JP4699243B2 - 眼鏡レンズ周縁加工のためのレイアウト設定装置及び眼鏡レンズ周縁加工システム - Google Patents

眼鏡レンズ周縁加工のためのレイアウト設定装置及び眼鏡レンズ周縁加工システム Download PDF

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Description

本発明は、玉型形状データとレンズの光学中心との関係をレイアウトするために必要な各種設定を行うレイアウト設定装置及び眼鏡レンズ周縁加工システムに関する。
眼鏡レンズの周縁を加工する際には、眼鏡枠の玉型形状データと、眼鏡枠の幾何中心間距離(以下、FPD)と、装用者の瞳孔間距離(以下、PD)、玉型形状に対する光学中心の高さ等のデータを入力し、レンズの光学中心を玉型形状に対してレイアウトする必要がある。このため、眼鏡レンズ加工装置には、入力された眼鏡枠の玉型形状データを図形表示するディスプレイと、FPD、PD及び光学中心の高さを入力するための入力手段を持ち、玉型形状データとレンズの光学中心との関係をレイアウトするために必要な各種設定を行うレイアウト設定装置が設けられている(例えば、特許文献1参照)。また、このレイアウト設定装置は、眼鏡枠形状測定装置や軸打ち機(カップ取付装置)に設けられているものもある(例えば、特許文献2参照)。
ところで、玉型形状の幾何中心に対してレンズの光学中心との関係をレイアウトするときの瞳孔間距離方向の寄せ量については、眼鏡枠の反り角が小さな場合には、ほぼ平面と仮定してFPDとPDとの差から算出されていた。しかし、特に大型で反りの大きな眼鏡枠の場合には、眼鏡枠の反りを考慮することが好ましく、加工後のレンズの光学中心間距離とPDとの間に誤差が生じないように寄せ量を補正する技術が知られている(例えば、特許文献3参照)。
特開平10−277903号公報 特開2002−292547号公報(段落番号0033、図6) 特開平4−93164号公報
上記特許文献3においては、セルフレームやメタルフレーム等のヤゲン溝が形成されたリム付き眼鏡枠については、眼鏡枠形状測定装置により測定した三次元形状データを使用できた。しかし、ナイロールやツーポイントフレーム等については、型板あるいはダミーレンズの2次元トレースとなり、眼鏡枠の反り角を得ることができないため、寄せ量の補正ができなかった。また、ヤゲン溝を持つリム付き眼鏡枠においても、眼鏡枠形状測定装置にて両眼トレースができないものについては、寄せ量の補正ができなかった。
この対応として、方眼紙に眼鏡枠を載せて反り角を目視により確認し、その反り角を加工装置等に入力し、寄せ量を補正することが考えられる。しかし、この場合、方眼紙を置くスペースの問題、これを準備する手間の問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、手間が掛からずに、簡単に眼鏡枠の反り角の情報を得て、適切な寄せ量の算出を可能にするレイアウト設定装置及び眼鏡レンズ周縁加工システムを提供することを提供することを技術課題とする。
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。
(1) 眼鏡枠の玉型形状データを入力する玉型データ入力手段と、眼鏡枠の幾何中心間距離、装用者の瞳孔間距離を含むレイアウトデータを入力するレイアウトデータ入力手段と、前記レイアウトデータを入力するためのレイアウト画面を表示する表示手段とを備え、玉型形状とレンズ光学中心との関係をレイアウトするために必要な各種設定を行い、設定されたデータを眼鏡レンズ周縁加工装置に出力するレイアウト設定装置において、
前記表示手段の画面上に眼鏡枠を載置して眼鏡枠の反り角を測定するための指標を持つ反り角測定画面を、前記レイアウト画面と切換えて表示又は前記レイアウト画面と共に表示する表示制御手段を備えることを特徴とする。
(2) (1)のレイアウト設定装置において、前記反り角測定画面にて測定した眼鏡枠の反り角を入力する反り角入力手段と、前記反り角のデータを出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
(3) (1)のレイアウト設定装置において、前記反り角測定画面にて測定された眼鏡枠の反り角を入力する反り角入力手段と、前記反り角と前記レイアウトデータとに基づいて玉型形状の幾何中心に対する瞳孔間距離方向の寄せ量を演算する演算手段と、該演算された寄せ量を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
(4) (2)又は(3)のレイアウト設定装置において、前記表示手段の画面上の所定位置に載置された眼鏡枠に対して前記反り角測定画面に表示される前記指標を眼鏡枠の反り角に合わせて移動させる信号を入力する移動信号入力手段を備え、前記反り角入力手段は前記移動信号により眼鏡枠の反り角を入力する手段であることを特徴とする。
(5) 眼鏡枠の玉型形状データを入力する玉型データ入力手段と、眼鏡枠の幾何中心間距離、装用者の瞳孔間距離を含むレイアウトデータを入力するレイアウトデータ入力手段と、前記レイアウトデータを入力するためのレイアウト画面を表示する表示手段とを備え、玉型形状とレンズの光学中心との関係をレイアウトするために必要な各種設定を行うレイアウト設定装置を備え、レンズ回転軸に保持された眼鏡レンズを玉型データ及び前記レイアウトデータに基づいて眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工システムにおいて、
前記表示手段の画面上に眼鏡枠を載置して眼鏡枠の反り角を測定するための指標を持つ反り角測定画面を、前記レイアウト画面と切換えて表示又は前記レイアウト画面と共に表示する表示制御手段と、前記反り角測定画面にて測定された眼鏡枠の反り角を入力する反り角入力手段と、入力された反り角と前記レイアウトデータとに基づいて玉型形状の幾何中心に対する瞳孔間距離方向の寄せ量を演算する演算手段とを備え、該演算された寄せ量に基づいて加工データを求めて眼鏡レンズの周縁を加工することを特徴とする。
本発明によれば、手間が掛からずに、簡単に眼鏡枠の反り角の情報を得て、適切な寄せ量の算出が可能になる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る眼鏡レンズ加工システムの構成図である。加工装置本体1の上部右奥には、眼鏡枠形状測定装置2が内蔵され、その手前に装置1を操作するためのスイッチ部110が配置されている。測定装置2としては、本出願人による特開平4−93163号公報、特開平5−212661号公報等に記載のものが使用できる。また、加工装置本体1の上部には、レイアウト設定装置を構成する表示手段としてのディスプレイ115及びスイッチパネル部120が配置されている。ディスプレイ115にはレイアウト設定の画面及び眼鏡枠の傾斜角(反り角)を測定するための指標(後述)等が表示される。スイッチパネル部120は、レイアウトの設定及び加工条件等を入力するための各種スイッチが配置されている。また、ディスプレイ115の下側には、ディスプレイ115の画面上に眼鏡枠を載置するときに、眼鏡枠を当てるフレーム当て116が形成されている。121は加工スタートスイッチ等を持つスイッチ部である。130は加工室用の開閉窓である。
図2は装置本体内に配置される加工機構部200の概略構成図である。被加工レンズLEは、キャリッジ210が持つ2つのレンズ回転軸211R,211Lに保持され、砥石回転軸250に取り付けられた砥石251によりレンズ周縁が研削加工される。砥石251は、プラスチック用粗砥石251a、ガラス用粗砥石251b、ヤゲン形成用の溝及び平坦加工面を持つ仕上用砥石251cの3つの砥石から構成される。砥石251は、ベルトやプーリ等の回転伝達機構を介してモータ253により回転される。
キャリッジ210の左腕210aには、レンズ回転軸211Lの軸線を中心に回動自在なモータ取付用ブロック214が取り付けられている。このブロック214にレンズ回転用モータ215が設けられており、ギヤ等を介してモータ215の回転がレンズ回転軸211Lに伝達される。また、モータ215の回転は、キャリッジ210の内部に配置される回転伝達機構を介してキャリッジ右腕210bに備えられたレンズ回転軸211Rに伝達され、回転軸211L,211Rが同期して回転される。キャリッジ右腕210bには、レンズ回転軸211Rをその軸方向に移動させるチャック用モータ212が取り付けられており、モータ212の駆動によりレンズ回転軸211RがレンズLEを挟持する方向に移動される。
キャリッジ210はレンズ回転軸211L,211Rと平行なキャリッジシャフト220の軸回りに回転可能とされている共に、シャフト220の軸方向(X軸方向)に摺動自在とされている。キャリッジ210は、モータ222により移動アーム221と共に左右方向(X軸方向)に移動される構成となっている。移動アーム221には揺動ブロック230が、砥石回転軸250の中心と一致する軸線を中心に回転可能に取り付けられている。揺動ブロック230にはキャリッジ昇降用のモータ231と送りネジ232が取り付けられており、モータ231の回転はベルト等を介して送りネジ232に伝達される。送りネジ232の上端には、モータ取付用ブロック214の下端面に当接するガイドブロック233が備えられている。ガイドブロック233は揺動ブロック230に植設された2本のガイド軸235に沿って移動可能とされている。モータ231を回転させるとガイドブロック233の上下位置を変化させることができ、キャリッジ210がキャリッジシャフト220を回転中心にして上下(レンズ回転軸211R,Lが砥石回転軸250に離反接近されるY軸方向)に移動される。キャリッジ210の後方には、穴あけ・溝掘り機構300が配置されている。また、本体1には図示を略すレンズ形状測定部(レンズコバ位置検知機構)が配置されている。穴あけ・溝掘り機構300及びレンズ形状測定部は、特開2003−145328号公報に記載された周知のものが使用できる。
次に、以上のような構成を持つ装置の動作を、図3の制御系ブロック図を使用して説明する。ここでは、反りの大きなナイロールフレーム又はリムレスフレームの眼鏡枠について説明する。操作者は、眼鏡枠の型板もしくはダミーレンズを眼鏡枠形状測定装置2により測定する。測定装置2で測定された玉型形状は、スイッチ部120が持つ転送スイッチを押すことにより本体1のメモリ501に記憶される(入力される)。右眼用の玉型形状データが測定された場合は、その玉型形状をミラー反転(左右反転)することにより左眼用の玉型形状データとして使用できる。
玉型形状データを入力すると、図3に示すように、ディスプレイ115に左右の玉型形状の図形FTが表示され、スイッチパネル部120の各スイッチ操作により、レイアウトデータが入力できる状態となる。図3においては、光心モード(光学中心にレンズを挟持するモード)がスイッチ121aにより選択された場合を示している。レイアウトデータのFPD(眼鏡枠の幾何中心間距離)、PD(装用者の瞳孔間距離)、玉型の幾何中心に対する光学中心の高さは、スイッチ121bを操作して項目にカーソルを移動し、スイッチ121cにより入力することができる。玉型形状の図形FT内において、FCは幾何中心を示し、OCはレイアウトによる光学中心の位置関係を示す。また、スイッチパネル部120の操作により、レンズ材質、フレームの種類、加工モード等の加工条件が入力できる。
次に、眼鏡枠の反り角(傾斜角)を測定する場合は、スイッチ121dにより、ディスプレイ115のレイアウト画面表示が反り角測定画面に切り換えられる。ディスプレイ115の表示は、制御部500により制御される。
図4は、ディスプレイ115の反り角測定画面の表示例である。この画面に表示される眼鏡枠の反り角を測定するための指標(以下、傾斜角測定指標)400の構成を説明する。横方向に延びたレチクル(以下、レチクルX軸)401と、レチクルX軸401の中点405を通り縦方向に延びたレチクル(以下、レチクルY軸)402が表示されている。また、点405を通り、レチクルX軸401を0°基準として左右それぞれ上側方向に0°から30°まで5°間隔で構成された角度スケールのパターン410が表示される。パターン410の間隔は、1°間隔でも良い。この画面においては、上下移動のスイッチ121bの操作により、レチクルX軸401、Y軸402(以下、まとめてレチクル座標軸403)およびパターン410は全体的に、上方向又は下方向へ移動できる。また、スイッチ121eを操作した場合、レチクル座標軸403は移動することなくパターン410のみが上方向/下方向へ移動できる。
また、ディスプレイ115の下側における斜線で示したフレーム当て116は、ディスプレイ115に対して高くなっており、ディスプレイ115の上に載せる眼鏡枠が滑り落ちない構成とされている。
上記の画面による眼鏡枠の反り角の測定を説明する。図5に示すようにディスプレイ115上に眼鏡枠600を載せる。このとき、眼鏡枠の左右方向の中心601をレチクルY軸402上に位置させて、なおかつY軸402を基準として眼鏡枠を左右対称の配置とする。ここで、フレーム当て116に眼鏡枠600のブリッジ部分等を当てると、眼鏡枠を安定して保持できる。次に、スイッチ121bの操作によりレチクル座標軸403およびパターン410を移動させ、レンズが嵌め合わされる最も鼻側寄りの位置(以下、眼鏡枠最内部)である左眼レンズ側602a及び右眼レンズ側602bをレチクルX軸401上に位置させる。
また、レンズが嵌め合わされる最もテンプル寄りの位置(以下、眼鏡枠最外部)の左眼側603a及び右眼側603bとする。本実施例にて把握したい眼鏡枠の反り角は、眼鏡枠最内部602を基準とした最外部603の位置関係に他ならない。そのため、眼鏡枠600の左右それぞれにおいて最外部603と最内部602を結び(左眼側に関しては最外部603aと最内部602a、右眼側に関しては最外部603bと最内部602b)、延長させた交点を650とすると、スイッチ121eを操作して交点650とパターン410の中心点が一致するようにパターン410を移動させる。このとき、眼鏡枠600の傾斜を計測するのに適したレチクル座標軸403およびパターン410のレイアウトとなっている。操作者は、このときのパターン410と眼鏡枠600の位置関係を目視で読み取ることにより、眼鏡枠の反り角の情報を間単に得ることができる。
次に、反り角表示欄660の値を+/−スイッチ121cにより変更することにより、眼鏡枠600の反り角を入力することができる。スイッチ121dにより反り角測定画面を元のレイアウト入力画面に切り換えることにより、入力された眼鏡枠600の反り角がメモリ501に記憶される。
なお、眼鏡枠600をディスプレイ115上に載置するときは、図6に示すように、眼鏡枠600の片方のレンズ枠の最内部602aおよび最外部603aをレチクルX軸401上に位置するようにして測定しても良い。この場合、右眼レンズ枠の最外部603bと最内部602bが位置するパターン410の角度の半分を眼鏡枠の反り角として読み取り、表示欄660に入力する。図6の場合には、パターン410が少なくとも60°まで表示されるようにすることが好ましい。
反り角が入力されると、制御部500は玉型形状データ、レイアウトデータ及び反り角のデータに基づいて、瞳孔距離間方向の寄せ量を演算する。寄せ量の演算は、例えば、特開平4−93164号公報等に記載された技術を利用できる。
寄せ量の演算を、図7を使用して簡単に説明する。図7において、瞳孔間距離方向をx軸方向とし、これと直交する方向をz軸方向とする。このxz平面において、2次元の玉型形状がx軸に対して傾斜角αだけ傾いた場合を考え、このときの玉型形状の幾何中心を通るx軸方向の鼻側を点V1(x1,z1),耳側の点V2(x2,z2)とする。この点V1と点V2を結ぶ線の中点をOFとする。中点OFは玉型形状の幾何中心に対応する。また、レンズの前面カーブCの半径をrLとし、点V1と点V2を通る半径rLの円の中心をOLとする。なお、レンズの前面カーブCの値は、一般的なカーブ値Crv=5カーブとして仮定して計算しても誤差は少ないが、レンズのカーブ値を測定してレイアウト画面で入力しておいても良い。レンズ前面カーブCの半径rLは、レンズのカーブ値Crvから周知の計算により換算される。
次に、レンズの前面カーブCと指定されたPDとから、レンズ前面カーブ上でのPD指定位置の点OPD(xPD,zPD)を求める。続いて、レンズ前面カーブの中心OL,点OPDを通る直線と点V1,V2を結ぶ直線との交点OFPDを求める。そして、中点OFと交点OFPDとの距離I2が、レンズ加工時の寄せ量となる。
レンズ加工に際して、制御部500は玉型形状の動径情報,寄せ量I2を含むレイアウトデータに基づいてレンズ回転軸211L,211Rを中心とした新たな動径情報を求める。そして、新たな動径情報に基づいてレンズ回転軸と砥石回転軸との軸間距離に変換した粗加工データ、仕上げ加工データを求め、キャリッジ210の移動を制御し、レンズLEの周縁を加工する。仕上げ加工されたレンズ周縁に溝掘り加工する際は、溝掘り軌跡を求め、穴あけ・溝掘り機構300を動作させて溝掘り加工する。また、穴あけ加工時は、別に入力される穴位置などのデータに基づいて穴あけ・溝掘り機構300を動作させて穴加工する。
ディスプレイ115の反り角測定画面に表示される反り角測定指標の構成の変容例を図8に示す。この変容例は、反り角を測定するための指標を眼鏡枠の反り角に合わせて移動させることにより、反り角が自動的に入力される例である。図8において、ディスプレイ115上にレチクルX軸401、Y軸402が表示されている。さらに、ライン状のパターン470が表示されており、パターン470はレチクルY軸402上に位置する点475を中心とし、左右対称となるように矢印477の方向に回転移動する。また、スイッチ121bの操作によりレチクル座標軸403及びパターン470が上下方向に移動する。さらに、スイッチ121eの操作によりパターン470が上下方向に移動する構成となっている。そして、+/−スイッチ121cにより、パターン470は点475を回転中心として回転移動可能となっている。
パターン470を用いた、実際の反り角測定について、図9を用いて説明する。レチクル座標軸403および眼鏡枠600の配置は、図5の場合と同様とする。スイッチ121eの操作により、点650とパターン中心475を一致させる。次に、+/−スイッチ121cを操作して点475を中心にパターン470を回転(移動)させ、眼鏡枠最内部602a及び602b、最外部603a及び603bをパターン470上に一致させる。反り角表示欄660の角度表示は、+/−スイッチ121cにより入力されるパターン470の回転(移動)信号により変えられる。眼鏡枠600の反り角に合わせてパターン470を一致させることができたら、スイッチ121dにより反り角測定画面を元のレイアウト入力画面に切り換えることにより、入力された眼鏡枠600の反り角がメモリ501に記憶される。この例においては、操作者が角度を読み取る手間が軽減できるという利点を有する。また、入力ミスの可能性も低減できる。
なお、ディスプレイ115は、図5,図9に示したように、眼鏡枠600の左右のレンズ枠の幅より大きなサイズであることが好ましいが、片方のレンズ枠の反り角が測定できれば良いので、少なくとも片方のレンズ枠の横幅より大きさサイズであれば良い。また、反り角測定画面をレイアウト画面から切り換え表示する他、ディスプレイ115の画面サイズが大きい場合は、反り角測定画面をレイアウト画面と共に表示することもできる。レイアウト画面が表示されるディスプレイ115を、反り角測定画面を表示する手段として兼用することにより、装置構成が簡略化される。
また、上記の説明においては、レイアウト画面及びレイアウトデータを入力するレイアウト設定装置を加工装置本体1と一体的に設けた例で説明したが、これに限られるものではない。例えば、レイアウト設定装置は、加工装置本体1に対して眼鏡枠形状測定装置2と共に分離されていても良い。図10はレイアウト設定装置10が分離された場合の加工システムの構成図であり、眼鏡枠形状測定装置2とレイアウト設定装置10とが組み合わされている。レイアウト設定装置10は、先の例のディスプレイ115、スイッチパネル部120、メモリ501等を備え、制御部500は眼鏡枠形状測定装置2と接続されている。この場合、入力された反り角、眼鏡枠形状測定装置2からの玉型形状データ、スイッチパネル部120で設定されたレイアウトデータ等は、加工装置本体1からの指示信号またはスイッチパネル部120に配置したデータ送信スイッチの指示信号により、出力部510から通信線20を介して加工装置本体1側に出力される。寄せ量I2の演算は、レイアウト設定装置10が持つ制御部500にて演算する他、反り角等のデータを出力部510から出力し、加工装置本体1側の制御部にて行っても良い。
また、レイアウト設定装置10は、被加工レンズにカップを取り付けるカップ取付け装置等、レンズ周縁加工装置に関連して使用される周辺装置に組み込まれていても良い。さらに専用装置として分離されていても良い。
本発明に係る眼鏡レンズ加工システムの外観構成を示す図である。 装置本体内に配置される加工機構部の概略構成図である。 本装置の制御系ブロック図である。 眼鏡枠の反り角測定画面の表示例を示す図である。 反り角の測定を説明する図である。 反り角の測定の変容例を説明する図である。 寄せ量の演算を説明する図である。 眼鏡枠の反り角測定画面の表示例の変容例を示す図である。 反り角の測定の更なる変容例を説明する図である。 本発明に係る加工システムの構成の変容例を説明するブロック図である。
符号の説明
1 加工装置本体
2 眼鏡枠形状測定装置
115 ディスプレイ
116 フレーム当て
403 レチクル座標軸
410 パターン
500 制御部
501 メモリ
600 眼鏡枠








Claims (5)

  1. 眼鏡枠の玉型形状データを入力する玉型データ入力手段と、眼鏡枠の幾何中心間距離、装用者の瞳孔間距離を含むレイアウトデータを入力するレイアウトデータ入力手段と、前記レイアウトデータを入力するためのレイアウト画面を表示する表示手段とを備え、玉型形状とレンズ光学中心との関係をレイアウトするために必要な各種設定を行い、設定されたデータを眼鏡レンズ周縁加工装置に出力するレイアウト設定装置において、
    前記表示手段の画面上に眼鏡枠を載置して眼鏡枠の反り角を測定するための指標を持つ反り角測定画面を、前記レイアウト画面と切換えて表示又は前記レイアウト画面と共に表示する表示制御手段を備えることを特徴とするレイアウト設定装置。
  2. 請求項1のレイアウト設定装置において、前記反り角測定画面にて測定した眼鏡枠の反り角を入力する反り角入力手段と、前記反り角のデータを出力する出力手段と、を備えることを特徴とするレイアウト設定装置。
  3. 請求項1のレイアウト設定装置において、前記反り角測定画面にて測定された眼鏡枠の反り角を入力する反り角入力手段と、前記反り角と前記レイアウトデータとに基づいて玉型形状の幾何中心に対する瞳孔間距離方向の寄せ量を演算する演算手段と、該演算された寄せ量を出力する出力手段と、を備えることを特徴とするレイアウト設定装置。
  4. 請求項2又は3のレイアウト設定装置において、前記表示手段の画面上の所定位置に載置された眼鏡枠に対して前記反り角測定画面に表示される前記指標を眼鏡枠の反り角に合わせて移動させる信号を入力する移動信号入力手段を備え、前記反り角入力手段は前記移動信号により眼鏡枠の反り角を入力する手段であることを特徴とするレイアウト設定装置。
  5. 眼鏡枠の玉型形状データを入力する玉型データ入力手段と、眼鏡枠の幾何中心間距離、装用者の瞳孔間距離を含むレイアウトデータを入力するレイアウトデータ入力手段と、前記レイアウトデータを入力するためのレイアウト画面を表示する表示手段とを備え、玉型形状とレンズの光学中心との関係をレイアウトするために必要な各種設定を行うレイアウト設定装置を備え、レンズ回転軸に保持された眼鏡レンズを玉型データ及び前記レイアウトデータに基づいて眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工システムにおいて、
    前記表示手段の画面上に眼鏡枠を載置して眼鏡枠の反り角を測定するための指標を持つ反り角測定画面を、前記レイアウト画面と切換えて表示又は前記レイアウト画面と共に表示する表示制御手段と、前記反り角測定画面にて測定された眼鏡枠の反り角を入力する反り角入力手段と、入力された反り角と前記レイアウトデータとに基づいて玉型形状の幾何中心に対する瞳孔間距離方向の寄せ量を演算する演算手段とを備え、該演算された寄せ量に基づいて加工データを求めて眼鏡レンズの周縁を加工することを特徴とする眼鏡レンズ加工システム。


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