成形模的设计方法、成形模和成形品的制作方法

专利名称：成形模的设计方法、成形模和成形品的制作方法
技术领域：
本发明涉及校正在从成形模成形成形品(例如光学透镜)时该成形品的形状变化而设计能成形所希望形状的成形品的成形模的成形模设计方法、由该成形模设计方法设计的成形模和通过该成形模所成形的成形品。
背景技术：
在成形光学透镜时，若把光学透镜的设计值原封不动地在成形模中使用来设计成形模并制造，则有时由该成形模制造的光学透镜不能制造成与其设计值相同的形状。其原因是由于依赖于材料的成形收缩或光学透镜形状所引起的应力等，而成形模的成形面不能高精度地复制成透镜面的缘故。
例如，应该成形球面透镜，而使用具有球面成形面的成形模进行成形时，有时被成形的光学透镜是包含非球面形状的球面以外的面形状。因此，在设计成形模时就需要考虑这些诸因素而对成形模加以合适的形状校正。
这些成形模成形面的校正量随每个光学透镜的折射能力、透镜材料、设计曲面形状的不同而不同，通过它们的组合则具有复杂的倾向。为了决定合适的校正量则需要对各成形模进行实验验证实际的变形。
校正量的预测或定量化是困难的，合适的校正量的决定需要的是熟练。
具体的作业是(a)把所有种类的光学透镜通过该成形模进行测试成形，(b)测定相对于光学透镜设计值的误差。然后(c)在测定的误差上乘上各种系数来算出假定的校正量(经验值)并重新做成形模。(d)使用重新做的成形模再次把光学透镜进行测试成形，(e)测定光学透镜的形状误差。反复上述(c)～(e)来进行校正的最优化就是一般的手法。
但为了进行这种成形模形状校正的最优化作业就需要进行大量的成形测试。特别是例如是眼镜镜片的情况下就需要多种的成形模。即眼镜镜片必须准备与各个眼镜戴用者的处方相对应的透镜。例如在与处方对应的眼镜镜片度数范围内把球面度数的顶点折射能力范围设定为-8.00屈光度(D)～+6.00屈光度(D)，而把折射能力的分割单位设定为0.25D间距的情况下，则球面度数的种类有56种。
把与散光处方对应的散光折射能力设定为0.25屈光度(D)～2.00屈光度(D)范围时，把折射能力的分割单位设定为0.25D间距时，则散光的种类需要有8种。因此若把球面处方与散光处方组合，则对于一个制品就需要对应448种的透镜度数，且由于成形模是由上下两个模构成，所以全部就变成了896种。
因此，在成形模的制作中，需要伴随所述那样对每个模的形状校正作业而需要多的制作周期。
另一方面，关于加在成形模成形面上的校正方法知道的有为了使成形的光学透镜与该光学透镜设计值的误差变成最小而使用最小二乘法来求具有单一曲率的球面形状，并把该球面形状的曲率作为平均曲率使用来校正成形模的方法(第一现有技术)。
作为第二现有技术也有在简单形状的情况下，能预测考虑了收缩的变形，并把该预测值作为校正量来适用的方法(专利文献1)。
且作为第三现有技术也有通过非球面测定机来测定立体形状并求出与设计值的形状误差，并根据消除了对测定器的设定误差的形状误差测定值来进行校正的方法(专利文献2)。
专利文献1特开平2003-117925号公报专利文献2特开平8-216272号公报但第一现有技术中对平均曲率的误差评价不能对球面形状以外的形状误差进行评价，因此不能校正该球面形状以外的形状误差。
在使用第二现有技术设计光学透镜成形模时，例如在是眼镜镜片的情况下则具有由凸面和凹面构成的弯月形状，由于其形状复杂，所以预测考虑了收缩的变形量来设计成形模是困难的。
第三现有技术尽管消除了测定误差，但形状误差测定值还包含有透镜表面粗糙度和附着在透镜表面上的异物等的影响的干扰。因此，形状误差以外的干扰就被反映在校正量中，校正精度低下，有从成形模不能高精度成形出光学透镜的担心。

发明内容
本发明是考虑了上述情况而开发的，目的在于提供一种成形模和其成形模的设计方法，该成形模其校正从成形模成形成形品时的该成形品的形状变形而能有效设计成形曲面是非球面所希望形状成形品。
本发明的其他目的在于提供使用了所述成形模的成形品。
本发明的第一方面的成形模设计方法是，准备形成在成形品的球面形状设计曲面上的成形模，测定由该成形模成形的成形品的曲面形状，把被测定的所述成形品的曲面与所述成形品的所述设计曲面进行比较来求出两曲面的误差，特定与该误差对应的信息而作为用于把曲面是球面形状的成形品进行成形的校正信息，使用适合具有该非球面形状曲面的成形品的所述校正信息校正曲面是非球面形状的成形品进行成形的成形模成形面的设计值并设计成形面。
本发明的第二方面的成形模设计方法是在本发明的第一方面记载的发明中，适合于具有非球面形状曲面的成形品的所述校正信息是下面的校正信息，即，要成形的曲面与非球面形状成形品是相同的透镜材料，且具有与所述成形品非球面形状设计曲面的顶点曲率半径或是该成形品非球面形状设计曲面整个面的平均曲率半径一致曲率半径的球面形状成形品设计曲面的校正信息。
本发明的第三方面的成形模设计方法是，准备形成在成形品球面形状设计曲面上的成形模，测定由该成形模成形的成形品的曲面形状，使该测定值近似于非球面式并把所述成形品的曲面作为非球面进行特定，并把由非球面式特定的所述成形品的曲面与所述成形品的所述设计曲面进行比较来求出两曲面的误差，把与该误差对应的信息作为用于把曲面是球面形状的成形品进行成形的校正信息，并把每个该成形品的特性数据库化，使用该被数据库化了校正信息来校正成形曲面是非球面形状最终成形品的成形模成形面的设计值而设计成形面。
本发明的第四方面的成形模设计方法是在本发明的第三方面记载的发明中，所述非球面式包含成形品曲面的球面形状成分和成形品曲面的球面形状以外成分的多项式。
本发明的第五方面的成形模设计方法是在本发明的第三或第四方面记载的发明中，所述非球面式把成形品曲面的球面形状成分和成形品曲面的球面形状以外成分相加。
本发明的第六方面的成形模设计方法是在本发明的第三到第五方面任一项记载的发明中，所述非球面式在把Z设定为从成形品的顶点沿该成形品的轴向测量的距离、把X、Y设定为从所述顶点沿与所述轴垂直方向测量的距离时，把ρ设定为ρ2＝X2+Y2、把R设定为顶点曲率半径时，把顶点曲率C设定为C＝1/R、把K设定为圆锥常数、把A2i设定为非球面系数(i是整数)时，是下面的式(1)。
Z=Cρ21+1-(1+K)C2ρ2+Σi=2nA2iρ2i---(1)]]>本发明的第七方面的成形模设计方法是在本发明的第六方面记载的发明中，为了与成形的成形品曲面球面形状成分的误差对应，而通过所述式(1)的第一项(K＝0)即基准球面成分来求出把在成形品球面形状设计曲面上形成的成形模的成形面整体形状进行校正的整体形状校正信息，且为了与成形的成形品曲面球面形状以外成分的误差对应，而通过所述式(1)的第二项即多项式成分来求出把在成形品球面形状设计曲面上形成的所述成形模的所述成形面局部形状进行校正的局部形状校正信息，并把这些各校正信息的各个进行分离独立，按设计曲面具有球面形状的所述成形品的每个特性进行数据库化。
本发明的第八方面的成形模设计方法是在本发明的第七方面记载的发明中，所述整体形状校正信息是根据式(1)的第一项(K＝0)即基准球面成分所表示的基准球面的曲率半径与成形品球面形状设计曲面的曲率半径的差来决定的。
本发明的第九方面的成形模设计方法是在本发明的第七或第八方面记载的发明中，所述局部形状校正信息是根据使用式(1)的第二项即多项式成分所表示的成形的成形品曲面球面形状以外成分的高度(Z值)和所述成形品球面形状设计曲面的高度(Z值)而算出的形状变化率来决定的，并把所述形状变化率数据库化。
本发明的第十方面的成形模设计方法是在本发明的第三到第九方面任一项记载的发明中，所述成形品的特性是该成形品即光学透镜的透镜材料和球面形状设计曲面的形状。
本发明的第十一方面的成形模设计方法是在本发明的第三到第十方面任一项记载的发明中，把曲面是非球面形状的最终成形品进行成形的所述成形模成形面的设计，是在成形品非球面形状的设计曲面上加上与具有非球面形状曲面的成形品相适合的被数据库化了的整体形状校正信息和局部形状校正信息，这样来实施。
本发明的第十二方面的成形模设计方法是在本发明的第十一方面记载的发明中，与具有非球面形状曲面的最终成形品相适合的被数据库化了的所述整体形状校正信息和所述局部形状校正信息，是关于要成形的曲面与非球面形状成形品是相同的透镜材料，且对于具有与所述成形品非球面形状设计曲面的平均曲率半径一致曲率半径的球面形状成形品设计曲面，是被数据库化了的整体形状校正信息和局部形状校正信息。
本发明的第十三方面的成形模是由实施本发明的第一到第十二方面任一项记载的成形模设计方法而形成的。
本发明的第十四方面的成形品是使用本发明的第十三方面记载的成形模而被成形。
本发明的第十五方面的成形品是本发明的第十四方面中记载的成形品是弯月形状的眼镜镜片。
本发明的第一或第二方面记载的发明，特定与测定的成形品曲面与该成形品球面形状的设计曲面的误差对应的信息而把曲面作为球面形状成形品用于进行成形的校正信息，把曲面是非球面形状的成形品进行成形的成形模成形面的设计值，使用适合具有该非球面形状曲面的成形品的所述校正信息来进行校正并设计。因此，通过使用适合于具有非球面形状曲面的成形品的校正信息，就能在短时间内确定校正把曲面是非球面形状的成形品进行成形的成形模成形面设计值的校正信息。其结果是能高效率设计把曲面是非球面希望形状的成形品进行成形的成形模的成形面。
根据本发明的第三到第六方面、第十到第十二方面任一项记载的发明，从成形面是形成在成形品球面形状设计曲面上的成形模来成形成形品，并测定该成形品的曲面形状，使该测定值近似于非球面式，并把该被成形的成形品的曲面作为非球面进行特定。这样就能在被成形的成形品的曲面形状中不仅把球面成分，而且把球面以外的成分也近似于非球面式并进行定量化特定。因此，被成非球面特定的所述成形品曲面与该成形品球面形状设计曲面的误差就把球面形状成分和球面形状以外的成分正确地取入，与该误差对应的校正信息也正确。
且由于使被成形的成形品曲面形状的测定值近似于非球面式，并把该成形品的曲面形状作为非球面进行定量化特定，所以能把包含在测定值中的测定误差或成形品曲面的表面粗糙度等干扰排除，而仅取出被成形的成形品曲面的表面形状。
且把与由非球面式特定的所述成形品的曲面与该成形品的球面形状设计曲面的误差对应的信息作为用于把曲面是球面形状的成形品进行成形的校正信息，并按每个该成形品的特性进行数据库化。使用该被数据库化了校正信息来校正并设计把曲面是非球面形状的成形品进行成形的成形模成形面的设计值。因此，通过把适合于具有非球面形状曲面的成形品的校正信息从数据库中取出来就能在短时间内确定校正把曲面是非球面形状的成形品进行成形的成形模成形面设计值的校正信息。
这些结果是能高效率设计把曲面是非球面希望形状的成形品进行成形的成形模的成形面。
根据本发明的第七到第九方面任一项记载的发明，为了与成形的成形品曲面球面形状成分的误差(平均表面折射能力的误差)对应，而通过式(1)的第一项(K＝0)即基准球面成分来求出把在成形品球面形状设计曲面上形成的成形模的成形面整体形状进行校正的整体形状校正信息。为了与成形的成形品曲面球面形状以外成分的误差对应，而通过所述式(1)的第二项即多项式成分来求出把在成形品球面形状设计曲面上形成的所述成形模的所述成形面局部形状进行校正的局部形状校正信息。这样通过把整体形状校正信息和局部形状校正信息分离独立地求出，就能把被成形的成形品的误差(球面形状成分的误差和球面形状以外成分的误差)高精度地反映校正信息而实施恰当的校正来设计成形品的成形面。
根据本发明的第十三到第十五方面记载的发明，在从成形模把曲面是非球面形状的成形品进行成形时即使该成形品变形的情况下，通过从数据库中取出合适的校正信息，也能高效率地设计把曲面是非球面希望形状的成形品进行成形的成形模。因此，通过该成形模能把曲面是非球面希望形状的成形品高效率地进行成形。


图1表示实施本发明成形模设计方法中的第一实施例而制作的具有上型模具和下型模具的成形模的侧剖面图；图2是表示下型模具的侧剖面图；图3是表示使用了图1成形模的光学透镜(塑料透镜)制造顺序的流程图；图4是表示上型模具和下型模具制造顺序的流程图；图5是表示由图1成形模而被测试成形的成形品即光学透镜的成形曲面21和设计曲面20等的曲线；图6是把测试成形并通过式(1)特定的光学透镜成形曲面21中的多项式成分相对于图5的基准球面成分(曲面形状22)偏离的偏差量在该光学透镜的各位置进行表示的曲线；图7是表示在上型模具和下型模具的设计顺序中算出整体形状校正信息和局部形状校正信息的概略图；图8是具体表示图1的上型模具和下型模具设计顺序的流程图；图9(A)是表示通过图1的成形模复制而在光学透镜曲面上形成的复制标志的正面图，图9(B)是表示图9(A)的顶点复制标志的局部放大图，图9(C)是表示图9(A)的周边部复制标志的局部放大图。
图10是把成形品光学透镜的成形曲面对于设计曲面所具有的形状误差以在该光学透镜上的各位置来进行表示，图10(A)是使用通过第一实施例成形模的设计方法所设计的成形模进行成形的光学透镜情况的曲线，图10(B)是通过使用第一现有技术的平均曲率进行校正而设计的成形模进行成形的光学透镜情况的曲线；图11是表示在本发明成形模设计方法中的第二实施例中所使用的被数据库化了的局部形状校正信息的一部分即形状变化率的曲线；图12是表示在本发明成形模设计方法中的第二实施例中所使用的被数据库化了的整体形状校正信息的曲线。
符号说明10 成形模 11 上型模具12 下型模具16 使用面(成形面) 20 设计曲面21 成形曲面22、23 曲面形状30 光学透镜31 曲面32 复制标志33 顶点复制标志34A、34B 周边部复制标志
A2i非球面系数 B2i系数C 顶点曲率Ro 设计顶点曲率半径 R 顶点曲率半径 O 顶点P 光轴具体实施方式
以下根据

本发明的实施例。
第一实施例(图1～图10)图1表示实施本发明成形模设计方法中的第一实施例而制作的具有上型模具和下型模具的成形模的侧剖面图。图5是表示由图1成形模而被测试成形的成形品即光学透镜的成形曲面和设计曲面等的曲线。图7是表示图1的在上型模具和下型模具的设计顺序中算出整体形状校正信息和局部形状校正信息的概略图。
(透镜制造用成形铸型结构的说明)图1所示的成形模10把塑料制球面透镜通过被叫做铸造法的制法来进行成形，而具有上型模具11、下型模具12和密封件13的结构。所述上型模具11和下型模具12总称为透镜母模。
密封件13是由具有弹性的树脂形成的圆筒形状，把上型模具11和下型模具12离开规定距离且是液密地保持在内周面上。被这些上型模具11、下型模具12和密封件13所包围而构成型腔14。在密封件13上一体设置有用于把光学透镜的原料的单体向该型腔14内注入的注入部15。密封件13的高度被设定为能确保成形品即光学透镜周边部厚度的尺寸。
上型模具11和下型模具12由玻璃等构成。上型模具11被形成为为了形成光学透镜曲面(凸面)的凹面模。下型模具12被形成为为了形成光学透镜曲面(凹面)的凸面模。也如图2所示，把这些上型模具11和下型模具12中，形成光学透镜的透镜曲面的面叫做使用面16，把不形成所述透镜曲面的面叫做非使用面17。
(光学透镜制造方法的说明)参照图3说明使用上述成形模10的光学透镜的制造顺序。
首先，准备光学透镜的原料即单体(S1)。该单体是热固化树脂，在该树脂中加入催化剂和紫外线吸收剂等进行调和并使用过滤器过滤(S2)。
然后把上型模具11和下型模具12组装在密封件13中而完成成形模10(S3)。把如上述那样调和的单体注入到该成形模10的型腔14中，并在电炉内加热重合进行固化(S4)。通过在成形模10内单体的聚合完成而成形塑料制的光学透镜，并把光学透镜从成形模10中进行分型(S5)。
在光学透镜分型后为了消除由聚合而产生的透镜内部的变形，实施被叫做退火的加热处理(S6)。然后作为中间检查而对光学透镜实施外观检查和投影检查。
光学透镜在该阶段被区分为完成品和半成品(半制品)，对于半成品来说，要根据处方研磨第二面。对于完成品来说，在之后要实施为了得到彩色制品的染色工序、防止划伤的强化涂镀工序、防止反射用的防止反射涂镀工序(S7)并实施最终检查(S8)。完成品在该最终检查后就成为制品(S9)。
下面参照图4叙述在上述光学透镜制造工序中所使用的成形模10的上型模具11和下型模具12的制造顺序。
上型模具11和下型模具12是通过把冲压加工好的厚玻璃毛坯的两面进行加工而得到的，所以首先要准备该玻璃毛坯(S11)。通过加工该玻璃毛坯而把玻璃毛坯的冲压面的表面缺陷层消除，在把使用面16和非使用面17制成规定精度的曲率半径的同时，就得到微细均匀粗糙度的高精度使用面16和非使用面17。玻璃毛坯的上述加工是通过磨削和研磨来实施的。
磨削工序具体说就是在进行NC控制的自由曲面磨削机中使用金刚石砂轮，把玻璃毛坯的两面(使用面16和非使用面17)磨削成规定的曲率半径(S12)。通过该磨削而从玻璃毛坯形成上型模具11和下型模具12。
研磨工序是使用在橡胶制的中空盘上粘贴了氨基甲酸乙酯或毛毡的研磨盘，并把氧化铈、氧化锆等微细粒子作为研磨剂，对通过磨削而形成的上型模具11和下型模具12的两面进行研磨(S13)。通过该研磨工序把在磨削工序中产生的上型模具11和下型模具12各自使用面16和非使用面17表面上的凹凸消除而变成透明(去掉砂眼)。然后进一步把该使用面16和非使用面17有效地精加工成足够的表面精度。
该研磨工序后检查上型模具11和下型模具12(S14)，在使用面16上标记成为布局图形基准位置的隐形标志(S15)。布局图形表示光学透镜的光学布局，在把圆形的光学透镜镶入到眼镜镜框中时使用。该布局图形标记在光学透镜的表面上并能被削去。
在标记隐形标志后，对于上型模具11和下型模具12实施科学的玻璃强化处理(S16)而完成上型模具11和下型模具12(S17)。由于该上型模具11和下型模具12是根据光学透镜处方的折射能力而制作的，所以需要于密封件13一起而有多种。
(模具设计方法的说明)下面参照图5和图7叙述如上述那样制造的成形模10的上型模具11和下型模具12的设计顺序。
首先准备把成形品，即光学透镜进行测试成形的成形模10。要成形的所述光学透镜是曲面为球面形状的球面透镜。因此，在成形模10的上型模具11和下型模具12中作为成形面的使用面16也被形成为球面形状。这时上型模具11和下型模具12的使用面16的曲率半径被形成得与光学透镜曲面的设定值(例如透镜的顶点折射能力的曲率半径即设计顶点曲率半径Ro)相等。且把具有设计顶点曲率半径Ro的光学透镜的曲面叫做设计曲面20(图5)。
然后使用具备上述上型模具11和下型模具12的成形模10来实施成形测试，向成形模10中注入单体并加热聚合来成形作为测试成形品的光学透镜。该被测试成形的光学透镜的曲面形状由单体的热收缩等原因而不能形成球面形状。本发明者锐意讨论的结果是看到成形后由形状变化而引起的误差量的主要成分能由下面式(1)表示的非球面式来近似表示。即，测试成形的光学透镜的曲面形状被成形为包含非球面形状的球面以外的形状。于是，把该成形的光学透镜的表面曲面形状使用形状测定器以后述的复制标志32(图9)作为基准进行测定(图7的S21)。使用最小二乘法而使该测定值近似于非球面式，把测试成形的光学透镜的曲面作为非球面来进行定量化特定。
所述非球面式在把Z设定为从顶点O沿光轴P方向测量的距离、把X、Y设定为从所述顶点O沿与所述光轴P垂直方向测量的距离时，把ρ设定为ρ2＝X2+Y2、把R设定为顶点曲率半径时，把顶点曲率C设定为C＝1/R、把K设定为圆锥常数、把A2i设定为非球面系数(i是整数)时，是表示旋转对称的非球面形状的下面的式(1)。该式(1)也被叫做斯宾塞(スペンサ一)式。

Z=Cρ21+1-(1+K)C2ρ2+Σi=2nA2iρ2i---(1)]]>但实际上为了容易实施计算是使用把上述式(1)变形了下面式(2)，使用最小二乘法使上述测定值近似于式(2)来进行定量化特定，算出该式(2)的系数B2i(包含式(1)的顶点曲率C和非球面系数A2i的系数)。在此，B2i的i是整数。
Z=Σi=1nB2iρ2i---(2)]]>从该式(1)向式(2)的变形是如下进行的。即作为Q＝1+K(K是常数)而把式(1)的第一项有理化时，则[式4] 把平方根的部分进行级数展开，则[式5]1-QC2ρ2=1-QC2ρ22-Q2C4ρ48-Q3C6ρ616-5Q4C8ρ8128-7Q5C10ρ10256-···]]>把它代入到式(a)中，则[式6] =Cρ22+QC3ρ48+Q2C5ρ616+5Q3C7ρ8128+7Q4C9ρ10256+···]]>把它代入到式(1)中并作为ρ的多项式归纳，则上述式(1)就能用下面的式(2)来表示。
Z=(C2)ρ2+(QC38+A4)ρ4+(Q2C516+A6)ρ6+(5Q3C7128+A8)ρ8+···=Σi=1nB2iρ2i]]>
且[式8]B2=(C2),B4=(QC38+A4),B6=(Q2C516+A6),]]>B8=(5Q3C7128+A8)---(b)]]>如上所述，根据使测试成形的光学透镜曲面形状的测定值近似于式(2)而算出的系数B2i，并使用上述式(b)就能计算式(1)的顶点曲率C和非球面系数A2i。这样，把测试成形的光学透镜的曲面形状通过式(1)来进行定量化特定。但也可以使测试成形的光学透镜曲面形状的测定值直接近似于式(1)来进行定量化特定，并求出该式(1)的顶点曲率C和非球面系数A2i。任何情况下，在进行式(1)的定量化时也是把圆锥常数K设定为K＝0(即Q＝0)，把式(1)的第一项作为表示球面的式来算出顶点曲率C，设定i＝2、3、4、5来算出非球面系数A4、A6、A8、A10。
把通过该式(1)特定的测试成形的光学透镜的曲面形状作为图5的成形曲面21来表示。该成形曲面21是非球面形状。该图5中的符号22表示被式(1)定量化特定的光学透镜的成形曲面21中式(1)的第一项(K＝0)的，即，基准球面成分的曲面形状。该曲面形状22表示把式(1)顶点曲率C的倒数，即，顶点曲率半径(R＝1/C)作为曲率半径球面(基准球面)。
且图5中的ZN表示被式(1)定量化特定的光学透镜的成形曲面21中球面形状以外的成分，表示的是式(1)的第二项即多项式成分。该ZN表示的所述多项式成分如图6的符号23所示的那样成为对于式(1)第一项基准球面成分的误差成分。
然后把测试成形并被式(1)定量化特定的光学透镜的数据进行解析(图7的S22)。在该数据解析中使用式(1)的顶点曲率C(顶点曲率半径R)和非球面系数A4、A6、A8、A10。例如把光学透镜设计曲面20的设计顶点曲率半径Ro设定为Ro＝532.680mm时，由具有把使用面16形成在所述设计曲面20上的上型模具11和下型模具12的成形模10进行成形，被式(1)定量化特定的光学透镜的成形曲面21的顶点曲率半径R(＝1/C)是R＝489.001mm，且把非球面系数A4、A6、A8、A10如表1所示那样进行设定。这些顶点曲率半径R和非球面系数A4、A6、A8、A10在数据解析中使用。


(模具设计方法误差球面和非球面成分的分离)在该数据解析中，把测试成形的光学透镜进行定量化特定的式(1)的第一项基准球面成分与式(1)的第二项多项式成分进行分离独立地处置。
而现有技术是把形状误差的球面成分和非球面成分作为一体来进行校正。因此，形状误差的校正系数也是对球面形状和非球面形状适用同一个系数。但后述每个各透镜形状的校正数值对于形状误差的球面形状和非球面形状来说每个形状是完全不同的。例如图12(b)是形状误差球面形状的凹面侧的校正数值。该图12(b)表示的结果是即使透镜的表面形状变化，除了一部分形状之外而凹面侧球面成分的校正量表示出是一定的。图12(a)是形状误差球面形状的凸面侧的校正数值。该图12(a)所示的校正数值表示凸面侧形状在折射能力4D以上时是一定的。即，整体形状校正值在折射能力4D以上时表示出在凹凸两面形状误差的校正数值是一定的这样的情况。另一方面形状误差的非球面成分表示出所有的折射能力是不同的值，形状误差和校正值以及成形品的形状没有倾向。
但现有技术是把形状误差的球面成分和非球面成分一体地进行校正。因此成为所有的形状都变更校正值。但对于本来也可以不变更的折射能力4D以上透镜形状的形状误差球面成分来说由于也进行变更校正，所以校正值的确定更加复杂化。结果是成为要把全部的每个成形模充分反复试制来确定合适的校正值的情况。本实施例是把形状误差的球面成分和非球面成分分离，通过独立求出校正信息来实施恰当的校正，能容易设计成形模。
即，在测试成形并被式(1)定量化特定的光学透镜成形曲面21(图5)与该光学透镜设计曲面20的误差中，把与球面形状成分的误差对应的信息使用式(1)第一项(K＝0)即基准球面成分(图5的曲面形状22所表示的形状)来算出。并把该信息作为整体形状校正信息(图7的S23)。该整体形状校正信息校正成形模10的上型模具11、下型模具12中使用面16的整体形状，消除所述球面形状成分的误差。
具体说就是，把成形的光学透镜进行定量化特定的式(1)第一项(K＝0)即，基准球面成分所表示的曲面形状22(基准球面)的顶点曲率半径R与光学透镜设计曲面20的设计顶点曲率半径Ro在Z方向上的差H，作为成形的光学透镜成形曲面21的球面形状成分的误差来算出。把该差H作为整体形状校正信息来决定。该整体形状校正信息是成形的光学透镜为了得到希望的折射能力所必须的校正信息。
而成形的光学透镜进行定量化特定的式(1)第一项(K＝0)，即基准球面成分所表示的曲面形状22(基准球面)的顶点曲率半径R与光学透镜设计曲面20的设计顶点曲率半径Ro有由材料的收缩率不同而不一致的情况。且该收缩率对于每个材料是不同的。这些顶点曲率半径R与设计顶点曲率半径Ro的差如果通过后述式(3)的面折射能力换算是在2D以下，最好是在1D以下，则通过使用所述整体形状校正信息和后述的局部形状校正信息就能把成形品(光学透镜)的成形曲面制成希望的形状。
在测试成形并被式(1)定量化特定的光学透镜的成形曲面21与该光学透镜设计曲面20的误差中，把与球面形状以外成分的误差对应的信息使用式(1)第二项即多项式成分(由图5的ZN表示)来算出。并把该信息作为局部形状校正信息(图7的S24)。该局部形状校正信息校正成形模10的上型模具11、下型模具12中使用面16的局部形状，消除所述球面形状以外成分的误差。
具体说就是，使用把成形的光学透镜进行定量化特定的式(1)第二项即多项式成分所表示的该光学透镜成形曲面21(图5)球面形状以外成分的高度(Z值)ZN和光学透镜设计曲面20的高度(Z值)ZM来算出形状变化率。该形状变化率是作为形状变化率＝ZN/ZM被算出，是在距离测试成形的光学透镜顶点的各位置处被算出。局部形状校正信息是作为在距离光学透镜顶点的各位置处在该位置的形状变化率上乘上该位置的光学透镜设计曲面20的高度ZM的值而被算出决定的。
在此，所述高度ZN是在式(1)第一项(K＝0)基准球面成分所表示的曲面形状22(基准球面)和成形并被式(1)特定的光学透镜成形曲面21中，以距离光学透镜顶点的同一位置各自高度(Z值)的差来表示的。
最后，使用如上述那样算出的局部形状校正信息和整体形状校正信息来校正并设计成形模10的上型模具11、下型模具12的使用面16。
即首先在由光学透镜设计曲面20所形成的上型模具11、下型模具12的使用面16中距离透镜顶点的各位置设计值上在Z方向上加上与该各位置对应局部形状校正信息。这样来消除成形的光学透镜成形曲面21中球面形状以外成分的误差。然后在被加了局部形状校正信息的上型模具11、下型模具12的使用面16的整个面设计值上在Z方向上加上整体形状校正信息(差H)。这样来消除成形的光学透镜成形曲面21中球面形状成分的误差。这样来校正上型模具11、下型模具12的使用面16的设计值并设计该使用面16。
上述的加上整体形状校正信息也可以仅对于下型模具12的使用面16的设计值实施。其理由是下型模具12在各种光学透镜中是共通的，应该校正的使用面16的数量比上型模具11少的缘故。其理由还有考虑通过改变由下型模具12的使用面16成形的光学透镜曲面(凹面)的曲率半径使对该光学透镜曲面(凸面)的影响均匀作用的缘故。
参照图8进一步说明如上述那样校正并设计上型模具11、下型模具12的使用面16的设计顺序。
由于上型模具11、下型模具12的使用面16必须比成形的光学透镜的尺寸大，所以是扩张光学透镜的曲面设计值来算出使用面16的设计值(S31)。根据该算出的设计值使使用面16与光学透镜的设计曲面(设计顶点曲率半径Ro)相等地来制作上型模具11和下型模具12，并组装成形模10(S32)。
然后在组装的成形模10内注入单体来测试成形光学透镜，以后述的复制标志32(图9)为基准使用形状测定器来测定作为成形品的光学透镜的曲面形状(S33)。该形状测定器在本实施例中例如主要是使用泰拉霍部松(テ一テ一ホブソン)社制的形状粗糙度检查仪，但也可以使用非接触式三维测定器(例如松下电气社制的UA3P)等，对于测定装置没有特别的限定。形状粗糙度检查仪是把红宝石或金刚石配置在测定子的前端，使测定子前端一边接触在透镜表面上一边移动，扫描透镜表面来测定表面形状，其测定轨迹通常仅是直线。另一方面三坐标测定器是通过分子间力从测定面浮起一定微小的量来扫描表面的方式。
然后使用最小二乘法使测试成形的光学透镜的所述测定值近似于式(2)，把成形的光学透镜曲面形状进行定量化特定并算出系数B2i。进一步使用式(b)根据该系数B2i来算出式(1)(K＝0)的顶点曲率C和非球面系数A4、A6、A8、A10，把成形的光学透镜曲面形状通过式(1)(K＝0)进行定量化特定。
然后使用所述顶点曲率C和非球面系数A4、A6、A8、A10，来解析成形并被式(1)定量化了的光学透镜的数据(S34)。这时把式(1)的第一项(K＝0)与第二项分离独立地处理，从第一项(K＝0)算出整体形状校正信息(S35)，从第二项算出局部形状校正信息(S36)。
然后把算出的局部形状校正信息和整体形状校正信息加在由光学透镜设计曲面(设计顶点曲率半径Ro)所形成的上型模具11、下型模具12的各自使用面16的设计值上，校正并设计该使用面16(S37)。
然后实行上型模具11和下型模具12的非使用面17的设计(S38)。根据上型模具11和下型模具12中使用面16和非使用面17的设计值来作成加工机用的数据(S39)。然后选择玻璃毛坯并通过磨削加工机和研磨加工机来制作成形模10的上型模具11和下型模具12。
(本实施例与现有技术的成形品精度比较)说明本实施例的成形品形状精度。
被具有如上述那样制作的上型模具11和下型模具12的成形模10所成形的光学透镜，曲面是希望的球面形状。例如图10(A)是把本实施例成形品的曲面以不同的直径方向(图中正交的两个方向)测定时的形状误差测定结果。图10(B)是把上述第一现有技术成形品的曲面以不同的直径方向(图中正交的两个方向)测定时的形状误差测定结果。图10(A)和图10(B)都是把折射能力5.00D(屈光度)的光学透镜通过成形模10进行成形的成形品的测定结果。图10中横轴表示距离透镜中心(顶点)的距离(mm)，曲线中央部的0表示光学透镜中心。且纵轴表示折射能力误差量，0.00D表示没有误差。根据图10来详细说明通过本实施例和第一现有技术成形的成形品的形状误差量。
首先说明透镜中央部。透镜中央部作为光学中心而使用频度高，特别重要。光学透镜中心部的误差量明显地不同，相对于本实施例(图10(A))中误差量是0.06D，而第一现有技术(图10(B))的误差量是0.18D。因此了解到本实施例与所述现有技术相比，精度提高了3倍。
说明透镜中央部以外的周围部。在该周围部把成形的光学透镜曲面以不同的直径方向(图中是正交的两个方向)测定时对于光学透镜设计曲面的形状误差，本实施例的成形品在透镜各部的任何位置处都小。若比较一般眼镜镜框所使用的眼镜镜片在外径50mm附近的形状误差，则本实施例的误差量是0.02D左右，但第一现有技术是0.04D。因此了解到本实施例与所述现有技术相比，精度提高了2倍左右。
且本实施例的误差量与第一现有技术相比是从透镜中心部到周围部误差的变化量小且平缓。因此，还有通过眼球旋转而视线位置从中心部向周围部即使移动也有不舒服的感觉少的效果。
从这些结果了解到由本实施例设计方法制成的成形模10所成形的光学透镜是与设计曲面大致相等的形状。且了解到由第一现有技术的成形模所成形的光学透镜是从设计曲面偏离的形状。
在此，图10(A)和图10(B)中的纵轴表示折射能力误差(单位D(屈光度))。该折射能力误差是把表示光学透镜曲面形状的曲率半径r(单位m)误差通过下式(3)换算成该光学透镜的上述曲面的面折射能力P(单位D(屈光度))误差。
P＝(n-1)/r(3)该式(3)中，n是光学透镜的折射率。且在具有凸面和凹面的弯月形状光学透镜中，凸面和凹面各自面折射能力的和表示该光学透镜的折射能力。
(表面形状测定的说明)下面说明在图7的步骤21和图8的步骤33中测定被测试成形的光学透镜曲面形状时作为基准的复制标志32(图9(A))。该复制标志32是在成形模的上型模具11和下型模具12中的使用面16上所形成的标志(未图示)是复制形成在被测试成形的光学透镜30的曲面31上的标志。
如从图9(B)、图9(C)了解的那样，该复制标志32包括顶点复制标志部33，其形成在光学透镜30的曲面31顶点O部分；周边部复制标志部34A和34B，其是一对地形成在所述曲面31的周边部相对于所述顶点O形成在点对称的位置上。且所述顶点复制标志部33包括主顶点复制标志部35，其形成在曲面31的顶点O处；副顶点复制标志部36，其从该主顶点复制标志部35隔开规定距离而进行放射并且相互正交而形成。
例如主顶点复制标志部35是直径约0.5mm的圆形凸部。周边部复制标志部34A和34B是直径约1mm的圆形凸部。副顶点复制标志部36长度S约2mm、为同一直线状的副顶点复制标志部36之间的间隔距离T约1mm、这些副顶点复制标志部36的宽度尺寸是数10μm的长方形凸部。
在上型模具11和下型模具12的使用面16上与所述主顶点复制标志部35、副顶点复制标志部36和周边部复制标志部34A和34B对应的位置处形成有对应尺寸的凹部形状标记(未图示)。这样，所述顶点复制标志部33(主顶点复制标志部35、副顶点复制标志部36)和周边部复制标志部34A和34B就复制形成在光学透镜30的曲面31上。复制周边部复制标志部34A和34B的标记是被切削加工成直径约1mm的数μm的深度。复制主顶点复制标志部35的标记是被切削加工成直径约0.5mm的约0.5μm以下的深度。复制副顶点复制标志部36的标记是被划线加工形成宽度数10μm的数μm以下的深度。
复制形成在光学透镜30的曲面31上的顶点复制标志部33(特别是主顶点复制标志部35)和周边部复制标志部34A和34B，位于通过曲面31顶点O的同一直线L1上。测定光学透镜30的曲面31形状的形状测定器沿所述直线L1顺次通过周边部复制标志部34A、顶点复制标志部33和周边部复制标志部34B来测定所述曲面31的形状，这样能正确测定该曲面31的形状。因此顶点复制标志部33(特别是主顶点复制标志部35)和周边部复制标志部34A和34B是位于为了测定光学透镜30的曲面31的部位处。
形状测定器沿直线L1顺次通过周边部复制标志部34A、顶点复制标志部33和周边部复制标志部34B来测定光学透镜30的曲面31时，由于顶点复制标志部33、周边部复制标志部34A和34B有极端的形状变化，所以是作为大的干扰被测定。因此，在没测定到这些顶点复制标志部33、周边部复制标志部34A和34B的干扰的情况下就明确知道形状测定器对光学透镜30的曲面31进行的形状测定没被正确实施。这时调整光学透镜30对于形状测定器的调节，使形状测定器顺次通过周边部复制标志部34A、顶点复制标志部33和周边部复制标志部34B来进行测定，这样来应对。
由顶点复制标志部33、周边部复制标志部34A和34B引起的所述测定值大的干扰，能容易地不对近旁测定值以影响地被排除。然后如前所述使用最小二乘法使所述测定值近似于非球面式(1)或式(2)，所以测定值干扰的影响完全没有了。顶点复制标志部33、周边部复制标志部34A和34B的测定误差，由于周边部复制标志部34A和34B是直径约1mm的圆形，所以对于该周边部复制标志部34A和34B来说是约0.5mm以内。由于顶点复制标志部33的主顶点复制标志部35是直径约0.5mm的圆形，所以对于该主顶点复制标志部35来说是约0.25mm以内。
周边部复制标志部34A和34B并不限定于是对于光学透镜30的曲面31顶点O点对称地设置一对，也可以是设置多对。例如也可以在对于包含周边部复制标志部34A和34B的直线L1而旋转了规定角度(例如90度)的直线L2上，把其他的周边部复制标志部34A和34B与直线L1上的周边部复制标志部34A和34B一起来复制形成一对。形状测定器通过沿所述直线L1和L2在不同的直径方向上测定光学透镜30的曲面31，就能把例如托力克(ト一リツク)镜片等光学透镜30的曲面31在正交的两轴方向上正确进行测定。
也可以把复制标志32设置在光学透镜30的曲面31中的任意方向上，并通过形状测定器在该方向上测定曲面31的曲面形状。
(第一实施例的效果)通过以上结构并根据所述实施例则有下面的效果(1)～(5)。
(1)、测定由具备上型模具11和下型模具12的成形模10所成形的光学透镜的曲面形状，使该测定值近似于非球面式的式(1)并把光学透镜的曲面作为非球面而特定。因此在被成形的光学透镜曲面形状中不仅能使球面成分，而且能使球面以外的成分近似于非球面的式(1)而进行定量化特定。因此，被特定成非球面的光学透镜曲面与该光学透镜设计曲面的误差能把球面形状成分和球面形状以外成分正确地取入。其结果是与所述误差对应的校正信息也成为正确的，能高精度校正成形模10中上型模具11和下型模具12的使用面16来设计上型模具11和下型模具12。
(2)、使成形的光学透镜曲面形状的测定值近似于非球面式的式(1)并把所述光学透镜的曲面形状作为非球面而进行定量化特定。因此，能把包含在测定值中的测定误差和光学透镜曲面的表面粗糙度等干扰排除，能仅选出光学透镜曲面的测定值。因此，能高精度实施成形模10中上型模具11和下型模具12的使用面16的校正而来设计上型模具11和下型模具12。
(3)、由于通过式(1)第一项(K＝0)即基准球面成分来与成形的光学透镜曲面中球面形状成分的误差(平均表面折射能力误差)对应，所以能求出校正成形模10中上型模具11和下型模具12的使用面16整体形状的整体形状校正信息。且由于通过所述式(1)第二项即多项式成分来与成形的光学透镜曲面中球面形状以外成分的误差对应，所以能求出校正所述上型模具11和下型模具12的使用面16局部形状的局部形状校正信息。通过这样把整体形状校正信息和局部形状校正信息分离独立地求出而能把光学透镜的误差(球面形状成分的误差和球面形状以外成分的误差)高精度地反映在校正信息中，而实施恰当的校正来设计上型模具11和下型模具12。
(4)、使测定成形的光学透镜曲面形状的测定值近似于非球面式的式(2)来特定所述光学透镜的曲面。因此与计算机难于处置的使用式(1)来特定光学透镜曲面的情况相比，其特定能容易计算实施，能迅速算出式(2)的系数B2i。因此，能容易算出与光学透镜变形(误差)对应的校正信息，能容易设计成形希望形状光学透镜的成形模10的上型模具11和下型模具12。
(5)、在图9所示的光学透镜30的曲面31上复制设置在成形模10的上型模具11和下型模具12中使用面16上的标志(未图示)，并形成复制标志32(顶点复制标志部33、周边部复制标志部34A和34B)。该复制标志32位于光学透镜30的曲面31上应测定的部位处。在测定从成形模10成形的光学透镜曲面形状时，把位于应测定部位处的所述复制标志32作为基准来测定所述光学透镜30的曲面31的形状。这样，能正确实施光学透镜30曲面形状的测定。其结果是能使测定值近似于非球面的式(1)或式(2)而把光学透镜的曲面作为非球面来特定，能算出校正信息而高精度地设计成形模10中上型模具11和下型模具12的使用面16。
第二实施例(图11、图12)(校正信息数据库化的说明)图11是表示在本发明成形模设计方法中的第二实施例中所使用的被数据库化了的局部形状校正信息的一部分即，形状变化率曲线的曲线。图12是表示在本发明成形模设计方法中的第二实施例中所使用的被数据库化了的整体形状校正信息的曲线。该第二实施例中，与所述第一实施例相同的部分则使用相同的符号和名称而省略说明。
该第二实施例对于所述第一实施例来说在下面的点上不同。图8中是对于所有种类的成形模预先实施步骤S31～S40。这时各校正信息被制成数据库。在作成数据库后不进行步骤S31～S34而进行步骤S35～S40。
即第一实施例是关于光学透镜的透镜材料和设计曲面形状是把一种光学透镜进行测试成形来求出校正信息(整体形状校正信息、局部形状校正信息)。直接使用该校正信息来校正并设计成形模10的上型模具11和下型模具12。
与此相对，第二实施例是把作为光学透镜特性的光学透镜透镜材料和设计曲面形状不同的多种光学透镜分别进行预测试成形，把这时得到的校正信息按每个光学透镜特性进行数据库化。在作成数据库后不进行再次测试成形，或是仅通过简单的测试成形就使用该被数据库化了的校正信息来校正并设计用于大量生产各个光学透镜的成形模10的上型模具11和下型模具12中使用面16的设计值。
即，在该第二实施例中对于折射率不同的多个各个透镜材料，设计把设计曲面形状不同的多种各个光学透镜进行成形的多个成形模10中上型模具11和下型模具12的使用面16。使用该设计的多个成形模10来测试成形光学透镜，并对于各个被成形的光学透镜测定曲面形状。与上述实施例同样地使所述测定值近似于式(2)而把各光学透镜的曲面形状定量化。这时根据算出的系数B2i来求出顶点曲率C和非球面系数A2i(非球面系数A4、A6、A8、A10)，把成形的光学透镜各个曲面形状定量化特定成式(1)。
且与上述实施例同样地对被成形并通过式(1)特定的光学透镜各个曲面形状进行数据解析。从式(1)的第一项(K＝0)求出各自的整体形状校正信息，从各自的式(1)的第二项求出局部形状校正信息的一部分，即，形状变化率曲线。
图11是在成形设计曲面形状不同的多个光学透镜时，把该被成形的各光学透镜的形状变化率曲线表示在从光学透镜的透镜顶点开始的各位置处。这时光学透镜的透镜材料的折射率是1.699。图11中横轴表示距离透镜中心的距离(mm)，曲线中央部的0表示光学透镜中心。图11的纵轴表示形状变化率，0％表示形状无变化而不需要校正。
如图11作为一例所示那样，被成形的光学透镜的形状变化率曲线是按折射率不同的每个透镜材料和按光学透镜设计曲面的每个形状而算出并被数据库化的。图11的符号a、b、c、d、e表示的是光学透镜设计曲面的形状(曲率半径)分别是相当于+2.00D的形状、相当于0.00D的形状、相当于-2.00D的形状、相当于-6.00D的形状、相当于-10.00D的形状时的形状变化率曲线。
图12中横轴是表示透镜形状的面折射能力(D)，横轴上的数值1表示曲率半径大而弯曲值小的形状，横轴上的数值6表示曲率半径小而弯曲值大的形状。纵轴是整体形状校正值，0D表示形状无变化而不需要校正。
图12是成形光学透镜设计曲面形状不同的多个光学透镜时把该被成形的光学透镜整体形状校正信息与光学透镜设计曲面形状的关系，在凸面侧利用曲线α、在凹面利用曲线β分别进行的表示。这时光学透镜的透镜材料折射率是1.699，具有凸面和凹面的弯月形状眼镜用透镜。如图12作为一例所示那样，被成形的光学透镜的整体形状校正信息是按折射率不同的每个透镜材料和按光学透镜设计曲面的每个形状而算出并被数据库化的。
图11和图12中，光学透镜设计曲面的形状(曲率半径)是使用所述式(3)而换算成面折射能力(单位D(屈光度))来表示的。
说明大量生产透镜材料和设计曲面形状不同的光学透镜的情况。首先从如上所述被数据库化的光学透镜形状变化率曲线中取出与要大量生产的光学透镜相同的透镜材料(折射率相同)和相同的设计曲面形状的有关光学透镜的形状变化率曲线。然后在该形状变化率曲线的从透镜顶点开始的任意位置的值上乘上该位置处的光学透镜设计曲面的高度(Z值)，来算出该位置处的局部形状校正信息。对于光学透镜的所有位置算出该局部形状校正信息。具体说就是在折射率是1.699、曲面形状相当于-6.00D的情况下选择图11的形状变化曲线d。然后把对应的透镜设计面高度与(Z值)相乘而把局部校正信息确定在光学透镜的所有位置上。同样地，若曲面形状相当于-10.00D，则选择图11的形状变化率曲线e。
但图11中若即使透镜材料相同而曲面形状变化，则表示形状变化率曲线是动态变化的。且曲面形状值-2.00D(图11的曲线c)比曲面形状值-6.00D(图11的曲线d)的形状变化率小，形状变化率与曲率形状的弯曲值成比例。但曲面形状值-10.00D(图11的曲线e)比曲面形状值-2.00D(图11的曲线c)的形状变化率小而成反比例。因此，透镜的这种复杂形状的形状变化表示出复杂的形态，理解在现有技术中进行恰当的校正是困难的。
然后从被数据库化的光学透镜整体形状校正信息中取出与要大量生产的光学透镜相同的透镜材料(折射率相同)和相同的设计曲面形状的有关光学透镜的整体形状校正信息。
但图12中若即使透镜材料相同而曲面形状变化，则整体形状校正值也表示出不规则的变化。例如在凸面，面折射能力从0到3D是整体形状校正值与面折射能力成比例。另一方面若面折射能力大于4D则整体形状校正值在-0.05D成为一定。且在凹面侧除了一部分的面折射能力之外，整体形状校正值是一定的。因此，透镜这种复杂形状的形状变化在现状下不可能进行预测，理解在现有技术中进行恰当的校正是困难的。
成形模10的上型模具11和下型模具12的使用面16是设计在想大量生产的光学透镜的设计曲面上。在大量生产的光学透镜时，在所述使用面16的设计值上在各自的Z方向上加上如上述那样根据从数据库取出的形状变化率曲线算出的局部形状校正信息和从数据库取出的整体形状校正信息。这样来校正并算出用于把该想大量生产的光学透镜进行成形的成形模10的上型模具11和下型模具12的使用面16的设计值，设计该成形模10的上型模具11和下型模具12。
(第二实施例的效果)根据上述结构，所述第二实施例除了有与所述第一实施例效果(1)～(5)同样的效果外，还有下面的效果(6)。
(6)、把整体形状校正信息和局部形状校正信息的一部分即形状变化率曲线分离独立，按每个光学透镜的透镜材料和设计曲面的形状数据库化，并使用该被数据库化的各校正信息等来校正并设计成形的成形模10中上型模具11和下型模具12的使用面16的设计值，这样，通过从数据库中取出适合于光学透镜的透镜材料和设计曲面形状的整体形状校正信息和局部形状校正信息(正确说是局部形状校正信息的一部分即形状变化率曲线)，就能不实施测试成形而在短时间内确定成形模10中上型模具11和下型模具12的使用面16的设计值校正信息。其结果是能高效率设计成形模10中上型模具11和下型模具12的使用面16。
第三实施例
(球面校正值的非球面形状校正方法的说明)该第三实施例是利用所述第二实施例中被数据库化了的用于把曲面是球面形状的成形品(光学透镜)进行成形的校正信息(整体形状校正信息、局部形状校正信息的一部分即形状变化率)，来校正并设计把曲面是非球面形状的成形品(光学透镜)进行成形的成形模的上型模具和下型模具的成形面即使用面的设计值。
关于把用于把曲面是球面形状的光学透镜进行成形的整体形状校正信息和局部形状校正信息的一部分即形状变化率，按设计曲面具有球面形状的每个光学透镜的特性进行数据库化的方法，与所述第二实施例相同，省略说明。在此，所述光学透镜的特性是指曲面是球面形状的该光学透镜的透镜材料和具有球面形状的设计曲面形状。
把曲面是非球面形状的光学透镜进行成形的成形模的上型模具和下型模具的使用面的设计，首先是从把适合于具有非球面形状光学透镜的并被数据库化了的整体形状校正信息和局部形状校正信息的一部分即形状变化率取出来开始。
即，把关于与要成形的曲面是非球面形状的光学透镜相同透镜材料，且具备与该光学透镜非球面形状设计曲面的顶点曲率半径或平均曲率半径具有一致曲率半径的球面形状设计曲面的光学透镜的被数据库化的整体形状校正信息和局部形状校正信息的一部分即形状变化率从该数据库中取出来。在此，所述顶点曲率半径例如是要成形的光学透镜非球面形状设计曲面上顶点处的曲率半径。所述平均曲率半径是指要成形的光学透镜非球面形状设计曲面上透镜整个面的平均曲率半径。
(球面校正值的非球面形状校正方法从数据库算出校正值)例如考虑要成形的曲面是非球面形状的光学透镜设计曲面上顶点处的曲率半径是+2.00D(屈光度)的情况。首先是与要成形的光学透镜是相同透镜材料，且关于具备与所述顶点曲率半径具有一致曲率半径的球面形状设计曲面的光学透镜来参照该数据库。例如从图12所示的整体形状校正信息中，作为整体形状校正信息而在凸面侧的横轴“表示凸面侧透镜形状折射能力”的2D中取出α曲线上的该整体形状校正值即-0.100D。另一方面，在凹面侧的横轴“表示凹面侧透镜形状折射能力”的2D中取出β曲线上的该整体形状校正值即-0.125D。同样地从被数据库化了的例如图11所示的局部形状校正信息的一部分即形状变化率中作为形状变化率取出曲线a。
然后在取出的形状变化率的从透镜顶点开始的任意位置的值上乘上该位置的光学透镜非球面形状设计曲面的高度(Z值)，来算出该位置处的局部形状校正信息。并对于曲面是非球面形状的光学透镜所有位置算出该局部形状校正信息。
(球面校正值的非球面形状校正方法校正值的相加方法)然后在设计于要成形的光学透镜非球面形状设计曲面上的成形模的上型模具和下型模具中使用面设计值上，在Z方向上加上如上述那样根据从数据库取出的形状变化率算出的局部形状校正信息和从数据库取出的整体形状校正信息。
例如关于局部形状校正信息，在曲面是非球面形状的光学透镜中在各位置中，把算出的局部形状校正信息在Z方向上加在设计于非球面形状设计曲面上的所述上型模具和下型模具的使用面各位置的设计值上。关于整体形状校正信息，是把从数据库取出的整体形状校正信息，在Z方向上加在被非球面形状设计值所设计的所述上型模具和下型模具使用面的例如顶点的设计值上。
如上所述，校正计算把曲面为非球面形状的光学透镜进行成形的成形模的上型模具和下型模具中的使用面的设计值，并设计该成形模的上型模具和下型模具。
(第三实施例的效果)根据以上结构，所述第三实施例除了有所述第一实施例的效果(1)～(5)外，还有下面的效果(7)。
(7)、把由非球面式特定的所述光学透镜的曲面与该光学透镜球面形状设计曲面的误差对应的信息作为用于把曲面是球面形状的光学透镜进行成形的校正信息，并按每个该光学透镜的特性进行数据库化。使用该被数据库化了校正信息来校正并设计把曲面是非球面形状的光学透镜进行成形的成形模的上型模具和下型模具使用面的设计值。这样，通过把适合于具有非球面形状曲面的光学透镜的校正信息从数据库中取出来，就能不实施测试成形而在短时间内确定校正把曲面是非球面形状的光学透镜进行成形的成形模的上型模具和下型模具使用面设计值的校正信息。其结果是能高效率设计把曲面是非球面希望形状的光学透镜进行成形的成形模上型模具和下型模具的使用面。
以上根据所述各实施例说明了本发明，但本发明并不限定于此。
例如本实施例叙述了使用铸造法来成形制造光学透镜，但通过该铸造法以外的制造方法制造光学透镜的情况也能适用本发明。具体说就是把塑料透镜进行直接切削加工和研磨加工的情况下，就能在磨削加工的切削面形状数据校正、研磨加工的研磨工具(研磨盘)形状校正和折射能力校正中适用。且本发明能在热软化成形模的校正等中适用。
上述实施例叙述了成形模是玻璃的情况，但在热收缩率高的其他成形模，例如金属模成形的情况下也能适用本发明。
另一方面，上述实施例叙述了作为测试成形品表面是球面形状光学透镜的情况，但把表面是非球面形状的光学透镜作为测试成形品也能适用。
且上述实施例叙述了作为最终成形品表面是球面形状旋转对称的光学透镜，或表面是非球面形状的光学透镜的情况，但也可以把具有托力克面、亚托力克面等的光学透镜作为最终成形品。在此，托力克面是指具有正交的两个主经线，且各主经线是由球面形状构成。且托力克面是指其各主经线是由非球面形状构成。
且上述实施例叙述了把作为成形品的光学透镜表面的曲面形状在通过该光学透镜中心的一根经线(即直径)上进行计测并数据解析，但也可以在通过该光学透镜中心的多根经线(即直径)上进行计测并数据解析，算出它们的平均值。
权利要求
1.一种成形模的设计方法，其特征在于，其成形面的设计包括准备形成在成形品球面形状设计曲面上的成形模，测定由该成形模成形的成形品的曲面形状，把被测定的所述成形品的曲面与所述成形品的所述设计曲面进行比较并求出两曲面的误差，把与该误差对应的信息特定作为用于把曲面是球面形状的成形品进行成形的校正信息，使用适合具有该非球面形状曲面的成形品的所述校正信息校正曲面是非球面形状的成形品进行成形的成形模成形面的设计值。
2.如权利要求1所述的成形模的设计方法，其特征在于，适合于具有非球面形状曲面的成形品的所述校正信息是下面的校正信息，即，要成形的曲面与非球面形状成形品是相同的透镜材料，且具有与所述成形品非球面形状设计曲面的顶点曲率半径或是该成形品非球面形状设计曲面整个面的平均曲率半径一致的曲率半径的球面形状成形品设计曲面的校正信息。
3.一种成形模的设计方法，其特征在于，其成形面的设计包括准备成形品球面形状设计曲面上的成形模，测定由该成形模成形的成形品的曲面形状，使该测定值近似于非球面式并把所述成形品的曲面作为非球面进行特定，并把由非球面式特定的所述成形品的曲面与所述成形品的所述设计曲面进行比较并求出两曲面的误差，把与该误差对应的信息作为用于把曲面是球面形状的成形品进行成形的校正信息，并把每个该成形品的特性数据库化，使用该被数据库化了校正信息来校正成形曲面是非球面形状最终成形品的成形模的成形面的设计值。
4.如权利要求3所述的成形模的设计方法，其特征在于，所述非球面式是包含成形品曲面的球面形状成分和成形品曲面的球面形状以外成分的多项式。
5.如权利要求3或4所述的成形模的设计方法，其特征在于，所述非球面式把成形品曲面的球面形状成分和成形品曲面的球面形状以外成分相加。
6.如权利要求3到5任一项所述的成形模的设计方法，其特征在于，所述非球面式在把Z设定为从成形品的顶点沿该成形品的轴向测量的距离、把X、Y设定为从所述顶点沿与所述轴垂直方向测量的距离时，把ρ设定为ρ2＝X2+Y2、把R设定为顶点曲率半径时，把顶点曲率C设定为C＝1/R、把K设定为圆锥常数、把A2i设定为非球面系数(i是整数)时，是下面的式(1)[式9]Z=Cρ21+1-(1+K)C2ρ2+Σi=2nA2iρ2i---(1).]]>
7.如权利要求6所述的成形模的设计方法，其特征在于，为了与成形的成形品曲面中的球面形状成分的误差对应，而通过所述式(1)的第一项(K＝0)，即基准球面成分，来求出把在成形品球面形状设计曲面上形成的成形模的成形面整体形状进行校正的整体形状校正信息，且为了与成形的成形品曲面球面形状以外成分的误差对应，而通过所述式(1)的第二项即多项式成分，来求出把在成形品球面形状设计曲面上形成的所述成形模的所述成形面局部形状进行校正的局部形状校正信息，并把这些各校正信息的各个进行分离独立，按设计曲面具有球面形状的所述成形品的每个特性进行数据库化。
8.如权利要求7所述的成形模的设计方法，其特征在于，所述整体形状校正信息是根据式(1)的第一项(K＝0)即基准球面成分表示的基准球面的曲率半径与成形品球面形状设计曲面的曲率半径的差来决定的。
9.如权利要求7或8所述的成形模的设计方法，其特征在于，所述局部形状校正信息是根据使用式(1)的第二项即多项式成分所表示的成形的成形品曲面的球面形状以外成分的高度(Z值)和所述成形品球面形状设计曲面的高度(Z值)而算出的形状变化率来决定的，并把所述形状变化率数据库化。
10.如权利要求3到9任一项所述的成形模的设计方法，其特征在于，所述成形品的特性是该成形品，即光学透镜的透镜材料和球面形状设计曲面的形状。
11.如权利要求3到10任一项所述的成形模的设计方法，其特征在于，把曲面是非球面形状的最终成形品进行成形的所述成形模成形面的设计，是通过在成形品非球面形状的设计曲面上加上与具有非球面形状曲面的成形品相适合的被数据库化了的整体形状校正信息和局部形状校正信息而实施。
12.如权利要求11所述的成形模的设计方法，其特征在于，与具有非球面形状曲面的最终成形品相适合的被数据库化了的所述整体形状校正信息和所述局部形状校正信息，是关于要成形的曲面与非球面形状成形品是相同的透镜材料，且具有与所述成形品非球面形状设计曲面的平均曲率半径一致曲率半径的球面形状成形品设计曲面而被数据库化了的整体形状校正信息和局部形状校正信息。
13.一种成形模，其特征在于，其是由实施权利要求1到12任一项记载的成形模设计方法而形成的。
14.一种成形品，其特征在于，其是使用权利要求13记载的成形模而被成形。
15.一种成形品，其特征在于，权利要求14中记载的成形品是弯月形状的眼镜镜片。
全文摘要
一种成形模的设计方法，其准备上型模具、下型模具的使用面是形成在球面形状光学透镜设计曲面上的成形模。测定由该成形模成形的光学透镜的曲面形状，使该测定值近似于非球面式(1)而把被成形的光学透镜的曲面作为非球面进行特定。把与该被特定的光学透镜曲面与所述设计曲面的误差对应的信息作为校正信息而按每个光学透镜的特性进行数据库化，使用被数据库化了的校正信息来校正并设计把曲面是非球面形状的光学透镜进行成形的成形模的上型模具、下型模具中使用面的设计值。
文档编号G02C7/02GK1925965SQ200580006330
公开日2007年3月7日 申请日期2005年5月31日 优先权日2004年6月3日
发明者上野保典, 佐藤良幸 申请人:Hoya株式会社