JP2006247825A - 眼鏡レンズの吸着治具取付装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】眼鏡レンズLを開口部141内に配置できる載置台(レンズ載置部140又はレンズ保持具200)と、前記開口部141に載置された眼鏡レンズLの画像を撮影する撮像手段(CCDカメラ105,106)と、撮像された前記眼鏡レンズLの画像から吸着治具121の取付位置を特定する位置決定手段と、吸着治具121を前記眼鏡レンズLの取付位置に配置する装着手段(X−Yステージ部150,吸着治具搬送部120を備える)とを備えている。
【選択図】 図67
Description
[装置の各部の構成]
図67は本発明に係る眼鏡レンズの吸着治具取付装置100の構成の概要を説明するブロック図である。本例では、眼鏡レンズの吸着治具取付装置100は、全体光学系110、吸着治具搬送部120、レンズメータ光学系(CL光学系)130、レンズ載置部140、レンズ載置部140を前後左右に移動させるX−Yステージ部150、操作パネル10、液晶表示部(表示手段)160、画像処理機能を有する画像処理手段としての演算制御回路(演算制御手段)170及びROM170aを備えている。
この操作パネル10の操作により液晶表示器160の表示切り替えや種々の設定操作ができるようになっている。即ち、この操作パネル10には、図70〜71に示すように、液晶表示器160の右側に配置された操作パネル部10aと、液晶表示器160の下側に配置された操作パネル部10bを有する。
(操作パネル部10a)
この操作パネル部10aには、測定を中止する『ストップ』スイッチ12と、レイアウトデータの入力方式を切り替える『入力切替/メニュー』スイッチ13と、メモリに記憶されているフレームデータを呼び出す『メモリー』スイッチ14と、フレームデータを要求する『データ要求』スイッチ15と、入力設定用の『−+』スイッチ16と、カーソル移動用の『▽』スイッチ17とを有する。
(操作パネル部10b)
この操作パネル部10bには、液晶表示器160の下縁に沿って配列されたファンクションキーF1〜F6が設けられている。また、操作パネル部10bには、眼鏡レンズの右眼用・左眼用の加工の指定や表示の切替え等を行う『左』スイッチ18L、『右』スイッチ18Rが設けられている。
ファンクションキーF1〜F6は、眼鏡レンズMLの加工に関する設定時に使用される他、加工工程で液晶表示器160に表示されたメッセージに対する応答・選択用として用いられる。
また、レイアウト画面としては、図70に示したように眼鏡レンズにレンズ吸着治具を吸着するためのレイアウト画面を表示させる『レイアウト・吸着』のモードや、玉型形状情報(θi,ρi)に隠された眼鏡レンズにレンズ吸着治具を吸着させたときの状態を示す『レイアウト』のモードがある。
全体光学系110は、眼鏡レンズL及び開口部内部の図形画像を撮像する光学系である発光ダイオード103(例えば波長860nm)、この発光ダイオード103からの発散光を平行光とすると共に反射光を収束光とするコリメータレンズ104、撮像素子である2台のCCDカメラ105,106、反射光を撮像素子に導く2枚のハーフミラー107,108、モータ111で回転される再帰性反射シートからなる反射板109を備えている。なお、本例では、CCDカメラ105はレンズ全体を撮像するものであり、撮像素子であるCCDカメラ106は、レンズの一部を拡大(例えば2倍)して撮像するものとしている。また、反射板109は、レンズを均一に照射するためモータ111の軸の垂直面に対して例えば3°程度傾斜して設けられている。
載置ステージ中央には開口部141が設けられて、図68に示すようにアクリル製の基板201と、基板201上に、眼鏡レンズを載置するための3本のレンズ保持棒202が設けられたレンズ保持具200が設けられている。
未加工の円形眼鏡レンズの場合は、上述した透明板上の保持部材に載置させることで載置することができるが、加工済みの眼鏡レンズ、非円形の眼鏡レンズ等の玉型を保持部材に載置するには、枠替えレンズホルダ300を使用する。これは、眼鏡装用者が眼鏡フレームを替えたい場合などに、現在加工済みの眼鏡レンズを新しい眼鏡フレームに枠入れするために、その加工済みの眼鏡レンズに吸着治具180を取り付けるためである。
X−Yステージ部150はX方向(進退方向)及び、Y方向(横方向)にレンズ載置部140を移動させることにより、眼鏡レンズLをレンズ取り出し位置、撮像位置、眼鏡レンズLを吸着治具121の取付位置、レンズメータ光学系計測位置に移動させる。また、撮像位置ではCCDカメラ105、106に撮像される眼鏡レンズLの位置をX方向、Y方向へ移動させ、撮像位置を変更する。
図67において吸着治具搬送部120は、円筒状で溝の付けられた筒部(図示せず)と駆動モータ(図示せず)を備える吸着カップ搬送部(図示せず)を有する。この吸着カップ搬送部(図示せず)は全体光学系と同様に平板に取り付けられている。この吸着治具搬送部120の詳細な図示は省略したが、以下のように構成される。
レンズメータ光学系130は、眼鏡レンズの特性を光学的に検出する装置であり、印点されていない円形の未加工レンズや、隠しマーク、印刷マーク、BFレンズ(セグメント)等の図形画像を認識できない眼鏡レンズに使用される。この場合、吸着治具の吸着位置を特定することができないので、そのような眼鏡レンズの場合には、レンズ載置台がY軸方向へ移動され、CL光学系の個所まで移動される。CL光学系は図の通り、上側に発光部、下側に受光部を備え、上下で向かい合うように構成され、発光部の後端には光学系が配置されている。
(i)眼鏡レンズの画像処理の概略
次に、図67に示した眼鏡レンズの吸着治具取付装置100の演算制御回路170による眼鏡レンズの図形画像の処理を説明する。図1は本発明に係る眼鏡レンズの吸着治具取付装置の画像処理の全体を示すフローチャートである。
上述した図1のフローチャートに基づく画像取得をより具体的に説明する。
ステップS1(全体画像の取得)
ステップS2(枠替えレンズホルダの有無判断)
ステップS21〜23(図2,図3参照)
ステップS24〜26(図2,図3参照)
ステップS3(レンズの有無し判断)
ステップS301〜305(図4,図5参照)
ステップS311〜323
ステップS4,5(レンズの種別判断及びレンズの水平合わせ)
00×100〜300×300画素程度の範囲に納まることを確認している。
連結数:450〜2000画素(各ラベルの画素数)
サイズ:高さ、幅ともに50〜250画素
なお、サイズは図33に示すように、セグメントのエッジ1401の高さ及び幅の画素数を計測する。
ここで、精度向上のため、距離関数にカーブフィッティングを行なう。図36の点Cで距離関数を左右2つの領域に分け、それぞれの距離関数に二次関数をフィッティングし、その交点に対応するエッジをコーナーとして抽出した。
(イ)コーナー以外の部分が欠けている場合(図57:2つのコーナーが残っている場合)と、
(ロ)左右どちらかのコーナーが欠けている場合(図59:残ったコーナーは1つの場合)との2つの場合に分けて考えることとする。それぞれの場合の距離関数を図58、図60に示した。距離関数の極大値である変曲点の数を求め、その数をコーナーの数とみなすこととする。ただし、図58、図62に示すように、距離関数自体は凸凹が激しいため、ここでは距離関数の加重平均を取り、ある区間毎の傾きを用いて求めた。
レンズ保持棒202の位置は画像のどの位置に来るのか予め分かっているので、レンズ保持棒202の位置にはマスクを掛けてエッジの検出を行なった。また、3本のレンズ保持棒202とセグメントのサイズから、多くても1本のレンズ保持棒202にしか掛からないことを確認したので、ここでは、上述した(イ),(ロ)をより具体的に考える。即ち、ここでは、上述した(イ),(ロ)を、より具体的に、
(イ)コーナー以外の部分でレンズ保持棒202と重なった場合と、
(ロ)コーナーでレンズ保持棒202と重なった場合と、
の2つの場合に分けて、距離関数を求めることとした。
(イ).コーナー以外の部分でレンズ保持棒202と重なった場合
この場合図45に示す画像について処理を行なった。求めた重心Gから作成した距離関数を図46に示す。この結果より、レンズ保持棒202によりエッジが途切れていても、コーナー付近で極大値を取ることを確認できた。しかし、レンズ保持棒202と重なった部分のエッジが無くなっているので、エッジから得られる重心Gは、図45の点Cの方へ寄っている。そのため、レンズ保持棒202と重なりの無い場合の距離関数(図37参照)に比べると、コーナー付近を示す2つの極大値(BとC)の大きさにずれが生じているの確認できる。
この結果、エッジが途切れた場合でも距離関数の二次関数へのフィッティングにより、コーナー付近の抽出を行なうことはできる。しかし、ここでの距離関数では重心位置がずれているためにフィッティングした二次関数の交点が本来のコーナー位置とはずれてしまう場合がある。そこで、図44の点Aと点Dからそれぞれ直線を伸ばし、セグメントの疑似エッジを作り、仮の重心G’を求め、そこから距離関数を計算する。端点A、Dから伸ばす直線は、端点から5点分の座標を元に最小二乗法によりその式を求める。その結果を図46に、得られた距離関数を図47に示す。図中の線分AEと線分EDが追加された直線であり、符号G’は疑似エッジから求めた仮重心である。
(ロ).コーナーでレンズ保持棒202と重なった場合
概略の処理手順を、図55のフローチャートに示した。即ち本処理では、画像エッジ中から2つの端点を検出し(S641)、距離関数を作成する(S642)。次に残りのコーナを検出する(S643)がこのとき距離関数の極大値を残ったコーナを判断する。ついでエッジを上下2つに分離し(S644)、さらに各エッジの近似曲線・楕円の算出を行い、両者の交点をコーナーとして算出する(S646)。
(イ)累進多焦点レンズの場合
レンズの吸着ポイントが決定した後、スタート時にユーザーが行なったレンズの左右の選択が正しく行われているか、画像処理によってその成否を確認する。レンズの左右判定は、累進多焦点レンズの近用部ペイントマークの重心が隠しマーク中点の左右どちら側にあるかによって決定する。
(ロ)バイフォーカルレンズの場合
この処理は、図66に示すように撮影したセグメントの形状より水平線及び垂直線を取り、レンズ外形の幾何中心と吸着点を比較し、どちらの方向にあるかで、左右判断を行なう。レンズ外形の幾何学中心Oと、吸着点1407との位置関係で定めた。幾何中心が吸着点より左にある場合は左レンズ、右にある場合は右レンズと判断する。以上の処理の終了後、吸着治具搬送部120で吸着治具121を眼鏡レンズLの吸着点1407に載せ、眼鏡レンズLを吸着治具搬送部120で装置外に搬出して一連の処理は終了する。
120…吸着治具搬送部(装着手段の一部)
121…吸着治具
140…レンズ載置部(載置台)
141…開口部
150…X−Yステージ部(装着手段の一部,装着位置決定手段の一部)
170…演算制御回路(マーク検出手段,装着位置決定手段,画面表示設定手段等の一部)
200…レンズ保持具(載置台)
1503…隠しマークを示す影
1505…アイポイントを示す影(フィッティングマーク)
L…眼鏡レンズ
F1〜F6…ファンクションキー(切替手段又は画面表示設定手段の一部)
Claims (6)
- 眼鏡レンズを開口部内に配置できる載置台と、
前記開口部に載置された眼鏡レンズの画像を撮影する撮像手段と、
撮像された前記眼鏡レンズの画像から吸着治具の取付位置を特定する位置決定手段と、
吸着治具を前記眼鏡レンズの取付位置に配置する装着手段とを備えた眼鏡レンズの吸着治具取付装置において、
前記位置決定手段は、前記撮像手段で撮像した前記開口部内部の画像から眼鏡レンズのフィッティングマークまたは隠しマークの少なくとも一方の有無及び位置を検出するマーク検出手段と、
前記検出した位置から眼鏡レンズにおける前記吸着治具の装着位置を求める装着位置決定手段と、
前記眼鏡レンズのフィッティングマークを基準とするか、あるいは前記隠しマークを基準とするか切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする眼鏡レンズの吸着治具取付装置。 - 眼鏡レンズの開口部内に配置できる載置台と、
前記開口部に載置された眼鏡レンズの画像を撮像する撮像手段と、
撮像された前記眼鏡レンズの画像から吸着治具の取付位置を特定する位置特定手段と、
吸着治具を前記眼鏡レンズの取付位置に配置する装着手段とを備えた眼鏡レンズの吸着治具取付装置において、
前記位置決定手段は、前記撮像手段で撮像した前記開口部内部の画像から眼鏡レンズのフィッティングマークまたは隠しマークの少なくとも一方の有無及び位置を検出するマーク検出手段と、
前記検出した位置から眼鏡レンズにおける前記吸着治具の装着位置を求める装着位置決定手段と、
前記マーク検出手段により検出されたときに、前記眼鏡レンズのフィッティングマークを基準とする画面表示にするか、あるいは前記隠しマークを基準とする画面表示にするか設定する画面表示設定手段とを備えたことを特徴とする眼鏡レンズの吸着治具取付装置。 - 前記マーク検出手段は、前記撮像手段により取得した画像の2値化処理、ノイズ除去処理を行い、眼鏡レンズ上のフィッティングマークまたは隠しマークのエッジ画像を獲得することを特徴とする請求項1又は2に記載の眼鏡レンズの吸着治具取付装置。
- 前記マーク検出手段は、前記撮像手段が取得した画像から、エッジを作成し、該エッジにテンプレートを適用することで隠しマークを検出することを特徴とする請求項3の眼鏡レンズの吸着治具取付装置。
- 前記位置決定手段は、獲得した隠しマークまたはフィッティングマークの画像の位置から吸着治具取付個所を特定することを特徴とする請求項4の眼鏡レンズの吸着治具取付装置。
- 前記位置決定手段は、獲得した隠しマークまたはフィッティングマークの画像の重心から吸着治具の取付個所を特定することを特徴とする請求項5の眼鏡レンズの吸着治具取付装置。
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