JP4971430B2 - レンズのカッティングによってレンズを外周加工する方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は、全体として、矯正用メガネのレンズをフレームに取り付けることに関するものであり、さらに特定するならば、メガネのレンズをフレームに取り付けることを目的とした外周加工の方法と装置に関する。

メガネ屋の仕事の技術的な部分は、メガネをかける人が選んだフレームに一対のメガネ用レンズを取り付けることからなる。

この取り付けは２つの主要な加工に分解される。
− 各レンズの位置合わせ。この加工は、メガネをかけることになる人の目に対するレンズの位置と向きを適切な状態にすることからなる。
− 各レンズの外周加工。この加工は、明確になった位置合わせパラメータを考慮に入れてレンズの輪郭を研磨または切断して所望の形状にすることからなる。

本発明は、外周加工と呼ばれる第２の加工に関する。メガネをかけることになる人が選んだフレームに取り付けることを目的としたレンズの外周加工は、そのレンズの輪郭を変更してそのフレームに合わせること、および／またはレンズの望ましい形状に合わせることからなる。外周加工は、通常は２つの主要な加工に分解される。それは、周辺切除加工（“荒仕上げ”と呼ばれることがしばしばある）と、取り付けのタイプに合わせた仕上げ加工である。周辺切除は、当該メガネ用レンズの不要な周辺部を除去し、その輪郭（最初は円形であることが最も多い）を当該メガネのフレームの円形部または取り囲み部に合わせること、またはフレームが縁なしタイプの場合には単に美的に望ましい形状にすることからなる。通常は、この周辺切除加工の後に面取り加工が続く。面取り加工は、周辺切除されたレンズ周辺部の２つの鋭いエッジを切り落とすこと、または面取りすることからなる。仕上げ加工は、実行する取り付けがどのようなものであるかによって異なる。フレームが縁ありタイプであるときには、この面取りに、通常は面取り縁部と呼ばれるリブを確実に形成することからなる斜めカットが付随する。この面取り縁部は、メガネのフレームに設けられた対応する溝（通常はベゼルと呼ばれる）に嵌まることになる。フレームが縁なしタイプであるときには、レンズの外周加工と、場合によっては実施される鋭いエッジの切り落とし（面取り）の後に、縁なしフレームの本体と鼻当てパッドに固定できるようにするためにレンズに適切な穴を開ける加工が続く。また、取り付けがナイロン糸でたがを嵌めた状態にするタイプであるときには、面取りに、レンズの縁に溝を設けることからなる溝形成加工が付随する。この溝は、レンズをフレームの堅固な部分に押し付けるためにフレームのナイロン糸を受け入れるためのものである。

これらの加工は、適切な一連の砥石車を備えるグラインダと呼ばれる同一の研削機械で順番に実施されることが最も多い。穿孔は、対応する道具を備えたグラインダで実施すること、または別の穿孔機械で実施することができる。

周辺切除加工と仕上げ加工そのものは、複数の下位加工に分割することができる。それは例えば、荒仕上げ、仕上げ、研磨である。

通常、レンズの外周加工は、レンズの保持・回転駆動手段と、実施する異なるさまざまな加工に適した複数の砥石車とを備えるディジタル制御のグラインダで実施される。レンズは最初に保持・回転駆動手段に配置がわかった状態で固定されるため、その光学座標系がわかり、加工をこの座標系を基準にして正確に実施することができる。実際、光学座標系を記憶させた上でこの固定を行なうことにより、レンズ上に幾何学座標系を規定して物理的に実現することができる。この幾何学座標系では、幾何学座標系を瞳の位置と一致させるのに必要なレンズの特徴的な点と方向を知るとともに、これらの特徴的な点と方向が適切にフレーム内に位置するようになる外周加工の値を知ることができる。

最近、保持と駆動が難しいことが明らかな新しいタイプのレンズが市場に導入された。メガネ用レンズ、その中でも特に反射防止レンズが汚れないようにするため、レンズの片面または両面に表面エネルギーが小さい特別なコーティングを付着させることが実際に知られている。この特別なコーティングは、水が付着しない（疎水性コーティング）または油（疎油性コーティング）が付着しないという特性を有する。

しかしこのようなコーティングは、コーティングされるレンズの表面を非常に滑りやすくする。したがって保護パッドを配置するのに用いる接着剤は、レンズの滑りやすい表面にうまく付着しない。同一の問題が、固定用パッドを取り付ける際に生じ、固定用パッドはレンズの表面にうまく接着しない。ところでレンズを外周加工する際、砥石車は、材料を除去するときに径方向に垂直な（摩擦）力をレンズの外周に及ぼす。するとレンズには、特にレンズの荒仕上げするために大量の材料を研磨するとき、大きなトルクが発生する。その結果、外周加工するとき、特に荒仕上げするとき、レンズがレンズ保持・回転駆動手段（保護パッドまたは固定用パッド）に対して滑る。したがってレンズの位置合わせ、特に角度合わせ（すなわちグラインダの座標系におけるレンズの角度方向）が変化し、レンズの得られる輪郭は、光学座標系に対して外周加工後に所望の最終輪郭とは異なったものになる。

１つの解決法は、研磨１回ごとに除去する材料の量を減らしてレンズの外周に及ぼされるトルクを小さくすることである。しかしこの解決法は十分なものではなく、いずれにせよサイクル時間が著しく長くなる。

レンズを保護パッドで固定するため、滑りやすいコーティングの表面に、保護パッドの設置に用いられる接着剤との接着力を大きくする結合剤を付着させることが知られている。しかし、この解決法も十分なものではなく、製造ステップが全体として増える。

同様の問題が、薄くて壊れやすい材料であるためにコーティングに亀裂が入る危険性があるレンズの外周加工において生じる。実際、薄くて変形可能な材料（例えばポリカーボネート）からなるレンズは、支持用シャフトの間に締め付けて外周加工機械を回転駆動するときに湾曲する。レンズのこの変形が過剰になってレンズのコーティングに亀裂が入る可能性がある。これは許容できず、レンズが屑になる。この現象を避けるには、レンズの変形を小さくする必要がある。そのためには支持用シャフトの間にレンズを締め付けて外周加工機械を回転駆動する力を小さくする必要がある。

さらに、レンズを加工するとき、レンズの成分に含まれるある種の有機材料（悪臭物質）が放出される。それは特に、屈折率が中程度から大きい（一般に１．６を超える屈折率の）有機材料である。ところで容易にわかるように、このような臭いが放出されると、外周加工機械がおかれている場所またはその近傍にいる作業者の仕事条件にとって悪い影響があるだけでなく、レンズの取り付けを準備する作業場が販売スペースに隣接している場合や単に訪問場所となっている場合に顧客満足にとっても悪い影響がある。

本発明の１つの目的は、さまざまな特性を持っていて加工の際に滑ったり変形したりするおそれがあったりなかったりするレンズの効率的で正確で信頼性のある外周加工が可能な外周加工方法と外周加工装置を提供することである。

本発明の別の目的は、ある種のレンズを外周加工する際に悪臭物質または不快な物質の放出を減らすことのできる外周加工方法と外周加工装置を提供することである。

これらの目的のうちの少なくとも１つを実現するため、本発明では、少なくとも１つの所望の輪郭に沿って周辺切除する加工を含む光学レンズの外周加工方法であって、周辺切除加工が、切断具を用いたレンズ本体の切断を含んでおり、この切断には複数回の切断加工が含まれていて、１回ごとの切断加工は、軸方向に浅い（すなわちレンズの厚さよりも薄い）切り込み深さで所望の輪郭に沿って実現される方法を提案する。

加工の際に滑ったり、変形したり、不快な物質が放出されたりするおそれがある特性を持つレンズに関しては切断具を選択し、その切断具を用いて材料を少量加工することにより、レンズの輪郭の各点で所望の半径を再現することができる。実際には、切断される材料の量は、切断具の直径に対応する幅で切断具がたどる軌跡の長さ（主にレンズの望ましい輪郭）に対応する。レンズの外周の加工とは異なり、レンズの周辺部（すなわち未加工の輪郭）とレンズの望ましい輪郭の間に位置する材料をすべて加工する必要はない。さらに、切り込み深さを浅くして（どの回もレンズの厚さよりも薄くして）複数回の加工で切断を実現すると、１回ごとに除去される材料の量を望みのままにさらに制限してレンズを切断することができる。したがって切断具がレンズに及ぼすトルクが小さくなる。

切断時に加工する材料の量が少ないため、
− 摩擦によってレンズに伝達される全エネルギーを制限することができ、したがってレンズ保持手段に対するレンズの滑りを制限すること、および／または
− 加工中に発生する悪臭物質の量を減らすことができる。

具体的に示すと、直径１．５ｍｍのフライスを用いたレンズ本体の切断によって加工される材料の体積は、直径が１５５ｍｍの砥石車を用いた研磨によって加工される材料の体積の約１／１０であると見積もられる。

滑りやすいコーティングを有するレンズの加工に関しては、本発明の方法により、通常の締め付けで加工中にレンズが滑ることが避けられる。そのため滑りやすいコーティングを有するガラスを正確に外周加工することができる。壊れやすいレンズの加工に関しては、本発明の方法により、レンズを締め付ける力を制限しても加工中に滑らないようにできる一方で、切断具が及ぼす力（この力は、直径の大きな砥石車が及ぼす力よりも小さい）を制限することができる。そのためレンズが過度に湾曲することが避けられる。悪臭物質を含む材料からなるレンズに関しては、加工される材料の全体積を減らすことで、加工によって放出される悪臭物質の量も減らすことができる。

逆に、滑りやすくないレンズ、または特に壊れやすくはないレンズ、または加工中に発生する可能性のある悪臭物質がほとんど含まれていないかまったく含まれていない材料からなるレンズ、または所望の最終的な輪郭に変曲点がないレンズに関しては、より早く所望の輪郭にするため、そして切断具があまりに早く摩耗するのを避けるため、レンズの外周を加工する従来からある道具（砥石車タイプの道具）を選択することができる。

したがって作業具を選択することで、切断具を選択するか（切断具を用いると、所定の締め付けがなされるレンズが外周加工の際に滑るおそれ、および／または不快な物質の放出が制限される）、レンズの外周の加工具を選択するか（レンズが滑らず、壊れやすくもなく、悪臭物質を含んでいない場合）を決めることができる。したがってレンズの外周加工は効率的で正確で信頼性の高いものになり、この外周加工によって作業者やその近くの人が不快になることはない。

レンズの外周を加工するかレンズ本体を切断するかの選択は、実施すべき周辺切除加工によって起こる可能性のあるリスク、すなわちレンズの滑り、レンズの亀裂、不快な物質の放出の一方および／または他方に関する基準を考慮してなされる。

本発明の有利な別の特徴によれば、周辺切除加工は荒仕上げであり、その後にレンズの外周を加工する別の加工具（砥石車タイプの道具）で実施する仕上げが続く。

切断による外周加工の荒仕上げ（周辺切除と呼ばれることがしばしばある）により、レンズのサイクル時間を著しく長くすることなくレンズの滑りを制限することができる。砥石車を用いてレンズの外周加工を仕上げることにより、荒仕上げされたレンズの周辺部を正確に加工して所望の正確な輪郭を得ることができる。荒仕上げした輪郭と望ましい輪郭の間に残る加工すべき材料の量はわずかであるため、仕上げ用砥石車がレンズに及ぼす摩擦力とトルクが制限される。さらに、レンズの半径は荒仕上げの後に非常に小さくなる。そのため砥石車からレンズに伝えられるトルクが物理的に小さくなる。

本発明の有利な別の特徴によれば、レンズ本体を切断する切断具の直径は、そのレンズの半径よりも著しく小さい。切断具の直径が小さいため、レンズ本体の切断が可能になる。切断具の直径が小さくなるほど、レンズに及ぼされる摩擦力とトルクが小さくなる。したがってレンズの滑りが少なくなり、外周加工がより正確になる。

切断の前に、レンズの少なくとも１つの面を所望の輪郭に沿って触診し、少なくとも１回の切断を行なう際に、このようにして回収した触診データに応じて切断具の軸方向の移動を制御する。

切断加工を行なうときの軸方向の切り込み深さのピッチは調節できることが望ましい。

２回の切断加工の間に軸方向の切り込み深さのピッチを調節することで、１回ごとに除去する材料の量を変化させ、したがって切断具がレンズに及ぼすトルクを調節してレンズの滑りを制限することができる。

本発明の有利な別の特徴によれば、レンズは、そのレンズの軸線のまわりに切断具に対して回転駆動され、回転方向が２回の切断加工の間に逆転する。

１回の切断加工ごとに回転方向を逆にすると、切断具がレンズに及ぼすトルクの方向を逆転させ、したがって保持手段に対してレンズが滑る方向を逆転させることができる。したがって一方向へのレンズの滑りが逆方向へのレンズの滑りによって打ち消される。その結果、保持手段に対するレンズの滑りが制限される。

本発明の有利な別の特徴によれば、レンズは、そのレンズの軸線のまわりに切断具に対して回転駆動され、１回の切断加工の少なくとも一部が第１の回転方向に実現され、その切断加工の残りの切断が、第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に実現される。

１回の切断加工の途中で回転方向を逆にすると、この切断加工中のレンズの全体的な滑りをやはり制限することができる。

本発明の有利な別の特徴によれば、レンズの切断に、そのレンズを所望の輪郭に沿って切断することに加え、複数の周辺区画に分割する径方向の区画線に沿った切断が含まれる。

複数部分の切り落としによるレンズの切断を実現すると、切断されたばかりでレンズの周辺部と望ましい輪郭の間に位置してレンズにくっついて残る部分がレンズに及ぼす応力を制限することができる。

径方向の区画線に沿った切断の後に、所望の輪郭に沿った切断を行なうことが望ましい。実際には、切断の前に、レンズの少なくとも１つの面を径方向の区画線に沿って触診する。切断時には、そのようにして回収された触診データに応じて切断具の軸方向の移動を制御する。

添付の図面を参照した例示としての一実施態様に関する以下の説明により、本発明の本質がよく理解できるようになるとともに、いかにして本発明が実現されるかがよく理解できるであろう。

外周加工装置
図１に、光学レンズ１００の切断モジュール６３６を備える外周加工装置６を示してある。この外周加工装置６は、メガネ用レンズの輪郭を変えて選択されたフレームの枠または“円形部”の輪郭に合わせることができる。

この外周加工装置は、レバー６１１を備えている。このレバーは、第１の軸線Ａ１（実際には水平な軸線）のまわりに自由に回転できるようにシャーシに取り付けられている。

加工するメガネ用レンズの固定と回転駆動のため、外周加工装置には、メガネ用レンズを締め付けて回転駆動することのできる支持手段が取り付けられている。この支持手段または保持手段は、締め付けシャフト６１２と回転駆動シャフト６１３という２本のシャフトを備えている。これら２本のシャフト６１２と６１３は、互いに、第１の軸線Ａ１と平行で固定軸線と呼ぶ第２の軸線Ａ２に沿って並んでいる。

２本のシャフト６１２、６１３は、レバー６１１に搭載された共通の駆動メカニズム（図示せず）を通じてモータ（図示せず）によって同期して回転駆動される。この共通の同期回転駆動メカニズムは一般的なタイプであるため周知である。

変形例では、機械式または電子式で同期させる別々の２つのモータによって２本のシャフトを駆動させることもできよう。

シャフト６１２、６１３の回転ＲＯＴは、中央電子制御システム（例えば一体化されたマイクロコンピュータ、または専用の集積回路群）によって制御することができる。

シャフト６１２、６１３のそれぞれは自由端を持ち、他方のシャフトと向かい合っている。自由端には固定用パッド（図示せず）が取り付けられている。これら固定用パッドは常にシャフト６１２、６１３に固定されているわけではなく、実際にはレンズを固定するための把持手段（図示せず）によってあらかじめ使用され、その後、移されるこのレンズと接触したままでこの外周加工装置６に移される。

シャフト６１３は他方のシャフト６１２と向かい合った状態で固定軸線Ａ２に沿って並進移動し、２つの固定用パッドの間でレンズを軸方向に圧縮して締め付けることができる。シャフト６１３は、中央電子制御システムによって制御される作動メカニズム（図示せず）を通じて駆動用モータによって軸方向のこの並進移動を制御される。他方のシャフト６１２は固定用の軸線Ａ２に沿って並進移動できないようにされている。

実際には、外周加工装置は一連の加工具６１４を備えている。その最初のものは、レンズ１００の外周面の外周加工の荒仕上げするための第１の加工具５０である。この第１の加工具５０はここでは砥石車だが、変形例では、荒仕上げ用フライスを利用することが考えられる。荒仕上げ用砥石車の粒子のサイズは約１５０〜５００ミクロンである。

一連の加工具６１４は、レンズ１００の外周面の外周加工を仕上げるための第１の加工具５０とは異なる第２の加工具５５を備えることも考えられる。レンズ１００の外周面のこの第２の加工具５５はここでは仕上げ用砥石車であり、面取り溝と、サイズが約５５ミクロンの粒子を備えている。荒仕上げ用砥石車と仕上げ用砥石車は円筒形であり、直径が約１５５ｍｍである。この一連の加工具６１４（または一連の砥石車）の中には研磨用砥石車も考えられる。

一連の加工具６１４は軸線Ａ３を持つ共通シャフトに取り付けられていて、周辺切除の際に回転駆動することが保証される。この共通シャフト（図では見ることができない）は、電子制御システムによって制御される電動モータ６２０によって回転する。

一連の加工具６１４はさらに、軸線Ａ３に沿って並進移動することができ、制御された駆動手段によってこの並進移動が制御される。具体的には、一連の加工具６１４と、そのシャフトと、そのモータの全体は、台車６２１の上に載っており、この台車そのものは、フレームに固定されたスライダ６２２に取り付けられていて、第３の軸線Ａ３に沿って滑る。砥石車を搭載した台車６２１の並進運動を移送と呼び、図１ではＴＲＡとして示してある。この移送は、中央電子制御システムによって制御されるモータ式駆動手段（図示せず。例えばネジとナットからなるシステムや、ラック）によって制御される。

周辺切除の際に加工具６１４の軸線Ａ３とレンズの軸線Ａ２の軸線間をダイナミックに調節できるようにするため、軸線Ａ１のまわりにレバー６１１が回転できることを利用する。この軸回転によってシャフト６１２と６１３の間に挟まれたレンズが移動（ここではほぼ鉛直方向に移動）し、レンズを加工具６１４に近づけたり加工具６１４から遠ざけたりする。この動きは電子制御システムにプログラムされており、この動きによって所望の周辺切除の形態を繰り返すことが可能になる。これを再現と呼び、図面ではＲＥＳとして示してある。この再現の動きＲＥＳは、中央電子制御システムによって制御される。

所定の輪郭に従ってメガネ用レンズを加工するには、モータ６１９の制御下でナット６１７を第５の軸線Ａ５に沿って移動させて再現の動きを制御すると共に、支持シャフト６１２、６１３を、実際にはこれらのシャフトを制御するモータの制御下で第２の軸線Ａ２のまわりに同時に回転させる必要がある。レバー６１１の横方向の再現の動きＲＥＳとレンズのシャフト６１２、６１３の回転運動ＲＯＴは電子制御システムによって協調的に制御され、メガネ用レンズの輪郭のすべての点が順番に正しい直径にされる。

図１に示した外周加工装置は、共通シャフト６３２に取り付けられた面取りと溝形成のための小砥石車６３０、６３１を有する作業モジュール６２５をさらに備えている。この作業モジュール６２５は移動の１つの自由度を持ち、レンズを保持するシャフト６１２、６１３の軸線Ａ２に対してほぼ横方向に、再現ＲＥＳの軸線Ａ５とは異なる方向に移動できる。移動のこの自由度を退避と呼び、図面ではＥＳＣとして示してある。

空間内では、この退避は、作業モジュール６２５を軸線Ａ３のまわりに回転させることからなる。具体的には、作業モジュール６２５は、台車６２１に取り付けられたチューブ状スリーブ６２７に固定されたレバー６２６によって支持されて軸線Ａ３のまわりを回転する。作業モジュール６２５を回転させるため、スリーブ６２７は、レバー６２６とは反対側の端部に歯車６２８を備えていて、台車６２１に固定された電動モータ６２９のシャフトに取り付けられたピニオン（図面では見ることができない）と噛み合う。

まとめると、このような外周加工装置で利用できる移動の自由度は以下のようになっていることがわかる。
− レンズの回転。レンズの全体面に対してほぼ垂直なレンズ保持シャフトのまわりにレンズを回転させることを可能にする。
− 再現。砥石車に対するレンズの横方向の（すなわちレンズの全体面内での）移動の１つの自由度であり、レンズの望ましい形状の輪郭を描くさまざまな半径を再現することができる。
− 移送。作業具に対するレンズの軸方向の（すなわちレンズの全体面に垂直な）移動の１つの自由度であり、レンズと選択した作業具が向かい合った位置に来るようにすることができる。
− 退避。レンズに対する作業モジュールの横方向の移動の１つの自由度であり、再現の移動の自由度とは異なる方向に沿っていて、仕上げモジュールを使用位置に配置することと引っ込めることを可能にする。

作業モジュール６２５には、レンズ１００の本体を切断することによって外周加工の荒仕上げをするための切断具６３７を有する切断モジュール６３６が取り付けられている（図１参照）。本体の切断は、切断具６３７の直径全体をレンズの中に侵入させ、その切断具をレンズの中で切断の軌跡に沿って移動させて所望の切断１１０を実現することからなる。所望の切断１１０は、所望の最終輪郭と同じ形状の所望の荒仕上げ輪郭１１０だが、サイズがより大きい。

本体の切断は、レンズの外周の加工とは異なる。なぜなら後者では、加工具の直径のほんの一部だけがレンズの外周の材料の中に入り、レンズの未加工の周辺部（または外周）と実現する荒仕上げ輪郭の間に位置する全材料が加工されるからである。

切断具は、ここでは、軸線Ａ６がシャフト６１２、６１３の軸線Ａ２（すなわちレンズの軸線）とほぼ平行なエンド・ミル、または切断用フライスである。変形例では、この切断具は、荒仕上げ用の砥石車またはフライスよりも直径が小さい研削用ブローチで構成すること、またはレーザー光線で構成することができる。

例えば切断用フライスは長さが１２ｍｍであり、タングステンカーバイドで実現される。レンズ本体を切断できるようにするため、切断具６３７の直径は、レンズの直径よりも非常に小さい。レンズ１００本体を切断する切断用フライス６３７の直径は４ｍｍ未満であることが好ましく、典型値は１〜２ｍｍである。第１の加工具すなわち砥石車５０の直径は、例えば約１５５ｍｍである。言い換えるならば、切断用フライス６３７の直径は、平均してレンズ１００の半径の１〜６％である（典型値は約７０ｍｍ）。

切断用フライスの位置決めは、退避ＥＳＣと移送ＴＲＡというあらかじめ存在している移動の２つの自由度によって実現される。

外周加工装置６は、制御用の電子的処理ユニット１３０（電子制御システムとも呼ぶ）を備えている。電子的処理ユニット１３０は、ここでは、さまざまな作業具と、レンズの締め付け・回転駆動手段（保持手段）の移動のさまざまな自由度とを、自動化された外周加工法に従って協調的に制御する電子カードからなる。外周加工法についてはあとで説明する。

電子制御システム１３０は、従来と同様、例えばマザーボードと、マイクロプロセッサと、ＲＡＭと、不揮発性の大容量メモリとを備えている。大容量メモリには、あとで説明する外周加工法を実行するプログラムが記憶されている。この大容量メモリは再書き込みが可能であることが好ましく、素早く交換したり標準規格のインターフェイスを通じて遠隔コンピュータ上でプログラミングを行なったりできるよう取り外し可能になっていることが望ましい。電子制御システム１３０は、レンズの望ましい最終輪郭１２０を記憶させる手段も備えている。この記憶手段は、再書き込みが可能なメモリと、このメモリに書き込むことのできるインターフェイス（例えばキーボードとスクリーン）とで構成することができる。

最後に、電子制御システム１３０は、外周加工に関する所定の加工のうちの少なくとも１つを行なうため、レンズ１００の外周の第１の加工具５０とレンズ１００の切断具６３７のいずれかを選択する手段を備えている。この選択手段は、レンズ１００の外周の第１の加工具５０とレンズ１００の切断具６３７のどちらが選択されるかを決定するための決定手段を備えている。

そのため決定手段は、レンズに関するパラメータ、および／または加工具と切断具に関するパラメータ、および／またはレンズ１００の保持手段に関するパラメータの値を計算する手段を備えている。決定手段は、この値を参照値と比較する比較手段も備えており、比較結果に応じてレンズ１００の外周の第１の加工具５０とレンズ１００の切断具６３７のどちらが選択されるかを決定するようにされている。

外周加工方法
外周加工する光学レンズ１００に関する特徴（例えば所望の最終輪郭１２０やレンズの表面エネルギー）は電子的処理ユニットに記憶される。レンズの表面エネルギーは、濡れ角によって定量化することができる。一滴の水が問題のレンズの表面に存在している、この濡れ角は、水滴の表面がレンズと接する点におけるこの水滴の表面の接平面と、水滴の表面との接点におけるレンズの表面の接平面との間に形成される角度として定義される。この角度が大きくなるにつれて表面のエネルギーが小さくなるため、レンズはより滑りやすくなる。

レンズ１００の外周の第１の加工具５０またはレンズ１００本体の切断具６３７を選択して所定の少なくとも１つの外周加工を実現する。その選択の対象となる所定の周辺加工は、ここでは、レンズの外周加工の荒仕上げと、その後にレンズ１００の外周の第２の加工具５５で実施される仕上げである。

この選択は、レンズに関する１つまたは複数のパラメータ、例えば保持手段によって保持される１つまたは２つの面の摩擦の大きさ、および／またはレンズの厚さ、および／またはレンズの材料、を考慮してなされる。選択は、レンズの保持手段に関するパラメータ（例えば保持手段の摩擦の大きさ）を考慮して行なうこともできる。

道具の選択は、以下の４つのカテゴリーのパラメータを組み合わせて、または組み合わせずに行なうことができる。
− レンズの表面が滑りやすいか滑らないかに関する第１のカテゴリーのパラメータ、
− レンズの硬さに関する第２のカテゴリーのパラメータ、
− レンズを構成する材料の組成に、加工時に発生する可能性がある悪臭物質が含まれているかいないかに関する第３のカテゴリーのパラメータ、
− 周辺切除後のレンズの望ましい輪郭形状に関する第４のカテゴリーのパラメータ。

第１のカテゴリーのパラメータは、例えば保持手段６１２、６１３に対してレンズが滑ることなくレンズに加えることのできるトルクの最大値を含んでいる。このトルクの許容値は、保持手段と、保持手段をレンズに押し付ける力と、レンズの表面とに依存する。比較手段は、計算によるこの最大値を参照値と比較する。この参照値は例えば２Ｎｍである。計算によるこの最大値が参照値を越える場合には、第１の加工具５０が選択されて外周加工の荒仕上げがなされ、計算によるこの最大値が参照値以下である場合には、切断具６３７が選択され、本体の切断による外周加工の荒仕上げがなされる。後者の場合、光学レンズは小さな表面エネルギーを持つと言われる。

レンズの表面が滑りやすいか滑らないかに関係していて道具を選択するために考慮できる別のパラメータは濡れ角である。濡れ角が１００°よりも大きい場合には、光学レンズが小さな表面エネルギーを持つと考えて切断具が選択される。

例えばレンズが、それぞれの面を滑りやすくする疎水性および／または疎油性コーティングを有すると仮定することができる。するとレンズが保持手段６１２、６１３に対して滑ることなくレンズ１００に加えることのできるトルクの最大値は約０．３Ｎｍになる。したがってこの場合には切断具を選択せねばならない。

加工具は、レンズの硬さに応じて選択することもできる。レンズの厚さおよび／または材料がレンズの変形を引き起こすおそれがある場合には、支持手段上でのレンズの締め付けを弱くし、レンズが滑らないようにするため切断具を選択して外周加工の荒仕上げを行なう。したがって加工具の選択は、レンズの厚さと材料の組み合わせに応じて行なうことができる。

加工具の選択は、レンズの構成材料の成分中に、加工時に発生する可能性がある悪臭物質が含まれているかいないかに応じて行なうこともできる。この基準は、何よりもレンズの構成材料の性質に依存する。例えば屈折率が中程度または大きな（すなわち屈折率が一般に１．６を越える）材料からなるレンズの大半は、加工時に発生する物質を実際に含んでいる。この基準を考慮するため、電子的処理ユニットは、局所レジスタまたは遠隔レジスタを有するか、局所レジスタまたは遠隔レジスタにアクセスする。そのレジスタにおけるそれぞれの記録は、１つの材料または材料の１つのカテゴリーに関するものであり、その材料または材料のカテゴリーが何であるかに加え、その材料または材料のカテゴリーに、加工時に発生する可能性がある悪臭物質が含まれていることを示すものを含んでいる。

加工具の別の選択基準は、レンズの望ましい最終輪郭の形状である。実際、この形状に凹形状の部分が１つまたは複数存在している場合には、すなわちレンズの平均面から輪郭が突起している部分に１つまたは複数の変曲点がある場合には、この形状は、レンズ周辺部を加工する従来の加工具ではおそらく得ることができないであろう。例えば砥石車や、フライスカッターは、変曲点に忠実な加工を行なうには直径が大きすぎる。

いずれにせよ、電子的処理ユニットによってレンズが滑りやすいか壊れやすいことが検出された場合、またはレンズの材料に悪臭物質が含まれている場合、またはレンズの望ましい輪郭の形状に凹部が１つまたは複数ある場合には、電子的処理ユニットは、上記の基準を適用し、適切なインターフェイス（例えばキーボードに付随するスクリーンなど）を通じ、レンズの切断の荒仕上げを実現するために切断用フライスを選択するよう作業者に提案する。変形例では、電子的処理ユニットは、作業者と対話することなく、道具と対応する周辺切除のモードのこの選択を自動的に行なうこともできる。

すでに述べたように、本体の切断によるこの周辺切除モードにより、レンズがその保持手段に対して滑るおそれを小さくすること、および／または放出される悪臭物質の量を減らすことができる。また、このモードにより、レンズの周辺部を加工するための従来の砥石車またはフライスでは形成することのできない複雑な形状（例えば複数の変曲点を有する凹形状の部分が１つまたは複数ある形状）に沿ってレンズを周辺切除することもできる。

切断時には電子的処理システム１３０は、作業モジュール６２５の移送ＴＲＡ、締め付け・回転駆動シャフト６１２、６１３の再現ＲＥＳ、作業モジュール６２５の退避ＥＳＣ、レンズの回転ＲＯＴを適切に調和させ、レンズに対して切断具がレンズを切断するのに必要な移動をするよう制御を行なう。

第１の実施態様によれば、レンズ本体を切断するため、切断用フライスは軸線Ａ６のまわりを回転し、レンズに平行な軸線に沿って位置決めされ、横方向の移動によってレンズの材料の内部に入っていく。切断用フライス６３７は軸方向にも位置決めされ、横方向に移動するときにレンズの２つの面の一方から他方へと横断する。したがって切断用フライス６３７はレンズ１００の軸線に対して横方向に移動して所望の荒仕上げ輪郭１１０を実現する。荒仕上げ輪郭１１０は所望の最終輪郭１２０の形状を有するが、それよりもサイズがわずかに大きい。

図示していない変形例では、荒仕上げ輪郭１１０と最終輪郭１２０は、凹形状になった１つまたは複数の部分を有する。すなわち（図２に示した）レンズの平均面から輪郭が突起している部分に（図２に示した例とは違って）１つまたは複数の変曲点を有する。その場合には、すでに説明したように、本体の切断具が選択されるか、少なくとも本体の切断具を選択することが提案される。

図２に示してあるように、レンズの荒仕上げのための切断には、レンズの複数の周辺区画を複数の部分に分離する径方向の区画線１０５、１０６、１０７、１０８に沿った切断が含まれる。

レンズの切断された周辺区画は、廃棄される切り落とし部分１０１、１０２、１０３、１０４を構成し、保持手段６１２、６１３によって保持されて残る中央部分は、所望の荒仕上げ輪郭１１０を有する。それぞれの切り落とし部分は、切断具６３７がレンズ１００の半径にほぼ沿ってレンズ１００の中心に向かって侵入して実現する荒仕上げ輪郭１１０まで移動し、次いで実現する荒仕上げ輪郭１１０の一部に沿って移動し、最後に切断具６３７がレンズ１００の別の半径にほぼ沿ってレンズ１００の中心に向かうのとは反対方向に移動してレンズの切断具が解放されることによって得られる。

変形例では、径方向の区画線による切断は、所望の輪郭線１１０に沿って行なうことができる。

変形例では、（レンズが壊れやすいか滑りやすいときに）レンズが滑る危険性をさらに少なくするため、切断を複数回行なってレンズ１００を切断することもできる。その場合には、切断の前に、レンズの２つの面を、所望の輪郭に沿って触診するとともに、径方向の区画線に沿って触診する。次に、レンズの大まかな切断を、軸方向に複数回の作業を順番に実施することによって行なう。まず最初にレンズを径方向の区画線に沿って切断する。径方向の各区画線による切断は複数回の作業によってなされ、それぞれの作業での軸方向の切り込み深さは浅い。次に、レンズを径方向の区画線に沿って切断した後、所望の輪郭に従って切断する。この切断は複数回の作業によってなされ、それぞれの作業での軸方向の切り込み深さは浅い。複数回の切断作業での軸方向の切り込み深さは調節可能であり、一般に、径方向の区画線に沿った切断のほうを、所望の最終輪郭に沿った切断よりも大きくすることができる。１回の作業での軸方向の切り込み深さは、もちろん、所望の輪郭に沿ったレンズの最大の厚さよりも薄い。１回の作業ごとの切り込み深さと作業回数は、最終輪郭に沿ったレンズの２つの面の触診によって与えられるレンズの厚さに関する幾何学的データに応じて決められるようになっていることが望ましい。

１回の切断作業ごとに、切断具６３７は、以前に回収された触診データに応じて軸方向に、すなわち移送方向に移動する。径方向の区画線に沿った切断のための移送の制御は、区画線に沿った触診データに応じて実施する。所望の最終輪郭に沿った切断のための移送の制御は、その所望の輪郭に沿った触診に応じて実施する。

レンズ１００の回転方向（加工の進行方向）を１回の切断作業ごとに逆転させる。このようにすると、レンズが保持手段に対してわずかに回転して滑ると仮定した場合にこの滑りが同じ方向に累積しない。

１回の切断作業の一部を切断具に対してレンズを第１の回転方向に回転駆動することによって実現し、その切断作業の残りの部分を第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転駆動することによって実現することさえ考えられる。

実現しようとするモードに関係なく、最初にレンズの周辺部からレンズの中に侵入するのではなく、レンズに対して切断具が移動できることを利用してレンズの厚さの一部または全体に穴を開けてその切断具をあらかじめ配置し、次いでレンズの回転中に所望の切断線に従ってその切断具を横方向に移動させることが考えられる。

研磨による外周加工の仕上げ
次に、仕上げ用砥石車５５で研磨することによって外周加工の仕上げを行なう。面取り溝により、必要な場合にはレンズの外周に面取り縁部を実現することができる。

仕上げ用砥石車の移送ＴＲＡの自由度と、レンズの再現ＲＥＳの自由度と、レンズの回転ＲＯＴの自由度は、本体の切断によって得られる荒仕上げ輪郭１１０と所望の最終輪郭１２０との間に位置する材料を少量ずつ除去しながら所望の最終輪郭１２０に到達するように制御する。仕上げ用砥石車５５の粒子は細かいため、正確な所望の最終輪郭１２０に到達する。

本発明がここに説明して図示した実施態様に限定されることはなく、当業者であれば本発明の精神に合致するあらゆる変形例を考えることができよう。

変形例では、レンズの外周の加工具も選択手段も備えていないが、レンズ本体の切断具を備える装置を利用することが考えられる。その場合には、表面エネルギーの小さな処理がなされた光学レンズの本体をこの装置で切断する。

変形例では、切断用フライスの向きを変えることができる。方向変更は、例えば切断用フライスの軸線に対して横向きの軸線のまわりの回転によって実現することができる。この切断用フライスは、レンズの穿孔にも用いることができる。切断用フライスの代わりにドリルにして、レンズの穿孔に用いる一方で、切断用フライスのように上に説明したようなレンズを切断する機能も実現することができる。

仕上げ用砥石車で外周加工を仕上げた後、他の仕上げステップとして、溝形成、穿孔、面取りなどを考えることができる。変形例では、外周加工荒仕上げ用の砥石車の代わりに噴水流による切断装置にすることができる。

選択手段に関しては、変形例として、一部だけを自動化することができる。その場合には、選択手段は、外周加工の荒仕上げを実現するため、プログラムと、作業具の選択肢を提案する作業者との通信インターフェイスとを備えることができる。したがって作業者は、外周加工の荒仕上げに利用すべき切断具または加工具を通信インターフェイスを利用して選択するだけでよい。

切断モジュールを備える光学レンズ切断装置の斜視図である。 切断によって周辺切除された光学レンズをこのレンズの平均面で見た正面図である。

Claims (10)

1. 光学レンズ（１００）の外周加工方法であって、少なくとも１つの所望の輪郭に沿った周辺切除加工を含むものにおいて、
   前記周辺切除加工が、切断具（６３７）を用いたレンズ（１００）本体の切断を含んでおり、
   この切断には複数回の切断加工が含まれていて、
   １回ごとの切断加工は、軸方向に浅い切り込み深さで所望の輪郭に沿って実現される、
   ことを特徴とする方法。
2. 少なくとも１つの面に滑りやすいコーティングを有するレンズに適用され、そのレンズは、切断時に、少なくともその面によって保持される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 加工時に放出される可能性のある悪臭物質が構成材料に含まれているレンズに適用される、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. レンズ（１００）本体を切断する前記切断具（６３７）の直径が、そのレンズ（１００）の半径よりも著しく小さい、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 切断の前に、前記レンズの少なくとも１つの面を所望の輪郭に沿って触診し、少なくとも１回の切断時に、そのようにして回収された触診データに応じて前記切断具（６３７）の軸方向の移動を制御する、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記レンズ（１００）が、そのレンズの軸線のまわりに前記切断具（６３７）に対して回転駆動され、回転方向が２回の切断加工の間に逆転する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記レンズ（１００）が、そのレンズ（１００）の軸線のまわりに前記切断具（６３７）に対して回転駆動され、１回の切断加工の少なくとも一部が第１の回転方向に実現され、その切断加工の残りの切断が、第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に実現される、 ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記レンズ（１００）の切断に、そのレンズを所望の輪郭に沿って切断することに加え、複数の周辺区画（１０１、１０２、１０３、１０４）に分割する径方向の区画線に沿った切断が含まれる、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 径方向の区画線に沿った前記切断の後に、所望の輪郭に沿った前記切断を行なう、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記切断の前に、前記レンズの少なくとも１つの面を前記径方向の区画線に沿って触診し、切断時に、そのようにして回収された触診データに応じて前記切断具（６３７）の軸方向の移動を制御する、ことを特徴とする請求項８または９に記載の方法。

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