JP2991868B2 - 眼鏡枠形状測定補正方法 - 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使用
され、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形状測定補正方法に関し、特に眼鏡
枠の内周溝に接触しながら内周溝に沿って移動する接触
子の移動軌跡から内周溝の形状を算出する眼鏡枠形状測
定装置において、接触子が内周溝の底から僅か浮き上が
って接触しない場合の眼鏡枠形状測定補正方法に関す
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】ところで、眼鏡枠形状測定装置は、眼鏡枠
の内周溝に接触しながら内周溝に沿って移動し、回転対
称な形状を有する接触子の移動軌跡から内周溝の形状を
得るようにしていた。すなわち、接触子の中心の移動軌
跡データをＸＹ平面に投影したときにできる曲線を、そ
の曲線の各点で法線方向へ接触子の半径分だけ補正して
眼鏡枠の内周溝の底の形状を得ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、接触子の回転
対称軸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）に常に平行であるのに対し、
眼鏡枠の内周溝の形状はＸ，Ｙ軸方向に変化するだけで
なく、Ｚ軸方向にも変化するため、Ｖ字形の内周溝に対
する接触子の接触状態が捩じれることがあり、接触子の
先端部が内周溝の底から浮き上がり、両者が接触しない
ことがあった。したがって、こうした場合に上記従来の
補正方法では、この浮き上がった分だけ、眼鏡枠の内周
溝の底の形状を、誤って小さめに算出してしまうという
問題があった。この問題は、接触子の先端部の角度が大
きいときにも生じる。

【０００６】さらに、眼鏡枠形状測定装置で眼鏡枠形状
を測定するときは、眼鏡の正面方向が眼鏡枠形状測定装
置のＺ軸方向に一致していることを前提とするにも拘ら
ず、正確に一致させるには調整に非常に手間がかかり、
眼鏡枠形状測定装置への眼鏡の実際の装着では、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
差があることが多い。そのため、眼鏡枠形状測定装置に
同一の眼鏡を装着しても、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、その装着毎に異なった
誤差が生じ易く、したがって、接触子の先端部の上記浮
き上がり状態が、その装着毎に異なることとなる。これ
により、同一の眼鏡にも拘らず、求められた眼鏡枠の内
周溝の底の形状が、眼鏡枠形状測定装置に眼鏡を装着す
る都度、異なるという問題点があった。特に、眼鏡枠の
内周溝の底の形状から得られる内周溝に沿った周長に大
きい影響があった。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、眼鏡枠形状のＺ軸方向への変化や接触子の先
端部の角度および眼鏡枠形状測定装置に対する眼鏡の装
着状態に拘らず、正確な眼鏡枠の内周溝の底の形状を算
出することができる眼鏡枠形状測定補正方法を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【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、眼鏡枠の内周溝に接触しながら内周溝に
沿って移動し、回転対称な形状を有する接触子の移動軌
跡から内周溝の形状を算出する眼鏡枠形状測定装置の眼
鏡枠形状測定補正方法において、接触子の３次元の移動
軌跡データに基づき、接触子の先端部の包絡線軌跡を求
め、内周溝および接触子の各形状データと、接触子の３
次元の移動軌跡データとから、内周溝の底と接触子の先
端部との距離を算出し、算出された距離に基づき、前記
求めた包絡線軌跡を補正して、内周溝の底の形状を算出
することを特徴とする眼鏡枠形状測定補正方法が、提供
される。

【０００９】

【作用】まず、接触子の移動によって得られた３次元の
移動軌跡データに基づき、接触子の先端部の包絡線軌跡
を求める。この包絡線軌跡は、接触子の先端部が内周溝
の底から浮き上がっているところでは、実際の内周溝の
底の形状よりも内側になっている。一方、内周溝および
接触子の各形状データと、接触子の３次元の移動軌跡デ
ータとから、内周溝の底と接触子の先端部との距離を、
包絡線軌跡の各点毎に算出する。

【００１０】そして、この算出された距離に基づき、前
記求めた包絡線軌跡を補正して、実際の正確な内周溝の
底の形状を算出する。これにより、眼鏡枠形状のＺ軸方
向への変化や接触子の先端部の角度および眼鏡枠形状測
定装置に対する眼鏡の装着状態に拘らず、正確な眼鏡枠
の内周溝の底の形状を算出することができる。

【００１１】

【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、本発明の眼鏡枠形状測定補正方法が実
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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】〔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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】〔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。

【００２６】〔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。

【００２７】〔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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】〔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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】〔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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】〔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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】〔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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】〔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。

【００４９】〔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。

【００５０】〔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。

【００５１】〔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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】〔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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】〔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。

【００７５】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１３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。

【００７６】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Ｓ
Ａ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

【００７７】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。

【００７８】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

【００７９】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Ｈｎ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。

【００８０】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１３（Ａ）に示す。図１３（Ｂ）は図１３
（Ａ）の一部拡大図である。図１３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１３
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１３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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】〔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。

【００８５】 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。

【００８６】〔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。すなわち、例えば、各眼鏡枠に
おいて、Ｘ軸座標値が最大と最小とになる２点を結ぶベ
クトルを求め、同様に、Ｙ軸座標値が最大と最小とにな
る２点を結ぶベクトルを求め、両ベクトルに垂直となる
ベクトルを算出して、これの単位ベクトルを眼鏡枠の正
面方向の単位ベクトルＦＶとする。

【００８７】〔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。

【００８８】〔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。すなわち、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、−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右
眼鏡枠形状座標値（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ，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ＦＶｒとする。

【００８９】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。

【００９０】〔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。すなわち、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ＦＶｒ，ＦＶｌの和のベクトル
の方向に定義する。そして、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。

【００９１】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。

【００９２】〔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、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がＸ軸
方向となす角θｂとの中間の角度を求め、これを、眼鏡
のデータムラインがＸ軸方向となす角θｄとする。

【００９３】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。

【００９４】〔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。すなわち、右の眼鏡枠形状座標値（Ｘｒ
ｎ，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，Ｚｌ
ｎ）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。

【００９５】〔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。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，Ｚｎ）（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。

【００９６】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サイズは、ＸｍａｘとＸｍｉｎとの差の絶対
値として求められ、Ｂサイズは、ＹｍａｘとＹｍｉｎと
の差の絶対値として求められる。

【００９７】また、幾何学中心（フレームセンタ）座標
（ＦＣｘ，ＦＣｙ）は下記式（２），（３）により求め
られる。 ＦＣｘ＝（Ｘｍａｘ＋Ｘｍｉｎ）／２ ・・・（２） ＦＣｙ＝（Ｙｍａｘ＋Ｙｍｉｎ）／２ ・・・（３） 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。

【００９８】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。

【００９９】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。すなわち、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。

【０１００】〔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。すなわち、眼鏡
枠の傾きＴＩＬＴは、眼鏡枠の正面方向単位ベクトルＦ
ＶとＹＺ平面とのなす角として算出する。

【０１０１】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、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（４）で算出される。

【０１０２】 ＦＰＤ＝（Ａｒ＋Ａｌ）／２・ｃｏｓ（ＴＩＬＴ）＋ＤＢＬ ・・・（４） 〔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。

【０１０３】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、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、左の眼鏡枠形状を右の眼鏡枠形状に重ね合わ
せる。ここで、各方向における左右の眼鏡枠間の距離の
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。

【０１０４】つぎに、右の眼鏡枠形状を固定し、左の眼
鏡枠形状を点Ｇを中心に回転させて、差異量ＤＥが最小
となる左の眼鏡枠形状を求め、そのときの左の眼鏡枠形
状の回転角θｓおよび回転軸ベクトルＡＶを求める。

【０１０５】つぎに、この左の眼鏡枠形状と右の眼鏡枠
形状との中間となる眼鏡枠形状を算出する。そして、こ
の眼鏡枠形状を新たな右の眼鏡枠形状とし、かつ、これ
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。

【０１０６】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。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、内周溝
および接触子の各形状データと、接触子の３次元の移動
軌跡データとから、内周溝の底と接触子の先端部との距
離を算出し、この算出された距離に基づき、接触子先端
部の包絡線軌跡を補正して、内周溝の底の形状を算出す
る。したがって、接触子の先端部が内周溝の底から浮き
上がり、両者が接触しない場合でも、この浮き上がった
分だけ補正が行われ、正確な眼鏡枠の内周溝の底の形状
が算出されることになる。さらに、眼鏡の正面方向が眼
鏡枠形状測定装置のＺ軸方向と正確に一致していなくと
も、正確な眼鏡枠の内周溝の底の形状が算出され得、従
来のように、眼鏡枠形状測定装置に眼鏡を装着する毎
に、同一の眼鏡にも拘らず、求められた眼鏡枠の内周溝
の底の形状が異なって算出されるということが回避され
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】本発明の眼鏡枠形状測定補正方法が実施される
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】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】 眼鏡枠の内周溝に接触しながら前記内周
   溝に沿って移動し、回転対称な形状を有する接触子の移
   動軌跡から前記内周溝の形状を算出する眼鏡枠形状測定
   装置の眼鏡枠形状測定補正方法において、 前記接触子の３次元の移動軌跡データに基づき、前記接
   触子の先端部の包絡線軌跡を求め、 前記内周溝および前記接触子の各形状データと、前記接
   触子の３次元の移動軌跡データとから、前記内周溝の底
   と前記接触子の先端部との距離を算出し、 前記算出された距離に基づき、前記求めた包絡線軌跡を
   補正して、前記内周溝の底の形状を算出することを特徴
   とする眼鏡枠形状測定補正方法。
2. 【請求項２】 前記内周溝の底と前記接触子の先端部と
   の距離の算出に供される前記内周溝の形状データは、前
   記内周溝の溝幅と溝角度とであることを特徴とする請求
   項１記載の眼鏡枠形状測定補正方法。
3. 【請求項３】 前記内周溝の底と前記接触子の先端部と
   の距離の算出に供される前記接触子の形状データは、前
   記接触子の半径と、前記接触子の回転対称軸を含む断面
   形状データとであることを特徴とする請求項１記載の眼
   鏡枠形状測定補正方法。
4. 【請求項４】 眼鏡枠の内周溝に接触しながら前記内周
   溝に沿って移動する接触子の移動軌跡から前記内周溝の
   形状を算出する眼鏡枠形状測定装置の眼鏡枠形状測定補
   正方法において、 前記接触子の移動によって得られる前記内周溝の形状デ
   ータと、当該眼鏡枠にヤゲン加工後のレンズが嵌合され
   たと仮定した場合におけるヤゲンの先端軌跡の形状デー
   タとから、前記内周溝の底からヤゲン先端までの距離を
   算出し、 前記算出された距離に基づき、前記内周溝の形状データ
   を補正することを特徴とする眼鏡枠形状測定補正方法。