JP7484136B2 - 眼鏡枠形状測定装置及び眼鏡枠形状測定プログラム - Google Patents
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Description
本開示の実施形態に関わる眼鏡枠形状測定装置の概要を説明する。本実施形態では、眼鏡枠形状測定装置の上下方向をZ方向、左右方向をX方向、前後方向をY方向とする。言い換えると、眼鏡枠形状測定装置に保持される眼鏡フレームにおいて、装用時のリムの前後方向をZ方向、装用時のリムの左右方向(左端及び右端の方向)をX方向、装用時のリムの上下方向(上端及び下端の方向)をY方向とする。なお、以下の<>にて分類された項目は、独立または関連して利用されうる。
本実施形態における眼鏡枠形状測定装置は、投光光学系(例えば、投光光学系30a)を備える。投光光学系は、光源(例えば、光源31)を有し、眼鏡フレームのリムの溝に向けて、光源から測定光束を照射する。これによって、眼鏡フレームのリムの溝に、眼鏡フレームのリムの溝が測定光束により光切断される第1切断面が形成される。
本実施形態における眼鏡枠形状測定装置は、受光光学系(例えば、受光光学系30b)を備える。受光光学系は、検出器(例えば、検出器37)を有し、眼鏡フレームのリムの溝における第1切断面にて反射された測定光束の反射光束を検出器によって受光する。
本実施形態において、投光光学系と受光光学系は、眼鏡フレームのリムの溝の第1切断面において、後述の第1断面情報を取得できる位置関係にて配置されていればよい。例えば、投光光学系と受光光学系とは、シャインプルークの原理に基づく光学系の構成で配置されてもよい。もちろん、例えば、投光光学系と受光光学系は、シャインプルークの原理に基づく光学系の構成ではなく、異なる光学系の構成で配置されてもよい。一例としては、OCT光学系の構成で配置されてもよい。
本実施形態における眼鏡枠形状測定装置は、取得手段(例えば、制御部50)を備える。取得手段は、受光光学系における検出器の検出結果に基づいて、眼鏡フレームのリムの溝の第1切断面における第1断面情報を取得する。例えば、眼鏡フレームのリムの溝の第1切断面における第1断面情報とは、眼鏡フレームのリムの溝に対する任意の方向の切断面における、リムの溝の断面形状、リムの溝の斜面角度、リムの肩の斜面長さ、リムの溝の底位置、リムの溝の底までの距離、等の少なくともいずれかを含む情報であってもよい。
本実施形態における眼鏡枠形状測定装置は、補正手段(例えば、制御部50)を備える。補正手段は、眼鏡フレームのリムの溝の第1切断面が、リムの溝における所望の方向の第2切断面となるように、第1断面情報を第2断面情報に補正する。例えば、リムの溝における所望の方向の第2切断面とは、リムの溝における第1切断面とは異なる切断面であればよい。一例として、第2切断面は、リムの溝における動径方向の切断面であってもよい。もちろん、第2切断面は、リムの溝における動径方向とは異なる方向の切断面であってもよい。
本実施形態における眼鏡枠形状測定装置(以下、測定装置)の一実施例について説明する。
図2は、眼鏡フレームFを保持したフレーム保持ユニット10の上面図である。フレーム保持ユニット10は、眼鏡フレームFを所期する状態に保持する。例えば、フレーム保持ユニット100は、保持部ベース101、前スライダー102、後スライダー102、開閉移動機構110、等を備える。
測定ユニット20は、フレーム保持ユニット10の下部に配置される。例えば、測定ユニット20は、ベース部211、保持ユニット25、移動ユニット210、回転ユニット260、等を備える。
保持ユニット25について説明する。保持ユニット25には、開口部26が設けられる。例えば、開口部26には、開口部26を覆うような透明パネルが設けられてもよい。保持ユニット25は、その内部に、眼鏡フレーム測定光学系30を保持する。
例えば、投光光学系30aは、光源31と、レンズ32と、スリット板33と、レンズ34と、を備える。例えば、光源31から出射された測定光束は、レンズ32によって集光し、スリット板33を照明する。例えば、スリット板33を照明した測定光束は、スリット板33によって、細いスリット状に制限された測定光束となり、レンズ34を介して、眼鏡フレームFのリムの溝FAに照射される。すなわち、眼鏡フレームFのリムの溝FAにスリット光が照射される。これにより、眼鏡フレームFのリムの溝FAは、スリット光により光切断された形で照明される。
例えば、受光光学系30bは、レンズ36と、検出器37(例えば、受光素子)と、を備える。例えば、レンズ36は、眼鏡フレームFのリムの溝FAでの反射により取得される、リムの溝FAの反射光束(例えば、リムの溝FAの散乱光、リムの溝FAの正反射光、等)を検出器37に導く。例えば、検出器37は、眼鏡フレームFのリムの溝FAと略共役な位置に配置された受光面を持っている。
本実施例において、投光光学系30aと受光光学系30bとはシャインプルーフの原理に基づいて配置される。例えば、眼鏡フレームFのリムの溝FAを投光光学系30aによるスリット光が光切断する切断面と、眼鏡フレームFのリムの溝FAを含むレンズ系(眼鏡フレームFのリムの溝FA及びレンズ36)と、検出器37の受光面と、がシャインプルーフの関係で配置される。
移動ユニット210について説明する。図4~図6は、測定ユニット20を説明する図である。図4は、測定ユニット20の上面斜視図である。図5は、測定ユニット20の下面斜視図である。図6は、後述するZ方向移動ユニット220及びY方向移動ユニット230の上面斜視図(ベース部211とX方向移動ユニット240を取り外した状態の斜視図)である。
回転ユニット260について説明する。図7は、回転ユニット260の概略図である。例えば、回転ユニット260は、Z方向に延びる回転軸LOを中心に、保持ユニット25を回転させることで、開口部26が向くXY方向を変更する。例えば、回転ユニット260は、回転ベース261を備える。例えば、保持ユニット25は、回転ベース261に取り付けられている。例えば、回転ベース261は、Z方向に延びる回転軸LOを中心にして回転可能に保持されている。例えば、回転ベース261の下部の外周には、大径ギヤ262が形成されている。例えば、回転ユニット260は、取り付け板252を有する。例えば、取り付け板252には、モータ265が取り付けられている。例えば、モータ265の回転軸には、ピニオンギヤ266が固定され、ピニオンギヤ266の回転は、取り付け板252に回転可能に設けられたギヤ263を介して、大径ギヤ262に伝達される。したがって、モータ265の回転により、回転ベース261が回転軸LOの軸回りに回転される。例えば、モータ265の回転は、モータ265へ一体的に取り付けられたエンコーダ265aにより検出され、エンコーダ265aの出力から、回転ベース261の回転角が検知される。回転ベース261の回転の原点位置は、図示を略す原点位置センサにより検知される。なお、上記のような回転ユニット260の各移動機構は、本実施例に限定されず、周知の機構を採用することができる。
図8は、測定装置1の制御系を示す図である。例えば、制御部50には、モニタ3、スイッチ部4、光源31、検出器37、エンコーダ265a、各モータ、不揮発性メモリ52(以下、メモリ52)、等が電気的に接続されている。
測定装置1の制御動作を説明する。
図9は、リムの溝FAに対する測定光束の照射位置を説明する図である。図9(a)と図9(b)は、リムの溝FAに対する測定光束の異なる照射位置を示している。制御部50は、測定開始の信号に基づいて、X方向移動ユニット240、Y方向移動ユニット230、Z方向移動ユニット220、及び回転ユニット260、の少なくともいずれかの駆動を制御し、保持ユニット25を退避位置から初期位置へと移動させる。これにより、投光光学系30aによる測定光束の照射位置が、リムの溝FAの測定位置T1に設定される。例えば、リムの溝FAの測定位置T1は、リムの幾何学中心位置Bを基準とした所定の動径角度αの位置(本実施例では、0度の位置)に設定されている。もちろん、リムの溝FAの測定位置T1は、任意の動径角度αの位置に設定可能であってもよい。
図10は、リムの溝FAにおける法線方向からの撮像画像40の一例である。例えば、制御部50は、撮像画像40を解析し、リムの溝FAにおける法線方向の第1断面形状41を検出する。例えば、制御部50は、撮像画像40に対して走査線S1、走査線S2、走査線S3、・・・、走査線Snの順に輝度値の検出を行い、輝度分布を得る。例えば、検出器37により反射光束が検出されるため、撮像画像40上に第1断面形状41が存在する場合は、輝度値が上昇する。例えば、制御部50は、このように撮像画像40の輝度値の変化を検出することで、撮像画像40から第1断面形状41を抽出することができる。
図11は、リムの溝FAの第1断面形状41から得られる種々のパラメータを示す図である。本実施例においては、眼鏡フレームFのリムの溝FAにおける各々の測定位置にて、リムの溝FAの法線方向からの撮像画像40が取得され、リムの溝FAの法線方向の第1断面形状41が検出される。このため、リムの溝FAの底までの距離K1、リムの溝FAの左右の斜面角度θ1及びθ2、リムの溝FAの左右の斜面長さK2及びK3、左右のリム肩の長さK4及びK5、等のパラメータが、リムの溝FAの法線方向に対するパラメータとして取得される。
例えば、制御部170は、眼鏡フレームFのリムの形状を、リムの溝FAの動径方向における3次元断面形状から取得することができる。例えば、制御部170は、リムの溝FAの複数の動径角度αについて、補正画像60における第2断面形状61から底43を検出し、検出結果に基づいて、眼鏡フレームのリムの形状を取得する。例えば、制御部170は、リムの溝FAの補正画像60を取得した取得位置と、動径角度α毎の底43の位置と、に基づいて、リムの溝FAの底43の位置情報を取得する。例えば、これによって、制御部170は、眼鏡フレームFのリムの3次元形状(rn,zn,θn)(n=1,2,3、・・・,N)を取得してもよい。
なお、本実施例では、リムの溝FAにおける法線方向の撮像画像40を取得し、これを、リムの溝FAにおける動径方向の補正画像60に補正する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、リムの溝FAにおける法線方向の信号データを取得し、これを、リムの溝FAにおける動径方向の信号データに補正する構成としてもよい。この場合、制御部170は、第1断面形状41の信号データを第2断面形状61の信号データに変換し、リムの溝FAにおける動径方向の種々のパラメータを取得することができる。
3 モニタ
4 スイッチ部
10 フレーム保持ユニット
20 測定ユニット
25 保持ユニット
30a 投光光学系
30b 受光光学系
50 制御部
52 メモリ
220 Z方向移動ユニット
230 Y方向移動ユニット
240 X方向移動ユニット
260 回転ユニット
Claims (6)
- 眼鏡フレームの形状を測定する眼鏡枠形状測定装置であって、
前記眼鏡フレームのリムの溝に向けて光源から測定光束を照射し、前記リムの溝に第1切断面を形成する投光光学系と、
前記リムの溝の前記第1切断面にて反射された前記測定光束の反射光束を、第1検出器にて受光する受光光学系と、
前記第1検出器の検出結果に基づいて、前記リムの溝の前記第1切断面における第1断面情報を取得する取得手段と、
前記リムの溝の前記第1切断面が、前記リムの溝における所望の方向の第2切断面であって、前記第1切断面とは異なる方向の第2切断面となるように、前記第1断面情報を第2断面情報に補正する補正手段と、
前記リムの溝の前記第2切断面に対するパラメータを、前記第2断面情報に基づいて取得するパラメータ取得手段と、
を備え、
前記第1切断面と前記第2切断面は、前記リムの溝上における同一の測定位置に対する切断面であることを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。 - 請求項1の眼鏡枠形状測定装置において、
前記補正手段は、前記第1切断面に対する前記第2切断面のずれ角度に基づいて、前記リムの溝の前記第1切断面が、前記リムの溝における前記所望の方向の第2切断面となるように、前記第1断面情報を前記第2断面情報に補正することを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。 - 請求項1または2の眼鏡枠形状測定装置において、
前記リムの溝における前記所望の方向は、前記リムの溝における動径方向であって、
前記補正手段は、前記リムの溝の前記第1切断面が、前記リムの溝における前記動径方向の第2切断面となるように、前記第1断面情報を第2断面情報に補正することを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。 - 請求項1~3のいずれかの眼鏡枠形状測定装置において、
前記第1切断面は、前記リムの溝における法線方向の切断面であって、
前記取得手段は、前記リムの溝における前記法線方向の前記第1切断面における前記第1断面情報を取得することを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。 - 請求項1~4のいずれかの眼鏡枠形状測定装置において、
前記眼鏡フレームの前記リムの溝に押し当てられる測定子と、前記測定子の位置を検出する第2検出器であって、前記第1検出器とは異なる第2検出器と、を有する測定子ユニットと、
前記投光光学系と、前記受光光学系と、を有する光学式測定ユニットと、
を備え、
前記眼鏡フレームに対し、前記測定子ユニットと、前記光学式測定ユニットと、を一体的に移動させることを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。 - 眼鏡フレームの形状を測定する眼鏡枠形状測定装置にて用いる眼鏡枠形状測定プログラムであって、
前記眼鏡枠形状測定装置のプロセッサに実行されることで、
前記眼鏡フレームのリムの溝に向けて光源から測定光束を照射し、前記リムの溝に第1切断面を形成する投光ステップと、
前記リムの溝の前記第1切断面にて反射された前記測定光束の反射光束を、第1検出器にて受光する受光ステップと、
前記第1検出器の検出結果に基づいて、前記リムの溝の前記第1切断面における第1断面情報を取得する取得ステップと、
前記リムの溝の前記第1切断面が、前記リムの溝における所望の方向の第2切断面であって、前記第1切断面とは異なる第2切断面となるように、前記第1断面情報を第2断面情報に補正する補正ステップと、
前記リムの溝の前記第2切断面に対するパラメータを、前記第2断面情報に基づいて取得するパラメータ取得ステップと、
を前記眼鏡枠形状測定装置に実行させ、
前記第1切断面と前記第2切断面は、前記リムの溝上における同一の測定位置に対する切断面であることを特徴とする眼鏡枠形状測定プログラム。
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