JPH07106541B2 - 広角円環体レンズの製造方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は広角円環体レンズの製造方法と装置、特に切削
の曲率半径が小さくなる際に工具を取り替える必要をな
くしたコンピュータ制御による広角円環体レンズの製造
方法と装置に関する。

背景技術 ガラス板から眼科用レンズを作成するには主として２段
階のプロセスを踏まねばならない。第一に、ガラス板の
表面を研磨して所望の光学品質すなわち特性が得られる
ように、前面、後面を所定の曲面とし、ついで所定のフ
レームにあった形状になるようにレンズの縁を研磨する
が、その際レンズの縁表面は対応するフレームの内周面
の斜角に合せて斜角をつけた仕上げとするのが普通であ
る。

レンズ製造のための装置はコンピュータ制御によるもの
を含め、種々のものが下記の米国特許ですでに開示され
ている:Coburn−2,086,327;Suddarth−3,449,865;Sudda
rth et al−3,458,956;およびField,Jr.−4,493,168。
後者特許は各々本発明の譲受人に譲渡されている。

従来技術によるその他のレンズ製造装置は、凸面（正）
または凹面（負）の円環体表面を製造し、またレンズ製
造時に生じる楕円形誤差の問題を少なくする、または排
除することを目的としたもので、例えば下記の特許があ
る:2,633,675;3,117,396;3,492,764;3,624,969;3,790,8
75;4,264,249;4,271,636;4,574,527。

エレクトロニクスまたはコンピュータ制御によるレンズ
加工作業は下記の特許にも開示されている:3,762,821;
3,781,096;4,414,871;4,455,901;4,460,275。

さらに、下記特許は種々のレンズ作成あるいはレンズ加
工装置を開示しており、背景を知る上で参考となろう:
3,529,841;3,763,597;3.786,600;3,794,314;3,832,920;
3,874,127;3,896,688;3,962,832;3,971,170;3,994,101;
4,068,413;4,084,458;4,164,097;4,179,851;4,184,292;
4,267,672,4,277,916;4,341,045;4,349,207;4,382,351;
4,419,849;4,434,581;4,447,180;4,468,896;4,582,076;
4,582,332。

先行特許はいずれも、広角円環体レンズ製造に特有の問
題を解決していない。すなわち、従来のレンズ製造装置
では、切削の曲率半径が小さくなると工具を取り替えな
ければならない。これは、工具の幾何学形状がレンズ全
面を切削するようにできていないことによる。以下に詳
述するように、ダイアモンド工具を保持する主軸とレン
ズそのものとの間、または、レンズを保持するチャック
とダイアモンド工具との間に干渉がある場合にこの問題
が生じる。かかる干渉は完全な曲面の製造を阻む。

したがって、上述のような「干渉」の問題を生じる事な
く広角円環体レンズを、望ましくはコンピュータ制御に
よって、製造することができる広角円環体レンズ製造装
置が必要となる。以下に記述するコンピュータ制御によ
る広角円環体レンズ製造方法と装置はこの要求に答える
ものである。

発明の開示 本発明は広角円環体レンズ製造方法と装置に関し、特
に、従来の方法、装置でみられた「干渉」の問題を排除
した、コンピュータ制御による広角円環体レンズ製造方
法と装置に関する。

特に、本発明ではダイアモンド工具とレンズの関係が、
先行技術特に上記特許で開示されたレンズ製造の概念に
よるものとは異なっている。本発明によれば、ダイアモ
ンド工具を常に角度をもって配置し、またレンズをＸ、
Ｙの関係で移動させることにより、相対的な切削位置が
正しい位置に保たれる。角度のある配置とXY関係は、本
発明の装置と連結させたコンピュータであらかじめ計算
しておく。

本発明では、デジタルキーボードから特定の屈曲範囲を
入力すると、干渉があるか否かコンピュータが計算して
判定する。干渉がある場合は、チャックで保持したレン
ズを光軸に中心に正確に180度回転させ、レンズの半分
を製造する。ついで、チャックで保持したレンズを僅か
に退げて工具との間に隙間を設けた後、レンズを光軸を
中心に180度回転させて元の位置に戻し、レンズの残り
半分を製造する。レンズの位置を正確に制御することに
より、２回に分けた切削の接合部分は判別できなくな
る。さらに、レンズの残り半分を切削する際に従来技術
の方法および装置で通常生じていた種々の欠点や制約
が、本発明ではすべて排除される。

したがって、本発明の主たる目的は、広角円環体レンズ
の製造方法と装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、工具を保持する主軸とレンズ、ま
たはレンズを保持するチャックと工具の間に干渉のない
広角円環体レンズの製造方法と装置を提供することにあ
る。

本発明のさらに他の目的は、コンピュータ制御による広
角円環体レンズの製造方法と装置を提供することにあ
る。

本発明は上記や以下に明らかとなるその他を目的とする
もので、以下に添付の図面を参照して詳述する。

図面の簡単な説明 第1A−1C図は負または凹面を形成する際にダイアモンド
工具を保持する主軸とレンズとの間に生じる「干渉」の
問題を図示する。

第2A−2C図は正または凸面を形成する際にレンズを保持
するチャックとダイアモンド工具の間に生じる干渉の問
題を図示する。

第３図は本発明のコンピュータ制御によるレンズ製造装
置を示す。

第４図は本発明にかかるコンピュータ制御レンズ製造装
置の回転チャックシステムの詳細を示す。

第５図は本発明によるチャックとレンズの直線移動を制
御するための制御／フィードバック回路を示す概略図で
ある。

第６図は本発明レンズ製造装置に連動するコンピュータ
の動作を示すフローチャートである。

発明を実施するための最善の態様 本発明を以下に図面を参照しながら詳述する。

第1A−1C図は負または凹面を形成する際に、また、第2A
−2C図は正または凸面を形成する際に生じる干渉の問題
を図示する。

第1A図はチャック28に載置したレンズ14、主軸21に載置
した工具18を示し、工具18は研磨の対象であるレンズ14
に対して加工開始位置にある。第1B図では工具18がレン
ズに対して切削加工の中間点にあり、第1C図では工具18
はその切削作業をほぼ終了した位置にある。この位置で
は、主軸21とレンズ14の間に干渉が存在することが明ら
かである。このことは、大きなレンズ素材の研磨を行う
場合に、とりわけ問題となる。さらに、研磨部材が冷媒
を密封するためのフード（「スプラッシュフード」とし
て知られるもので、第３図に示す）で通常覆われている
ため、フード自体がこれと連結する工具の切削路に機械
的な制約を課すことになる。

第2A図では工具18はチャック28に載置した正または凸面
レンズ14に対して、加工開始位置にある。第2B図の工具
18は切削加工の中間点にあり、第2C図の工具18はその切
削加工のほぼ終了位置にある。この位置では、工具18と
レンズ14を保持するチャック28との間に干渉があって曲
面の形成が完全にはできない状態となっている。

第３図は本発明のコンピュータ制御によるレンズ製造装
置を示す。基本的には、レンズ製造装置１はレンズ保持
アセンブリー11と研磨工具アセンブリー12からなる。

第３図では、レンズ保持アセンブリー11は研磨対象であ
るレンズ101を保持するレンズチャック103を連結したXY
テーブル13からなる。XYテーブル13はＸ軸駆動ステージ
46、Ｙ軸駆動ステージ40に接続しており、XY座標にした
がってチャック103とレンズ101を研磨工具アセンブリー
12に向けて移動させるためのＸ軸駆動、Ｙ軸駆動信号を
受ける。Ｘ軸駆動ステージ46とＹ軸駆動ステージ40はコ
ンピュータ制御レンズ製造装置１に連結したコンピュー
タ200（第５図）から各増幅器47、41を介して入力信号
Ｂ、Ｃを受け取る。逆に、XYテーブル13はＸ軸フィード
バックステージ44とインターフェース52を介してコンピ
ュータ200にＸ軸フィードバック信号を与え（出力
Ｅ）、一方、第３図の回転チャックシステム100はＹ軸
フィードバックステージ42とインターフェース52を介し
て、第５図のコンピュータ200にＹ軸フィードバック信
号Ｇを与える。

研磨工具アセンブリー12は基本的にはスプラッシュフー
ド19内に配置した研磨工具すなわちダイアモンド工具18
からなり、これらは共にダイアモンド駆動モーターアセ
ンブリー16に接続され、後者は研磨アセンブリーベース
20に載置されている。加工中、チャック103に搭載した
レンズ101に対する研磨工具18の角型、または円弧をな
す回転は、回転駆動ステージ48がコンピュータ200から
増幅器49を介して入力される回転制御入力Ａに呼応して
行う（第５図）。これに呼応して、回転駆動ステージ48
が回転軸51を駆動することにより、工具18は所望の角ま
たは円弧をなす回転を行う。回転フィードバック信号は
回転軸51に接続した回転フィードバックステージ50によ
って検出され、回転フィードバックステージ50からの回
転フィードバック信号はインターフェース52を介して
（出力Ｅ）コンピュータ200に与えられる。

上述のように、回転チャックシステム100が設けられた
以外は、第３図のレンズ製造装置はその構成、作用共に
従来のものと同じである。レンズ製造装置１の従来どう
りの側面については、本発明の譲受人に譲渡されたFiel
d,Jr.−4,493,168に詳しい。

前述のように、広角円環体レンズの製造時、切削の曲率
半径が小さくなると、従来のレンズ製造装置の多くは切
削工具の交換を必要とした。このことは、第1A−1C図の
凹面レンズ、第2A−2C図の凸面レンズについての説明に
明らかなように、レンズの全面にわたって切削を行うの
を妨げるような切削工具の幾何学形状によるものであ
る。

本発明は、工具18とレンズ101との関係が従来のレンズ
製造装置の概念と異なる（第３図）。本発明よれば、工
具18は常に角度をなして配置され、レンズ101は切削の
相対的位置が正しく維持されるように、XYの関係で移動
が行われる。以下に詳述するように、角度をなす配置と
XY関係はコンピュータ200（第５図）によってあらかじ
め計算されており、コンピュータ200はアナログデータ
に変換されるデジタルデータを発生し、該アナログデー
タが、第５図との関連で以下に詳述するサーボ駆動シス
テムを制御する。

レンズ101の製造時に一定の範囲の曲率を得るには、コ
ンピュータ200のデジタルキーボード（図示せず）を介
して所定の曲率範囲を入力する（第５図）。コンピュー
タ200は干渉があるかどうかの判定のための計算を実行
する。干渉がある場合は、チャック103に載置したレン
ズ101を回転チャックシステム100によって回転させる。
レンズ101は光軸を中心に180度正確に回転し、工具18に
よってその半分が製造される。ついで、チャック103を
後退させてレンズ101を切削位置から少しだけ下げるこ
とにより、レンズ101と工具18との間に隙間を設ける。
こうしておいて、チャックシステム100を回転させてレ
ンズ101をさらに180度回転させることによりレンズを元
の位置に戻す。ここで、工具18を用いてレンズ101の残
る半分を製造する。レンズ101の位置を正確に制御する
ことにより、２度の切削による接合部分は判別できず、
レンズ101の残り半分を製造する際、従来の装置や方法
で通常生じていた欠点、欠陥がすべて克服される。

本発明の方法と装置を用いることにより、ダイアモンド
工具18を取り替えずに切削できる曲率の範囲を最大限に
できる。ピッチ直径3.25インチ、外径3.5インチのダイ
アモンド工具を用いる従来装置の場合、凹面操作で屈折
率最大10ジオプターまで切削可能であるのに対して、本
発明では11.8ジオプターと大幅に範囲が広くなる。その
結果、工具18の変換のために研磨工具アセンブリー12の
操作を頻繁に中断する必要がなく、レンズ製造装置１の
生産性が大幅に向上する。

レンズ101との接点での正接曲線に対するダイアモンド
工具18の角度つき配置は下記の式によって得られる。

凸面の場合 sinθ＝D/2（Ｒ＋ｒ） 凹面の場合 sinθ＝D/2（Ｒ−ｒ） 式中、Ｄはダイアモンド工具18のピッチ直径、Ｒは所望
の切削半径、ｒはダイアモンド工具切刃の半径を表す。

一般に「ラジアスアームジェネレータ」とよばれる従来
のレンズ製造装置では、ダイアモンド工具角度は断面ま
たは円筒形子午線を、また、工具の円弧はベースまたは
球形子午線を決足するように設定される点に留意すべき
である。球面半径は低倍曲率の場合はかなり大きくな
り、これにより装置の低域が一般に限定される。例え
ば、低域の代表的なものは約２ジオプターである。屈折
率が1.498のような材料では、この値は半径249mmに相当
する。米国ではほとんどの製造装置は想定率1.530の工
具として較正されており、これは半径265mmに相当する
ことになる。半径は下記の式から求める。

Ｒ＝（Ｎ−１）1000/ジオプター ここでＲはミリメートルで表される。

上記の265mmの値は大きな半径と大型の支持物体を表
す。工具18を角度を持たせて配置し、レンズ101をX,Y線
上にこれに対応して配置することにより、工具18とレン
ズ101は、レンズを無限半径で、すなわち平面レンズと
して切削できる位置関係をとることになる。平面切削の
場合、工具面をレンズ表面に平行にしたまま工具18を固
定する。レンズをＸ軸に沿って移動させるだけで切削が
可能であり、その結果平面が得られる。

第４図に第３図のレンズ製造装置１の回転チャックシス
テム100の詳細を示す。図からわかるように、回転チャ
ックシステム100は以下の構成要素からなる。粗加工し
たレンズ101を載置したブロック102、チャック103、チ
ャックラム104、回転／直線軸受け105a、105b、軸継手1
06、シリンダーロッド107a、回転駆動軸107b、油圧シリ
ンダー108、回転自在摺動軸113（前部軸ホルーダー10
9、摺動軸110、直線軸受け111、後部軸ガイド112からな
る）、回転ドライブシリンダー114、回転ドライブアク
チュエーター115、ゼロ度ストップ116、ストップアーム
117、180度ストップ118、直線位置転送プレート119、プ
レート従節120、プレートローラーベアリング121、安定
ガイド122、圧縮空気バネ123、スライダー軸受け124、
位置検出器125、スライダーロッド126、電位計アーム12
7。

第４図では、各要素は要素の一側面に付した複数の斜線
による固定フレームに固定されたものとして示されてい
る。したがって、回転／直線軸受け105a、105b、油圧シ
リンダー108、回転ドライブアクチュエーター115、圧縮
空気バネ123、スライダー軸受け124、位置検出器125は
レンズ製造装置の固定フレームに固定されている。

レンズ101、ブロック102、チャック103、チャックラム1
04（並びに関連要素）の直線移動は細長い油圧シリンダ
ー108によってＹ軸方向（第４図矢印「Ｙ」参照）に行
われる。シリンダー108は装置の固定フレームに固定さ
れ、サーボ駆動弁210がシリンダー108の左右内部に圧力
差をつけるとＹ軸に沿って摺動するピストン128（第５
図参照）を内蔵している。第４図矢印126aで示すよう
に、レンズ101、ブロック102、チャック103の回転運動
はチャックラム104の回転によって行われる。チャック
ラム104の回転運動は回転ドライブアクチュエーター115
を駆動することによって生じる。

チャックラム104の回転には従来の機構を利用できる
が、油圧シリンダー114で駆動する回転ドライブアクチ
ュエーター15を備えていることが好ましい。この好まし
い実施例では、回転ドライブアクチュエーター115は本
技術分野の熟練者に明らかな方法で油圧シリンダー114
によって作動する通常のラック・ピニオンシステムから
なる。本発明によれば、回転ドライブアクチュエーター
115は互いに180度離れた２つの「停止」位置の間で回転
駆動軸107bを回転させることができる。このため、回転
ドライブアクチュエーター115には調整可能なゼロ度ス
トップ116と、調整可能な180度ストップ118が設けられ
ており、回転駆動軸107bにはストップアーム117が設け
られているために、軸107bが一方向に回転すると、ゼロ
度ストップ116と接触して、軸107bは必然的に停止し、
また、軸107bが反対方向に回転すると180度ストップ118
と接触する。このようにして、本発明では、レンズ101
の片側半分を研磨するために１つの方向に180度回転さ
せ、ついで元の位置に回転させて残る半分を研磨するこ
とができる。

参照番号113で示す一群の要素は、固定位置ドライバー
アセンブリによる回転自在な摺動軸からなる。さらに具
体的には、回転自在な摺動軸113は前部軸ホルダー109、
後部軸ガイド112、摺動軸110、および直線受け111から
なる。この機構により、駆動軸107aのＹ軸に沿った直線
運動は115が設定した回転位置を妨げることなく可能に
なる。すなわち、駆動軸部107aの直線移動の際油圧シリ
ンダー108の作用によって摺動軸110は直線軸受け111内
を直線に摺動し、前記軸ホルダー109と後部軸ガイド112
との間隔は、チャックラム104とブロックレンズ101の移
動距離に応じて変化する。これらの動作はすべて、先に
回転ドラムアクチュエーター115によって決められたブ
ロックレンズ101の回転位置を妨げることなく行われ
る。

逆に、回転自在な摺動軸113はＹ軸に沿ったその直線位
置を妨げることなくブロックレンズ101の回転を可能に
する。かかる直線位置はサーボ駆動弁210によって作動
する油圧シリンダー108によって決められている（第５
図）。とくに、回転ドライブアクチュエーター115（第
４図）が駆動軸部107bを回転させ、この回転運動が回転
自在な摺動軸113から油圧シリンダー108を経て（第５図
の内部ピストン128を介して）駆動軸部107aに伝達され
（第４図）、後者がチャックラム104の回転運動を生じ
させることにより、ブロックレンズ101を回転させる。
これら動作のすべては、シリンダー108とサーボ駆動弁2
10とによって決められたレンズ101のＹ軸上の直線位置
を妨げることなく行われる（第５図）。

上述の直線移動はコンピューターによって制御されてい
るため、レンズ101の位置をタイミングよくコンピュー
ター200（第５図）に知らせるための手段を設けねばな
らない。Ｙ軸上のレンズ101の直線位置検出について
は、位置検出器（または電位計）125と、電位計アーム1
27が設けられている。スライダー126はアーム127に沿っ
て移動可能であり、スライダー126は回転プーレト119、
プレート従節120、およびプレートローラ軸受け121を介
してチャックラム104に係合されている。作動時は、チ
ャックラム104がＹ軸に沿って移動すると、回転プレー
ト119もＹ軸上を移動する。プレートローラ軸受121と安
定ガイド122に規制されているプレート従節120は圧縮モ
ードで作用する空気バネ123に押圧されて、プレート119
に密着する。プレート119がＹ軸上を移動すると、プレ
ート従節120も移動し、スライダーロッド126も対応して
摺動軸受124内を移動する。電位計アーム127に沿ったス
ライダーロッド126の動きにより、位置検出器125からの
電気信号Ｇが変化する。この電気信号Ｇ（第３図にも図
示）はコンピューター200に対する入力信号Ｅの一部と
してＹ軸フィードバック42とインターフェース52を介し
て、第５図のコンピューター200に与えられる。

レンズ101の回転運動に関しては、０度ストップ116と18
0度ストップ118の「停止」要素があるため、コンピュー
ター200はレンズ101の正確な回転位置を知る必要はな
い。レンズ101を回転させる必要があるとコンピュータ
ー200が判断すると、ソレノイド弁（第４図に図示せ
ず）が駆動され回転駆動シリンダーに（所望の回転方向
に応じて）正または負の圧力が印加され、前述のように
回転ドライブアクチュエータ115のラック・ピニオンシ
ステムが作動して軸107bを回転させる。停止アーム117
がストップ（116または118）の一方と接触すると、ホー
ル効果装置（第４図に図示せず）を用いて「原位置」を
検出し、コンピューター200（第５図）に180度回転が完
了したことを知らせる。これにより、回転駆動シリンダ
ー114と回転駆動アクチュエーター115の駆動が停止する
が、装置に印加された圧力はそのまま維持されるため、
運動は中断するが駆動は停止しないことになる。

上記の好ましい実施例では油圧手段を用いてレンズ101
の回転および直線移動を行っているが、電気的な駆動装
置や電気制御回路など、本発明の範囲を逸脱することな
く従来手段を用いることができる。

第５図は、第４図のチャックラム104、ブロックレンズ1
01の直線運動を制御し検出するためにコンピューター20
0で用いられる制御とフィードバック回路を示すブロッ
ク図である。第５図に示すように、チャックラム104と
レンズ101を直接移動させる必要がある場合は、コンピ
ューター200がデジタルの駆動信号201を発生し、この駆
動信号がデジタル／アナログ変換器（DAC）202によって
アナログ信号に変換される。

DAC202からのアナログ駆動信号は、作動増幅器218から
の増幅器信号、エラー増幅器220からのエラー信号と共
に加算器204で処理され、加算出力信号がサーボ増幅器2
06、208を介して、サーボ駆動弁210に与えられる。

サーボ駆動弁210は油圧源（図示せず）と接続してお
り、この増幅された加算出力信号に呼応して油圧シリン
ダー108の各端部に対応する値の油圧を印加する。ピス
トン128がシリンダー108の各端部の間の位置に内蔵され
ているため、シリンダー108の一端が他端より圧力が高
いとピストン128は圧力の低い端部に向かって移動す
る。その結果、これに接続するシリンダー軸部107aとチ
ャックラム104（第４図）は加算器204の加算出力信号に
よって定まる方向に移動することになる。

第４図を参照すると、前述のようにチャックラム104が
一定の方向に移動すると、位置検出器125から対応する
電気信号Ｇが発生し、この電気信号はエラー増幅器220
（第５図）を介して加算器204の負入力に与えられる。
チャックラム104（第４図）がコンピュータ200の指令に
よって所望の移動の終点に近づくと、エラー増幅器220
（第５図）の出力はDAC202の出力とほぼ等しい値に近づ
き、その結果加算器204の出力が０に近づく。加算器204
の出力が０に近づくと、サーボ駆動弁210が「中央弁」
位置に移動し、この位置でシリンダー108の各端部に印
加された圧力が等しくなって、ピストン128、軸部107a,
チャックラム104（第４図）の運動が停止する。

第５図の回路では、サーボ駆動弁210とシリンダー108の
各端部をむすぶ油圧出力ラインは各々直線圧力変換器21
4,216に接続するのが望ましい（直線圧力変換器214、21
6は省略してもよい。その場合、装置の精度はいくらか
低下するが許容範囲にはある）。変換器214、216はシリ
ンダー108の各端部に弁210によって印加される油圧に比
例する電気信号を発生する。変換器214、216が発生する
電気信号は差動増幅器218に入力され、増幅器はこれら
２つの入力について「差分」機能をはたす。増幅器218
は変換器214、216の出力差を表す出力信号を発生し、こ
の出力信号を加算器204の正入力に与える。

後者の回路はコンピュータ200によってチャックラムの
運動の開始命令を行う際、装置内の自然の慣性を克服す
る開始回路として機能する。特にコンピュータ200がDAC
202、加算器204、サーボ増幅器206、208を介して運動開
始の命令を行うと、サーボ駆動弁210はわずかに動いて
シリンダー108の各端部に互いにわずかに異なる圧力を
印加する。このシリンダー108端部間の圧力差は、変換
器214、216と差動増幅器218が協同して検出するもの
で、増幅器218は加算器204の正入力に加算されるとDAC2
02が加算器204のもう１つの正入力に与える電気信号を
補強する役割を果たす増幅した出力信号を発生する。こ
の様にして、チャックラム104の動きにみられる初期慣
性が克服される。

第６図は第５図の本発明によるコンピュータ200の操作
を示すフローチャートである。先にのべたように、本発
明装置は一定範囲の曲率をデジタルキーボード（図示せ
ず）から入力すると操作を開始し、コンピュータ200は
この値に基づいてレンズ製造時に干渉が生じるか否かを
判定するための計算を行う。

第６図を参照すると、コンピュータの初期化後（ブロッ
ク300）、前面と後面の曲率ならびにレンズ厚を規定す
る上記データが入力される（ブロック302）。

次いで、コンピュータ200（第５図）は先に述べた種々
の計算ならびに本技術分野の熟練者に周知のその他の計
算を行って、レンズ製造に必要なＸ、Ｙ位置（直線位
置）やＡ位置（角位置）を計算する（第６図のブロック
304参照）。この様にして、コンピュータ200（第５図）
は干渉があるか否かを判定し、またそれに応じてレンズ
を180度回転させる必要があるか否かを判定する。

回転が必要と判定されると（第６図ブロック306参
照）、レンズ101の回転命令が出される。前述の通り、
レンズ101の回転は回転ドライブアクチュエータ115によ
って行われる。レンズ101を180度回転させると、チャッ
クラム104がＹ軸に沿って直線移動することにより、レ
ンズは工具の加工位置に移動し、レンズの半分が切削さ
れる（第６図のブロック308参照）。

上記の操作が完了すると、レンズ101をＹ軸に沿って後
退させ、逆方向に180度回転させた後、工具に近づけて
レンズの残り半分の切削を行う（第６図ブロック310、3
11参照）。上記の操作が完了すると、２段階のレンズ研
磨作業が完了し、加工が続けられる（ブロック312、31
4）。

回転の必要がない場合は（ブロック306）、レンズの全
面を切削し（ブロック307）加工が続けられる（ブロッ
ク312、314）。

本発明の一例として、好ましい態様、配置を記述した
が、本発明の精神と範囲を逸脱すること無く細部につい
ての種々の変更、修正が可能であることは明白である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒル、フィリップ、ディ. アメリカ合衆国 74401 オクラホマ州 マスコギー ネブラスカ 2202番

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズ素材を加工位置で工具により研磨し
   てレンズを製造する方法であって、 （ａ）該工具に近接する該加工位置に移動可能な回転自
   在チャックを設け、 （ｂ）レンズ素材を該回転自在チャックに載置し、 （ｃ）レンズ素材の研磨中に、工具と、該レンズ素材お
   よびチャックの少なくとも一方との間に干渉が生じるか
   否かを測定し、 （ｄ）該（ｃ）の工程で干渉が生じると判定された場合
   は、第一の操作として先ずレンズ素材の半分を研磨しレ
   ンズ素材を180度回転させ、次に第一の操作とは別の第
   二の操作でレンズ素材の残る半分を研磨するの諸工程か
   ら成ることを特徴とするレンズ製造方法。
2. 【請求項２】レンズ製造をコンピュータ制御で行い、前
   記工程（ｃ）が、レンズ製造の特性を規定する諸データ
   をコンピューターに入力し、これらのデータを処理する
   ことによりレンズ素材の研磨中に干渉が生じるか否かを
   測定することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。
3. 【請求項３】コンピューターに入力された前記データが
   全面曲率データ、後面曲率データ、およびレンズ厚デー
   タを含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の方法。
4. 【請求項４】前記工程（ｄ）が、レンズ素材の最初の半
   分を第一の操作で研磨し、レンズ素材を加工位置から後
   退させ、レンズ素材を180度回転させ、レンズ素材を加
   工位置に戻し、次にレンズ素材の残り半分を第二の操作
   で研磨するの諸工程からなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。
5. 【請求項５】前記工程（ｄ）が、レンズ素材を180度回
   転させ、加工位置に戻し、レンズ素材の最初の半分を第
   一の操作で研磨し、レンズ素材を加工位置から後退さ
   せ、レンズ素材を180度逆回転させ、レンズ素材を加工
   位置に戻し、次にレンズ素材の残り半分を第二の操作で
   研磨するの諸工程からなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。
6. 【請求項６】レンズ素材を加工位置で研磨してレンズを
   製造する装置であって、 直線軸に沿って前記加工位置に対して前後に移動できる
   とともに該直線軸を中心に回転自在な、前記レンズ素材
   を保持するためのチャック手段、 前記チャック手段とレンズ素材とを、該直線軸に沿って
   前記加工位置にたいして前後に移動させるための直線移
   動手段、 前記チャック手段とレンズ素材とを、該直線軸を中心に
   回転させるための回転手段、 並びに、 製造しようとするレンズの特性を表すデータを入力しか
   つ処理するためのコンピューター手段、とからなり、 前記コンピューター手段がさらに、レンズ素材の研磨中
   に、工具と、レンズ素材およびチャックの少なくとも一
   方との間に干渉が生じるか否かを測定する手段と、 干渉が発生すると判定した場合に、先ずレンズ素材の半
   分を研磨する手段と、前記回転手段を駆動してレンズ素
   材を180度回転させる手段と、レンズ素材の残る半分を
   研磨する手段とを含むことを特徴とするレンズ製造装
   置。
7. 【請求項７】コンピューター手段に入力されかつ処理さ
   れるデータが前面曲率データ、後面曲率データ、ならび
   にレンズ厚データを含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第６項に記載の装置。
8. 【請求項８】前記第一の操作でレンズ素材の半分を研磨
   した後、前記チャック手段とレンズ素材とを180度回転
   させる前に、前記直線移動手段が前記チャック手段とレ
   ンズ素材とを加工位置から後退させ、また、前記チャッ
   ク手段とレンズ素材とを180度回転した後、前記第二の
   操作でレンズ素材の残り半分を研磨する前に、前記直線
   移動手段が前記チャック手段とレンズ素材とを加工位置
   へ移動させることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
   記載の装置。
9. 【請求項９】前記第一の操作でレンズ素材の半分を研磨
   する前に、前記回転手段が前記チャック手段とレンズ素
   材とを直線軸を中心に180度回転させ、前記直線移動手
   段が前記チャック手段とレンズ素材とを加工位置に移動
   させ、 前記第一の操作でレンズ素材の最初の半分を研磨した
   後、前記チャック手段とレンズ素材とを180度回転させ
   る前に、前記直線移動手段が前記チャック手段とレンズ
   素材とを加工位置から後退させ、 また、前記チャック手段とレンズ素材とが180度回転し
   た後、前記第二の操作でレンズ素材の残り半分を研磨す
   る前に、直線手段が前記チャック手段とレンズ素材とを
   加工位置へ移動させることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記直線移動手段はサーボ駆動弁とこれ
    に接続した油圧シリンダーとからなり、該サーボ駆動弁
    は前記コンピューター手段からの命令に応答して該油圧
    シリンダーに油圧を印加し、油圧シリンダーは該油圧に
    応答して前記チャック手段を直線軸に沿って移動させる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記油圧シリンダーが、細長い円筒シェ
    ルと該シェル内のほぼ中央に配置されたピストンからな
    り、該ピストンは前記チャック手段に接続されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の装置。
12. 【請求項１２】前記回転手段が２つの方向のうち１方向
    に前記チャック手段を回転させるために前記コンピュー
    ター手段からの指令に応答する回転ドライブアクチュエ
    ータと、２つの方向のうち第１の方向へ前記チャック手
    段の回転を停止させる第１の停止手段と、第２の方向へ
    前記チャック手段の回転を停止させる第２の停止手段と
    からなることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載
    の装置。
13. 【請求項１３】さらに前記チャック手段に接続されて加
    工位置へのチャック手段の前後移動を検出しかつ加工位
    置に関する前記チャック手段とレンズ素材との相対的位
    置を表す電気信号を発生する直線位置検出手段を含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装置。
14. 【請求項１４】前記直線位置検出手段が該チャック手段
    に載置したプレートと、該プレートと接触するとともに
    該チャック手段の加工位置への前後運動にあわせて、プ
    レートと共に移動するプレート従節と、プレート従節に
    連結されるとともに該チャック手段の加工位置への前後
    運動にあわせて前記プレート従節と共に移動する可動ロ
    ッドと、該可動ロッドと電気的接続し、加工位置と該チ
    ャック手段とレンズ素材との相対的位置を表す電気信号
    を発生する電位差計とを含有することを特徴とする特許
    請求の範囲第13項に記載の装置。
15. 【請求項１５】さらに前記可動ロッドと接触して可動ロ
    ッドを常時押圧することにより、前記チャック手段が移
    動する際可動ロッドに接続した前記プレート従節が、前
    記プレートと常時接触状態にあるようにするためのばね
    手段を含有することを特徴とする特許請求の範囲第14項
    に記載の装置。
16. 【請求項１６】前記コンピューターがデジタル駆動信号
    を発生し、当該装置が更に該デジタル駆動信号をアナロ
    グ駆動信号に変換する変換手段を含み、前記直線移動手
    段がサーボ駆動弁とこれに接続する油圧シリンダーとか
    らなり、該サーボ駆動弁は前記アナログ駆動信号に応答
    して油圧シリンダーに油圧を印加し、油圧シリンダーは
    この油圧に応答して前記チャック手段を移動させるよう
    にしたことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
    装置。
17. 【請求項１７】さらに前記チャック手段の直線位置を検
    出して該チャック手段の直線位置の変化に応じて変化す
    るアナログ位置信号を発生する直線位置検出手段と、前
    記変換手段、直線位置検出手段、並びにサーボ駆動弁に
    接続して変換手段からのアナログ駆動信号と直線位置検
    出手段からのアナログ位置信号を受けて処理する加算器
    手段を含有しもって、該チャック手段が命令通りに作動
    したか否を判定することを特徴とする特許請求の範囲第
    16項に記載のレンズ製造装置。
18. 【請求項１８】前記油圧シリンダーが第１端部と第２端
    部を有する細長い円筒形からなり、前記サーボ駆動弁が
    該油圧シリンダーのそれぞれ第１端部と第２端部とに油
    圧接続して各端部に圧力を印加しており、また、該サー
    ボ駆動弁は前記加算器手段からの非ゼロ信号に応答して
    油圧シリンダーの第１端部と第２端部に印加された油圧
    間に非平衡状態を生じさせることにより、油圧シリンダ
    ーを駆動して信号にしたがった該チャック手段の移動を
    可能にしたことを特徴とする特許請求の範囲第17項に記
    載の装置。
19. 【請求項１９】前記サーボ駆動弁が前記加算器手段から
    のゼロ信号に応答して前記油圧シリンダーの第１端部と
    第２端部の圧力を均等にすることにより前記チャック手
    段の運動を停止させることを特徴とする特許請求の範囲
    第18項に記載の装置。
20. 【請求項２０】さらに前記サーボ駆動弁と前記加算器手
    段の間に接続され、前記油圧シリンダーの第１端部と第
    ２端部に該サーボ駆動弁が印加した圧力間のわずかな差
    に応じて開始電気信号を発生する開始手段を含み、該加
    算器手段が該開始電気信号を受けて処理することによ
    り、前記チャック手段の移動開始のはずみを与えること
    を特徴とする特許請求の範囲第17項に記載の装置。
21. 【請求項２１】前記サーボ駆動弁が前記油圧シリンダー
    の第１端部と第２端部に圧力を発生させ、前記開始手段
    が油圧シリンダーの第１端部に油圧接続されて第１端部
    の圧力を第１電気信号に変換する第１の変換器と、該油
    圧シリンダーの第２端部に油圧接続されて第２端部の圧
    力を第２の電気信号に変換する第２変換器と、該第１と
    第２の変換器に接続されて第１と第２の電気信号を受け
    て処理することにより、第１と第２の電気信号の差を表
    す出力信号を発生する差動増幅器とからなり、該増幅器
    出力号が前記加算器手段で受けて処理した前記開始電気
    信号からなることを特徴とする特許請求の範囲第20項に
    記載の装置。