JP2008299140A - カップ取付け装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 レンズ表面側から照明光を照射する光学系と、後面側に配置され,光学中心を検出するための光通過口が形成された指標板と、通過口を通過した光束の受光素子を持つ受光光学系と、指標板とレンズ間に配置され,通過した照明光を元に戻す再帰性反射部材であって,通過口に対応した位置で通過口より大きな開口を持つ反射部材と、表面側から撮像する撮像光学系で,表面付近にピントの合う撮像光学系と、受光素子の出力に基づき単焦点レンズの光学中心又は乱視軸角度を検出し,撮像したレンズ像を画像処理により印点,小玉又は累進マークの位置を検出する検出手段と、を備え、検出結果に基づきカップ取付位置を調整する。
【選択図】 図4
Description
特許文献2のように、レンズ下方から拡散照明光で照明するタイプにおいては、レンズの外周エッジや二重焦点レンズの小玉境界等が判別し難い問題があった。
再帰性反射部材を用いた特許文献3においては、レンズの光学中心等を検出するための照明光学系及び受光光学系を持つ測定光学系は、レンズ像を撮像するための光学系とは独立して別光路とされているため、装置構成が複雑になり、装置が大型化する問題がある。
(2) (1)のカップ取付け装置において、前記指標板はレンズの径より小さな領域で前記受光光学系の光軸を中心に固定的に配置され、前記反射部材は,レンズの径より小さな反射領域で前記開口が形成された第1反射部材と,該第1反射部材の開口が配置された範囲より広い径の中心開口を中心部に持つと共にレンズより大きな径の反射領域を持つ第2反射部材とを備え、前記撮像素子に撮像される前記第2反射部材の反射ムラを軽減するように、第2反射部材の反射面の位置を高速で移動させる移動機構が設けられていることを特徴とする。
(3) (2)のカップ取付け装置において、前記第2反射部材は前記第1反射部材に対して撮像光学系の光軸方向にずらした位置に配置され、前記中心開口は前記第1反射部材の反射領域よりも小さな径で形成されていることを特徴とする。
(4) (1)のカップ取付け装置において、前記指標板に形成された所定パターンの光通過口は、レンズ表面に付される印点より小さな径で円形形状であり、前記反射部材に形成される開口は前記指標板の光通過口より僅かに大きく、且つレンズ表面に付される印点より小さな径に形成されていることを特徴とする。
(5) (1)のカップ取付け装置は、玉型データ及び玉型に対するレイアウトデータを入力するデータ入力手段と、前記撮像素子により撮像されたレンズ像を表示するディスプレイと、ディスプレイに表示されたレンズ像に合成して玉型図形を表示する表示制御手段であって、前記検出手段により検出された光学中心、玉型データ、レイアウトデータ、受光光学系と撮像光学系の光軸の位置関係、撮像光学系の撮像倍率に基づいて玉型図形の表示サイズと表示位置を決定し、玉型図形を表示する表示制御手段と、を備え、前記照明光学系はレンズの径より大きな略平光束に整形する光学部材を持ち、前記反射部材はレンズの径より大きな反射面を持つことを特徴とする。
(6) (1)のカップ取付け装置は、レンズが、印点が付されていない単焦点レンズ、印点が付されたレンズ、二重焦点レンズ又は累進マークが印刷された累進レンズの何れのタイプであるかを選択する選択手段を備え、前記検出手段は前記選択手段により選択されたレンズタイプに応じて単焦点レンズの光学中心、レンズに付された印点,二重焦点レンズの小玉境界又は累進レンズの累進マークの位置をそれぞれ検出することを特徴とする。
(7) (1)のカップ取付け装置において、さらに前記撮像光学系の略ピント位置に配置されたデモレンズの玉型データを得るために、前記撮像光学系の撮像素子により撮像されたデモレンズ像を画像処理してレンズの外形形状を得る玉型測定手段を備えることを特徴とする。
カップ取付け機構300の構成を、図2により説明する。装着部320を保持するアーム310は、アーム保持ベース312に取り付けられている。保持ベース312は、Y軸方向移動機構302により装置本体1に向かって前後方向(Y軸方向)に移動可能に保持されている。Y軸方向移動機構302は、Z軸方向移動機構304により上下方向(Z軸方向)に移動可能に保持されている。Z軸方向移動機構304は、X軸方向移動機構306により装置本体1に向かって左右方向(X軸方向)に移動可能に保持されている。これら移動機構302,304,306は、それぞれスライド機構及びモータ等を持つ周知の移動機構で構成できる。
図3は、レンズ支持機構100の説明図である。円筒ベース102の内部には、後述する再帰性反射部材及び受光光学系等が配置されている。円筒ベース102の上部には、透明な保護カバー48がリング部材104により取り付けられている。保護カバー48はレンズテーブルを兼ねている。円筒ベース102の外周部の3個所には、回転軸110がそれぞれ回転可能に保持されている。各回転軸110の上端には、アーム114が取り付けられている。そして、各アーム114の先に支持ピン120が取り付けられている。レンズLEが載せられる3つの支持ピン120は、光軸L1に対して等距離で、且つ、等角度(120度間隔)となる関係で配置されている。3個の支持ピン120の上端にレンズLEの後面が当接され、レンズLEが保持される。各回転軸110には、図示を略す回転伝達機構によりモータ140の回転が伝達される。これにより、各アーム114は、図3(a)の退避位置から、図3(b)の点線で示される支持位置に移動される。なお、中心軸L1に対する各支持ピン120の距離が連動して変えられることにより、3個の支持ピン120の間隔も変えられ、3個の支持ピン120により支持される領域の大きさが変えられる。
図4(a)は本装置の光学系の概略構成図である。照明光学系10は、白色光を発するLED等の光源11と、光軸L2上に配置されたハーフミラー12と、光源11からの光軸L2に沿って進む照明光を光軸L1方向に向けて反射すると共に、光軸L1上に置かれたレンズLEより大きな径の略平行光束に整形する凹面ミラー13と、を備える。レンズLEには、照明光学系10によりレンズ表面側から照明光が照射される。レンズLEより大きな径の略平行光束に整形する光学部材としては、凹面ミラー13に代えてレンズを用いることもできるが、装置を大型化させないために、凹面ミラー13を用いると有利である。
市販されている再帰性反射部材においては、ガラス小球21aや反射層21b等の分布にばらつきがあり、場所により反射ムラが生じている。反射ムラがあると、撮像素子33により撮像され像において、二重焦点レンズにおける小玉境界部分、レンズ表面に付された印点や累進マーク等の検出精度の低下に繋がる。そこで、第2反射部材20bの反射面の位置を光軸L1に対して高速で移動させる移動機構を設けることにより、撮像素子33により撮像される反射ムラを軽減することができる。この移動機構としては、光軸L1又はその付近を中心にして第2反射部材20bを回転させる構成が簡便である。
図9は、装置の制御系ブロック図である。受光素子18及び撮像素子33の出力は、制御部50に接続されている。制御部50は、撮像素子33により撮像されたレンズ像を画像処理し、レンズ表面に付された印点、累進マーク、二重焦点レンズの小玉境界、レンズの外形エッジ等の位置を検出する検出機能を持つ。また、制御部50は、受光素子18で受光された指標象(開口像)の座標位置を検出し、これを基にレンズLEの光学中心位置、乱視軸角度、レンズの概略的な屈折度数(球面度数S、乱視度数C)等を検出する機能を持つ。
印点が付されていない単焦点レンズにカップCuを固定する場合の動作を説明する。この場合、操作者は、タッチパネル3の画面(図9参照)に表示されるレンズタイプ選択キー501aにて、単焦点レンズの自動モード(印点が付されていない単焦点レンズモード)を選択する。パネル3には玉型データ及び単焦点レンズのレイアウトデータを入力できる画面が表示される。玉型データは、眼鏡枠形状測定ユニット5により眼鏡枠の形状(玉型)が測定されることにより得られ、又は撮像光学系30にてデモレンズの外形形状を測定することにより得られ(後述するデモレンズの外形測定モードを使用する)、メモリ51に記憶されると共に、パネル3の画面上に測定データに基づく玉型図形FTが表示される(玉型データが入力される)。また、操作者がパネル3を操作することにより、メモリ51に予め記憶された玉型データを呼び出して入力することも可能である。操作者はパネル3に表示されるスイッチキーで、FPD(フレーム中心間距離)、PD(瞳孔間距離)及び玉型の幾何中心FCに対する光学中心LOの高さ等のレイアウトデータ等のデータを入力することができる。レンズLEが乱視度数を持つ場合は、装用者に処方された乱視軸角度データ(AXIS)を入力しておく。また、この画面により、レンズLEに対するカップCuの取り付け位置のモードについて、光心モード(光学中心)、枠心モード(玉型の幾何学中心)、又は任意モード(任意の位置)にするかを設定できる。また、パネル3によりレンズ周縁加工装置で行う加工条件も入力しておくことができる。
次に、単焦点レンズ等のレンズに印点が付されている場合について、上記と異なる部分の動作を中心に説明する。この場合、操作者は、レンズタイプ選択キー501aにて、カップの取り付けモードを単焦点レンズの印点モードを選択する。玉型データおよびレイアウトデータは、上記と同様に入力される。レンズLEが支持ピン120に載置されると、再帰性反射部材20にて反射された照明光によりレンズLEが下方から照明され、そのレンズ像が撮像素子33により撮像される。図12は、このときのレンズ像LEsの例であり、レンズLEの表面に付された3つの印点像M100a,M100b,M100cが撮像されている。レンズLEの表面に付された印点は、レンズの表面方向からレンズ表面付近にピントが合わされた撮像素子33により撮像されているため、スクリーンに投影されたマーク像と異なり、レンズLEが持つ屈折力に影響されることなく、精度良く検出される。中央の印点マーク像M100aは、レンズメータによりレンズLEの光学中心に付された印点の像である。制御部50は、レンズ像LEsを画像処理して印点マーク像M100a,M100b,M100cを抽出し、各マーク像の中心の座標位置を求める。
二重焦点レンズの場合、操作者はレンズタイプ選択キー501aにて、二重焦点レンズを選択すると、パネル3には玉型に対して二重焦点レンズのレイアウトデータを入力できる画面が表示される。図13は、二重焦点レンズのレイアウトデータを入力する画面例である。玉型データは、測定ユニット5による測定又はメモリ51から呼び出されて入力される。画面には玉型データに基づいて玉型図形FTが表示される。操作者は、パネル3に表示されるスイッチキーによりFPD(フレーム中心間距離)を入力できる。二重焦点レンズでは、小玉上部の境界中心点BCを基準にレイアウトデータを入力できる。左右方向のPD値として近用瞳孔間距離を入力でき、高さレイアウトとして、中心点BCからその下の玉型底辺までの距離又は玉型の一番下から中心点BCまでの距離を入力できる。カップCuの取り付け位置のモードとして、枠心モードを入力できる。
累進焦点レンズの表面に印刷された累進マークを基準にカップを取り付ける場合を説明する。レンズタイプ選択キー501aにより累進焦点レンズが選択されると、パネル3には玉型に対して累進焦点レンズの遠用アイポイント位置を玉型に対してレイアウトするためのレイアウトデータを入力できる画面が表示される。レイアウトデータ及び玉型データの入力は、基本的に先の例と同様に行える。カップCuの取付け位置は、光心モードに設定される。
本装置は、レンズより大きな径の照明光によりレンズの上面側から照明する照明光学系10と、レンズを通過した照明光を元の方向に戻す再帰性反射部材20と、レンズの表面側からレンズを撮像する撮像光学系30とを利用することにより、いわゆるツーポイントフレームのデモレンズ(型板の場合も含む)の外形(玉型)及び穴位置を測定する機能を持つ。
10 照明光学系
16 指標板
17 開口(光通過口)
18 受光素子
20 再帰性反射部材
20a 第1反射部材
20b 第2反射部材
21 開口
30 撮像光学系
33 撮像素子
45 モータ
50 制御部
100 レンズ支持機構
300 カップ取付け機構
Claims (7)
- 眼鏡レンズの周縁を加工する際に用いられる加工治具のカップの位置をレンズに対して相対的に調整し、前記カップをレンズの表面に取り付けるカップ取付け装置において、
所定位置に置かれたレンズの表面側から照明光を照射する照明光学系と、レンズの後面側に配置され,レンズの光学中心を検出するための指標を構成する所定パターンの光通過口が形成された指標板と、前記指標板の光通過口を通過した光束を受光する受光素子を持つ受光光学系と、前記指標板とレンズとの間に配置され,レンズを通過した照明光を元の方向に戻す再帰性反射部材であって,前記指標板に形成された光通過口に対応した位置にてその光通過口より大きな径の開口を持つ反射部材と、該反射部材で反射された照明光により照明されたレンズをレンズ表面側から撮像する撮像光学系であって,レンズの表面付近にピントが合わされた撮像素子を持つ撮像光学系と、前記受光素子の出力に基づいて単焦点レンズの光学中心又は光学中心に加えて乱視軸角度を検出し,前記撮像素子により撮像されたレンズ像を画像処理することによりレンズに付された印点,二重焦点レンズの小玉境界又は累進レンズの累進マークの位置を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段の検出結果に基づいてレンズ表面へのカップの取付け位置が調整されることを特徴とするカップ取付け装置。 - 請求項1のカップ取付け装置において、前記指標板はレンズの径より小さな領域で前記受光光学系の光軸を中心に固定的に配置され、前記反射部材は,レンズの径より小さな反射領域で前記開口が形成された第1反射部材と,該第1反射部材の開口が配置された範囲より広い径の中心開口を中心部に持つと共にレンズより大きな径の反射領域を持つ第2反射部材とを備え、前記撮像素子に撮像される前記第2反射部材の反射ムラを軽減するように、第2反射部材の反射面の位置を高速で移動させる移動機構が設けられていることを特徴とするカップ取付け装置。
- 請求項2のカップ取付け装置において、前記第2反射部材は前記第1反射部材に対して撮像光学系の光軸方向にずらした位置に配置され、前記中心開口は前記第1反射部材の反射領域よりも小さな径で形成されていることを特徴とするカップ取付け装置。
- 請求項1のカップ取付け装置において、前記指標板に形成された所定パターンの光通過口は、レンズ表面に付される印点より小さな径で円形形状であり、
前記反射部材に形成される開口は前記指標板の光通過口より僅かに大きく、且つレンズ表面に付される印点より小さな径に形成されていることを特徴とするカップ取付け装置。 - 請求項1のカップ取付け装置は、玉型データ及び玉型に対するレイアウトデータを入力するデータ入力手段と、前記撮像素子により撮像されたレンズ像を表示するディスプレイと、ディスプレイに表示されたレンズ像に合成して玉型図形を表示する表示制御手段であって、前記検出手段により検出された光学中心、玉型データ、レイアウトデータ、受光光学系と撮像光学系の光軸の位置関係、撮像光学系の撮像倍率に基づいて玉型図形の表示サイズと表示位置を決定し、玉型図形を表示する表示制御手段と、を備え、前記照明光学系はレンズの径より大きな略平光束に整形する光学部材を持ち、前記反射部材はレンズの径より大きな反射面を持つことを特徴とするカップ取付け装置。
- 請求項1のカップ取付け装置は、レンズが、印点が付されていない単焦点レンズ、印点が付されたレンズ、二重焦点レンズ又は累進マークが印刷された累進レンズの何れのタイプであるかを選択する選択手段を備え、前記検出手段は前記選択手段により選択されたレンズタイプに応じて単焦点レンズの光学中心、レンズに付された印点,二重焦点レンズの小玉境界又は累進レンズの累進マークの位置をそれぞれ検出することを特徴とするカップ取付け装置。
- 請求項1のカップ取付け装置において、さらに前記撮像光学系の略ピント位置に配置されたデモレンズの玉型データを得るために、前記撮像光学系の撮像素子により撮像されたデモレンズ像を画像処理してレンズの外形形状を得る玉型測定手段を備えることを特徴とするカップ取付け装置。
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