JPH06100457B2

JPH06100457B2 - 眼鏡フレ−ムのレンズ玉型形状測定装置

Info

Publication number: JPH06100457B2
Application number: JP61059987A
Authority: JP
Inventors: 章本田; 徹高須
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1986-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS62215814A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、眼鏡フレームのレンズ固定用溝形状から玉型
形状を測定する装置に関するものである。

（発明の背景）この種の装置は、従来機械的な倣い装置であって、眼鏡
フレームのレンズ固定用溝を倣いながら、レンズ周縁加
工機用の型板を作製するものであった。また、眼鏡フレ
ームを回動部材に固定して回動させ、眼鏡フレームのレ
ンズ縁内の仮設センター（回転中心に対して一義的に設
定してある）からレンズ固定用溝に至る距離を電気的に
数値データとしてとり込む装置も提案されている。いず
れの装置も得られる結果は、眼鏡フレームの装置への取
付位置により変化してしまい、取付位置が不適正だと正
しい測定が行なわれないという欠点があった。またフレ
ームの溝形状のカーブ値は測定されないため、フレーム
にメガネレンズを固定するためにメガネレンズの周縁に
ヤゲンを形成する際、フレームの溝カーブにヤゲンカー
ブを一致させるようになすことは困難で、フレームをヤ
ゲンカーブに一致させる為フレーム自体を修正しなけれ
ばならないという欠点もあった。

（発明の目的）本発明は、これらの欠点を解決し、眼鏡フレームの玉型
形状を決定するデータを簡単に得ることが出来る形状測
定装置を得ることを目的としている。

（発明の概要）載置面に対し、眼鏡フレーム（８）の一対のリムを略平
行に保持する保持手段（9a、9b、9c、10）と、前記リム
内に挿脱され、前記リムのレンズ固定用溝形状を測定す
る測定部（２）と、前記測定部が一方のリムを測定した
後、前記保持手段と前記測定部とを相対移動させて前記
測定部が他方のリムを測定するようになし、前記眼鏡フ
レームの一対の眼鏡フレームの一対のリムのレンズ固定
用溝形状を三次元的に求めて座標データを出力する形状
測定手段（100）と、前記形状測定手段からの前記座標
データを入力し、前記フレームの両玉型の幾何学中心デ
ータとカーブ値データとを演算する演算手段（400）
と、前記フレームの形状データとして前記座標データと
前記幾何学中心データと前記カーブ値データとを出力す
る出力手段（500、700）と、を有することを特徴とする
眼鏡フレームの玉型形状測定装置である。

（実施例）第１図は本発明の一実施例のブロック図であって、眼鏡
フレームの玉型形状測定装置は、眼鏡フレームのレンズ
固定用溝形状の測定装置100と測定データ測定装置200と
から構成されている。

レンズ固定用溝形状の測定装置100は、眼鏡フレームの
レンズ固定用溝形状を三次元的に求めて三次元座標デー
タを出力するもので、その詳細については後述する。

測定データ処理装置200は、データ入力装置300、演算処
理装置400、インターフェイス装置500、記憶装置600、
表示装置700、を有する。

データ入力装置300は偏心量入力、計測方法入力、サイ
ズ径入力、瞳孔距離入力が行なえるようにテンキー等で
構成されている。偏心量は、眼鏡フレームの幾何学中心
から瞳の位置をどれだけずらすかを決定する量であっ
て、眼鏡装用者に応じて変わる値であり、最終的に未加
工レンズが加工可能かどうかを判断するために入力され
る。計測方法は、各種規格により表示が異なるので、そ
の換算を行なうためにどのような規格で表示するかを指
示するために入力するもので、ボクシングシステム、デ
ータラインシステム、商工連システム等がある。サイズ
径は測定した眼鏡フレームの三次元座標データを相以な
フレームのデータに変換するために入力するものであ
る。瞳孔距離は偏心量を算出するために入力するもので
ある。

レンズ固定用溝形状測定装置100から出力される三次元
座標データと、データ入力装置300から出力される各種
データとは演算処理装置400に入力される。演算処理装
置400は、データ入力装置300に入力されたデータによっ
て演算を行なう。具体的には第２図のフローチャートに
よって、まず、フレームカーブを算出し（ステップ40
1）、ついでいずれの計測方法が入力されているかを判
断し（ステップ402）、ボクシングシステム（ステップ4
03）、データラインシステム（ステップ404）、商工連
システム（ステップ405）によって各フレームのサイズ
計測方法に対応した幾何学中心を算出し、その後、サイ
ズ径が入力されているか否か判断し（ステップ406）、
入力されていればサイズ径変換処理を行ない（ステップ
407）サイズ径が入力されていないか又はステップ407が
終了すると偏心量が入力されているか否かを判断し（ス
テップ408）、偏心量が入力されていると加工可能レン
ズの大きさの算出を行ない（ステップ409）、偏心量が
入力されていないかステップ409が終了すると瞳孔距離P
Dが入力されているか否かを判断し（ステップ410）、瞳
孔距離PDが入力されていると偏心量を算出する（ステッ
プ411）。

次に、第３図に示したフレームカーブを算出するフロー
チャートについて説明する（第２図のステップ401に対
応する）。まず、フレームの三次元座標データのうち異
なる４つの点P₁、P₂、P₃、P₄の座標データを選択する
（ステップ412）。次いで、P₁、P₂、P₃、P₄の座標デー
タより球の方程式を算出する（ステップ413）。この球
は眼鏡フレームのレンズ固定用溝が乗る球である。ステ
ップ413で球の方程式が求まると、ステップ414で球の半
径を算出し（ステップ414）、カーブ値を算出する（ス
テップ415）。また、この時この球の中心座標データと
フレームの三次元座標データの幾何学中心座標データと
を比較することにより、フレームの測定時の傾きも算出
できる。

また、第２図のステップ403に相当するフローチャート
を第４図によって説明する。すなわち、三次元座標デー
タのうち、フレームの平面形状を決定する二次元座標デ
ータ（Ｘ座標、Ｙ座標）を入力し（ステップ416）、Ｘ
座標データの最大値、最小値を求め（ステップ417）、
Ｙ座標データの最大値、最小値を求める（ステップ41
8）。その後、ステップ417、418で求めた最大値、最小
値から幾何学中心の座標Xc、Ycを以下の式にて算出する
（ステップ419）。

フローチャート404、405についても同様であるからこれ
らの説明は省略する。

第２図のステップ407に相当するフローチャートを第５
図によって説明する。この場合には、三次元座標データ
とサイズ径とを入力し（ステップ420）、三次元座標デ
ータをその測定中心が幾何学中心となるデータに変換し
（ステップ421）、以下の式によってサイズ径を算出す
る（ステップ422）但そ、Ｘ′ｎ、Ｙ′ｎは変換後の座標値、 Xn、Ynは変換前の座標値Ｍはサイズ径、添字ｎはｎ番目の座標値、である。

第２図のステップ409に相当するフローチャートを第６
図によって説明する。この場合には、三次元座標データ
と偏心量とを入力し（ステップ423）、フレームの幾何
学中心から偏心量分ずらした位置からレンズ固定用溝ま
での距離を全周にわたって算出する（ステップ424）。
その後、ステップ424で求めた距離の最大値を算出し
（ステップ425）、フレームに入るような未加工レンズ
の大きさを算出する（ステップ426）。

さらに、第２図のステップ411に相当するフローチャー
トを第７図によって説明する。この場合には、まず左右
玉型の三次元座標データと瞳孔距離PDとを入力し（ステ
ップ427）、フレームの左右玉型の幾何学中心を算出し
（ステップ428）、その後、フレームの枠中心間距離FPD
を算出し（ステップ429）、以下の式にて偏心量Ｌを算
出する（ステップ430）。

演算処理装置400はこのようにして変換及び算出したデ
ータをインターフェイス装置500、記憶装置600、表示装
置700に送出する。表示装置700には、フレームの玉型の
カーブ値、加工可能レンズサイズ、PD位置と共にレンズ
玉型形状が幾何学中心を表わす表示と共に表示されるよ
うに、CRT、LCD等を利用したディスプレイ部4aが設けら
れている。

また、記憶装置600は、ハードディスク、ICメモリ等を
使用した記憶部600aと、記憶された眼鏡フレームのデー
タに番号を付し、検索するための検索部600bより構成さ
れている。

インターフェイス装置500は、他の機械、例えば玉摺器8
00等とのデータの伝送を目的とするRS232C等で構成され
ている。

次に、レンズ固定用溝形状の測定装置100について詳述
する。

第８図は測定装置100の機械部分を示す斜視図、第９図
は第８図におけるレンズ固定用溝形状の測定部のみを示
したものである。測定アーム１は先端に触針２があり、
他端は軸３を中心に自由に回転できるように支持されて
いる。軸３には測定アーム１の矢印l₁方向の動きを測定
するロータリーエンコーダ４が取付けられている。この
エンコーダ４は、絶対位置を測定するためのアブソリュ
ートエンコーダもしくは原点信号付のインクリメンタル
エンコーダである。測定アーム１、触針２、軸３、エン
コーダ４は全体で軸５を中心に矢印l₂方向に自由に回転
できるように支持部材７により支持され、この回転量は
ロータリーエンコーダ６によって測定される。このエン
コーダ６も絶対位置を測定できるアブソリュートエンコ
ーダもしくはインクリメンタルエンコーダである。触針
２は眼鏡フレーム８のリムの溝に沿って測定アーム１の
自重でならって動く。眼鏡フレーム８はフレーム枠固定
部材9a、9b、9cによりスライドテーブル10に固定され
る。スライドテーブル10はアリ溝によりガイド11にスラ
イド可能に取り付けられており、ガイド11は側面に歯車
を切られたフレーム枠回転板12に固設されている。スラ
イドテーブル10には矢印l₃方向にラック17が固設され、
ラック17には回転板12と一体の保持板12′に固定された
モータ19で回転する歯車18が噛合している。スライドテ
ーブル10の矢印l₃方向の移動量はリニアエンコーダ13に
より測定される。リニアエンコーダ13は例えば、ガイド
11に光学格子が、スライドテーブル10に光学格子の読取
装置が設けられて構成されている。フレーム枠回転板12
の歯車にはパルスモータ14で駆動される小歯車が噛合し
ているから、回転板12はパルスモータ14により回転す
る。また、フレーム枠回転板12には初期位置検出用フォ
トセンサ15用の遮光板16が取付けられている。

眼鏡フレームの測定は、最初に触針２をフレームの溝に
合わせると以後は自重でフレーム溝にならって動く。従
って、Ｚ軸を中心に眼鏡フレーム８を回転すると、フレ
ームの溝形状に合わせて測定アーム１が矢印l₁、l₂の方
向に移動し、その回転量はエンコーダ４、６によって読
取ることができる。

すなわち、眼鏡フレーム８の玉型を決定する三次元の測
定値はパルスモータ14に力えられたパルス数からＺ軸ま
わりの回転角θが、エンコーダ４によりＺ軸に直交する
方向での位置ｒが、エンコーダ６によりＺ軸方向の位置
が得られる。ここで、回転角θと位置ｒが眼鏡フレーム
８の平面形状を規定するデータとなる。片方の玉型の測
定が終了したら、（すなわち、初期位置検出用フォトセ
ンサ15を遮光板16が遮光し、初期位置信号が得られた
後、再び初期位置信号が得られたら）触針２をはずし、
モータ19を駆動することにより歯車18、ラック17を介し
てスライドテーブル10を矢印l₃方向へスライドさせ、他
方のリム内側に触針２をセットする。このときのスライ
ドテーブル10のスライド量はエンコーダ13により測定さ
れる。以後は、同様にして他方のレンズ溝形状の測定を
行なう。なお、矢印l₂方向は相対的な位置が分れば十分
なのだから、エンコーダ６は相対位置のみ分かるインク
リメンタルエンコーダでも構わない。

以上のようにして眼鏡フレームの両玉型について、それ
ぞれの溝形状と、その相対的な位置関係を測定すること
ができる。

第10図は第８図と共に用いられる電気回路のブロック図
であって、不図示の測定開始スイッチのオンの後に、マ
イクロコンピュータ30からの指令信号によってパルス発
生器31はクロックパルスを発生する。このクロックパル
スはパルスモータ14を駆動すると共に、カウンタ32によ
って計数される。フォトセンサ15が遮光板16によって遮
光されることにより得られる初期位置信号は、カウンタ
ー32をリセットすると共に、マイクロコンピュータ30に
入力される。

マイクロコンピュータ30は第11図の如きフローチャート
によって動作する。すなわち、上述したように、不図示
の測定開始スイッチをオンすると、マイクロコンピュー
タ30はパルス発生器31を駆動し（ステップ40）、フォト
センサ15から出力された初期位置信号を入力すると（ス
テップ41）、カウンタ32の計数値に対応させてエンコー
ダ４、６の計数値を記憶していく（ステップ42）。そし
て、再び初期位置信号が入力されると（ステップ43）、
眼鏡フレームは一回転されたことになるので、パルス発
生器31からのパルスの発生を停止させる（ステップ4
4）。そして、不図示のスイッチからスライドテーブル1
0の駆動指令がなされると（ステップ45）、マイクロコ
ンピュータ30はモータ19を駆動する（ステップ46）。不
図示のモータ19の停止スイッチがオンされ、再び測定開
始スイッチがオンされると（ステップ47、48）、マイク
ロコンピュータ30はパルス発生器31を駆動する（ステッ
プ49）、マイクロコンピュータ30はステップ42と同様に
カウンタ32の計数値に対応させてエンコーダ４、６の計
数値を記憶していく（ステップ50）、再び初期位置信号
を入力すると（ステップ51）、パルス発生器31からのパ
ルスの発生を停止する（ステップ52）。

このような構造であるから、スライドテーブル10に眼鏡
フレーム８をフレーム枠固定部材9a、9b、9cにて固定
し、触針２をレンズ固定用溝に落下させた後、不図示の
測定開始スイッチをオンするのみで、一方の玉型を決定
するデータが自動的に得られる。そして、触針２を一方
のリム内より抜き去り、不図示の駆動指令スイッチをオ
ンすることによりスライドテーブル10を移動し、触針２
を他方のリム内に無理なく入れられる位置（測定アーム
１を水平にした状態で触針２がレンズ固定用溝に落下す
る程度の位置）にて上記駆動スイッチをオフし、他方の
リムのレンズ固定用溝に触針２を落下し、測定開始スイ
ッチをオンすれば、他方の玉型を決定するデータが自動
的に得られる。

このようにしてレンズ固定用溝形状の測定装置100によ
って測定された三次元座標データは演算処理装置400に
て読込まれ、演算処理装置400はデータ入力装置300から
の指令によって、第２図ないし第７図のフローチャート
に従った演算処理を行ない、結果を記憶装置600に記憶
させると共に、表示装置700に表示せしめる。そして必
要があれば、インターフェイス装置500を通して、玉摺
器800等の外部装置にデータを送出する。

以上の実施例によればフレームの溝形状を測定する際、
フレームが傾かないように固定したり、フレームの玉型
の幾何学中心の中心出しをしながら固定する必要がなく
なり、測定が容易になり、フレームの傾き、玉型の幾何
学中心を溝形状の測定データにより算出し補正すること
により測定も正確になる利点がある。また、フレームの
溝カーブが算出される為、メガネレンズをフレームに固
定する際、フレームの溝カーブとメガネレンズの周縁の
ヤゲンカーブを一致させることが可能となり、メガネレ
ンズの固定が正確かつ容易になる利点がある。次に算出
した玉型の幾何学中心を左右のフレームの玉型で行なう
ことによりフレームの枠中心間距離（FPD）が算出さ
れ、また、入力された瞳孔間距離（PD）を用いることに
よりレンズの光学中心を瞳の中に合せる為に、フレーム
の玉型の幾何学中心よりレンズの光学中心をどれだけ水
平方向に偏位させればよいかその偏心量も算出できる。
その時に、プリズムがあった場合、その時のプリズムの
度数、基底の方向に対応した水平及び垂直方向の偏心量
を入力し、また２重焦点及び近用メガネの場合、その幅
輳に応じた偏心量を入力することにより、レンズの光学
中心を任意の位置に設定することができる。故に、偏心
量を考慮し、玉型を玉型の幾何学中心より偏心量分、偏
心させた型板を作製することのできるデータをインター
フェイス500より、そのデータにもとづき玉摺器が型板
を作製する装置800に出力することにより必要な量を偏
心させた型板で作製できる利点がある。またフレームの
玉型形状が同じでもフレームにはサイズの違うものがあ
り、その場合も入力されたサイズ径のデータをもとに玉
型の溝形状のデータを変換しサイズの違う型板も同様に
作製出来る。更に、記憶部600aに各玉型の溝形状データ
を記憶することにより、今までのように、フレームの玉
型に合う型板を大量にストックしておく必要はなくな
り、また記憶されているデータを表示部のCRTディスプ
レイ等を用い検索することも可能となる。本発明の実施
例は以上のように多くの利点をもち、フレームの玉型に
メガネレンズを固定する過程において、その利用価値は
大である。

なお、以上の実施例では、レンズ固定用溝形状を三次元
的に求めるに際し、各次元においてきめの細かいデータ
をエンコーダより得ているが、玉型を決定する細かいデ
ータはフレームの平面形状を特定する回転角θと位置ｒ
で十分であって、エンコーダ６により得られるＺ軸方向
の位置は、溝カーブを求める場合にのみ必要となるので
あるから、球を決定するために４カ所のデータで十分で
ある。

（発明の効果）以上述べた如く本発明によれば、フレームの玉型形状を
決定するデータが簡単に得られるので、眼鏡レンズの加
工及び枠入れ作業が容易になる、という効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図乃至第
７図は第１図の演算処理装置400の動作を説明するため
のフローチャート、第８図はレンズの固定用溝形状の測
定装置100の機械部分を示す斜視図、第９図は第８図に
おけるレンズ固定用溝形状の測定部のみを示した斜視
図、第10図は第８図と共に用いられる電気回路のブロッ
ク図、第11図は第10図で用いるマイクロコンピュータ30
のフローチャート、である。（主要部分の符号の説明） 100……眼鏡フレームのレンズ固定用溝形状の測定装置 400……演算処理装置 500……インターフェイス装置 700……表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】載置面に対し、眼鏡フレームの一対のリム
を略平行に保持する保持手段と、前記リム内に挿脱され、前記リムのレンズ固定用溝形状
を測定する測定部と、前記測定部が一方のリムを測定した後、前記保持手段と
前記測定部とを相対移動させて前記測定部が他方のリム
を測定するようになし、前記眼鏡フレームの一対のリム
のレンズ固定用溝形状を三次元的に求めて座標データを
出力する形状測定手段と、前記形状測定手段からの前記座標データを入力し、前記
フレームの両玉型の幾何学中心データとカーブ値データ
とを演算する演算手段と、前記フレームの形状データとして前記座標データと前記
幾何学中心データ及び前記カーブ値データを出力する出
力手段と、を有することを特徴とする眼鏡フレームの玉型形状測定
装置。