JP4437808B2 - 累進多焦点眼鏡レンズの隠しマーク検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、累進多焦点眼鏡レンズの加工中心位置を求め、この加工中心位置に加工治具を取り付ける累進多焦点眼鏡レンズの位置合わせ方法に係り、特に加工中心位置を導き出す基となる隠しマークを検出する方法に関するものである。

未加工の眼鏡レンズを装用者の所望する眼鏡フレームに装着する場合、その眼鏡フレームの形状に合わせて眼鏡レンズの縁摺り加工を行う。その際、装用者の瞳孔中心と眼鏡レンズのアイポイントとが一致するように、眼鏡レンズのアイポイントを加工中心として加工する。眼鏡レンズのアイポイントをレンズ表面に直接表示することはできないため、眼鏡レンズ、特に累進多焦点レンズの設計においては、幾何学中心から所定の距離だけ離れた位置に隠しマークと呼ばれるマークを予め形成しておき、この隠しマークの位置からレンズの幾何学中心、遠用部及び近用部の光学中心、アイポイントの位置等を導き出せるようにしている。隠しマークは、眼鏡レンズの成形時にレンズの凸面に例えば０．００４ｍｍ程度の微小な凹凸の形で形成される。

図９に未加工の累進多焦点レンズを示す。１００はプラスティック製の累進多焦点レンズ、１０１は幾何学中心、１０２は幾何学中心１０１を通る水平基準線、１０３ａ，１０３ｂは隠しマークである。隠しマーク１０３ａ，１０３ｂは、水平基準線１０２上で、かつ幾何学中心１０１から等距離（例えば、１７ｍｍ）離れた２箇所に、円と文字の組み合わせ、あるいは２つの円の形で形成されている。

また、隠しマーク１０３ａ，１０３ｂの下には、累進多焦点レンズ１００の加入度数（遠用部の外側頂点屈折力と近用部の外側頂点屈折力の差）を表す数字１０４ａと、レンズの種類を表す識別マーク１０４ｂとが隠しマーク１０３ａ，１０３ｂと同様に微小な凹凸の形で形成されている。加入度数を表す数字１０４ａは、装用時に耳側に位置する隠しマークの下に３桁の数字（例えば３００）で表示される。したがって、この３桁の数字１０４ａが左右どちらの隠しマークの下に形成されているかを知ることにより、左眼用レンズであるか右眼用レンズであるかを識別することができる。図９に示す累進多焦点レンズ１００は、右眼用のレンズであり、一方の隠しマーク１０３ａが円形で、他方の隠しマーク１０３ｂが製造メーカを表す文字「Ｈ」となっている。

また、図９において、１０５は遠用度数測定部、１０６は近用度数測定部、１０７は遠くを見るための遠用部、１０８は近くを見るための近用部、１０９は度数が連続的に変わる累進部、１１０はアイポイントである。アイポイント１１０は、幾何学中心１０１の上方に所定距離（例えば２ｍｍ）だけ離れた位置に決められている。図１０に累進多焦点レンズ１００の他の例を示す。図１０に示す累進多焦点レンズ１００は右眼用のレンズであり、隠しマーク１０３ａ，１０３ｃはいずれも円形である。

隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃからアイポイント１１０の位置を探す場合、累進多焦点レンズ１００を蛍光灯などの光源にかざして隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを目視で探し、その位置にマーカーによって印を付けた後、この累進多焦点レンズ１００をリマークチャートと呼ばれる累進多焦点レンズ用のシートの上に載置する。リマークチャートは、隠しマーク、幾何学中心、遠用度数測定部、近用度数測定部及びアイポイントの各位置が記載された実物大の累進多焦点レンズをレンズの種類毎に表示したものである。

累進多焦点レンズ１００をリマークチャート上に載置する際には、このレンズ１００にマーキングされた隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの位置とリマークチャート上に記載された同種のレンズの隠しマークの位置とを一致させた上で、リマークチャートに記載されたアイポイントの位置をアイポイント１１０の位置として、累進多焦点レンズ１００の同位置にマーカーによって印を付ける。そして、この累進多焦点レンズ１００のアイポイント１１０の位置に加工治具（レンズホルダ）を装着し、装用者の瞳孔中心と累進多焦点レンズ１００のアイポイント１１０とが一致するようにアイポイント１１０を加工中心として累進多焦点レンズ１００を縁摺り加工し、レンズ１００の外形形状を眼鏡フレームの枠形状と一致させる（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、リマークチャートを用いる方法では、作業者が手作業で行うために、非能率的で作業者の負担が大きく、また累進多焦点レンズ１００とレンズホルダの位置合わせの誤差が大きいという問題点があった。
そこで、隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを検出して累進多焦点レンズ１００とレンズホルダの位置合わせを高精度に、かつ自動的に行う技術として、累進多焦点レンズ１００を光学的に拡大して撮像し、撮像した入力画像と予め用意された部分画像（テンプレート）とを比較するテンプレートマッチングにより入力画像から隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの位置を検出して、この位置からアイポイント１１０の位置を算出する方法が知られている。

累進多焦点レンズ１００を光学的に拡大して撮像するのは、隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを光学的に拡大することなしに撮像すると、数画素程度の大きさしかないのに対し、テンプレートマッチングを使用する際には少なくとも１０×１０画素程度の大きさを必要とするからである。このテンプレートマッチングを用いる方法によれば、累進多焦点レンズ１００とレンズホルダの高精度な位置合わせが可能となる。なお、以上の背景技術のうち、テンプレートマッチングを用いる方法は、出願人が出願時点で知る限りにおいて文献公知ではない。

特開平８−２９７２６２号公報

テンプレートマッチングを用いる方法では、累進多焦点レンズ１００を光学的に拡大して撮像する拡大光学系が必要となるため、コストが高くなり、さらにテンプレートマッチングに時間がかかるという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、累進多焦点眼鏡レンズとレンズホルダ等の加工治具との位置合わせを行う方法において、隠しマークを従来よりも低コストで能率良く短時間に検出することができる累進多焦点眼鏡レンズの隠しマーク検出方法を提供することを目的とする。

本発明は、加工対象の累進多焦点眼鏡レンズの画像を撮影する撮影手段と、前記画像を処理する画像処理手段と、前記眼鏡レンズの表面に形成された円形図形の隠しマークの位置に基づいて前記眼鏡レンズの加工中心位置を求める演算手段と、この加工中心位置に加工治具を取り付ける機構とを有するレイアウト・ブロック装置において、前記隠しマークを検出する累進多焦点眼鏡レンズの隠しマーク検出方法であって、前記撮影手段によって撮影された入力画像を所定の第１のしきい値を用いてしきい値処理し、前記入力画像から背景の領域を取り除いて前記加工対象の眼鏡レンズの領域を切り出す静的しきい値処理と、前記静的しきい値処理後の画像を平滑化処理した画像と前記静的しきい値処理後の画像との差分を画素毎に算出し、算出した差分を所定の第２のしきい値を用いてしきい値処理する動的しきい値処理と、前記動的しきい値処理後の２値化画像において連結した画素の集まりを１つの連結成分とみなし、各連結成分の幾何学的な特徴パラメータとして面積と、長径と短径との比率を抽出する第１の特徴パラメータ抽出処理と、この第１の特徴パラメータ抽出処理で抽出された面積が所定の第１の面積範囲内にあって、かつ長径と短径との比率が所定の比率しきい値以下である連結成分を前記隠しマークの候補領域として抽出する候補領域抽出処理と、前記候補領域を収縮させた後に膨張させて元に戻し、前記候補領域から突起状のノイズ成分を除去するノイズ成分除去処理と、前記ノイズ成分を除去した後の候補領域を膨張させて、前記候補領域から欠損を除去する形状補正処理と、前記形状補正処理後の候補領域の幾何学的な特徴パラメータとして面積と、長径と短径との比率を抽出する第２の特徴パラメータ抽出処理と、この第２の特徴パラメータ抽出処理で抽出された面積が所定の第２の面積範囲内にあって、かつ長径と短径との比率が前記比率しきい値以下である候補領域を、前記隠しマークの画像として抽出する隠しマーク画像抽出処理とを有するものである。隠しマークと基準位置（累進多焦点レンズの場合には幾何学中心）との間には全ての眼鏡レンズに共通の位置的規定があるので、隠しマークを画像処理で検出すれば、眼鏡レンズの基準位置を求めることができる。基準位置と加工中心位置との関係は眼鏡レンズ毎に異なる。

本発明によれば、加工対象の眼鏡レンズの画像を撮影して２値化し、２値化画像に含まれる個々の図形の幾何学的な特徴パラメータを抽出して、この特徴パラメータが所定の条件に合う図形を隠しマークの画像として抽出するので、従来のテンプレートマッチングを用いる方法に比べて隠しマークの検出に要する時間を短縮することができ、またテンプレートマッチングの場合に必要な拡大光学系が不要となるので、コストを低減することができる。その結果、本発明では、眼鏡レンズとレンズホルダ等の加工治具との位置合わせを作業者が手作業で行う場合と比べて、高精度の位置合わせを実現でき、また作業者の負担を著しく軽減することができ、眼鏡レンズと加工治具の高精度の位置合わせを能率良く短時間で行うことができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態となる累進多焦点レンズ用レイアウト・ブロック装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の累進多焦点レンズ用レイアウト・ブロック装置は、縁摺り加工装置（不図示）に隣接して設置されるもので、累進多焦点レンズ１００を撮像して、撮像した画像を基に累進多焦点レンズ１００の左右を判定すると同時に、累進多焦点レンズ１００に取り付ける加工治具（以下、レンズホルダと呼ぶ）の取り付け位置及び取り付け角度を算出するレイアウト処理と、レンズホルダを累進多焦点レンズ１００の加工中心に取り付けるブロック処理とを行い、レンズホルダが取り付けられた後の累進多焦点レンズ１００を縁摺り加工装置に搬送するものである。

このレイアウト・ブロック装置は、レンズホルダを供給するホルダ供給装置１と、後述する弾性シールを供給するシール供給装置２と、加工対象の累進多焦点レンズ１００を供給するレンズ供給装置３と、ホルダ供給装置１によって供給されたレンズホルダを累進多焦点レンズ１００の加工中心に取り付けるホルダ保持装置４と、累進多焦点レンズ１００を撮影する撮影手段となるレンズメータ５と、レンズメータ５によって撮影された画像を基に累進多焦点レンズ１００の左右を判定してレンズホルダの取り付け位置及び取り付け角度を算出する画像処理装置６と、レンズホルダが取り付けられた後の累進多焦点レンズ１００を縁摺り加工装置に搬送するレンズ搬送装置７と、レイアウト・ブロック装置全体を制御する制御装置８と、レイアウト・ブロック装置及び縁摺り加工装置を制御する演算手段となるホストコンピュータ９とを備えている。

図２は、画像処理装置６による画像処理の結果に基づいて累進多焦点レンズ１００に弾性シールを介してレンズホルダを取り付けた状態を示す側面図である。ステンレス等の金属からなるレンズホルダ２００は、鍔付の筒状体に成形されている。このレンズホルダ２００において弾性シール２０１が貼り付けられる面（ホルダ２００の下面）は、累進多焦点レンズ１００の凸側レンズ面に対応した凹球面状のレンズ保持面となっている。

この場合、レンズ毎にその凸面カーブに応じたレンズ保持面を形成すると、レンズホルダ２００自体の種類が増加するため、レンズ保持面の曲率半径を段階的に異ならせることにより、レンズホルダ２００の種類を少なくし、１種類のレンズホルダ２００で凸面カーブの異なる何種類かの累進多焦点レンズ１００を保持できるようにしている。

弾性シール２０１は、厚さが０．５〜０．６ｍｍ程度の薄いゴムによって、外径がレンズホルダ２００のレンズ保持面の外径より大きく（２２ｍｍφ程度）、内径がレンズホルダ２００の穴径より小さい（８ｍｍ程度）リング状に成形され、両面に粘着剤が塗布されたものが用いられる。

図３はレンズメータ５の構成を示すブロック図である。レンズメータ５は、累進多焦点レンズ１００を照らす光源３１と、この光源３１と累進多焦点レンズ１００との間の光路中に配設されたコンデンサレンズ３２と、絞り３３と、ハーフミラー３４と、累進多焦点レンズ１００を吸着固定するレンズ保持装置３５と、累進多焦点レンズ１００の隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ、加入度数を表す数字１０４ａ及び識別マーク１０４ｂの画像が投影される回転スクリーン３６と、この回転スクリーン３６と累進多焦点レンズ１００との間に配設された集光レンズ３７，３８と、投影レンズ３９と、回転スクリーン３６からの反射光を取り込むＣＣＤカメラ等の撮像装置４０と、回転スクリーン３６を回転させるモータ４１とを有している。

累進多焦点レンズ１００の投影に用いられる光源３１としては、隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ、数字１０４ａ及び識別マーク１０４ｂの投影を良好に行い得るように発光スペクトル幅の狭い光、例えば赤色光のＬＥＤが用いられ、累進多焦点レンズ１００の凸面側に配設されている。ハーフミラー３４は、例えば透過率が７０％、反射率が３０％のものが用いられ、これに対応して撮像装置４０が配設されている。

回転スクリーン３６には、反射率を高めるために表面にガラス、アルミニウム等の微細な粉を塗布した反射シートが貼着されている。また、表面の明るさを均一化するため、回転スクリーン３６をモータ４１によって高速回転（例えば、３４００ｒｐｍ）させる。
累進多焦点レンズ１００を保持する筒状のレンズ保持装置３５は、隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ、数字１０４ａ及び識別マーク１０４ｂの撮影の妨げにならないように十分に小さい外径（例えば８ｍｍφ）を有している。

図４〜図６は、図１のレイアウト・ブロック装置の動作を示すフローチャート図である。以下、図４〜図６を用いてレイアウト・ブロック装置の動作を説明する。
最初に、レンズ供給装置３は、制御装置８の制御に従って、縁摺り加工の対象となる１つの累進多焦点レンズ１００（以下、加工対象レンズ１００と呼ぶ）をその凸面を上にしてレンズメータ５のレンズ保持装置３５上に載置する。レンズ保持装置３５は、レンズ支持筒の内部を真空排気することにより、加工対象レンズ１００をレンズ支持筒の上面開口部に吸着固定する（図４ステップＳ１）。

ホルダ供給装置１は、制御装置８の制御に従って、レンズホルダ２００を１つずつホルダ保持装置４に供給する。
弾性シール２０１は、ロール状の形態でシール供給装置２に装填されている。このロールは、表面が保護紙によって覆われたものである。シール供給装置２は、制御装置８の制御に従って、弾性シール２０１を１つずつ保護紙を剥離した状態でホルダ保持装置４に供給する。

ホルダ保持装置４は、レンズホルダ２００と弾性シール２０１を受け取ると、レンズホルダ２００を保持して、このレンズホルダ２００のレンズ保持面に弾性シール２０１を貼り付け、加工対象レンズ１００へのレンズホルダ２００の取り付けに備えて待機状態となる（ステップＳ２）。

次に、制御装置８は、レンズメータ５の光源３１を点灯させる（ステップＳ３）。続いて、画像処理装置６は、制御装置８の指示に従って、画像処理用のタイムアップタイマを０にリセットして起動させ、時間計測を開始する（ステップＳ４）。このタイムアップタイマは、１つの加工対象レンズ１００に係る画像処理の経過時間を計測するためのものである。

光源３１からの照明光は、コンデンサレンズ３２、絞り３３及びハーフミラー３４を通って加工対象レンズ１００に照射される。これにより、加工対象レンズ１００の表面に形成された隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ、数字１０４ａ及び識別マーク１０４ｂの像は、集光レンズ３７，３８によって集光され、投影レンズ３９によって回転スクリーン３６上に投影される。この回転スクリーン３６に投影された像は、投影レンズ３９、集光レンズ３８，３７を通ってハーフミラー３４で反射され、撮像装置４０の受光面に投影される。撮像装置４０は、受光面に投影された像を光電変換して画像信号を出力する。

画像処理装置６は、レンズメータ５の撮像装置４０から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換して、このＡ／Ｄ変換後の画像データを内部のメモリにいったん格納する（ステップＳ５）。
続いて、画像処理装置６は、メモリに格納された入力画像に対する画像処理を開始する。図７、図８は画像処理装置６による画像処理の様子を示す説明図である。

まず、画像処理装置６は、図７（ａ）に示す入力画像と所定の第１のしきい値とを比較して、輝度値が第１のしきい値以上の画素を入力画像からそのまま抜き出し、輝度値が第１のしきい値未満の画素については輝度値を０にする静的しきい値処理を行うことにより、入力画像から背景の領域を取り除いてレンズの領域を切り出し、このレンズ領域の画像をメモリに格納する（ステップＳ６）。

続いて、画像処理装置６は、メモリに格納した静的しきい値処理後の画像を平滑化処理してぼかした画像と前記静的しきい値処理後の画像との差分を画素毎に算出して、算出した差分が所定の第２のしきい値以上の画素については値を「１」とし、差分が第２のしきい値未満の画素については値を「０」とする動的しきい値処理を行うことにより、静的しきい値処理後の画像を２値化する（ステップＳ７）。

この動的しきい値処理は、差分処理によって輪郭の鮮鋭化を行い、差分出力が大きいところ、すなわち対象物の輪郭らしいところを「１」とし、それ以外のところを「０」とするので、加工対象レンズ１００の撮影時に若干の照明むらやハレーションがあったとしても、隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ、数字１０４ａ及び識別マーク１０４ｂの形を抜き出すことが可能である。この動的しきい値処理により、図７（ｂ）のような画像が得られる。画像処理装置６は、動的しきい値処理後の画像をメモリに格納する。

２値化後の画像には、加工対象レンズ１００の表面のほこりや汚れ等が含まれ、さらに２値化された隠しマーク自体も部分的に欠損している場合が多い。したがって、動的しきい値処理によって得られた２値化画像のままでは隠しマーク１０３ａ，１０３ｂを検出することができないので、以下のようにノイズ成分の除去や隠しマーク１０３ａ，１０３ｂの欠損の補修等を行って隠しマーク１０３ａ，１０３ｂを検出する。

画像処理装置６は、動的しきい値処理後の２値化画像において連結した画素「１」の集まりを１つの連結成分とみなし、同一の連結成分内の各画素には同一のラベル（番号又は名前）を与えるラベリング処理を行った後、各連結成分の幾何学的な特徴パラメータを抽出してメモリに格納する。ここでは、各連結成分の特徴パラメータとして、図７（ｃ）に示す連結成分の面積（連結成分の画素数）Ｓと、長径Ｌ１と短径Ｌ２の比率（Ｌ１／Ｌ２）を抽出する。なお、図７のうち図７（ｃ）以降では、画素「１」の領域を斜線で表している。

そして、画像処理装置６は、面積Ｓが予め設定された第１の面積範囲内にあって、かつ長径Ｌ１と短径Ｌ２の比率が予め設定された比率しきい値（例えば１．２）以下である連結成分を円形の隠しマークの候補領域（以下、○類似領域と呼ぶ）として抽出し、この抽出した○類似領域の位置をメモリに格納する（ステップＳ８）。こうして、例えば図７（ｄ）に示すような○類似領域を抽出することができる。

○類似領域には、突起状のノイズ成分が含まれている。そこで、画像処理装置６は、抽出した○類似領域を所定の画素数分だけいったん収縮させた後、同画素数分膨張させて元に戻す。○類似領域を収縮させると、突起状のノイズ成分が消えるので、収縮処理後の○類似領域を膨張処理して元に戻せば、○類似領域から突起状のノイズ成分を除去することができる（ステップＳ９）。

また、○類似領域には、穴や欠損等のノイズ成分が含まれている。そこで、画像処理装置６は、突起状のノイズ成分を除去した後の○類似領域を所定の画素数分だけ膨張させることで、○類似領域から穴や欠損等のノイズ成分を除去して、形状補正を行う（ステップＳ１０）。これにより、図７（ｅ）に示すような形状補正後の○類似領域が得られる。

続いて、画像処理装置６は、形状補正後の各○類似領域の内部を図７（ｆ）のように画素「１」で埋めた後、各○類似領域の幾何学的な特徴パラメータを抽出してメモリに格納する。ここでも、特徴パラメータとしては、各○類似領域の面積Ｓと、長径Ｌ１と短径Ｌ２の比率を抽出する。

画像処理装置６は、面積Ｓが予め設定された第２の面積範囲内にあって、かつ長径Ｌ１と短径Ｌ２の比率が前記比率しきい値以下である○類似領域を円形の隠しマークの最も有力な候補領域（以下、○領域と呼ぶ）として抽出し、抽出した○領域の位置をメモリに格納する（ステップＳ１１）。そして、画像処理装置６は、抽出した○領域の数を数えてメモリに格納する（ステップＳ１２）。

次に、画像処理装置６は、前記動的しきい値処理後の２値化画像に対してラベリング処理を行った後、各連結成分の幾何学的な特徴パラメータを抽出してメモリに格納する。ここでは、各連結成分の特徴パラメータとして、連結成分の面積Ｓと長径Ｌ１と短径Ｌ２を抽出する。

画像処理装置６は、面積Ｓが予め設定された第３の面積範囲内で、長径Ｌ１が予め設定された長径範囲内で、かつ短径Ｌ２が予め設定された短径範囲内にある棒状の連結成分をＨ形の隠しマークの構成要素らしい領域として抽出し、この抽出した棒状の連結成分の位置をメモリに格納する（ステップＳ１３）。こうして、例えば図７（ｇ）に示すような領域を抽出することができる。

図７（ｇ）に示す３つの棒状の領域は、Ｈ形のような形状をしているが、連結してはいない。そこで、画像処理装置６は、抽出した棒状の領域を所定の画素数（例えば、２画素程度）分だけ膨張させることで、これらの領域を連結させて、Ｈ形の隠しマークの候補領域（以下、Ｈ類似領域と呼ぶ）を得る（ステップＳ１４）。これにより、図７（ｈ）のような形状補正後のＨ類似領域が得られる。

続いて、画像処理装置６は、形状補正後のＨ類似領域を所定の画素数分だけいったん収縮させた後、同画素数分膨張させて元に戻すことで、Ｈ類似領域から突起状のノイズ成分を除去し（ステップＳ１５）、ノイズ成分を除去した後のＨ類似領域の幾何学的な特徴パラメータを抽出してメモリに格納する。ここでは、Ｈ類似領域の特徴パラメータとして、図７（ｉ）に示すＨ類似領域の高さＨＴと横幅Ｗの比率（ＨＴ／Ｗ）と、凸面度（２次元平面における図形のくぼみ形状を示す度合い）と、Ｈ類似領域に外接する円の直径Ｄと、前記○領域からの距離とを抽出する。凸面度は円に凹みや穴があると１未満となる。

画像処理装置６は、高さＨＴと横幅Ｗの比率が予め設定された比率範囲内で、凸面度が所定の範囲内（例えば０．６〜０．７）で、外接円の直径Ｄが予め設定された直径範囲内で、かつ○領域からの距離が予め設定された距離範囲内にあるＨ類似領域をＨ形の隠しマークの最も有力な候補領域（以下、Ｈ領域と呼ぶ）として抽出し、抽出したＨ領域の位置をメモリに格納する（ステップＳ１６）。そして、画像処理装置６は、抽出したＨ領域の数を数えてメモリに格納する（ステップＳ１７）。

次に、画像処理装置６は、ステップＳ１２で数えた○領域数が２かどうかを判定し（ステップＳ１８）、○領域数が２でない場合、○領域数が１かどうかを判定し（ステップＳ１９）、○領域数が１であれば、ステップＳ１７で数えたＨ領域数が１かどうかを判定する（ステップＳ２０）。○領域数が２でも１でもない場合または○領域数が１でＨ領域数が１でない場合、画像処理装置６は、前記タイムアップタイマによって計測中の経過時間が所定秒（例えば４秒）を超えたかどうかを判定する（ステップＳ２１）。

経過時間が所定秒を超えていない場合、画像処理装置６は、ステップＳ５〜Ｓ２０の処理を再び実行する。こうして、○領域数が２でも１でもない場合または○領域数が１でＨ領域数が１でない場合（すなわち、隠しマーク１０３ａ，１０３ｂ以外のものを検出した場合）で、かつ経過時間が所定秒を超えていない場合には、ステップＳ５〜Ｓ２０の処理が繰り返し実行される。

ステップＳ２１において経過時間が所定秒を超えている場合、画像処理装置６は、画像処理による隠しマーク１０３ａ，１０３ｂの検出が不可であると判断して、画像処理が不可である旨を制御装置８に通知する画像処理不可エラー処理を行う。通知を受けた制御装置８は、画像処理不可エラーが発生した加工対象レンズ１００をレイアウト・ブロック装置から排出する等の処理を行う。

一方、○領域数が２の場合、または○領域数とＨ領域数が共に１の場合、画像処理装置６は、２つの○領域間の距離または○領域とＨ領域間の距離を求めて、この距離が所定値（例えば３４ｍｍ）を中心とした一定の範囲内にあるかどうかを判定する（ステップＳ２２）。求めた距離が所定値を中心とした一定の範囲内にない場合はステップＳ２１に進む。

次に、求めた距離が所定値を中心とした一定の範囲内にあって、かつ○領域数とＨ領域数が共に１の場合（図５ステップＳ２３においてＹＥＳ）、画像処理装置６は、○領域の最小の外接円の中心を○領域の中心とし、Ｈ領域の最小の外接円の中心をＨ領域の中心とし、○領域の中心座標とＨ領域の中心座標とを算出してメモリに格納する（ステップＳ２４）。

続いて、画像処理装置６は、図８（ａ）のように○領域の中心とＨ領域の中心の中間点（基準位置）Ｃの座標を算出してメモリに格納し（ステップＳ２５）、さらに○領域の中心とＨ領域の中心を結ぶ線分（○領域からＨ領域へ向かうベクトル）Ｖを求め、このベクトルＶとレイアウト・ブロック装置の水平基準線１０２とがなす角（水平基準線１０２に対する加工対象レンズ１００の回転角度）θを算出してメモリに格納する（ステップＳ２６）。加工対象レンズ１００には、レイアウト・ブロック装置上の本来あるべき位置に対して供給時に角度ずれが発生している。ステップＳ２６の処理は、この角度ずれを求める処理である。

次に、画像処理装置６は、○領域からＨ領域の方を見たとき左右いずれか一方の側（本実施の形態では左側）にあって、かつ○領域とＨ領域のそれぞれの中心からベクトルＶと直角の方向に予め設定された距離だけ離れた、予め設定された大きさの２つの矩形領域Ａ１，Ａ２を前記動的しきい値処理後の２値化画像から切り出す（ステップＳ２７）。

そして、画像処理装置６は、切り出した２つの矩形領域Ａ１，Ａ２が前記回転角度θの分だけ斜めに傾いているので、矩形領域Ａ１，Ａ２を回転角度θだけ回転させて水平基準線１０２と平行になるようにする（ステップＳ２８）。矩形領域Ａ１，Ａ２を回転させるのは次の文字数のカウント処理において、文字の切り出しが良好に行えるようにするためである。

画像処理装置６は、回転処理後の矩形領域Ａ１，Ａ２内の文字を１文字ずつ切り出すことにより、矩形領域Ａ１，Ａ２内の文字数を数えてメモリに格納する（ステップＳ２９）。累進多焦点レンズ１００上に数字１０４ａや識別マーク１０４ｂとして形成されている文字のサイズ、文字ピッチは既知である。そこで、画像処理装置６は、矩形領域Ａ１，Ａ２内の画像を水平方向のみ収縮させて、各文字間の短絡等のノイズ成分を除去した上で、文字認識技術で使用される前処理の技術を用いて文字を切り出す。すなわち、画像処理装置６は、文字ピッチを基にして周期的な文字間の空白を検出すると共に、文字サイズを基にして文字の領域を検出し、文字の切り出し位置を決定する。

次に、画像処理装置６は、加工対象レンズ１００が右眼用、左眼用のいずれのレンズであるかを判定する（ステップＳ３０）。円形の隠しマーク１０３ａとＨ形の隠しマーク１０３ｂが予め形成されている累進多焦点レンズ１００の場合、耳側に隠しマーク１０３ａと加入度数を表す数字１０４ａがあり、鼻側に隠しマーク１０３ｂとレンズの種類を表す識別マーク１０４ｂがある。したがって、○領域からＨ領域の方を見たとき、右側に数字１０４ａと識別マーク１０４ｂがあれば右眼用のレンズ（図９）であり、左側に数字１０４ａと識別マーク１０４ｂがあれば左眼用のレンズ（図８（ａ））である。

本実施の形態では、ステップＳ２７の処理により、○領域からＨ領域の方を見たとき左側にある矩形領域Ａ１，Ａ２を切り出している。そこで、画像処理装置６は、ステップＳ２９で数えた文字数が一定の範囲内（例えば３文字以上７文字以下）の場合は左眼用のレンズと判定し、文字数が一定の範囲内にない場合は右眼用のレンズと判定する。なお、右眼用のレンズの場合には矩形領域Ａ１，Ａ２内の文字数が０で、左眼用のレンズの場合には文字数が５となるはずであるが、文字の誤認識を考慮して文字数が一定の範囲内にあれば左眼用レンズと判定している。

次に、画像処理装置６は、数字１０４ａと識別マーク１０４ｂが隠しマーク１０３ａ，１０３ｂより下側にあるかどうかを判定する（ステップＳ３１）。例えば、ステップＳ３０で右眼用のレンズと判定したとき、数字１０４ａと識別マーク１０４ｂは、前記ベクトルＶが右向きであれば隠しマーク１０３ａ，１０３ｂより下側にあり、ベクトルＶが左向きであれば隠しマーク１０３ａ，１０３ｂより上側にある。また、左眼用のレンズと判定したとき、数字１０４ａと識別マーク１０４ｂは、ベクトルＶが左向きであれば隠しマーク１０３ａ，１０３ｂより下側にあり、ベクトルＶが右向きであれば隠しマーク１０３ａ，１０３ｂより上側にある。

数字１０４ａと識別マーク１０４ｂが隠しマーク１０３ａ，１０３ｂより上側にある場合、画像処理装置６は、加工対象レンズ１００の上下が逆でレイアウト・ブロック装置の許容範囲外である旨を制御装置８に通知する上下逆さエラー処理を行う。通知を受けた制御装置８は、上下逆さエラーが発生した加工対象レンズ１００をレイアウト・ブロック装置から排出する等の処理を行う。

数字１０４ａと識別マーク１０４ｂが隠しマーク１０３ａ，１０３ｂより下側にある場合、画像処理装置６は、前記回転角度θが予め設定された範囲内（例えば±６０°）にあるかどうかを判定する（ステップＳ３２）。回転角度θが予め設定された範囲内にない場合、画像処理装置６は、加工対象レンズ１００の回転角度がレイアウト・ブロック装置の許容範囲外である旨を制御装置８に通知する角度オーバーエラー処理を行う。通知を受けた制御装置８は、角度オーバーエラーが発生した加工対象レンズ１００をレイアウト・ブロック装置から排出する等の処理を行う。

画像処理装置６は、回転角度θが予め設定された範囲内にある場合、図６のステップＳ４４に進む。
一方、ステップＳ２２において求めた距離が所定値を中心とした一定の範囲内にあって、かつ○領域数が２の場合（図５ステップＳ２３においてＮＯ）、画像処理装置６は、各○領域の最小の外接円の中心をそれぞれの○領域の中心とし、２つの○領域の中心座標を算出してメモリに格納する（ステップＳ３３）。

続いて、画像処理装置６は、図８（ｂ）のように２つの○領域の中心間の中間点Ｃ（幾何学中心１０１）の座標を算出してメモリに格納し（ステップＳ３４）、さらに２つの○領域の中心を結ぶ線分Ｖを求め、この線分Ｖと水平基準線１０２とがなす角（回転角度）θを算出してメモリに格納する（ステップＳ３５）。

次に、画像処理装置６は、各○領域の中心から線分Ｖと直角の方向に予め設定された距離だけ離れた、予め設定された大きさの４つの矩形領域Ｂ１〜Ｂ４中の１つを前記動的しきい値処理後の２値化画像から切り出す（ステップＳ３６）。そして、画像処理装置６は、切り出した１つの矩形領域を回転角度θだけ回転させて水平基準線１０２と平行になるようにする（ステップＳ３７）。

画像処理装置６は、回転処理後の矩形領域内の文字数をステップＳ２９と同様に数えてメモリに格納する（ステップＳ３８）。
次いで、画像処理装置６は、ステップＳ３８で数えた文字数が３であるかどうかを判定する（ステップＳ３９）。文字数が３でない場合、画像処理装置６は、４つの矩形領域Ｂ１〜Ｂ４から別の矩形領域を選択して（ステップＳ４０，Ｓ４１）、ステップＳ３６〜Ｓ３９の処理を行う。

４つの矩形領域Ｂ１〜Ｂ４内の文字数を順次数えた結果、文字数が３の矩形領域がない場合、画像処理装置６は、画像処理による左右判定が不可と判断して、ホストコンピュータ９から予め通知されている情報を基に加工対象レンズ１００が右眼用、左眼用のいずれのレンズであるかを判定するＲＬ判定不能処理を行った後、ステップＳ３２に進む。

一方、矩形領域Ｂ１〜Ｂ４のいずれかで文字数が３となった場合、画像処理装置６は、加工対象レンズ１００が右眼用、左眼用のいずれのレンズであるかを判定する（ステップＳ４２）。２つの円形の隠しマーク１０３ａ，１０３ｃが予め形成されている累進多焦点レンズ１００の場合、耳側に加入度数を表す３桁の数字１０４ａがあり、鼻側にレンズの種類を表す識別マーク１０４ｂがある。したがって、文字数３の矩形領域が図８（ｂ）に示す矩形領域Ｂ１，Ｂ３のいずれかであれば右眼用のレンズ（図２１）であり、矩形領域Ｂ２，Ｂ４のいずれかであれば左眼用のレンズ（図８（ｂ））である。

次に、画像処理装置６は、数字１０４ａと識別マーク１０４ｂが隠しマーク１０３ａ，１０３ｃより下側にあるかどうかを判定する（ステップＳ４３）。数字１０４ａと識別マーク１０４ｂは、文字数３の矩形領域が矩形領域Ｂ３，Ｂ４のいずれかであれば、隠しマーク１０３ａ，１０３ｃより下側にあり、文字数３の矩形領域が矩形領域Ｂ１，Ｂ２のいずれかであれば、隠しマーク１０３ａ，１０３ｃより上側にある。

数字１０４ａと識別マーク１０４ｂが隠しマーク１０３ａ，１０３ｃより上側にある場合、画像処理装置６は、前述のように上下逆さエラー処理を行う。
また、数字１０４ａと識別マーク１０４ｂが隠しマーク１０３ａ，１０３ｃより下側にある場合、画像処理装置６は、前述のステップＳ３２の処理を行う。

次に、ステップＳ４４において、画像処理装置６は、加工対象レンズ１００の左右判定の結果と算出した中間点Ｃの座標と回転角度θとを制御装置８に送信し、制御装置８は、加工対象レンズ１００の左右判定の結果と回転角度θとをホストコンピュータ９に送信する。さらに、制御装置８は、レンズメータ５の光源３１を消灯させる（ステップＳ４５）。

ホストコンピュータ９は、レイアウト・ブロック装置への供給時に加工対象レンズ１００のトレイに貼り付けられていたバーコードをバーコードリーダで読み取ることにより、加工対象レンズ１００が右眼用、左眼用のいずれのレンズであるかを予め認識している。ホストコンピュータ９は、バーコードから読み取った結果と制御装置８から送られた左右判定の結果とを照合することで、バーコードが表す内容とトレイに載せられていた実際の加工対象レンズ１００とが一致するかどうかをチェックすることができる。

そして、ホストコンピュータ９は、予め記憶している加工対象レンズ１００のレイアウトデータ（幾何学中心１０１と隠しマーク１０３ａ，１０３ｂとアイポイント１１０の相互の位置関係を表すデータ）を回転角度θに応じて角度補正した上で、角度補正後のレイアウトデータに基づいてブロックデータ（幾何学中心１０１を基準としてアイポイント１１０の位置を表すデータ）を演算して制御装置８に送信する（ステップＳ４６）。

画像処理装置６によって検出された中間点Ｃは加工対象レンズ１００の幾何学中心１０１であるが、このときの中間点Ｃは供給時の水平方向（図８左右方向）及び垂直方向（図８上下方向）の位置ずれのためにレイアウト・ブロック装置上の本来あるべき位置からずれている。つまり、加工対象レンズ１００には水平方向及び垂直方向の位置ずれが発生している。一方、前記ブロックデータは、加工対象レンズ１００の角度ずれについては前述のように補正されているが、水平方向及び垂直方向の位置ずれについては位置ずれがないことを前提として計算されている。

そこで、制御装置８は、レンズ供給装置３によって加工対象レンズ１００をレンズメータ５から所定のレンズ保持位置へ搬送させる際に、加工対象レンズ１００の水平方向及び垂直方向の位置ずれを中間点Ｃの座標に基づいて補正させた上で、ホストコンピュータ９からのブロックデータに基づき加工対象レンズ１００のアイポイント１１０がホルダ保持装置４によって保持されているレンズホルダ２００の真下に来るようレンズ供給装置３を制御する（ステップＳ４７）。

続いて、制御装置８は、加工対象レンズ１００の供給時の角度ずれを補正するために、ホルダ保持装置４を制御して、レンズホルダ２００を回転角度θだけ回転させて角度補正を行う（ステップＳ４８）。そして、制御装置８は、ホルダ保持装置４を制御して、レンズホルダ２００を下降させ、レンズホルダ２００に貼り付けられている弾性シール２０１を加工対象レンズ１００に押しつけて密着させる。これにより、図２に示すように、レンズホルダ２００は、弾性シール２０１を介して加工対象レンズ１００の加工中心（アイポイント１１０）に取り付けられる（ステップＳ４９）。

制御装置８は、ホルダ保持装置４を制御して、レンズホルダ２００を加工対象レンズ１００と一緒に所定の取り出し位置へ搬送させ（ステップＳ５０）、続いてレンズ搬送装置７を制御して、取り出し位置の加工対象レンズ１００を縁摺り加工装置へ搬送させる（ステップＳ５１）。
以上で、１つの加工対象レンズ１００に対するレイアウト・ブロック装置の処理が終了する。

縁摺り加工装置に送られた加工対象レンズ１００には、レンズ枠形状データ及び装用者の処方データに基づいたヤゲン加工等の縁摺り加工が縁摺り加工装置によって施され、フレーム枠の形状と略一致する輪郭形状の眼鏡レンズが製作される。

本発明は、累進多焦点眼鏡レンズの隠しマークを検出する技術に適用することができる。

本発明の実施の形態となる累進多焦点レンズ用レイアウト・ブロック装置の構成を示すブロック図である。 累進多焦点レンズに弾性シールを介してレンズホルダを取り付けた状態を示す側面図である。 図１のレイアウト・ブロック装置のレンズメータの構成を示すブロック図である。 図１のレイアウト・ブロック装置の動作を示すフローチャート図である。 図１のレイアウト・ブロック装置の動作を示すフローチャート図である。 図１のレイアウト・ブロック装置の動作を示すフローチャート図である。 図１のレイアウト・ブロック装置の画像処理装置による画像処理の様子を示す説明図である。 図１のレイアウト・ブロック装置の画像処理装置による画像処理の様子を示す説明図である。 累進多焦点レンズの隠しマーク、幾何学中心等の位置関係を示す平面図である。 累進多焦点レンズの他の例を示す平面図である。

符号の説明

１…ホルダ供給装置、２…シール供給装置、３…レンズ供給装置、４…ホルダ保持装置、５…レンズメータ、６…画像処理装置、７…レンズ搬送装置、８…制御装置、９…ホストコンピュータ。

Claims (1)

1. 加工対象の累進多焦点眼鏡レンズの画像を撮影する撮影手段と、前記画像を処理する画像処理手段と、前記眼鏡レンズの表面に形成された円形図形の隠しマークの位置に基づいて前記眼鏡レンズの加工中心位置を求める演算手段と、この加工中心位置に加工治具を取り付ける機構とを有するレイアウト・ブロック装置において、前記隠しマークを検出する累進多焦点眼鏡レンズの隠しマーク検出方法であって、
   前記撮影手段によって撮影された入力画像を所定の第１のしきい値を用いてしきい値処理し、前記入力画像から背景の領域を取り除いて前記加工対象の眼鏡レンズの領域を切り出す静的しきい値処理と、
   前記静的しきい値処理後の画像を平滑化処理した画像と前記静的しきい値処理後の画像との差分を画素毎に算出し、算出した差分を所定の第２のしきい値を用いてしきい値処理する動的しきい値処理と、
   前記動的しきい値処理後の２値化画像において連結した画素の集まりを１つの連結成分とみなし、各連結成分の幾何学的な特徴パラメータとして面積と、長径と短径との比率を抽出する第１の特徴パラメータ抽出処理と、
   この第１の特徴パラメータ抽出処理で抽出された面積が所定の第１の面積範囲内にあって、かつ長径と短径との比率が所定の比率しきい値以下である連結成分を前記隠しマークの候補領域として抽出する候補領域抽出処理と、
   前記候補領域を収縮させた後に膨張させて元に戻し、前記候補領域から突起状のノイズ成分を除去するノイズ成分除去処理と、
   前記ノイズ成分を除去した後の候補領域を膨張させて、前記候補領域から欠損を除去する形状補正処理と、
   前記形状補正処理後の候補領域の幾何学的な特徴パラメータとして面積と、長径と短径との比率を抽出する第２の特徴パラメータ抽出処理と、
   この第２の特徴パラメータ抽出処理で抽出された面積が所定の第２の面積範囲内にあって、かつ長径と短径との比率が前記比率しきい値以下である候補領域を、前記隠しマークの画像として抽出する隠しマーク画像抽出処理とを有することを特徴とする累進多焦点眼鏡レンズの隠しマーク検出方法。

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