JP3154698B2 - 眼鏡枠の保持方向の算出方法 - Google Patents

眼鏡枠の保持方向の算出方法

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JP3154698B2
JP3154698B2 JP17123199A JP17123199A JP3154698B2 JP 3154698 B2 JP3154698 B2 JP 3154698B2 JP 17123199 A JP17123199 A JP 17123199A JP 17123199 A JP17123199 A JP 17123199A JP 3154698 B2 JP3154698 B2 JP 3154698B2
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lens
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spectacle
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元の眼鏡枠形
状測定装置で測定した眼鏡枠の3次元形状データから該
3次元の眼鏡枠形状測定装置に保持された眼鏡枠の保持
方向を算出できるようにした眼鏡枠の保持方向の算出方
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、左右の眼鏡枠間の距離は、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、この眼鏡枠間距離を、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
定値から眼鏡枠間距離を求める方法として、例えば特開
昭62−169009号公報および特開平3−2618
14号公報に開示されるように、左右の眼鏡枠の形状を
それぞれ測定する際に、一方の枠から他方の枠へ移動さ
れる測定手段の移動量を測定して眼鏡枠間距離を求めた
り、特開平4−18516号公報に開示されるように、
眼鏡フレームを所定位置に保持して眼鏡枠形状を測定
し、この測定値から各眼鏡枠の幾何学中心間距離を求め
たりする方法があった。
【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、いずれも、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て保持させる必要が
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、どうしても保持した眼
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、正確な眼鏡枠間距離
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、3次元の眼鏡枠形状測定装置で測定した眼鏡
枠の3次元形状データから該3次元の眼鏡枠形状測定装
置に保持された眼鏡枠の保持方向を算出できるようにし
た眼鏡枠の保持方向の算出方法を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、第1の手段は、3次元測定機構を有する眼鏡枠形
状測定装置内の任意の空間位置に保持された眼鏡枠に対
して、該3次元の眼鏡枠形状測定装置により測定された
眼鏡枠の3次元測定データから、複数の位置座標変換を
行いながら該眼鏡枠の保持方向を算出する方法であっ
て、3次元の眼鏡枠形状測定装置により測定された眼鏡
枠の3次元測定データから、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と定義して左右の眼鏡枠の各正面
方向を算出し、次に、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を算出してそれを
眼鏡の正面方向とし、この眼鏡の正面方向を眼鏡の保持
方向とすることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図2は、本発明の眼鏡枠間距離
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3
00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。
【0011】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。
【0012】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。
【0013】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。
【0014】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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】〔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。
【0022】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。
【0023】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。
【0024】〔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。
【0025】〔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。
【0026】〔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。
【0027】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。
【0028】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。
【0029】〔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。〔S9〕「問い合わせ」か、「注
文」かの指定をする。
【0030】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。
【0031】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。
【0032】〔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。
【0033】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。
【0034】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。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】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。
【0038】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。
【0039】〔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。
【0040】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。
【0041】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。
【0042】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。
【0043】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100の端末コンピュータ101へ送り、ステ
ップS14へ進む。
【0044】〔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。
【0045】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。
【0046】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。
【0047】〔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。
【0048】〔S16〕眼鏡店100の端末端末コンピ
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。
【0049】〔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。
【0050】〔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。
【0051】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。
【0052】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。
【0053】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。
【0054】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。
【0055】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。
【0056】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。
【0057】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。
【0058】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。
【0059】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。
【0060】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。
【0061】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。
【0062】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。
【0063】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。
【0064】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。
【0065】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。
【0066】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。
【0067】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。
【0068】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。
【0069】〔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。
【0070】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。
【0071】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。
【0072】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。
【0073】〔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。
【0074】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
あり、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平面図である。図12は眼鏡枠とレ
ンズヤゲンとのZX平面図である。
【0075】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。
【0076】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
なす傾き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。
【0077】スタイラス頭部32の先端部の角度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44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、内周溝44がZ軸方向に
垂直な平面となす傾きTAとから、スタイラス頭部32
の先端部による平面が内周溝44に交差してできる2つ
の線分がなす角度βを求める。そして、図11(A)に
示すように、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Hnを、角度βとスタイラス
頭部32の半径SRとから求める。こうした距離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。
【0078】なお、図11(B)に示すように、スタイ
ラス頭部32の先端が内周溝44の上縁44b,44c
に接してしまう場合には、内周溝44の溝幅BWも考慮
して各点の補正量Hn(n=1,2,3,・・・,N)
を求める。
【0079】また、スタイラス頭部32の先端部の角度
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32b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。
【0080】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。
【0081】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。
【0082】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。
【0083】〔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。
【0084】 ただし、上記式(1)において、i=Nのときはi+1
を1とする。
【0085】〔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。
【0086】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。
【0087】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Vn
(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Vn
(n=1,2,3,・・・,N)を用いて、次式(2)
により求めることができる。
【0088】 FV=Σ(Vi ×Vi+1 )/||Σ(Vi ×Vi+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。
【0089】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。
【0090】〔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。
【0091】〔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。
【0092】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。
【0093】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。
【0094】〔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。
【0095】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。
【0096】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。
【0097】〔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。
【0098】図17は、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。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θ
dとする。
【0099】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。
【0100】〔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。
【0101】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。
【0102】このようにして、眼鏡枠間距離が算出され
るので、フレーム形状測定装置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
測定装置102のZ軸方向に眼鏡の正面方向が一致して
いなくとも、正確な眼鏡枠間距離を算出することができ
るようになる。
【0103】〔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。
【0104】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。
【0105】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。
【0106】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。
【0107】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,Z
n)(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。
【0108】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。
【0109】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。
【0110】〔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。
【0111】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。
【0112】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。
【0113】 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。
【0114】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。
【0115】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。
【0116】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。
【0117】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。
【0118】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。
【0119】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。
【0120】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。
【0121】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、3次元
の眼鏡枠形状測定装置により測定された眼鏡枠の3次元
測定データから、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
方向であると定義して左右の眼鏡枠の各正面方向を算出
し、次に、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を算出してそれを眼鏡の正面
方向とし、この眼鏡の正面方向を眼鏡の保持方向とする
ことを特徴とするもので、これにより、3次元の眼鏡枠
形状測定装置で測定した眼鏡枠の3次元形状データから
該3次元の眼鏡枠形状測定装置に保持された眼鏡枠の保
持方向を算出することを可能にしているものである。
【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S
6内での処理内容に相当する。
【図2】 本発明の眼鏡枠間距離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。
【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 (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3次元測定機構を有する眼鏡枠形状測定
    装置内の任意の空間位置に保持された眼鏡枠に対して、
    該3次元の眼鏡枠形状測定装置により測定された眼鏡枠
    の3次元測定データから、複数の位置座標変換を行いな
    がら該眼鏡枠の保持方向を算出する方法であって、 3次元の眼鏡枠形状測定装置により測定された眼鏡枠の
    3次元測定データから、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
    なる各方向であると定義して左右の眼鏡枠の各正面方向
    を算出し、 次に、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を算出してそれを眼鏡の正面方向
    とし、 この眼鏡の正面方向を眼鏡の保持方向とすることを特徴
    とする眼鏡枠の保持方向の算出方法。
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