JP6338042B2 - 眼鏡パラメータ演算装置、眼鏡パラメータ演算プログラム - Google Patents

Description

本件発明は、眼鏡を製作するための眼鏡パラメータを演算する眼鏡パラメータ演算装置、眼鏡パラメータ演算プログラムに関する。

眼鏡レンズを眼鏡フレームに合う形状に加工するために、砥石またはカッター等の加工具を備える眼鏡レンズ加工装置が知られている（例えば、特許文献１）。

また、眼鏡レンズの光学中心または乱視軸の基準方向を規定するための印点を施す印点装置が知られている（例えば、特許文献２）。

また、眼鏡レンズに加工治具であるカップを取付けるためのカップ取付け装置が知られている（例えば、特許文献３）。

例えば、印点装置によって施された印点を基準にして、カップ取付け装置は眼鏡レンズにカップを取付ける。眼鏡レンズ加工装置はカップ取付け装置によって取付けられたカップを基準に眼鏡レンズをチャックし、眼鏡フレームに合う形状に加工を行う。

特開２０１０−０６０３２６号公報 特開２００８−２４１６９４号公報 特開２００８−２９９１４０号公報

ところで、眼鏡を作製する際、眼鏡フレームの玉型をトレーサ等の玉型形状測定ユニットによって測定する。このとき、玉型形状測定ユニットによって玉型の水平方向が規定される。

しかしながら、ハイカーブフレーム等の反り角度の大きな眼鏡フレームの玉型において、玉型形状測定ユニットによって規定された玉型の水平方向は、眼鏡を装用したときの装用者の水平方向とずれることがあった。

このため、玉型形状測定ユニットによって規定された玉型の水平方向を基準に眼鏡レンズを加工した場合、被検眼に対するレンズの乱視軸方向がずれることがあった。

本件発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、乱視軸方向のずれを軽減させるために有用な情報を提供できる眼鏡パラメータ演算装置、眼鏡パラメータ演算プログラム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） 本開示の第１態様に係る眼鏡パラメータ演算装置は、眼鏡を製作するための眼鏡パラメータを演算する眼鏡パラメータ演算装置であって、装用時における眼鏡フレームの反り角度及び前傾角度に基づいて、玉型を表す玉型図形を補正し、補正された前記玉型図形を表示部に表示させる表示制御手段を備え、前記表示制御手段は、前記眼鏡フレームを含む被操作者の正面画像及び側方画像の少なくともいずれかである装用画像を撮像する撮像光学系によって撮像された前記装用画像を表示部に表示するとともに、前記装用画像に前記玉型図形を重畳表示させることを特徴とする。
（２） 本開示の第２態様に係る眼鏡パラメータ演算プログラムは、眼鏡を製作するための眼鏡パラメータを演算する眼鏡パラメータ演算装置において実行される眼鏡パラメータ演算プログラムであって、前記眼鏡パラメータ演算装置のプロセッサによって実行されることで、眼鏡フレームを含む被操作者の正面画像及び側方画像の少なくともいずれかである装用画像を撮像する撮像光学系によって撮像された装用画像を表示部に表示するとともに、装用時における前記眼鏡フレームの反り角度及び前傾角度に基づいて、玉型を表す玉型図形を補正し、補正された前記玉型図形を前記装用画像に重畳表示させる表示制御ステップを前記眼鏡パラメータ演算装置に実行させることを特徴する。

カップ取付け装置及び装用者撮影装置の外観斜視図である。 装置の筐体内部の概略構成図である。 眼鏡装用者の正面画像を撮影する方法を説明する図である。 玉型形状測定ユニットの内部に配置される測定機構の概略構成図である。 レンズ支持機構の説明図である。 光学系の概略構成図である。 装置の制御系ブロック図である。 前傾角度を説明するための図である。 反り方向へ投影した２次元玉型形状の補正方法を説明する図である。 反り方向へ投影した２次元玉型形状の補正方法を説明する図である。 反り方向へ投影した２次元玉型データを示す図である。 眼鏡フレームの反り角度を求める方法の一例を示す図である。 玉型データと、加工された眼鏡レンズの水平方向のずれを説明する図である。 ２次元の玉型データに反り角度を加えたときの様子を示す図である。 ２次元の玉型データに反り角度と前傾角度を加えたときの様子を示す図である。 反り角度、前傾角度、回転角度の関係を示す図である。 回転角度設定モード時にモニタに表示される回転角度設定画面の構成を説明するための図である。 本実施形態の制御フローチャートを示す図である。 透視投影法を説明するための図である。 透視投影法を説明するための図である。 玉型図形のサイズ変更方法を説明するための図である。 玉型図形の回転方法を説明するための図である。 ブロッキング時のモニタに表示される画面の一例を示す図である。

本実施形態の眼鏡パラメータ演算装置は、眼鏡レンズに加工治具であるカップＣｕを取り付けるためのカップ取付け装置１として説明する。

以下、本実施形態のカップ取付け装置１の構成を図面に基づいて説明する。図１はカップ取付け装置１及び眼鏡の装用者Ｗｒを撮影するための装用者撮影装置（以下、撮影装置と略す）６００の外観斜視図である。図２はカップ取付け装置１の筐体内部の概略構成図であり、図２（ａ）はカップ取付け装置１を正面方向から見た図、図２（ｂ）はカップ取付け装置を側方から見た図である。 本実施形態において、カップ取付け装置１と撮影装置６００は、有線または無線にて接続されている。撮影装置６００によって撮影された眼鏡の装用者Ｗｒの画像は、有線または無線によってカップ取付け装置１まで転送される。

＜装用者撮影装置＞
装用者撮影装置６００は、装用者Ｗｒを座らせる椅子６０１、ハーフミラー６０２、壁６０３、デジタルカメラ６０４、メモリ６０６を主に備える。ハーフミラー６０２は壁６０３にあいた穴に嵌っている。装用者Ｗｒから見てハーフミラー６０２の奥にデジタルカメラ６０４が固定される。

図３は撮影装置６００によって眼鏡装用者Ｗｒの正面画像２２を撮影する方法を説明する図である。装用者Ｗｒはハーフミラー６０２に写った自身の目の位置と、壁６０３に記された高さ基準マーク６０５が合うように、椅子６０１（図１参照）の高さを調節する。椅子６０１の高さ調節が完了すると、装用者Ｗｒはハーフミラー６０２越しにデジタルカメラ６０４のレンズを見て待機する。操作者は図示無き撮影ボタンを押し、後述する装用者Ｗｒの正面画像２２（図１７参照）を撮影する。これによって、装用者Ｗｒが眼鏡を装用した状態を正面方向から見たときの画像を撮影することができる。

なお、撮影装置６００は、例えば、特開平１０−０５５０１８号公報に記載の証明写真撮影装置等の構成を利用しても良い。

＜カップ取付け装置＞
図１を参照してカップ取付け装置１を説明する。カップ取付け装置１の上部奥には玉型形状測定ユニット（以下、測定ユニットと略す）５が配置される。測定ユニット５の手前の筺体上部に測定ユニット５の操作スイッチ部４、操作画面が表示されるカラーディスプレイのタッチパネル３が配置されている。本実施形態のタッチパネル３は表示部及び操作部として用いられるが、これに限らない。例えば、表示部はディスプレイ等であってもよいし、操作部はマウス等であってもよい。カップ取付け装置１から前側に張り出した台座１ａの上部には、レンズ支持機構１００が配置される。レンズ支持機構１００はレンズＬＥが載置される３個の支持ピン１２０を持つ。カップ取付け装置１の右側には、カップＣｕをレンズ表面に固定するためのカップ取付け機構３００が配置されている。カップ取付け機構３００が持つアーム３１０の先端には、カップＣｕの基部が装着される装着部３２０が配置されている。台座１ａの前側には、カップ取付け機構３００を作動させるためのスイッチ２が配置されている。

図２を用いて説明する。カップ取付け装置１の前側に張り出した張出上部１ｂには凹面ミラー１３が傾けて配置される。撮像光学系３０は、レンズ支持機構１００の中心を通る光軸Ｌ１からの光が凹面ミラー１３によって反射される光軸Ｌ２方向に配置される。撮像光学系３０は、レンズＬＥの像を撮像する撮像素子を含む。

＜玉型形状測定ユニット＞
測定ユニット５について図１を用いて説明する。測定ユニット５は、第１スライダー２０２、第２スライダー２０３、測定機構２２０を備える。

第１スライダー２０２と第２スライダー２０３は互いに対抗している。第１スライダー２０２には、一対のクランプピン２３０Ｒａ，２３０Ｒｂと、一対のクランプピン２３０Ｌａ，２３０Ｌｂが備わる。第２スライダー２０３には、一対のクランプピン２４０Ｒａ，２４０Ｒｂと、一対のクランプピン２４０Ｌａ，２４０Ｌｂが備わる。

クランプピン２３０Ｒａ，２３０Ｒｂは、眼鏡フレームＦの右リムＦＲ（図３参照）を厚み方向（上下方向）からクランプする。クランプピン２３０Ｌａ，２３０Ｌｂは、眼鏡フレームＦの左リムを厚み方向（上下方向）からクランプする。同様に、クランプピン２４０Ｒａ，２４０Ｒｂは、眼鏡フレームＦの右リムＦＲを厚み方向（上下方向）からクランプする。クランプピン２４０Ｌａ，２４０Ｌｂは、眼鏡フレームＦの左リムＦＬを厚み方向（上下方向）からクランプする。

上記のクランプピンは同じ高さに配置され、本実施形態では、４対のクランプピンのクランプ中心（例えば、上下のクランプピンを接触させたときの接点）を含む面が測定基準面Ｍとして規定される。測定時、眼鏡フレームＦは４対のクランプピンにクランプされることによって、固定される。なお、クランプピンの開閉機構の構成は、特開平４−９３１６３号公報に記載されたものが使用できる。

図４は、玉型形状測定ユニット５の内部に配置される測定機構２２０の概略構成図である。測定機構２２０は、パルスモータ２２１、回転ベース２２２、固定ブロック２２５水平移動支基２２７、上下移動支基２２９、左右移動支基２２６、測定子軸２３１、測定子２３３、モータ２３５、エンコーダ２３６、モータ２３８、エンコーダ２３９、モータ２３４、エンコーダ２３７を主に備える。

パルスモータ２２１は水平方向に回転ベース２２２回転させる。回転ベース２２２は固定ブロック２２５に固定される。水平移動支基２２７は固定ブロック２２５によって図４上の左右方向に移動可能に支持される。上下移動支基２２９は、水平移動支基２２７によって図４上の上下方向に移動可能に支持される。

測定子軸２３１は上下移動支基２２９に回転自在に設けられる。測定子２３３は測定子軸２３１上の上端に取付けられる。測定子２３３の先端は測定子軸２３１上の軸心上にある。モータ２３５は、上下移動支基２２９を上下移動させる。エンコーダ２３６は、上下移動支基２２９の移動量を検出する。モータ２３８は水平移動支基２２７を水平移動させる。エンコーダ２３９は、水平移動支基２２７の移動量を検出する。モータ２３４は左右移動支基２２６を左右に移動させる。エンコーダ２３７は左右移動支基２２６の移動量を検出する。

上下移動支基２２９、水平移動支基２２７がモータ２３５、２３８によって移動されることで、測定子２３３は上下方向及び水平方向に移動される。左右移動支基２２６がモータ２３４によって移動されることで、測定機構２２０は、眼鏡フレームＦの右リム測定位置と左リム測定位置との間で移動される。各モータ及びエンコーダは、制御部５０に接続されている。

なお、測定ユニット５の構成は、上記構成にかぎらない。例えば、特開２０１０−６０３２６号公報に記載の構成を用いることもできる。

＜カップ取付け機構＞
カップ取付け機構３００の構成を図２によって説明する。装着部３２０を保持するアーム３１０は、アーム保持ベース３１２に取り付けられている。保持ベース３１２は、Ｙ軸方向移動機構３０２によりカップ取付け装置１に向かって前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能に保持されている。Ｙ軸方向移動機構３０２は、Ｚ軸方向移動機構３０４によって上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に保持されている。Ｚ軸方向移動機構３０４は、Ｘ軸方向移動機構３０６によってカップ取付け装置１に向かって左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に保持されている。これら移動機構３０２，３０４，３０６は、それぞれスライド機構及びモータ等を持つ周知の移動機構で構成できる。

また、装着部３２０は、カップＣｕの取付け中心軸Ｓ１（図２（ａ）参照）の軸回りに回転可能にアーム３１０に保持されている。アーム保持ベース３１２には、装着部３２０を回転するためのモータ３３０が配置され、アーム内にはモータ３３０によって回転される軸とギヤ等からなる回転伝達機構３３１が配置される。そして、モータ３３０の回転により装着部３２０が中心軸Ｓ１を中心に回転される。これによって、装着部３２０に装着されたカップＣｕの乱視軸を規定する方向が変えられる。

なお、カップ取付け機構は上記の構成に限らない。カップを保持できるカップ保持部（例えば装着部３２０）を備え、カップ保持部に保持されたカップを眼鏡レンズに対して相対的に移動または回転させ、レンズＬＥを一致させた状態でレンズＬＥにカップを取り付けることができればよい。

＜レンズ支持機構＞
図５は、レンズ支持機構１００の説明図である。円筒ベース１０２の内部には、後述する再帰性反射部材及び受光光学系等が配置されている。円筒ベース１０２の上部には、透明な保護カバー４８がリング部材１０４により取り付けられている。保護カバー４８はレンズテーブルを兼ねている。円筒ベース１０２の外周部の３個所には、回転軸１１０がそれぞれ回転可能に保持されている。各回転軸１１０の上端には、アーム１１４が取り付けられている。そして、各アーム１１４の先に支持ピン１２０が取り付けられている。レンズＬＥが載せられる３つの支持ピン１２０は、光軸Ｌ１に対して等距離で、且つ、等角度（１２０度間隔）となる関係で配置されている。３個の支持ピン１２０の上端にレンズＬＥの後面が当接され、レンズＬＥが保持される。各回転軸１１０には、図示を略す回転伝達機構によりモータ１４０の回転が伝達される。これによって、各アーム１１４は、図５（ａ）の退避位置から、図５（ｂ）の点線で示される支持位置に移動される。

上記の説明ではモータ１４０によりアーム１１４が移動される構成とした。しかし、これに限らず、レバー等の回転伝達部材を設け、手動操作でアーム１１４が連動して移動される構成とすることも可能である。

＜光学系＞
図６はカップ取付け装置１の光学系の概略構成図である。照明光学系１０は、白色光を発するＬＥＤ等の光源１１と、光軸Ｌ２上に配置されたハーフミラー１２と、光源１１からの光軸Ｌ２に沿って進む照明光を光軸Ｌ１方向に向けて反射すると共に、光軸Ｌ１上に置かれたレンズＬＥより大きな径の略平行光束に整形する凹面ミラー１３と、を備える。レンズＬＥには、照明光学系１０によりレンズ表面側から照明光が照射される。

レンズＬＥの後面側の光軸Ｌ１上には、レンズの光学中心等を検出するための指標板１６と、指標板１６を通過した光束を受光する２次元の受光素子（ＣＣＤ等の撮像素子）１８からなる受光光学系１５が配置されている。指標板１６と受光素子１８との間にレンズが配置される構成であっても良い。指標板１６には、所定パターンの多数の開口（光通過口）が幾何学的に配置されている。

レンズＬＥは照明光学系１０の照明光により照明される。レンズＬＥを透過した照明光は、指標板１６の開口を通過し、その開口像が受光素子１８により受光され、開口像の座標位置が検出される。

図６において、レンズＬＥと指標板１６との間には、入射光を元の方向に戻す再帰性反射部材２０が配置されている。本実施例の反射部材２０は、光軸Ｌ１の中心部に配置された第１反射部材２０ａと、その回りに配置された円環状の第２反射部材２０ｂとから構成されている。

第１反射部材２０ａは、指標板１６の上面に貼り付けられ、固定されている。一方、第２反射部材２０ｂは、中心部に開口を持つ円盤部材４０に貼り付けられ、図示無き回転機構により光軸Ｌ１を中心にして回転される。

レンズＬＥの表面側には、再帰性反射部材２０の反射光により照明されたレンズＬＥを撮像する撮像光学系３０が配置されている。撮像光学系３０は、照明光学系１０の凹面ミラー１３を共用し、光軸Ｌ２上のハーフミラー１２の後方に配置された絞り３１、撮像レンズ３２、ＣＣＤ等の撮像素子３３を備える。絞り３１は凹面ミラー１３の略焦点位置に配置され、光源１１と略共役な位置関係にされている。撮像光学系３０の撮像倍率は、未加工のレンズの全体が撮像素子３３により撮像される倍率とされている。また、撮像素子３３のピント位置は、撮像レンズ３２及び凹面ミラー１３の結像光学系によってレンズＬＥの表面付近に合わされている。これによって、レンズ表面に付された印点、累進マーク、二重焦点レンズの小玉境界部分が撮像素子３３によりほぼ焦点が合った状態で撮像される。

＜制御系＞
図７は、装置の制御系ブロック図である。受光素子１８及び撮像素子３３の出力は、制御部５０に接続されている。制御部５０は、撮像素子３３により撮像されたレンズ像を画像処理し、レンズ表面に付された印点、累進マーク、二重焦点レンズの小玉境界、レンズの外形エッジ等の位置を検出する検出機能を持つ。また、制御部５０は、受光素子１８で受光された指標象（開口像）の座標位置を検出し、これを基にレンズＬＥの光学中心位置、乱視軸角度、レンズの概略的な屈折度数（球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ）等を検出する機能を持つ。

制御部５０がレンズＬＥの光学中心位置、乱視軸角度を検出する処理について、簡単に説明する。レンズＬＥが光軸Ｌ１上に置かれていない場合に（又は０Ｄのレンズが置かれている場合）、受光素子１８により受光された開口像の座標位置を基準にし、屈折力を持つレンズＬＥを置いた場合には各開口像の受光位置が変化する。レンズＬＥの光学中心は、各開口像の位置変化の中心を求めることにより検出される。また、レンズＬＥが乱視度数を持つ場合には、各開口像の位置変化の方向を求めることにより、乱視軸角度が検出される。この検出方法は、特開２００２−２９２５４７号公報と同様な方法が採用できる。レンズＬＥの光学中心及び乱視軸角度の検出は、レンズメータの屈折特性の測定と同様に、原理的には少なくとも３つ開口の指標像を基に検出できる。好ましくは、本実施形態のように、多数の幾何学的パターンの指標とする。また、指標は円形の開口に限らず、一定のパターンであれば良い。

制御部５０には、カップ取付け機構３００の移動機構３０２，３０４，３０６、モータ３３０，１４０が接続され、また、タッチパネル３、玉型形状測定ユニット５、スイッチ２、撮像素子３３、メモリ５１等が接続されている。

＜玉型形状測定ユニットの動作＞
測定ユニット５の動作を簡単に説明する。図１を参照する。まず、操作者は、スライダ２０２及びスライダ２０３に配置された４箇所のクランプピンによって測定基準面Ｍに眼鏡フレームＦを固定する。眼鏡フレームＦはクランプピンによって上リムと下リムが同一の高さに保持される。従って、測定基準面Ｍに対する上リムと下リムの高さは同一となる。つまり、眼鏡フレームＦは測定基準面Ｍに対して前傾することなく平行に配置される。これによって、測定ユニット５によって測定される玉型は、前傾角度θｆ（図８参照）が０度の状態における測定結果として求められる。

本実施形態において前傾角度θｆとは、図８に示すように、例えば、装用者Ｗｒの遠方視軸Ｌｆに垂直な直線Ｌｎと眼鏡フレームＦのなす角度を言うこととする。

操作者によってトレースボタン６（図１参照）が押されると、制御部５０は、測定機構２２０を作動させる。制御部５０は、モータ２３５，２３８（図４参照）を駆動させて測定子２３３の先端を眼鏡のレンズ枠の内溝に当接させる。続いて、パルスモータ２２１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２３３と共に水平移動支基２２７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２３９により検出される。

また、測定子２３３と共に上下移動支基２２９が眼鏡フレームＦの反りにしたがって上下し、その移動がエンコーダ２３６により検出される。パルスモータ２２１による回転ベース２２２の回転角（動径角）θ、エンコーダ２３９により検出される動径長ｒ、及びエンコーダ２３６により検出される上下量ｚから、眼鏡フレームＦの内溝の３次元玉型データが（ｒｎ，θｎ，ｚｎ）（ｎ＝１，２，…，Ｎ）として計測される。

片方のリムの測定が終了すると、制御部５０は、左右移動支基を移動し、もう一方のリムの測定を開始させる。制御部５０は、右リムＦＲ及び左リムＦＬの三次元形状の測定結果と、モータ１３４によって左右移動支基２２６を移動したときの移動情報と、に基づいて左右玉型の中心間距離（ＦＰＤ）、左右玉型の鼻側端距離（ＤＢＬ）、眼鏡フレームＦのフレーム反り角度（以下、反り角度と略す）θｓ等の情報を求める。レンズ枠の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。

なお、制御部５０は玉型形状測定ユニット５によって取得されたデータ及びそれを補正したデータをメモリ５１に保存する。

そして、制御部５０は、眼鏡フレームＦの反り角度θｓの影響を排除した２次元玉型データを得るため、次のように３次元玉型データ（ｒｎ，θｎ，ｚｎ）を眼鏡フレームＦの反り方向へ投影した２次元玉型形状に補正する。

図９、図１０は、反り方向へ投影した２次元玉型データＤ２（図１１参照）の算出方法を説明する図である。制御部５０は、３次元玉型データ（ｒｎ，θｎ，ｚｎ）を直交座標データである３次元玉型データＤ１（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）に変換する。３次元玉型データＤ１をｘｙ平面（正面方向から見たときの２次元ｘｙ平面）に投影したものが２次元玉型データＤｘｙある。この２次元玉型データにおいて、ｘ軸方向の最大値を持つ点Ａ（ｘａ，ｙａ）、ｘ軸方向の最小値を持つ点Ｂ（ｘｂ，ｙｂ）、ｙ軸方向の最大値を持つ点Ｃ（ｘｃ，ｙｃ）、ｙ軸方向の最小値を持つ点Ｄ（ｘｄ，ｙｄ）を選び、その幾何学中心（ボクシング中心）を中心ＯＦ１とする。

この中心ＯＦ１を通るｘ軸方向のラインをデータムラインＤＬとする。眼鏡枠の反りは、このデータムラインＤＬを基準とする。３次元玉型データＤ１（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）について、データムラインＤＬ上に位置するｘ軸方向の鼻側点（ｘ最小値点）及び耳側点（ｘ最大値点）を、それぞれ点Ｖ１（ｘｖ１，ｙｖ１，ｚｖ１）及び点Ｖ２（ｘｖ２，ｙｖ２，ｚｖ２）とする。このとき、点Ｖ１、点Ｖ２を通る直線ＬｄとデータムラインＤＬとが成す角度を基準とする眼鏡枠の反り角度（データムライン傾斜角）θｓとする。この角度θｓ分傾けた方向を新たなＸ軸方向とし、ｙ軸方向はそのままＹ軸方向とし（眼鏡枠の上下方向の傾きはほぼ無視できる）、点Ｖ１と点Ｖ２とを結ぶ線分の垂直２等分線の方向を新たなＺ方向とする（図１０参照）。そして、３次元玉型データＤ１（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）を新たな座標系ＸＹＺの３次元形状データＤ１（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）に変換する。この３次元形状データＤ１（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）をＸＹ平面に投影することにより、図１１に示すように、反り方向（データムライン傾斜方向）へ投影した２次元玉型データＤ２（Ｘｎ、Ｙｎ）が得られる。このときの２次元玉型データＤ２におけるＸＹ座標系の原点は、データムライン上の中心点ＯＤＬ２である。

また、制御部５０は、３次元玉型データＤ１（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）又は３次元玉型データＤ１（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）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３次元枠周長値を求められる。

なお、反り角度θｓは、例えば図１２に示すように、反り角度θｓとして０°，５°，１０°，１５°，２０°，２５°の反り角度θｓが表示された角度目盛に、眼鏡フレームＦを合わせて反り角度θｓを求めてもよい。例えば、左右リムＦＬ，ＦＲの鼻側端部Ｊと耳側端部Ｋとを結ぶ直線に近い傾斜線を選択し、選択された傾斜線に対応した角度を反り角度θｓとしてもよい。角度目盛は、例えば、タッチパネル３に表示してもよい。

なお、本実施形態のカップ取付け装置は、測定ユニット５を備えていなくともよい。例えば、外部に備わる記憶装置から眼鏡フレームＦに関するデータを取得できればよい。

前述のように、測定ユニット５によって取得された眼鏡フレームＦの２次元玉型データＤ２（以下、玉型データＤ２とも言う）は、眼鏡フレームＦの前傾角度が０度のときのデータである。装用者Ｗｒが実際に眼鏡フレームＦを装用するとき、眼鏡レンズＬＥは前傾する。従って、測定ユニット５によって取得された眼鏡フレームＦの２次元玉型データＤ２は、装用状態の玉型形状と異なって見える。図１３は玉型と、加工された眼鏡レンズの水平方向のずれを説明する図である。

図１３（ａ）は、眼鏡フレームＦの前傾角度θｆが０度のときの玉型を示す図である。左右の玉型の水平方向を直線Ｈｌ，直線Ｈｒで示している。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の玉型データに基づいて製作された眼鏡を装用者Ｗｒが装着したときの様子を示す。

眼鏡が前傾された状態で装用者Ｗｒに装用されたとき、眼鏡フレームＦの玉型はテンプルＴｐ（耳掛け）側が上方に、ブリッジＢＬ側が下方に向かって回転したように見える。従って、左右の眼鏡レンズの水平方向を示す直線Ｈｌ，直線Ｈｒの方向は、装用者Ｗｒの眼の水平方向を示す直線Ｈａの方向と一致しない。本実施形態において、このように玉型が回転した角度を回転角度θｒとする。

つまり、眼鏡レンズを加工する場合、装用者Ｗｒが装用したときの眼鏡フレームＦの前傾角度θｆを考慮することが好ましい。

次に、反り角度θｓ及び前傾角度θｆ、回転角度θｒの関係について説明する。図１４、図１５は２次元の玉型データＤ２に反り角度θｓ及び前傾角度θｆを加えて３次元データに換算した様子を示す図である。

図１４（ａ）は反り角度θｓ及び前傾角度θｆを加える前の２次元玉型データＤ２である。なお、図１４（ａ）に示す直線ＨＬ、ＨＲは、測定ユニット５によって規定された左右の２次元玉型データＤ２の水平方向を示す直線である。

この２次元玉型データＤ２に反り角度θｓを加えると、図１４（ｂ）に示すように、３次元玉型データＤ３（以下、玉型データＤ３とも言う）に換算される。なお、２次元玉型データＤ２に反り角度θｓを加えて３次元玉型データＤ３とするときは、例えば、２次元玉型データＤ２の各座標を玉型の鼻側端の位置、または、玉型とブリッジＢＬの接合部分の位置等を中心に反り角度θｓだけ回転させるようにＸＺ平面に関して座標変換（例えば、アフィン変換）を行う。アフィン変換とは、例えば、平行移動と線形変換を組み合わせた変換のことを言う。線形変換とは、例えば、図形を拡大、縮小、回転させることである。反り角度θｓだけ回転させた座標変換後の玉型データを３次元玉型データＤ３とする。

玉型データＤ３をＸＹ平面に平行投影したときの玉型図形Ｄ３´を図１４（ｃ）に示す。図１４（ｃ）示すように、玉型データＤ３を正面方向（Ｚ軸方向）から見たときの直線ＨＬ、ＨＲの方向は変化していない。

次に、玉型データＤ３に前傾角度θｆの情報を加える。例えば、玉型データＤ３の各座標を玉型の鼻側端の位置、または玉型とブリッジＢＬの接合部分の位置等を中心に前傾角度θｆだけ回転させるようにＹＺ平面に関して座標変換（例えば、アフィン変換）を行う（図１５（ａ）参照）。玉型データＤ３を前傾角度θｆに基づいて座標変換したデータを３次元玉型データＤ４（以下、玉型データＤ４とも言う）とする。

３次元玉型データＤ４を正面方向（Ｚ軸方向）から見たときの形状は、２次元玉型データＤ２及び３次元玉型データＤ３に比べ、回転して見える。図１５（ｂ）は玉型データＤ４をＸＹ平面に平行投影したときの図形Ｄ４´を示す。図１５（ｂ）に示すように、ＸＹ平面に投影された直線ＨＬ、ＨＲは、Ｘ軸に平行な直線ＨＡに対して回転角度θｒだけ回転する。従って、眼鏡装用者の水平方向に対して、測定ユニット５によって規定された左右の各玉型データの水平方向は回転角度θｒだけ回転する。

図１６は眼鏡フレームＦの反り角度θｓ及び前傾角度θｆ、玉型の回転角度θｒに関する関係を示す図である。図１６に示すように、反り角度θｓ及び前傾角度θｆ、回転角度θｒは線形性を有する。従って、３次元シミュレータソフトなどによって、反り角度θｓ、前傾角度θｆ、回転角度θｒの関係を実験的に求めておくことで、反り角度θｓのときの前傾角度θｆと、回転角度θｒの関係を算出することができる。

本実施形態のカップ取付け装置１においては、測定ユニット５で取得した玉型データＤ２を装用者Ｗｒの装用状態に合わせて補正するための回転角度設定モードが存在する。以下に、回転角度設定モードについて図面を用いて説明する。

図１７は回転角度設定モード時に表示部（タッチパネル）に表示される回転角度設定画面２０の構成を説明するための図である。回転角度設定画面２０は右側に表示領域２０Ａ、中央に表示領域２０Ｂ、左側に表示領域２０Ｃが割り当てられる。

表示領域２０Ａには、表示欄２１、決定ボタン２６が主に表示される。表示欄２１は表示欄２１ａ，２１ｂ，２１ｃに分けられる。表示欄２１ａには眼鏡フレームＦの反り角度θｓ、表示欄２１ｂには前傾角度θｆ、表示欄２１ｃには玉型の回転角度θｒの数値がそれぞれ表示される。

表示領域２０Ｂには、撮影装置６００によって撮影された眼鏡フレームＦを装用した装用者Ｗｒの正面画像２２が表示される。また、表示領域２０Ｂには、眼鏡フレームＦの玉型を表す玉型図形（玉型画像）２３が正面画像２２の上に重畳表示される。玉型図形２３は、眼鏡フレームＦの左右一対の玉型図形である。

制御部５０は、図１７に例示するように、玉型図形２３として、眼鏡フレームＦの少なくとも一部を正面方向から見た場合の玉型図形を表示させる。

表示領域２０Ｃには、装用者Ｗｒの横顔を模した側方画像２４が表示される。側方画像２４には水平方向を示す線Ｈ１、鉛直方向を示すＶ１が表示される。また、表示領域２０Ｃには、側方玉型図形２５が表示される。側方玉型図形２５は、玉型を側方（装用者Ｗｒの左右方向）から見たときの図形である。

制御部５０は、図１７に例示するように、正面画像２３に加えて、さらに眼鏡フレームＦの少なくとも一部を側面方向から見た場合の側方玉型図形２５を表示させる。

なお、表示領域２０Ｃには、装用者Ｗｒの横顔を撮影した写真を表示させてもよい。この場合、撮影装置６００には装用者Ｗｒの側方にカメラを備え、装用者Ｗｒの正面画像２２を撮影するときに、側方画像も撮影するようにしてもよい。もちろん、撮影装置６００は側方にカメラを備えなくとも、正面画像２２撮影するための撮像手段（例えば、デジタルカメラ６０４）で側方を向いた装用者Ｗｒの顔を撮影してもよい。撮影装置６００で撮影しなくともよく、外部のカメラで撮った画像をカップ取付け装置１の制御部５０が受信するようにしてもよい。

以上のように、撮影装置６００は、例えば、眼鏡フレームＦを含む装用者Ｗｒの正面画像２２及び側方画像２４の少なくともいずれかである装用画像を撮像する撮像光学系として機能する。そして、表示制御手段（例えば、制御部５０）は、撮像光学系（例えば、撮影装置６００）によって撮影された装用画像を表示部（例えば、パネル３）に表示する。

制御部５０は、表示領域２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを連動して表示することができる。例えば、制御部５０は眼鏡フレームＦの反り角度θｓ、前傾角度θｆ、玉型の回転角度θｒに関して、表示領域２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの表示を連動して切換える。

以下、回転角度設定モードを搭載する本実施形態のカップ取付け装置１の操作手順および装置の動作を説明する。回転角度設定モードは、装用者Ｗｒに装用された眼鏡フレームＦの見かけの玉型形状から、玉型の回転角度θｒを求め、求めた回転角度θｒによってカップ取付け位置を設定するためのモードである。本実施形態では、玉型図形２３を装用者Ｗｒの正面画像２２に一致させたときの回転角度θｒｔを求め、カップの取付け角度を設定する。制御部５０は、各種制御処理を司るプロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、眼鏡パラメータ演算プログラムを記憶する記憶媒体とを備える。プロセッサは、眼鏡パラメータ演算プログラムに従って、以下、図１８に示す制御フローチャートに基づいて説明する処理を実行する。

なお、以下の説明では、一例として、反り角度θｓが２０°で、装用時の前傾角度θｆが２０°の眼鏡を作製する場合について説明する。また、以下の説明では、カップを取り付ける眼鏡レンズは単焦点レンズとし、図示無き印点装置によって光学中心及び水平方向（乱視軸の基準方向）が規定される印点が施されているものとする。

まず、操作者は、眼鏡フレームＦを測定ユニット５（図１参照）にセットし、トレースボタン６を押す。制御部５０はトレースボタン６が押されると、測定ユニット５によって、セットされた眼鏡フレームＦの測定を開始する。制御部５０は、前述の方法で、３次元玉型データＤ１、２次元玉型データＤ２、反り角度θｓ等を取得し、その結果をメモリ５１に記憶する。このように制御部５０は、玉型データ及び反り角度θｓを取得する（ステップ１）。

眼鏡フレームＦのトレースが完了すると、操作者は、パネル３の初期画面で表示されるモード選択用のボタン５００ａ（図１参照）を押す。ボタン５００ａが押されると、ブロッキングモードとされ、各種のレンズタイプに応じてレイアウトデータを入力できるレイアウト入力画面が表示される。

この場合、操作者は、タッチパネル３の画面（図７参照）に表示されるレンズタイプ選択キー５０１ａにて、単焦点レンズの印点モードを選択する。パネル３には玉型データ及び単焦点レンズのレイアウトデータを入力できる画面が表示される。操作者は、パネル３を操作することにより、メモリ５１に記憶された玉型データＤ２を呼び出して画面上に表示する。

操作者はパネル３に表示されるスイッチキーで、ＦＰＤ（フレーム中心間距離）、ＰＤ（瞳孔間距離）及び玉型の幾何中心ＦＣに対する光学中心ＬＯの高さ等、レイアウトデータを入力することができる。レンズＬＥが乱視度数を持つ場合は、装用者Ｗｒに処方された乱視軸角度データ（ＡＸＩＳ）を入力しておく。また、この画面により、レンズＬＥに対するカップＣｕの取り付け位置のモードについて、光心モード（光学中心）、枠心モード（玉型の幾何学中心）、又は任意モード（任意の位置）にするかを設定できる。また、タッチパネル３により図示無き眼鏡レンズ加工装置で行う加工条件も入力しておくことができる。

＜回転角度設定モード＞
レイアウトデータ等の入力が完了すると、モード選択用のボタン５００ａを操作し、回転角度設定モードを選択する。操作者の操作によって、制御部５０は操作モードをブロッキングモードから回転角度設定モードに操作モードを切換える。そして、制御部５０は、回転角度設定画面２０をタッチパネル３に表示させる(図１７参照)。なお、前述のモードの切換えは操作者の入力によって切換えられることに限らない。例えば、制御部５０は、反り角度θｓの大きさに基づいて、回転角度設定モードによる玉型の水平方向の補正が必要かどうかを判断し、操作モードを自動的に切換えてもよい。

以下、回転角度設定モードについて説明する。まず、操作者は装用者Ｗｒに眼鏡フレームＦを装着するように指示する。装用者Ｗｒは眼鏡フレームＦを装着する。そして、眼鏡フレームＦを装着した装用者Ｗｒの顔の正面画像２２を装用者撮影装置６００のデジタルカメラ６０４で撮影する。なお、撮影するのは正面画像２２だけに限らず、装用者Ｗｒを正面から撮影した動画でもよい。デジタルカメラ６０４でなくとも、アナログ写真等をスキャンしてデータとして取り込んでもよい。

デジタルカメラ６０４によって撮影された装用者Ｗｒの正面画像２２は、メモリ６０６に記憶される。制御部５０は、メモリ６０６に記憶された装用者Ｗｒの正面画像２２を取得し、メモリ５１に記憶させる。なお、デジタルカメラ６０４によって撮影された画像を直接メモリ５１に記憶させてもよい。制御部５０またはメモリ５１は、装用者Ｗｒの正面画像データを取得するための画像取得手段として機能し、装用者Ｗｒの正面画像２２を取得する（ステップ２）。

制御部５０は、メモリ５１に記憶された装用者Ｗｒの正面画像２２を回転角度設定画面２０の表示領域２０Ｂに表示させる（ステップ３）。

次に、制御部５０は測定ユニット５によって取得された反り角度θｓの数値を表示領域２０Ａの表示欄２１ａに表示する（ステップ４）。

続いて、制御部５０は、メモリ５１に記憶された２次元玉型データＤ２を反り角度θｓに基づいて補正し、３次元玉型データＤ３に変換する。そして、３次元玉型データＤ３の形状（玉型図形２３）を、表示領域２０Ｂに表示した正面画像２２上に重畳表示させる（ステップ５）。このとき、玉型図形２３の前傾角度θｆ及び回転角度θｒは０°であるため、制御部５０は、表示欄２１ｂ，２１ｃにそれぞれ「０°」と表示する。

ステップ５において、３次元の玉型データＤ３を正面画像２２に表示させる際、制御部５０は、眼鏡フレームＦの装用者Ｗｒを正面から見たときの見かけの玉型を表示させることが好ましい。これによって、操作者はフレーム画像２２ａと玉型図形２３の形状を比較し易くなる。本実施形態においては、制御部５０は、３次元玉型データを透視投影法によって２次元玉型データに投影して、表示部（例えば、タッチパネル３）の表示領域２０Ｂ上に表示させる。

透視投影法を図１９に基づいて説明する。図１９は、透視投影法を説明するための図である。図１９（ａ）は、例えば、図１４（ｂ）に示す３次元の玉型データＤ３を視点Ｐに対してＸＹ平面に投影する様子を示す図である。図１９（ｂ）はＸＹ平面に投影された玉型データを示す図である。

透視投影法は、例えば、３次元の直交座標データ（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）をある視点Ｐを中心にして投影する方法である。玉型データＤ３における直交座標データＴ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）をある平面Ｚ＝ｄに投影する場合、視点Ｐと直交座標データＴ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を結ぶ直線が平面Ｚ＝ｄと交わる点Ｔ´（ｘ２，ｙ２，ｄ）に変換される。なお、透視投影法は、例えば、特開２００６−２８８４９５号公報に開示される方法が利用できる。

透視投影法を用いることによって、視点Ｐから近い物体は大きく表示され、視点Ｐから遠い物体は小さく表示される。例えば、図１４（ｂ）に示す３次元の玉型データＤ３に透視投影法を用いると、眼鏡フレームＦの内側部分は、外側部分に比べて大きく表示される。このように、２次元の画像に遠近感を持たせることによって、実際の見た目と似た形状の玉型図形を画面に表示することができる。

つまり、正面画像２２のフレーム画像２２ａの形状と、正面画像２２上に重畳表示された玉型図形２３の形状とを、より近似させることができる。これによって、フレーム画像２２ａの形状に重畳表示された玉型図形２３の形状を整合させることが容易になる。

なお、３次元の玉型データをパネル３に表示させる方法は、透視投影法に限らない。例えば、周知の平行投影法を用いてもよいし、他の周知の画像処理方法によって玉型図形２３を表示させることができる。

なお、反り角度θｓに基づいて玉型データＤ２を補正して表示する場合、本実施形態では、左右玉型の鼻側端距離（ＤＢＬ）が一定に保たれた状態で補正される。左右玉型の鼻側端距離（ＤＢＬ）は、測定ユニット５によって測定される。

なお、玉型図形２３は、必ずしも正面画像２２データ上に表示させなくてもよい。制御部５０は、表示領域２０Ｂとは別の表示領域に玉型図形２３を表示してもよい。そして、操作者は表示領域２０Ｂに表示された正面画像２２におけるフレーム画像２２ａと見比べて、玉型図形２３の形状を調整してもよい。

次に、制御部５０は、表示領域Ｃに表示された側方画像２４の上に側方玉型図形２５を表示領域Ｃに表示させる（ステップ６）。

側方玉型図形２５を表示領域２０Ｃに表示させる際、眼鏡フレームＦを横から見たときの見かけの玉型形状を表示させることが好ましい。これによって、実際の装用状態において玉型がどの程度前傾（回転）してしるのかをイメージし易くなる。このため、ステップ４と同様に、３次元の玉型データＤ３を透視投影法によって２次元の玉型データに投影して表示領域２０Ｃに表示させる。

図２０は、３次元の玉型データを横から見たときの形状を２次元平面に投影する方法を説明するための図である。図２０（ａ）は、図１４（ｂ）に示す３次元の玉型データＤ３を視点Ｑに対してＹＺ平面に投影する様子を示す図である。図２０（ｂ）は、ＹＺ平面に投影された玉型データを示す図である。

３次元玉型データＤ３をＸＹ平面に投影したときと同様に、例えば、視点Ｑに対してＹＺ平面に投影する。これによって、図２０（ｂ）に示すように、ＹＺ平面に投影された２次元の玉型データは、眼鏡フレームＦのブリッジＢＬから近い内側部分が小さく、ブリッジＢＬから遠い外側部分が大きく見える。

制御部５０は、透視投影法によってＹＺ平面に投影した玉型データを表示領域Ｃに表示する。これによって、玉型データを表示領域Ｃに表示したときに、実際に眼鏡フレームＦの玉型を横から見ているような遠近感が得られ、眼鏡を装用したときのイメージがつかみやすくなる。

表示領域２０Ｃには、水平方向を示す線Ｈ１と鉛直方向を示す線Ｖ１が表示される。横から見た玉型データＤ３を表示領域２０Ｃに表示させる場合、図２０（ｂ）のＹＺ平面における水平方向と鉛直方向が、線Ｈ１の方向と線Ｖ１の方向に一致するように表示させるとよい。なお、ステップ５とステップ６は同時でよい。本実施形態の説明において、同時とは必ずしも正確な時間の一致を意味しているわけではなく、多少の時間のずれは考慮しない。

続いて、操作者は、玉型図形２３をフレーム画像２２ａに近づける。両画像が近づくことにより、玉型図形２３とフレーム画像２２ａの形状を比較しやすくなる。操作者は、パネル３に表示された玉型図形２３に指で触れ、フレーム画像２２ａの方向にドラッグ操作する。制御部５０は、パネル３からの操作信号を受け付け、玉型図形２３をフレーム画像２２ａの方向に移動して表示させる（ステップ７）。

玉型図形２３がフレーム画像２２ａの近くに表示されると、操作者は表示画面に表示された玉型図形２３の表示サイズを変更するように操作する。そして、正面画像２２において装用者Ｗｒが装用するフレーム画像２２ａの玉型の大きさと玉型図形２２の大きさが概ね一致するようにする。図２１は、玉型図形２３の表示サイズの変更方法を説明するための図である。図２１（ａ）は、玉型図形２３の表示サイズを変更する前の様子を示す。図２１（ｂ）は玉型図形２３の表示サイズを変更したときの様子を示す。

図２１（ａ）に示すように、タッチパネル３に表示された玉型図形２３を２本の指でタッチし、２本の指の間隔を広げるようにドラッグする。制御部５０は、タッチパネル３からの操作信号を受け取ると、図２１（ｂ）のように玉型図形２３の倍率を大きくし、拡大表示する。逆に、２本の指の間隔を狭めるようにドラッグすると、制御部５０は玉型２３の倍率を小さくし、縮小表示する。このように、制御部５０は、玉型図形２３のサイズを変更して表示する（ステップ８）。

なお、制御部５０は、玉型図形２３を拡大または縮小して表示するとき、玉型図形の大きさと左右の玉型図形の間隔（ＤＢＬ）の比率が同一になるように表示する。操作者は、図２１（ｂ）に示すように、フレーム画像２２ａの玉型間距離と玉型図形２３の玉型間距離が等しくなるように玉型図形２３の表示サイズを変更するとよい。これによって、フレーム画像２２ａと玉型図形２３の大きさは概ね一致する。これは、玉型の大きさと玉型間距離大きさの比率が、フレーム画像２２ａと玉型図形２３とで一致するためである。

タッチパネル３に表示された玉型図形２３の倍率を変えるための操作方法は、上記の説明に限らない。例えば、パネル３に図示無きテンキーを表示させ、倍率の数値を入力してもよい。

なお、前述のような装用者撮影装置６００を用いる場合など、正面画像２２の撮影倍率が取得可能な場合、制御部５０は、正面画像２２の撮影倍率に合わせて玉型図形２３の倍率を設定してもよい。

玉型図形２３のサイズが調整されると、操作者は、フレーム画像２２ａの形状とフレーム画像２２ａの形状を一致するように、玉型図形２３を回転表示させる。以下、図を用いて、玉型図形２３を回転角度０°から０．２５°まで回転させた場合の回転角度設定画面２０及び表示方法について説明する。なお、本実施形態では、玉型図形２３は、例えば、回転角度０．２５°ごとに回転表示できるものとする。もちろん、何°ごとに回転表示できてもよい。

図２２は、玉型図形を回転表示させるときの操作方法を説明するための図である。図２２（ａ）は玉型データを回転させる前の様子を示している。図２２（ｂ）は、一例として左の玉型図形２３Ｌを左に回転させるときの様子を示している。

図２２（ａ）に示すように、操作者は、２本の指で左の玉型図形２３Ｌに触れる。そして、操作者は、２本の指を玉型データの左回りに（回転させたい方向）に回転させるようにドラッグする。

上記の操作が行われると、制御部５０は、左眼用の玉型図形２３Ｌを左回りに回転角度１°だけ回転表示させるための操作信号（第１操作信号とする）を受け付ける。このように制御部５０は、玉型図形２３に対する操作者からの操作信号を受け付ける（ステップ９ａ）。

制御部５０は第１操作信号を受け付けると、表示欄２０ｃの回転角度θｒの表示を「０°」から「０．２５°」に切換え表示する。そして、回転角度θｒが０°から０．２５°に変化したときの前傾角度θｆを求める。

回転角度θｒから前傾角度θｆの求め方の一例を以下に説明する。反り角度θｓ、前傾角度θｆ、回転角度θｓは、例えば図１６に示すように線形性がある。したがって、３つの角度θｓ、θｆ、θｒの内、２つの角度が分かれば、もう一つの角度を求めることができる。

例えば、３次元シミュレーションソフトによって実験的に求めた反り角度θｓと前傾角度θｆと回転角度θｒの関係が関数表（テーブル）としてメモリに記憶されている。そして、例えば、反り角度θｓが２０°で回転角度θｒが０．２５°であれば、例えば、制御部５０は関数表から前傾角度θｆが０．７°であるということを求めることができる。

もちろん、制御部５０は、関数表を用いずに、反り角度θｓ、前傾角度θｆ、回転角度θｓの関係式から算出することによって、前傾角度θｆまたは回転角度θｓを求めてもよい。

続いて、制御部５０は、反り角度θｓ及び関数表によって求めた前傾角度θｆに基づいて、回転させる玉型図形２３の形状を補正して表示させる（ステップ１０）。

制御部５０は、まずパネル３に表示している反り角度θｓが加味された３次元玉型データＤ３を前傾角度θｆに応じてＹＺ平面で座標変換（例えば、アフィン変換）を行う。本実施形態においては、例えば、玉型の鼻側端の点を中心にアフィン変換を行う。もちろん、鼻側端の点でなくてもよい。例えば、ブリッジＢＬの中心点でもよいし、玉型とブリッジの接点でもよい。

制御部５０は、θｆに応じてアフィン変換を行った３次元の玉型データＤ４を図１９で説明した透視投影法で、ＸＹ平面に投影する。透視投影法によってＸＹ平面に投影された玉型データＤ５は、反り角度θｓの付いた眼鏡フレームＦが前傾した様子を実際に目視した場合と同様の遠近感が得られる形状に投影される。

制御部５０は、第１操作信号を受け付ける前に表示領域２０Ｂに表示していた玉型図形２３の形状を、ＸＹ平面に投影した玉型データＤ５の形状に変更して表示する。これによって、制御部５０は、眼鏡フレームＦが例えば０．７°だけ前傾したときの玉型の形状を表示することができる。

このように、制御部５０は、玉型図形２３を形成する２次元玉型データＤ２を反り角度θｓ及び前傾角度θｒに基づいて３次元玉型データＤ４に変換する。そして、例えば、前述の透視投影法によって、３次元玉型データＤ４における動径角毎（または、座標ごと）の玉型データに対する奥行き方向（例えば、遠方視軸Ｌｆ（図８参照）の方向）の位置に応じて変形された玉型図形２３を表示させる。

また、制御部５０は、左の玉型図形２３Ｌを左回りに回転させるとき、同時に同じ回転角度０．２５°だけ右の玉型図形２３Ｒを右回りに回転して表示する。これによって、左右別々に回転させる必要がなくなり、操作時間の短縮が期待できる。

また、制御部５０は、表示領域２０Ｂの表示切換えと同時期に、表示領域２０Ｃの表示を切換える。制御部５０は、前傾角度θｆに応じてアフィン変換を行った３次元の玉型データＤ４を図２０で説明したように、透視投影法によってＹＺ平面に投影した形状を演算する。ＹＺ平面に投影された形状の玉型データＤ６は、反り角度θｓのついた眼鏡フレームＦが前傾した様子を実際に横から目視した場合と同様の遠近感が得られる形状である。

制御部５０は、第１操作信号を受け付ける前に表示領域２０Ｃに表示していた側方玉型図形２５の形状を、ＹＺ平面に投影した玉型データＤ６の形状に変更して表示する。これによって、制御部５０は、眼鏡フレームＦが前傾したときの玉型を横から見たときの形状を表示することができる。

制御部５０は、表示領域２０Ａ、表示領域２０Ｂ、表示領域２０Ｃの表示を連動させて切換える。つまり、制御部５０は、玉型図形、反り角度θｓ、前傾角度θｓ、回転角度θｓ等の表示を連動させて切換える。これによって、例えば、操作者は、タッチパネル等の入力によって、表示領域２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのいずれかを変更するだけで、他の表示領域２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの表示を切換えることができる。

操作者はフレーム画像２２ａと玉型図形２３の形状が一致するようになるまで、２本の指によって玉型図形２３を回転させるようにドラッグする。制御部５０は、このドラッグ操作が続く間、第１操作信号（指示信号）を受け付け、ステップ９の表示制御を繰り返すことによって、０．２５°ごとに玉型図形２３を回転させる。そして、回転させる回転角度θｒに基づいて、制御部５０は、前傾角度θｆを求め、表示欄２１ｂ、２１ｃの表示を切換えるとともに、玉型図形２３の形状を変更して表示する。

以上のように、制御部５０は、装用時における眼鏡フレームＦの反り角度θｓ及び前傾角度θｆに基づいて玉型図形２３を補正し、補正された玉型図形２３を表示部（例えば、パネル３など）に表示させる表示制御手段として機能する。

また、以上のように、本実施形態の眼鏡パラメータ演算装置１は、表示部（例えば、タッチパネル３）に表示された装用画像（正面画像２２または側方画像２４）を用いて眼鏡フレームＦの前傾角度θｆを取得するための操作者からの指示を受け付ける前傾角度受付手段（例えば、制御部５０など）を備え、表示制御手段（例えば、制御部５０など）は、前傾角度受付手段（例えば、制御部５０など）によって受け付けられた指示に応じて前記眼鏡フレームＦの前傾角度θｆを取得する。

制御部５０が玉型図形２３の形状を変更して表示することによって、操作者は、フレーム画像２２ａに一致するように玉型図形２３を回転させればよい。これによって、装用状態における玉型の乱視軸の基準方向（水平方向）を簡単に設定することができる。

また、装用者Ｗｒが装用した眼鏡を正面方向から見たときの玉型に合わせて、玉型図形の回転角度θｒを設定することができる。これによって、眼鏡レンズＬＥが装用されたときに、眼鏡レンズの乱視軸方向と装用者Ｗｒの眼の乱視軸方向がずれることを軽減することができる。

操作者はフレーム画像２２ａと玉型図形２３の形状が一致すると、ドラッグ操作を止め、玉型図形２３から指を離す。表示欄２１ｂ、２１ｃには、フレーム画像２２ａと玉型図形２３が一致した状態での前傾角度θｆと回転角度θｒが表示される。このときの回転角度を回転角度θｒｔとする。本実施形態の説明においては、例えば、前傾角度θｆが２０°、回転角度θｒｔが７°のときにフレーム画像２２ａと玉型図形２３が一致したとする。この場合、表示欄２１ｂに表示される前傾角度θｆは「２０°」、表示欄２１ｃ表示される回転角度θｒｔは「７°」と表示される。

続いて操作者は、パネル３に表示された決定ボタン２６を押す。これによって、制御部５０はフレーム画像２２ａと玉型図形２３が一致した状態での回転角度θｒｔを用いてカップを取り付ける位置を設定する旨の第２操作信号を受け付ける。

制御部５０は第２操作信号を受け付けると、印点によって規定される乱視軸の基準方向（水平方向）に対してカップＣｕの水平方向を回転角度θｒｔだけ回転させた状態でカップを取り付けるように回転角度θｒｔの数値を設定する（ステップ１１）。なお、本実施形態の説明のように、制御部５０は、回転角度θｒｔの数値が設定しなくとも、回転角度θｒ、前傾角度θｆの情報が提供するだけでもよい。

以上の説明のように、回転角度設定モードによって玉型図形２３を調整することで、装用状態における眼鏡の玉型が、測定ユニット５によって測定された玉型データＤ２に対して回転する回転角度θｒｔを求めることができる。そして、制御部５０は、求めた回転角度θｒｔを用いてレンズＬＥにカップＣｕを取付ける（ステップ１２）。これによって、眼鏡の装用状態が考慮された状態で眼鏡レンズＬＥの加工を行うことができる。

以下、カップの取り付け動作について説明する。図２３はブロッキング時にパネル３に表示される表示画面の例を示す図である。パネル３には上方から撮影されたレンズ像が表示されている。レンズＬＥが支持ピン１２０に載置されると、再帰性反射部材２０にて反射された照明光によりレンズＬＥが下方から照明され、そのレンズ像が撮像素子３３により撮像される。このとき、撮像素子３３は、レンズＬＥの表面に付された３つの印点像Ｍ１００ａ，Ｍ１００ｂ，Ｍ１００ｃも撮像する。レンズＬＥの表面に付された印点は、レンズの表面方向からレンズ表面付近にピントが合わされた撮像素子３３によって、精度良く検出される。中央の印点マーク像Ｍ１００ａは、レンズメータによりレンズＬＥの光学中心に付された印点の像である。制御部５０は、レンズ像ＬＥｓを画像処理して印点マーク像Ｍ１００ａ，Ｍ１００ｂ，Ｍ１００ｃを抽出し、各マーク像の中心の座標位置を求める。

光学中心に付された印点のマーク像Ｍ１００ａの中心が検出されると、光心モードでは、カップＣｕの中心がマーク像Ｍ１００ａの中心に位置するように、アーム３１０の位置が調整される。また、両側の印点マーク像Ｍ１００ｂ，Ｍ１００ｃに基づいて乱視軸角度が検出され、乱視軸角度及び回転角度θｒｔに基づいて中心軸Ｓ１を中心に装着部３２０が回転される。その後、Ｚ軸方向移動機構３０４が駆動され、アーム３１０が下降されることにより、カップＣｕがレンズＬＥの表面に固定される。

パネル３の画面には、図２３（ａ）に示されるように、撮像光学系３０の撮像素子３３により撮像されたレンズ像ＬＥｓが表示されると共に玉型データＤ２が合成して表示される。このとき、玉型データＤ２の表示サイズ及び表示位置は、光学中心ＬＯの検出結果、玉型データ、レイアウトデータ、受光光学系１５の光軸に対する撮像光学系３０の光軸の位置関係、撮像光学系３０の撮像倍率、等により決定される。

パネル３のディスプレイ上で玉型データＤ２とレンズ像ＬＥｓを合成して表示する際は、まず、表示画面における受光光学系１５の光軸位置と撮像光学系の光軸位置とを一致させると共に、光軸Ｌ１の位置に対する光学中心ＬＯの偏位位置の表示サイズとレンズ像の表示サイズとを一致させる。玉型データＤ２の表示位置については、光学中心ＬＯと幾何学中心ＦＣの関係がレイアウトデータにより定められる。また、レンズＬＥが乱視度数を持つときは、乱視軸の基準方向（水平方向）の検出結果と回転角度設定モードで設定された回転角度θｒｔとの関係により、光学中心ＬＯに対する玉型データＤ２の傾き角度が決定される。すなわち、制御部５０は、印点によって規定される乱視軸の基準方向に対して、カップの水平方向を回転角度θｒｔだけ回転させて表示する。

レンズＬＥの径が足りていれば、カップのブロッキング動作に移行する。ブロックスイッチ２が押されると、枠心モードでは、制御部５０はレンズＬＥの光学中心とレイアウトデータとに基づいて決定された玉型の幾何学中心ＦＣの位置にカップＣｕの中心軸Ｓ１が位置するようにする。このとき、Ｙ軸方向移動機構３０２及びＸ軸方向移動機構３０６を駆動し、アーム３１０を移動させる。また、レンズＬＥが乱視度数を持っている場合、制御部５０は、印点によって検出された乱視軸の基準方向（水平方向）に対して、カップＣｕの水平方向を回転角度θｒｔだけ回転させる（ずらす）ように、中心軸Ｓ１を中心に装着部３２０を回転させる。これによって、カップ取付け装置１は、レンズＬＥの乱視軸の基準方向（水平方向）とカップＣｕの水平方向を回転角度θｒｔだけ回転した（ずらした）状態で、カップＣｕをレンズＬＥに取付けることができる。

カップＣｕの中心の位置調整及び乱視軸の基準方向の調整が完了したら、Ｚ軸方向移動機構３０４を駆動し、アーム３１０を下降する。これによって、カップＣｕの中心が玉型の幾何学中心ＦＣに一致するようにレンズ表面にブロックされる。なお、光心モードでは、カップＣｕの中心がレンズＬＥの光学中心ＬＯに位置するように、アーム３１０の位置が調整される。カップ取り付け機構としては、カップＣｕが移動される代わりに、レンズＬＥを保持する機構が相対的に移動される機構であっても良い。

以上のように、制御部５０は、レンズＬＥの乱視軸の基準方向（水平方向）とカップＣｕの水平方向が回転角度θｒｔだけ回転した状態で、カップＣｕをレンズＬＥに取付けられるよう、カップＣｕの取り付け角度を演算する。

このように、制御部５０は、求めた回転角度θｒに基づいて、カップＣｕの取付け角度を演算する取付け角度演算手段として機能してもよい。

カップＣｕが取り付けられたレンズＬＥは、眼鏡レンズを加工する眼鏡レンズ加工装置によって加工される。このとき、例えば、図示無き眼鏡レンズ加工装置は、カップＣｕの水平方向を基準に眼鏡レンズを加工する。

このようにして加工された眼鏡レンズＬＥは、カップＣｕが回転角度θｒｔだけ回転されていることによって、回転角度θｒｔだけ乱視軸が回転された状態になる。

従って、回転角度設定モードによって設定した眼鏡装用時の玉型の回転角度θｒｔだけ、玉型の水平方向と眼鏡レンズの水平方向（乱視軸の基準方向）を回転させておく。これによって、反り角のついた眼鏡を前傾させたときに玉型が回転することで乱視軸の方向がずれてしまうことを防ぐことができる。

以上の説明においては、レンズ支持部材であるレンズ支持ピン１２０に置かれたレンズＬＥに対して、カップ取付け機構３００により装着部３２０に装着されたカップＣｕを移動してカップＣｕの位置が調整される構成としたが、相対的にレンズＬＥを支持する支持機構を移動することにより、カップの位置が調整される構成とすることもできる。また、レンズ支持機構又はカップ取付け機構３００を移動させる代わりに、特開２０００−７９５４５号公報に記載されたように、単焦点レンズのおけるレンズの光学中心、乱視軸角度の検出情報に加えて、玉型の回転角度θｒをパネル３のディスプレイに表示し、レンズを手動により移動してカップの位置を調整する構成であっても良い。

また、本実施形態において、求めた回転角度θｒｔを用いてレンズＬＥの水平基準方向に対してカップＣｕの水平基準方向を回転させたが、これに限らない。例えば、図２３（ｂ）に示すように、レンズＬＥの水平基準方向に対してカップＣｕ水平基準方向を回転させずにカップＣｕをレンズＬＥに取り付ける。そして、求めた玉型の回転角度θｒｔを図示無きレンズ加工装置等に送信する。レンズ加工装置は、受信した回転角度θｒｔだけ玉型を回転させて眼鏡レンズを加工する。こうすることによっても、加工された眼鏡レンズの水平方向は回転された状態になる。これによっても、乱視軸の方向がずれてしまうことを軽減させることができる。

なお、本実施形態の眼鏡パラメータ演算装置（例えば、カップ取付け装置）における回転角度設定モードは、前述と異なる操作方法で玉型の回転角度θｒｔを求めることができる。

例えば、表示領域２０Ｃに表示された側方玉型図形２５に対する操作によって前傾角度θｆを変更することで、玉型の回転角度θｒｔを設定してもよい。この場合、操作者は、表示領域２０Ｃに表示された側方玉型図形２５に２本の指で触れ、側方玉型図形２５を前傾させる方向（例えば、左方向）に回転させるようにドラッグする。制御部５０は、側方玉型図形２５に対する操作信号を受け付け（ステップ９ｂ）、側方玉型図形２５を前傾させて表示させる。

このとき、例えば、前傾角度θｆが１°切り換わるごとに表示領域２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの画像表示を切換えてもよい。例えば、玉型図形２３の形状、側方玉型図形２５の形状、表示欄２１の数値の表示を切り換えてもよい。

操作者は、側方玉型図形２５の前傾状態を確認しながら２本の指によるドラッグ操作を行い、側方玉型図形２５が程良く前傾して表示された時点で、パネル３から指を放し、操作を終了する。制御部５０は、このときの側方玉型図形２５の前傾角度θｆ及び反り角度θｓから玉型図形２３の回転角度θｒを求めてもよい。

以上のように、制御部５０は、装用時における反り角度及び前傾角度θｆに基づいて、玉型図形２３を回転させるための回転角度θｒを演算する回転角度演算手段として機能してもよい。回転角度θｒを演算する方法は、上記の方法を用いてもよい。

そして、表示制御手段として機能する制御部５０は、回転角度演算手段によって演算された回転角度θｒに基づいて、玉型図形２３を回転して表示させてもよい。

このように、操作者は、表示領域２０Ｃの側方玉型図形２５の前傾状態を確認することで、玉型の回転角度θｒｔを求めてもよい。これによって、眼鏡フレームＦの前傾状態または前傾角度θｆがどの程度か見当が付いている場合、操作者は、簡単な操作で玉型の回転角度θｒｔを求めることができる。

また、回転角度設定モードの異なる操作方法の一つとして、例えば、表示領域２０Ａの表示欄２１ｂ，２１ｃに適当な前傾角度θｆまたは回転角度θｒの数値を入力する方法がある。例えば、操作者は前傾角度θｆまたは回転角度θｒの内、数値を入力したい方の表示欄をタッチする。すると、図示無きテンキーが表示される。操作者はテンキーの操作によって数値を入力する。すると、制御部５０によって表示領域２０Ｂ，２０Ｃの画像が入力された回転角度θｆまたは回転角度θｒに基づいて補正され、玉型図形２３及び側方玉型図形２５の表示が切り換わる。操作者は、表示の切り換わった玉型図形２３または側方玉型図形２５の形状を確認し、適した形状になるまで、表示欄２１ｂまたは２１ｃへの数値入力を続ける。これを繰り返すことによって、玉型の回転角度θｒｔを設定することができる。制御部５０は、表示欄２１への操作信号を受け付け（ステップ９ｃ）、玉型図形２３を補正して表示する。

これによって、前傾角度θｆまたは回転角度θｒの数値がある程度予測できる場合は、簡単な数値入力だけで済ませることができる。

なお、本実施形態のカップ取付け装置は、装用状態撮影装置６００によって撮影した装用者Ｗｒの正面画像２２をパネル３に表示し、その上に玉型図形２３を重畳表示する。そして、玉型図形２３の形状を正面画像２２のフレーム画像２２ａの形状に合わせることによって、玉型図形２３の形状を調整するものとして説明したが、これに限らない。

例えば、カップ取付け装置は、装用状態撮影装置６００を備えず、パネル３には、正面画像２２を表示せず、玉型図形２３のみを表示させてもよい。このような場合、例えば、操作者は、装置の傍らに眼鏡フレームＦを装用した装用者Ｗｒを座らせる。そして、装用者Ｗｒの装用した眼鏡フレームＦの玉型の形状を観察し、その形状に合うように、パネル３に表示された玉型図形２３の形状を調整してもよい。

このようにすれば、装用状態撮影装置６００の構成を省くことができ、カップ取付け装置１全体の構成を簡略化することができる。さらに、装用状態撮影装置６００によって装用者Ｗｒを撮影する手間を省くことができ、眼鏡レンズＬＥにカップＣｕを取り付けるための時間を短縮することができる。

また、正面画像２２を表示させない別の方法としては、例えば、正面方向から見た眼鏡フレームＦの形状データをパネル３に表示させてもよい。なお、眼鏡フレームＦの形状データを表示させるときは、装用時の前傾状態で表示させるとよい。例えば、テンプルが水平方向に位置する状態、またはテンプルが水平方向より少し前傾した状態における眼鏡フレームＦの形状を表示させてもよい。そして、操作者は、表示された眼鏡フレームＦの形状に合わせて玉型図形２３の形状を調整してもよい。

眼鏡フレームＦの形状データは、例えば、眼鏡フレームＦの設計データから取得してもよい。眼鏡フレームＦの設計データは外部の記憶装置から取得してよい。

なお、以上の説明において、眼鏡パラメータ演算装置はカップ取付け装置１として説明したが、これに限らない。例えば、前述のような回転角度設定モードを備えた印点装置でもよい。印点装置は、例えば、少なくとも眼鏡レンズの光学中心または乱視軸の基準方向を規定するための印点を眼鏡レンズに施すための印点部材を備える装置である。

印点装置において回転角度設定モードが搭載される場合、印点装置の制御部は、回転角度設定モードで求められた玉型の回転角度θｒｔを用いて印点を施す方向を決定してもよい。また、印点装置に対するレンズの回転量を決定してもよい。また、印点装置は、回転角度演算手段（例えば、印点装置の制御部など）を備え、回転角度演算手段によって求めた玉型の回転角度θｒに基づいて、印点部材に対して、印点を施そうとする眼鏡レンズを回転させる角度を出力することとしてもよい。

このように、印点装置の制御部は、回転角度演算手段（例えば、制御部５０）によって求められた回転角度θｒｔに基づいて、眼鏡レンズに施す印点の位置を演算するための印点位置演算手段として機能してもよい。

なお、眼鏡パラメータ演算装置は、眼鏡レンズを眼鏡フレームＦの玉型形状に加工するための眼鏡レンズ加工装置であってもよい。この場合、例えば、眼鏡レンズ加工装置の制御部は、装用時の眼鏡フレームＦの反り角度及び前傾角度に基づいて、表示部等に表示される玉型図形（または、玉型データ）を回転させるための回転角度を演算する回転角度演算手段として機能してもよい。

眼鏡レンズ加工装置において回転角度設定モードが搭載される場合、眼鏡レンズ加工装置の制御部は、回転角度設定モードで求められた玉型の回転角度θｒｔを用いて、眼鏡レンズの加工方向を設定してもよい。例えば、眼鏡レンズをチャックするときに予め回転角度θｒｔだけ回転させてからチャックしてもよい。

また、例えば、眼鏡レンズの加工に用いる玉型データを角度θｒｔだけ回転させてもよい。このように、求められた回転角度θｓに基づいて、眼鏡レンズＬＥを加工するときの加工動作を制御する加工制御手段（例えば、制御部５０）をさらに備えてもよい。

なお、回転角度設定モードにおいて、制御部５０は、正面画像２２からフレーム画像２２ａを検出してもよい。そして、制御部５０は検出したフレーム画像２２ａに一致するように、玉型図形２３の表示倍率、表示位置、前傾角度θｆ、回転角度θｒなどを変更してもよい。これにより、操作者は、回転角度θｒｔを求めるために、玉型図形２３をフレーム画像２２ａに合わせるように調整する手間が省け、操作時間が短縮される。

１ カップ取付け装置
３ タッチパネル
５ 玉型形状測定ユニット
２０ 回転角度設定画面
２１ 表示欄
２２ 正面画像
２２ａ フレーム画像
２３ 玉型図形
２４ 側方画像
２５ 側方玉型図形
６００ 装用者撮影装置

Claims (4)

1. 眼鏡を製作するための眼鏡パラメータを演算する眼鏡パラメータ演算装置であって、
   装用時における眼鏡フレームの反り角度及び前傾角度に基づいて、玉型を表す玉型図形を補正し、補正された前記玉型図形を表示部に表示させる表示制御手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記眼鏡フレームを含む被操作者の正面画像及び側方画像の少なくともいずれかである装用画像を撮像する撮像光学系によって撮像された前記装用画像を表示部に表示するとともに、前記装用画像に前記玉型図形を重畳表示させることを特徴とする眼鏡パラメータ演算装置。
2. 請求項１の眼鏡装用パラメータ演算装置において、
   前記表示部に表示された前記装用画像を用いて、前記眼鏡フレームの前記前傾角度を取得するための操作者からの指示を受け付ける前傾角度受付手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記前傾角度受付手段によって受け付けられた指示に応じて前記眼鏡フレームの前記前傾角度を取得し、取得された前記前傾角度、及び予め取得された前記反り角度に基づいて前記玉型図形を補正して前記表示部に表示させることを特徴とする眼鏡パラメータ演算装置。
3. 請求項１又は２の眼鏡装用パラメータ演算装置において、
   装用時における前記反り角度及び前記前傾角度に基づいて、前記表示部に表示される前記玉型図形を玉型の投影平面上で回転させるための回転角度を演算する回転角度演算手段を備え、
   前記表示制御手段は、玉型の投影平面上での前記回転角度に基づいて、前記表示部に表示される前記玉型図形を回転して表示させることを特徴とする眼鏡パラメータ演算装置。
4. 眼鏡を製作するための眼鏡パラメータを演算する眼鏡パラメータ演算装置において実行される眼鏡パラメータ演算プログラムであって、
   前記眼鏡パラメータ演算装置のプロセッサによって実行されることで、
   眼鏡フレームを含む被操作者の正面画像及び側方画像の少なくともいずれかである装用画像を撮像する撮像光学系によって撮像された装用画像を表示部に表示するとともに、装用時における前記眼鏡フレームの反り角度及び前傾角度に基づいて、玉型を表す玉型図形を補正し、補正された前記玉型図形を前記装用画像に重畳表示させる表示制御ステップを前記眼鏡パラメータ演算装置に実行させることを特徴する眼鏡パラメータ演算プログラム。

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