JP2991867B2 - 眼鏡枠の傾き算出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、眼鏡レンズを眼鏡枠の
形状に合わせて研削または切削して枠入れする際に、前
もって眼鏡枠の形状を測定する眼鏡枠形状測定装置にお
ける眼鏡枠の傾き算出方法に関し、特に眼鏡枠形状測定
装置に対し任意の空間位置に位置する眼鏡の眼鏡枠の傾
きを３次元的に正確に算出する眼鏡枠の傾き算出方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】眼鏡レンズの発注側から送られた眼鏡レ
ンズや眼鏡フレームに関する情報に基づき、眼鏡レンズ
の加工側が、ヤゲン形状を含めた所望のレンズ形状を演
算し、その結果に基づき、ヤゲン加工を含めたレンズ加
工が可能であるか否かの可否情報を、さらにはヤゲン加
工形状を含めた眼鏡レンズの仕上がり予想形状を、発注
側に返信し、発注側は、送信された可否情報または仕上
がり予想形状を画面表示し、ヤゲン加工を含めたレンズ
加工が可能であるか否かを確認し、あるいは仕上がり予
想形状を確認し、この確認に基づき、最適なヤゲンが設
けられた眼鏡レンズを決定して発注するようにした眼鏡
レンズの供給システムが、本願出願人により提案されて
いる（特願平４−１６５９１２号）。

【０００３】このシステムの実現には、眼鏡フレームの
形状が正確に捉えられていることが前提となる。なかで
も、眼鏡フレームの形状についての測定値が３次元的に
正確に計算処理がされている必要がある。

【０００４】一方、眼鏡フレームの形状を表すデータの
うちの、左右の眼鏡枠の傾きは、２つの眼鏡枠について
のデータを眼鏡として３次元的に正確に配置して復元す
る上で、非常に重要なデータである。

【０００５】したがって、この眼鏡枠の傾きを、眼鏡フ
レームの形状測定値から３次元的に正確に計算処理して
求めることが要請される。従来、眼鏡フレームの形状測
定値から眼鏡枠の傾きを求める方法として、例えば特開
昭６２−２１５８１４号公報に開示されるように、左右
の眼鏡枠の形状をそれぞれ球面としたときの球の中心座
標と半径とを用いて、眼鏡枠形状測定装置のＺ軸方向に
対する眼鏡枠の傾きを求める方法があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、眼鏡の正面方向が眼鏡枠形状測定装置のＺ軸方
向（後述の図５における測定子の上下方向）に一致して
いることを前提にして測定され、その後の計算処理もそ
の前提の基で行われていた。したがって、眼鏡を測定装
置に装着する際には、眼鏡の正面方向と測定装置のＺ軸
方向とを正確に一致させる必要があり、その調整に非常
に手間がかかるという問題点があった。

【０００７】しかも、実際には、どうしても眼鏡の正面
方向と眼鏡枠形状測定装置のＺ軸方向との間には誤差が
生じてしまい、そのため、正確な眼鏡枠の傾きを算出す
ることができなかった。

【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、眼鏡枠形状測定装置に対する眼鏡の装着状態
に拘らず、正確な眼鏡枠の傾きを算出することができる
眼鏡枠の傾き算出方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、左右の眼鏡枠の各正面方向を算出し、算
出された左右の眼鏡枠の各正面方向に基づき、眼鏡の正
面方向を算出し、算出された眼鏡の正面方向に垂直な平
面内における、眼鏡のデータムライン方向を算出し、算
出された左右の眼鏡枠の各正面方向と、算出された眼鏡
の正面方向と、算出された眼鏡のデータムライン方向と
に基づき、眼鏡枠の傾きを算出することを特徴とする眼
鏡枠の傾き算出方法が、提供される。

【００１０】

【作用】まず、左右の眼鏡枠の３次元形状測定データ
と、左右の眼鏡枠の各測定原点間の３次元距離データと
に基づき、左右の眼鏡枠の各正面方向を算出し、算出さ
れた左右の眼鏡枠の各正面方向に基づき、眼鏡の正面方
向を算出する。

【００１１】つぎに、算出された眼鏡の正面方向に垂直
な平面における眼鏡のデータムライン方向を算出する。
そして、これらの算出された各方向に基づき、眼鏡枠の
傾きを算出する。

【００１２】これにより、眼鏡枠形状測定装置に対して
眼鏡の装着状態がどうであっても、正確な眼鏡枠の傾き
を算出することができるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、本発明の眼鏡枠の傾き算出方法が実施
される眼鏡レンズの供給システムの全体構成図である。
発注側である眼鏡店１００とレンズ加工側であるレンズ
メーカの工場２００とは公衆通信回線３００で接続され
ている。図では眼鏡店を１つしか示さないが、実際には
複数の眼鏡店が工場２００に接続される。

【００１４】眼鏡店１００には、オンライン用の端末コ
ンピュータ１０１およびフレーム形状測定器１０２が設
置される。端末コンピュータ１０１はキーボード入力装
置やＣＲＴ画面表示装置を備えるとともに、公衆通信回
線３００に接続されている。端末コンピュータ１０１へ
は、フレーム形状測定器１０２から眼鏡フレーム実測値
が入力され、端末コンピュータ１０１で計算処理が行わ
れるとともに、キーボード入力装置から眼鏡レンズ情
報、処方値等が入力される。そして端末コンピュータ１
０１の出力データは、公衆通信回線３００を介して工場
２００のメインフレーム２０１にオンラインで転送され
る。なお、端末コンピュータ１０１とメインフレーム２
０１との間に、中継局を設けるようにしてもよい。ま
た、端末コンピュータ１０１の設置場所については眼鏡
店１００に限定されるものではない。

【００１５】メインフレーム２０１は眼鏡レンズ加工設
計プログラム、ヤゲン加工設計プログラム等を備え、入
力されたデータに基づき、ヤゲン形状を含めたレンズ形
状を演算し、その演算結果を、公衆通信回線３００を介
して端末コンピュータ１０１に戻して画面表示装置に表
示させるとともに、その演算結果を工場２００の各端末
コンピュータ２１０，２２０，２３０，２４０，２５０
にＬＡＮ２０２を介して送るようにする。

【００１６】端末コンピュータ２１０には、荒擦り機
（カーブジェネレータ）２１１と砂掛け研磨機２１２と
が接続され、端末コンピュータ２１０は、メインフレー
ム２０１から送られた演算結果に従い、荒擦り機２１１
と砂掛け研磨機２１２とを制御して、予め表面が加工さ
れたレンズの裏面の曲面仕上げを行う。

【００１７】端末コンピュータ２２０には、レンズメー
タ２２１と肉厚計２２２とが接続され、端末コンピュー
タ２２０は、レンズメータ２２１と肉厚計２２２とで得
られた測定値と、メインフレーム２０１から送られた演
算結果とを比較して、レンズ裏面の曲面仕上げが完了し
たレンズの受入れ検査を行うとともに、合格レンズには
光学中心を示すマーク（３点マーク）を施す。

【００１８】端末コンピュータ２３０には、マーカ２３
１と画像処理機２３２とが接続され、端末コンピュータ
２３０は、メインフレーム２０１から送られた演算結果
に従い、レンズの縁摺りおよびヤゲン加工をする際にレ
ンズをブロック（保持）すべきブロッキング位置を決定
し、またブロッキング位置マークを施すことに使用され
る。このブロッキング位置マークに従い、ブロック用の
治工具がレンズに固定される。

【００１９】端末コンピュータ２４０には、マシニング
センタからなるＮＣ制御のレンズ研削装置２４１とチャ
ックインタロック２４２とが接続され、端末コンピュー
タ２４０は、メインフレーム２０１から送られた演算結
果に従い、レンズの縁摺り加工およびヤゲン加工を行
う。

【００２０】端末コンピュータ２５０には、ヤゲン頂点
の形状測定器２５１が接続され、端末コンピュータ２５
０は、この形状測定器２５１が測定したヤゲン加工済の
レンズの周長および形状を、メインフレーム２０１から
送られた演算結果と比較して加工の合否判定を行う。

【００２１】以上のような構成のシステムにおいて眼鏡
レンズが供給されるまでの処理の流れを、以下、図３お
よび図４を参照して説明する。なお、この処理の流れに
は、「問い合わせ」と「注文」との２種類があり、「問
い合わせ」は、ヤゲン加工を含めたレンズ加工の完了時
のレンズ予想形状を報知するように、眼鏡店１００が工
場２００に求めることであり、また、「注文」は、縁摺
り加工前のレンズまたはヤゲン加工済のレンズを送るよ
うに、眼鏡店１００が工場２００に求めることである。

【００２２】図３は、眼鏡店１００での最初の入力処理
の流れを示すフローチャートである。図中、Ｓに続く数
字はステップ番号を表す。 〔Ｓ１〕眼鏡店１００の端末コンピュータ１０１のレン
ズ注文問い合わせ処理プログラムが起動され、オーダエ
ントリ画面が画面表示装置に表示される。眼鏡店１００
のオペレータは、オーダエントリ画面を見ながら、キー
ボード入力装置により、注文あるいは問い合わせの対象
となるレンズの種類の指定を行う。

【００２３】すなわち、レンズの種類指定、注文あるい
は問い合わせをするレンズが、ヤゲン加工済のレンズな
のか、または縁摺り加工とヤゲン加工とが施されないレ
ンズなのかの指定、レンズの厚さを必要最小値になるよ
うに指定する加工指定、マイナスレンズのコバを目立た
なくする面取りをし、その部分の研磨仕上げをする加工
指定等を行う。

【００２４】〔Ｓ２〕レンズのカラーの指定を行う。 〔Ｓ３〕レンズの処方値、レンズの加工指定値、眼鏡フ
レームの情報、アイポイント位置を指定するレイアウト
情報、ヤゲンモード、ヤゲン位置およびヤゲン形状を入
力する。

【００２５】ヤゲンモードは、レンズコバのどこにヤゲ
ンを立てるかによって、「１：１」、「１：２」、「凸
ならい」、「フレームならい」、および「オートヤゲ
ン」のモードがあり、それらの中から選択して入力す
る。ここで例えば「凸ならい」とは、レンズ表面（前
面）に沿ってヤゲンを立てるモードである。

【００２６】ヤゲン位置の入力は、ヤゲンモードが「凸
ならい」、「フレームならい」、および「オートヤゲ
ン」のときに限り有効であり、ヤゲン表面側底の位置を
レンズ表面からどれだけ裏面方向に位置させるかを指定
するもので、０．５ｍｍ単位で指定する。

【００２７】〔Ｓ４〕ここで対象となる眼鏡フレームに
対し、図２のフレーム形状測定機１０２によるフレーム
形状の測定が既に完了しているか否かを判別する。完了
していればステップＳ７へ進み、完了していなければス
テップＳ５へ進む。

【００２８】〔Ｓ５〕まず、眼鏡店１００の端末コンピ
ュータ１０１において、レンズ注文問い合わせ処理プロ
グラムからフレーム形状測定プログラムへ処理が渡され
る。そして、これから形状測定される眼鏡フレームに付
された測定番号を入力する。また、フレームの材質（メ
タル、プラスティック等）を指定し、さらに、フレーム
曲げの可不可の指定を行う。

【００２９】〔Ｓ６〕測定すべき眼鏡フレームをフレー
ム形状測定器１０２に固定して測定を開始する。フレー
ム形状測定器１０２の構造の概略を、図５を参照して後
述するとともに、このステップＳ６の詳細内容を、図１
を参照して後述する。

【００３０】フレーム形状測定器１０２で測定された測
定値に対して端末コンピュータ１０１において計算処理
が施され、その結果が端末コンピュータ１０１の画面表
示装置に表示される。なお、測定値に大きな乱れがあっ
たり、左右フレーム枠の形状に大きな差があったりした
場合には、その旨のエラーメッセージが画面表示装置に
表示される。

【００３１】眼鏡店１００では、エラーメッセージが画
面表示装置に表示されたときには、そのエラーメッセー
ジの内容に応じて点検をし、再び測定を行う。 〔Ｓ７〕既にフレーム形状の測定が行われ、その結果が
記憶されている場合には、その記憶された測定値を読み
出すために、眼鏡フレームに付けた測定番号を入力す
る。

【００３２】〔Ｓ８〕測定番号に従い、該当する眼鏡フ
レームについての記憶されたフレーム形状情報を内部記
憶媒体から読み出す。以上のステップＳ１〜Ｓ８によ
り、眼鏡レンズ情報、眼鏡枠情報、処方値、レイアウト
情報、加工指示情報の内の少なくとも１つである加工条
件データが送信される。 〔Ｓ９〕「問い合わせ」か、「注文」かの指定をする。

【００３３】以上のステップの実行によって得られたレ
ンズ情報、処方値、フレーム情報等のデータが、公衆通
信回線を介して工場２００のメインフレーム２０１に送
られる。

【００３４】図４は、工場２００での処理の流れ、なら
びに工場２００からの転送により眼鏡店１００で行われ
る確認およびエラー表示のステップを示すフローチャー
トである。図中、Ｓに続く数字はステップ番号を表す。

【００３５】〔Ｓ１１〕工場２００のメインフレーム２
０１には眼鏡レンズ受注システムプログラム、眼鏡レン
ズ加工設計プログラム、およびヤゲン加工設計プログラ
ムが備えられている。レンズ情報、処方値、フレーム情
報、レイアウト情報、ヤゲン情報等のデータが、公衆通
信回線を介して送られると、眼鏡レンズ受注システムプ
ログラムを経て眼鏡レンズ加工設計プログラムが起動
し、レンズ加工設計演算が行われる。すなわち、ヤゲン
形状を含めた所望のレンズ形状が演算される。

【００３６】すなわち、指定レンズの外径が不足してい
ないかを確認し、レンズの外径が不足している場合に
は、ボクシングシステムでの不足方向、不足量を算出
し、眼鏡店１００の端末コンピュータ１０１に表示する
ために、眼鏡レンズ受注システムプログラムに処理を戻
す。

【００３７】レンズの外径に不足が出なければ、レンズ
の表カーブの決定を行う。つぎにレンズの厚さの決定を
行い、レンズの厚さが決まったら、レンズの裏カーブ、
プリズム、プリズムベース方向を算出し、これにより、
縁摺り加工前のレンズの全体形状が決定する。

【００３８】ここで、フレーム各方向の動径毎に全周の
コバの厚さを調べて、必要なコバ厚さを下回る箇所がな
いかを確認する。もし、下回る箇所があれば、ボクシン
グシステムでの不足方向、不足量を算出し、眼鏡店１０
０の端末コンピュータ１０１に表示するために、眼鏡レ
ンズ受注システムプログラムに処理を戻す。

【００３９】全周のコバの厚さに不足がなければ、レン
ズ重量、最大および最小のコバ厚さとそれらの方向等を
算出する。そして、レンズの裏面加工のために必要とな
る、工場２００の端末コンピュータ２１０に対する指示
値を算出する。

【００４０】以上の演算は、端末コンピュータ２１０、
荒擦り機２１１、および砂掛け研磨機２１２によって、
縁摺り加工前のレンズ研磨加工が行われる場合に必要な
ものであり、算出された種々の値が次のステップに渡さ
れる。

【００４１】また、在庫レンズが指定され、縁摺り加工
前のレンズ研磨加工が行われない場合には、レンズの種
類と処方値とでレンズ外径、レンズ厚さ、表カーブ、裏
カーブが予め決まっており、かつ、それらのデータが記
憶されているから、それらの値を読み出して上記裏面加
工品と同様に、レンズの外径、コバ厚さが不足しないか
を確認し、次のステップに渡す。

【００４２】〔Ｓ１２〕つぎに、メインフレーム２０１
では、眼鏡レンズ受注システムプログラムを経てヤゲン
加工設計プログラムが起動し、ヤゲン加工設計演算が行
なわれる。

【００４３】まず、眼鏡フレームの材質に応じて眼鏡枠
形状の３次元データの補正を行い、眼鏡フレームの材質
に起因する眼鏡枠形状データの誤差を補正する。つぎ
に、眼鏡枠形状と眼鏡レンズとの位置関係をアイポイン
ト位置を基に３次元的に決める。

【００４４】ヤゲン加工を行うためにレンズを保持する
際に基準となる加工原点および回転軸である加工軸を決
め、この加工座標に今までのデータを座標変換する。そ
して、３次元のヤゲン先端形状（ヤゲン軌跡も含む）
を、指定されたヤゲンモードに応じて決定する。その
際、３次元ヤゲン先端形状をヤゲン周長を変えることな
く変形させることを前提とし、その予想される変形量を
算出する。ヤゲンモードがフレームならいのときや、フ
レーム曲げが不可のときには変形できないから、変形し
ないとヤゲンが立たない場合には、その旨のエラーコー
ドを出力する。

【００４５】その算出された変形量を、眼鏡フレームの
材質毎に設けられた変形の限界量と比較し、限界量を越
えていれば、その旨のエラーコードを出力する。なお、
３次元のヤゲン先端形状を変形させることにより、アイ
ポイント位置がずれるので、その誤差を補正するように
する。また、復元の誤差の補正も行う。これらの処理は
選択的に行うことができる。

【００４６】以上のように、３次元のヤゲン加工の設計
演算を行う。 〔Ｓ１３〕図３のステップＳ９での指定が「注文」なら
ばステップＳ１５へ進み、一方、「問い合わせ」なら
ば、問い合わせの結果を公衆通信回線を介して眼鏡店１
００の端末コンピュータ１０１へ送り、ステップＳ１４
へ進む。

【００４７】〔Ｓ１４〕工場２００のメインフレーム２
０１から送られてきた、問い合わせに対する結果に基づ
き、端末コンピュータ１０１がヤゲン加工完了時のレン
ズの予想形状あるいはエラー状況を画面表示装置に表示
する。眼鏡店１００のオペレータは、表示された内容に
よって、指定入力情報の変更や確認を行う。

【００４８】すなわち、図４のステップＳ１１およびス
テップＳ１２での加工設計演算においてエラーが発生し
ていないならば、図２の端末コンピュータ１０１の画像
表示装置の画面に順次、レンズ厚さおよびレンズ重量を
表示するオーダエントリ着信画面、眼鏡フレームに指定
されたレイアウト情報に従ってレンズがどのように配置
されるかを視覚的に表示するレイアウト確認図、フレー
ムに枠入れされて空間的に配置された左右のレンズを任
意の方向からみた立体図、レンズの形状や、コバとヤゲ
ンとの位置関係を詳しく表示したヤゲン確認図、左右両
方のレンズのコバ厚さとヤゲン位置とをヤゲンに沿って
展開した左右ヤゲンバランス図を表示する。

【００４９】また、図４のステップＳ１１およびステッ
プＳ１２での加工設計演算において、エラーが発生して
いるならば、図２の端末コンピュータ１０１の画面表示
装置に、エラーの内容に応じたメッセージが表示され
る。

【００５０】〔Ｓ１５〕図３のステップＳ９での指定が
「注文」ならば、このステップを実行し、図４のステッ
プＳ１１およびステップＳ１２での加工設計演算におい
てエラーが発生したか否かを判別する。エラーが発生し
ていれば、その結果を公衆通信回線を介して眼鏡店１０
０の端末コンピュータ１０１へ送り、ステップＳ１７へ
進む。一方、エラーが発生していなければ、その結果を
公衆通信回線を介して眼鏡店１００の端末コンピュータ
１０１へ送り、ステップＳ１６へ進むとともに、ステッ
プＳ１８に進む。

【００５１】〔Ｓ１６〕眼鏡店１００の端末コンピュー
タ１０１の画面表示装置に「注文を受け付けた」旨の表
示を行う。これにより、フレームに確実に枠入れ可能な
縁摺り加工前またはヤゲン加工後のレンズを発注できた
ことが確認できる。

【００５２】〔Ｓ１７〕注文のレンズは、レンズ加工設
計演算またはヤゲン加工設計演算においてエラーが発生
していて加工のできないレンズであるから、「注文を受
け付けられない」旨の表示を行う。

【００５３】〔Ｓ１８〕ステップＳ９で「注文」が指定
されていて、しかもレンズの加工設計演算またはヤゲン
の加工設計演算においてエラーが発生していなかった場
合には、工場２００で、レンズ裏面の研磨加工、レンズ
の縁摺り加工、およびヤゲン加工等の実際の加工を行
う。

【００５４】すなわち、予め、ステップＳ１１でのレン
ズ加工設計演算結果が図２の端末コンピュータ２１０に
送られており、荒擦り機２１１と砂掛け研磨機２１２と
により、送られた演算結果に従い、レンズ裏面の曲面仕
上げを行う。さらに、図示がない装置により、染色や表
面処理が行われ、縁摺り加工前までの加工が行われる。
なお、こうした加工が完了している在庫レンズの使用が
指定されたときは、これらの加工工程はスキップされ
る。そして、縁摺り加工前まで加工された眼鏡レンズの
光学性能、外観性能の品質検査を行う。この検査には、
図２の端末コンピュータ２２０、レンズメータ２２１、
肉厚計２２２が利用され、光学中心を示す３点マークが
施される。なお、縁摺り加工前までのレンズを眼鏡店１
００から注文された場合には、上記品質検査を行った
後、そのレンズを眼鏡店１００へ出荷する。

【００５５】つぎに、ステップＳ１２で演算された結果
に基づき、図２の端末コンピュータ２３０、マーカ２３
１、画像処理機２３２等により、レンズ保持用のブロッ
ク治工具をレンズの所定の位置に固定する。このブロッ
ク治工具に固定されたレンズを、図２のレンズ研削装置
２４１に装着する。

【００５６】図２のメインフレーム２０１がステップＳ
１２のヤゲン加工設計演算と同様の演算を行い、３次元
ヤゲン先端形状を算出する。ただし、実際の加工では、
計算上で把握したレンズの位置と実際のレンズの位置と
に誤差が生じる場合があるので、加工座標への座標変換
が終了した時点で、この誤差の補正を行う。

【００５７】そして、この算出された３次元ヤゲン先端
形状を基に、所定の半径の砥石で研削加工する際の加工
座標上の３次元加工軌跡データを算出する。この算出さ
れた加工軌跡データが端末コンピュータ２４０を介して
ＮＣ制御のレンズ研削装置２４１に送られる。レンズ研
削装置２４１は、送られたデータに従い、レンズの縁摺
りおよびヤゲン加工を行う。

【００５８】最後に、端末コンピュータ２５０およびヤ
ゲン頂点の形状測定器２５１により、ヤゲン加工完了レ
ンズのヤゲン頂点の周長および形状を測定する。端末コ
ンピュータ２５０は、ステップＳ１２の演算で求められ
た設計ヤゲン頂点周長と、形状測定器２５１により測定
された測定値とを比較し、それらの差が、例えば０．１
ｍｍ以内ならば合格品と判断する。また、ステップＳ１
２の演算により作成されたフレームの設計Ａサイズ、設
計Ｂサイズと、形状測定器２５１により測定されたＡサ
イズ、Ｂサイズとを比較し、それらの差が、例えば、
０．１ｍｍ以内ならば合格品と判断する。

【００５９】以上のようにして出来上がったヤゲン加工
上がりレンズを眼鏡店１００へ出荷する。図５は、図３
のステップＳ６で行われる眼鏡フレームの形状測定に使
用されるフレーム形状測定器１０２の構造の概略を示す
斜視図である。なお、フレーム形状測定器については、
本出願人の出願になる特開平１−３０５３０８号公報に
詳細な開示があり、本実施例ではそのフレーム形状測定
器を用いる。

【００６０】フレーム形状測定器は、図示しない眼鏡フ
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の眼鏡枠Ｆｒの形状を測定する測
定部１を備えている。この測定部１はＵ字状の回転台２
を備え、この回転台２はその下端面に取り付けられたタ
イミングプーリ（図示せず）、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に取り
付けられた上記図示のないタイミングプーリに、タイミ
ングベルト７とタイミングプーリ８とを介して接続され
たロータリエンコーダ９によって検出される。モータ６
とロータリエンコーダ９とは、本フレーム形状測定器の
基板１０（図５では、測定器の他の部品を見易くするた
め、一部しか示していないが、実際には回転台２の下に
一面に存在する）に固定され、そして上記図示のないタ
イミングプーリおよび回転台２は図示していない軸受に
よって基板１０に対して回転可能に軸承されている。

【００６１】測定部１の回転台２は２枚の側板１１，１
２と、これら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と側板１２との間には、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。これら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Ｅ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、回転自在な３個のスライドガイドローラ１７，１
８，１９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１７，１
８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、これらのスライ
ドガイドローラ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１４，１５に沿って転動する。

【００６２】スライド板１６には、そのスライド方向Ｅ
に定荷重ばね２０が作用し、スライド板１６は一方の側
板１２の方へ引っ張られている。この定荷重ばね２０は
ブッシング２１に巻き取られ、軸２２とブラケット２３
とを介して側板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に取り付けられている。定荷重
ばね２０は、後述のスタイラス３０を眼鏡枠Ｆｒの内周
溝に押しつける作用がある。

【００６３】スライド板１６のＥ方向の移動量Ｒは、変
位計測スケールとしての反射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１１と側板１２と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とを接続するフレキシブルケーブル２
８とからなっている。アンプ２７は側板１２に固定され
たブラケット２９に取り付けられている。

【００６４】スライド板１６の移動によって、検出器２
６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、カウンタ
（図示せず）を経て移動量Ｒとして出力する。

【００６５】スライド板１６には、測定子としてのスタ
イラス３０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軸方向）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は算盤玉状の
頭部３２を持ち、この頭部３２が定荷重ばね２０の作用
により眼鏡枠Ｆｒの内周溝に接触し、回転台２の回転に
より眼鏡枠Ｆｒの内周溝に沿って転動する。

【００６６】その際、スタイラス３０は眼鏡枠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Ｒは前述のようにスリーブ３１とスライド板１６とを
介してリニアエンコーダ２４で測定される。

【００６７】また、スタイラス３０は眼鏡枠Ｆｒのカー
ブに対応してＺ軸方向に移動する。このＺ軸方向の移動
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、スライド
板１６に固定され、スタイラス３０のＺ軸方向への動き
を、スタイラス３０の両側に配置された内蔵の電荷結合
素子（ＣＣＤ）ラインイメージセンサと、光源である発
光ダイオード（ＬＥＤ）とにより、変位量Ｚとして検出
する。

【００６８】つぎに、以上のように構成されるフレーム
形状測定器の作動を説明する。眼鏡フレームＦを、図示
し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を眼鏡枠ＦｒのＶ字形の内周溝に接触さ
せ、図示していない制御装置によりモータ６を回転させ
る。それにより、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が眼鏡枠Ｆｒの内周溝に
接触しながら転動する。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３０の半径
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Ｅ方向の移動量Ｒとして検出され、上下方向
の移動量はＺ軸測定器３３によってスタイラス３０のＺ
軸方向の移動量Ｚとして検出される。なお、これらの円
筒座標をなす値θ，Ｒ，Ｚは、連続して測定されるもの
でなく、回転角（θ）の所定増加量毎に間欠的に測定さ
れて、図２の端末コンピュータ１０１に入力されるもの
である。したがって、この入力座標値を以下、３次元測
定形状データ（Ｒｎ，θｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，
・・・，Ｎ）と表すことにする。Ｎが１回転での測定回
数を表す。

【００６９】以下、本実施例において、添字ｎを用いて
（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）等で表された点列およ
びベクトル等は、この添字ｎの数値の順に空間的に並ん
でおり、かつ、この添字ｎに対して周期がＮである周期
的なデータを意味する。

【００７０】回転台２が１回転すると、眼鏡フレーム保
持手段が、眼鏡フレームＦを保持したまま所定量スライ
ド移動し、これによりスタイラス３０が他方の眼鏡枠に
設定され、他方の眼鏡枠の形状測定が行われる。眼鏡フ
レーム保持手段の所定のスライド量は予め一定値に設定
されているので、この設定値と左右の眼鏡枠Ｆｒの測定
データとから両眼鏡枠の相対的な位置関係を知ることが
できる。この設定値を３次元的に表現して、以下、相対
的位置データ（δＸ，δＹ，δＺ）とする。これらのデ
ータも図２の端末コンピュータ１０１に入力される。な
お、端末コンピュータ１０１には、各種定数、例えばス
タイラス３０の半径ＳＲ、内周溝角度ＢＡ、内周溝幅Ｂ
Ｗ等が予め入力されている。

【００７１】図１は、これらのデータが送られた端末コ
ンピュータ１０１における計算処理の手順を示すフロー
チャートであり、図３のステップＳ６内での処理内容に
相当する。図中、Ｓに続く数字はステップ番号を表す。

【００７２】〔Ｓ６０１〕３次元測定形状データ（Ｒ
ｎ，θｎ，Ｚｎ）は、厳密にはスタイラス３０の頭部３
２の中心軸の軌跡を表すデータであり、眼鏡枠の内周溝
形状を示していないので、正確な眼鏡枠形状（内周溝の
形状）を得るためには、スタイラス３０の先端部（内周
溝の底に接触する部分）が描く包絡線を求めねばならな
い（本実施例では、この包絡線を求める計算をオフセッ
ト計算と呼ぶ）。これを図６および図７を参照して説明
する。

【００７３】図６は、片側の眼鏡枠の内周溝形状に沿っ
たスタイラス頭部の中心軸の軌跡４１を３次元座標で表
したものであり、図７は、ＸＹ平面上に射影したスタイ
ラス頭部３２の中心軸の軌跡４１および片側の眼鏡枠の
内周溝形状４３を示す図である。

【００７４】まず、図６に示すように、円筒座標値であ
る測定形状データ（Ｒｎ，θｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，
３，・・・，Ｎ）を、原点４２を共有する直交座標値
（Ｘｓｎ，Ｙｓｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，
Ｎ）に変換する。

【００７５】つぎに、図７に示すように、内周溝形状４
３は、スタイラス頭部３２の中心軸の軌跡４１を法線方
向にスタイラス３０の半径ＳＲだけ変形した形状である
点に着目し、内周溝形状４３を算出する。すなわち、ス
タイラス頭部３２の中心軸の軌跡４１のｊ番面の点（Ｘ
ｓｊ，Ｙｓｊ）における法線ベクトルを（ＳＶｘｊ，Ｓ
Ｖｙｊ）とすれば、対応する内周溝形状４３の直交座標
値（Ｘｊ，Ｙｊ）は、（Ｘｓｊ，Ｙｓｊ）に法線ベクト
ル（ＳＶｘｊ，ＳＶｙｊ）を加えることで得られる。こ
れをｊ＝１からｊ＝Ｎまで計算することで、内周溝形状
座標値（Ｘｎ，Ｙｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）
を算出する。なお、この内周溝形状のＺ軸座標値Ｚｎ
は、直交座標値（Ｘｓｎ，Ｙｓｎ，Ｚｎ）のＺｎと等し
い。

【００７６】〔Ｓ６０２〕ところで、同一の眼鏡枠を測
定したとしても、スタイラスの形状が異なれば、スタイ
ラス頭部３２の先端部の位置が変化して内周溝から離れ
てしまうことがあり得、その結果、ステップＳ６０１で
求めた内周溝形状が変化してしまう。また、スタイラス
頭部３２の径方向は、機構上常に、フレーム形状測定器
１０２のＺ軸方向に垂直な平面上にあるのに対して、眼
鏡枠はＺ軸方向にも変化する形状を有しているため、内
周溝が、フレーム形状測定器１０２のＺ軸方向に垂直な
平面に対して傾きを持つことがある。この場合にも、傾
きに応じてスタイラス頭部３２の先端部の位置が変化す
る。本ステップは、以上のようなスタイラスの位置の変
化を考慮して、内周溝の底の周形状を求めるものであ
る。以下、図８〜図１２を参照して説明する。

【００７７】図８および図９は内周溝４４とスタイラス
頭部３２とを示す斜視図であり、図８は眼鏡枠形状がＺ
軸方向に変化しないが、スタイラス先端が内周溝の底に
接触できない場合を示し、一方、図９は眼鏡枠形状がＺ
軸方向に変化しているために、スタイラス先端が内周溝
の底に接触できない場合を示す。図１０は図８に示され
る内周溝４４およびスタイラス頭部３２のＺＸ平面図で
ある。図１１は図９に示される内周溝４４およびスタイ
ラス頭部３２のＸＹ平面図であり、図２４は図９に示さ
れる円３２ｄを通る平面図である。図１２は眼鏡枠とレ
ンズヤゲンとのＺＸ平面図である。

【００７８】図８に示すような、眼鏡枠の形状がＺ軸方
向に変化していない場合、スタイラス頭部３２と内周溝
４４との接触状態は、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すよう
に、同一の内周溝形状であっても、スタイラス頭部３２
の形状によって変化する。したがって、スタイラス頭部
３２の先端部３２ａと内周溝４４の底４４ａとの距離Ｈ
ｎを、内周溝角度ＢＡ、溝幅ＢＷ、スタイラス頭部３２
の先端部の角度ＳＡ、スタイラス頭部３２の幅ＳＷから
求める。すなわち、図１０（Ａ）に示すような、ＳＡ≦
ＢＡの場合、常にスタイラス頭部３２の先端部３２ａが
内周溝４４の底４４ａに接触しているので、Ｈｎ＝０と
なる。また、図１０（Ｂ）に示すような、ＳＡ＞ＢＡ、
かつＢＷ≧ＳＷの場合、スタイラス頭部３２の上端３２
ｂおよび下端３２ｃが内周溝４４の壁面に接触するの
で、ＳＷおよびＳＡから高さＶｂを求め、また、ＳＷお
よびＢＡから高さＴｂを求め、下記式に基づき距離Ｈｎ
を求める。Ｈｎ＝Ｔｂ−Ｖｂさらに、図１０（Ｃ）に示
すような、ＳＡ＞ＢＡ、かつＢＷ＜ＳＷの場合、スタイ
ラス頭部３２の側面が内周溝４４の上縁４４ｂ，４４ｃ
に接するので、ＢＷおよびＳＡから高さＶｃを求め、ま
た、ＢＷおよびＢＡから高さＴｃを求め、下記式に基づ
き距離Ｈｎを求める。Ｈｎ＝Ｔｃ−Ｖｃ

【００７９】図９に示すように、眼鏡枠の形状がＺ軸方
向に変化している場合、スタイラス頭部３２と内周溝４
４の接触状態は、内周溝４４がＺ軸方向に垂直な平面と
なす角度ＴＡの変化によって変わる。この変化によりス
テップＳ６０１で算出された内周溝形状座標値（Ｘｎ，
Ｙｎ）に誤差が生じてしまうため、この誤差の補正を行
う必要がある。

【００８０】すなわち、スタイラス頭部３２の先端部３
２ａの角度ＳＡが内周溝角度ＢＡ以下であるときは、内
周溝４４がＺ軸方向に垂直な平面となす角ＴＡの大きさ
に拘らず、スタイラス頭部３２の先端部は必ず内周溝４
４の壁面に接触する。よって、スタイラス頭部３２の先
端部と内周溝４４の壁面との接触状態における誤差補正
のみを考えればよい。まず、内周溝角度ＢＡと、角度Ｔ
Ａとから、スタイラス頭部３２の先端部３２ａを含む平
面（図９においてＸ軸およびＹ軸を含む平面）が内周溝
４４に交差してできる２つの線分Ｌａ，Ｌｂがなす角度
βを求める。そして、スタイラス頭部３２の先端部３２
ａと内周溝４４の底４４ａとの距離Ｈｎを、角度βとス
タイラス頭部３２の先端部３２ａの半径ＳＲとから求め
る。すなわち、まず図１１（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、スタイラス頭部３２の先端部３２ａの半径ＳＲの円
が、角度βで交差する２つの線分Ｌａ，Ｌｂに同時に接
するときの接点４４ｄと接点４４ｅとの間の距離ＳＤＷ
を求める。また、内周溝４４の上縁４４ｂ，４４ｃ間の
距離ＢＤＷを求める。なお、２つの線分Ｌａ，Ｌｂがス
タイラス頭部３２の先端部３２ａの円に接しないときに
は、この円に接するようにこれらの線分を平行移動して
から距離ＳＤＷを求める。そして、図１１（Ａ）に示す
ようなＢＤＷ≧ＳＤＷの場合、スタイラス頭部３２の先
端部３２ａが、接点４４ｄと接点４４ｅとにおいて内周
溝４４の壁面に接しているので、ＳＤＷおよびＳＲから
高さＶＳａを求め、また、ＳＤＷおよびβから高さＴＳ
ａを求め、下記式に基づき距離Ｈｎを求める。Ｈｎ＝Ｔ
Ｓａ−ＶＳａ

【００８１】また、図１１（Ｂ）に示すようなＢＤＷ＜
ＳＤＷの場合、スタイラス頭部３２の先端部３２ａが、
内周溝４４の上縁４４ｂ，４４ｃに接するので、ＢＤＷ
およびＳＲから高さＶＳｂを求め、また、ＢＤＷおよび
βから高さＴＳｂを求め、下記式に基づき距離Ｈｎを求
める。Ｈｎ＝ＴＳｂ−ＶＳｂこうして求められた距離Ｈ
ｎを、眼鏡枠１周に亘って算出し、それを補正量Ｈｎ
（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）とする。

【００８２】つぎに、スタイラス頭部３２の先端部３２
ａの角度ＳＡが内周溝角度ＢＡより大きいときには、内
周溝４４がＺ軸方向に垂直な平面となす角ＴＡの大きさ
によっては、スタイラス頭部３２の上端３２ｂおよび下
端３２ｃが内周溝４４の壁面に接触してしまい、スタイ
ラス頭部３２の先端部３２ａが必ずしも内周溝４４の壁
面に接触しない。よって、スタイラス頭部３２の上端３
２ｂおよび下端３２ｃが内周溝４４の壁面に接触する状
態も考慮して補正量Ｈｎ（ｎ＝１，２，３，・・・，
Ｎ）を求める。すなわち、まず、スタイラス頭部３２の
先端部３２ａから上端３２ｂおよび下端３２ｃに至る間
のどの位置で内周溝４４の壁面に接するのかを考える。
ここで、スタイラス頭部３２の形状は上端方向と下端方
向とが対称であるので、以下ではスタイラス頭部３２の
先端部３２ａから上端３２ｂに至る間のみを考える。図
９に示すように、スタイラス頭部３２の先端部３２ａの
円の中心をＯ１とし、この中心Ｏ１からＺ軸方向へ距離
ｄだけ離れた点Ｏ２を中心とするスタイラス頭部３２の
側面上の円３２ｄが、内周溝４４の壁面に接していると
する。この円３２ｄを通る平面（図９でＸＹ平面に平行
な面）を図２４（Ａ）に示す。図２４（Ｂ）は図２４
（Ａ）の一部拡大図である。図２４において、まず、内
周溝４４の底４４ａから円３２ｄの中心Ｏ２までの水平
方向距離ｄｓを求める。ここでは、内周溝４４の壁面線
４４ａ−４４ｂ，４４ａ−４４ｃがなす角β ^* の２等分
線の方向を垂直方向とし、この２等分線に直角な方向を
水平方向とする。ｄｓは角度ＴＡと距離ｄとから下記式
に基づき与えられる。 ｄｓ＝ｄ／tan ＴＡ つぎに、内周溝４４の壁面線４４ａ−４４ｂと円３２ｄ
の中心Ｏ２を通る垂直線との交点を４４ａ ^* とすると
き、内周溝４４の底４４ａから点４４ａ ^* までの垂直方
向距離ｔｓ（ｄ）は、距離ｄｓと角β ^* とから求まり、
この距離ｔｓ（ｄ）はｄをパラメータとする関数となっ
ている。ところで、点４４ａ ^* を、図１０，１１におけ
る内周溝４４の底４４ａと仮定すれば、図１０，１１を
参照して説明した距離Ｈｎの算出と同様な方法により、
円３２ｄの下端と点４４ａ^* との距離ｈｎ（ｄ）を算出
することができる。ここで算出される距離ｈｎ（ｄ）は
ｄをパラメータとする関数となっている。なお、図２４
に記号（^* ）を添えて示される部分は、こうした仮定に
おける図１０，１１の対応部分を示している。さらにこ
こで、円３２ｄの中心Ｏ２から内周溝４４の底４４ａま
での垂直方向の距離ＴＯ（ｄ）を下記式に基づき算出す
る。 ＴＯ（ｄ）＝ｓｒ（ｄ）＋ｈｎ（ｄ）＋ｔｓ（ｄ） ｓｒ（ｄ）は、ｄをパラメータとして表した円３２ｄの
半径である。ＴＯ（ｄ）はｄをパラメータとする関数と
なっている。そして、円３２ｄが、スタイラス頭部３２
の先端部３２ａ（ｄ＝０）からスタイラス頭部３２の上
端３２ｂ（ｄ＝ＳＷ／２）まで変化するとしたときに、
距離ＴＯ（ｄ）が最大となる距離ｄの値ｄ０を求める。
この値ｄ０の距離にある位置を中心とするスタイラス頭
部３２の側面の円が、内周溝４４の壁面に実際に接する
円である。このときの距離Ｈｎは、下記式に基づき算出
される。 Ｈｎ＝ＴＯ（ｄ０）−ＳＲ なお、以上の図２４を参照して説明したケースは、発生
が稀なケースであるので、計算処理速度を高めるために
省略するようにしてもよい。

【００８３】ところで、ヤゲン加工の際に必要な形状
は、測定した眼鏡枠にヤゲン加工後のレンズが嵌合した
と仮定した状態におけるヤゲンの先端軌跡の形状であ
る。ここでは、これをヤゲン先端軌跡形状と呼ぶことに
する。ヤゲン先端軌跡形状の位置５５は、図１２に示す
ように、内周溝角度ＢＡ、内周溝幅ＢＷ、およびヤゲン
頂角ＹＡが決まれば、内周溝の底から一定の距離の位置
にある。この距離をヤゲン溝間距離ＢＹと呼ぶことにす
る。ヤゲン先端軌跡形状を最終的な眼鏡枠形状として求
めるために、求めた補正量Ｈｎ（ｎ＝１，２，３，・・
・，Ｎ）からヤゲン溝間距離ＢＹを引いたものを、新た
な補正Ｈｎ（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）とする。

【００８４】補正量Ｈｎの補正方向は、図１１（Ｃ）に
示すように、内周溝形状座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）を
ＸＹ平面に射影した形状の法線方向と等しいから、この
法線方向へ補正量Ｈｎだけ変形した補正形状４５を改め
て眼鏡枠形状座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，
２，３，・・・，Ｎ）とおく。

【００８５】なお、この実施例では、スタイラス頭部３
２は算盤玉状をなしているが、スタイラス頭部の形状が
Ｚ軸方向に対して回転対称であり、回転対称軸を含む断
面形状が予め分かっていれば、スタイラス頭部と傾いた
内周溝４４との接触状態を計算によって把握することが
でき、したがって、上記と同様に補正を行うことが可能
である。

【００８６】〔Ｓ６０３〕ステップＳ６０２で補正され
た眼鏡枠形状座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，
２，３，・・・，Ｎ）から眼鏡枠形状（内周溝の底の周
形状）の周長ＦＬＮを算出する。眼鏡枠形状の周長ＦＬ
Ｎは、眼鏡枠形状の各点間の距離の総和として次式
（１）により算出される。

【００８７】 ＦＬＮ＝Σ〔（（Ｘ_i −Ｘ_i+1)² ＋（Ｙ_i −Ｙ_i+1)² ＋（Ｚ_i −Ｚ_i+1)² ）^1/2 〕（ｉ＝１〜Ｎ） ・・・（１） ただし、上記式（１）において、ｉ＝Ｎのときはｉ＋１
を１とする。

【００８８】〔Ｓ６０４〕一般に、眼鏡フレームがフレ
ーム形状測定器１０２に保持されて眼鏡枠の形状が測定
される際には、左右の眼鏡枠の正面方向はフレーム形状
測定器１０２のＺ軸方向に対してそれぞれ傾いている。
この各傾きを把握するために、左右の眼鏡枠の正面方向
のベクトルを決定する。

【００８９】本発明において、眼鏡枠の正面方向は、眼
鏡枠を正面方向に垂直な平面に射影した２次元形状が囲
む面積が最大となる方向であると定義することによっ
て、眼鏡枠の正面方向を把握する。この眼鏡枠の正面方
向の定義方法に関しては、具体的には種々の方法があ
る。

【００９０】図１３はそれらのうちの厳密な定義方法の
一例を示すもので、眼鏡枠形状座標値のほぼ中央に位置
する点Ｇ（例えば、眼鏡枠形状座標値のＸ，Ｙ，Ｚ各成
分の加重平均値として与えられる重心位置）を起点と
し、眼鏡枠形状の各座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝
１，２，３，・・・，Ｎ）を終点とするベクトルＶ
_n （ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）を示す斜視図であ
る。眼鏡枠の正面方向の単位ベクトルＦＶは、ベクトル
Ｖ_n （ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）を用いて、次式
（２）により求めることができる。

【００９１】 ＦＶ＝Σ（Ｖ_i ×Ｖ_i+1 ）／｜｜Σ（Ｖ_i ×Ｖ_i+1 ）｜｜ （ｉ＝１〜Ｎ） ・・・（２） ただし、「×」はベクトルの外積を表し、またｉ＝Ｎの
ときｉ＋１を１とする。

【００９２】また、眼鏡枠の正面方向を近似的に求める
こともできる。本実施例では、この近似的方法を用いて
おり、この方法を図１４を参照して説明する。図１４は
一方の眼鏡枠の正面方向を示す斜視図である。まず、ス
テップＳ６０２で補正された眼鏡枠形状座標値（Ｘｎ，
Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）の中で、
Ｘｎが最大値になる眼鏡枠形状上の点をＡ、Ｘｎが最小
値になる眼鏡枠形状上の点をＢ、Ｙｎが最大値になる眼
鏡枠形状上の点をＣ、Ｙｎが最小値になる眼鏡枠形状上
の点をＤとする。つぎに、点Ａから点Ｂに至るベクトル
をＨ、点Ｃから点Ｄに至るベクトルをＶとする。そのと
き、眼鏡枠の正面方向の単位ベクトルＦＶは、２つのベ
クトルＨ，Ｖに垂直なベクトルであると定義し、そのベ
クトルＦＶを算出する。

【００９３】〔Ｓ６０５〕ステップＳ６０１〜Ｓ６０４
の処理が、左右の眼鏡枠形状測定データに対して施され
たか否かを判別し、この答えが肯定（ＹＥＳ）ならばス
テップＳ６０６へ進み、否定（ＮＯ）ならばステップＳ
６０１へ戻る。

【００９４】〔Ｓ６０６〕これまでに得られた左右の眼
鏡枠形状座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，
３，・・・，Ｎ）はそれぞれ座標原点が異なるので、前
述の相対的位置データ（δＸ，δＹ，δＺ）を用いて同
一の点を原点とする同一の座標の座標値にそれぞれ変換
する。これを図１５を参照して説明する。

【００９５】図１５は、３次元の同一の直交座標上に配
置された左右の眼鏡枠の斜視図である。まず、右の眼鏡
枠形状座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，
・・・，Ｎ）をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ、−δ
Ｘ／２，−δＹ／２，−δＺ／２だけ平行移動した座標
値を算出して改めて右眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒ
ｎ，Ｚｒｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）とすると
ともに、このときの正面方向単位ベクトルを改めてＦＶ
ｒとする。

【００９６】つぎに、左の眼鏡枠形状座標値（Ｘｎ，Ｙ
ｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）をＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸方向にそれぞれ、δＸ／２，δＹ／２，δＺ／
２だけ平行移動した座標値を算出して改めて左眼鏡枠形
状座標値（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）（ｎ＝１，２，
３，・・・，Ｎ）とするとともに、このときの正面方向
単位ベクトルを改めてＦＶｌとする。

【００９７】〔Ｓ６０７〕ステップＳ６０６で求めた左
右の眼鏡枠の正面方向単位ベクトルＦＶｒ，ＦＶｌから
眼鏡の正面方向を算出し、その正面方向がＺ軸方向に一
致するように左右の眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒ
ｎ，Ｚｒｎ），（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）および左右
の眼鏡枠の正面方向単位ベクトルＦＶｒ，ＦＶｌを回転
移動する。これを図１６を参照して説明する。

【００９８】図１６は、左右の眼鏡枠の正面方向単位ベ
クトルＦＶｒ，ＦＶｌおよび眼鏡の正面方向単位ベクト
ルＦＶＭを示す斜視図である。本実施例では眼鏡装用
時、左右の眼鏡枠は眼鏡の平面（眼鏡の正面方向に垂直
な平面）に対して同一の傾きをなすものとして、眼鏡の
正面方向を、左右の眼鏡枠の正面方向単位ベクトルＦＶ
ｒ，ＦＶｌの和のベクトルの方向に定義する。すなわ
ち、この和のベクトルの単位ベクトルを、眼鏡の正面方
向単位ベクトルＦＶＭとする。

【００９９】つぎに、眼鏡の正面方向がＺ軸方向に一致
するように、右の眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，
Ｚｒｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）および左の眼
鏡枠形状座標値（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）（ｎ＝１，
２，３，・・・，Ｎ）ならびに左右の眼鏡枠の正面方向
単位ベクトルＦＶｒ，ＦＶｌを、原点を中心に回転移動
した新たな変換値を算出する。

【０１００】〔Ｓ６０８〕ステップＳ６０７で変換され
た左右の眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，Ｚｒ
ｎ），（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）から、ＸＹ平面内に
おける眼鏡のデータムラインとＸ軸方向とのなす角θｄ
を求め、データムラインがＸ軸方向に一致するように、
左右の眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，Ｚｒｎ），
（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）および左右の眼鏡枠の正面
方向単位ベクトルＦＶｒ，ＦＶｌを変換する。すなわ
ち、まず、算出された眼鏡の正面方向に垂直な平面に左
右の眼鏡枠を射影した２次元形状を用い、左右の眼鏡枠
の上方に接する接線と同一方向の単位ベクトルと、左右
の眼鏡枠の下方に接する接線と同一方向の単位ベクトル
との和の方向を眼鏡のデータムライン方向として算出す
る。これを図１７を参照して説明する。

【０１０１】図１７は、ＸＹ平面上（眼鏡の正面方向に
垂直な平面）に射影された左右の眼鏡枠を示す平面図で
ある。まず、眼鏡の上方で左右の眼鏡枠形状に同時に接
する眼鏡上方接線Ｌ１がＸ軸方向となす角θａと、眼鏡
の下方で左右の眼鏡枠形状に同時に接する眼鏡下方接線
Ｌ２がＸ軸方向となす角θｂとを求める。つぎに、眼鏡
のデータムライン４６がＸ軸方向となす角θｄは、これ
ら角θａと角θｂとの中間の角度であるから、これらの
平均値を求め、この平均値を角θｄとする。

【０１０２】つぎに、眼鏡のデータムラインがＸ軸方向
に一致するように、ステップＳ６０７で変換された右の
眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，Ｚｒｎ）（ｎ＝
１，２，３，・・・，Ｎ）および左の眼鏡枠形状座標値
（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）（ｎ＝１，２，３，・・
・，Ｎ）ならびに左右の眼鏡枠の正面方向単位ベクトル
ＦＶｒ，ＦＶｌを、Ｚ軸を回転軸として角θｄだけ回転
移動した新たな変換値を再度算出する。

【０１０３】〔Ｓ６０９〕ステップＳ６０８で再度変換
された左右の眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，Ｚｒ
ｎ），（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）を基に、眼鏡枠間距
離を算出する。これを図１８を参照して説明する。

【０１０４】図１８は、眼鏡枠間距離を示す左右の眼鏡
枠の斜視図である。すなわち、右の眼鏡枠形状座標値
（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，Ｚｒｎ）の中で、Ｘｒｎが最大値と
なる点Ｓと、左の眼鏡枠形状座標値（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，
Ｚｌｎ）の中で、Ｘｌｎが最小値となる点Ｔとを求め、
点Ｓから点Ｔに至るベクトルをＺＸ平面に射影したベク
トルの長さＤＢＬを求める。この長さＤＢＬは鼻幅であ
り、この実施例では、眼鏡枠間距離を鼻幅ＤＢＬを用い
て表す。

【０１０５】〔Ｓ６１０〕ステップＳ６０８で再度変換
された左右の眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，Ｚｒ
ｎ），（Ｘｌｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）および左右の眼鏡枠
の正面方向単位ベクトルＦＶｒ，ＦＶｌを基に、左右の
眼鏡枠形状のＡサイズ、Ｂサイズおよび幾何学中心（フ
レームセンタ）座標を算出するとともに、これら左右の
眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，Ｚｒｎ），（Ｘｌ
ｎ，Ｙｌｎ，Ｚｌｎ）を、算出された各幾何学中心を原
点とし、左右の眼鏡枠の正面方向単位ベクトルＦＶｒ，
ＦＶｌをＺ軸方向に一致させた座標値にそれぞれ変換す
る。これを図１９を参照して説明する。なお、以降のス
テップＳ６１０〜Ｓ６１２では、特に左右を区別する必
要がないので、眼鏡枠形状座標値を（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚ
ｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）と、また眼鏡枠の
正面方向単位ベクトルをＦＶと表記して説明するが、こ
れらは左右のいずれをも表しているものである。

【０１０６】図１９は、眼鏡枠の正面方向がＺ軸方向に
一致するように変換された後の眼鏡枠形状のＸＹ平面図
である。すなわち、まず、眼鏡枠の正面方向単位ベクト
ルＦＶがＺ軸方向に一致するように、眼鏡枠形状座標値
（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）
を、原点を中心に回転移動する。この移動による変換後
の座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）において、Ｘｎの最大値
および最小値をＸｍａｘ，Ｘｍｉｎとし、Ｙｎの最大値
および最小値をＹｍａｘ，Ｙｍｉｎとすれば、眼鏡枠形
状のＡサイズ４７は、ＸｍａｘとＸｍｉｎとの差の絶対
値として求められ、Ｂサイズ４８は、ＹｍａｘとＹｍｉ
ｎとの差の絶対値として求められる。

【０１０７】また、幾何学中心（フレームセンタ）座標
（ＦＣｘ，ＦＣｙ）は下記式（３），（４）により求め
られる。 ＦＣｘ＝（Ｘｍａｘ＋Ｘｍｉｎ）／２ ・・・（３） ＦＣｙ＝（Ｙｍａｘ＋Ｙｍｉｎ）／２ ・・・（４） つぎに、眼鏡枠の正面方向単位ベクトルＦＶがＺ軸方向
に一致するように、先に変換された眼鏡枠形状座標値
（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）
を、幾何学中心（ＦＣｘ，ＦＣｙ）を原点とする座標値
に変換する。

【０１０８】また、この眼鏡枠形状座標値（Ｘｎ，Ｙ
ｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）の２次元デ
ータ（Ｘｎ，Ｙｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）
を、幾何学中心（ＦＣｘ，ＦＣｙ）を原点とする極座標
値（Ｒｎ，θｎ）（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）に変
換する。

【０１０９】さらに、極座標値（Ｒｎ，θｎ）の中で、
Ｒｎの最大値を求め、それを２倍して有効径ＥＤを算出
する。 〔Ｓ６１１〕ステップＳ６１０で求められた幾何学中心
を原点とする眼鏡枠形状座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）
（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）は、近似的にトーリッ
ク面上の閉曲線にのっていると見做し、そのトーリック
面の方程式を求める。これを図２０を参照して説明す
る。

【０１１０】図２０は、トーリック面の方程式を求める
ための眼鏡枠４９の斜視図である。図中、トーリック面
の中心座標を（ａ，ｂ，ｃ）とし、またトーリック面の
回転対称軸方向単位ベクトルを（ｐ，ｑ，ｒ）とし、こ
のトーリック面の中心座標（ａ，ｂ，ｃ）を含み回転対
称軸方向単位ベクトル（ｐ，ｑ，ｒ）に垂直な平面で前
記トーリック面を切ったときにできる最大の円の半径を
ベース半径ＲＢとし、また、トーリック面の中心座標
（ａ，ｂ，ｃ）を含み回転対称軸方向単位ベクトル
（ｐ，ｑ，ｒ）に平行な平面で前記トーリック面を切っ
たときにできる円の半径をクロス半径ＲＣとする。

【０１１１】トーリック面を３次元座標上に定義するた
めには、中心座標（ａ，ｂ，ｃ）、ベース半径ＲＢ、ク
ロス半径ＲＣ、回転対称軸方向単位ベクトル（ｐ，ｑ，
ｒ）を変数とするトーリック面の方程式を、眼鏡枠形状
座標値（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，３，・・
・，Ｎ）のデータを用いて最小２乗近似法によって解
き、これによって、中心座標（ａ，ｂ，ｃ）、ベース半
径ＲＢ、クロス半径ＲＣ、回転対称軸方向単位ベクトル
（ｐ，ｑ，ｒ）を得るようにする。

【０１１２】〔Ｓ６１２〕まず、ステップＳ６０８で再
度変換された眼鏡枠の正面方向単位ベクトルＦＶを用い
て、眼鏡枠の傾きＴＩＬＴを算出する。これを図２１を
参照して説明する。

【０１１３】図２１は、眼鏡枠の傾きＴＩＬＴおよびフ
レームＰＤの算出を説明する説明図であり、図２１
（Ａ）は眼鏡枠の傾きＴＩＬＴの斜視図、図２１（Ｂ）
は眼鏡フレームの平面図である。すなわち、図２１
（Ａ）に示すように、眼鏡枠の傾きＴＩＬＴは、眼鏡枠
の正面方向単位ベクトルＦＶとＹＺ平面とのなす角とし
て算出する。

【０１１４】このようにして眼鏡枠の傾きＴＩＬＴが算
出されるので、フレーム形状測定器１０２に対する眼鏡
フレームの装着状態に拘らず、すなわち譬え、フレーム
形状測定器１０２のＺ軸方向に眼鏡の正面方向が一致し
ていなくとも、正確な眼鏡枠の傾きを算出することがで
きるようになる。

【０１１５】つぎに、この傾きＴＩＬＴと、ステップＳ
６０９で求めた鼻幅ＤＢＬと、ステップＳ６１０で求め
たＡサイズとを基に、幾何学中心間の距離であるフレー
ムＰＤを算出する。すなわち、図２１（Ｂ）に示すよう
に、Ａサイズは左右の眼鏡枠で異なるので、右の眼鏡枠
のＡサイズをＡｒ、左の眼鏡枠のＡサイズをＡｌとする
と、フレームＰＤ（ＦＰＤ）は次式（５）で算出され
る。

【０１１６】 ＦＰＤ＝（Ａｒ＋Ａｌ）／２・ｃｏｓ（ＴＩＬＴ）＋ＤＢＬ ・・・（５） 〔Ｓ６１３〕左右の眼鏡枠形状は同一であることが望ま
しいが、一般に若干の差異がある。そこで、左右の眼鏡
枠のバランスをとるために、左右の眼鏡枠形状を合わせ
るためのマージ処理を行う。これを図２２および図２３
を参照して説明する。

【０１１７】図２２は左右の眼鏡枠形状の差異量の検出
を説明する斜視図であり、図２３は新たな眼鏡枠形状を
示す斜視図である。図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の部
分５２の拡大図である。

【０１１８】まず、ステップＳ６１０で求めた各幾何学
中心を原点とする左右の眼鏡枠形状の直交座標値（Ｘ
ｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）に基づき、加重平均値を算出し、左右
それぞれの眼鏡枠形状の重心位置を算出する。そして、
左の眼鏡枠形状のＸ座標値の符号を反転させた上で、図
２２に示すように、左右の眼鏡枠形状の各重心位置が同
一の点Ｇに位置するようにして、左の眼鏡枠形状５１を
右の眼鏡枠形状５０に重ね合わせる。ここで、各方向θ
ｉにおける左右の眼鏡枠間距離Ｌθｉの総和を算出し、
これを左右の眼鏡枠形状の差異量ＤＥとする。

【０１１９】つぎに、図２３（Ａ）に示すように、右の
眼鏡枠形状５０を固定し、左の眼鏡枠形状５１を点Ｇを
中心に回転させ、差異量ＤＥが最小となるようにする。
そして、差異量ＤＥが最小となったときの左の眼鏡枠形
状５３が、先の眼鏡枠形状５１から回転した回転角θｓ
および回転軸ベクトルＡＶを求める。

【０１２０】つぎに、図２３（Ｂ）に示すように、この
左の眼鏡枠形状５３と右の眼鏡枠形状５０との中間とな
る眼鏡枠形状５４を算出する。すなわち、各方向θｉに
おける左右の眼鏡枠位置の中点Ｍを求める。眼鏡枠形状
５４は、左の眼鏡枠形状５３と右の眼鏡枠形状５０との
間にあって、任意の比率で分割した位置でもよい。

【０１２１】そして、この眼鏡枠形状５４を新たな左右
の眼鏡枠形状とする。すなわち、眼鏡枠形状５４の座標
値を求め、それを新たな右の眼鏡枠形状座標値とし、か
つ、眼鏡枠形状５４の座標値を、点Ｇを通る回転軸ベク
トルＡＶを中心に回転角θｓだけ、先程とは逆方向へ回
転させたものを、新たな左の眼鏡枠形状座標値とする。

【０１２２】なお、以上のマージ処理により、左右の眼
鏡枠形状が変化してしまっているので、ステップＳ６１
０〜Ｓ６１２を再度実行する。なお、ここで求めた差異
量ＤＥおよび回転角θｓは、左右の眼鏡枠形状のバラン
スの悪さを表す値であるから、これらの値が所定の限界
値を越えているときには、マージ処理を行わず、左右の
眼鏡枠形状のバランスが異常であることを示すエラーコ
ードを出力するようにする。

【０１２３】以上の実施例では、３次元形状におけるマ
ージ処理を示したが、同様の方法でＸＹ成分だけを使っ
て２次元のマージ処理を行うようにしてもよい。ただ
し、その場合には、眼鏡枠形状は、ステップＳ６１１で
求めたトーリック面上の形状であるとする。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、左右の
眼鏡枠の各正面方向、眼鏡の正面方向、および眼鏡の正
面方向に垂直な平面における眼鏡のデータムライン方向
を算出し、これらの算出された各方向に基づき、眼鏡枠
の傾きを算出する。これにより、眼鏡枠形状測定装置に
対して眼鏡の装着状態がどうであっても、正確な眼鏡枠
の傾きを算出することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】眼鏡店の端末コンピュータにおける計算処理の
手順を示すフローチャートであり、図３のステップＳ６
内での処理内容に相当する。

【図２】本発明の眼鏡枠の傾き算出方法が実施される眼
鏡レンズの供給システムの全体構成図である。

【図３】眼鏡店での最初の入力処理の流れを示すフロー
チャートである。

【図４】工場での処理の流れ、ならびに工場からの転送
により眼鏡店で行われる確認およびエラー表示のステッ
プを示すフローチャートである。

【図５】フレーム形状測定器の構造の概略を示す斜視図
である。

【図６】片側の眼鏡枠の内周溝形状に沿ったスタイラス
頭部の中心軸の軌跡の斜視図である。

【図７】ＸＹ平面上に射影したスタイラス頭部の中心軸
の軌跡および片側の眼鏡枠の内周溝形状を示す平面図で
ある。

【図８】内周溝とスタイラス頭部とを示す斜視図であ
る。

【図９】内周溝とスタイラス頭部とを示す斜視図であ
る。

【図１０】図８に示される内周溝およびスタイラス頭部
のＺＸ平面図である。

【図１１】図９に示される内周溝およびスタイラス頭部
のＸＹ平面図である。

【図１２】眼鏡枠とレンズヤゲンとのＺＸ平面図であ
る。

【図１３】眼鏡枠形状座標値のほぼ中央に位置する点を
起点とし、眼鏡枠形状の各座標値を終点とするベクトル
を示す斜視図である。

【図１４】眼鏡枠の正面方向を示す斜視図である。

【図１５】３次元の同一の直交座標上に配置された左右
の眼鏡枠の斜視図である。

【図１６】左右の眼鏡枠の正面方向単位ベクトルおよび
眼鏡の正面方向単位ベクトルを示す斜視図である。

【図１７】ＸＹ平面上に射影された左右の眼鏡枠を示す
平面図である。

【図１８】眼鏡枠間距離を示す左右の眼鏡枠の斜視図で
ある。

【図１９】眼鏡枠の正面方向がＺ軸方向に一致するよう
に変換された後の眼鏡枠形状のＸＹ平面図である。

【図２０】トーリック面の方程式を求めるための眼鏡枠
の斜視図である。

【図２１】眼鏡枠の傾きおよびフレームＰＤの算出を説
明する説明図である。

【図２２】左右の眼鏡枠形状の差異量の検出を説明する
斜視図である。

【図２３】新たな眼鏡枠形状を示す斜視図である。

【図２４】図９に示す円３２ｄを通る平面を示す図であ
る。

【符号の説明】

１００ 眼鏡店 １０１ 端末コンピュータ １０２ フレーム形状測定器 ２００ 工場 ２０１ メインフレーム ２０２ ＬＡＮ ２１０ 端末コンピュータ ２１１ 荒擦り機（カーブジェネレータ） ２１２ 砂掛け研磨機 ２２０ 端末コンピュータ ２２１ レンズメータ ２２２ 肉厚計 ２３０ 端末コンピュータ ２３１ マーカ ２３２ 画像処理機 ２４０ 端末コンピュータ ２４１ レンズ研削装置 ２４２ チャックインタロック ２５０ 端末コンピュータ ２５１ 形状測定器 ３００ 公衆通信回線

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 眼鏡枠形状測定装置に対し任意の空間位
   置に位置する眼鏡の眼鏡枠の傾きを算出する眼鏡枠の傾
   き算出方法において、 左右の眼鏡枠の各正面方向を算出し、 前記算出された左右の眼鏡枠の各正面方向に基づき、眼
   鏡の正面方向を算出し、 前記算出された眼鏡の正面方向に垂直な平面内におけ
   る、眼鏡のデータムライン方向を算出し、 前記算出された左右の眼鏡枠の各正面方向と、前記算出
   された眼鏡の正面方向と、前記算出された眼鏡のデータ
   ムライン方向とに基づき、眼鏡枠の傾きを算出すること
   を特徴とする眼鏡枠の傾き算出方法。
2. 【請求項２】 前記算出された左右の眼鏡枠の各正面方
   向は、左右の眼鏡枠を前記各正面方向に垂直な各平面に
   射影して得られる各２次元形状が囲む各面積がそれぞれ
   最大となる各方向であることを特徴とする請求項１記載
   の眼鏡枠の傾き算出方法。
3. 【請求項３】 前記算出された眼鏡の正面方向は、前記
   算出された左右の眼鏡枠の各正面方向の各単位ベクトル
   の和の方向であることを特徴とする請求項１記載の眼鏡
   枠の傾き算出方法。
4. 【請求項４】 前記算出された眼鏡のデータムライン方
   向は、前記算出された眼鏡の正面方向に垂直な平面に左
   右の眼鏡枠を射影して得られる２次元形状の上方に接す
   る接線と同一方向の単位ベクトルと、下方に接する接線
   と同一方向の単位ベクトルとの和の方向であることを特
   徴とする請求項１記載の眼鏡枠の傾き算出方法。