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こちら金沢市のメガネ店OptPal(オプトパル)です

プラスチックレンズの「ひずみ」

プラスチックレンズの「ひずみ」についてのお問い合わせがありました。

拙ブログからリンクしている「メガネのハマヤさん」にも同様のメールが来ているようです。
匿名のメールについては、申し訳ないですが、返事は一般論や簡潔な内容で済ませております。

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メーカーから納品されたレンズに関して、
「レンズにひずみが無いことを確認して、わずかでもひずみが
あればメーカーにレンズを再度作らせます。」
というメガネ屋さんがあります。

小見さんは、メーカーから納品されたレンズにひずみがある
場合、どのようにされていらっしゃいますでしょうか?

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以下は、メールへの返信では無く、当ブログ用に書きおろしたものです。



ここで言うところの「ひずみ」というのは、
レンズ成型の段階で発生する残留応力による副屈折です。
プラスチックレンズの場合、モールドとガスケットを組み合わせた空間に
レンズのモノマーを高圧で注入し、熱硬化させて成型します。
モールドを外したら再加熱して均一にしますが、
これをアニーリングと言って、この段階で応力集中が抜けます。
その後、洗浄して、コーティングなどの加工をして仕上がりますが、
完成したレンズを「ひずみ計」と呼ばれるもので観察すると、残留応力と思われる色ムラが見えることがあります。

190721_2.jpg

カメラの重さで、シャッターを押す時に手ブレが発生してややボケています。

赤丸の個所に白い部分が見えますが、これが残留応力です。
モノマーの注入口や、コーティングの際のホルダーの跡だと思います。

>わずかでもひずみが
>あればメーカーにレンズを再度作らせます。

言葉通りに受け取るならば、この「ひずみ」も当然再作させるのでしょうかね。
この残留応力の部分は、玉型加工すれば、綺麗に無くなりますので私は問題ないと思うのですが。
と言うか、納品されるレンズには、ほぼ確実にこれはあります。
こんなことでいちいち再作させていては、お客様にいつまでたっても納品できませんし、
メーカーからも取引を断られてしまいます。


屈折率1.60のプラスチックがアッベ数36から42に上がった時、
具体的に言うと、モノマーが、三井東圧の「M6」から「M97(だったと思います)」に変わった時、
とあるメーカーのレンズが「ものすごく」変形していまして、
アニーリングの際に、耐熱性の高さが災いして、成型したレンズが重力で垂れてくる、という現象と説明を受けましたが、
その説明の際、「工場長」という立場のかたが、
「規則的に垂れているから実用上問題ない」という趣旨のことを私に言いまして、
その時以来、このメーカーとは全く取引がありません。
各メーカーのレンズを取り寄せて確認したところ、2社に同じような現象があり、
問屋を通じて情報を伝えましたが、全く返事がありませんでした。
当然、そのメーカーとも以降の取引は止めました。(現在進行形)

納品されたレンズに、大きなひずみがあったというのはこれくらいで、
現状では見え方に問題のあるような残留応力のあるレンズはほぼ見ることはないです。
(多分、出荷時の検査でハネられます。)



で、この「ひずみ」というのをどうやって調べるかというと、
「ポラライザー」と「アナライザー」と呼ばれる2枚の直行した偏光板の間にレンズを置きます。

メガネ部品の販売会社から、「偏光ひずみ計」というのが売られていますが、
精度の良い偏光板が2枚あれば、自作も出来ます。

当店では、市販の「偏光ひずみ計」も置いてますが、
バックライトのより明るい自作のものを使うことがほとんどです。
こっちの方が見やすいし、視野も広いし、レンズをひずみ計に当てて傷付けるリスクも無いからです。


さて、応力集中があると、
本来黒く見えるはずの部分が白く見えたり、色が付いて見えたりします。

190721_1.jpg

強度数のレンズ、乱視やプリズム度が大きいレンズ、加入度の大きい累進レンズの場合、
レンズ自体の屈折で、光が折れ曲がり、歪んでいるような模様が見えます。
矢印の先4か所に、うっすらと白い部分が見えますがこれがそうです。
これは「副屈折=ひずみ」ではなく、レンズ自体の屈折なので無罪だと考えます。
これを返品して再作させたら、メーカーが可哀想です。(笑


納品されるレンズの残留応力よりは、玉入れ加工時の応力集中のほうがよほど大きいです。

190721_3.jpg

この画像は、処分するフレームとレンズを使ってわざと応力集中を発生させたものです。
お客様に納品するものでは当然ありません。
虹のように色が付いている部分はかなり大きな応力集中が起きている箇所です。

この応力集中をゼロにできれば良いのですが、
この応力によってレンズがフレームに固定されるという側面も持っています。

応力集中をゼロにするとレンズが簡単に外れてしまいますので、
通常は、視界に問題が無い程度に、うっすらとした応力をレンズの周辺部にだけ残す感じで加工します。
(上の画像程度の応力集中があっても、それが原因で不具合が発生する可能性は低いですが)


ゼロにするのは無理ではないのですが、
それにはテナックスという両面テープ式の溝セルを使うか、
コーキングするような感じでシリコン剤で固定するなどの工夫が要ります。
しかし、汚れが溜まりやすい、糊が浸み出してきてレンズが汚れるなどの欠点がある上に、
気温によるレンズの収縮、あるいは膨張
経年変化によるレンズの収縮、あるいは膨張などという問題もありまして・・・・

要するに、寒い時期はレンズが縮み、暑くなるとレンズは膨張します。
経年変化でCR39という素材は縮みますが、それ以外の素材は膨張することが多いです。

加工時に応力集中をゼロにしても、
寒いとレンズが外れやすくなり、暑いと応力集中が発生する、ということです。
経年変化もしかり。


フチなしフレームでは、固定のための穴の周辺にかなり大きな応力が発生しますし、
ナイロールフレームでは応力集中は少ないですが、一部のレンズ(フィルム式の偏光レンズ)には使えませんし
凸レンズではレンズが厚くなったり、バリ(小さな欠け)が発生したりと、
なかなかに面倒なのがこの応力集中というやつです。


この応力集中は、ガラスレンズではほとんど起こりません。
起こる位に締めつけるとレンズが欠けてしまうでしょうしね。^_^;
アクリルやトリアセテートのような光弾性の低い素材を使えば良いですが、
それでは屈折率やアッベ数に支障があります。

まあ、私なんかよりも、頭の良い研究者や技術者が考えて、
現在のレンズ、フレーム、加工機械などを作り上げて来たわけです。
色々な大小の要素があって、より大きい要素を重視して今の結果になったのでしょうから
応力集中の問題は小さな要素だったということかと思います。
その中で、出来るだけのことをしてお客様に良い状態で納品するのが私たちの仕事になります。


もし、応力集中を徹底的に取って欲しい、というご希望がございましたら
可能な限りそのようにします。
それによって起こるデメリットはもちろんご説明いたします。


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レンズが薄過ぎて割れた、の巻

強度の内斜位で複視に悩まれているかたの相談を受けました。

どのメーカーでも、正式には製作範囲外になるプリズム度数でしたが、
いつもの通り東海光学様の特注窓口に電話をすると、引き受けて貰えました。

R=Sph-3.25D add+2.50D 5△B.out 1△B.up
L=Sph-3.00D add+2.50D 5△B.out 1△B.down

という度数です。

190717_1.jpg

ところが、右のレンズは何とか耐えましたが、
左のレンズの粗ズリ中にレンズが割れました。
左だけが割れたのは上下プリズムによる厚みの違いが関係したのかと思いますが、
削ったあとの鼻側のコバ厚が0.65mmしかなく、
エッジングの荷重に耐えられなかったものと推測されます。

190717_2.jpg

厚くなる強度プリズムレンズの厚みは、少しでも薄くしてくれるのは良いですが、
あまりに薄いと加工中に割れるし、枠入れ後に応力集中が発生するので、限度と言うものがあります。
結局、アイポイントから18mmの鼻側の地点の厚みを1.0mmにする、
という指定でレンズを再作しないといけない事になりました。(涙

まさか、弱度のナイロールフレームに枠入れする時以外に、
マイナスレンズで補厚が必要になるとは・・・
フレームのサイズと瞳孔間距離のマッチングが優秀だったので、
予測よりもコバ厚が薄くなってしまったようです。



さて、このかた、数年前から複視を自覚し、
眼科はもちろん、脳神経外科も受診して、脳や神経には異常無し、という診断を受けています。
眼科でももちろん複視を訴えたのですが
「目の動きは良いから大丈夫」と言われて、何の治療も処置もされていないそうです。

確かに眼球の可動範囲、左右連動など眼球運動は正常ですが、
明確に複視があるのに「大丈夫」とは、何なんでしょうか?
理解に苦しみます。


たまたま、お孫さんに内斜視が見つかり、それがきっかけで「斜視」というものの存在を知り、
「もしかして自分も?」とインターネットで検索して当店に相談に来られた、という形でした。
最初のカバーテストでは、プリズム矯正できるかどうかの微妙な大きさの間歇性の内斜視でしたが、
何とか、装用可能なプリズムの範囲で複視を消すことが出来ました。


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昭和光学

引き続き、昭和光学のレンズの話です。


昭和光学は、大阪の東大阪市にあるレンズメーカーで、
私が通う日本眼鏡技術専門学校の講師として講義をされたのは、先代の社長さんだと思いますが、
すなわち私の恩師のメーカーと言う事になります。

日本の3大レンズメーカーと言えば、HOYA(SEIKO含む)、ニコン・エシロール、東海光学といったところですが、
伊藤光学、イトーレンズ、日本レンズなどと、大手の次に位置するメーカーになります。


高屈折ガラスレンズの在庫範囲が広いので、
強度近視用のガラスレンズの需要が割と多い当店としては、たいへん助かっています。
今は大手メーカーは、ガラスは特注、もしくは取扱さえ無いような状態です。


プラスチックレンズでも便利なレンズを出してくれています。

比較的お求めやすい価格の偏光レンズや
米Younger社の偏光・調光レンズなどもありますので、
便利な総合レンズメーカーです。


最近、こういうレンズを注文しました。

R=Sph-3.50D Cyl-4.00D Ax 7
L=Sph-5.00D Cyl-2.50D Ax175
190706_1.jpg

ULTIMAX 5DAS FINE FIELD
アルチマックス ファイブ ダブル アスフェリック ファインフィールド
という舌を咬みそうな長い名前ですが、
高屈折プラスチック素材の両面非球面レンズです。

190706_2.jpg

レンズの中心に近い部分は、非点収差が少なくなるような収差補正を行い、
レンズ周辺部では厚みを薄くするような非球面構造をしています。
見え方と厚みを両立させるという思想ですね。

周辺部を厚みの薄くなることを追求して非球面補正すると、
周辺部での収差が増えてしまうので、その落とし所が難しいところでしょうが、
ウスカルフレームに入れる場合は、光学的に良好な部分だけを使えますので都合が良いです。


このレンズの良いところは、他メーカーの外面非球面レンズ程度の価格で、
より高性能な両面非球面レンズが使えることです。
さらに、このレンズは、製作範囲外加算やプリズム加算といった特注加算が掛かりませんので、
度数が強く常備在庫範囲外やプリズム加工が必要な場合でも、レンズ代金が変わりません。

ほとんどのメーカーでは、乱視度数が2.00Dを超えて常備在庫範囲を外れ特注になると特注料金、
プリズムを入れると特殊加算、
などと別途料金が掛かりますので、このレンズはそういう場合にさらにお得です。



大人の事情で言えませんが、
たぶん、あそこがOEM生産して、あのメーカーのあのレンズと同じもののはずです。

もちろん、製品の精度や信頼性には間違いはありませんので、
安心して使っていただけます。





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ガラスの超高屈折レンズ

レンズの材質は、細かく分類するとたくさんあるのですが、
ざっくり分けると、プラスチックとガラスに大別されます。

今はプラスチックレンズが主流になりまして、
多くの眼鏡店の店頭からはガラスレンズが消えてしまいましたが
当店では今でも少ないですがガラスレンズを使います。
一番の理由は、屈折率の高さから、強度近視のメガネが薄く作れることです。
ケースとしては少ないですが、傷や熱に対する耐性を求められる事もあります。


プラスチックの優位な点は、軽い、UV400の紫外線カット、コーティングによる付加価値があります。
付加価値とは、帯電防止、曇りにくいレンズやブルーライトカットなどです。
ただし、メリットもデメリットもあるので、その付加価値が必要かどうかは状況に依ります。

そして、価格の面でもプラスチックが優位です。
色んなメーカーが作っていますので、競争の原理が働いて、
また流通量も多いため量産効果もあって価格がこなれています。

対してガラスレンズ。
プラスチックが登場する前の40年前に比べて需要は激減しています。
たぶん90%を大きく超えるほどの減少だと思いますが、
逆に、製造しているメーカーが無くなってきました。
昔、大阪の岸和田市や大阪市生野区の田島にたくさんあったレンズ工場の多くが廃業しました。
結果、競争が働かないし、物量も限られているので量産効果が無く、価格は高止まりしています。
「レンズメーカー」と呼ばれる会社はたくさんありますが、
現在は自社生産せずに、他社から買ったりOEM供給を受けて自社ブランドで販売している業態のところもあります。
ガラスレンズに関しては、仕様にも価格にも違いが見えないので、
ほとんどそうだと思います。

当店の場合、ガラスレンズを扱っているとはいえ、全体の6~7%程度です。
販売量としては非常に少ないので、メーカーに対して
「たくさん売るから安くしてーや!」
などと強気に価格交渉するのもままなりません。


強度近視のかたのために、ガラスレンズもなるべくお安く提供したいとは思っていますが、
こういう事情がありまして、なかなか難しい部分があります。
可能な限り利益を削っての現在の価格になりました。ご察しください。


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オクルーダー(遮蔽板)

過日の事ですが、

オクルア(オクルーダー?)の取り扱いはありますか?

と女性から電話がありました。
オクルーダー、いわゆる遮蔽板ですが、在庫は持っています。

その日の夕方にご来店されました。


複視があり、最近、MRIで脳を調べて貰ったが異常無し。
眼科でプリズムの提案は受けたが、空間の違和感で装用は無理と感じ、
そこでオクルーダーの存在を当ブログで知った。
という流れだそうです。


プリズム矯正が可能ならば、遮蔽板で隠すよりは良いと思いますので、
ひととおり検査してみると、12△B.outで複視が消えました。
内斜位のほぼ全量です。


プリズムレンズを掛けると、空間の違和感を感じる場合があるのは理解できます。
ただし、プリズムの違和感より、複視の不快感が消えるというベネフィットのほうが圧倒的に大きいので、
特に内斜位に対するプリズムは慣れていただけ易いです。

また、片眼遮蔽をすると、遠近感が著しく落ちますので、自動車の運転は不安です。
プリズムで両眼視に持ち込めれば、自動車の運転はもちろん、普段の生活でも
立体感を感じられますので都合が良いはずです。


このことをご説明の上、オクルーダーの現物をお見せすると、やはりプリズム矯正を選ばれました。


お見苦しい画像で申し訳ありませんが、これが遮蔽板です。


190224_1.jpg

向かって左、レンズ外径が大きいほうが、東海光学の「オクルア」という遮蔽板、
向かって右、レンズ外径の小さいほうは、廃業したメーカーに作って貰ったガラスの遮蔽板です。

東海光学のオクルアについて書かれた記事とは逆で
透明度は、古い遮蔽板のほうが良さげでした。 ^_^;


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