JPH079315A - フレーム形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フレームPDを短時間で測定できるフレーム形状
測定装置を提供すること。 【構成】演算制御回路は、ヤゲン溝の座標からレンズ枠
の幾何学中心Ｏ₀と前記レンズ枠のブリッジ側までの距
離を求めると共に、前記ＣＣＤからの検出信号を基に左
右のレンズ枠間距離５０４Ｌを求めて、前記枠内距離に
レンズ枠間距離の半分の値を加算し、この加算値の２倍
の値をフレームPDとして求めることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメガネフレームのレンズ
枠、またはレンズ枠形状から倣い加工された型板の形状
をデジタル測定する装置、特に、未加工眼鏡レンズをレ
ンズ枠または型板の形状に係る情報によって研削加工す
る玉摺機と併用するに適したフレーム形状測定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種のフレーム形状測定装置として
は、フレーム保持装置の本体の保持面にメガネフレーム
をバネ付勢された保持棒で押さえつけるように保持させ
て、このメガネフレームのヤゲン溝にソロバン玉状のフ
ィーラーを内接させて移動させ、このフィーラーの移動
軌跡を検出することにより、メガネフレームの形状を測
定するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メガネ
フレームのフレームPDの測定においては、従来はメガネ
フレームの左右のレンズ枠の幾何学中心間距離を直接測
定していたので、メガネフレームの両レンズ枠の形状測
定を行わなければならず、測定に時間がかかるという問
題があった。

【０００４】そこで、この発明の目的は、フレームPDを
短時間で測定できるフレーム形状測定装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、測定基準面が設けられた測定装置本体と、前記測定
装置本体に取り付けられ且つ左右のレンズ枠がブリッジ
で接合されたメガネフレームを保持させるフレーム保持
手段と、前記メガネフレームのレンズ枠の内周に設けた
ヤゲン溝に沿って当接移動させられるフィーラーと、前
記フィーラーの前記測定基準面に沿うＸ−Ｙ軸方向の移
動位置を検出するＸ−Ｙ方向位置検出手段と、前記各位
置検出手段からの検出信号を基に前記レンズ枠のヤゲン
溝の座標位置及び形状を算出するための演算制御回路と
を備えるフレーム形状測定装置において、前記フレーム
保持手段に保持されたメガネフレームの左右のレンズ枠
に跨る位置に配設されたＣＣＤと、前記左右のレンズ枠
に跨って前記ＣＣＤに対向する発光手段を備え、前記演
算制御回路は、前記ヤゲン溝の座標からレンズ枠の幾何
学中心と前記ＣＣＤからの検出信号を基に左右レンズ枠
間の中心位置とを求め、その幾何学中心位置と左右レン
ズ枠間中心位置とからフレームPDを求める様にしたフレ
ーム形状測定装置としたことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を図をもとに説明する。

【０００７】図３は本発明に係るレンズ枠形状測定装置
を示す斜視図である。本装置は、大きく３つの部分、す
なわちメガネフレームの左右のレンズ枠を同時に保持す
るフレーム保持装置部１００（フレーム保持手段）と、
このフレーム保持装置部１００を支持するとともに、こ
の保持装置部の測定面内への移送及びその測定面内での
移動を司る支持装置部２００と、メガネフレームのレン
ズ枠または型板の形状をデジタル測定する計測部３００
（測定手段）とから構成されている。 ＜フレーム保持装置部１００（フレーム保持手段）＞フ
レーム保持装置部１００は図４〜図７に示した様に固定
ベース１５０を有し、固定ベース１５０は辺１５１ａ，
１５１ａが設けられフランジ１５１，１５１を両側に有
する。

【０００８】この各フランジ１５１には、長手方向に間
隔をおいて一対のフレーム保持棒１５２，１５２が夫々
ネジ止めされている。尚、フランジ１５１，１５１に対
応するフレーム保持棒１５２，１５２は、互いに同軸に
設けられていると共に、互いに間隔をおいて対向させら
れている。

【０００９】この固定ベース１５０の底板１５０ａとフ
ランジ１５１の間には、辺１５３ａ、１５３ａを有する
透明材料製の可動ベース１５３が挿入されている。この
可動ベース１５３は固定ベース１５０の底板１５０ａに
取り付けられた２枚の板バネ１５４、１５４によって支
持されている。

【００１０】可動ベース１５３には２本の平行なガイド
溝１５５、１５５が形成され、このガイド溝１５５、１
５５にスライダー１５６、１５６の突起１５６ａ、１５
６ａが係合されて、スライダー１５６、１５６が可動ベ
ース１５３上に摺動可能且つ相対接近・離反可能に嵌挿
されている。

【００１１】一方、可動ベース１５３の長手方向両側に
は円形開口１５７，１５７が形成され、各円形開口１５
７の内周にはリング１５８が回動自在に嵌込まれてい
る。このリング１５８の上面には２本のピン１５９、１
５９が植設され、このピン１５９、１５９のそれぞれは
スライダー１５６、１５６の段付部１５６ｂ、１５６ｂ
（保持面）に形成されたスロット１５６ｃに挿入されて
いる。

【００１２】さらに、スライダー１５６、１５６の中央
には縦状の切欠部１５６ｄ、１５６ｄが形成されてお
り、切欠部１５６ｄ、１５６ｄ内に前述のフレーム保持
棒１５２、１５２がそれぞれ挿入可能となっている。ま
た、スライダー１５６、１５６の上面には、スライダー
操作時に操作者が指を挿入して操作しやすくするための
穴部１５６ｅ、１５６ｅが形成されている。 ＜支持装置２００＞支持装置部２００は図３に示すよう
に筐体２０１（装置本体）上に縦方向（測定座標系のＸ
軸方向）に平行に設置されたガイドレール２０２ａ，２
０２ｂを有する。このガイドレール２０２ａ，２０２ｂ
にはスライド駒２０３ａ，２０３ｂが摺動自在に保持さ
れ、スライド駒２０３ａ．２０３ｂ上には移動ステージ
２０３が固定されていて、移動ステージ２０３はガイド
レール２０２ａ，２０２ｂの長手方向に移動可能となっ
ている。しかも、移動ステージ２０３の下面のスライド
駒２０３ａには雌ネジ部２０４が形成されており、この
雌ネジ部２０４にはＸ軸用送りネジ２０５が螺合されて
いる。このＸ軸送りネジ２０５はパルスモータからなる
Ｘ軸モータ２０６により回動される。

【００１３】移動ステージ２０３の両側フランジ２０７
ａ，２０７ｂ間には測定標系のＹ軸方向と平行にガイド
軸２０８が渡されており、このガイド軸２０８はフラン
ジ２０７ａに取り付けられたガイド軸モータ２０９（回
動駆動手段であるパルスモータ）により回転できるよう
構成されている。ガイド軸２０８は、その軸と平行に外
面に一条のガイド溝２１０が形成されている。このガイ
ド軸２０８の中心線を含む水平面は図１５，１６の如く
基準測定面ＳＯとなる。

【００１４】ガイド軸２０８にはハンド２１１，２１２
が長手方向に摺動可能に支持されている。このハンド２
１１，２１２の軸穴２１３，２１４にはそれぞれ突起部
２１３ａ，２１４ａが形成されており、この突起部２１
３ａ，２１４ａが前述のガイド軸２０８のガイド溝２１
０内に係合され、ハンド２１１，２１２のガイド軸２０
８の回りの回転を阻止している。

【００１５】ハンド２１１は互いに交わる二つの斜面２
１５，２１６を持ち、他方ハンド２１２も同様に互いに
交わる二つの斜面２１７，２１８を有している。ハンド
２１２の両斜面２１７，２１８が作る稜線２２０はハン
ド２１１の斜面２１５，２１６の作る稜線２１９と平行
でかつ同一平面内に位置するように、また、斜面２１
７，２１８のなす角度と斜面２１５，２１６のなす角度
は相等しいように構成されている。そして両ハンド２１
１，２１２の間には図１０に示すようにバネ２３０が掛
け渡されている。

【００１６】この構成によって、ハンド２１１，２１２
間にフレーム保持装置１００を保持させて、ガイド軸２
０８をガイド軸モータ２０９（パルスモータ）で回動駆
動させることにより、ハンド２１１，２１２及びフレー
ム保持装置１００は基準測定面ＳＯに対して上下に傾斜
回動させられる。

【００１７】移動ステージ２０３ 後側フランジ２２１
の一端にはプーリー２２２が回動自在に軸支され後側フ
ランジ２２１の他端にはプーリー２２３を有するＹ軸モ
ーター２２４（パルスモータ）が取り付けられている。
プーリー２２３，２２４にはスプリング２２５を介在さ
せたミニチアベルト２２６が掛け渡されており、ミニチ
アベルト２２６の両端にはハンド２１１の上面に植設さ
れたピン２２７に固着されている。

【００１８】他方、ハンド２１２の上面には、鍔２２８
が形成されており、この鍔２２８はハンド２１２の移動
により移動ステージ２０８の後側フランジ２２１に植設
されたピン２２９の側面に当接するように構成されてい
る。

【００１９】＜計測部３００（測定手段）＞測定手段と
しての計測部３００は、Ｘ−Ｙ方向位置検出手段（水平
方向位置検出手段）とＺ方向位置検出手段（鉛直方向位
置検出手段）を有する。

【００２０】（Ｘ−Ｙ方向位置検出手段）このＸ−Ｙ方
向位置検出手段は、筐体２０１の下面に取り付けられた
センサーアーム回転モータ３０１（パルスモータ）と筐
体２０１の上面に回動自在に軸支されたセンサーアーム
部３０２と、センサーアーム回転モータ３０１の回転軸
３０４に取り付けられたプーリー３０３と、センサーア
ーム部３０２のベース３１０（後述）を筺体２０１の上
面に水平回転自在に支持している回転軸３０４と、プー
リー３０３，回転軸３０４に掛け渡されたベルト３０５
を有する。これによりモータ３０１の回転がセンサーア
ームに伝達される。３１０ａ，３１０ａはベース３１０
の長手方向両端に設けられた起立壁である。尚、センサ
ーアーム部３０２の回転角度はモータ３０１の回転制御
量から知ることができる。

【００２１】また、Ｘ−Ｙ方向位置検出手段は、前述の
ベース３１０と、このベース３１０の起立板部３１０
ａ，３１０ｂ間に渡架された互いに平行な２本のレール
３１１，３１１と、このレール３１１，３１１上に長手
方向に移動自在に装着されたセンサーヘッド部３１２
と、センサーヘッド部３１２の一側面に取り付けた磁気
スケール読取りヘッド３１３と、レール３１１と平行に
取り付けられた磁気スケール３１４と、センサーヘッド
部３１２を常時アーム端側面へ引っ張るバネ装置３１５
を有する。尚、磁気スケール読み取りヘッド３１３は、
磁気スケール３１４を読取ってセンサーヘッド部３１２
の移動量を検出するように構成されている。

【００２２】そして、Ｘ−Ｙ方向位置検出手段では、モ
ータ３０１の回動制御量と磁気スケール読み取りヘッド
３１３の検出信号から、後述するフィーラーの水平方向
（Ｘ−Ｙ方向）の位置（極座標）を知ることができる。

【００２３】（バネ装置３１５）図８は、バネ装置３１
５の構成を示している。このバネ装置３１５は、ベース
３１０の起立板部３１０ａに取り付けられたケーシング
３１７と、ケーシング３１７内に設けられた電磁マグネ
ット３１８と、電磁マグネット３１８の軸穴内にその軸
線方向に摺動可能に嵌挿されたスライド軸３１９を有す
る。尚、スライド軸３１９はレール３１１と直交する方
向に延びている。

【００２４】このスライド軸３１９は鍔３２０，３２１
を有し、鍔３２０とケーシング３１７との間にはバネ３
２３が介装されて、スライド軸３１９を常時左方に付勢
している。

【００２５】スライド軸３１９の端部にはクラッチ板３
２４，３２５が回動可能に軸支され、クラッチ板３２
４，３２５間にはスライド軸３１９に捲回したぜんまい
バネ３１６が配設されている。このぜんまいバネ３１６
は、一端がクラッチ板３２４に固着され、他端がセンサ
ヘッド部３１２のスライダー３５０に固定されて、セン
サヘッド部３１２を起立板部３１０ａ側に付勢してい
る。

【００２６】また、両クラッチ板３２４，３２５間には
スライド軸３１９に捲回した圧縮バネ３２６が介装され
ている。この圧縮バネ３２６は、常時、クラッチ板３２
４，３２５の間隔を広げて、ぜんまいバネ３１６とクラ
ッチ板３２５との接触を妨げている。さらに、スライド
軸３１９の端部にはワッシャー３２７が取り付けられて
いる。

【００２７】（センサーヘッド部３１２）図１１はセン
サーヘッド部３１２は、長手方向に移動自在にレール３
１１に支持されたスライダー３５０を有する。このスラ
イダー３５０には鉛直方向に向けて形成した軸穴３５１
が設けられ、この軸穴３５１にはセンサー軸３５２が挿
入され、このセンサー軸３５２と軸穴３５１との間には
センサー軸３５２に保持されたボールベアリング３５３
が介装されている。これにより、センサー軸３５２の鉛
直軸線回りの回動及び鉛直軸線方向の移動をスムーズに
している。

【００２８】センサー軸３５２の上部には断面が半月状
の切欠きを有し、この切欠き面である型板当接面３５４
は眼鏡フレームのレンズ枠形状から倣い加工された型板
の形状を計測するときにその型板側面と当接する型板フ
イーラーを構成する。また、センサー軸３５２の中央に
はアーム３５５が取り付けられており、このアーム３５
５の上部にはレンズ枠のヤゲン溝と当接されるソロバン
玉形状のヤゲンフイーラー３５６が可動可能に軸支され
ている。そして上記切欠き面すなわち型板当接面３５４
およびヤゲンフイーラー３５６の円周点の両方は鉛直な
センサー軸３５２の中心線状に位置するように構成され
る。

【００２９】（Ｚ方向位置検出手段）スライダー３５０
の下部とセンサー軸３５２（可動軸）の下部との間に
は、上述したセンサー軸３５２の鉛直軸方向移動量すな
わちＺ軸方向野移動量を計測するためのＺ方向位置検出
手段であるリニアセンサが介装されている。

【００３０】このリニアセンサは、スライダー３５０の
下端部に固定された光学的センサーであるラインCCD３
５８（ラインセンサ）と、センサー軸３５２を挟んでラ
インCCD３５８と対向するラインＬＥＤ３５９（ライン
発光手段）を有する。

【００３１】また、Ｚ方向位置検出手段は、センサー軸
３５２の下端に一体に設けられた円柱状のスケール３６
０を有する。なお、このスケール３６０には図に示すよ
うに環状溝３６０ａが透光部として形成されている。

【００３２】また、Ｚ方向位置検出手段のスケール３６
０の下端部には、アーム３５５の屈曲する方向と直交し
且つ型板当接面３５４と平行な方向に向けて突出するピ
ン３５２ａ，３５２ａが一体に設けられている。このピ
ン３５２ａ，３５２ａには図９，１０に示した如くベー
ス３１０に固定された板バネ製のハンガー３１０ｈが弾
接して、アーム３５５，ヤゲンフィーラー３５６及び型
板当接面３５４の向きがスライダー３５０の移動方向を
向くように設定されている。

【００３３】（レンズ枠間距離測定手段）筺体２０１に
はレンズ枠間距離測定手段７００が設けられている。こ
のレンズ枠間距離測定手段７００は、筺体２０１の側部
に取り付けられた側面形状がコ字状の支持アーム７０１
と、支持アーム７０１の先端に取り付けられた発光手段
としてのラインＬＥＤ７０２と、筺体２０１の底面に取
り付けられたライン状エリアCCD７０３を有する。この
ラインＬＥＤ７０２及びライン状エリアCCD７０３は一
定の幅を有していて、ラインＬＥＤ７０２はラインＬＥ
Ｄ７０２に対向させられている。

【００３４】＜演算制御回路の構成・機能＞上述のフレ
ーム形状計測装置は図１に示した演算制御回路６００に
より作動制御される。以下、この演算制御回路６００の
構成及び機能を図１〜図１８を用いて作用と共に説明す
る。

【００３５】この演算制御回路６００は、メガネフレー
ム５００を保持させたフレーム保持装置１００がハンド
２１１，２１２に装着されて、メガネフレーム５００の
レンズ枠５０１のヤゲン溝５０２にフィーラー３５６が
当接させられると、図１８のステップ１で予備測定を行
って動径情報（ρ_n，θ_n）を得た後、この予備測定で得
られた動径情報（ρ_n，θ_n）を基に測定部におけるヤゲ
ン溝５０２の傾きをステップ２で調整して、ステップ３
で本測定を行い終了する。以下、フレーム保持、ステッ
プ１〜３について説明する。

【００３６】[フレーム保持]まず、図４に示したスライ
ダー１５６、１５６の穴部１５６ｅ、１５６ｅに指を挿
入して、スライダー１５６、１５６の互いの間隔を十分
開くと共に、スライダー１５６，１５６を図５の如くの
如く板バネ１５４，１５４の弾発力に抗して下方に押圧
することにより、保持棒１５２とスライダー１５６、１
５６の段付部１５６ｂ、１５６ｂとの間隔を十分開け
る。

【００３７】その後、この間隔内にメガネフレーム５０
０のレンズ枠５０１，５０１を挿入し、レンズ枠５０
１，５０１の上側リムと下側リムがスライダー１５６、
１５６の内壁に当接するようにスライダー１５６、１５
６の間隔を狭めて、スライダー１５６，１５６から手を
離すことにより、メガネフレームの左右のレンズ枠５０
１，５０１が板バネ１５４，１５４の弾性力により、保
持棒１５２，１５２と１５６ｂ，１５６ｂとの間に保持
されることになる。なお、特開昭６１−２６７７３２号
の第２図に開示されている様に、左右レンズ枠５０１の
一方のみを同様にして保持させる様にした構成でもよ
い。

【００３８】本実施例においては、スライダー１５６、
１５６は上述したようにリング１５８による連結構造を
有しているため、スライダー１５６、１５６の一方の移
動量がそのまま他方のスライダーに等しい移動量を与え
る。次に、レンズ枠５０１の上側リムの略中央が保持棒
１５２の下方にくるようにフレームを滑り込ませた後、
スライダー１５６、１５６から操作者が手を離す。これ
により、可動ベース１５３は板バネ１５４、１５４の弾
発力により上昇して、レンズ枠５０１は図６，図９に示
した如く段付部１５６ｂ、１５６ｂと保持棒１５２、１
５２とにより挟持される。この際、かつフレーム５００
がレンズ枠５０１の幾何学的略中心点とフレーム保持装
置１００の円形開口１５７の中心点１５７ａ（図７参
照）とをほぼ一致させるように保持される。

【００３９】また、図６に示した様に、このときレンズ
枠５０１のヤゲン溝の頂点５０１ａから図４に示した固
定ベース１５０のフランジ１５１の辺１５１ａまでの距
離ｄ（図６参照）と可動ベース１５３の辺１５３ａまで
の距離ｄは等しい値をとるように構成されている。

【００４０】次に、このようにしてフレーム５００を保
持したフレーム保持装置部１００を支持装置２００の予
め所定の間隔に設定したハンド２１１，２１２間に挿入
した後、Ｙ軸モータ２２４（パルスモータ）を所定角度
回転させる。Ｙ軸モータ２２４の回転によりミニチアベ
ルト２２６が駆動され、ハンド２１１が左方に一定量だ
け移動され、フレーム保持装置部１００及びハンド２１
２も左方移動を誘起され、鍔２２８がピン２２９より外
れる。

【００４１】これと同時に、フレーム保持装置部１００
は図１０に示した如く引張りバネ２３０により両ハンド
２１１、２１２で挟持される。このとき、フレーム保持
装置部１００の固定ベース１５０のフランジ１５１の辺
１５１ａ、１５１ａはそれぞれハンド２１１の斜面２１
５とハンド２１２の斜面２１７に当接され、また可動ベ
ース１５３の両辺１５３ａ、１５３ａはそれぞれハンド
２１１の斜面２１６とハンド２１２の斜面２１８に当接
される。

【００４２】本実施例においては、上述したようにメガ
ネ枠５０１のヤゲン溝の頂点５０１ａから辺１５１ａか
ら辺１５３ａそれぞれへの距離ｄは互いに等しいため、
フレーム保持装置１００はハンド２１１、２１２に挟持
されると、レンズ枠５０１のヤゲン溝頂点５０１ａが両
ハンドの稜線２１９，２２０が作る基準面Ｓ上に自動的
に位置される。

【００４３】次に、ガイド軸回転モータ２０９の所定角
度の回転によりフレーム保持装置部１００が図９の二点
斜線で示す位置へ旋回し、この基準面Ｓは計測部３００
のヤゲンフィーラー３５６の初期位置（基準測定面Ｓ
Ｏ）と同一平面で停止する。

【００４４】次にＹ軸モータ２２４をさらに回転させフ
レーム保持装置部１００を保持したハンド２１１、２１
２をＹ軸方向に一定量移動させ、フレーム保持装置部１
００の円形開口中心点１５７ｈと計測部３００の回転軸
３０４中心とを概略一致させる。この時、移動の途中で
ヤゲンフィーラー３５６はレンズ枠５０１のヤゲン溝５
０２に当接する。

【００４５】ヤゲンフィーラー３５６の初期位置は、図
９，図１０に図示すように、センサー軸３５２の下端に
植設されたピン３５２ａとセンサーアーム部のベース３
１０に取り付けられたハンガー３１０ａとにより、その
方向が規制されている。これにより、Ｙ軸モータ２２４
の回転によってメガネフレーム５００が移動すると、常
にフィーラー３５６はヤゲン溝に入ることができる。

【００４６】ステップ１ [予備測定] （回転角θ_nに対する動径長ρ_nの測定）この状態から測
定をスタートさせると、シーケンス制御回路６１０によ
り発光制御回路７１０が作動制御させられて、発光制御
回路７１０がラインＬＥＤ３５８により発光させられる
と共に、図１８のステップ１で予備測定が開始される。

【００４７】この予備測定では、演算制御回路６００に
より、まず、モータ３０１を予め定めた単位回転パルス
数毎に回転させて、ベース３１０を所定量回転させる。
これにより、センサーヘッド部３１２はメガネフレーム
５００の形状、すなわちレンズ枠５０１の動径にしたが
ってレール３１１、３１１上を移動し、その移動量は磁
気スケール３１４と読取りヘッド３１３により読みとら
れる。これにより、モータ３０１の回転角θと読取りヘ
ッド３１３からの読取り角ρとからレンズ枠形状は（ρ
_n、θ_n）（ｎ＝１、２、３…Ｎ）として計測される。

【００４８】ここで、この第１回目の計測は前述したよ
うに、図１に示した回転軸３０４の中心Ｏは図１２のレ
ンズ枠５０１の幾何学中心と概略一致させて測定したも
のである。

【００４９】第２回目の計測は、第１回目の計測データ
（ρ_n、θ_n）を極座標一直交座標変換した後のデータ
（Ｘ_n、Ｙ_n）からＸ軸方向の最大値をもつ被計測点Ｂ
（ｘ_b、ｙ_b）、Ｘ軸方向で最小値をもつ被計測点Ｄ（ｘ
_d、ｙ_d）、Ｙ軸方向で最大値をもつ被測定点Ａ（Ｘ_a、
ｙ_a）及びＹ軸方向で最小値をもつ被計測点Ｃ（ｘ_c、ｙ
_c）を選び、レンズ枠の幾何学中心Ｏ₀を Ｏ₀（ｘ₀、ｙ₀）＝ （（ｘ_b＋ｘ_d）／２，（ｙ_a＋ｙ_c）／２） … (1) として求めた後、このｘ₀、ｙ₀値にもとづいてｘ軸モー
タ２０６（パルスモータ）とＹ軸モータ２２４（パルス
モータ）を駆動させ、ハンド２１１、２１２で挟持され
たフレーム保持装置部１００を移動し、これによりレン
ズ枠５０１の幾何学中心Ｏ₀をセンサーアーム３０２の
回転中心Ｏと一致させ、再度レンズ枠形状を測定し、幾
何学中心Ｏ₀における測定値（₀ρ_n、₀θ_n）（ｎ＝１：
２：３…Ｎ）を求める。

【００５０】上述の幾何学中心Ｏ₀に基づくレンズ枠形
状の計測時には、ラインＬＥＤ３５９が発光させられ
て、ラインＬＥＤ３５９から射出される光の一部がスケ
ール３６０の環状溝３６０ａの部分を透過してラインCC
D３５８に投影されていると共に、ヤゲンフィーラー３
５６のセンサー軸３５２が上下動作せられる。

【００５１】この上下動に伴って移動位置検出回路６１
５は、ラインCCD３５９の光が投影されている部分の出
力信号を基に、この部分のアドレスデータを検出して、
この検出データをデータメモリ６１１に入力する。この
様にしてＺ軸方向のヤゲンフィーラー３５６の移動位置
も同時に計測される。これにより結局レンズ枠形状は（
₀ρ_n、₀θ_n、Ｚ_n）（ｎ＝１、２、３…Ｎ）の三次元情
報が得られることとなる。

【００５２】以上述べたレンズ枠５０１の動径計測にお
いて、ヤゲンフィーラー３５６がレンズ枠５０１から計
測途中ではずれるようなことがあると、図１２にｅで示
すように、その動径計測データが直前の計測データから
大きくはずれるため、予め動径変化範囲ａを定めてお
き、その範囲からずれたときはセンサーアーム部３０２
の回転は停止し、同時に図８に示したバネ装置３１５の
電磁マグネット３１８を励磁し、鍔３２１を引着する。

【００５３】これによりクラッチ板３２４、３２５がぜ
んまいバネ３１６を挟持し、その巻き取り作用を阻止す
るため、センサーヘッド部３１２のアーム３５５がレン
ズ枠に引っ掛かり、メガネフレーム５００をきずつける
ことを防止できる。このようなフィーラー３５６のはず
れがあった後は、再度メガネフレーム５００を初期計測
位置に復帰させ、計測をしなおす。

【００５４】図１３はメガネフレーム５００のレンズ枠
５０１から倣い加工により型取りされた型板５１０の形
状を計測するための型板保持部材１１０の構成を示して
いる。型板保持部材１１０は、腕部１１１とこの両端部
に取り付けられた円柱状の支柱１１２、１１３及び腕部
１１１の中央に取り付けられた保持支柱１２０とから構
成される。保持支柱１２０の先端端面には中央に太いピ
ン１１６がその両横に細いピン１１４、１１５が植設さ
れ、これらピン１１４〜１１６により型板５１０が保持
支柱１２０に装着される。

【００５５】型板保持部材１１０は、その支柱１１２、
１１３がハンド２１１、２１２により挟持される。そし
てハンド２１１、２１２が計測位置へ下降したとき、型
板５１０はセンサー部３１２の型板当接面３５４と同一
平面内に位置され、ハンド２１１、２１２の移動により
型板当接面３５４が型板５１０の側面に当接し、センサ
ーアーム３０２の回転によりその動径（ｔρｎ：ｔθ
ｎ）が測定される。

【００５６】図１は本願のフレーム形状測定装置の演算
制御回路を示すブロック図である。ドライバ回路６０１
ないし６０４はそれぞれＸ軸モータ２０６、Ｙ軸モータ
２２４、センサーアーム回転モータ３０１、及びガイド
軸回転モータ２０９に接続される。ドライバ６０１ない
し６０４はシーケンス制御回路６１０の制御のもとにパ
ルス発生器６０９から供給されるパルス数に応じて上記
各パルスモータの回転駆動を制御する。

【００５７】読取りヘッド３１３の移動量は、読取り出
力カウンタ６０５で計数され、比較回路６０６に入力さ
れる。比較回路６０６は基準値発生回路６０７からの動
径変化範囲ａに相当する信号とカウンタ６０５からの計
数値の変化量とを比較し、計数値が範囲ａ内にあるとき
は、カウンタ６０５の計数値ρｎ及びパルス発生器６０
９からのパルス数をアーム３５５の回転角に変換し、そ
の値θ_nとを組として（ρ_n、θ_n）をデータメモリ６１
１へ入力し、これを記憶させる。

【００５８】（動径情報（ρ_n、θ_n）に対するＺ軸方向
のデータｚ_nの計測）次に、シーケンス制御回路６１０
はゲート回路６１２を演算回路６１３側へ切換え、デー
タメモリ６１１に記憶されている第１回目の動径情報
（ρ_n、θ_n）に基づいてレンズ枠５０１の幾何学中心Ｏ
₀を演算させ、そのデータをシーケンス制御回路６１０
へ入力させる。シーケンス制御回路６１０は演算回路６
１３からのデータに基づいて前述の（１）式からｘ₀、
ｙ₀を求め、ドライバ６０１、６０８に必要なパルス数
を入力してモータ２２４，２０６を駆動し、レンズ枠５
００の中心をセンサーアーム３０２の回転中心に一致さ
せる。

【００５９】これと同時にシーケーンス制御回路６１０
は、移動位置検出回路６１５を作動させて、ラインCCD
３５９の光が投影されている部分の画素のアドレスを検
出させる。そして再度Ｚ軸方向データを含むレンズ枠形
状情報（₀ρ_n、₀θ_n、ｚ_n）を計測し、このデータをデ
ータメモリ６１１に記憶させる。

【００６０】ここで、もしカウンタ６０５からの計数値
ρｎまたは₀ρ_nが基準値発生回路６０７からの出力され
る動径変化範囲ａより大きいときは、比較回路６０６は
その旨をシーケンス制御回路６１０に出力し、この出力
を受けた回路６１０はドライバ６０８を作動させてバネ
装置３１５の電磁マグネット３１８を励破させ、フィー
ラー３３６の移動を阻止するとともに、ドライバ６０４
へのパルス供給を停止し、モータ３０１の回転を防止す
る。

【００６１】この様な予備測定では、図９，図１５に示
した様に、レンズ枠５０１が傾斜しているため、レンズ
枠５０１の上端部及び下端部ではヤゲン溝５０２の中心
線５０３がθだけ傾斜している。このため、フィーラー
３５６がレンズ枠５０１のヤゲン溝５０２の溝底部に当
接することができず傾斜面５０２ａ，５０２ｂのいずれ
かに接触した状態となる。

【００６２】この結果、予備測定では、レンズ枠５０１
のヤゲン溝５０２の上端部と下端部間の距離ｄを正確に
測定することはできず、実際には２Δｄだけ小さいｃの
寸法が測定（計測）される。このため、この誤差を無く
すため、演算制御回路６００は、次のステップ２で傾斜
θを補正し、ステップ３で正確な測定をする。

【００６３】ステップ２ [ヤゲン溝傾斜調整（傾斜補正）]演算制御回路６００
は、この様にして得られたレンズ枠形状情報（₀ρ_n、₀
θ_n、ｚ_n）の内、基準測定面ＳＯからの高さｚｎの最小
（ｈmin）のものと最大のもの（ｈmax）を基に、図９，
図１５に示したレンズ枠５０２の傾斜（フレーム傾斜）
角θ、即ちヤゲン溝５０２のｈmin，ｈmaxを結ぶ中心線
５０３の基準測定面ＳＯに対する角θを求める。尚、こ
こで左右方向のフィーラー３５６の移動量をａ，ｚ方向
のフィーラー３５６の移動量をｂとすると、傾斜角θは
ｔａｎθ＝ｂ／ａから求めることができる。

【００６４】次に、演算制御回路６００は、モータ２０
９を駆動制御して、ガイド軸２０８を回動制御すること
により、ハンド２１１，２１２と一体にフレーム保持装
置１００及びメガネフレーム５００を下方に角度θだけ
回動させて停止する。この位置ではメガネフレーム５０
０のレンズ枠５０１の上記中心線５０３が図９，図１５
に示した様に基準測定面ＳＯと平行な状態となる。この
基準測定面ＳＯはフィーラー３５６の頂点を含む平面と
平行であるので、レンズ枠５０１の上記中心線５０３は
フィーラー３５６の頂点を含む平面と平行となる。

【００６５】ステップ３ [本測定]演算制御回路６００は、この様な傾斜補正が終
了すると、フィーラー３５６によりステップ１と同様に
して新たなレンズ枠形状情報（₀ρ_n、₀θ_n、ｚ_n）を測
定する。この測定時には、フィーラー３５６がヤゲン溝
５０２に略一致して、フィーラー３５６の頂点がヤゲン
溝５０２の底部に係合するので、レンズ枠５０１のヤゲ
ン溝５０２の距離ｄを略正確に測定できる。

【００６６】この様にして得られた、新たなレンズ枠形
状情報（₀ρ_n、₀θ_n、ｚ_n）はデータメモリ６１１に記
憶され、測定が終了する。

【００６７】尚、本実施例では、レンズ枠５０２のフレ
ーム傾斜のみを補正して形状測定を行うようにしたが、
レンズ枠５０２のヤゲン溝５０２の全ての点における中
心線の傾斜を上述したようにして順次水平に補正して、
この各点の座標測定を行うことにより、フレーム形状を
測定するようにすることもできる。また、予め入力され
た、レンズ枠５０１の幾何学中心Ｏ₀とセンサーアーム
３０２の回転中心Ｏとの差である偏心情報を基に、セン
サーアーム３０２の回転中心Ｏを中心とした測定を行う
ようにしてもよい。

【００６８】[レンズ枠間距離検出]一方、シーケンス制
御回路６１０は、本測定が終了すると、発光制御回路７
１０を作動制御してラインＬＥＤ３５８を消灯させると
共に、ＬＥＤ７０２を点灯させ、モータ２２４を作動制
御してフィーラー３５６がレンズ枠５０１の中央に位置
するまでハンド２１１，２１２をＹ方向に移動させ停止
させる。

【００６９】この際のハンド２１１，２１２のＹ軸方向
への移動制御量はモータ２２４の制御パルス数から正確
に求めることができると共に、ラインＬＥＤ７０３の取
付位置（取付座標）は一定位置に設定されて予め分かっ
ているので、上述した様にして求めたレンズ枠５０１の
幾何学中心Ｏ₀とラインＬＥＤ７０３の位置関係を演算
回路６１３により求めて、この左右レンズ枠に跨る測定
位置データをデータメモリ６１１に記憶させる。

【００７０】これによってラインＬＥＤ７０２から射出
された光が、発光部表面に設けられた図示しないレンズ
の作用により平行光束にされて、図２０（ａ）の如くメ
ガネフレーム５００のブリッジ５０４からずれた位置の
部分及び左右のレンズ枠５０１，５０１の一部すなわ
ち、メガネフレーム５００の左右のレンズ枠５０１，５
０１に跨る位置をライン状エリアCCD７０３に投影す
る。

【００７１】この際、レンズ枠間距離検出回路７０４
は、ライン状エリアCCD７０３を走査して、図２０
（ｂ）の如くライン状エリアCCD７０３の光が投影され
ている部分と投影されていない部分のアドレスデータ及
び光量を検出して、この検出データからメガネフレーム
５００のレンズ枠５０１，５０１の枠幅のそれぞれの重
心位置Ｇ１，Ｇ２を求め、ライン状エリアCCD７０３の
基準位置ＢＰからの距離を演算し差を取って、左右のレ
ンズ枠５０１，５０１に跨る距離５０４Ｌのデータをデ
ータメモリ６１１入力する。

【００７２】[フレームPD算出]この左右レンズ枠に跨る
距離５０４Ｌのデータがデータメモリ６１１に入力され
ると、演算制御回路６１２は、左右レンズ枠５０１，５
０１に跨る距離の半分（１／２）の中間位置Ｐを求め、
ライン状エリアCCD７０３の基準位置ＢＰから中間位置
Ｐまでの距離を、既に入力されている、ライン状エリア
CCD７０３の基準位置ＢＰから回転軸３０４の中心Ｏま
での予め定められた距離に加算して、この加算値を２倍
することにより、メガネフレーム５００の左右のレンズ
枠５０１，５０１の幾何学中心間距離（フレームPD）を
求め、このフレームPDをデータメモリ６１１に記憶させ
る。

【００７３】尚、メガネフレーム５００のレンズ枠５０
１の枠幅（リム幅）が予め分からない場合でも、図２０
（ｂ）に示した様に、ライン状エリアCCD７０３により
検出される光量からレンズ枠５０１の枠幅（リム幅）Ｈ
を知ることができる。

【００７４】従って、例えば、メタルフレームのリム幅
がｈ（例えば２mm）以下であるとすると、実際にエリア
CCD７０３により検出される枠幅（リム幅）Ｈが Ｈ≦ｈ（例えば２mm）…（２） Ｈ＜ｈ（例えば２mm）…（３） のいずれであるかを演算回路６１３で判断させることが
できる。この判断に於て、（２）の場合にはメタルフレ
ームであり、（３）の場合にはセルフレームであること
が判別される。

【００７５】[玉摺機等へのデータ供給]この様にして得
られた各データ（メタルフレームであるかセルフレーム
であるかのデータを含む）は、演算回路を介してフロッ
ピーディスクやＩＣメモリカード或はハードディスク等
の記録媒体に記憶される。

【００７６】尚、メガネフレームがメタルフレームの場
合には、メガネフレームを熱で一旦柔らかくしてから研
削されたレンズをメガネフレームのレンズ枠にはめ込む
ため、メタルフレームのレンズ枠にはめ込むレンズは測
定したレンズ枠形状よりも若干大きい形状で研削する。
このため、演算回路６１３により予めメタルフレームの
場合の研削形状を求めて、演算回路を介してフロッピー
ディスクやＩＣメモリカード或はハードディスク等の記
録媒体に記憶させておく。

【００７７】また、データメモリ６１１に記憶されたレ
ンズ枠形状情報（₀ρ_n、₀θ_n、ｚ_n）及びフレームPD
は、必要に応じゲート回路６１２の切換により、例えば
本出願人がさきに出願した特願昭５８−２２５１９７で
開示したデジタル玉摺機や型取機あるいはフレームの型
状が設計値通りに加工されているか否かを判定する判定
装置等へ供給される。

【００７８】データメモリ６１１に記憶されたレンズ枠
形状情報（₀ρ_n、₀θ_n、ｚ_n）のＺ_n情報からレンズ枠の
カーブ値ｃを必要に応じ演算回路６１３で求めることが
できる。

【００７９】その演算は図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示す
ようにレンズ枠上の少なくとも２点ａ、ｂにおける動径
ρ_iA、ρ_iBと、この２点のＺ軸方向のセンサーヘッド移
動値Ｚ_A、Ｚ_Bから、レンズ枠５０１のヤゲン軌跡を含む
球体ＳＰの曲率半径Ｒを Ｒ²＝ρ_iA ²＋（Ｚ₀−Ｚ_A）² Ｒ²＝ρ_iB ²＋（Ｚ₀−Ｚ_B）² … （４） から求め、ヤゲンのカーブ値ｃは求められたＲから Ｃ＝｛（ｎ−１）／Ｒ｝ ×１０００ … （５） （ただしｎは定数でｎ＝１．５２３）として実行され
る。

【００８０】なお、シーケンス制御回路はプログラムメ
モリ６１４に内蔵のプログラムによって上述の計測ステ
ップを実行する。

【００８１】また、このステップ１〜３に示したように
して得られたデータをもとに加工された仕上がりサイズ
のレンズＬは、図１７に示した様に図１５の寸法ｄとほ
ぼ同じ寸法に加工されることになる。尚、フレームPDは
デジタル玉摺機や型取機あるいはフレームの型状が設計
値通りに加工されているか否かを判定する判定装置等で
求めてもよい。

【００８２】[第２実施例]図１９は、この発明の第２実
施例、すなわち、プーリ３０３とベルト３０５でモータ
３０１の回転をベース３１０に伝達させると共に、磁気
スケール読取ヘッド３１３と磁気スケール３１４からな
るヘッド移動量検出手段を設けた上記実施例の他の例を
示したものである。

【００８３】本実施例では、ベース３１０を図１９に示
した如く円盤状に形成して、ベース３１０の周面にギヤ
部３１０ａを設けたベース歯車とし、このギヤ部３１０
ａにモータ３０１の出力軸３０１ａに設けた駆動ギヤ３
０１ｂを噛合させることにより、モータ３０１の回転を
ベース３１０に伝達するようにしている。図１９中、Ｏ
で示された部分が図３に示した回転軸３０４で回転自在
に筺体２０１に支持されることになる。

【００８４】また、ヘッド移動量読取手段は、ベース３
１０の下面に固定され且つ出力軸３１２ａがベース３１
０を貫通するロータリーエンコーダ３１２ｂと、レール
３１１と平行にセンサーヘッド部３１２に固定されたラ
ック３１２ｃと、出力軸３１２ａに固定され且つラック
３１２ｃに噛合するピニオン３１２ｄを有する。

【００８５】この場合、センサーヘッド部３１２がレー
ル３１１に沿って移動すると、ラック３１２ｃによりピ
ニオン３１２ｄが回転させられて、ロータリーエンコー
ダ３１２ｂがセンサーヘッド部３１２の移動量を検出し
て検出信号を出力する。この検出信号は移動量検出回路
６１５を介してデータメモリ６１１に入力される。

【００８６】図１９中、３１０ｂはベース３１０に設け
られたスリット、３１１ａ，３１１ｂはベース３１０上
に固定され且つレール３１１，３１１の両端を保持する
レール保持部材、８０３はベース３１０の周縁部に固定
され且つ一部が周縁から突出する遮光板である。

【００８７】更に、本実施例では、ラインＬＥＤ７０２
を図示しないブラケットを介して図３の筺体２０１の底
面上に固定し、このラインＬＥＤ７０２の下方に位置さ
せたライン状エリアCCD７０３を図３の筺体２０１の底
面に固定させる。この場合、ラインＬＥＤ７０２及びラ
イン状エリアCCD７０３はＸ方向に向ける。しかも、ベ
ース３１０の回転に伴って、ラインＬＥＤ７０２とライ
ン状エリアCCD７０３との間を遮光板８０３が横切るよ
うに設定して、遮光板８０３のライン状エリアCCD７０
３への投影位置からベース３１０の回転中心Ｏに対する
ライン状エリアCCD７０３の位置を求めることができる
ようにしている。

【００８８】本実施例でも、ベース３１０の駆動方式が
ベルト式から歯車式に変わると共に、センサーヘッドの
移動を読みとる手段がマグネスケールからロータリーエ
ンコーダに変わったのみで、測定制御及びフレームPDの
演算等は上記実施例と同じであるので、その説明は省略
する。

【００８９】[その他の実施例]以上説明した実施例で
は、スケール３６０に設けた環状溝３６０ａを透光部と
したが必ずしもこれに限定されるものではない。例え
ば、スケール３６０に設ける透光部は、図２（ｂ）の如
くスケール３６０に設けた薄幅の透明円形部３６０ｂで
あってもよい。

【００９０】また、図２（ｄ），（ｃ）の如く環状溝３
６０ａや透明円形部３６０ｂを軸方向に複数等ピッチで
設けるとともに、ラインＬＥＤ７０２やライン状エリア
CCD７０３に代えてＬＥＤ７０２ａと受光素子７０３ａ
を設けた構成としてもよい。この場合には、ＬＥＤ７０
２ａからの光が受光素子７０３ａに達したときに受光素
子７０３ａから出力される信号をカウントすることで、
フィーラー３５６のＺ方向への移動量を正確に測定でき
る。

【００９１】

【効果】以上説明したように、この発明は、測定基準面
が設けられた測定装置本体と、前記測定装置本体に取り
付けられ且つ左右のレンズ枠がブリッジで接合されたメ
ガネフレームを保持させるフレーム保持手段と、前記メ
ガネフレームのレンズ枠の内周に設けたヤゲン溝に沿っ
て当接移動させられるフィーラーと、前記フィーラーの
前記測定基準面に沿うＸ−Ｙ軸方向の移動位置を検出す
るＸ−Ｙ方向位置検出手段と、前記各位置検出手段から
の検出信号を基に前記レンズ枠のヤゲン溝の座標位置及
び形状を算出するための演算制御回路とを備えるフレー
ム形状測定装置において、前記フレーム保持手段に保持
されたメガネフレームの左右のレンズ枠に跨る位置に配
設されたＣＣＤと、前記左右のレンズ枠に跨って前記Ｃ
ＣＤに対向する発光手段を備え、前記演算制御回路は、
前記ヤゲン溝の座標からレンズ枠の幾何学中心と前記Ｃ
ＣＤからの検出信号を基に左右レンズ枠間の中心位置と
を求め、その幾何学中心位置と左右レンズ枠間中心位置
とからフレームPDを求める様にした構成としたので、レ
ンズ枠のヤゲン溝の深さに関係なくフレームPDを短時間
で測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３に示したフレーム形状測定装置の演算制御
回路図である。

【図２】（ａ）は図１のＺ軸方向の移動量検出手段の要
部拡大説明図、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は（ａ）のＺ軸
方向の移動量検出手段の他の例を示す説明図である。

【図３】この発明にかかるフレーム形状測定装置を示す
斜視図である。

【図４】図３に示したフレーム保持装置とメガネとの関
係を示す斜視図である。

【図５】図３，４に示したフレーム保持装置の作用説明
図である。

【図６】図３，４に示したフレーム保持装置にメガネを
保持させた状態を示す作用説明図である。

【図７】図４のＡーＡ線に沿う断面図である。

【図８】図３に示したバネ部材の断面図である。

【図９】図３に示した支持装置部とセンサー部の関係を
示す模式図である。

【図１０】図９に示した支持装置部とセンサー部の関係
を示す断面図である。

【図１１】図３，図９，１０に示したセンサー部の一部
を断面して示した正面図である。

【図１２】レンズ枠の計測値からその幾何学中心を求め
る為の模式図である。

【図１３】図３に示したハンドに保持させて用いる型板
保持部材を示す斜視図である。

【図１４】(A)，(B)はレンズ枠のカーブ値Ｃの計算する
ための説明図である。

【図１５】図３に示したフレーム形状測定装置を用いて
メガネフレームを予備測定している状態を示す説明図で
ある。

【図１６】図３に示したフレーム形状測定装置を用いて
メガネフレームを本測定している状態を示す説明図であ
る。

【図１７】図１６に示した本測定で得られた仕上がりレ
ンズサイズを示す説明図である。

【図１８】図３に示したフレーム形状測定装置を用いて
のフレーム形状測定の説明のためのフローチャートであ
る。

【図１９】この発明に係るフレーム形状測定装置の第２
実施例を示す要部斜視図である。

【図２０】(a)はレンズ枠間距離測定の説明図、(b)は
(a)のライン状エリアＣＣＤとその出力との関係を示す
説明図である。

【符号の説明】

ＳＯ…測定基準面 １００…フレーム保持装置（フレーム保持手段） ２１０…筺体（測定装置本体） ３５２…センサー軸（可動軸） ３５６…フィーラー ３６０…スケール ５００…メガネフレーム ５０１…レンズ枠 ５０２…ヤゲン溝 ５０４Ｌ…鼻当部幅 ６００…演算制御回路 ７０２…ラインＬＥＤ（Ｚ方向位置検出手段であるリニ
アセンサの一部） ７０３…ライン状エリアCCD（Ｚ方向位置検出手段であ
るリニアセンサの一部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定基準面が設けられた測定装置本体
   と、 前記測定装置本体に取り付けられ且つ左右のレンズ枠が
   ブリッジで接合されたメガネフレームを保持させるフレ
   ーム保持手段と、 前記メガネフレームのレンズ枠の内周に設けたヤゲン溝
   に沿って当接移動させられるフィーラーと、 前記フィーラーの前記測定基準面に沿うＸ−Ｙ軸方向の
   移動位置を検出するＸ−Ｙ方向位置検出手段と、 前記各位置検出手段からの検出信号を基に前記レンズ枠
   のヤゲン溝の座標位置及び形状を算出するための演算制
   御回路とを備えるフレーム形状測定装置において、 前記フレーム保持手段に保持されたメガネフレームの左
   右のレンズ枠に跨る位置に配設されたＣＣＤと、前記左
   右のレンズ枠に跨って前記ＣＣＤに対向する発光手段を
   備え、 前記演算制御回路は、前記ヤゲン溝の座標からレンズ枠
   の幾何学中心と前記ＣＣＤからの検出信号を基に左右レ
   ンズ枠間の中心位置とを求め、その幾何学中心位置と左
   右レンズ枠間中心位置とからフレームPDを求めることを
   特徴とするフレーム形状測定装置。