JPH01305308A

JPH01305308A - 眼鏡レンズ枠形状測定装置

Info

Publication number: JPH01305308A
Application number: JP13646188A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Saigo; 西郷　剛; Shuichi Sato; 修一佐藤; Takeo Koseki; 小関　武男
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1989-12-08
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JP2596975B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、眼鏡レンズ枠の形状を三次元測定するための
眼鏡レンズ枠形状測定装置に関する。

〔従来の技術〕

眼鏡フレームのレンズ枠の輪郭は、レンズを枠入れする
ために、はぼ円形、四角形、楕円形等の形をしている。

また、眼鏡装着状態でレンズ枠を上または下から見ると
、人間の顔の形状に合わせてカーブ上に左右のレンズ枠
は配置されている。

従って、眼鏡レンズ枠の形状情報を正確に得るためには
、フレームを正面から見た二次元形状測定に加えて、上
または下から見たレンズ枠のカーブ形状と、左右のレン
ズ枠がカーブ上のどのような位置に配置されているかを
知る必要がある。これを実現するために三次元での測定
装置が開発されている（特開昭６２−１６９００８号公
報および特開昭６２−１６９００９萼公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記三次元測定装置は、レンズ枠の測定
子の半径方向変位ｒと測定子の高さ方向変位２をレンズ
枠外の一点を中心とした回転の角度としてとらえるので
、実際の変位に対して角度の変位は小さく、精度良く測
定することはむずかしい。また、角度変化はロータリー
エンコーダを使用して検出しているが、ロータリーエン
コーダの測定範囲（１回転）に対してその一部しか利用
できないため、分解能を上げるにはロータリーエンコー
ダが大型化してしまう。

本発明は、上記従来技術の欠点を除去するためになされ
たものであり、その目的は、眼鏡レンズ枠形状を高精度
で三次元測定できる眼鏡レンズ枠形状測定装置を提供す
ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は本発明に従い、測定子としてスタイラスの円
板状の頭部を、眼鏡フレームのレンズ枠の内周に沿って
移動させるために、スタイラスを水平方向に移動させる
手段、上下方向に移動させる手段、およびレンズ枠内の
任意の点を中心に回転させる手段を備え、更に、スタイ
ラスまたはスタイラスを保持する部材の水平方向変位を
測定するためのスケール、スタイラスまたはスタイラス
を保持する部材の上下方向変位を測定するスケール、お
よび前記の任意の点を基準とした、スタイラスまたはス
タイラスを保持する部材の回転角度を測定するための手
段を備えていることによって達成される。

〔実施例］次に、図に示した本発明の実施例を詳細に説明　　・す
る。

本実施例による眼鏡レンズ枠形状測定装置は、眼鏡フレ
ームを保持し、眼鏡フレームのレンズ枠の７字形の内周
溝に沿って円板状の頭部を持ったスタイラスを転勤させ
ながら移動させ、このスタイラスの運動を三次元で測定
するものであり、第１図に、この測定の座標系を示す。

第１図において、０はレンズ枠Ｆｒ中の任意の点、Ｐは
レンズ枠Ｆｒの内溝上の点、ｒはＯからＰまでの水平距
離、２は０からＰまでの垂直距離、θはＯを中心に水平
面上を回転した角度であり、このｒ、ｚ。

θを測定し、演算することによるレンズ枠Ｆｒの形状を
測定する。

第２図と第３図には、眼鏡フレーム保持手段を省略した
眼鏡レンズ枠形状測定装置の全体が示しである。第２図
は本装置の斜視図、第３図は第２図の本装置を■方向に
見た図である。

本装置は、図示していない眼鏡フレーム保持手段によっ
て所定位置に動かないように保持された眼鏡フレームＦ
のレンズ枠Ｆｒを測定する測定部ｌを備えている。この
測定部ｌはＵ字状の回転台２を備え、この回転台２はそ
の下端面に取付けられたタイミングブーＩ７３、タイミ
ングベルト４およびタイミングプーリ５を介してモータ
６によってθ方向に回転駆動される。この回転の角度は
、回転台２に取付けられた前記タイミングプーリ３に、
タイミングベルト７とタイミングプーリ８を介して接続
されたロークリエンコーダ９によって検出される。前記
モータ６とロータリーエンコーダ９は、本測定装置の基
板１０（第２図では、測定装置の他の部品を見易くする
ため一部だけしか示していない）に固定され、そして前
記タイミングプーリ３および回転台２は図示していない
軸受によって基板１０に回転可能に軸承されている。

前記測定部ｌの回転台２は２枚の側板１１，１２と、こ
の両側板を連結する長方形の中央板１３とからなってい
る。側板１１と１２の間には、２本のスライドガイドシ
ャフト１４．１５が平行に固定されている。このスライ
ドガイドシャフト１４．１５に沿って水平なスライド板
１６がＲ方向に滑動可能に案内されている。この案内の
ために、スライド板１６はその下面に、回転自在の３個
のスライドガイドローラ１７，１８．１９を備えている
。この場合、一方のスライドガイドシャフト１４に２個
のスライドガイドローラ１７，１Ｂが接触し、他方のス
ライドガイドシャフト１５に１個のスライドガイドロー
ラ１９が接触し、これらのローラ１７．１８．１９はス
ライドガイドシャフト１４．１５を両−側から挟むよう
にしてそれぞれスライドガイドシャフトに沿って転勤す
る。

スライド板１６には、そのスライド方向Ｒに定荷重ばね
（コンストンスプリング）２０が作用し、一方の側板１
２の方へ引っ張られている。このばね２０はブッシング
２１に巻き取られ、軸２２とブラケット２３を介して側
板１２に固定されている。定荷重ばね２０の他端はスラ
イド板１６に取付けられている。ばね２０は、後述のス
タイラスをレンズ枠Ｆｒの内周溝に押しつける作用があ
る。

スライド板１６の）く方向の移動１ｉｒは、変位計測ス
ケールとしての反則型のリニアエンコーダ２４で測定さ
れる。このリニアエンコーダ２４は、回転台２の側板１
１と１２の間に延設されたスケール２５と、スライド板
１６に固定されかつスケール２５に沿って移動する検出
器２６と、アンプ２７と、このアンプ２７と検出器２６
を接続するフレキシブルケーブル２８とからなっている
。アンプ２７は前記側板１２に固定されたブラケット２
９に取付けられている。

スライド板１６の移動によって、検出器２６はスケール
２５の面と一定の距離を保ちながら移動する。この移動
に対応して、検出器２６はパルス信号をフレキシブルケ
ーブル２８で接続されたアンプ２７へ出力する。アンプ
２７ではこの信号を増幅して後述のカウンタべ送る。

前記スライド板１６には、測定子としてのスタイラス３
０が保持されている。このスタイラス３０はスライド板
１６に固定されたスリーブ３１の中ですべり軸受によっ
て上下方向（Ｚ方向）に移動自在にかつ回転自在に軸承
されている。スタイラス３０は円板状の頭部３２を持ち
、この頭部が前記定荷重ばね２００作用によりレンズ枠
Ｆｒの内周溝に接触し、回転台２の回転によりレンズ枠
の内周溝に沿って転動する。

その際、スタイラス３０はレンズ枠Ｆｒの形状に対応し
て半径方向に移動する。この半径方向の移動量、すなわ
ちＲ方向の移動量ｒは、前述のようにスリーブ３１とス
ライド板１６を介してリニアエンコーダ２４で測定され
る。

また、スタイラス３０はレンズ枠Ｆｒのカーブに対応し
てＺ方向に移動する。このＺ方向の移動量を検出するの
が変位計測スケールとして形成されたＺ軸測定器３３で
ある。このＺ軸測定器３３は第４図と第５図に詳細に示
すように、電荷結合素子（ＣＣＤ）ラインイメージセン
サ３４と、光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）３５で
構成され、スライド板１６に取付けられている。

ＣＣＤラインイメージセンサ３４とＬＥＤ３５は向かい
合って配置されている。スタイラス３０が両者の間をレ
ンズ枠Ｆｒのカーブに応じて上下するので、スタイラス
３０によって遮られてＣＣＤラインイメージセンサ３４
上にできるスタイラス３０の影と明るい部分との境も上
下に移動する。

よって、ＣＣＤラインイメージセンサ３４の測定面の端
からこの境までの距離を検出することで、スタイラス３
０のＺ方向の変位２を測定することができる。ＣＣＤラ
インイメージセンサ３４は測定面上の各点の明るさを電
圧に交換し、外部から与えられるスタートパルスにより
ＣＣＤラインイメージセンサ３４の測定面の端から順に
、外部からのクロックに同期して、この明るさに対応し
た電圧を出力するので、この電圧を任意のレベルでコン
パレータで二値化して、スタートパルスから二値化信号
が０から１へ変化する点、つまり影の境の点までのクロ
ック数をカウントすることでスタイラスの上下移動量を
測定する（第６図参照）。

更に本装置は、第３図と第７図に示すように、測定後モ
ータ６を停止するためのモータ回転リミット機構３６を
備えている。この機構は、クイミングプー’Ｊ　３の側
面に固定された回転リミット用り金具３７と、このし金
具によって操作される垂直な遮蔽ロンド３８と、この遮
蔽ロンドと一体形成された遮蔽板３９と、この遮蔽板と
遮蔽ロッドを両側から引張って可動に支持しているばね
４０ａ、４０ｂと、遮蔽板３９と協働するフォトインク
ラブタ４１ａ、４１ｂとからなっている。両ばね４０ａ
、４０ｂの他端は基板ｌＯに取付けられている。フォト
インクラブタ４１ａ、４１ｂも同様に基板１０に取付け
られ、そして回転台２の正転、逆転に対応して２個設け
られている。回転リミット用り金具３７が遮蔽ロッド３
８を押し、遮蔽板３９がフォトインクラブタ４１ａ、４
１ｂ内を遮蔽板３９が通過して光を遮ることによって得
られる信号が、制御回路に入力され、モータ６が停止す
る。

次に、上記構造の眼鏡レンズ枠形状測定装置の作動につ
いて説明する。

眼鏡フレームＦを図示していない眼鏡フレーム保持手段
に固定保持し、スタイラス３０の頭部３２をレンズ枠Ｆ
ｒの７字形の内周溝に接触させる。

図示していない測定開始スイッチをオンにすると、制御
回路４２（第８図参照）のマイクロコンピュータの指示
によりモータ６が回転し、タイミングベルト４で連結さ
れた回転台２が回転し、スタイラス３０はレンズ枠Ｆｒ
の内周溝に接触しながら転勤する。測定部１の回転は、
タイミングベルト７で連結されたロータリーエンコーダ
９を回転し、回転角（θ）として検出される。スタイラ
ス３００半゛径方向の移動量は、リニアエンコーダ２４
によってスライド板１６のＲ方向の移動量（ｒ）として
検出され、上下方向の移動量はＣＣＤラインイメーズセ
ンサ３４によってスタイラス３０のＺ方向の移動量（Ｚ
）として検出される。その際、マイクロコンピュータは
ロータリーエンコーダ９の原点信号を入力すると、ロー
タリーエンコーダ９の角度信号に対応して、ｒ軸データ
であるリニアエンコーダ２４のカウンタ値と、２軸デー
タである、ＣＣＤラインイメーズセンサ３４０カウンタ
値を順番にメモリに記憶する。これらのデータ（θ、［
，２）は、図示していない演算回路に入力され、レンズ
枠Ｆｒの三次元形状が求められる。

そして、回転台２が一回転し、再びロークリエンコーダ
９の原点信号を入力するとデータの記憶を中止し、回転
リミット用り金具３７が遮蔽ロッド３８を押し、遮蔽板
３９がフォトインクラブタ４１ａまたは４１ｂの光を遮
る。それによって得られる信号を制御回路４２に入力す
ることで、モータ６を停止する。

また、図示していない眼鏡フレーム保持手段は眼鏡フレ
ームＦを保持したまま、他方のレンズ枠Ｆｒを測定する
ためにスライドが可能であり、スタイラス３０を他方の
レンズ枠Ｆｒ内に移動し、他方のレンズ枠の測定を行う
ことができる。眼鏡フレーム保持手段のスライド量は予
め一定値に設定しであるので、この設定値と両方のレン
ズ枠Ｆｒの測定データから両レンズ枠の相対的な位置関
係を知ることができる。ここで測定したデータまたは演
算データはインターフェイス４３（第８図参照）を介し
て他のコンピュータへ出力される。

本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、リニアエンコーダ２４とＺ軸測定器３３の代わ
りに、他の変位計測用スケール（例えば電磁誘導式、磁
気式または光学式変位計測用スケール）を用いてもよい
。

〔発明の効果〕　　　゛以上のように、本発明の眼鏡レンズ枠形状測定装置は、
スタイラスまたはスタイラスを保持する部材の水平方向
変位と上下方向変位を、角度に変換せずにそのまま直線
の変位としてスケールによって測定するようにしたので
、非常に高い精度でレンズ枠形状を測定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による眼鏡レンズ枠形状測定装
置の測定原理を示す図、第２図は本装置の斜視図、第３
図は本装置を第２図の■方向に見た図、第４図はＺ軸測
定器の斜視図、第５図はＺ軸測定器の縦断面図、第６図
はＺ軸測定器のＣＣＤラインイメーｌセンサの信号処理
方法を示す図、Ｓ７″ 第７図はモータを停止するためのモータ回転リミット機
構を示す斜視図、第８図は眼鏡レンズ枠形状測定装置の
検出回路図である。１・・・測定部、　２・・・回転台、　３，５゜８・・
・タイミングプーリ、　　４，７・・・タイミングベル
ト、　６・・・モータ、　９・・・ロークリエンコーダ
、　　１０・・・基板、　　１１゜１２・・・側板、　
　１３・・・中央板、　　１４゜１５・・・スライドガ
イドシャフト、　　１６・・・スライド板、　　１７．
１８．１９・・・スライドガイドローラ、　　２０・・
・定荷重ばね、　　２１・・・ブッシング、　　２２・
・・軸、　　２３・・・ブラケット、　　２４・・・リ
ニアエンコーダ、２５・・・スケール、　２６・・・検
出器、　２７・・・アンプ、　　２８・・・フレキシブ
ルケーブル、　２９・・・ブラケット、　３０・・・ス
タイラス、　　３１・・・スリーブ、　　３２・・・頭
部、　３３・・・Ｚ軸測定器、　３４・・・ＣＣＤライ
ンイメージセンサ、　　３５・・・ＬＥＤ。３６・・・モータ回転リミット機構、　　３７・・・回
転リミット用り金具、　３８・・・遮蔽ロッド、　３９
・・・遮蔽板、　４０ａ、４０ｂ・・・ばね、　　４１
ａ、４１ｂ・・・フォトインクラブク、　　４２・・・
制御回路、　　４３・・インタフェース、　　Ｆ・・・
眼鏡フレーム、　　Ｆｒ・・・レンズ枠、　０・・・任
意の点、　Ｐ・・・レンズ枠上の点、　Ｒ・・・スライ
ド板の移動方向、ｒ・・・０とＰの間の水平距離、　Ｚ
・・・スタイラスの上下移動方向、　　２・・・０とＰ
の間の垂直距離、　ｅ・・・回転台の回転方向、　θ・
・・０を基準としたＰの回転角度、出願人　　ホ　−　ヤ　株式会社代理人　弁理士　中　村　静　男第１８

Claims

【特許請求の範囲】

１、測定子としてスタイラスの円板状の頭部を、眼鏡フ
レームのレンズ枠の内周に沿って移動させるために、ス
タイラスを水平方向に移動させる手段、上下方向に移動
させる手段、およびレンズ枠内の任意の点を中心に回転
させる手段を備え、更に、スタイラスまたはスタイラス
を保持する部材の水平方向変位を測定するためのスケー
ル、スタイラスまたはスタイラスを保持する部材の上下
方向変位を測定するスケール、および前記の任意の点を
基準とした、スタイラスまたはスタイラスを保持する部
材の回転角度を測定するための手段を備えていることを
特徴とする眼鏡レンズ枠形状測定装置