JP3276647B2 - 眼鏡フレーム鼻当ての鼻部接触面切削方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装用感に優れた眼鏡フ
レームの鼻当て（パット）を得るための眼鏡フレーム鼻
当ての鼻部接触面切削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】眼鏡フレームの装用感にかかわる部分
は、装用者頭部及び鼻根部と接する部分、即ち、テンプ
ル先端部及び鼻当て部分が主たる部位である。

【０００３】テンプル部の装用に関しては、現在供給さ
れている部品でも、例えば、弾性部材等の材質の選択や
部材の熱変形や強制曲げ変形（弾性）を用いたフィッテ
ィング調整等により一応、ある程度満足できる装用状態
が得られている。

【０００４】また、鼻当て部分に関しても、メタルフレ
ームや一部のプラスチックフレームで使われている鼻当
ては、パットアームを備え、自由に接触角度が動くクリ
ングスタイプであるので、ある程度満足できるの装用感
が得られている

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大多数
のプラスチック眼鏡フレームに使用されている鼻当てに
関しては、眼鏡注文者の多くが十分満足できるものを供
給できるまでに至っていないのが実状である。

【０００６】この主たる原因は、多くのプラスチック眼
鏡フレームにあっては、その鼻当てが眼鏡フレームと一
体に形成されていることにある。このため、フレーム製
作後には鼻当てを調整することができない。したがっ
て、注文者に適したフレームを供給するためには、あら
ゆる注文者の鼻形状に合わせた鼻当てを有する多種類の
フレームを製作する必要がある。しかも、注文者に合わ
せる必要のあるのは鼻当てのみではなく、他の要因も考
慮にいれる必要があるため、結局、全てを満足したフレ
ームを供給することは現実には不可能である。それゆ
え、実際の生産では、鼻当て部に関しては、平均的鼻部
形状をモデルとし、そのモデルの鼻部形状の鼻当て曲面
に近似させた切削刃を、眼鏡フレームのレンズ枠の外周
に沿って平面的に回動させることによって切削加工して
得ていた。

【０００７】このように、従来のプラスチックフレーム
に用いられている鼻当ては、あくまでも、平均的鼻部形
状をモデルとするもので、単に、切削刃の形状に倣わせ
る程度の切削方法でしかなかった。従って、個々の眼鏡
装用者の鼻根部側面の形状とは無関係となっており、局
部的な「点当り」になってしまい、そのため圧迫感やず
り落ちなどの現象が特に発生し易くなっている。また、
プラスチック眼鏡フレームは重量が比較的重いこともそ
の要因になっている。

【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、多様な眼鏡フレームの
モデルにも採用可能な、装用感に優れた眼鏡フレーム鼻
当ての鼻部接触面切削方法を提供することにある。

【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、本発明は、（１）複数の規格の鼻当てを有する眼
鏡フレームを用意してその中から眼鏡注文者に適した鼻
当てを有する眼鏡フレームを選定するようにし、前記各
規格に対応した鼻当てを有する眼鏡フレームを製作する
際に鼻部接触面の形状を切削加工により形成するように
した眼鏡フレーム鼻当ての鼻部接触面切削方法におい
て、人顔の鼻部の基本形状を表す基本鼻根モデルを設定
する基本鼻根モデル設定段階と、人顔の鼻部形状のバラ
ツキを考慮し、そのバラツキに対応して前記設定した基
本鼻根モデルを変形して複数の鼻根モデルに分類する鼻
根モデル分類化段階と、その分類された各鼻根モデルに
対応する鼻当ての鼻部接触面の形状に基づいて切削軌跡
を設定する切削軌跡設定段階と、前記設定された切削軌
跡に基づいて切削工具を制御して眼鏡フレームの鼻当て
部を切削加工する切削加工段階とを有することを特徴と
した構成とし、この構成１の態様として、（２） 構成
１の眼鏡フレーム鼻当ての鼻部接触面切削方法におい
て、前記鼻根モデル分類化段階は、複数の人間の鼻部測
定から鼻部情報を収集する鼻部情報収集段階と、その鼻
部情報に基づき鼻部を複数の鼻根モデルに分類する分類
化段階とを含むものであることを特徴とした構成とし、
さらに、構成１または２の態様として、（３） 構成１
または２の眼鏡フレーム鼻当ての鼻部接触面切削方法に
おいて、前記切削軌跡設定段階は、前記分類された各鼻
根モデルに対応する鼻当ての鼻部接触面の形状を関数で
表し、この関数に基づいて切削軌跡を表す関数を得る操
作を行うものであり、前記切削加工段階は、前記切削軌
跡設定段階で設定された関数に基づいて切削工具を制御
するマシニングセンターを用いて行うものであることを
特徴とした構成とし、構成１ないし３のいずれかの態様
として、（４） 構成１ないし３のいずれかの眼鏡フレ
ーム鼻当ての鼻部接触面切削方法において、前記切削加
工段階において使用する切削工具が前記各鼻根モデルの
鼻当て接触面の形状に近似する形状の湾曲切削刃を有す
るカッターであることを特徴としたたものである。

【００１０】

【作用】上述の構成１によれば、基本鼻根モデルを設定
してこれを変形することにより多数の人顔の鼻をその形
状毎に適切に分類して大部分の注文者の鼻形状をカバー
できる幾つかの鼻根モデルを得ることが可能となる。し
たがって、この幾つかの鼻根モデルに対応する鼻当ての
鼻部接触面の形状の軌跡に基づき、切削工具を制御して
眼鏡フレームの鼻当て部を切削加工することにより、眼
鏡注文者に適し、装用感に勝れた鼻当てを有する眼鏡フ
レームを容易に得ることが可能となる。

【００１１】また、構成２によれば、上記分類を多数の
人顔の実際のデータに基づいて行うことから、実際に即
したより適切な分類が可能となり、さらに、構成３によ
れば、マシニングセンタを用いることにより、切削加工
を正確にかつ迅速に行うことが可能となり、構成４によ
れば、さらに切削加工が容易となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例にかかる眼鏡フレー
ム鼻当ての鼻部接触面切削方法ついて説明する。

【００１３】図１は、この一実施例の方法の概略手順を
示す図である。図１に示されるように、この方法は、
（Ｉ）基本鼻根モデルの設定（基本鼻根モデル設定段階
及び分類化段階）、（ＩＩ）基本鼻根モデルについての
切削軌跡設定（切削軌跡設定段階）、（ＩＩＩ）鼻当て
の切削加工（切削加工段階）の３段階からなる。以下、
これら各手順を詳細に説明するが、以下では、説明の都
合上、まず、（ＩＩＩ）鼻当ての切削加工（切削加工段
階）を説明し、以後、（Ｉ）基本鼻根モデルの設定（基
本鼻根モデル設定段階及び分類化段階）、（ＩＩ）基本
鼻根モデルについての切削軌跡設定（切削軌跡設定段
階）の順に説明する。

【００１４】（ＩＩＩ．鼻当ての切削加工）図２は本実
施例の方法によって製作された眼鏡フレーム（以下、単
にフレームという）１の部分斜視図である。

【００１５】このフレーム１は、左右のレンズ枠３，３
と、この左右のレンズ枠３，３を連結するブリッジ４
と、図示しないテンプル部とから構成される。このう
ち、レンズ枠３，３と、ブリッジ４とでフロント枠１ｂ
を構成する。

【００１６】レンズ枠３，３におけるブリッジ４で連結
された部位の近傍には、それぞれ鼻当て（以下、パット
という）２，２が相対向するようにして設けられてい
る。

【００１７】なお、フレーム１は、プラスチック製（ア
セテート）からなり、図３に示すように、プラスチック
原板１ａにフロントカーブをつけ、所定のフロント枠１
ｂの形状にマシニングセンタ（図示せず）を使用して、
切り出したものである。

【００１８】図２において、鼻当て２は、レンズ枠３に
連続して接合している部分を除いて、レンズ枠３側に面
したレンズ内周面２ａと、レンズ枠３の眼側外表面（稜
線）の鼻高湾曲面２ｂと、レンズ枠３の外側に面した鼻
当て接触面２ｃとの３面とを備えている。

【００１９】次に、これら３面の加工について述べる
と、まず、レンズ内周面２ａは、本実施例では、図３に
示すように、フロント枠１ｂの切り出し工程時におい
て、あらかじめ設定されたレンズ枠のデザインに従っ
て、そのレンズ枠形状の切り出しと同時に加工される。

【００２０】次に、鼻高湾曲面２ｂと、鼻当て接触面２
ｃの加工は、図４に示す、鼻高湾曲面創成用カッター
（以下、第１のカッターという）２１と、図５に示す鼻
当て接触面創成用カッター（以下、第２のカッターとい
う）２２とを用いて行われる。

【００２１】第１のカッター２１は、図４に示すよう
に、４枚の切削刃２１１、２１２、２１３、２１４から
なる切削部２１５と、マシニングセンタの加工軸（図示
せず）に装着される装着部２１６ａを有する支持部２１
６とを備えている。各々の切削刃２１１〜２１４は、そ
れぞれ同一形状である。例えば、切削刃２１１は、その
ほぼ中央位置に、湾曲したくぼみの第１の切削域２１７
と、その第１の切削域２１７の上下にそれぞれ第２の切
削域２１８、第３の切削域２１９とを備えている。 第
２の切削域２１８及び第３の切削域２１９には、それぞ
れ２つの切削傾斜面２１８ａ、２１８ｂ並びに２１９
ａ、２１９ｂが形成されている。

【００２２】そして、前記第１の切削域２１７のくぼみ
の湾曲は、図６に示すように鼻当て２の鼻高湾曲面２ｂ
と対応させて形成されている。

【００２３】第２の切削域２１８と第３の切削域２１９
は、同様に図６に示すように、それぞれレンズ枠３の眼
側表面の平坦部３ａ、３ｂを形成する切削部位となる。

【００２４】図７は、第１のカッター２１を使用してパ
ット２の鼻高湾曲面２ｂを切削している様子を示すもの
である。

【００２５】次に、図５に示される第２のカッター２２
について説明する。この第２のカッター２２は、４枚の
切削刃２２１、２２２、２２３、２２４からなる切削部
２２５と、マシニングセンタ（図示ぜす）の加工軸に装
着される装着軸２２６ａを有する支持部２２６とを備え
ている。切削部２２５は、カッター２２の先端部に位置
し、その切削部２２５を形成するそれぞれの切削刃２２
１〜２２４は、すべて同一形状であり、例えば、符号２
２１の切削刃を例にとって説明すると、この切削刃２２
１は、カッター２２から装着軸方向に湾曲した第１の切
削域２２７と装着軸２２６ａの円周方向に湾曲した第２
の切削域２２８とを備えている。

【００２６】このように、第２のカッター２２は、第１
のカッター２１と切削刃の形状において相違しているも
のの機能及び使用方法等については同一であり、本体切
削装置に加工具として着脱して、使用される。

【００２７】同様に図８は、第２のカッター２２を使用
して鼻当て接触面２Ｃを切削加工している様子を示す図
である。図８において、左側のレンズ枠３からブリッジ
４を通り右側のレンズ枠３に示す矢印の方向が、このカ
ッター２２の切削軌跡であり、左側のレンズ枠３のパッ
ト２は既に本カッター２２により切削が終えた形状とな
っており、次にブリッジ４を加工し、次いで、右側レン
ズ枠３のパット２の加工へと移る段階を示している （Ｉ．基本鼻根モデルの設定）次に、本実施例の鼻当て
接触面２Ｃの形状を定める前提として、鼻根モデルを設
定する手順について説明する。

【００２８】本実施例では、まず、人顔の鼻部を二等辺
三角形を底面とする９つの四面体形状にモデル化し、次
いで、この各四面体の２つの傾斜面を鼻根部側面形状と
して面の方程式で表し、それを上記鼻当て接触面２Ｃと
して取り扱う。以下、この手順を詳細に説明する。

【００２９】この手順の概略は、図９にそのフロー図を
示したように、以下の通りである。

【００３０】（１）基本鼻根モデル１００を設定し、鼻
部測定のための測定点を決定する。

【００３１】（２）不特定多数の鼻部を測定する （３）測定データを分析し、鼻部形状の分類化を行な
う。

【００３２】（４）究極的に、９つの基本鼻根モデルを
設定する。

【００３３】次に、上記手順を詳細に説明する。なお、
本実施例では、不特定多数の人顔の鼻部計測から人間工
学的手法を用いて大系的に鼻部を分類化するものである
が、その他の分類は方法としては、一つの特定の鼻部モ
デルもしくはその部分的なデータから、形状、鼻根高、
鼻根傾斜角等を計数的に変化させて、複数の鼻根モデル
を作成する方法等があり、更に、ＣＡＤ，ＣＡＭ等もふ
くめコンピュータグラフィクを使用することもできる。

【００３４】（１）基本鼻根モデル１００の設定〜測定
点の決定 Ａ．基本鼻根モデル１００の設定 不特定多数の人間の鼻部形状を測定する前段階の作業と
して、図１０に示すような基本鼻根モデル１００を設定
する。このように、実際には自由曲面から構成される鼻
部を簡略的にモデル化することによって、測定点の明確
化を含めた測定技術の簡略化、測定後のデータ処理、比
較、分析、活用性を高めることができる。

【００３５】この基本鼻根モデル１００は、ともに三角
錐の頂点に近い部分を切り取った２つの５面体の鼻根モ
デルを合成したものであり、上方に位置するのが上部鼻
根モデル１０２、下方に位置するのが下部鼻根モデル１
０３である。

【００３６】上部鼻根モデル１０２は、背面１２１、右
側面１２２、左側面１２３、上面１２４及び下面１２５
から構成され、同様に、下部鼻根モデル１０３も、背面
１３１、右側面１３２、左側面１３３、上面１３４及び
下面１３５から構成される。また、上部鼻根モデル１０
２の下面１２５と、下部鼻根モデル１０３の上面１３４
とはこの２つの鼻根モデルを接続する境界の面であり、
符号としては、２つの図形の説明上、異なる番号を付与
しているが、同一の面である。

【００３７】図１１、図１２はそれぞれ基本鼻根モデル
１００と人顔の眼の位置との関係を示したもので、図１
１はその正面図、図１２は右側面図である。

【００３８】基本鼻根モデル１００において、上部鼻根
モデル１０２の背面１２１と下部鼻根モデル１０３の背
面１３１とは同一の平面上にあり、図１２に示されるよ
うに、これらは角膜頂点１０４から前方にｄ＝４ｍｍの
距離で眼前に顔面と平行に設定した平面である基準前頭
面Ｖ₀ と同一平面上にあるように設定される。したがっ
て、これら鼻根モデル１０２、１０３の右側面１２２及
び１３２は、人顔の鼻部右側傾斜面に対応し、左側面１
２３及び１３３は、人顔の鼻部左側傾斜面にそれぞれ対
応することになる。

【００３９】また、人顔の左右瞳孔中心１０６を通る水
平面を基準水平面Ｈ0とすると、上部鼻根モデル１０２
の上面１２４はこの基準水平面Ｈ0 と同一平面上にあ
り、さらに、上部鼻根モデル１０２の下面１２５（＝下
部鼻根モデル１０３の上面１３４）は、基準水平面Ｈ0
を下方に平行に一定距離（＝１０ｍｍ）移動した平面
（第１水平面）と同一平面上にあり、そして、下部鼻根
モデル１０３の下面１３５は、基準水平面Ｈ0 を下方に
平行に一定距離（＝２０ｍｍ）移動した平面（第２水平
面）と同一平面上にある。

【００４０】また、右側面１２２、１３２と、左側面１
２３、１３３とが交わる稜線（頂点）１２６、１３６
は、人顔の鼻梁に対応し、図１２に示すように、基準前
頭面Ｖ0 から顔前垂直方向の距離ｈは、鼻部の高さｈ
（鼻深）に対応する。

【００４１】図１１におけるＷ0 、Ｗ1 ，Ｗ2 は、上述
の基準水平面Ｈ0 、第１水平面（１２５、１３５）及び
第２水平面（１３５）と、背面１２１、１３１との交線
の長さであり、人顔の鼻幅に対応する。

【００４２】なお、基本鼻根モデルの設定は、必ずしも
上述のように人顔の鼻部の形状を抽象化した形状とする
必要はなく、人顔の自然の自由曲面形状を用いてもよ
く、そのモデル形状も特に限定されないが、抽象化モデ
ルを採用する場合は、なるべく簡単な形状のものを用い
ることが処理を容易にする上で好ましい。

【００４３】Ｂ．測定点の決定 次に、上述の基本鼻根モデル１００を用いて、鼻の形状
・寸法の特徴を効果的に表すとともに容易に測定するこ
とができる測定点を決定する。このような点としては、
上部鼻根モデル１０２及び下部鼻根モデル１０３の各頂
点Ｐ1 ，Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 、Ｐ5 ，Ｐ6 、Ｐ7 ，Ｐ8 ，
Ｐ9 が適切である。

【００４４】そして、これらの９点を３次元のＸ，Ｙ，
Ｚ座標を使って表示し、鼻部の測定項目を決定する。

【００４５】測定項目は、（ａ）基準水平面Ｈ0 上の鼻
深（点Ｐ3 のＺ座標）（ｂ）第１水平面上の鼻深（点Ｐ
6 のＺ座標）（ｃ）第２水平面上の鼻深（点Ｐ9 のＺ座
標）（ｄ）基準水平面Ｈ0 上鼻幅（点Ｐ1 と点Ｐ2 との
Ｘ座標間の距離＝Ｗ0 ）（ｅ）第１水平面上鼻幅（点Ｐ
4 と点Ｐ5 とのＸ座標間の距離＝Ｗ1 ）（ｆ）第２水平
面上鼻幅（点Ｐ7 と点Ｐ8 とのＸ座標間の距離＝Ｗ2 ）
の６項目及び（ｇ）鼻深／鼻幅 比、（ｈ）鼻根モデル
体積、（ｉ）鼻根の断面積、（ｊ）水平面鼻角（鼻根傾
斜角；図１３）、（ｋ）鼻根高（図１４）、（ｌ）パッ
ト接点深さである。更にその他の形状特徴を示す特性値
を加えてもよい。

【００４６】（２）多数の人顔の測定方法 次に、上述の鼻値モデルの各測定点について、多数の人
顔の鼻の寸法を実際に測定し、データを集める。この測
定は、例えば、三次元測定方法の１つであるモアレの測
定方法を用い、格子照射型のモアレ等高線写真装置を使
用し、三次元の座標系を用いて測定する。図１５は、こ
のモアレ等高線写真装置による測定例を示す図である。

【００４７】図１５に示されるモアレ等高線間隔を、本
実施例では２ｍｍに設定した。また、基準となる所定の
測定点が必ずしもモアレ縞の中心にない場合（縞と縞と
の間にある場合）は、２本の等高線間の距離に比例配分
により決定する補間法を用い、０．５ｍｍ単位まで測定
した。

【００４８】さらに、被検者の鼻部傾斜面に、鼻骨下端
を示すため円形の白色のシール１０を装着させた状態で
屋内にて写真撮影を行ない測定した。

【００４９】測定数は、多ければ多い程、客観的なデ−
タが求められる。また、女性、男性の性別、年齢別等の
各特性的区分を設けて、分類化しもてよい。

【００５０】このようにして、鼻部の複数（約４００）
の測定データを得た。図１６はその測定結果を後述する
統計手法にしたがって表した図である。

【００５１】なお、測定方法は、モアレ測定法に限定さ
れないが、３次元測定法であることが望ましい。

【００５２】（３）測定デ−タの分析〜鼻部形状の分類
化〜９つの基本鼻根モデルの作成さて、上記で得られた
多数の測定デ−タを統計処理方法の主成分分析により分
析する。ここで、主成分分析とは互いに相関のある多種
類の特性値のもつ情報を互いに無相関な少数個の総合特
性に要約する手法である（理工学基礎 多変量解析：培
風館社発行）。この方法により互いに無相関な成分のう
ち、上述の測定項目の（ａ）と（ｂ）の２成分までで８
６％の累積寄与率を示し、その総合特性を解析した結
果、ボリューム要素とシェイプ要素との２つの要素によ
り人間の鼻根部形状を表現可能であることが示された。

【００５３】シェイプ要素とはその鼻部が太いか、細い
かといった形状の成分であり、鼻根傾斜角が主たる関連
要因となるものであり、また、ボリュ−ム要素とは、そ
の鼻部が大きいか、小さいか（高いか低いか）といった
大きさの成分であり、鼻根の高さが主たる関連要因とな
るものである。

【００５４】従って、人顔の鼻部をこの２つの成分要素
で表し、不特定の鼻部一般を比較、分類する集合データ
として、図１６に示すように、第１成分としてボリュ−
ム要素を横軸に、第２成分としてシェイプ要素を縦軸に
にとり、個々の鼻部を点データとして座標系の１つの位
置座標へと置き換える。

【００５５】図１６での表示方法は複数の測定データの
中心を原点として、各成分の最大値、あるいは最小値の
点と原点との間隔を当分し目盛りとしたものであり、数
値そのものには特別な意味はない。図１８ないし図２０
は、図１６におけるＮ1 〜Ｎ4 点における鼻部モアレ図
である。

【００５６】（４）９つの基本鼻根モデルの設定そし
て、図２１に示すように、ボリュ−ム要素を太、中、細
に、シェイプ要素を大、中、小に、それぞれ区分し、９
つのエリアＥ1 〜Ｅ9 を設定し、更に、９つのエリアＥ
1 〜Ｅ9 のそれぞれにおいての縦軸、横軸の中点に位置
する９つの点Ｅ10〜Ｅ90の座標を、そのエリアを代表す
る鼻根形状データ（シェイプ要素、ボリューム要素）と
みなし、このデータをもとに、第２の９つの基本鼻根モ
デル１Ａ（１Ａ1 〜１Ａ9 ）を作成する。図２２ないし
図２４はＥ30、Ｅ90、Ｅ80の各点における第２基本鼻根
モデル１Ａ3 、１Ａ9 及び１Ａ8 を示す図である。

【００５７】また、本実施例では、それに加えて、前記
９つの第２の鼻根モデル１Ａ（１Ａ1 〜１Ａ9 ）をさら
に再調整し、底辺が二等辺三角形の四面体の第３の基本
鼻根モデル１Ｂを９つ（１Ｂ1 〜１Ｂ9 ）設定する。図
２５は第３基本鼻根モデル１Ｂを示す図である。

【００５８】この第３の基本鼻根モデル１Ｂは、前記第
２の基本鼻根モデル１Ａにおける上方半分のモデル部分
を使用するもので、左右瞳孔１０６を結ぶ線（水平基準
線）から下方１０ｍｍまでのモデル部分を意味する。そ
の理由は、本実施例を含む一般的な眼鏡フレームは製作
上の基準として、鼻当て中心位置がフレームのデ−タム
ラインから３．５ｍｍ下、瞳孔はデータムラインから２
ｍｍ上に設定していることから、鼻当ての鼻部当接範囲
は当初の基本鼻根モデル１００を構成する２つの５面体
のうちの上部鼻根モデル１０２に含まれるからである。
以上のようにして、第３の基本鼻根モデル１Ｂを作成す
る。

【００５９】そして、この第３の基本鼻根モデル１Ｂの
鼻根高及び鼻根傾斜角を求める。これは、眼鏡フレーム
の鼻当てはこの鼻根高及び鼻根傾斜角を基本として形状
を特定することができるためである。

【００６０】また、前述のように、この鼻根高及び鼻根
傾斜角の測定項目は測定用の鼻根モデル等を使用せず、
人顔の鼻部から既存の測定装置を使用して直接に測定可
能である。

【００６１】（ＩＩ．基本鼻根モデルについての切削軌
跡設定）上述のようにして設定した９つの基本鼻根モデ
ル１００Ｂは、二等辺三角形を底面とする四面体であ
り、この四面体のうちの２つの傾斜面は、鼻根部側面形
状として面の方程式で表わすことができる。

【００６２】デカルト座標における面の方程式は図２
６、図２７に示すようにＸ，Ｙ，Ｚの各軸上ａ，ｂ，ｃ
の各々の切片を持つ場合、ｘ／ａ＋ｙ／ｂ＋ｚ／ｃ＝１
で表わされる。ここで、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸を鼻部形状と
対応させて概念的に説明すると、Ｘ軸は鼻幅方向、Ｙ軸
は鼻の長さ方向、Ｚ軸は鼻の高さ方向を表している。従
って、前記基本鼻根モデル１００Ｂはこの面の方程式の
係数ａ，ｂ，ｃを決定することで基本鼻根モデル１００
Ｂのそれぞれの面を数値によって表わすことが出来、更
に数値制御によって動作するマシニングセンターのデー
ターとしての形になる。そして鼻当て接触面を形成する
工程はフレームフロント部の左右方向のＸ軸を中心に回
転した裏面を加工する。そのためフロント部上下が逆に
なっているので基本鼻根モデル１００Ｂに対応する、鼻
当て接触面を切削するカッターの切削面は、鼻当て接触
面の部品面に設定できることになる。

【００６３】このａ，ｂ，ｃを切片とする面は、 ｘ／ａ＋ｙ／ｂ＋ｚ／ｃ＝１……(1) のようになる。図２７におけるθはカッター角度と同じ
値を持っていて、 ｃ＝ａｔａｎ（−θ）＝ａｓ……(2) の関係を有する。ただし、(1) 式において、ｓ＝ｔａｎ
（−θ）とした。

【００６４】(1) 式を変形すると、 ｂｃｘ＋ａｃｙ＋ａｂｚ＝ａｂｃ……(3) である。また、この(3) 式に(2) 式を代入すると、 ｓｂｘ＋ｓａｙ＋ｂｚ＝ｓａｂ……(4) である。この(4) 式を少し変形して項をならべかえると （ｓｙ）ａ＋（ｓｘ＋ｚ）ｂ＝ｓａｂ……(5) が得られる。ここからａ及びｂの値を求める事でカッタ
ー切削面を得ることができる。

【００６５】次に、あらかじめ、前記９つに分類された
基本鼻根モデル１００Ｂの中の、１つのモデル（鼻根モ
デルＡ）を例にとって説明する。

【００６６】この例の場合、平面の方程式に於ける係数
は、次に示すような数値があらかじめ得られている。

【００６７】 ａ＝３．７０２、 ｂ＝７．２０７、 ｃ＝４．４１２ （ただし、この係数の座標系は、図２８で示すような被
計測者の左右瞳孔を結ぶ直線をｘ軸とし、顔面を正面か
ら見て右側方向を正とする。また顔面を左右に分割し中
心を通り、上方を正とした直線をｙ軸とする。なお、こ
の２軸によって作られるｘｙ平面は、被計測者の角膜頂
点から４ｍｍ前方が前述の基準前頭面Ｖ0となるよう
に、それぞれの軸が３次元空間内に位置していて、更
に、このｘｙ平面に垂直で、ｘ軸とｙ軸の交点（高さ）
を通る直線をｚ軸とした場合の座標系における係数であ
る。）従って、この座標系に於ける本実施例の場合の鼻
根モデルＡの一つの平面（図２８の三角形ａｂｃ）は次
のように示される。

【００６８】 （ｘ／３．７０２）＋（ｙ／７．２０７）＋（ｚ／４．４１２）＝１ そして、ｘの係数ａとｚの係数ｃは、ｘｚ平面とこの式
で表わされる平面とのなす交線と、ｘ軸と成す角度をθ
とした場合（図２９のｘ軸と直線ａｃ）、次のようにな
る。

【００６９】ｃ＝ａ ｔａｎθ 従って、上記係数から θ＝ｔａｎ^-1（ｃ／ａ）＝ｔａｎ^-1（４．４１２／３．７０２）＝５０° 即ち、鼻根モデルに於ける鼻部側面の角度は、これを水
平に切る断面において５０°となることを示している。

【００７０】この角度の値は、眼鏡フレームの鼻当て接
触面を切削加工するための、第２のカッター２２の製作
に於ける形状決定に用いられ、この第２のカッター２２
の刃の角度として用いられる。このようにして製作され
た第２のカッター２２により切削加工される鼻当て接触
面は、上記平面の方程式で表わされる鼻根モデルＡの鼻
部側面に対応している。

【００７１】本実施例では、前述のｘｙ平面が、被計測
者の顔面を基準とした係数ａ，ｂ，ｃの方程式であるた
め、これを数値制御によって動作するマシニングセンタ
ーのための座標に変換する必要がある。

【００７２】切削のためのマシニングセンターで用いる
座標系をＸＹＺとしＸ軸は眼鏡フレームのホーマのホー
マ上下中心を通る水平直線すなわちデータムラインであ
る。Ｙ軸はフレ−ムの左右中心を通る上下の直線、更に
Ｚ軸はＸ軸とＹ軸が交わる点を通りＸＹ平面に垂直な直
線である。このＸＹＺの座標系は切削成形される眼鏡フ
レームのフロントに対してあらかじめ決められている。
Ｘ軸とＹ軸について上記の通りであるがＸＹ平面の立体
的な位置について図３０に示した。

【００７３】図３０は眼鏡フレーム・フロントを側面か
らみた断面図である。図中４０１はパット、４０２はリ
ムの断面（上下２箇所斜線部分）であり、その内側には
レンズ４０３を保持するための溝が設けられている。

【００７４】マシニングセンターの座標系ＸＹＺのＸＹ
平面４０５はパット上部平面４０６から２ｍｍ後方に位
置している。更に標準的なレンズ４０３をこのフレーム
に取りつけた状態でそのレンズの後面４０７がＸＹ平面
の前方およそ９．６ｍｍの位置になるようにレンズ溝４
０４は設定されている。

【００７５】次に、眼鏡装用者の顔面を基準としたｘｙ
ｚ座標系とマシニングセンターのＸＹＺ座標系の関係を
図３１に示した。この図は眼鏡装用者を側面から見たも
のであり、符号４０８は眼鏡装用者の角膜頂点であり、
前述のようにｘｙ平面４０９は角膜頂点４０８の前方４
ｍｍの所に位置している。ところで眼鏡装用者の角膜頂
点とレンズ後面との位置関係は頂点間距離の１２ｍｍと
して規定されている。従って、ＸＹ平面の位置はｘｙ平
面４０９の後面１．６ｍｍにある（レンズ後面４０７か
らｘｙ平面４０９までの距離＝１２ー４＝８ｍｍ、レン
ズ後面４０７からＸＹ平面４０５までの距離＝９．６ｍ
ｍ、ＸＹ平面４０５からｘｙ平面４０９までの距離＝
９．６ー８＝１．６ｍｍとなる。）。

【００７６】図３２はフレームフロントの右眼部分をフ
ロント厚み方向からの断面により示したものである。ま
たこの図には前述のように位置関係が定まったｘｙ平面
４０９とＸＹ平面も示してある。この図３２において、
ａ，ｃ，ａ’は図２８で示したｘｙｚ座標系における鼻
部モデルＡの一側面が各軸と交差する点と同じものを示
している。即ち図２８の三角形ａ，ｃ，ａ’は鼻根モデ
ルＡの高さ方向の水平断面にほかならない。

【００７７】図３２において、カッター２２は刃面の延
長上にある頂点Ｑ1 （実際には形として現れていない）
が上記の鼻根モデル水平断面にそって動くことによりパ
ット面を形成する。したがって、ＸＹ平面４０５に対す
るＡ1 、Ｃ1 、Ａ'1が鼻根モデルＡの断面に対応する
が、実際に、マシニングセンターで切削工程を行う場
合、カッター位置を設定するために工具長補正を行う。
実施例では工具長補正としてカッター先端（Ｑ2 ）を基
準に定めている。従って、ａ，ｃ，ａ’の延長上にある
パット面を得るようなカッターの動作はカッター先端Ｑ
2 に注目して見るとＡ2 ，Ｃ2 ，Ａ'2の線上を動くこと
と同じである。実施例ではＱ1 とＱ2 の間隔は１．７８
２ｍｍである。実際の切削ではカッターの先端Ｑ2 が動
く軌跡Ａ2 ，Ｃ2 ，Ａ'2の断面を形成する面を計算によ
り設定し、切削制御している。このＡ2 、Ｃ2 、Ａ'2
が、図２９の鼻根モデル断面Ａ，Ｃ，Ａ' に対応する。

【００７８】上記の計算方法は次のようにして求められ
る。この計算では図２９のｘｙｚ座標における係数ａ，
ｂ，ｃに対し、切削のＸＹＺ座標における係数Ａ，Ｂ，
Ｃを求めることである。従って、図３２のＸＹ平面４０
５におけるＡ2，Ｃ2 ，Ａ'2が求めるものであって、こ
れとｘｙｚ座標とを比較するには、ＸＹ平面４０５を含
めたＡ2 ，Ｃ2 ，Ａ'2をＡ1 ，Ｃ1 ，Ａ'1と重ねるまで
平行移動すれば、ＸＹ平面４０５はＸ’Ｙ’平面４１０
で示したところまで移動する。簡単にいえば、カッター
２２の切削移動軌跡は、その形状特性ゆえに基準とすべ
き部分Ｑ1 が１．７８２ｍｍだけ突出したＱ2 にせざる
を得ないため、その間隔分Ｚ方向へ平行移動させるとい
うことである。したがって、平行移動させた後のカッタ
ー軌跡Ａ2，Ｃ2 ，Ａ'2に対するＸＹ平面４０５の一実
施例は、平行移動させる前のＡ1，Ｃ1 ，Ａ'1に対する
Ｘ' Ｙ' 平面４１０と同等であり、Ａ1 ，Ｃ1 ，Ａ'1を
基本に考えると、ＸＹ平面４０５を１．７８２ｍｍだけ
Ｚ方向の負の方向へ移動させ、Ｘ' Ｙ' 平面４１０にす
ることと等しい。つまり、このことから鼻根モデルに注
目してこの位置に対するｘｙ平面とＸ’Ｙ’平面の間隔
分だけ座標変換すれば求める切削座標における係数の値
が得られる。即ち、Ｚ軸方向に関しては３．３８２ｍｍ
負方向へ、Ｘ軸方向に関しては２ｍｍ負方向へ原点を移
動することになる（Ｚ方向の移動量＝１．６＋１．７８
２＝３．３８２）。この結果は、図２９に示す通りであ
る。

【００７９】従って、前述の顔面を基準にした座標系
ｘ，ｙ，ｚと切削のための座標系Ｘ，Ｙ，Ｚとの関係を
まとめると次のような関係になる。

【００８０】 ｘ＝Ｘ ｙ＝Ｙ−２ｍｍ ｚ＝Ｚ−３．３８２ｍｍ よって、前述の平面の方程式は Ｘ／３．７０２＋（Ｙ−２）／７．２０７＋（Ｚ−３．３８２）／４．４１２ ＝１（ｍｍ） となる。この式を整理すると、 Ｘ／７．５６８＋Ｙ／１４．７３１＋Ｚ／９．０１９＝１ となり、図２９でこの平面と各座標軸となす切片Ａ，
Ｂ，Ｃの値は次のようになる。

【００８１】 Ａ＝７．５６８ Ｂ＝１４．７３１ Ｃ＝９．０１９ この係数をマシニングセンターの制御のためのプログラ
ムに用いることにより、鼻当て接触面切削用カッター２
２はこの平面ＡＢＣ上を動き、眼鏡フレームのデザイン
形状に影響されずに、規定の位置に眼鏡フレームを支持
し、且つ装用感に優れた鼻当て接触面を切削する。な
お、図３３は基本鼻根モデルのフレームに対する位置関
係を示した図である。

【００８２】同様に、残りの８つの基本鼻根モデル１０
０Ｂに対応するカッターにおける各係数は、図３４に示
されるようになる。ただし、本実施例における切削工程
では、上記の切削座標をＸ軸に関して、１８０°回転し
て加工するため、Ｂ及びＣの係数は負の値となってい
る。また平面Ａ′ＢＣは、ＹＺ平面について平面ＡＢＣ
と対称であり、Ａ′の値はＡの負符号を付けたものであ
る。

【００８３】（一実施例の利点）次に、上述の一実施例
の利点を従来の方法と比較しながら説明する。

【００８４】図３５は従来の切削例（ａ）と本実施例の
切削例（ｂ）との比較説明図であり、切削用カッターの
縦断面図及びフレームのフロント中央部をＸＺ平面で切
断した断面図を示している。使用する切削用カッター及
び切削装置は同一である。

【００８５】従来の切削例（ａ）ではカッターは平面的
（２次元的）にしか、動きがないので、この図では、左
右方向（Ａ方向）にしか動かないことになる。これは、
１）リムが左右に広がったもの、２）リムが狭くなった
もの、を切削する場合、顕著に現れる。

【００８６】図３５において、点線に示すものが、求め
ようとするカッタ−の切削軌跡であるが、従来の方法
は、カッタ−が２次元の左右の動きしかしないので、深
く鋭角に切り込んだ時（リムが左右に広がったものの場
合）、多めに切り込んでしまい、逆にリムが狭くなった
ものを切削する場合、切り込みの不足となる。

【００８７】すなわち、図３６に示されるように、左右
パット間隔が広いものを切削する場合、ＸＹ面上におけ
るカッタ−はリム形状の切削軌跡上にあるが、ＸＹ面で
のカッター２２の切削面は求める鼻部接触面上にないた
め、削り残しの部分が発生している。これは、カッター
がＸＹ平面上を平面的な動きつまり２次元平面内で動い
ているためである。このような動きによって切削形成さ
れる鼻当て接触面は、図のように鼻根モデルの断面、直
線ＡＣと一致しなくなる。このようにして切削形成され
た鼻当て接触面を持つ眼鏡フレームは、当然眼鏡レンズ
を所定の光学設計の基づいた眼前の位置に保持すること
が出来ず、その機能を果たすことが出来ない。つまり、
眼鏡フレームのフロントが、顔面から遠ざかってしま
う。更に、この様に切削形成された鼻当て接触面は鼻根
モデルの平面に対し凹または凸の形状の面に形成されて
いるため、眼鏡装用者の鼻側面と一致せず、装用感が損
なわれる。この図の場合では凸形状である。

【００８８】これに対して、本実施例では、カッター
は、図３５（ｂ）及び図３７に示されるように３次元的
に動く。この３次元の動きは、ＸＺ平面では、縦のカッ
ターの動きとして表せる。従って、切削の残りや、切り
過ぎがない。

【００８９】また、基本鼻根モデルの作製は、本実施例
に限定されることなく、例えば、既存の測定装置を使用
することにより、眼鏡注文者から直接、鼻根高及び鼻根
傾斜角を含めた頭部（鼻部）測定データに基づき、容易
に作製することが可能であり、その形状も四面体に限定
されるのではなく、鼻根高及び鼻根傾斜角が明確に表現
される形状であればよい。例えば、測定装置では自在回
転する可動パットと自在可動するスライド板を持つ接触
型の測定器（特開平２−４８８０１号）等を用いること
ができる。

【００９０】また、前記実施例においては眼鏡フレーム
フロント面が眼鏡装用者の顔面に対して特定の角度を扱
った。実際には装用者一人一人がすべて異なる頭部をし
ており、眼鏡フレームの耳に装着する高さによりフロン
ト面の角度も様々に異なり、また眉と頬の形によってフ
ロント面の傾斜角度を変更する必要が生じている。この
ような場合において本発明は最も顕著な効果を奏する。

【００９１】標準的なフロント面の角度に対してどれだ
けの角度偏倚をもたせるかがわかれば、鼻根モデルに対
する鼻当て面をそのまま保持した状態でフロント面に角
度をもたせることができる。図３８，図３９において、
標準的なフロント面の側面の傾斜線を１ー１´線とする
と、図３８の装着者は眉が突出しており、フロント傾斜
面を２ー２´線まで角度δだけ傾けた時が最も適した装
用状態である。

【００９２】標準よりδだけ傾ければ鼻当て面もδ傾い
てしまう。しかしながら装用者の鼻部はフロント面の偏
倚に関係なく一定であり、結局、鼻当て面と鼻部とは一
致しなくなる。このために「点当たり」やずり落ちなど
が生じ装用感が悪くなる。

【００９３】これに対して切削座標系のＹ軸とＺ軸を図
３９のように回転移動による座標変換を施すと変換座標
はＹ’，Ｚ’となり、Ｘは変化しないので、 Ｘ’＝Ｘ Ｙ’＝−Ｚｓｉｎδ＋Ｙｃｏｓδ Ｚ’＝Ｚｃｏｓδ＋Ｙｓｉｎδ で表される。この座標系を用いた平面の方程式により鼻
当て面を切削すると図２９の鼻根モデルＢＣ（側面から
みたもの）は切削座標よりも時計まわりにδだけ回転移
動した形となる。図３８のように装用時の状態は標準よ
りフロント面は反時計回りにδだけ回転移動した形にな
っており、互いに相殺され眼鏡装用者の鼻根形状と鼻当
て面とが一致する。

【００９４】なお、鼻当て面を切削するためのカッター
は必ずしも図５で示したような特殊なカッター２２を用
いる必要はない。例えば、図４０に示したようにボール
エンド２３を用い、切削カッター軌跡２４のように細か
く動かすことにより鼻当て面を削りだすことができる。
このカッター軌跡２４は細かいほど平滑な面が得られ好
ましいが、反面時間を多く必要とする。プラスチック眼
鏡フレームは、マシニングセンターによる切削後のヤス
リ掛け工程及びバレル等の研磨工程がありこれらの工程
で充分に平滑面を得ることができるので、この切削段階
において長時間費やすことはない。上記のような切削方
法を用いた場合は、鼻当て面を平面にもまた球面状にも
さらには自由曲面にも削りだすことができ、眼鏡装用者
の鼻の形状及び面の起伏に完全に合わせた鼻当て面を削
りだすことができる。

【００９５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる眼
鏡フレーム鼻当ての鼻部接触面切削方法は、基本鼻根モ
デルの設定し、これに基づいて基本鼻根モデルを変形し
て複数の鼻根モデルに分類し、この分類された各鼻根モ
デルに対応する鼻当ての鼻部接触面の形状に基づいて切
削軌跡を設定し、次いで、この設定された切削軌跡に基
づいて切削工具を制御して鼻当て部を切削加工するよう
にしたもので、これにより、局部的な点当たり、圧迫感
もしくはずり落ち等のない装用感の勝れた鼻当てを容易
に得ることを可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の眼鏡フレーム鼻当ての鼻部
接触面切削方法の概略て樹を示すフロー図である。

【図２】フレームの部分斜視図である。

【図３】フロント枠の製作説明図である。

【図４】第１のカッターの斜視図である。

【図５】第２のカッターの斜視図である。

【図６】第２のカッターのフレームに対する位置関係を
示す図である。

【図７】第１のカッターによる切削説明図である。

【図８】第１のカッターによる切削説明図である。

【図９】基本鼻根モデル設定手順を示すフロー図であ
る。

【図１０】基本鼻根モデル１００の斜視図である。

【図１１】基本鼻根モデル１００と人顔の眼の位置との
対応関係を示す正面図である。

【図１２】基本鼻根モデル１００と人顔の眼の位置との
対応関係を示す側面図である。

【図１３】水平鼻角の説明図である。

【図１４】鼻根高の説明図である。

【図１５】モアレ等高千写真装置による測定例を示す図
である。

【図１６】多数の人顔の測定結果を示す図である。

【図１７】Ｎ1 点の鼻部のモアレ図である。

【図１８】Ｎ2 点の鼻部のモアレ図である。

【図１９】Ｎ3 点の鼻部のモアレ図である。

【図２０】Ｎ4 点の鼻部のモアレ図である。

【図２１】９つの基本鼻根モデルの作成説明図である。

【図２２】Ｅ30点の第２基本鼻根モデルを示す図であ
る。

【図２３】Ｅ90点の第２基本鼻根モデルを示す図であ
る。

【図２４】Ｅ80点の第２基本鼻根モデルを示す図であ
る。

【図２５】第３基本鼻根モデル１Ｂの説明図である。

【図２６】デカルト座標による面表示の説明図である。

【図２７】鼻当て接触面のデカルト座標による表示説明
図である。

【図２８】鼻根モデルＡの説明図である。

【図２９】鼻根モデルＡの拡大説明図である。

【図３０】フレームフロントの断面図である。

【図３１】ｘｙｚ座標とＸＹＺ座標との関係説明図であ
る。

【図３２】鼻当て部とカッターとの位置関係説明図であ
る。

【図３３】基本鼻根モデルのフレームに対する位置関係
を示す図である。

【図３４】９つの基本鼻根モデルに対応するカッターの
係数を示す図である。

【図３５】一実施例の方法と従来の方法との比較説明図
である。

【図３６】左右パット間隔が広い場合の従来のカッター
の動きを示す図である。

【図３７】左右パット間隔が広い場合の一実施例のカッ
ターの動きを示す図である。

【図３８】フロント傾斜面の説明図である。

【図３９】フロント傾斜面の説明図である。

【図４０】他の実施例の説明図である。

【符号の説明】

１…眼鏡フレーム、１ｂ…フロント枠、２…鼻当て（パ
ット）、２ｂ…鼻高湾曲面、２ｃ…鼻当て接触面、３…
レンズ枠、４…ブリッジ、１００…基本鼻根モデル、１
Ａ…第２の基本鼻根モデル、１Ｂ…第３の基本鼻根モデ
ル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02C 5/12 B23C 3/00 G02C 13/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の規格の鼻当てを有する眼鏡フレー
   ムを用意してその中から眼鏡注文者に適した鼻当てを有
   する眼鏡フレームを選定するようにし、前記各規格に対
   応した鼻当てを有する眼鏡フレームを製作する際に鼻部
   接触面の形状を切削加工により形成するようにした眼鏡
   フレーム鼻当ての鼻部接触面切削方法において、 人顔の鼻部の基本形状を表す基本鼻根モデルを設定する
   基本鼻根モデル設定段階と、 人顔の鼻部形状のバラツキを考慮し、そのバラツキに対
   応して前記設定した基本鼻根モデルを変形して複数の鼻
   根モデルに分類する鼻根モデル分類化段階と、 その分類された各鼻根モデルに対応する鼻当ての鼻部接
   触面の形状に基づいて切削軌跡を設定する切削軌跡設定
   段階と、 前記設定された切削軌跡に基づいて切削工具を制御して
   眼鏡フレームの鼻当て部を切削加工する切削加工段階と
   を有し、前記基本鼻根モデル設定段階においては、左右の瞳孔を
   結ぶ直線をｘ軸とし、このｘ軸の中点を通りこのｘ軸に
   直交する直線をｙ軸とし、これらｘ軸及びｙ軸の交点を
   通り、ｘ軸及びｙ軸似直交する直線をｚ軸とする座標を
   設定し、この座標系によって、前記鼻根モデルの形状を
   規定するようにし、 前記基本鼻根モデルとして、それぞれ三角錐の頂点に近
   い部分を切り取った２つの５面体を合成したものを用
   い、 前記鼻根モデル分類化段階では、前記２つの５面体より
   なる基本鼻根モデルの少なくとも複数の頂点を測定点に
   定め、その定めた測定点について実際に多数の人顔の鼻
   の寸法を測定してデータを集め、そのデータから鼻部が
   太いか細いか等の形状成分及び鼻部が高いか低いか等の
   大きさ成分によって複数の鼻根モデルに分類するもので
   ある ことを特徴とする眼鏡フレーム鼻当ての鼻部接触面
   切削方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の眼鏡フレーム鼻当て
   の鼻部接触面切削方法において、 前記切削軌跡設定段階は、前記分類された各鼻根モデル
   に対応する鼻当ての鼻部接触面の形状を関数で表し、こ
   の関数に基づいて切削軌跡を表す関数を得る操作を行う
   ものであり、 前記切削加工段階は、前記切削軌跡設定段階で設定され
   た関数に基づいて切削工具を制御するマシニングセンタ
   ーを用いて行うものであることを特徴とした眼鏡フレー
   ム鼻当ての鼻部接触面切削方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の眼鏡フレーム鼻当ての
   鼻部接触面切削方法において、 前記切削軌跡を表す関数は、眼鏡フレーム面と顔面と平
   行に設定した平面である規準前頭面との角度差を考慮し
   た関数であることを特徴とした眼鏡フレーム鼻当ての鼻
   部接触面切削方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の眼
   鏡フレーム鼻当ての鼻部接触面切削方法において、 前記切削加工段階において使用する切削工具が前記各鼻
   根モデルの鼻当て接触面の形状に近似する形状の湾曲切
   削刃を有するカッターであることを特徴とした眼鏡フレ
   ーム鼻当ての鼻部接触面切削方法。