JPH1148114A - 眼鏡枠測定方法及びその装置並びにそれらを備える眼鏡レンズ研削加工装置 - Google Patents
眼鏡枠測定方法及びその装置並びにそれらを備える眼鏡レンズ研削加工装置Info
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Abstract
からなる眼鏡枠の枠データをそれぞれ入力する枠データ
入力手段と、入力された第1の枠データを反転して第3
の枠デ−タを得る枠データ反転手段と、該第3の枠デー
タと前記枠データ入力手段により入力された第2の枠デ
ータに基づき第3の枠データに対する第2の枠デ−タの
回転方向のずれ量を求める回転ずれ演算手段とを備え、
回転ずれ量と前記第3の枠デ−タに基づいて眼鏡レンズ
を加工する。
Description
タに基づいて眼鏡レンズを研削加工するのに使用する眼
鏡枠の測定方法及び眼鏡枠測定装置並びに眼鏡レンズ研
削加工装置に関する。
タに基づいて眼鏡レンズを研削加工する装置が知られて
いる。加工においては、左右両眼のそれぞれの枠形状デ
ータに基づいて加工する方法もあるが、左右の枠形状が
異なる場合、それぞれの形に合わせたレンズを加工する
と、制作した眼鏡が見た目におかしなものになることが
ある。このため、左右一方を基準として他方を反転(ミ
ラー反転)させたデータを用いて加工するのが一般的で
ある。
右の枠形状は一般的にほぼ左右対称であるが、図8のよ
うに、製造上の問題から左右枠の位置関係がわずかに回
転していることも少なくない。とくにメタルフレームの
ように左右の枠を個別に製作した後、ブリッジで左右の
枠を接合して製作する眼鏡枠では、この問題が生じやす
い。また、製造後の輸送や取扱での変形もある。このた
め、ミラー反転したデータを用いる加工では、基準にし
た方は正確な軸度で加工しても、他方の軸度は誤差を含
むことになり、枠入れして製作した眼鏡レンズの軸度方
向が予定したものと合わなくなるという問題があった。
おける軸度精度を向上させることができる方法及び装置
を提供することを技術課題とする。
に、本発明は次のような構成を有することを技術課題と
する。
眼鏡枠を測定する眼鏡枠測定装置において、第1及び第
2の両枠からなる眼鏡枠の枠データをそれぞれ入力する
枠データ入力手段と、入力された第1の枠データを反転
して第3の枠デ−タを得る枠データ反転手段と、該第3
の枠データと前記枠データ入力手段により入力された第
2の枠データに基づき第3の枠データに対する第2の枠
デ−タの回転方向のずれ量を求める回転ずれ演算手段
と、を備えることを特徴とする。
て、さらに前記回転ずれ演算手段による回転ずれ量に基
づいて前記第3の枠デ−タを補正して第4の枠デ−タを
得る補正手段を備えることを特徴とする。
て、前記回転ずれ演算手段は、動径角に対応した前記両
データの動径長の差が最小となるときの回転方向のずれ
量を求めることを特徴とする。
て、前記回転ずれ演算手段は、前記両データによる枠形
状の特徴から回転方向のずれ量を求めることを特徴とす
る。
に第1の枠データ及び第2の枠データに基づいて両枠の
周長を得る周長算出手段を備えることを特徴とする。
研削加工する眼鏡レンズ研削加工装置において、第1及
び第2の両枠からなる眼鏡枠の枠データをそれぞれ入力
する枠データ入力手段と、入力された第1の枠データを
反転して第3の枠デ−タを得る枠データ反転手段と、該
第3の枠データと前記枠データ入力手段により入力され
た第2の枠データに基づき第3の枠データに対する第2
の枠デ−タの回転方向のずれ量を求める回転ずれ演算手
段と、該回転ずれ演算手段による回転ずれ量に基づいて
前記第3の枠デ−タを補正して第4の枠デ−タを得る補
正手段と、前記第1及び第4の枠デ−タに対して眼鏡レ
ンズをレイアウトするレイアウト手段と、該レイアウト
手段によりレイアウトされた眼鏡レンズに形成するヤゲ
ンのコバ厚方向の位置を決定するヤゲン位置決定手段
と、該レイアウト手段のレイアウト及びヤゲン位置決定
手段のヤゲン位置に基づいて眼鏡レンズを研削加工する
制御手段と、を有することを特徴とする。
において、前記制御手段は、第1の枠データ及び第2の
枠データに基づいて第1及び第2の周長を得る周長算出
手段と、該第1の周長と略一致するように第1の枠デ−
タから加工デ−タを得て第2の周長と略一致するように
第4の枠デ−タから加工デ−タを得る演算手段を備える
ことを特徴とする。
眼鏡枠を測定する眼鏡枠測定方法において、第1及び第
2の両枠からなる眼鏡枠の枠データをそれぞれ測定し枠
データを得る第1ステップと、第1の枠データを反転し
て第3の枠デ−タを得る第2ステップと、該第3の枠デ
ータと第2の枠データに基づき第3の枠データに対する
第2の枠デ−タの回転方向のずれ量を求める第3ステッ
プとを備え、第1及び第3の枠デ−タ並びに第3ステッ
プによる回転ずれ量を眼鏡レンズ加工の枠デ−タとして
使用することを特徴とする。
て、さらに前記回転ずれ量に基づいて前記第3の枠デ−
タを補正して第4の枠デ−タを得る第4ステップを備え
ることを特徴とする。
説明する。図1は本発明に係るレンズ研削加工装置の全
体構成を示す斜視図である。1はベースで本装置を構成
する各部がその上に配置されている。2は装置上部に内
蔵される眼鏡枠形状測定部であり、眼鏡枠形状(または
型板)の形状デ−タを得ることができる。その前方には
測定結果や演算結果等を文字またはグラフィックにて表
示する表示部3と、データを入力したり装置に指示を行
う入力部4が並んでいる。装置前部には被加工レンズの
形状(コバ厚)を測定するレンズ形状測定部5がある。
砥石60a、プラスティック用の粗砥石60b、ヤゲン
及び平加工用の仕上げ砥石60c等とから成る砥石群6
0が、ベース1に固定されたスピンドルユニット61の
回転軸61aに回転可能に取付けられている。65は砥
石回転用のACモータであり、回転軸61aに取り付け
られたプーリ63、ベルト64、プーリ66を介してそ
の回転が砥石群60に伝達される。7はキャリッジ部
で、700はキャリッジである。
る。
図2はキャリッジの断面図、図3はキャリッジの駆動機
構を示す矢視A図である。ベース1に固定されたシャフ
ト701にはキャリッジシャフト702が回転摺動自在
に軸支されており、さらにそれにキャリッジ700が回
動自在に軸支されている。キャリッジ700にはシャフ
ト701と平行にレンズ回転軸704a、704bが同
軸かつ回転可能に軸支されている。レンズ回転軸704
bはラック705に回転自在に軸支され、ラック705
はモータ706の回転軸に固定されたピニオン707に
より軸方向に移動することができる。レンズ回転軸70
4aには被加工レンズに固定された固定カップ750の
基部を装着するためのカップ受け740aが取り付けら
れており、レンズ回転軸704bにはレンズ押え740
bが取り付けられている。これらの構成により、レンズ
LE(以下、被加工レンズともいう)を回転軸704
a、704bで挟持しうる。
が固定されており、駆動板716には回転軸717がシ
ャフト701と平行かつ回転自在に取付けられている。
また駆動板716にはブロック722によりパルスモー
タ721が固定されており、パルスモータ721の回転
は、回転軸717の右端に取り付けられたギヤ720、
回転軸717の左端に取り付けられたプーリ718、タ
イミングベルト719、プーリ703aを介してシャフ
ト702に伝達される。さらに、シャフト702の回転
は、タイミングベルト709a、709b等を介してレ
ンズ回転軸704a、704bに伝達され、これにより
レンズ回転軸704a、704bは同期して回転する。
おり、ラック713とキャリッジ移動用モータ714の
回転軸に取付けられピニオン715とが噛み合い、モー
タ714の回転によりキャリッジ700がシャフト70
1の軸方向に移動する。
より回旋する。パルスモータ728はブロック722に
固定されており、パルスモータ728の回転軸729に
固定されたピニオン730が丸ラック725と噛み合っ
ている。丸ラック725は、回転軸717と中間板71
0に固定されたシャフト723との軸間を結ぶ最短の線
分に平行に位置するとともに、シャフト723に回転自
在に固定された補正ブロツク724とブロック722と
の間である程度の自由度をもって摺動可能に保持されて
いる。丸ラック725にはストッパ726が固定されて
おり、補正ブロック724の当接位置より下方にしか摺
動できないようになっている。これにより、パルスモー
タ728の回転に応じて回転軸717とシャフト723
の軸間距離r´を制御することができ、このr´と直線
的相関関係をもつレンズ回転軸704a,704bと砥
石の回転軸61aとの軸間距離rを制御することができ
る。
れ、ストッパ726と補正ブロック724との当接状態
を確認し、レンズLEの研削状態を知ることができる。
また、駆動板716にはバネ731のフックが掛かって
おり、他方のフックにはワイヤ732が掛かっている。
中間板710に固定されたモータ733の回転軸にはド
ラムが付いており、ワイヤ732を巻き上げることによ
り、レンズLEの加工圧を変えることができる。
人による特開平5-212661号等のものと基本的に同様であ
るので、詳細はこれを参照されたい。
図である。形状測定部2aは、水平方向に移動可能な可
動ベース21と、可動ベース21に回転可能に軸支され
パルスモータ30により回転される回転ベース22と、
回転ベース22に垂設された保持板35a,35bに支
持される2本のレール36a,36b上を移動可能な移
動ブロック37と、移動ブロック37に挿通されて回転
自在にかつ上下動可能な測定子軸23と、測定子軸23
の上端に取り付けられその先端が測定子軸23上の軸心
上にある測定子24と、測定子軸23の下端に回転自在
に取り付けられるとともに移動ブロック37から垂直に
伸びるピン42に固定されたアーム41と、アーム41
の先端に取り付けられ、垂直なスリット26及び45度
の傾斜角度を持つスリット27が形成された遮光板25
と、遮光板25を挟むように回転ベース22に取り付け
られた一対の発光ダイオード28及びリニアイメージセ
ンサ29と、回転ベース22に回転自在に軸支されたド
ラム44に取り付けられ、移動ブロック37を常時測定
子24の先端側へ引っ張る定トルクバネ43と、を備え
る。
鏡枠形状は次のようにして測定する。まず、眼鏡枠を図
示なき眼鏡保持部(特開平5-212661号等を参照)に固定
し、測定子24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30を予め定めた単位回転パルス数
ごとに回転させる。このとき測定子24と一体の測定子
軸23は眼鏡枠の動径にしたがってレール36a,36
bを移動し、また眼鏡枠のカーブにしたがって上下す
る。これらの動きにしたがって、遮光板25は発光ダイ
オード28とリニアイメージセンサ29との間を上下左
右に移動し、発光ダイオード28からの光を遮光する。
遮光板25に形成されたスリット26、27を通過した
光がリニアイメージセンサ29の受光部に達し、その移
動量が読み取られる。移動量は、スリット26の位置を
動径rとして読み取り、スリット26とスリット27の
位置の差を眼鏡枠の高さ情報zとして読み取る。このよ
うにしてN点計測することにより、眼鏡枠形状が
(rn ,Θn ,zn )(n =1,2,…,N)として計
測される。なお、この眼鏡枠形状測定部は、本出願人と
同一の出願である特開平4-105864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。眼鏡
枠のソリに伴う補正はこの時点で行ってもよいし、その
後に行ってもよい。
る。主演算制御回路100は例えばマイクロプロセッサ
で構成され、その制御は主プログラムメモリ101に記
憶されているシーケンスプログラムで制御される。主演
算制御回路100はシリアル通信ポート102を介し
て、ICカード、検眼システム装置等とデータの交換を
行うことが可能である。また、眼鏡枠形状測定部2内の
演算制御回路200とデータ交換・通信を行う。眼鏡枠
形状データはデータメモリ103に記憶される。
部4、レンズ形状測定部5が接続されている。主演算制
御回路100で演算処理されたレンズの加工情報等はデ
ータメモリ103に記憶される。キャリッジ移動モータ
714、パルスモータ728、721はパルスモータド
ライバ110、パルス発生器111を介して主演算制御
回路100に接続されている。パルス発生器11は主演
算制御回路100からの指令を受けて、それぞれのパル
スモータへ何Hzの周期で何パルス出力するかにより各
モータの動作をコントロールする。
の動作を説明する。
て、眼鏡の左右枠の形状(以下、玉型ともいう)をそれ
ぞれ測定し、左右それぞれの枠形状の計測データ
(rn ,Θn ,zn )(n =1,2,…,N)を得る。
演算制御回路200は、この計測データを極座標−直交
座標に変換した後のx、y成分から、図6のように、x
方向に最大値を持つ被計測点A(xa ,ya )、x方向
に最小値を持つ被計測点B(xb ,yb )、y方向に最
大値を持つ被計測点C(xc ,yc )、y方向に最小値
を持つ被計測点D(xd ,yd )を選ぶことにより、レ
ンズ枠のボクシング中心(幾何学中心)OF の座標(x
f ,yf )を、 (xf ,yf )=((xa +xb )/2,(yc +yd
)/2) として求める。そして計測データをこのOF (xf ,y
f )を中心とした極座標に変換して、レンズ枠のボクシ
ング中心に対する玉型データ(f rn ,f Θn )(n =
1,2,…,N)を得る。これを左右それぞれについて
行い、右側の玉型データ(Rfrn ,RfΘn )、左側の玉
型データ(Lfrn ,LfΘn )を得る。ここで、加工の基
礎とする玉型データは、実施例では右側を基準にとり、
左側はそのデータを反転(ミラー反転)させたデータ
(L'f rn ,L'f Θn )を用いるものとする。
から時計回り及び反時計回りにわずかに回転させ、ミラ
ー反転させたデータの形状と左側の玉型データの形状と
が最も合致するときの回転方向のずれ量を求める。この
求め方は、例えば、次のようにする。
させたデータを、ボクシング中心を中心に比較を行い、
極座標における各角度ごとの半径の差Δrn (図7参
照)を全周にわたって求め、これを次式のように自乗し
てその平均誤差Δravを求める。
クシング中心OF を中心に回転させ、上式と同一の計算
を行う。この回転を時計回りの方向、反時計回りの方向
に所定の範囲(例えば、±5゜の範囲)で行い、Δrav
が最小になるときの回転量を求める。この回転量がミラ
ー反転させたデータ側(すなわち左側)の加工時におけ
る軸度補正角度(ψ)となる。
め方の他、玉型形状の特徴から求めるようにしても良
い。例えば、玉型データの形状が持つ複数の変曲点の角
度に着目し、これとミラー反転させたデータの形状が持
つ複数の変曲点の角度とを比較し、対応する変曲点の角
度が最も一致する回転角度を求める(上記のように、微
小な任意の角度だけボクシング中心を中心に回転させ、
対応する変曲点の角度差が最も小さくなるようにす
る)。
測データ(rn ,Θn ,zn )(n=1,2,…,N)
の各データ間の距離を算出し、それを足し合わせること
により近似的に左右それぞれの玉型の周長データを得
る。
玉型データ、ミラー反転した側の軸度補正角度、各玉型
の周長データ)は、トレースデータメモリ202に記憶
され、次データスイッチ417を押すことにより主演算
制御回路100側に転送されてデータメモリ103に記
憶される。
左眼用の加工について説明する。R/Lスイッチ405
を押して左眼用レンズの加工を選択する。主演算制御回
路100は、基準側である右側の玉型データをミラー反
転させたデータ(L'f rn ,L'f Θn )を軸度補正角度
(ψ)分だけ補正して新たなる玉型データ(L'f r
n´,L'f θn ´)を得る(これは、ミラー反転させた
データを単に軸度補正角度(ψ)分だけずらすことも含
む)。表示部3の画面上には、このデータに基づいて左
眼用の玉型形状が表示され、加工条件を入力できる状態
になる。加工者は、入力部4により装用者のPD値、F
PD値、光学中心の高さ等のレイアウトデータ、加工す
るレンズの材質、フレームの材質、加工モード等の加工
条件を入力する。
50を左眼用の被加工レンズに取り付け、これをカップ
受け740aに装着してレンズ回転軸704a、704
bによりチャッキングする。被加工レンズが乱視軸等の
軸性を持つときは、その軸方向が固定カップ750の基
部に形成されたキー溝751と対応するように被加工レ
ンズに固定カップ750を固定する処理を行った後、固
定カップ750のキー溝751がカップ受け740aの
内部に形成されたキーに嵌合するようにして取り付け
る。これにより、装置はレンズ回転軸の回転角度と被加
工レンズが持つ軸方向の関連を管理することができるよ
うになる。
を押して装置を動作させる。装置は、スタート信号の入
力により、加工時のレンズ回転中心と砥石回転中心の軸
間距離を算出する加工補正計算を行った後、レンズ形状
測定部5を作動させてレンズ形状測定を行い、得られた
レンズ形状(コバ厚)情報に基づいてヤゲン計算を行
う。さらにヤゲン計算により得られるヤゲンカーブの軌
跡の周長が玉型の周長データと略一致するようにサイズ
補正計算を行って加工情報を得る。なお、加工補正計
算、レンズ形状測定部の構成とその測定動作、及び周長
補正については特開平5−212661号等を参照され
たい。
従ってキャリッジ部7の動作を制御して加工を実行す
る。まず、装置は被加工レンズの材質の指定に応じた粗
砥石上にチャッキングした被加工レンズがくるようにキ
ャリッジ700を移動し、粗加工用の加工情報に基づい
て各モータを駆動制御して被加工レンズを加工する。続
いて、装置は粗砥石から被加工レンズを離脱させた後、
これを仕上げ砥石60cが持つヤゲン溝の上に位置さ
せ、ヤゲン加工用の加工情報に基づき各モータを駆動制
御してヤゲン仕上げ加工を行う。
ズ、二重焦点レンズ等のように軸性を持つ被加工レンズ
の加工に当たって、図8のように左右枠の位置関係に回
転方向のずれがあった場合でも、加工者は特別な配慮を
行うことなく、眼鏡枠に枠入れしたときの眼鏡レンズの
軸度精度が高くなり、良好な眼鏡を製作できる。
つ装置について説明したが、眼鏡枠形状測定部2を別置
きにしたもの、あるいは通信網を介してデータ通信によ
り加工を行うものでも良い。眼鏡枠形状測定部2側で
は、基準側の玉型データと軸度補正角度(ψ)分だけ補
正したミラー反転による反対側の玉型データを得て、こ
の両玉型データを加工装置側にデータ送信することもで
きるが、通信加工の場合には左右両方の玉型データを送
信するのは通信時間、通信コストの点で不利となること
がある。この場合には玉型データの送信は基準側のみ行
い、これと周長補正データ、軸角度補正データを送信す
ると良い。加工装置側では基準側の玉型データをミラー
反転し、これと軸角度補正データにより基準側と反対側
の玉型データを得て加工を行う。
眼鏡の左右枠に回転ずれがある場合でも、枠入れする被
加工レンズの軸度を補正して加工することができる。こ
れにより、眼鏡製作におけるレンズの軸度精度を向上さ
せることができる。
示す斜視図である。
ある。
ある。
する図である。
が最も合致するときの回転方向のずれ量を求める方法を
説明する図である。
合の例を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 眼鏡レンズを研削加工するために眼鏡枠
を測定する眼鏡枠測定装置において、第1及び第2の両
枠からなる眼鏡枠の枠データをそれぞれ入力する枠デー
タ入力手段と、入力された第1の枠データを反転して第
3の枠デ−タを得る枠データ反転手段と、該第3の枠デ
ータと前記枠データ入力手段により入力された第2の枠
データに基づき第3の枠データに対する第2の枠デ−タ
の回転方向のずれ量を求める回転ずれ演算手段と、を備
えることを特徴とする眼鏡枠測定装置。 - 【請求項2】 請求項1の眼鏡枠測定装置において、さ
らに前記回転ずれ演算手段による回転ずれ量に基づいて
前記第3の枠デ−タを補正して第4の枠デ−タを得る補
正手段を備えることを特徴とする眼鏡枠測定装置。 - 【請求項3】 請求項1の眼鏡枠測定装置において、前
記回転ずれ演算手段は、動径角に対応した前記両データ
の動径長の差が最小となるときの回転方向のずれ量を求
めることを特徴とする眼鏡枠測定装置。 - 【請求項4】 請求項1の眼鏡枠測定装置において、前
記回転ずれ演算手段は、前記両データによる枠形状の特
徴から回転方向のずれ量を求めることを特徴とする眼鏡
枠測定装置。 - 【請求項5】 請求項1の眼鏡枠測定装置は、さらに第
1の枠データ及び第2の枠データに基づいて両枠の周長
を得る周長算出手段を備えることを特徴とする眼鏡枠測
定装置。 - 【請求項6】 眼鏡レンズを眼鏡枠に合うように研削加
工する眼鏡レンズ研削加工装置において、第1及び第2
の両枠からなる眼鏡枠の枠データをそれぞれ入力する枠
データ入力手段と、入力された第1の枠データを反転し
て第3の枠デ−タを得る枠データ反転手段と、該第3の
枠データと前記枠データ入力手段により入力された第2
の枠データに基づき第3の枠データに対する第2の枠デ
−タの回転方向のずれ量を求める回転ずれ演算手段と、
該回転ずれ演算手段による回転ずれ量に基づいて前記第
3の枠デ−タを補正して第4の枠デ−タを得る補正手段
と、前記第1及び第4の枠デ−タに対して眼鏡レンズを
レイアウトするレイアウト手段と、該レイアウト手段に
よりレイアウトされた眼鏡レンズに形成するヤゲンのコ
バ厚方向の位置を決定するヤゲン位置決定手段と、該レ
イアウト手段のレイアウト及びヤゲン位置決定手段のヤ
ゲン位置に基づいて眼鏡レンズを研削加工する制御手段
と、を有することを特徴とする眼鏡レンズ研削加工装
置。 - 【請求項7】 請求項5の眼鏡レンズ研削加工装置にお
いて、前記制御手段は、第1の枠データ及び第2の枠デ
ータに基づいて第1及び第2の周長を得る周長算出手段
と、該第1の周長と略一致するように第1の枠デ−タか
ら加工デ−タを得て第2の周長と略一致するように第4
の枠デ−タから加工デ−タを得る演算手段を備えること
を特徴とする眼鏡レンズ研削加工装置。 - 【請求項8】 眼鏡レンズを研削加工するために眼鏡枠
を測定する眼鏡枠測定方法において、第1及び第2の両
枠からなる眼鏡枠の枠データをそれぞれ測定し枠データ
を得る第1ステップと、第1の枠データを反転して第3
の枠デ−タを得る第2ステップと、該第3の枠データと
第2の枠データに基づき第3の枠データに対する第2の
枠デ−タの回転方向のずれ量を求める第3ステップとを
備え、第1及び第3の枠デ−タ並びに第3ステップによ
る回転ずれ量を眼鏡レンズ加工の枠デ−タとして使用す
ることを特徴とする眼鏡枠測定方法。 - 【請求項9】 請求項8の眼鏡枠測定方法において、さ
らに前記回転ずれ量に基づいて前記第3の枠デ−タを補
正して第4の枠デ−タを得る第4ステップを備えること
を特徴とする眼鏡枠測定方法。
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