JP4104297B2

JP4104297B2 - カップ取付け装置

Info

Publication number: JP4104297B2
Application number: JP2001097418A
Authority: JP
Inventors: 俊昭水野
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002292547A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズの周縁加工時に使用するカップを被加工レンズに取付けるカップ取付け装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種のカップ取付け装置においては、載置台に置かれた被加工レンズを略平行光束で照明し、スクリーンに投影されたレンズ像やレンズに施された印点像を観察しながら位置合わせするものが知られている。また、本出願人は特開平１１−２１６５５０号公報にて、被加工レンズを経てスクリーンに投影された指標像からレンズの光学中心を検知しその検知情報をディスプレイに表示すると共に、スクリーンに投影されたレンズ像をディスプレイに表示して位置合わせを容易にした装置を提案した。
【０００３】
こうしたカップ取付け装置では、照明光束をレンズの径よりも大きな径の光束にするためのコンデンサレンズを照明光学系に設けていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コンデンサレンズを介して被加工レンズを照明する構成では、そのコンデンサレンズを挟んで被加工レンズと反対側の照明光軸上に照明光源を設ける必要がある。このためコンデンサレンズと照明光源までの距離が確保されたランプハウスが必要で、装置が大型化する。特に、特開平１１−２１６５５０号公報のようにランプハウスを被加工レンズの上部に設けた場合、その分装置の高さが必要であり、操作者が座って作業を行うには正面に面したディスプレイを見ながら行えるが、操作者が立って作業するには操作が行い難い。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、装置のコンパク化が図れ、また、操作性を良好にすることができるカップ取付け装置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００７】
（１）照明光学系により照明された被加工レンズの像及び指標板の指標像をスクリーンに投影し、投影されたスクリーンの被加工レンズ像及び指標像を撮像する被加工レンズ像及び指標像撮像手段と、撮像された指標像を検出して光学中心位置及び乱視軸方向を検知する検知手段と、を有し、眼鏡レンズの周縁加工時に使用するカップの基部を装着する装着部を持つアームを載置台に置かれた被加工レンズに移動させてカップを取付けるカップ取付け装置において、前記照明光学系は、照明光源からの照明光を被加工レンズよりも大きな径の略平行光束に整形する曲面を持つ凹面鏡が斜設されており、照明光源から凹面鏡への照明光軸と凹面鏡から被加工レンズへの照明光軸となす角が９０度より小さくなるように、照明光源及び凹面鏡を配置した照明光学系とし、光学中心位置及び乱視軸方向を被加工レンズ像と重ねて表示する表示手段の表示面が装置筐体の上面に配置される構成としたことを特徴とする。
（２）（１）のカップ取付け装置において、前記照明光源は被加工レンズの載置台の近傍に配置し、照明光源の照明光は載置台の近傍の開口から前記凹面鏡に向けて照射されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る装置の外観斜視図であり、図２は装置の筐体内部の概略構成を示す図である。
【００１４】
装置本体１は側方視が略コの字状をした筐体を持つ。装置本体１の前側に張り出した下部の台座１ａの上面には、透明アクリルからなる円形のレンズテーブル１０がリング部材１１によって取付けられている。レンズテーブル１０には被加工レンズＬＥを載置する。レンズテーブル１０上には被加工レンズＬＥを支持するための、３個の支持ピン１２がカップ取付けの基準軸Ｌ１を中心にして等間隔で植設されている。また、レンズテーブル１０の中央には、基準軸Ｌ１を中心に所定のパターンを持つ指標部１３が形成されている。指標部１３は格子状に配置されたドット指標からなり、そのドット指標は直径０．３ｍｍの大きさのものがカップ取付けの基準軸Ｌを中心にする２０ｍｍ四方の範囲で０．３ｍｍピッチ間隔に配置されている。なお、この指標部１２はレンズＬＥより上側に設けるようにしても良い。レンズテーブル１０の後方近傍には、照明光源２０が配置されている。
【００１５】
台座１ａの手前側前面には、後述するブロッキング機構部３０を作動させるスイッチ２ａ、被加工レンズのＲ／Ｌを切換えるスイッチ２ｂが配置されている。
【００１６】
装置本体１の前側に張り出した張出上部１ｂは、レンズＬＥを照明するための凹面鏡２１が配置される張り出し筐体となっている。張出上部１ｂの下面と台座１ａとの間は、レンズＬＥを手で持ってレンズテーブル１０上で移動操作するためと、カップ取付けアーム３１の先端に取付けられたカップ２５が基準軸Ｌ１に沿って昇降可能とするために、適当な空間が確保されている。
【００１７】
凹面鏡２１は、照明光源２０からの照明光を被加工レンズＬＥより一回り大きな径の略平行光束に整形するミラー曲面を持ち、略平行にされた照明光束が基準軸Ｌ１に沿って投光されるように配置されている。また、下方のレンズテーブル１０近傍に置かれた照明光源２０からの照明光軸Ｌ２と基準軸Ｌ１との成す角度θが９０度より小さくなるように、凹面鏡２１はレンズテーブル１０の平面に対して傾斜して配置されている。このため凹面鏡２１より上方には照明光学系を設けなくて済み、装置の高さ方向を低くできる。
【００１８】
レンズテーブル１０の下方には、すりガラス等の半透明の材質で作られたスクリーン板１４が配置されている。レンズＬＥを透過した光束はレンズテーブル５上の指標部１３を照明し、スクリーン板１４にはレンズＬＥの全体像、及びレンズＬＥのプリズム作用を受けたドット指標像が投影される。スクリーン板１４の下方にはミラー１５が配置されており、ミラー１５の反射方向には第１ＣＣＤカメラ１７が設けられている。この第１ＣＣＤカメラ１７はスクリーン板１４に投影された指標像を検出できるように、カップ取付け中心となる基準軸Ｌを中心にした中央領域のみを拡大して撮像するレンズを持つ。ミラー１５と第１ＣＣＤカメラ１７の間の光路にはハーフミラー１６が配置され、その反射方向に第２ＣＣＤカメラ１８が設けられている。この第２ＣＣＤカメラ１８はスクリーン板５に投影されるレンズＬＥの全体像を撮像するレンズを持つ。
【００１９】
なお、第２ＣＣＤカメラ１８で撮像された像から中央のドット指標像を抽出処理すれば、第１ＣＣＤカメラ１７を不要とすることも可能である。
【００２０】
図２において、３０はカップ取付けアーム３１を移動するブロッキング機構部である。３２は左右移動ベースであり、図２の紙面垂直方向に延びる２つのレール３３に沿って移動可能とされている。左右移動ベース３２にはラック３４が取付けられており、モータ３５の回転がラック３４に伝達されて左右移動ベースがレール３３の軸方向（すなわち装置本体１の正面に位置する操作者に対して左右方向）に移動される。なお、カップ取付けの作動時以外は、アーム３２は図１に示すように、操作者の正面向かって右側の退避位置に置かれる。
【００２１】
また、ベース３２には上下に伸びるレール３６が固定されており、このレール３６に沿ってアーム３１が摺動可能とされている。ベース３２の上部にはアーム３１を上下移動させるためのボールネジ３７が回転可能に保持され、アーム３１の基部が螺合している。ボールネジ３７の上端にはプーリ３８が取付けられている。アーム３１を上下移動させるモータ４０はベース３２に固定されており、その回転はプーリ４１、ベルト３９、プーリ３８を介してボールネジ３７に伝達される。この構成により、アーム３１が上下移動される。
【００２２】
なお、アーム３１の先端下部には、カップ２５が持つ基部を装着する装着部３１ａが設けられており、カップ２５を装着部３１ａの下側から装着する構成となっている。
【００２３】
図３は装置本体１を上から見たときの図であり、装置筐体の上面には、第２ＣＣＤカメラ１８に撮像されたレンズ像や各種の情報を表示するカラー液晶ディスプレイのタッチパネル３が配置されている。操作者が座って作業するときにもパネル３の表示面を視認可能とするために、その表示面の高さ（表示面中心の高さ）を装置本体１の設置面から２０ｃｍ〜３０ｃｍにするのが好ましい。実施形態では２４ｃｍ程にしている。装置本体１は高さ７０ｃｍのテーブルに設置されるものとする。さらに、操作者の立ち作業時及び座っての作業時にパネル３の表示面を見易くするために、その表示面を装置筐体の手前側に傾斜させている。その傾斜角度（図２上の角度α）は４５度以下が好ましく、さらに望ましくは５度〜２０度の範囲で傾斜させる。
【００２４】
また、装置本体１の上部奥には眼鏡枠形状測定ユニット５が配置されている。測定ユニット５の眼鏡枠の取り出し口は、装置本体１の筐体上面に設けられており、蓋６の開けることにより眼鏡枠を上方向からセットできるようになっている。４は眼鏡枠形状測定ユニット５の操作スイッチ部である。
【００２５】
眼鏡枠形状測定ユニット５には、眼鏡枠を保持するためのスライダー５０１，５０２が、図３上の上下方向に摺動可能に配置されている。眼鏡枠Ｆは上スライダー５０１の左右に設けられた開閉クランクピン５０２ａ，５０２ｂと、下スライー５０２の左右に設けられた開閉クランクピン５０２ｃ，５０２とでクランプされ、測定基準平面で保持されるようになっている。測定時には測定子５０５の先端を眼鏡枠の枠溝に挿入してトレースし、測定子５０５の移動位置により眼鏡枠の形状が測定される。この眼鏡枠形状測定ユニット５の構成は、本出願人による特開２０００−３１４６１７号公報に記載したもの同様であるので、これを参照されたい。
【００２６】
図４は装置の制御系を示す図である。第１ＣＣＤカメラ１７からの画像信号は画像処理部５１に入力される。画像処理部５１は、スクリーン板１４に投影された指標像の位置を画像処理して検出し、その検出信号を制御部５０に入力する。制御部５０は入力された検出信号に基づき、レンズＬＥの光学中心位置、及び柱面軸の方向を求める。一方、第２ＣＣＤカメラ１８からの画像信号は画像合成回路５２に入力され、画像合成回路５２は制御部３０に接続された表示回路５３で生成される文字やマーク等と合成してタッチパネル３のディスプレイに表示する。
【００２７】
また、制御部５０には、タッチパネル３のタッチ検知部５５、ブロッキング機構部３０のモータ３５，４０、入力されたデータ等を記憶するメモリ５６、スイッチ部４、眼鏡枠形状測定ユニット５、等が接続されている。さらに、制御部５０はデータ転送部５８を介してレンズＬＥを研削加工する加工装置６０と接続可能とされている。装置本体１は加工装置６０の横を設置して使用する。
【００２８】
次に、第１ＣＣＤカメラ１７により得られるドット指標像の画像から、レンズＬＥの光学中心位置及び柱面軸の方向を求める方法について簡単に説明する。
【００２９】
レンズＬＥが載置されていない場合には、指標部１３のドット指標は平行光束により照明されるので、スクリーン板１４にはそのまま指標像が投影される。レンズＬＥが載置されると、レンズＬＥの光学中心付近の直下に位置するドット像は、レンズＬＥの有無に拘わらず位置が同じであるが、光学中心でない部分のドット像はレンズＬＥのプリズム作用により座標位置が移動する。よって、光学中心を検出するには、レンズＬＥの無い状態での各ドット像の座標位置に対して、レンズＬＥが載せられた状態における各ドット像の座標位置の変化を調べ、各ドット像がどの位置を中心に拡散又は収束しているかを求める。すなわち、この拡散又は収束の中心が光学中心として検出できる。例えば、図５に示す例では、レンズがない状態でのドット像の座標位置がＰ0を中心に収束しているので、このＰ0の座標位置が光学中心として検出できる。ドット間に光学中心が位置する場合であっても、各ドット像の移動方向と移動量からその移動中心を補間して求めれば良い。
【００３０】
また、レンズＬＥが柱面度数を持つ場合、各ドット像はレンズの母線に向かう方向（又は離れる方向）に移動する。よって、被加工レンズＬＥのない状態での各ドット像の座標位置に対して、各ドット像がどの方向に移動しているかを調べることにより、同様に柱面軸の方向を検出できる。
【００３１】
以上のような構成を持つ装置の動作を説明する。以下ではレンズＬＥが単焦点レンズである場合について説明する。
【００３２】
まず、眼鏡枠形状測定ユニット５を使用して眼鏡枠の形状を測定する。上スライダー５０１と下スライー５０２が持つリム押え用の開閉クランクピンで眼鏡枠Ｆを保持させる。操作スイッチ部４のスイッチで測定を実行すると、測定子５０５が枠溝に沿って移動してトレースが行われ、眼鏡枠のトレースデータが得られる。
【００３３】
眼鏡枠形状測定ユニット５での測定が終了すると、測定データはメモリ５６に記憶されると共に、パネル３の画面上に測定データに基づく玉型図形が表示される。操作者はパネル３に表示されるスイッチキーで、レイアウトデータやレンズの種類等のデータを入力する。レンズＬＥが柱面度数を持つ場合は、その軸角度データを入力しておく。また、このとき加工装置６０で行う加工条件も入力しておくことができる。
【００３４】
これらの作業に際しては、眼鏡枠形状測定ユニット５とそのスイッチ部、及びデータ入力用のディスプレイが本体１の筐体上面に配置されているので、操作者は立ったまま眼鏡枠Ｆを眼鏡枠形状測定ユニット５にセットでき、その後の入力操作も立ったまま行える。
【００３５】
レイアウトデータを入力すると、パネル３の画面上には玉型形状図形１２０の他、レンズＬＥに取り付けられるカップ２５の外径形状を表す円形カップ図形１２３が、カップ取付け中心である基準軸Ｌ１に対応する画面上の位置を中心にして表示される（図３参照）。円形カップ図形１２３の外径形状データはメモリ５６に予め記憶されている。レンズＬＥを載置する前の状態では、玉型形状図形１２０はレイアウトによる光学中心がカップ図形１２３の中心に一致した状態として表示される。また、柱面軸角度のデータを入力すると、その角度方向に傾いたラインマーク１２４が赤色で表示される。
【００３６】
必要なデータの入力ができたら、操作者はレンズＬＥをレンズテーブル１０上の支持ピン１２に載せ、レンズＬＥを移動操作してカップ取り付けたのためのアライメントを行う。レンズＬＥは張出上部１ｂに配置された凹面鏡２１により、上方向から略平行光束により照明される。レンズＬＥの中央がレンズテーブル１０の中心付近に位置するようにすると、スクリーン板１４にはレンズＬＥの像及び指標部１３の指標像が投影され、第２ＣＣＤカメラ１８によりレンズＬＥの全体像が撮像される。パネル３の画面上には、そのレンズ像ＬＥ′が映し出される（図６参照）。また、第１ＣＣＤカメラ１７によりスクリーン板１４に投影された指標像が撮像される。その画像信号は画像処理部５１に入力され、制御部５０は画像処理部５１によって検出されるドット指標像の座標位置情報に基づき、前述の方法により基準軸Ｌ１に対する光学中心の偏位情報及び柱面軸方向の情報を連続的に得る。
【００３７】
これらの情報が得られると、制御部５０により制御される表示回路５３によって、図６に示すように、パネル３の画面上にはレンズＬＥの光学中心を示す十字線マーク１２５が白色で表示される。この十字線マーク１２５の中心がレンズＬＥの光学中心に合わせて表示されるとともに、検出された柱面軸方向の情報に合わせて長軸線が傾けて表示される。そして、入力された柱面軸角度方向を示す赤色のラインマーク１２４は、十字線マーク１２５の中心を基準にして表示される。
【００３８】
また、玉型形状図形１２０はレイアウトされた光学中心がレンズＬＥの光学中心と一致するように表示されると共に、検出されたレンズＬＥの柱面軸方向に対して入力された軸角度方向が合うように表示される。この玉型形状図形１２０はレンズ像ＬＥ′に重ねて表示されるので、操作者はこの段階で両者を観察することによりレンズ径が加工に不足していないかの判断を即座に行うことができる。
【００３９】
レンズＬＥの光学中心にカップを取り付けるためのアライメント操作は次のように行う。画面上の円形カップ図形１２３の中心には位置合わせのターゲットとするカップ取付け中心マーク１２２が赤色で表示されているので、操作者はマーク１２２の中心と十字線マーク１２５の中心が一致するようにレンズＬＥを移動して、基準軸Ｌ１に対するレンズＬＥの光学中心のアライメントを行う。柱面軸方向のアライメントについては、十字線マーク１２５の長軸がラインマーク１２４の方向に合うようにレンズＬＥを回転する。
【００４０】
なお、モニタ２の画面左側の表示項目１２７ａ，１２７ｂには、基準軸Ｌ１に対するレンズＬＥの光学中心の偏位情報がｘ，ｙによって距離数値（単位はｍｍ）として表示され、また、表示項目１２７ｃには検出された柱面軸角度が数値表示される。操作者はこれらの表示によっても、アライメントに必要なレンズの移動や回転角度、各操作の方向を知ることができる。
【００４１】
上記のアライメントによって、柱面軸角度及び光学中心のアライメントが共に完了すると、カップ図形１２３の色が赤色から青色に変化する。これにより操作者はアライメント完了を知ることができる。また、円形カップ図形１２３が玉型形状図形１２０に収まっていれば、周縁加工時の干渉が無いことが確認できる。
【００４２】
このようなアライメント操作に際して、装置筐体上面にパネル３の表示面が配置されているので、立ち作業する操作者は眼下にアライメント画面を見ながらレンズＬＥの移動操作を行うことができる。また、パネル３の表示面の高さを低く抑えているので、座って作業する操作者の場合においても目線より下に表示面を見ながらアライメント操作を行える。
【００４３】
レンズＬＥのアライメントが完了したら、操作者はスイッチ２ａをＯＮする。制御部５０はモータ３５を駆動してカップ２５が基準軸Ｌ１上に来るようにアーム３１を横移動した後、モータ４０を駆動してカップ２５を下降させ、レンズＬＥ上にカップ２５を固定させる。
【００４４】
被加工レンズＬＥが二重焦点レンズ、累進焦点レンズの場合の位置合わせについて簡単に説明する。二重焦点レンズをレンズテーブル１０に載せると、平行光束で照明された二重焦点レンズの小玉像がスクリーン板１４に鮮明に投影される。これがＣＣＤカメラ１８により撮像され、パネル３の画面上にはレンズ像及び小玉像が表示される。レンズ種類の入力を二重焦点レンズにしたときは、小玉像を合わせるアライメントマークがパネル３の画面上に表示されるので、そのマークに従って位置合わせを行う。累進焦点レンズの場合には、レンズに印刷されている遠用アイポイントマークやレイアウトマークがスクリーン板１４に投影され、これがＣＣＤカメラ１８により撮像されてパネル３の画面上に表示される。またレンズ種類の入力を累進焦点レンズにしたときには、位置合わせ用のスケールラインがパネル３の画面上に表示されので、これとレンズ像を観察して位置合わせを行う。
【００４５】
カップ２５の取付けが完了した後は、装置本体１側から入力したデータを加工装置６０側に転送する。この転送データに基づき、加工装置６０側ではカップ２５が取付けられたレンズＬＥの周縁加工が行われる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置のコンパク化を図ることができる。操作者は立ったままと座ったままの何れの姿勢でもカップ取付けの位置合わせが行えるので、操作性が良好になる。また、凹面鏡を使用して大きなコンデンサレンズを不要としたので、ミラー形成は必要となるが、研磨面が１面で良いためコストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカップ取付け装置の外観斜視図である。
【図２】装置の筐体内部の概略構成を示す図である。
【図３】装置本体を上から見たときの図である。
【図４】装置の制御系を示す図である。
【図５】レンズＬＥの光学中心位置を求める方法を説明する図である。
【図６】パネルに表示される画面例を示す図である。
【符号の説明】
１装置本体
３パネル
５眼鏡枠形状測定ユニット
１０レンズテーブル
１２支持ピン
１３指標部
１７第１ＣＣＤカメラ
１８第２ＣＣＤカメラ
２０照明光源
２１凹面鏡
２５カップ
３０ブロッキング機構部
５０制御部

Claims

照明光学系により照明された被加工レンズの像及び指標板の指標像をスクリーンに投影し、投影されたスクリーンの被加工レンズ像及び指標像を撮像する被加工レンズ像及び指標像撮像手段と、撮像された指標像を検出して光学中心位置及び乱視軸方向を検知する検知手段と、を有し、眼鏡レンズの周縁加工時に使用するカップの基部を装着する装着部を持つアームを載置台に置かれた被加工レンズに移動させてカップを取付けるカップ取付け装置において、前記照明光学系は、照明光源からの照明光を被加工レンズよりも大きな径の略平行光束に整形する曲面を持つ凹面鏡が斜設されており、照明光源から凹面鏡への照明光軸と凹面鏡から被加工レンズへの照明光軸となす角が９０度より小さくなるように、照明光源及び凹面鏡を配置した照明光学系とし、光学中心位置及び乱視軸方向を被加工レンズ像と重ねて表示する表示手段の表示面が装置筐体の上面に配置される構成としたことを特徴とするカップ取付け装置。
請求項１のカップ取付け装置において、前記照明光源は被加工レンズの載置台の近傍に配置し、照明光源の照明光は載置台の近傍の開口から前記凹面鏡に向けて照射されることを特徴とするカップ取付け装置。