JPS62215814A - 眼鏡フレ−ムのレンズ玉型形状測定装置 - Google Patents

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】 （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
定しである）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、取付位置が不適切だと正
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
ゲンカープ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） 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形状測定装置（１００）と
、前記形状測定装置からの信号を人力し、前記フレーム
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
装置（４００）と、前記フレームの形状データとして前
記三次元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装置（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と測定データ処理装置２
００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、データ人力装置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、計測方法人力、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似な
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袋Ｍ１００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
くステップ４０１）、ついでいずれの計測方法が入力さ
れているかを判断しくステップ４０２）、ボクシングシ
ステム（ステップ４０３）、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
判断しくステップ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くステップ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ＰＤが入力さ
れているか否かを判断しくステップ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４
１１）。

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３つの点Ｐ、　、Ｐ、、Ｐ３の座標データを選択
する（ステップ４１２）。

次いで、Ｐ＋　、Ｐｚ　、Ｐ３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４１
４で球の半径を算出しくステップ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）を入力しくステップ４１６）
、Ｘ座標データの最大値、最小値を求め（ステップ４１
７）、Ｙ座標データの最大値、最小値を求める（ステ・
ノブ４１８）。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くステップ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
換しくステップ４２■）、以下の式によってサイズ径を
算出する（ステップ４２２） Ｙ’ｎ　＝Ｙｎ±□ ｆη「〒Ｙｎ” 但し、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
タと偏心量とを人力しくステップ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４２
４）。その後、ステップ４２４で求めた距離の最大値を
算出しくステップ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とを入力しく
ステップ４２７）、フレームの左右玉型の幾何学中心を
算出しくステップ４２８）、その後、フレームの枠中心
間距離ＦＰＤを算出しくステップ４２９）、以下の式に
て偏心ＩＬ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、■Ｃ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６００
ｂ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８０Ｑ等とのデータの伝送を目的とするＲ３２３２Ｃ
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ｌの矢印２．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１２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、その回
転量はロータリーエンコーグ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１３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ｌＯの矢印
１３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ｌＯ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ｖｉ１６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１．　、／
、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の玉量を決定する三次元の測
定値はパルスモータ１４に与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。片方の玉量の
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ｌ、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１２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画工型について、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３ｏ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。

マイクロコンビエータ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を駆動しくステップ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人力され
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４４）。

そして、不図示のスイッチからスライドテーブル１０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を罵区動する（ステラフ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４７．４
８）、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、一方の正型
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、他方の正型を決定するデー
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４０
０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５０
０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、フレームの正型
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、正型の幾何
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
した正型の幾何学中心を左右のフレームの正型で行なう
ことによりフレームの枠中心間距離（Ｆ　Ｐ　Ｄ）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心に合せる為に、
フレームの正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、及び近用メ
ガネの場合、その幅較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、正型を正型の幾何学中
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
もとづき玉摺器や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を作製できる利点
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正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６０
０ａに各正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、フレームの正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、フレームの正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、正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３ケ所のみのデータで十
分である。

（発明の効果） 以上述べた如く本発明によれば、フレームの玉量形状を
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１Ｏ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 ４００−一演算処理装置 ５００−・−インターフェイス装置 ７０　（Ｌ−−一表示装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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形状測定装置と、 前記形状測定装置からの信号を入力し、前記フレームの
   幾何学中心データとカーブ値データとを演算する演算装
   置と、 前記フレームの形状データとして前記三次元座標データ
   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
   する出力装置と、 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。