む。図１１（ｂ）の取付けにおいては、レンズ後面と裏止めフレームの智（ヨロイ）６０４との間の隙間には、調整ワッシャを入れることで安定して裏止めフレームを取り付けることができる。しかし、デモレンズのレンズ後面を基準にした穴位置Ｉ１（レンズコバからの距離Ｈ１、又は玉型中心からの距離Ｈ３）のまま穴加工してしまうと、智（ヨロイ）６０４が持つネジ穴Ｈ６０４の中心とのずれが大きくなる。この対応を図１２により説明する。

図１２において、模式的にレンズ後面ＬＥｒの曲率中心を点Ｏにとり、かつ玉型中心ＦＣをｙ軸上に位置させている。なお、図１２におけるｘ軸、ｙ軸は、説明の便宜上の軸であり、図８のｘ軸，ｙ軸とは基準を異にしている。ｙ軸はチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒと一致しているものとする。レンズ後面基準の穴位置Ｉ１データの入力により、レンズ後面ＬＥｒ上の点Ｊ１のｙ軸方向の位置が測定部３００Ｒの測定により検知される。ｙ軸上のレンズ後面位置はレンズチャック軸１０２Ｒの先端の移動により既知となるので、ｙ軸上のレンズ後面位置に対する点Ｊ１のｙ軸方向の距離Ｍｒ３が求められる。また、レンズ後面ＬＥｒのカーブ半径をｒｐ３とおくと、以下の（式７）が成り立つ。Ｈ３は、点Ｊ１のｘ軸方向の距離であり、穴位置Ｉ１の入力により与えられる。

半径ｒｐ３は、レンズ後面をカーブ計で測定し入力しても良い。また、レンズ後面ＬＥｒ上の軌跡には、以下の（式８）の関係が成り立つ。

また、レンズ後面ＬＥｒの仕上げ加工後に予定されるコバ位置を点Ｌ１とする。ここでは、説明を簡単にするために、レンズＬＥの端面はレンズチャック軸（ｙ軸）と平行に加工されているものとする。点Ｌ１のｙ軸方向の値は、玉型データに基づく測定部３００Ｒの測定により得られる。また、デモレンズのレンズ後面のカーブ半径をｒｄ３、ｙ軸からの点Ｌ１までの距離をＷ３、点Ｌ１を通るデモレンズ後面ＤＬＥｒの半径ｒｄ３の中心を点Ａ３とし、そのｙ軸の値をａ３とすると、デモレンズ後面ＤＬＥｒの軌跡は以下の（式９）の関係が成り立つ。

ｒｄ３は、デモレンズのレンズ後面をカーブ計で測定して入力される値である。ａ３の値は、ｒｄ３が与えられ、点Ｌ１のｘの値、すなわちＷ３を（式８）に代入し、求められた点Ｌ１のｙ座標を（式９）に代入することにより求められる。求められた式を、（式１０）として記す。

穴あけ加工を行う軌跡となる直線７０２は、智（ヨロイ）６０４が持つネジ穴Ｈ６０４の中心である点Ｉ１を通り、その穴角度はレンズチャック軸に対して角度α４の方向にある。角度α４は任意の角度として予め入力される値、又はレンズ前面の法線方向として設定される値である。このとき、直線７０２は、ｘ軸方向に対するｙ軸方向の増加係数をｂ３とおくと、以下の関係式（式１１）としてまとめられる。

また、座標Ｉ１は、（式１０）にｘ＝Ｈ３を代入することにより算出される。そして、増加係数ｂ３はｔａｎ（π／２−α４）と表せる。又、座標Ｉ１を（式１１）に代入することにより、（式１１）のｙ軸切片Ｃ３が算出される。算出されたｙ軸切片Ｃ３を（式１１）に代入し、まとめて（式１２）として記す。

そして、（式１２）と（式８）の連立方程式を解くことにより、レンズ後面ＬＥｒと直線７０２とが交わる点Ｍの位置座標が求められる。この点Ｍがレンズ後面の穴位置として設定され、点Ｊ１と点Ｍのずれ量ΔＨは両者の差として求められる。穴加工は、点Ｍを通り、角度α４を成す方向で行われる。

レンズ後面基準の穴位置データの入力が選択されたときには、制御部５０は上記の方法により、入力された穴位置データを点Ｍの位置に補正演算する。これにより、智（ヨロイ）６０４が持つネジ穴Ｈ６０４とレンズ後面の穴位置とのずれが補正され、裏止めフレームを組み付ける際に、テンプル６１０の開き角度の調整を少なくすることができ、調整が容易になる。

なお、図１０で示したように、平仕上げ加工後のレンズＬＥのコバ端面が角度θ１だけ傾斜して加工される場合には、先の説明と同じく、隙間Δｘｃｏｒに基づいて穴位置を補正することが好ましい。また、レンズ後面ＬＥｒのカーブ半径ｒｐ３については、レンズ後面の傾斜をして、図９と同様に、測定部３００Ｒによるレンズ後面の複数位置の測定結果を基に求める方法も可能である。

本発明の加工装置の概略構成図である。レンズコバ位置測定部の概略構成図である。穴加工・溝掘り機構部の概略構成図である。制御ブロック図である。穴編集画面の図である。レンズ前面に対して垂直に穴をあける説明をする図である。裏止めフレームの部分断面図である。穴位置を後面基準で設定し、前面に垂直な方向からの穴あけを説明する図である。穴位置を後面基準で設定し、前面に垂直な方向からの穴あけについて、別の演算を説明する図である。レンズコバが傾斜を持つように加工される場合を説明する図である。デモレンズと被加工レンズの後面カーブが大きく異なる問題点を説明する図である。デモレンズと被加工レンズの後面カーブが大きく異なる場合の演算を説明する図である。

符号の説明

５ディスプレイ
５０制御部
１０２Ｌ、１０２Ｒレンズチャック軸
１６２砥石群
３００Ｆ、３００Ｒレンズコバ位置測定部
４３５エンドミル
５４０テンプレートアイコン群
６０４智
６０６当接部
６１０テンプル

Claims

レンズの前面側から穴加工するか後面側から穴加工するか予め定められている穴加工具と、該穴加工具の加工軸をレンズチャック軸に対して任意の角度に傾斜させる穴加工手段と、を備える眼鏡レンズ加工装置において、
レンズ面に対する穴位置データを入力する穴位置データ入力手段であって、レンズ前面を基準に穴位置データを入力するか、レンズ後面を基準に穴位置データを入力するか、を選択する基準面選択手段を含む穴位置データ入力手段と、
レンズに加工する穴の角度を設定する設定画面と，レンズ面の法線方向に穴の角度を明けるか否かを選択する選択手段と、を含む穴角度設定手段と、
レンズ前面及び／又はレンズ後面に測定子を当接させてレンズチャック軸方向のレンズ面の位置を測定するレンズ位置測定手段と、
穴位置を入力する基準面が前記穴加工具の加工開始面であるときは、入力された穴位置データに基づいて前記レンズ位置測定手段により加工開始面側のレンズ面を測定して穴加工データを求め、穴位置を入力する基準面が穴加工具の加工開始面でないときは、入力された穴位置データに基づいて前記レンズ位置測定手段により加工開始面側ではないレンズ面を測定し、該測定されたレンズ面の穴位置を通り、且つ設定された穴角度に基づいて穴加工データを求める制御手段と、
を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
請求項１の眼鏡レンズ加工装置において、前記穴加工具はレンズの前面側から穴加工するように配置されており、
前記穴角度設定手段はレンズ前面の法線方向に穴の角度を明けるかを設定する法線方向設定手段を含み、
前記制御手段は、前記穴位置データ入力手段でレンズ前面を基準にした穴位置データが入力され、前記穴角度設定手段で穴の角度がレンズ前面の法線方向に設定されたときは、前記レンズ位置測定手段によりレンズ前面の穴位置での傾斜角を求め、求めた傾斜角に基づいて前記法線方向を定めることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
請求項１の眼鏡レンズ加工装置は、さらに眼鏡レンズの前面カーブを入力する入力手段を持ち、前記穴加工具はレンズの前面側から穴加工するように配置され、前記穴角度設定手段はレンズ前面の法線方向に穴の角度を明けるかを設定する法線方向設定手段を含み、前記制御手段は、前記穴位置データ入力手段でレンズ後面を基準にした穴位置データが入力され、前記穴角度設定手段で穴の角度がレンズ前面の法線方向に設定されたときは、前記レンズ位置測定手段によりレンズ後面の穴位置及びレンズ後面の穴位置と同一径（加工中心から同一距離）のレンズ前面の位置を求め、そのレンズ前面の位置及び前記前面カーブに基づいて法線方向及びレンズ前面の加工開始位置を定めることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。