JP4707965B2

JP4707965B2 - 眼鏡レンズ周縁加工方法及び眼鏡レンズ周縁加工システム並びに眼鏡枠形状測定装置

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Publication number: JP4707965B2
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Inventors: 良二柴田
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Description

本発明は、眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ周縁加工方法及び眼鏡レンズ加工システム、並びに眼鏡レンズ周縁を加工するために眼鏡枠の形状を測定する装置に関する。

眼鏡レンズの周縁を加工する加工装置においては、眼鏡のレンズ枠（以下眼鏡枠）の３次元形状を測定し、その眼鏡枠の３次元周長値を求めた上で、この３次元周長値に略一致するヤゲン軌跡を求め、このヤゲン軌跡に基づいてレンズの周縁を加工する装置が知られている（特許文献１参照）。

また、眼鏡店に眼鏡枠形状測定装置を設置し、眼鏡枠形状測定で得られた２次元玉型データ及び眼鏡枠の３次元周長データを、通信回線を介してレンズ加工側に送信し、送信されたデータに基づいてレンズ加工する加工方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開平５−２１２６６１号公報特開平６−７４７５０号公報

上記のように３次元周長データがあれば、眼鏡枠への枠入れ時にフィット感の良い、適切なレンズ加工が可能になる。しかし、実測の３次元周長データを眼鏡枠形状測定装置側から出力できない場合、データ通信のネットワークの都合で３次元周長データを扱えない場合には、加工装置側では３次元周長データが無いので、精度の高いレンズ加工ができなかった。

本発明は、上記従来技術に鑑み、眼鏡枠の３次元周長データを加工装置側に送ることができない場合でも、精度が高く、フィット感に優れたレンズ加工を可能にする眼鏡レンズ周縁加工方法及び加工システム、並びにそのための眼鏡枠形状測定装置を提供することを技術課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために次のように構成を備えることを特徴とする。

（１）眼鏡枠の３次元形状を測定する眼鏡枠形状測定装置から２次元玉型形状データを含む眼鏡枠の形状に関するデータを眼鏡レンズ周縁加工装置に出力し、眼鏡レンズ周縁加工装置では、出力されたデータに基づいてヤゲン軌跡データを得て眼鏡レンズの周縁にヤゲン加工する眼鏡レンズ周縁加工方法において、前記眼鏡枠形状測定装置から出力されるデータには、眼鏡枠の３次元形状測定により得られた２次元玉型形状データ及び実測された３次元周長を別の形式のデータに関連させた周長関連データであって、前記２次元玉型形状を球面に投影したときの３次元形状における３次元周長と実測された３次元周長とが略一致するときの前記球面の半径データ、前記球面の半径から所定の方法により算出したフレームカーブ値データ、前記２次元玉型形状データの２次元周長が実測の３次元周長と略一致するように前記２次元玉型形状を補正した玉型補正データ、又は前記２次元玉型形状データの２次元周長に対して実測した３次元周長が略一致するときの補正係数データの何れかの周長関連データが含まれ、前記眼鏡レンズ周縁加工装置側では、前記２次元玉型形状データ及び前記周長関連データに基づいて眼鏡枠の３次元周長を復元するステップであって、前記周長関連データが前記半径データであるときには、前記半径データを持つ球面に前記２次元玉型形状を投影したときの３次元形状を求めることにより眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記フレームカーブ値であるときには、前記フレームカーブ値から算出される半径データの球面に前記２次元玉型形状を投影したときの３次元形状を求めることにより眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記玉型補正データであるときには、前記玉型補正データの２次元周長を計算して眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記補正係数データであるときには、前記２次元玉型形状データの２次元周長と前記補正係数データとから眼鏡枠の３次元周長を復元するステップと、復元した３次元周長に略一致する周長を持つヤゲン軌跡を算出するステップと、算出したヤゲン軌跡に基づいてレンズのヤゲン加工を行うステップと、を備えることを特徴とする。
（２）眼鏡枠の３次元形状を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された２次元玉型形状を含む眼鏡枠の３次元形状に関連するデータを眼鏡レンズ周縁加工装置側に出力する出力手段と、を有する眼鏡枠形状測定装置において、前記出力手段から出力されるデータには、眼鏡枠の３次元形状測定により得られた２次元玉型形状データ及び実測された３次元周長を別の形式のデータに関連させた周長関連データであって、前記２次元玉型形状を球面に投影したときの３次元形状における３次元周長と実測された３次元周長とが略一致するときの前記球面の半径データ、前記球面の半径から所定の方法により算出したフレームカーブ値データ、前記２次元玉型形状データの２次元周長が実測の３次元周長と略一致するように前記２次元玉型形状データを補正した玉型補正データ、又は前記２次元玉型形状データの２次元周長に対して実測した３次元周長が略一致するときの補正係数データの何れかの周長関連データが含まれことを特徴とする。
（３）（２）に記載の眼鏡枠形状測定装置と、該眼鏡枠形状測定装置から出力されたデータを基にヤゲン軌跡データを得て眼鏡レンズの周縁にヤゲン加工する眼鏡レンズ周縁加工装置と、を有する眼鏡レンズ周縁加工システムにおいて、前記眼鏡レンズ周縁加工装置は、前記眼鏡枠形状測定装置から出力された前記２次元玉型形状データ及び前記周長関連データに基づいて眼鏡枠の３次元周長を復元する復元手段と、該復元手段により復元された３次元周長に略一致する周長を持つヤゲン軌跡を求めるヤゲン軌跡演算手段と、を備え、前記復元手段は、前記周長関連データが前記半径データであるときには、前記半径データを持つ球面に前記２次元玉型形状を投影したときの３次元形状を求めることにより眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記フレームカーブ値であるときには、前記フレームカーブ値から算出される半径データの球面に前記２次元玉型形状を投影したときの３次元形状を求めることにより眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記玉型補正データであるときには、前記玉型補正データの２次元周長を計算して眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記補正係数データであるときには、前記２次元玉型形状データの２次元周長と前記補正係数データとから眼鏡枠の３次元周長を復元するように設定されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、眼鏡枠の３次元形状における３次元周長データを加工装置側に送ることができない場合にも、その３次元周長を復元して精度のレンズ加工が可能になる。

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、眼鏡レンズ周縁加工システムの概略構成図である。

眼鏡店１０には、発注用端末ＰＣ（コンピュータ）１１、眼鏡枠形状測定装置１００が設置されている。また、レンズ加工メーカ２０には、受注用端末ＰＣ（コンピュータ）２１、眼鏡レンズ周縁加工装置２００が設置されている。レンズ加工メーカ２０は、レンズメーカや加工センタである。発注用端末ＰＣ１１と受注用端末ＰＣ２１とは、通信ネットワークＮＷのサーバ３０にそれぞれ通信可能に接続されている。眼鏡枠形状に関する情報を含む発注情報は、発注用端末ＰＣ１１から送信され、サーバ３０を介して受注用端末ＰＣ２１に受信される。発注用端末ＰＣ１１，受注用端末ＰＣ２１は、表示用モニタ、キーボードやマウス等の入力手段を持つコンピュータである。レンズ加工メーカ２０の受注用端末ＰＣ２１は、複数の眼鏡店１０の発注用端末ＰＣ１１と接続される。なお、図１では、眼鏡店１０及び加工メーカ２０は、それぞれ一つしか図示していないが、複数のものが通信ネットワークＮＷを介して接続されるものである。

図２は、眼鏡枠形状測定装置１００が持つ測定機構１２０の概略構成図である。パルスモータ１２１により回転される回転ベース１２２と、回転ベース１２２に固定された固定ブロック１２５と、固定ブロック１２５により図２上の左右方向に移動可能に支持された水平移動支基１２７と、水平移動支基１２７に図２上の上下方向に移動可能に支持された上下移動支基１２９と、上下移動支基１２９に回転自在に設けられた測定子軸１３１と、測定子軸１３１の上端に取り付けられ，その先端が測定子軸１３１上の軸心上にある測定子１３３と、上下移動支基１２９を上下移動させるモータ１３５と、上下移動支基１２９の移動量を検出するエンコーダ１３６と、水平移動支基１２７を水平移動させるモータ１３８と、水平移動支基１２７の移動量を検出するエンコーダ１３９とを備える。各モータ及びエンコーダは、演算制御部１５０に接続されている。

眼鏡枠形状の測定に際しては、眼鏡枠を図示なき眼鏡保持部（特開2000-314617号等を参照）に固定した後、測定をスタートさせる。演算制御部１５０は、モータ１３５，１３８を駆動させて測定子１３３の先端を眼鏡枠の内溝に当接させる。続いて、パルスモータ１２１を予め定めた単位回転パルス数ごとに回転させる。この回転により、測定子１３３と共に水平移動支基１２７が眼鏡枠の動径に従って水平移動し、その移動がエンコーダ１３９により検出される。また、測定子１３３と共に上下移動支基１２９が眼鏡枠のカーブ（反り）にしたがって上下し、その移動がエンコーダ１３６により検出される。パルスモータ１２１による回転ベース１２２の回転角（動径角）θ、エンコーダ１３９により検出される動径長ｒ、及びエンコーダ１３６により検出される上下量ｚから、眼鏡枠の内溝の３次元形状が（ｒn ，θn ，ｚn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）として計測される。なお、この測定機構の詳細は、特開２０００−３１４６１７号公報に記載したものと基本的に同様であるので、これを参照されたい。また、演算制御部１５０は眼鏡枠の左右を計測することにより、フレームＰＤ（左右のレンズ枠の幾何中心間距離）を得る。３次元形状については、片方のデータをミラー反転したデータを他方のデータとしても良い。

図３は、加工装置２００に配置される加工機構部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により研削される。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はモータ２５３により回転される。

キャリッジ２１０の左腕側には、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にレンズ回転用のモータ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。キャリッジ２１０の右腕には、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が取り付けられている。

また、キャリッジ２１０はレンズ回転軸と平行なキャリッジシャフト２２０に対して回転摺動可自在になっており、モータ２２２により移動アーム２２１と共に左右方向に移動する構成とされている。

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を伝達される。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が固定されており、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に沿って移動する。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、このガイドブロック２３３の移動によりキャリッジ２１０はキャリッジシャフト２２０を回転中心にして上下に移動可能とされる。なお、キャリッジ２１０と移動アーム２２１との間には、図示を略すバネが張り渡されており、キャリッジ２１０は常時下方に付勢され、レンズＬＥが砥石２５１に押し付けられる。キャリッジ２１０の後方には、レンズ形状測定部３００が配置されている。

図４は、レンズ形状測定部３００（レンズのコバ位置検知機構）の概略構成図である。シャフト３０１の右端には、レンズ後面用の測定子３０３を持つアーム３０５が取り付けられている。また、シャフト３０１の中央部には、レンズ前面測定用の測定子３０７を持つアーム３０９が取り付けられている。測定子３０３の先端と測定子３０７の先端とは対向した位置関係にあり、各先端がそれぞれレンズＬＥの後面及び前面に接触する。測定子３０３の接触点と測定子３０７の接触点を結ぶ軸線は、レンズ回転軸２１１Ｌ，２１１Ｒの軸線と平行な関係となっている。シャフト３０１はスライドベース３１０と一体的に、レンズ回転軸２１１Ｌ，２１１Ｒの軸線方向（シャフト３０１の軸線方向）に移動可能とされている。

スライドベース３１０には左右方向に延びるラック３３０が設けられており、スライドベース３１０の左右移動の動きはラック３３０に噛み合うピニオンを持つエンコーダ３３１に検知される。また、スライドベース３１０の後方には、「く」の字状の駆動板３１１が軸３１２を中心に回転可能に、逆「く」の字状の駆動板３１３が軸３１４を中心に回転可能に設けられている。駆動板３１１と駆動板３１３との間には両者を接近させる方向に付勢するバネ３１５が張り渡されている。また、駆動板３１１の端面３１１ａと駆動板３１３の端面３１３ａとの間には、制限ピン３１７が設けられている。スライドベース３１０に外力が加えられていないときは、この制限ピン３１７により駆動板３１１の端面３１１ａと駆動板３１３の端面３１３ａとが共に当接した状態となり、これが左右移動の原点となる。またさらに、スライドベース３１０には、駆動板３１１の端面３１１ａと駆動板３１３の端面３１３ａとに接するガイドピン３１９が固着されている。スライドベース３１０に図４上の右方向に移動する力が働くと、ガイドピン３１９が端面３１３ａを右方向に移動させるが、このときスライドベース３１０は原点位置まで戻される方向にバネ３１５により付勢される。逆に、スライドベース３１０に図４上の左方向に移動する力が働くと、ガイドピン３１９が端面３１１ａを左方向に移動させるが、同様に、スライドベース３１０はバネ３１５により原点に戻される方向に付勢される。このようなスライドベース３１０の移動から、レンズＬＥの後面に接触する測定子３０３、レンズＬＥの前面に接触する測定子３０７の移動量がエンコーダ３３１により検知される。なお、シャフト３０１は、図示を略すモータにより軸周りに回転され、測定子３０３，３０７が退避位置から図４の状態の測定位置に移動される。

レンズ形状測定時には、レンズＬＥを図４上の左方向に移動させ、レンズＬＥの前面に測定子３０７を接触させる。測定子３０７にはバネ３１５により常にレンズ前面に接触するように力が働く。この状態で、レンズＬＥを回転させつつ、動径情報に従ってキャリッジ２１０を上下移動させることにより、レンズＬＥの前面屈折面のコバ位置がエンコーダ３３１により検知される。同様に、レンズＬＥの後面に測定子３０３を接触させ、レンズＬＥを回転させながら動径情報に従ってキャリッジ２１０を上下移動させることにより、レンズＬＥの後面屈折面のコバ位置がエンコーダ３３１により検知される。

図５は、加工装置２００の制御ブロック図である。演算制御部３５０には、加工機構部の各モータ２５３，２１５，２１２，２２２，２３１、レンズ形状測定部３００のエンコーダ３３１の他、メモリ３５１、表示用ディスプレイ３５２、入力部３５３が接続されている。また、受注用端末ＰＣ２１が接続され、眼鏡店１０側の発注用端末ＰＣ１１から送信されたデータが入力される。

以上のような構成の加工システムにおける動作を説明する。眼鏡店１０においては、眼鏡枠形状測定装置１００により眼鏡枠形状を測定する。装置１００の眼鏡枠保持部に眼鏡枠をセットして測定をスタートさせると、前述のように、眼鏡枠の３次元形状データ（ｒn ，θn ，ｚn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）が計測される。演算制御部１５０は、３次元形状データ（ｒn ，θn ，ｚn ）を直交座標データ（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）に変換する。３次元形状データはこのままの形でも良いが、２次元玉型形状データは次のように補正することが好ましい。

図６、図７は２次元玉型形状の補正方法を説明する図である。図６において、ＴＯは直交座標系ｘｙｚの３次元形状データ（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）であり、ＴＲ１はｘｙ平面に投影された眼鏡枠の２次元形状（ｘｎ、ｙｎ）である。３次元形状データ（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）のｘ成分から、ｘ軸方向の最小値を持つ点Ｖａのｘｚ成分（ｘａ，ｚａ）、ｘ軸方向の最大値を持つ点Ｖｂのｘｚ成分（ｘｂ，ｚｃ）を選び、図７（ａ）に示すように、点Ｖａと点Ｖｂを結ぶ線分のｘ軸方向に対する角度をαａとする。この角度αａ分傾けた方向を新たなＸ軸方向とする。同様に、３次元形状データ（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）のｙ成分から、ｙ軸方向の最小値を持つ点Ｖｃのｙｚ成分（ｙｃ，ｚｃ）、ｙ軸方向の最大値を持つ点Ｖｄのｙｚ成分（ｙｄ，ｚｄ）を選に、図７（ｂ）に示すように、点Ｖｃと点Ｖｄを結ぶ線分のｙ軸方向に対する傾斜角度をαｂとする。そして、この角度αｂ分傾けた方向を新たなＹ軸方向とする。

また、点Ｖａと点Ｖｂを結ぶ線分の垂直二等分線と、点Ｖｃと点Ｖｄを結ぶ線分の垂直二等分線と、により形成される方向を新たなＺ軸とする。そして、３次元形状データ（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）を、αａ及びαｂを使用して新たな座標系ＸＹＺの３次元形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）に変換する。この３次元形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）をＸＹ平面に投影することにより、補正後の２次元玉型形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ）が得られる。このときの、ＸＹ座標系の基準点は２次元玉型形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ）の幾何学中心となる。レンズ加工時には、眼鏡枠の幾何学中心又はレンズＬＥの光学中心をレンズ回転軸で保持するので、この２次元玉型形状データを使用することにより、眼鏡枠の反りに影響する加工誤差を抑えることができる。

この３次元形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）（n ＝１，２，…，Ｎ）の各データ間の距離を算出し、これを足し合わせることにより、眼鏡枠の実測の３次元周長値ＦＬが求められる。そして、２次元玉型形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ）を球面に投影したときに、その球面上において形成される３次元形状データの周長値が実測の３次元周長値ＦＬに略一致するときの球面の半径を計算する。これは、例えば、次のように求める。

まず、３次元形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）の任意の４点を選び、この４点が球面上に位置するときの、その球ＳＰの半径ＳＲを計算する。このとき、球ＳＰの中心はＺ軸上にあるものとして計算する。また、２次元玉型形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ）をもう一度極座標に変換し、新たな動径情報である２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）を得る。この２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）を、図８に示すように、前述の球ＳＰの球面に投影し、このときの球ＳＰの球面上におけるＺ座標ｒｚｎを、
ｒｚｎ＝ＳＲ−（ＳＲ²−ｒσｎ²）^1/2 （n ＝１，２，…，Ｎ）
により計算する。これにより、球ＳＰの球面上における３次元形状データ（ｒσｎ，ｒθn ，ｒｚｎ）（n ＝１，２，…，Ｎ）を得る。この３次元形状データ（ｒσｎ，ｒθn ，ｒｚｎ）（n ＝１，２，…，Ｎ）の各データ間の距離を足し合わせることにより、半径ＳＲの球ＳＰにおける３次元周長値ＦＬＳＲを計算する。

この三次元周長値ＦＬＳＲと眼鏡枠の実際の３次元周長値ＦＬとを比較し、その周長差ΔＦＬ（＝ＦＬ−ＦＬＳＲ）を計算する。次に、周長差ΔＦＬがほぼ０となる所定の許容値から外れている場合は、球の半径ＳＲを適当に増減した半径ＳＲ＋αにて、再度３次元形状データ（ｒσｎ，ｒθn ，ｒｚｎ）（n ＝１，２，…，Ｎ）を得て、再びその３次元周長値ＦＬＳＲを計算し、周長差ΔＦＬを得る。そして、最終的に周長差ΔＦＬが所定の許容値内に収まるときの球の半径ＳＲを求め直す。すなわち、この最終的な半径ＳＲの球ＳＰに２次元玉型形状を投影したときに計算される周長ＦＬＳＲは、実測の眼鏡枠の３次元周長ＦＬと精度良く一致（略一致）する。実測された３次元周長を別の形式のデータに関連させた周長関連データ
眼鏡枠形状測定装置１００からは、極座標に変換された２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）、周長計算により最終的に求められた球の半径ＳＲ、ＦＰＤ等が発注用端末ＰＣ１１に送られる。なお、半径ＳＲは、慣例的にフレームカーブ値Ｃｒｖ（５２３を球の半径ＳＲ（ｍｍ）で割った値）に変換して使用される。半径ＳＲ又はフレームカーブ値Ｃｒｖが、実測された３次元周長を別の形式のデータに関連させた周長関連データとなる。また、レイアウトデータに使用する瞳孔間距離ＰＤ、レンズの材質、フレームの材質等のデータを眼鏡枠形状測定装置１００側で入力することにより、発注用端末ＰＣ１１に同時に送られる。発注用端末ＰＣ１１では、眼鏡枠形状測定装置１００側から送信された加工情報のデータの他、処方度数等のレンズ発注に必要なデータを入力し、レンズ加工メーカ２０側にそのデータを出力する。

出力されたデータは、通信ネットワークＮＷのサーバ３０を介してレンズ加工メーカ２０側に送信され、これが受注用端末ＰＣ２１により受信される。受注用端末ＰＣ２１からは、順次加工に必要なデータが加工装置２００に出力される。

加工装置２００の加工動作を説明する。受注用端末ＰＣ２１で受信された加工データを加工装置２００に出力した後、注文されたレンズＬＥを２つのレンズ回転軸２１１Ｒ，２１１Ｌに保持させ、加工装置２００の動作をストータさせる。演算制御部３５０により、まず、２次元玉型形状データ（σｒn ，σθn ）に基づいてレンズ形状が計測される。レンズＬＥの前面形状及び後面形状が計測されると、そのコバ位置情報と、眼鏡店側から送信されてきた２次元玉型形状データ及び球の半径ＳＲ（フレームカーブ値Ｃｒｖとして送信されてきたときは、これから球の半径ＳＲを算出する）によってヤゲン軌跡の演算が行われる。

ヤゲン軌跡の演算を説明する。まず、２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）と、半径ＳＲとによって、眼鏡枠の３次元周長値を復元する。これは、先に説明した図８と同じ考えで、２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）を、半径ＳＲの球ＳＰに再び投影することにより、眼鏡枠の３次元形状を復元する。すなわち、２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）が投影された球ＳＰの球面上におけるＺ座標ｒｚｎを、
ｒｚｎ＝ＳＲ−（ＳＲ²−ｒσｎ²）^1/2 （n ＝１，２，…，Ｎ）
により計算し、球ＳＰの球面上における３次元形状データ（ｒσｎ，ｒθn ，ｒｚｎ）（n ＝１，２，…，Ｎ）を復元する。そして、復元した３次元形状データ（ｒσｎ，ｒθn ，ｒｚｎ）の各データ間の距離を足し合わせることで、３次元周長値ＦＬＳＲも復元される。これは、眼鏡枠形状測定装置１００で得られた実測の３次元周長値ＦＬと略一致することとなる。

ヤゲン軌跡の頂点位置の算出は、コバ位置情報によるレンズＬＥの前面倣いの方法、コバ厚を所定の比率（例えば、３：７の比率）で分割する方法、眼鏡枠のフレームカーブに合わせる方法等がある。例えば、コバ厚を所定の比率で分割する方法の場合、ヤゲン頂点のＺ方向の位置データは、２次元玉型形状データの動径角ｒθnに対応させ、レンズ前面のコバ位置とレンズ前面のコバ位置、及びヤゲンの分割比率から、（ｒθn ，ｙｚｎ）（n ＝１，２，…，Ｎ）として求められる。これから、ヤゲン軌跡データ（ｒσｎ，ｒθn ，ｙｚｎ）（n ＝１，２，…，Ｎ）が求められるので、その各データ間の距離を算出して足し合わせることにより、近似的にヤゲン軌跡の周長値ＹＬが求められる。このヤゲン軌跡の周長値ＹＬが復元された３次元周長値ＦＬＳＲに略一致する（所定の許容値内に入るようにする）に、周長値ＹＬを補正したヤゲン軌跡を求める。本装置では、３次元周長値ＦＬＳＲに略一致するヤゲン軌跡の補正は、レンズＬＥの動径方向の加工データに置き換えて行う。

レンズＬＥの動径方向の加工データは、レンズ回転軸２１１Ｌ，２１１Ｒの中心と砥石回転軸２５０の中心との軸間距離Ｌを、キャリッジ２１０の移動により変化させるデータとして扱う。２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）を、以下の式に代入して、Ｌの最大値を求める。Ｒは砥石半径である。

次に、（ｒσｎ，ｒθn ）を微小な任意の単位角度だけ加工中心を中心に回転させ、そのときのＬの最大値を求める。この回転角をξｉ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）とし、全周に亘ってこの計算を行うことにより、ぞれぞれのξｉにおけるＬの最大値をＬｉ、その時のｒθnをΘｉとする。このときの（Ｌｉ，ξｉ，Θｉ）（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を、軸間距離Ｌに関連させた加工データとする。

次に、ヤゲン軌跡の周長値ＹＬと、復元した眼鏡枠の３次元周長値ＦＬＳＲから、サイズ補正量Δｌを、
Δｌ＝（ＹＬ−ＦＬＳＲ）／２π
として求める。このΔｌ分だけＬｉを回転角ξｉ毎にサイズ補正したＬａｉを、
Ｌａｉ＝Ｌｉ−Δｌ（ｉ＝１，２，……，Ｎ）
により求めることで、補正後のヤゲン加工情報（Ｌａｉ，ξｉ，Ｚｉ）（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を求める。Ｚｉは、ヤゲン軌跡データ（ｒθn ，ｙｚｎ）のｙｚｎをξｉとの関係に変換して得る。

加工情報が演算されると、砥石２５１による加工が実行される。演算制御部３５０は、粗砥石２５１ａ上にレンズＬＥがくるようにキャリッジ２１０をモータ２２２により移動させ、粗加工の加工情報に基づいてモータ２１５によりレンズＬＥを回転させながら、キャリッジ２１０を上下移動させる（レンズ回転軸と砥石回転軸の軸間距離を変化させる）。これにより、レンズＬＥは２次元玉型の形状に加工される。

次に、レンズＬＥを仕上用砥石２５１ｃのヤゲン溝の部分に移動させてヤゲン仕上げ加工を行う。ヤゲン仕上げ加工では、前述のヤゲン加工情報（Ｌａｉ，ξｉ，Ｚｉ）（ｉ＝１，２，……，Ｎ）のξｉに基づいてレンズＬＥをモータ２１５により制御し、Ｌａｉに基づいてモータ２３１を制御し、Ｚｉに基づいてモータ２２２を制御する。これにより、レンズＬＥの周縁には、眼鏡枠の周長に略一致したヤゲン軌跡の周長を持つヤゲンが精度良く加工される。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限られるものでは無い。例えば、眼鏡店側から送信されてきた２次元玉型形状とフレームカーブ値（又は球の半径ＳＲ）を基にした眼鏡枠の３次元周長値の復元計算は、加工装置２００の演算制御部３５０が受け持つのではなく、別のコンピュータ（受注用端末ＰＣ２１等）で行っても良い。

また、加工装置２００側において、復元された３次元周長値ＦＬＳＲに基づいてその３次元周長に略一致するヤゲン軌跡の算出は、復元した眼鏡枠の３次元周長値ＦＬＳＲとコバ位置を基に計算したヤゲン軌跡の周長値ＹＬとの比率（ＦＬＳＲ／ＹＬ）を算出し、この比率を基にヤゲン軌跡データ（ｒσｎ，ｒθn ，ｙｚｎ）（n ＝１，２，…，Ｎ）を補正して求める方法でも良い。

また、上記では実測された３次元周長値を別の形式のデータに関連させる方法として、フレームカーブ値又はこれの基礎とする球の半径ＳＲのデータに関連させたが、これは次のような方法としても良い。例えば、半径ＳＲは補正せずに、逆に２次元玉型形状データの方を補正する。すなわち、眼鏡枠の３次元形状データ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）任意の４点が球面上にあるときの、その球の半径ＳＳＲを計算する。この半径ＳＳＲに２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）を投影したときの３次元形状データについて、その３次元周長値ＦＬＳＳＲと実測の３次元周長ＦＬの比率ｋｓを求め、この比率ｋｓで２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）を補正する。補正後の２次元玉型形状データ（ｋｓｒσｎ，ｒθn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）と、前述の半径ＳＳＲ又はこれから求められるフレームカーブ値Ｃｒｖｓを出力データとする（フレームカーブ値は、厳密でなくても良く、例えば、簡易適にはレンズ枠の上部の３点を通る円の半径データを使用する場合も含む）。加工装置２００側では、半径ＳＳＲ又はフレームカーブ値から算出される半径を持つ球面に２次元玉型形状データ（ｋｓｒσｎ，ｒθn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）を投影することにより、眼鏡枠の３次元形状が復元できる。このとき計算される３次元周長が、実際の３次元周長値ＦＬに略一致する復元された３次元周長値ＦＬＳＲとなる。その後は、先の例と同じく、ヤゲン軌跡の周長値ＹＬと、復元した３次元周長値ＦＬＳＲから、サイズ補正量Δｌを求め、補正したヤゲン軌跡となるヤゲン加工情報（Ｌａｉ，ξｉ，Ｚｉ）（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を計算し、これに基づいてヤゲン加工する。

また、他の方法として、３次元周長値ＦＬＳＲの復元を２次元玉型形状データと球の半径ＳＲやフレームカーブ値に関連させるのではなく、２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）の２次元周長値が、実測の３次元周長値ＦＬと略一致するように、２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）自体を補正した２次元玉型形状データ（Ｒσｎ，Ｒθn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）とし、これを測定装置１００側から出力しても良い。加工装置２００側では、受信した２次元玉型形状データ（Ｒσｎ，Ｒθn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）の2次元周長を計算し、これを復元した3次元周長値ＦＬＳＲに置き換える。その後は、先の例と同じく、ヤゲン軌跡の周長値ＹＬと、復元した３次元周長値ＦＬＳＲから、サイズ補正量Δｌを求め、補正したヤゲン軌跡となるヤゲン加工情報（Ｌａｉ，ξｉ，Ｚｉ）（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を計算することで、精度の良い加工が可能となる。加工装置２００側からは、２次元玉型形状データ（Ｒσｎ，Ｒθn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）と共にその２次元周長を計算して、これを出力しても良い。

またさらに、２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）（n ＝１，２，…，Ｎ）の２次元周長Ｆ２Ｌを計算し、この２次元周長Ｆ２Ｌに対する実測の３次元周長値ＦＬの比率の周長補正係数Ｋｌを求め、２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）及び長補正係数Ｋｌを出力する。加工装置２００側では、受信した２次元玉型形状データ（ｒσｎ，ｒθn ）の２次元周長Ｆ２Ｌと周長補正係数Ｋｌとから３次元周長値ＦＬＳＲを復元することができる。

眼鏡レンズ周縁加工システムの概略構成図である。眼鏡枠形状測定装置１００が持つ測定機構１２０の概略構成図である。加工装置に配置される加工機構部の概略構成図である。レンズ形状測定部の概略構成図である。加工装置の制御ブロック図である。２次元玉型形状の補正方法を説明する図である。２次元玉型形状の補正方法を説明する図である。２次元玉型形状データを球面に投影したときの３次元形状を説明する図である。

符号の説明

１１発注用端末ＰＣ
２１受注用端末ＰＣ
３０サーバ
１００眼鏡枠形状測定装置
１２０測定機構
１５０演算制御部
０２１０キャリッジ
２５１砥石
３００レンズ形状測定部
３５０演算制御部

Claims

眼鏡枠の３次元形状を測定する眼鏡枠形状測定装置から２次元玉型形状データを含む眼鏡枠の形状に関するデータを眼鏡レンズ周縁加工装置に出力し、眼鏡レンズ周縁加工装置では、出力されたデータに基づいてヤゲン軌跡データを得て眼鏡レンズの周縁にヤゲン加工する眼鏡レンズ周縁加工方法において、前記眼鏡枠形状測定装置から出力されるデータには、眼鏡枠の３次元形状測定により得られた２次元玉型形状データ及び実測された３次元周長を別の形式のデータに関連させた周長関連データであって、前記２次元玉型形状を球面に投影したときの３次元形状における３次元周長と実測された３次元周長とが略一致するときの前記球面の半径データ、前記球面の半径から所定の方法により算出したフレームカーブ値データ、前記２次元玉型形状データの２次元周長が実測の３次元周長と略一致するように前記２次元玉型形状を補正した玉型補正データ、又は前記２次元玉型形状データの２次元周長に対して実測した３次元周長が略一致するときの補正係数データの何れかの周長関連データが含まれ、前記眼鏡レンズ周縁加工装置側では、前記２次元玉型形状データ及び前記周長関連データに基づいて眼鏡枠の３次元周長を復元するステップであって、前記周長関連データが前記半径データであるときには、前記半径データを持つ球面に前記２次元玉型形状を投影したときの３次元形状を求めることにより眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記フレームカーブ値であるときには、前記フレームカーブ値から算出される半径データの球面に前記２次元玉型形状を投影したときの３次元形状を求めることにより眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記玉型補正データであるときには、前記玉型補正データの２次元周長を計算して眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記補正係数データであるときには、前記２次元玉型形状データの２次元周長と前記補正係数データとから眼鏡枠の３次元周長を復元するステップと、復元した３次元周長に略一致する周長を持つヤゲン軌跡を算出するステップと、算出したヤゲン軌跡に基づいてレンズのヤゲン加工を行うステップと、を備えることを特徴とする眼鏡レンズ周縁加工方法。
眼鏡枠の３次元形状を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された２次元玉型形状を含む眼鏡枠の３次元形状に関連するデータを眼鏡レンズ周縁加工装置側に出力する出力手段と、を有する眼鏡枠形状測定装置において、前記出力手段から出力されるデータには、眼鏡枠の３次元形状測定により得られた２次元玉型形状データ及び実測された３次元周長を別の形式のデータに関連させた周長関連データであって、前記２次元玉型形状を球面に投影したときの３次元形状における３次元周長と実測された３次元周長とが略一致するときの前記球面の半径データ、前記球面の半径から所定の方法により算出したフレームカーブ値データ、前記２次元玉型形状データの２次元周長が実測の３次元周長と略一致するように前記２次元玉型形状データを補正した玉型補正データ、又は前記２次元玉型形状データの２次元周長に対して実測した３次元周長が略一致するときの補正係数データの何れかの周長関連データが含まれことを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
請求項２に記載の眼鏡枠形状測定装置と、該眼鏡枠形状測定装置から出力されたデータを基にヤゲン軌跡データを得て眼鏡レンズの周縁にヤゲン加工する眼鏡レンズ周縁加工装置と、を有する眼鏡レンズ周縁加工システムにおいて、前記眼鏡レンズ周縁加工装置は、前記眼鏡枠形状測定装置から出力された前記２次元玉型形状データ及び前記周長関連データに基づいて眼鏡枠の３次元周長を復元する復元手段と、該復元手段により復元された３次元周長に略一致する周長を持つヤゲン軌跡を求めるヤゲン軌跡演算手段と、を備え、前記復元手段は、前記周長関連データが前記半径データであるときには、前記半径データを持つ球面に前記２次元玉型形状を投影したときの３次元形状を求めることにより眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記フレームカーブ値であるときには、前記フレームカーブ値から算出される半径データの球面に前記２次元玉型形状を投影したときの３次元形状を求めることにより眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記玉型補正データであるときには、前記玉型補正データの２次元周長を計算して眼鏡枠の３次元周長を復元し、前記周長関連データが前記補正係数データであるときには、前記２次元玉型形状データの２次元周長と前記補正係数データとから眼鏡枠の３次元周長を復元するように設定されている、ことを特徴とする眼鏡レンズ周縁加工システム。