KR101169130B1 - 안경용 형상 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 베이스 커브(8)를 초과하는 안경 프레임에 대해서도, 안경 프레임의 형상을 간단하고 정확하게 측정할 수 있는 안경용 형상 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 안경용 형상 측정 장치는 렌즈 프레임의 외형 형상을 측정하기 위한 것으로, 상기 렌즈 프레임을 유지하는 유지 수단과, 이 유지 수단을 상기 안경용 형상 측정 장치의 외부에 설정된 가상 회전축의 주위에서 스윙시키기 위한 유지 수단 스윙 기구와, 상기 렌즈 프레임의 그 각 렌즈 프레임의 내측에 형성된 각 홈부를 트레이스하기 위한 측정자와, 이 측정자를 구동시키는 구동 수단과, 상기 측정자의 위치를 검출하는 위치 검출 수단과, 상기 구동 수단을 제어하고 상기 위치 검출 수단에 의한 상기 측정자의 위치 정보를 취득하여 처리하는 제어 연산 수단을 구비하며, 상기 유지 수단에 의해 상기 렌즈 프레임을 유지한 상태로, 상기 제어 연산 수단이 상기 측정자를 상기 각 렌즈 프레임의 내측에 형성된 각 홈부상에서 미끄럼 이동시키도록 상기 구동 수단을 제어함으로써, 상기 측정자에 상기 렌즈 프레임의 3차원적 형상을 트레이스시키고 상기 구동 수단의 구동 상태의 정보와 상기 위치 검출 수단에 의한 상기 측정자의 위치 정보에 기초하여 상기 렌즈 프레임의 3차원적 형상을 취득하는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

안경용 형상 측정 장치{SHAPE MEASURING APPARATUS FOR EYEGLASSES}
본 발명은, 안경용 렌즈의 렌즈 형상 또는 안경의 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상을 측정하기 위한 안경용 형상 측정 장치에 관한 것이다.
종래부터, 안경 프레임을 구성하는 렌즈 프레임의 윤곽 형상을 측정하기 위한 안경용 형상 측정 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 또는 특허문헌 2 참조).
종래예의 안경용 형상 측정 장치는, 안경 프레임을 유지하는 유지 수단과, 이 유지 수단을 안경용 형상 측정 장치에 설치된 회전축의 주위에서 회전 운동시키기 위한 회전 운동 수단과, 안경 프레임의 2개의 렌즈 프레임의 내측에 형성된 홈부를 트레이스하기 위한 측정자와, 측정자를 구동시키는 구동 수단과, 측정자의 위치를 검출하는 위치 검출 수단과, 구동 수단을 제어하고 위치 검출 수단에 의한 측정자의 위치 정보를 취득하여 처리하는 제어 연산부를 갖고 있다.
종래예의 안경용 형상 측정 장치에서는, 안경 프레임을 유지 수단에 의해 유지한 상태로, 제어 연산부가 측정시에 측정되는 렌즈 프레임이 거의 수평 상태가 되도록 회전 운동 수단을 제어하고 측정자를 렌즈 프레임의 홈부상에서 미끄럼 이 동시키도록 구동 수단을 제어함으로써, 측정자에 렌즈 프레임의 3차원적 형상을 트레이스시키고 구동 수단의 구동 상태의 정보와 위치 검출 수단에 의한 측정자의 위치 정보에 기초하여 렌즈 프레임의 3차원적 형상을 취득하도록 되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 평 7-290348호 공보
특허문헌 2 : 일본 특허공개 평 7-285057호 공보
그러나, 상기 종래예의 안경용 형상 측정 장치에서는, 회전 운동 수단에 의한 회전 운동 각도가 겨우 20도 정도이기 때문에, 스포츠 선수가 쓰는 것과 같이 얼굴에 밀착되는 만곡이 심한 안경 프레임의 형상을 측정하는 것은 어려웠다.
또한, 종래예의 안경용 형상 측정 장치에서는, 베이스 커브(8)를 초과하는 안경 프레임의 윤곽 형상을 정확하게 얻을 수 없기 때문에, 안경 프레임의 각 렌즈 프레임의 기하학적인 중심간 거리를 구할 수 없었다.
또, 일반적으로 안경 프레임은, 좌우에 제1 렌즈 프레임 및 제2 렌즈 프레임을 갖고 있고, 이들 제1 렌즈 프레임과 제2 렌즈 프레임을 연결하는 브릿지 금구의 중앙을 중심으로 하여 좌우 대칭으로 만들어져 있다.
그러나, 실제로는 제1 렌즈 프레임과 제2 렌즈 프레임에 각각 끼워 맞춰지는 제1 렌즈 및 제2 렌즈는, 서로 형상이 미묘하게 다르거나 사이즈가 다른 경우가 있어, 한쪽 렌즈(예를 들어 제1 렌즈)의 형상 측정 데이터에 따라 다른쪽 렌즈(예를 들어 제2 렌즈)를 가공하면, 렌즈를 원활하게 렌즈 프레임에 넣을 수 없는 경우가 있었다.
그와 같은 경우는, 수작업에 의한 후가공으로 수정해야 하므로 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 수정이 되지 않아 새롭게 재가공하는 등의 문제가 있었다.
본 발명의 과제는, 베이스 커브(8)를 초과하는 안경 프레임에 대해서도, 안 경 프레임의 형상을 간단하고 정확하게 측정할 수 있는 안경용 형상 측정 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 안경 프레임이 갖는 2개의 렌즈 프레임의 외형 형상을 각각 측정하기 위한 안경용 형상 측정 장치로서, 상기 안경 프레임을 유지하는 유지 수단과, 이 유지 수단을 상기 안경용 형상 측정 장치의 외부에 설정된 가상 회전축의 주위에서 스윙시키기 위한 유지 수단 스윙 기구와, 상기 각 렌즈 프레임의 내측에 형성된 각 홈부를 트레이스하기 위한 측정자와, 이 측정자를 구동시키는 구동 수단과, 상기 측정자의 위치를 검출하는 위치 검출 수단과, 상기 구동 수단을 제어하고 상기 위치 검출 수단에 의한 상기 측정자의 위치 정보를 취득하여 처리하는 제어 연산 수단을 구비하며, 상기 유지 수단에 의해 상기 렌즈 프레임을 유지한 상태로, 상기 제어 연산 수단이 상기 측정자를 상기 각 렌즈 프레임의 내측에 형성된 각 홈부상에서 미끄럼 이동시키도록 상기 구동 수단을 제어함으로써, 상기 측정자에 상기 렌즈 프레임의 3차원적 형상을 트레이스시키고 상기 구동 수단의 구동 상태의 정보와 상기 위치 검출 수단에 의한 상기 측정자의 위치 정보에 기초하여 상기 렌즈 프레임의 3차원적 형상을 취득하는 안경용 형상 측정 장치를 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 우선 안경 프레임을 유지하는 유지 수단이 수평인 상태로 안경 프레임의 한쪽 렌즈 프레임(예를 들어 제1 렌즈 프레임)의 형상을 측정한다.
그리고, 안경 프레임의 휘어짐량이 일정치를 넘는지의 여부가 판정된다.
상기 휘어짐량이 일정치를 넘는 경우에는, 제어 연산 수단에 의해 유지 수단 스윙 기구를 제어하여, 렌즈 프레임이 수평에 가까운 상태가 되도록 유지 수단을 한방향으로 스윙시켜, 이 렌즈 프레임의 형상을 다시 측정한다.
이 때의 측정 결과인 스윙각은 메모리에 기억된다.
다음으로, 안경 프레임의 다른쪽 렌즈 프레임(예를 들어 제2 렌즈 프레임)의 형상을 측정하는 경우에는, 제어 연산 수단에 의해 유지 수단 스윙 기구를 제어하여, 유지 수단을 상기 한방향과는 역방향으로 스윙시킨다.
이 때, 메모리에 기억된 상기 스윙각과 동일한 크기의 스윙각으로 유지 수단을 스윙시킨다.
그리고, 유지 수단을 역방향으로 스윙시킨 후, 다른쪽 렌즈 프레임의 형상을 측정한다.
본 발명에 의하면, 안경 프레임을 유지하는 유지 수단으로서 최대 40도 정도까지 경사가능한 유지 수단을 설치함으로써, 베이스 커브(8)를 초과하는 안경 프레임에 대해서도, 안경 프레임의 형상을 간단하고 정확하게 측정할 수 있다.
또, 유지 수단의 구체적인 각도를 정확하게 구하여, 좌우의 각 렌즈 프레임을 측정자의 슬라이드 방향과 평행에 가까운 상태로 각각 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상을 측정함으로써, 정확한 내주 윤곽 형상을 얻을 수 있고, 이들 내주 윤곽 형상으로부터 각 렌즈 프레임간의 정확한 기하학적 중심간 거리를 산출할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
실시예
[구성]
도 1은, 본 발명에 따른 안경용 형상 측정 장치의 주요부 구성을 나타내고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 이 안경용 형상 측정 장치는 측정 장치 본체(1)를 갖는다.
이 측정 장치 본체(1)는, 하부에 설치된 측정 기구(1d)의 수납용 케이스부(1a)와, 케이스부(1a)의 상부에 설치된 렌즈 프레임 유지 기구(1b)를 갖는다.
그리고, 도 1의 케이스부(1a)내의 바닥부에는 도 2에 나타낸 베이스(2)가 설치되어 있다.
또, 도 1에 나타낸 바와 같이, 렌즈 프레임 유지 기구(1b)는, 케이스부(1a)에 고정된 한 쌍의 평행한 가이드 로드(1c, 1c)를 갖는다.
또한, 이 가이드 로드(1c, 1c)에는, 슬라이드 프레임(3, 3)이 서로 대향한 상태로 슬라이드 가능하게 설치되고, 이들은 서로 상대적으로 접근ㆍ이격 가능하게 유지되어 있다.
그리고, 이들 슬라이드 프레임(3, 3)은, 도시하지 않는 코일 스프링 등으로 서로 접근하는 방향으로 탄성 지지되어 있다.
이들 슬라이드 프레임(3, 3)은 안경 프레임(도시하지 않음)을 양측에서 끼워 지지하는 세로판(3a, 3a)을 갖고 있고, 세로판(3a, 3a)에는 상기 안경 프레임을 유지하기 위한 렌즈 프레임 유지 수단(3b)을 갖고 있다.
이 렌즈 프레임 유지 수단(3b)에는, 4쌍의 유지 막대(3b1, 3b2)가 각각 세로판(3a, 3a)에 2쌍씩 설치되어 있고, 도시하지 않는 안경 프레임의 좌우의 렌즈 프레임에 대응하여 배치되어 있다.
각 유지 막대(3b1, 3b2)는 세로판(3a, 3a)으로부터 각각 돌출되어 있고, 유지 막대(3b2)는 세로판(3a)에 고정된 유지 막대(3b1)에 대하여 위쪽으로부터 슬라이드 가능하게 되고, 각 유지 막대(3b1, 3b2) 사이에 안경 프레임을 끼워 지지하도록 되어 있다.
이러한 렌즈 프레임 유지 기구(1b)로는, 예를 들어 일본 특허공개 평 10-328992호 공보 등에 개시된 구성, 또는 그 밖의 주지의 기술을 채택할 수 있다.
따라서, 렌즈 프레임 유지 기구(1b)의 상세한 설명은 생략한다.
도 1a는 본 발명에 따른 안경용 형상 측정 장치의 사시도, 도 1b는 도 1a의 안경용 형상 측정 장치를, 시점을 바꾸어 보았을 때의 사시도이다.
도 1c는 도 1a의 안경용 형상 측정 장치를 화살표 C 방향에서 보았을 때의 측면도, 도 1d는 도 도 1a의 안경용 형상 측정 장치의 상면도이다.
슬라이드 프레임(3)은, 도 1 및 도 1a～1C에 나타낸 바와 같이, 그 바닥면(400)이 아래쪽으로 볼록한 형상이고, 하면 형상이 다각형 형상으로 되어 있다.
바닥면(400)에는 그 중앙부에 개구(400A)가 형성되어 있다.
이 개구(400A)에는, 측정자 축(35)이 아래쪽에서 위쪽을 향해 삽입 관통되어 있다. 측정자 축(35)에 관해서는 후술한다.
바닥면(400)을 아래쪽이 둥근 볼록형의 원기둥면으로 해도 된다.
또, 케이스부(1a)의 슬라이드 프레임(3, 3) 외측의 양단면(401, 401)에는, 각각 가상 회전축(402)을 중심으로 한 원호형의 가이드 레일(403, 403)이 부착되어 있다.
한편, 측정 장치 본체(1)에는 그 하부 케이스용 덮개(404)가 설치되어 있고, 덮개(404)의 상부 양측에 브래킷(405, 405)이 위쪽을 향해 설치되어 있다.
각 브래킷(405)에는 그 상부에 지지 롤러(406)가 설치되고, 지지 롤러(406)의 아래쪽에는 지지 롤러(407)가 각각 회전 가능하게 설치되어 있다.
그리고, 각 브래킷(405)의 지지 롤러(406, 407)는, 슬라이드 프레임(3)의 가이드 레일(403)을 상하에서 끼워 지지하도록 배치되어 있다.
즉, 두 슬라이드 프레임(3, 3)은 측정 장치 본체(1)의 덮개(404)상에 지지되어 있고, 이에 의해 두 슬라이드 프레임(3, 3)은 가상 회전축(402)을 중심으로 하여 화살표 D 방향으로 스윙 이동할 수 있다.
또, 도 1e에 나타낸 바와 같이, 가이드 레일(403)의 하단면에는 벨트(408)가 맞닿아 있다.
이 벨트(408)는, 그 양단부가 가이드 레일(403)의 양단부에 고정되어 있지만, 벨트(408)의 양단부 이외의 부분은 가이드 레일(403)에 고정되어 있지는 않다.
즉, 벨트(408)는 그 양단부 이외의 부분이 가이드 레일(403)의 하단면으로부터 이간될 수 있게 되어 있다.
양측의 브래킷(405, 405)에는 각각 지지 롤러(407, 407)가 부착되어 있고, 하부 케이스용 덮개(404)상에는 이들의 구동부로서의 모터(409)(도 1a～1D 참조)가 설치되어 있다.
이 모터(409)의 회전축에는 구동 롤러(410)가 부착되어 있다.
구동 롤러(410)는, 지지 롤러(407, 407)간의 거의 중간이고 또한 지지 롤러(407, 407)보다 아래쪽 위치에 배치되어 있다.
그리고, 가이드 레일(403)의 양단부에 고정된 벨트(408)는, 지지 롤러(407, 407)를 통해 구동 롤러(410)에 걸려 있다.
벨트(408)는, 그 상면[가이드 레일(403)의 하단면에 접촉하는 측의 면]이 톱니바퀴와 같이 되어 있고, 또 구동 롤러(410)의 외주면도 톱니바퀴와 같이 되어 있기 때문에, 벨트(408)의 상면과 구동 롤러(410)의 외주면 사이의 마찰계수는 크다.
이 때문에, 벨트(408)는 구동 롤러(410)상에서 미끄러지지 않기 때문에, 구동 롤러(410)를 회전시킴으로써, 가이드 레일(403)을 도 1e에서의 우측 방향 또는 좌측 방향으로 이동시킬 수 있고, 그 결과 렌즈 프레임 유지 기구(1b)의 슬라이드 프레임(3)을, 가상 회전축(402)을 중심으로 하여 화살표 D 방향(도 1a 및 도 1c 참조)으로 스윙시킬 수 있다.
또, 도면에는 나타내지 않지만, 측정 장치 본체(1)에는 슬라이드 프레임(3)이 스윙했을 때의 각도(스윙각)를 검출하기 위한 스윙각 검출부가 설치되어 있다.
이들 가이드 레일(403), 지지 롤러(406, 407), 벨트(408), 모터(409) 및 구동 롤러(410)로 유지 수단 스윙 기구(S)가 구성되어 있다.
또, 베이스(2)상에는 도 2～도 5에 나타낸 측정 기구(1d)가 설치되어 있다.
이 측정 기구(1d)는, 베이스(2)상에 고정된 베이스 지지 부재(4)를 갖는다.
이 베이스 지지 부재(4)에는 대직경의 기어(5)가, 기어(5)의 상하 방향으로 연장되는 회전축(C)(상하 방향으로 연장되는 축) 주위에 회전 가능하게 부착되어 있다.
또, 도 5a에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 베이스(2)에는 모터(6)가 기어(5)에 인접하여 부착되어 있다.
이 모터(6)의 회전축(6a)에는 피니언(7)이 고정되고, 이 피니언(7)과 기어(5)에는 벨트(8)가 걸쳐 있다.
그리고, 모터(6)를 작동시키면, 모터(6)의 회전축(6a)의 회전이 피니언(7) 및 벨트(8)를 통해 기어(5)에 전달되어, 기어(5)가 회전하도록 되어 있다.
모터(6)로는, 2상 스텝핑 모터가 사용되고 있다.
또, 도 2～도 5에 나타낸 바와 같이, 기어(5)의 상부에는 회전 베이스(9)가 일체로 고정되어 있다.
본 발명의 안경용 형상 측정 장치에는, 베이스(2)에 대한 회전 베이스(9)의 회전에 관한 기준 위치를 검지하기 위한 회전 기준 위치 검출 수단이 설치되어 있다.
이 회전 기준 위치 검출 수단은, 기준 위치 지시용의 발광 마커(9b)와 포토 센서부(9a)로 구성되어 있고, 발광 마커(9b)는 베이스(2)에 설치되고, 포토 센서부(9a)는 회전 베이스(9)에 설치되어 있다.
발광 마커(9b)는, 베이스(2)에 설치된 슬릿 또는 원형 구멍을 통해 위쪽을 향해 빛을 방사하도록 되어 있고, 회전 베이스(9)에 고정된 포토 센서부(9a)에 의해 이 빛을 검출함으로써, 회전 베이스(9)의 회전의 기준 위치를 검지하도록 되어 있다.
회전 기준 위치 검출 수단으로는, 투과형 포토 센서나 반사형 포토 센서 또는 근접 센서 등의 주지의 기술을 채택할 수 있다.
또한, 도 2～도 4에 나타낸 바와 같이, 회전 베이스(9)의 양단부에는, 이들 각 단부로부터 위쪽으로 연장되는 레일 부착판(10, 11)이 각각 일체로 형성되어 있고, 이들 레일 부착판(10, 11)은 서로 대향하며 평행하게 되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이 레일 부착판(10)의 일측부와 레일 부착판(11)의 일측부에는 측판(12)의 길이 방향 양단부가 각각 고정되고, 도 4에 나타낸 바와 같이 레일 부착판(10)의 타측부와 레일 부착판(11)의 타측부에는 측판(13)의 길이 방향 양단부가 각각 고정되어 있다.
또, 도 2～도 4에 나타낸 바와 같이, 레일 부착판(10, 11)의 각 상부간에는 한 쌍의 막대 형상의 가이드 레일(14, 14)이 수평으로 서로 평행하게 걸쳐 있고, 이들의 각 양단부는 레일 부착판(10, 11)에 고정되어 있다.
그리고, 가이드 레일(14, 14)에는 슬라이더(15)가 길이 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 유지되어 있다.
또한, 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 측판(12)의 레일 부착판(10)측의 단부에는 풀리 지지판부(12a)가 일체로 형성되어 있고, 측판(12)의 레일 부착판(11) 측의 단부에는 모터 부착용 브래킷(16)이 일체로 형성되어 있다.
그리고, 풀리 지지판부(12a)에는 풀리(17)가 상하 방향으로 연장되는 회전축에 회전 가능하게 부착되어 있고, 브래킷(16)의 하부에는 슬라이더 이동용 모터(18)의 상단부가 고정되어 있다.
이 모터(18)의 회전축(18a)은 위쪽으로 연장되어 있고, 이 회전축(18a)에는 도 5b, 도 5c에 나타낸 바와 같이 풀리(19)가 부착되어 있다.
또, 이 모터(18)로는, DC 모터가 사용되고 있다.
도 2, 도 5b, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 이들 풀리(17, 19)에는 와이어 벨트(20)가 걸쳐 있다.
와이어 벨트(20)는, 와이어(20A)와, 이 와이어(20A)에 장력을 부여하기 위한 코일 스프링(23)과, 와이어(20A)를 슬라이더(15)에 고정된 브래킷(22, 22')에 유지시키기 위한 원통형의 와이어 유지 부재(21)로 구성되어 있다.
와이어 유지 부재(21)는, 와이어(20A)가 와이어 유지 부재(21)의 구멍부에 삽입 관통된 상태로 와이어(20A)에 고정되어 있고, 와이어 벨트(20)는, 와이어(20A)의 양단부를 코일 스프링(23)에 의해 연결함으로써 고리 형상으로 되어 있다.
또, 와이어 벨트(20)는, 와이어 유지 부재(21)를 슬라이더(15)의 브래킷(22, 22') 사이에 끼워 지지함으로써 슬라이더(15)에 고정되어 있다.
이에 따라, 모터(18)를 정회전 또는 역회전시키면, 회전축(18a) 및 풀리(19)가 정회전 또는 역회전되어, 슬라이더(15)가 도 3 중의 좌측 또는 우측으로 이동하 도록 되어 있다.
또, 도 5d에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 안경용 형상 측정 장치에는, 회전 베이스(9)에 대한 슬라이더(15)의 이동 위치의 기준 위치를 검지하기 위한 슬라이드 기준 위치 검출 수단(20a)이 설치되어 있다.
슬라이드 기준 위치 검출 수단(20a)은, 상하로 연장되는 반사면(도시하지 않음)이 설치된 반사판(20b)과, 발광 소자와 수광 소자를 일체로 구비한 반사형 포토 센서(20c)로 구성되어 있다.
반사판(20b)은 브래킷(22')에 설치되어 있고, 반사형 포토 센서(20c)는 측판(12)에 설치되어 있다.
슬라이드 기준 위치 검출 수단(20a)으로는, 투과형 포토 센서나 근접 센서 등의 주지의 기술을 채택할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 측판(13)과 슬라이더(15) 사이에는, 동경(반경 방향의 거리) 검출용 리니어 스케일(24)(위치 검출 수단)이 개재되어 있다.
이 리니어 스케일(24)은, 길이가 긴 메인 스케일(25)과, 메인 스케일(25)을 따라 이동되고, 메인 스케일(25)에 기록된 위치 정보를 판독하는 위치 정보 검출 헤드(26)를 갖고 있다.
메인 스케일(25)은, 가이드 레일(14)과 평행하게 슬라이더(15)에 고정되어 있고, 위치 정보 검출 헤드(26)는, 측판(13)에 일체로 형성된 지지판부(13a)에 고정되어 있다.
이 위치 정보 검출 헤드(26)는, 메인 스케일(25)에 기록된 위치 정보로부터 슬라이더(15)의 수평 방향으로의 이동 위치를 검출하도록 되어 있다.
이 리니어 스케일(24)로는, 예를 들어 주지의 자기식의 것이나 광학식의 것을 사용할 수 있다.
예를 들어, 자기식 리니어 스케일(24)에서는, 메인 스케일(25)에 그 길이 방향을 따라 미소 간격으로 교대로 자극 S, N을 반복하는 자기 패턴이 형성되어 있고, 이 자기 패턴을 위치 정보 검출 헤드(26)로 검출함으로써, 이 위치 정보 검출 헤드(26)로부터 출력되는 동경 위치 검출용 정보로서의 신호로부터 슬라이더(15)의 이동 위치를 검출할 수 있다.
또, 광학식 리니어 스케일(24)에는, 판형 메인 스케일(25)에 그 길이 방향을 따라 미소 간격으로 다수의 슬릿이 형성되어 있고, 위치 정보 검출 헤드(26)에, 그 메인 스케일(25)을 양측에서 사이에 끼우도록 발광 소자와 수광 소자가 설치되어 있다.
그리고, 발광 소자로부터 방사되는 빛을 메인 스케일(25)의 슬릿을 통해 수광 소자에 의해 검출하여 슬릿의 수를 카운트함으로써, 이 슬라이더(15)의 이동 위치를 검출할 수 있다.
또, 슬라이더(15)의 대략 중앙부에는 도 2에 나타낸 관통 구멍(15a)이 형성되고, 이 관통 구멍(15a)에는 상하로 연장되는 가이드 통(27)이 삽입 관통되어 있다.
이 슬라이더(15)의 아래쪽에는, 도 4에 나타낸 바와 같이 지지 프레임(28)이 설치되어 있다.
이 지지 프레임(28)은, 가로판(31)과, 가로판(31)의 양단부로부터 위쪽으로 평행하게 연장되는 세로 프레임(29, 30)을 갖고 있고, 세로 프레임(29, 30)의 상단부는 슬라이더(15)에 유지되어 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 이 가로판(31)의 상부에는, 위쪽으로 연장되며 서로 평행하게 설치된 한 쌍의 원기둥형 지지 부재(32, 32)가 고정되어 있다.
이 지지 부재(32, 32)의 상단부에는 연결 부재(33)가 고정되고, 연결 부재(33)에는 측면 L자형의 가이드 지지 부재(34)의 세로판(34a)이 고정되고, 가이드 지지 부재(34)의 가로판(34b)에는 가이드 통(27)의 하단부가 고정되어 있다.
그리고, 가이드 통(27)의 내부에는, 상하로 연장되는 (길이가 긴) 측정자 축(35)이 삽입 관통되어 상하 이동 가능하게 끼워 맞춰져 유지되어 있고, 측정자 축(35)의 상단부에는 측정자(36)가 일체로 설치되어 있다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 이 측정자(36)는, 상하로 연장되는 (길이가 긴)수직부(36b)와, 수직부(36b)의 상단부에 고정되어 수평 방향으로 연장되는 렌즈 프레임용 측정자(37)와, 수직부(36b)의 상단부에 고정되어 수직부(36b)로부터 위쪽으로 더 연장되는 렌즈용 측정자(38)를 갖고 있다.
그리고, 측정자(36)의 하단부와 측정자 축(35)의 상단부는 결합 부재(36a)에 의해 결합되어 있다.
이 결합 부재(36a)에 의해 결합된 측정자 축(35)과 결합 부재(36a)와 측정자(36)는, 전체적으로 크랭크 형상을 나타내고 있다.
렌즈 프레임용 측정자(37)는, 수직부(36b)의 측정자 축(35)과 동일한 쪽을 향하고 있고, 수직부(36b)의 측정자 축(35)과 반대측의 부분에는 일정한 곡률 반경으로 만곡된 배면(36c)이 형성되어 있다.
이 배면(36c)의 일부는, 렌즈의 윤곽 형상 측정시에 렌즈의 주연부와 맞닿아 렌즈의 주연부상을 미끄럼 이동하도록 되어 있다.
또, 렌즈용 측정자(38)의 상단부는 반구형으로 형성되어 있다.
이 상단부를 반구(38b)로 하면, 이 반구(38b)의 곡률 반경[즉, 축부(38a)의 반경]은, 다양한 부착 구멍 직경에 대응하기 위해, 일반적인 부착 구멍 직경의 반경(직경은 2.2φ)보다 크게 하는 것이 바람직하다.
렌즈용 측정자(38)는 전술한 바와 같이 측정자(36)와 일체일 필요는 없다.
예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 수직부(36b)의 상단부에 나사 구멍을 형성하고, 렌즈용 측정자(38)의 하단부에 나사부(36s)를 형성하여, 이 나사부(36s)를 수직부(36b)의 상단부에 나사식으로 부착함으로써, 렌즈용 측정자(38)를 수직부(36b)의 상단부에 착탈 가능하게 부착하도록 해도 된다.
도 6～도 8에 나타낸 바와 같이, 측정자 축(35)의 아래쪽에는 브래킷(39)이 설치되어 있고, 측정자 축(35)의 하단부에는 브래킷(39)이 고정되어 있다.
또, 도 13에 나타낸 바와 같이, 브래킷(39)과 가이드 지지 부재(34) 사이에는, 측정자(36)의 높이 검출용 리니어 스케일(40)(위치 검출 수단)이 개재되어 있다.
이 리니어 스케일(40)은, 막대 형상의 메인 스케일(41)과, 메인 스케일(41)을 따라 이동되어 메인 스케일(41)의 위치 정보를 판독하는 위치 정보 검출 헤 드(42)를 갖고 있다.
위치 정보 검출 헤드(42)는 연결 부재(33)에 고정되어 있고, 메인 스케일(41)은, 그 하단부가 브래킷(39)에 고정되어 상하 방향을 따라 측정자 축(35)과 평행하게 설치되어 있다.
메인 스케일(41)의 상단부는 고정되어 있지 않고, 이 상단부는 연결 부재(33) 및 가이드 지지 부재(34)의 가로판(34b)에 형성된 구멍을 관통하고 있어, 메인 스케일(41)은 상하 이동 가능하게 되어 있다.
이 리니어 스케일(40)에서는, 메인 스케일(41)의 상하 방향으로의 이동량을 위치 정보 검출 헤드(42)에 의해 검출함으로써, 브래킷(39)을 통해 메인 스케일(41)에 고정된 측정자(36)의 상하 방향으로의 이동량을 검출할 수 있다.
이 리니어 스케일(40)로도 전술한 리니어 스케일(24)과 동일한 자기식 또는 광학식의 것을 채택한다.
도 6～도 8에 나타낸 바와 같이, 브래킷(39)과 가로판(31) 사이에는 코일 스프링(43)이 개재되어 있고, 코일 스프링(43)은 측정자 축(35)을 항상 위쪽으로 탄성 지지하고 있다.
또, 측정자 축(35)의 브래킷(39)과의 접합부 근방에는, 결합 핀(44)이 측정자 축(35)에 수직으로 삽입되어 고정되어 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 가로판(31)상에는 U자형으로 형성된 브래킷(45)이 고정되어 있고, 이 브래킷(45)이 갖는 대향판(45a, 45a)의 상부에는 지지축(46)의 양단부가 회전운동 가능하게 유지되어 있다.
이 지지축(46)에는, 누름 레버(47)와 상승 위치 규제 레버(49)가 고정되어 있고, 이들은 지지축(46)에 대하여 동일한 쪽으로 연장되어 있다.
이에 의해, 누름 레버(47)와 상승 위치 규제 레버(49)는, 지지축(46)을 회전축으로 하여, 가로판(31)에 고정된 브래킷(45)에 대해 회전운동 가능하게 되어 있다.
또, 이 누름 레버(47)와 가로판(31) 사이에는 코일 스프링(48)이 개재되어 있고, 이 코일 스프링(48)의 압축 방향의 탄성력은, 코일 스프링(43)의 확장 방향의 탄성력보다 크게 설정되어 있기 때문에, 누름 레버(47)를 끌어내리는 방향의 장력을 항상 부여하고 있다.
이 누름 레버(47)는 결합 핀(44)의 상부에 위쪽에서 맞닿아 있어, 측정자 축(35)의 코일 스프링(43)에 의한 상승을 규제하도록 되어 있다.
상승 위치 규제 레버(49)의 아래쪽에는 리니어 액츄에이터(50)가 설치되어 있다.
리니어 액츄에이터(50)는, 가로판(31)상에 고정된 액츄에이터 본체의 모터부(50a)와, 이 모터부(50a)로부터 위쪽을 향하여 돌출되고 측정자 축(35)과 평행하게 설치된 샤프트(51)를 갖고 있다.
리니어 액츄에이터(50)에는 펄스 모터가 사용되고 있고, 리니어 액츄에이터(50)의 샤프트(51)를 정회전으로 회전시킴으로써 샤프트(51)가 위쪽으로 진출하고, 역회전으로 회전시킴으로써 샤프트(51)가 아래쪽으로 이동하도록 되어 있다.
이 모터부(50a)는, 후술하는 제어 연산 회로(52)에 의한 제어에 의해 구동 가능하게 되어 있다.
리니어 액츄에이터(50)의 상하 이동하는 샤프트(51)의 상단부는 상승 위치 규제 레버(49)에 아래쪽에서 맞닿아 있기 때문에, 샤프트(51)를 상승시키면, 이 샤프트(51)의 상승에 따라 누름 레버(47)가 상승하여, 누름 레버(47)에 의한 측정자 축(35)의 상승 규제가 해제되게 되어 있다.
이와 같이, 코일 스프링(43), 지지축(46), 누름 레버(47), 코일 스프링(48), 상승 위치 규제 레버(49), 리니어 액츄에이터(50) 등으로 측정자(36)의 승강 기구가 구성되어 있다.
도 10a에서 부호 52는 제어 연산 회로(제어 연산 수단)이다.
전술한 포토 센서부(9a)로부터의 회전 기준 위치를 나타내는 검출 신호, 반사형 포토 센서(20c)로부터의 슬라이드 기준 위치를 나타내는 검출 신호, 리니어 스케일(24)의 위치 정보 검출 헤드(26)로부터의 동경 위치를 나타내는 검출 신호 및 리니어 스케일(40)의 위치 정보 검출 헤드(42)로부터의 높이 위치를 나타내는 검출 신호 등은, 제어 연산 회로(52)(제어 연산 수단)에 송출되게 되어 있다.
또, 이 제어 연산 회로(52)(제어 연산 수단)는, 모터(6, 18) 및 리니어 액츄에이터(50)를 구동 제어하도록 되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 슬라이드 프레임(3, 3)의 한쪽 측판에는 홀더 검출 수단(53)이 설치되어 있다.
홀더 검출 수단(53)은, 후술하는 렌즈 홀더가 슬라이드 프레임(3, 3)에 장착되어 있는지의 여부를 검출한다.
이 홀더 검출 수단(53)에는 마이크로 스위치 등이 사용되고 있다.
도 10a에 나타낸 바와 같이, 이 홀더 검출 수단(53)으로부터의 렌즈 홀더의 장착을 나타내는 검출 신호는 제어 연산 회로(52)에 송출되게 되어 있다.
또, 도 10a에서, 부호 54는 측정 시작용의 스타트 스위치, 부호 55는 메모리이고, 스타트 스위치(54)와 메모리(55)는 제어 연산 회로(52)에 접속되어 있다.
[작용]
이하, 안경용 형상 측정 장치의 작용을 설명한다.
(I) 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상의 측정
안경의 렌즈 프레임의 형상 측정, 또는 데모 렌즈 등의 렌즈의 형상 측정이, 안경용 형상 측정 장치에 의해 시작되기 전에는, 도 6～도 8에 나타낸 바와 같이, 리니어 액츄에이터(50)의 샤프트(51)는 최하 위치에 위치하고 있다.
샤프트(51)가 최하 위치에 있는 경우에는, 측정자 축(35)은 누름 레버(47)에 의해 아래쪽으로 눌러 내려져 있다.
이 때문에, 안경용 형상 측정 장치에 의해 측정이 시작되기 전에는, 측정자(36)는 최하 위치에 위치하고 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 안경 프레임(MF)의 렌즈 프레임[LF(RF)]의 형상을 측정하는 경우에는, 예를 들어 일본 특허 공개 평 10-328992호 공보에 기재되어 있는 것과 동일한 방법으로, 안경 프레임(MF)의 좌우의 렌즈 프레임[LF(RF)]을 슬라이드 프레임(3, 3) 사이에 끼워 지지하면서 4쌍의 유지 막대(3b1, 3b2)로 유지한다.
좌우의 렌즈 프레임[LF(RF)]을 갖는 안경 프레임(MF)을 도 1의 슬라이드 프레임(3, 3) 사이에 배치하고[도 1에서는 안경 프레임(MF)의 도시를 생략], 렌즈 프레임[LF(RF)]을 도 7과 같이 유지 막대(3b1, 3b2) 사이에 끼워 지지한다.
측정 시작전에는, 유지 막대(3b1, 3b2) 사이에 유지된 렌즈 프레임[LF(RF)]은 렌즈 프레임용 측정자(37)보다 위쪽에 위치하도록 설정되어 있다.
즉, 렌즈 프레임용 측정자(37)는 렌즈 프레임[LF(RF)]보다 아래쪽의 초기 위치(A)의 높이에 위치하고 있다.
또, 측정자(36)는, 렌즈 프레임(LF, RF) 중 어느 한 렌즈 프레임의 정면에서 볼 때 대략 중앙의 초기 위치(i)에 위치하고 있다.
측정 시작전의 상태에서는, 전술한 회전 기준 위치 검출 수단이 회전 베이스(9)의 회전 기준 위치를 검출하고 있는 상태가 되는 동시에, 리니어 스케일(24)이 슬라이더(15)의 슬라이드 기준 위치를 검출하고 있는 상태가 되도록 설정되어 있다.
렌즈 프레임이 만곡된 형상인 것이라 하더라도, 유지 막대(3b1, 3b2)는 렌즈 프레임의 최하 위치에 있는 부분을 유지하도록 되어 있다.
본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 이 렌즈 프레임 유지 수단(3b)에서의 렌즈 프레임[LF(RF)]의 최하 위치에 있는 홈부(Ym)부터 홈 위치의 측정을 시작하도록 되어 있다.
이 렌즈 프레임의 측정 시작 위치를 형상 측정 시작 위치 B로 한다.
측정자(36)가 초기 위치(i)에 있는 상태에서 스타트 스위치(54)를 ON으로 하 면, 제어 연산 회로(52)는 리니어 액츄에이터(50)의 샤프트(51)를 정회전으로 회전시켜, 도 6～도 8의 위치로부터 샤프트(51)를 도 11～도 14의 위치까지 소정 거리만큼 상승시킨다.
이 때, 샤프트(51)는, 상승 위치 규제 레버(49)의 자유단부를 코일 스프링(48)의 탄성력에 대항하여 위쪽으로 소정 거리만큼 들어 올려, 상승 위치 규제 레버(49)를 지지축(46)과 일체로 회전 운동시킨다.
이에 따라, 누름 레버(47)도 지지축(46)과 일체로 회전 운동하여, 자유단부가 소정 거리만큼 상승한다.
이 누름 레버(47)의 자유단부가 상승함으로써, 결합 핀(44)이 누름 레버(47)의 자유단부를 따라 코일 스프링(43)의 탄성력에 의해 상승하기 때문에, 측정자(36)가 소정 거리만큼 상승한다.
이 측정자(36)의 상승 거리는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 초기 위치(A)로부터, 전술한 형상 측정 시작 위치 B의 높이(B)까지 상승하는 거리 L 로 설정되어 있다.
다음으로, 제어 연산 회로(52)가 모터(18)를 구동 제어하여 풀리(19)를 회전시킴으로써, 슬라이더(15)가 도 5b의 와이어 벨트(20)에 의해 가이드 레일(14)을 따라 이동된다.
이 때, 슬라이더(15)는 도 7의 화살표 A1 방향으로 이동하고, 이 슬라이더(15)의 이동에 의해, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이, 도 12에 나타낸 바와 같이 형상 측정 시작 위치 B에서 홈부(Ym)와 맞닿는다.
또한, 후술하는 바와 같이, 측정시에 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 홈부(Ym)를 따라 트레이스할 때에는, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단은, 코일 스프링(23)의 탄성력의 작용에 의해 홈부(Ym)에 항상 압박된다.
그리고, 이 상태로 제어 연산 회로(52)에 의해 모터(18)가 정지된다.
렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 홈부(Ym)와 맞닿을 때에는, 모터(18)에 가해지는 부하가 증대되고, 모터(18)에 흐르는 전류가 증대되기 때문에, 제어 연산 회로(52)는 이 전류 변화를 검출함으로써, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 홈부(Ym)와 맞닿은 것을 검출하여 모터(18)를 정지시킬 수 있다.
다음으로, 제어 연산 회로(52)는, 리니어 액츄에이터(50)의 샤프트(51)를 정회전으로 더 회전시켜, 도 11～도 14에 나타내는 위치로부터 샤프트(51)를 도 15～도 17에 나타내는 위치까지의 소정 거리만큼 상승시킨다.
이 때, 샤프트(51)는, 상승 위치 규제 레버(49)의 자유단부를 코일 스프링(48)의 탄성력에 대항하여 위쪽으로 소정 거리만큼 들어 올려, 상승 위치 규제 레버(49)를 지지축(46)과 일체로 회전 운동시킨다.
이 회전 운동에 따라, 누름 레버(47)도 지지축(46)과 일체로 회전 운동하여, 자유단부가 소정 거리만큼 상승한다.
누름 레버(47)의 자유단부가 상승함으로써, 누름 레버(47)는 결합 핀(44)으로부터 소정 거리만큼 이격되므로, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 홈부(Ym)를 따라 트레이스함에 따라, 측정자 축(35)이 상하이동 가능해진다.
다음으로, 제어 연산 회로(52)는, 모터(6)를 구동 제어하여 모터(6)의 회전 축(6a)을 정회전시키면, 이 회전축(6a)의 회전은 피니언(7), 벨트(8)를 통해 기어(5)에 전달되기 때문에, 기어(5)의 상부에 기어(5)와 일체로 설치된 회전 베이스(9)가 기어(5)의 회전축 주위에서 회전한다(도 5a 참조).
렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 항상 홈부(Ym)를 누르도록 제어 연산 회로(52)에 의해 슬라이더(15)를 구동 제어하면서 측정 기구(1d)의 상부의 피회전 부분을 회전시키면, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 홈부(Ym)를 따라 상하로 이동하면서 홈부(Ym)를 트레이스한다.
이 때, 슬라이더(15)가 렌즈 프레임용 측정자(37)와 일체로 가이드 레일(14)을 따라 이동되기 때문에, 슬라이더(15)의 원점 위치로부터의 이동량은, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단의 이동량과 동일해진다.
이 이동량은, 리니어 스케일(24)의 위치 정보 검출 헤드(26)에 의해 출력된 신호에 기초하여 제어 연산 회로(52)에 의해 산출된다.
또한, 측정자 축(35)의 중심축 위치로부터 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단까지의 길이는 이미 알고 있기 때문에, 이 길이를 미리 안경용 형상 측정 장치에 설정해 둠으로써, 제어 연산 회로(52)에 의해, 위치 정보 검출 헤드(26)에 의해 검출된 슬라이더(15)의 슬라이드 기준 위치[회전 베이스(9)의 회전 중심]로부터의 이동량에 이 길이를 더함으로써, 회전 베이스(9)의 회전 중심으로부터 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단까지의 동경 ρi이 산출된다.
또, 전술한 회전 기준 위치로부터 측정한 회전 베이스(9)의 회전각을 θi로 하면, 이 회전각 θi은 회전 베이스(9)를 회전 구동하는 모터(6)의 구동 펄스수(구 동 수단의 구동 상태의 정보)에 기초하여 산출할 수 있다.
그리고, 회전 베이스(9)를 회전시키면서, 회전각 θi에 대응하는 동경 ρi을 계측함으로써, 렌즈 프레임[LF(RF)]의 홈부(Ym)의 내주 윤곽 형상(이 형상은, 대략 렌즈 프레임[LF(RF)]의 형상으로 되어 있음)을 2차원의 극좌표 형식으로 얻을 수 있다.
본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 이 극좌표 형식으로 나타낸 좌표값의 조(ρi, θi)를 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상 정보로 하고 있다.
그런데, 렌즈 프레임[LF(RF)]에 상하 방향의 만곡이 있는 경우에는, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 홈부(Ym)를 따라 트레이스할 때, 이 상하 방향으로의 만곡에 의한 상하 방향의 변위량이, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 상하 방향의 이동량으로서 얻어진다.
구체적으로는, 이 상하 방향의 이동량은, 렌즈 프레임용 측정자(37)가 트레이스할 때, 리니어 스케일(40)의 위치 정보 검출 헤드(42)에 의해 출력되는 신호에 기초하여 제어 연산 회로(52)에 의해 산출된다.
본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 상하 방향의 원점 위치로부터 측정한 변위량, 즉 상하 방향의 위치(높이)를 위치 Zi로 하고 있다.
따라서, 렌즈 프레임[LF(RF)]의 홈부(Ym)의 내주 윤곽 형상의 정보, 즉 대략의 렌즈 프레임[LF(RF)]의 윤곽 형상의 정보는, 제어 연산 회로(52)에 의해, 최종적으로는 3차원의 좌표값(원기둥 좌표의 좌표값)의 조(ρi, θi, Zi)로서 얻을 수 있다.
이 얻어진 3차원의 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zi)는, 제어 연산 회로(52)에 의해 메모리(55)에 기억된다.
본 실시예에 따른 안경용 형상 측정 장치에서는, 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상 측정시에 모터(409)를 구동 제어함으로써, 도 1e에 나타내는 구동 롤러(410)를 정회전 또는 역회전시켜, 구동 롤러(410)에 걸려 있는 벨트(408)를 도 1e에서의 우측 방향 또는 좌측 방향으로 이동시킴으로써, 도 2에 나타낸 바와 같이, 슬라이드 프레임(3, 3) 전체가 가상 회전축(402)을 중심[가이드 레일(403)의 곡률 중심]으로 하여, 화살표 D가 나타내는 방향으로 스윙하도록 되어 있다.
또, 본 실시예에 따른 안경용 형상 측정 장치에서는, 예를 들어 베이스 커브(8) 이상의 하이커브 안경 프레임의 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상을 측정하는 경우라 하더라도, 렌즈 프레임 유지 기구(1b)에 의해 안경 프레임을 슬라이드 프레임(3, 3)에 유지한 상태에서는, 안경 프레임의 커브의 곡률 중심이 가상 회전축(402)에 가까운 위치가 되도록 설정되어 있고, 또한 안경 프레임의 트레이스 부분이 수평에 가까운 상태로 유지되도록 슬라이드 프레임(3, 3) 전체가 구동 제어되기 때문에, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단을 홈부(Ym)에 정확하게 결합시킬 수 있어, 정확한 안경 프레임의 렌즈 프레임 형상을 측정할 수 있다.
또, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 홈부(Ym)의 최심부를 트레이스하기 때문에, 측정중에 렌즈 프레임용 측정자(37)가 렌즈 프레임[LF(RF)]의 홈부(Ym)에서 벗어나는 것을 방지할 수 있고, 또한 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단이 항상 홈부(Ym)의 최심부를 트레이스하기 때문에, 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상을 정확하게 측정할 수 있고, 이에 의해, 안경 프레임의 각 렌즈 프레임의 중심간 거리, 즉 프레임(PD)의 측정도 정확하게 행할 수 있다.
도 17a는, 슬라이드 프레임(3, 3) 전체를 화살표 D 방향으로 스윙시킬 때의 제어를 설명하는 플로우차트이다.
또, 도 17b 및 도 17c는, 도 17a에 표시되는 제어에 의한 안경용 형상 측정 장치의 동작을 구체적으로 설명하는 도면이다.
이하의 제어는, 메모리(55)에 기억된 것에 기초하여 제어 연산 수단으로서의 제어 연산 회로(52)(도 10a 참조)에 의해 행해진다.
우선, 단계 S11에서는, 제어 연산 회로(52)는 가이드 레일(403), 지지 롤러(406, 407), 벨트(408), 모터(409) 및 구동 롤러(410) 등으로 이루어진 유지 수단 스윙 기구(S)를 제어하여, 안경 프레임을 유지하는 슬라이드 프레임(3, 3)을 수평 상태(도 17b 참조)로 하여, 안경 프레임의 제1 렌즈 프레임의 형상을 측정한다.
그리고, 단계 S12에서는, 제어 연산 회로(52)는 안경 프레임의 휘어짐량(Wp)이 일정치를 넘는지의 여부를 판단한다.
안경 프레임의 휘어짐량(Wp)이 일정치를 넘지 않는 경우에는 단계 S13의 처리를 실행하고, 안경 프레임의 휘어짐량(Wp)이 일정치를 넘는 경우에는 단계 S14의 처리를 실행한다.
단계 S13에서는, 제어 연산 회로(52)는 슬라이드 프레임(3, 3)을 수평 상태로 유지한 채, 안경 프레임의 제2 렌즈 프레임의 형상을 측정한다(도 17c 참조).
단계 S14에서는, 제어 연산 회로(52)는, 상기 유지 수단 스윙 기구(S)를 제어하여 슬라이드 프레임(3, 3)을 한방향으로 스윙시킨다(도 17d 참조).
이 스윙각은 안경 프레임의 휘어짐량(Wp)을 상쇄할 수 있는 양(이것을 프레임 유지각(α)으로 함)으로 설정된다.
그리고, 단계 S15에서는, 이 스윙시킨 상태로 제1 렌즈 프레임의 형상을 다시 측정한다(도 17e 참조).
이 때의 스윙각은 메모리(55)(도 10a 참조)에 기억된다.
다음으로, 단계 S16에서는, 제어 연산 회로(52)는, 안경 프레임의 제2 렌즈 프레임의 형상을 측정하기 위해, 상기 유지 수단 스윙 기구(S)를 제어하여 슬라이드 프레임(3)을 상기 한방향과는 역방향으로 스윙시킨다(도 17f 참조).
이 때, 제어 연산 회로(52)는 메모리(55)에 기억한 스윙각에 기초하여 슬라이드 프레임(3)을 스윙시킨다.
즉, 제어 연산 회로(52)는 제2 렌즈 프레임을 수평 상태로 하기 위해, 프레임 유지각(-α)만큼 슬라이드 프레임(3)을 스윙시킨다.
그리고, 단계 S13의 처리를 실행한다. 즉, 이 상태로 제2 렌즈 프레임의 형상을 측정한다.
상기와 같이, 프레임 유지각(α)을 메모리(55)에 기억시키고, 그 기억 결과에 기초하여, 슬라이드 프레임(3)을 프레임 유지각(-α)만큼 스윙시킴으로써, 제1 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상 측정 및 제2 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상 측정을, 각각 렌즈 프레임을 거의 수평 상태로 하여 행할 수 있다.
따라서, 렌즈 프레임의 형상을 측정할 때, 렌즈 프레임용 측정자(37)의 선단과 홈부(Ym)와의 각도 편차를 작게 할 수 있기 때문에 측정 오차를 경감할 수 있다.
(II) 데모 렌즈 등의 안경용 렌즈의 윤곽 형상의 측정
본 실시예에 따른 안경용 형상 측정 장치에서는, 안경 프레임의 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상의 측정 뿐만 아니라, 안경용 렌즈의 윤곽 형상도 측정할 수 있다.
(II-a) 데모 렌즈 등의 안경용 렌즈의 셋팅
예를 들어, 도 23a, 도 23b에 나타낸 2포인트 프레임 안경(200)의 좌우 렌즈(안경용 렌즈의 데모 렌즈)[Lm(ML), Lm(MR)]의 형상을 측정하는 경우에는, 예를 들어, 일본 특허공개 평 10-328992호 공보 또는 일본 특허공개 평 8-294855호 공보 등에 기재된 렌즈 홀더를 사용할 수 있다.
또, 일본 특허공개 평 10-328992호 공보에 기재된 렌즈 홀더에 데모 렌즈 등의 렌즈를 유지시키기 위해서는, 일본 특허공개 평 8-294855호 공보에 기재된 흡착반 및 흡착반 유지 구조를 채택할 수 있다.
이 렌즈 홀더의 구조는 본 발명의 본질이 아니기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.
전술한 렌즈 홀더에 데모 렌즈 등의 렌즈를 유지시키고, 또한 렌즈 홀더를 슬라이드 프레임(3, 3) 사이에 유지시킨다.
그리고, 일본 특허공개 평 10-328992호 공보에 기재된 렌즈 홀더의 측판을 전술한 유지 막대(3b1)와 유지 막대(3b2) 사이에 끼워 지지하거나, 또는 일본 특허공개 평 8-294855호 공보에 기재된 렌즈 홀더 측부의 플랜지를 유지 막대(3b1)와 유지 막대(3b2) 사이에 끼워 지지한다.
이 때, 렌즈 홀더에 유지된 렌즈는 그 볼록면이 아래쪽을 향한다.
도 23a에 나타낸 2포인트 프레임 안경(200)에서는, 좌우 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)] 사이(코측의 사이)에 브릿지 금구(201)가 부착되고, 좌우 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 서로 반대측(귀측)에 관자놀이용 금구(202, 203)가 부착되어 있다.
이 브릿지 금구(201)는, 도 23b에 나타낸 바와 같이, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 주위면의 코측(서로 대향하는 쪽)과 맞닿는 측판부(201a, 201b)와, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 후측 표면과 맞닿는 고정판부(201c, 201d)를 갖는다.
또, 관자놀이용 금구(202)는, 도 23b에 나타낸 바와 같이, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 주위면의 귀측과 맞닿는 측판부(202a)와, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 후측 표면과 맞닿는 고정판부(202b)를 갖는다.
관자놀이용 금구(203)는, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 주위면의 귀측과 맞닿는 측판부(203a)와, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 후측 표면과 맞닿는 고정판부(203b)를 갖는다.
그리고, 도 23b에 나타낸 바와 같이, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 코측 가장자리부(서로 대향하는 측의 가장자리부)에는 부착 구멍(204, 205)이 형성되고, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 귀측 가장자리부에는 부착 구멍(206, 207)이 형성되어 있다.
또, 브릿지 금구(201)의 좌측 고정판부(201c)는 부착 구멍(204)에 삽입 관통 된 나사(204s)로 렌즈[Lm(ML)]에 고정되고, 브릿지 금구(201)의 우측 고정판부(201d)는 부착 구멍(205)에 삽입 관통된 나사(205s)로 렌즈[Lm(MR)]에 고정되어 있다.
또한, 관자놀이용 금구(202)의 고정판부(202b)는 부착 구멍(206)에 삽입 관통된 나사(206s)로 렌즈[Lm(ML)]에 고정되고, 관자놀이용 금구(203)의 고정판부(203b)는 부착 구멍(207)에 삽입 관통된 나사(207s)로 렌즈[Lm(MR)]에 고정되어 있다.
이하, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]을 단순히 렌즈(Lm)로 하여 설명한다.
(II-b) 렌즈에 측정자(36)가 맞닿는 동작 1
전술한 렌즈 홀더(도시하지 않음)가 슬라이드 프레임(3, 3)에 장착되면, 한쪽 슬라이드 프레임(3)에 설치된 홀더 검출 수단(53)에 의해 이 렌즈 홀더의 장착이 검출되고, 홀더 검출 수단(53)은 제어 연산 회로(52)에 신호를 출력한다.
제어 연산 회로(52)는, 홀더 검출 수단(53)으로부터 송출되는 신호를 수신하면, 슬라이더(15)를 원점 위치로부터 가이드 레일(14)을 따라 렌즈 프레임용 측정자(37)의 돌출 방향으로 이동시키고, 측정자(36)를 전술한 렌즈 홀더에 유지된 렌즈 주연부의 외측에 위치시킨다.
다음으로, 전술한 것과 마찬가지로, 제어 연산 회로(52)가 리니어 액츄에이터(50)의 샤프트(51)를 상승시킴으로써, 렌즈 프레임용 측정자(37)가 도 7의 초기 위치(A)로부터 높이(B)까지 상승한다.
이에 따라, 측정자(36)도 상승하여, 측정자(36)의 수직부(36b)의 배면(36c) 이 렌즈 홀더에 유지된 렌즈 주연부에 대응하는 높이까지 상승한다.
그리고, 제어 연산 회로(52)가 모터(18)를 구동 제어함으로써, 도 18에 나타낸 바와 같이, 측정자(36)의 배면(36c)이 렌즈 홀더에 유지된 렌즈(Lm)의 주위면과 맞닿는 위치까지 슬라이더(15)를 이동시킨다.
이러한 제어는, 미리 실험등으로 구한 표준 렌즈의 형상 데이터에 기초하여 행할 수 있다.
(II-c) 렌즈에 측정자(36)가 맞닿는 동작 2
측정자(36)를 렌즈(Lm)의 주위면과 맞닿게 하는 순서로는, 전술한 방법 이외의 방법이어도 된다.
예를 들어, 우선 리니어 액츄에이터(50)의 샤프트(51)를 상승시키면, 샤프트(51)는 상승 위치 규제 레버(49)의 자유단부를, 도 7의 위치로부터 도 15～도 17의 위치까지 위쪽으로 들어 올려, 상승 위치 규제 레버(49)를 지지축(46)과 일체로 회전 운동시킨다.
이에 따라, 누름 레버(47)도 지지축(46)과 일체로 회전 운동하여, 누름 레버(47)의 자유단부가 소정 거리만큼 상승한다.
이 누름 레버(47)의 자유단부가 상승함으로써, 결합 핀(44)이 누름 레버(47)의 자유단부를 따라 코일 스프링(43)의 탄성력에 의해 상승하기 때문에, 측정자 축(35)이 소정 거리만큼 상승하고, 측정자(36)가 상승하여 측정자(36)의 렌즈용 측정자(38)가 렌즈(Lm)의 표면과 맞닿는다.
다음으로, 모터(18)를 구동 제어시켜 슬라이더(15)를 가이드 레일(14)을 따 라 소정 속도로 이동시키고, 측정자(36)를 렌즈(Lm)의 표면을 따라 주연부측으로 이동시켜, 측정자(36)를 렌즈(Lm) 표면의 주연부로부터 크게 벗어난 위치까지 이동시킨다.
이 때, 렌즈용 측정자(38)가 렌즈(Lm) 표면의 주연부로부터 벗어나 코일 스프링(43)의 탄성력에 의해 상승함에 따라 측정자(36) 전체가 상승한다.
그러나, 코일 스프링(43)의 탄성력은 약하고, 측정자(36)의 상승 속도는 작기 때문에, 측정자(36)의 가이드 레일(14)을 따른 방향의 이동 속도를 어느 정도 빠르게 해 둠으로써, 측정자(36)의 렌즈용 측정자(38) 이외의 부분이 렌즈(Lm)와 충돌하는 것을 회피할 수 있다.
그리고, 측정자(36)가 렌즈(Lm)의 표면에서 벗어나는 위치, 즉 이탈 위치는, 리니어 스케일(40)에 의해 측정되는 측정자(36)의 상방향의 이동 거리가 급격하게 증대되는 것으로부터 검출할 수 있다.
또, 이 이탈 위치의 측정자(36)의 수평 방향의 위치는 리니어 스케일(24)의 검출 신호로부터 얻어진다.
따라서, 측정자(36)가 렌즈(Lm) 표면에서 벗어나는 위치는, 이탈 위치에서의 리니어 스케일(24, 40)로부터의 검출 신호에 의해, 3차원 좌표 데이터로서 구할 수 있다.
그리고, 제어 연산 회로(52)는, 이 이탈 위치의 3차원 좌표 데이터에 기초하여 리니어 액츄에이터(50)를 구동 제어함으로써, 상승 위치 규제 레버(49)의 자유단부의 높이를 조정하고, 누름 레버(47)의 자유단부의 높이를 조정하여, 측정 자(36)의 높이를 렌즈 홀더에 유지된 렌즈(Lm)의 주연부에 대응하는 높이로 조정한다.
다음으로, 제어 연산 회로(52)는 모터(18)를 구동 제어하여, 모터(18)의 회전축(18a)의 회전을 와이어 벨트(20)에 의해 슬라이더(15)에 전달시키고, 도 18에 나타낸 바와 같이 측정자(36)가 렌즈 홀더(도시하지 않음)에 유지된 렌즈(Lm)의 주위면과 맞닿을 때까지 이동하도록, 슬라이더(15)를 가이드 레일(14)을 따라 이동 제어한다.
그리고, 도 18에 나타낸 바와 같이 측정자(36)가 렌즈(Lm)의 주위면과 맞닿게 된다.
(II-d) 렌즈(Lm)의 윤곽 형상 측정
다음으로, 제어 연산 회로(52)가 모터(6)를 구동 제어하여 모터(6)의 회전축(6a)을 정회전시킴으로써, 이 회전축(6a)의 회전은 피니언(7), 벨트(8)를 통해 기어(5)에 전달되므로, 기어(5)의 상부에 기어(5)와 일체로 설치된 회전 베이스(9)가 기어(5)의 회전축 주위에서 회전된다.
제어 연산 회로(52)가, 측정자(36)의 배면(36c)이 항상 렌즈의 주연을 압박하도록 슬라이더(15)를 구동 제어하면서 측정 기구(1d) 상부의 피회전 부분을 회전시킴으로써, 측정자(36)의 배면(36c)은 렌즈의 주연을 따라 이동하면서 렌즈의 주연을 트레이스한다.
이 때, 슬라이더(15)가 측정자(36)와 일체로 가이드 레일(14)을 따라 이동되기 때문에, 슬라이더(15)의 원점 위치로부터의 이동량은, 측정자(36)의 배면(36c)의 이동량과 동일해진다.
이 이동량은, 리니어 스케일(24)의 위치 정보 검출 헤드(26)에 의해 출력된 신호에 기초하여 제어 연산 회로(52)에 의해 산출된다.
또한, 측정자 축(35)의 중심축으로부터 측정자(36)의 배면(36c)까지의 길이는 이미 알고 있기 때문에, 이 길이를 미리 안경용 형상 측정 장치에 설정해 둠으로써, 제어 연산 회로(52)에 의해, 위치 정보 검출 헤드(26)에 의해 검출된 슬라이더(15)의 원점 위치[회전 베이스(9)의 회전 중심]로부터의 이동량에 이 길이를 더함으로써, 회전 베이스(9)의 회전 중심으로부터 측정자(36)의 배면(36c)까지의 동경 ρi이 산출된다.
따라서, 회전의 기준 위치로부터 측정한 회전 베이스(9)의 회전각 θi을, 회전 베이스(9)를 회전 구동하는 모터(6)의 구동 펄스수에 기초하여 산출하여, 이 회전각 θi에 대응하는 동경 ρi을 구함으로써, 렌즈(Lm)의 윤곽 형상을 극좌표 형식으로 얻을 수 있다.
본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 이 극좌표 형식으로 나타낸 좌표값의 조(ρi, θi)를 렌즈의 윤곽 형상 정보(ρi, θi)로 하고 있다.
[렌즈 주연부의 노치의 검출]
도 30a에 나타낸 바와 같이, 2포인트 프레임에는, 렌즈(300)의 주연부에 노치(301)(도 30b 참조)를 형성하고, 이 노치(301)에 관자놀이(302)용 부착 금구(305)를 결합시켜 부착하는 것이 있다.
도 30a, 도 30b에서, 부호 206은 금구(305)용 부착 구멍, 부호 204는 전술한 브릿지 금구(201)용 부착 구멍이다.
이러한 노치(301)를 갖는 렌즈의 윤곽 형상을 측정하면, 렌즈의 윤곽 형상 데이터의 노치(301)에 대응하는 부분에 오목한 형상의 정보가 기록된다.
일반적으로, 이러한 노치(301)는 렌즈의 상반부측에 위치하고 있기 때문에, 이러한 노치(301)의 존재 위치에 관한 대강의 정보에 의해, 단순한 측정 오차에 의한 요철의 정보와 노치(301)에 대응하는 부분의 오목함의 정보를 구별할 수 있어, 이 오목한 위치로부터 노치(301)의 위치를 검출할 수 있다.
그리고, 다음으로 노치(301)의 위치를 검출한 후에 노치(301)의 깊이를 측정한다. 이 깊이를 Y로 한다(도 30b 참조).
노치(301)의 깊이(Y)는, 끝이 뾰족한 렌즈용 측정자(38)에 의해 노치(301)의 내측 가장자리를 트레이스함으로써 측정한다.
노치(301)의 깊이를 측정하지 않고 외부 입력 수단에 의해 입력해도 된다.
(III) 렌즈(Lm) 표면의 곡률의 측정
전술한 (II-d)의 렌즈(Lm)의 윤곽 형상 측정에서는, 렌즈의 2차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi)밖에 얻을 수 없다.
따라서, 도 19에 나타낸 바와 같이, 렌즈(Lm)의 표면(fb)을 측정자(38)의 선단으로 트레이스함으로써, 렌즈(Lm) 표면(fb)의 곡률을 측정하고, 이 측정한 곡률과 렌즈의 2차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi)로부터 렌즈의 윤곽 위치(ρi, θi)에서의 렌즈(Lm)의 주연의 상하 방향의 위치 Zbi를 이론적으로 구함으로써, 렌즈(Lm)의 윤곽 형상을 3차원의 좌표값(원기둥 좌표의 좌표값)의 조(ρi, θi, Zbi)로서 얻을 수 있다.
본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 이 극좌표 형식으로 나타낸 좌표값의 조(ρi, θi, Zbi)를 렌즈의 윤곽 형상 정보로 하고 있다.
그리고, 이러한 렌즈의 3차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)에 기초하여, 데모 렌즈인 렌즈(Lm)의 주연부의 길이를 이론적으로 산출하는 것도 가능하다.
이하, 렌즈(Lm) 표면의 곡률을 구하는 순서를 설명한다.
이하의 제어는, 메모리(55)에 기억된 메인 프로그램에 기초하여 제어 연산 수단으로서의 제어 연산 회로(52)(도 10a 참조)에 의해 행해진다.
렌즈(Lm)는 흡착반을 통해 렌즈 홀더(도시 생략)에 유지되어 있는 것으로 한다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 우선 단계 S1에서는, 제어 연산 회로(52)는, 전술한 렌즈(Lm)의 윤곽 형상 측정과 동일한 순서에 의해, 렌즈의 2차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi)를 구하고, 단계 S2로 이행한다.
단계 S2에서는, 제어 연산 회로(52)는 도 19에 나타낸 렌즈(Lm) 표면(fb)의 곡률을 측정한다.
먼저, 이것을 준비하기 위해, (II-c)의 렌즈 프레임의 렌즈의 측정자(36)가 맞닿는 동작과 마찬가지로, 제어 연산 회로(52)가 리니어 액츄에이터(50)의 샤프트(51)를 상승시킴으로써, 측정자(38)의 상단이 코일 스프링(43)의 탄성력에 의해 상기 렌즈 홀더에 유지시킨 렌즈(Lm)의 표면(fb)과 맞닿는다.
그런데, 렌즈(Lm)는 흡착반에 유지되어 있고, 이 흡착반은 전술한 렌즈 홀더 에 착탈 가능하게 되어 있다.
렌즈(Lm)가 유지된 흡착반을 렌즈 홀더에 부착함으로써, 렌즈(Lm)는 렌즈 홀더에 유지되어 있다.
그리고, 렌즈 홀더를 슬라이드 프레임(3, 3) 사이에 유지시킨 상태에서는, 렌즈의 중심축(광축)과 슬라이더(15)가 원점 위치에 있을 때의 측정자(38)의 중심축[도 7의 축선(O)]이 일치하도록 되어 있다.
이 축선(O)의 위치를, 렌즈(Lm) 표면의 곡률 측정에서의 렌즈(Lm)의 반경 방향(이것을 X 방향으로 함)의 원점 P0으로 한다.
또, 도 7에 나타낸 바와 같이, 렌즈 프레임용 측정자(37)가 초기 위치(A)에 있을 때, 측정자(38)가 가장 아래쪽으로 강하한 상태로 되어 있고, 이 때의 측정자(38)의 상단(선단) 위치를 초기 위치(C)로 한다.
그리고, 이 초기 위치(C)를 도 21a, 도 21b의 측정의 Z 방향(상하 방향)의 원점 Z0로 한다.
제어 연산 회로(52)는, 모터(18)를 구동 제어하여 이 모터(18)에 연동하는 와이어 벨트(20)에 의해 슬라이더(15)를 가이드 레일(14)을 따라 이동시키고, 측정자(38)의 선단으로부터 렌즈(Lm)의 표면을 X 방향으로 트레이스시키면서, 측정자(38)의 선단을 렌즈(Lm) 표면상의 측정 포인트 P2, P1로 순서대로 이동시킨다.
이 측정 포인트 P2는 원점 X0으로부터 거리 X2만큼 이동시킨 위치이며, 측정 포인트 P1은 원점 X0으로부터 거리 X1(X1> X2)만큼 이동시킨 위치이며, X 방향의 이동 거리(ΔX=) X1-X2는 후술하는 소정 값(5㎜)으로 설정되어 있다.
제어 연산 회로(52)는, 측정자(38)의 이동시에 렌즈(Lm)의 표면(fb)상에 맞닿아 있는 측정자(38)의 선단의 X방향의 위치가 X2, X1이 될 때의, 측정자(38)의 선단의 Z방향의 위치 Z2, Z1을 각각 리니어 스케일(40)로부터의 검출 신호에 기초하여 연산하여 구하고, 단계 S3으로 이행한다.
단계 S3에서는, 제어 연산 회로(52)는, 상기 측정에 의해 얻어진 측정 포인트 P2, P1의 좌표값의 정보로부터 렌즈(Lm) 표면(fb)의 곡률 반경과 커브값(베이스 커브의 커브값)을 구한다.
그런데, Z 방향의 원점 ZO부터 렌즈(Lm) 표면(fb)의 곡률 중심 O1까지의 거리를 ΔZ라고 하면, 곡률 중심 O1의 높이로부터 측정한 측정 포인트 P2까지의 높이는 Z2+ΔZ가 되고, 곡률 중심 O1의 높이로부터 측정한 측정 포인트 P1까지의 높이는 Z1+ΔZ가 된다.
따라서, 측정 포인트 P2의, 렌즈(Lm)의 곡률 중심 O1를 원점으로 한 직교 좌표계에서의 좌표는 (X2, Z2+ΔZ), 마찬가지로 측정 포인트 P1의 좌표는 (X1, Z1+ΔZ)이 된다.
그리고, 제어 연산 회로(52)는, 측정 포인트 P2의 좌표 (X2, Z2+ΔZ)와 측정 포인트 P1의 좌표 (X1, Z1+ΔZ)로부터 곡률을 구하기 위한 연산을 실행한다.
렌즈(Lm)의 곡률 반경을 R로 하면, 렌즈(Lm)의 표면이 반경 R의 구면상에 있다고 가정했을 때, 이 반경 R의 구면이 렌즈(Lm)의 곡률 중심 O1를 원점으로 하는 X-Z 평면으로 절단된 단면에 포함되는 원의 방정식은,
X2+Z2=R2
가 된다.
측정 포인트 P1은 상기 방정식을 만족하기 때문에,
(X1)2+(Z1+ΔZ)2=R2ㆍㆍㆍ(1)
가 된다.
또, 측정 포인트 P2도 상기 방정식을 만족하기 때문에,
(X2)2+(Z2+ΔZ)2=R2ㆍㆍㆍ(2)
가 된다.
이들 식에서 (1)-(2)로 하면,
(X1)2-(X2)2+(Z1+ΔZ)2-(Z2+ΔZ)2=0
이 된다.
이것을 전개하면,
(X1)2-(X2)2+(Z1)2+2(Z1)ㆍΔZ+ΔZ2-(Z2)2-2(Z2)ㆍΔZ-ΔZ2=0
이 된다.
그리고, 이 식은,
(X1)2-(X2)2+(Z1)2+2(Z1)ㆍΔZ-(Z2)2-2(Z2)ㆍΔZ=0
이 된다.
이 식을 ΔZ에 관해서 정리하면,
[2(Z1)-2(Z2)]ΔZ=(X2)2-(X1)2+(Z2)2-(Z1)2
이 되고, 이 식으로부터 하기 식을 이용하여 ΔZ를 구할 수 있다.
[수학식]
Figure 112009018604619-pat00001
이 ΔZ를 식 (1) 또는 식 (2)에 대입함으로써, Z1, Z2의 측정치로부터 곡률 반경 R을 산출할 수 있다.
그런데, 안경용 렌즈의 커브값은, 도 22a, 도 22b에 나타낸 1커브에서 8커브까지의 범위로 설정되어 있다.
이러한 1커브 내지 8커브에 대응하는 곡률 반경 R1～R8은 표 1에 나타낸 바와 같다.
Figure 112009018604619-pat00002
그리고 전술한 X1, X2를 X1=10㎜, X2 = 5㎜로 하면, 표 1에 나타낸 바와 같이 커브값 1 내지 커브값 8에 대응하여 측정 포인트 P1, P2의 Z 방향의 편차(도 21a, 도 21b의 ΔL: ΔL=Z2-Z1) ΔL1～ΔL8을 얻을 수 있다.
바꾸어 말하면, 측정 포인트 P1, P2의 Z 방향의 편차가 예를 들어 ΔL1의 0.287 정도인 경우, 데모 렌즈인 렌즈(Lm)의 곡률 반경은 커브값 1에 대응하는 R1의 523㎜이라고 판단할 수 있다.
측정 포인트 P1, P2의 Z 방향의 편차 ΔL과 커브값 Cv는 선형 근사로 나타낼 수 있고, 그 방정식은
Cv=3.3695×ΔL+0.0809
이 된다.
즉, 이 커브값 Cv와 Z 방향의 편차 ΔL(ΔL1～ΔL8)의 관계는, 도 22b에 나타낸 바와 같이 직선적으로 비례한다.
그리고, 렌즈(Lm) 표면(fb)의 곡률 반경과 커브값이 얻어진다면, 단계 S4로 이행한다.
단계 S4에서는, 제어 연산 회로(52)는, Z 방향의 편차 ΔL(ΔL1～ΔL8)에 기초하여 구한 곡률 반경 R(또는 커브값 Cv)과 렌즈의 윤곽 형상 정보(ρi, θi)로부터, 렌즈(Lm)의 표면이 반경 R의 구면상에 있다고 가정하여, 렌즈(Lm) 표면(fb)의 주연부의 Z 방향의 위치 정보 Zbi를 구하여, 단계 S5로 이행한다.
단계 S5에서는, 제어 연산 회로(52)는, 렌즈의 2차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi)와 단계 S4에서 구한 렌즈(Lm) 표면(fb)의 주연부의 Z 방향의 위치 정보 Zbi로부터, 렌즈의 3차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)를 구하여, 이러한 렌즈의 3차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)에 기초하여 렌즈(Lm)의 주연부의 길이를 산출하여 종료한다.
이와 같이 구해진 렌즈의 3차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)는, 제어 연산 회로(52)에 의해 메모리(55)에 기억된다.
(IV) 렌즈(Lm)의 부착 구멍의 위치 측정
본 실시예에 따른 안경용 형상 측정 장치에서는, 안경 프레임의 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상의 측정 및 안경용 렌즈의 윤곽 형상뿐만 아니라, 렌즈의 부착 구멍의 위치도 측정할 수 있다.
전술한 (II), (III)에서 측정된 렌즈의 3차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)가, 예를 들어 도 23b의 렌즈[Lm(ML)]의 윤곽 형상 정보라고 한다.
도 23b의 렌즈[Lm(ML)]는 부착 구멍(204, 206)을 갖고 있고, 렌즈[Lm(MR)]는 부착 구멍(205, 207)을 갖고 있다.
본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 제어 연산 회로(52)가 이 렌즈의 3차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)에 기초하여, 도 24a에 나타낸 바와 같이, 렌즈[Lm(MR)]의 윤곽보다 내측에 부착 구멍 검출 영역 Sa, Sb를 설정한다.
그리고, 제어 연산 회로(52)는, 렌즈용 측정자(38)를 부착 구멍 검출 범위 Sa, Sb내에서 이동시켜 부착 구멍(206, 204)을 검출한다.
그런데, 렌즈용 측정자(38)를 부착 구멍 검출 범위 Sa, Sb내에서 이동시킬 때, 렌즈용 측정자(38)가 렌즈(Lm)의 외측으로 나와, 렌즈용 측정자(38)의 선단이 렌즈(Lm)에서 벗어나 버리면, 렌즈용 측정자(38)와 렌즈(Lm)가 맞닿는 상태를 원래로 되돌리는 데 시간이 걸린다.
따라서, 렌즈용 측정자(38)가 렌즈(Lm)에서 벗어나지 않도록 하기 위해, 이 부착 구멍 검출 범위 Sa, Sb는, 렌즈의 3차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)에 기초하여, 렌즈(Lm)의 외주연부보다 내측(예를 들어 1㎜ 내측)의 소정 범위내로 설정된다.
이 1㎜라는 치수는 일례를 나타낸 것으로, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
즉, 렌즈용 측정자(38)가 렌즈(Lm)에서 벗어나지 않고 부착 구멍을 검출할 수 있으면 된다.
다음으로, 제어 연산 회로(52)는, 렌즈(Lm)의 표면과 맞닿게 한 상태로, 렌즈의 3차원 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)에 기초하여, 렌즈용 측정자(38)를, 도 24b에 화살표 A1, A2로 나타낸 바와 같이, 부착 구멍 검출 범위 Sa, Sb내에서 지그재그로 주사(이동)시켜 부착 구멍(206, 204)을 검출한다.
이 도 24b에 나타내는 예에서는, 렌즈용 측정자(38)를 지그재그로 주행시키면서, 렌즈(Lm)의 위쪽에서 아래쪽을 향해 이동시키고 있다.
도 24c에 화살표 A3, A4로 나타낸 바와 같이, 렌즈용 측정자(38)를 지그재그로 주행시키면서, 렌즈(Lm)의 좌우 양측에서 내측을 향해 이동시켜도 된다.
이러한 렌즈용 측정자(38)의 수평 방향으로의 지그재그 이동은, 펄스 모터(도시하지 않음)에 의해 베이스(2) 전체를 슬라이드 이동시키는 기구(도시하지 않음)를 설치하여, 제어 연산 회로(52)에 의해 모터(6)에 의한 회전 베이스(9)의 구동과 상기 펄스 모터의 구동을 제어함으로써 실행할 수 있다.
그리고, 본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 렌즈용 측정자(38)의 (지그재그) 이동 패턴이, 모터(6)에 의한 회전 베이스(9)의 회전의 회전각 θi과, 상기 펄스 모터에 의한 슬라이드 이동량, 즉 동경 ρi'과의 함수 데이터로서의 좌표값의 조(ρi', θi)에 의해 주어진다.
또, 제어 연산 회로(52)에 의해, 모터(6)에 의한 회전 베이스(9)의 구동과, 모터(18)에 의한 슬라이더(15)의 구동을 제어함으로써, 렌즈용 측정자(38)의 지그재그 이동을 실행해도 된다.
그리고, 렌즈용 측정자(38)를 이동시키면서, 리니어 스케일(40)에 의해 측정자(36)의 상하의 이동을 트레이스함으로써, 렌즈용 측정자(38)의 상하 방향의 위치(높이) Zi'를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명의 안경용 형상 측정 장치에서는, 전술한 바와 같이 렌즈용 측정자(38)를 지그재그로 이동시켰을 때의, 렌즈용 측정자(38)의 3차원의 위치 정보가 극좌표 형식으로 표시된 좌표값의 조(ρi', θi, Zi')로서 얻을 수 있다.
이와 같이 렌즈용 측정자(38)를 부착 구멍(206)의 근방에서 이동시킨 경우에, 예를 들어 도 25a～도 25c에 화살표 B1, B2로 나타낸 바와 같이, 렌즈용 측정자(38)가 부착 구멍(206)을 통과하는 전후에는 렌즈(Lm)의 표면을 따라 원활하게 위쪽으로 이동하지만, 부착 구멍(206)이 형성된 위치 근방에서는 급격하게 승강한다.
이 때, 렌즈용 측정자(38)의 위치 Zi'는, 리니어 스케일(40)의 검출 신호로부터 도 25d에 나타낸 Zi'-ρi' 곡선으로서 얻어진다.
도 25d의 Zi'-ρi' 곡선에서, 렌즈용 측정자(38)가 도 25a～도 25c의 화살표 B1로 나타낸 부착 구멍(206)을 향하는 위치에서는, 화살표 Bl'로 나타낸 바와 같이 렌즈용 측정자(38)의 위치 Zi'가 완만하게 위쪽으로 변화하고, 위치 P에서 렌즈용 측정자(38)의 선단이 부착 구멍(206)에 들어가면, 렌즈용 측정자(38)의 위치 Zi'가 크게 변화한다.
그리고, 렌즈용 측정자(38)가 도 25a～도 25c의 화살표 B2로 나타낸 부착 구멍(206)에서 멀어지는 위치에서는 B2'로 나타낸 바와 같이 위치 Zi'가 다시 완만하게 위쪽으로 변화한다.
이와 같이, 전술한 바와 같이 렌즈용 측정자(38)를 지그재그로 이동시켰을 때의 3차원 위치 정보(ρi', θi, Zi')로부터, 렌즈용 측정자(38)의 높이 위치 Zi'가 크게 변화하는 위치를 검출하여, 부착 구멍 위치의 가공 데이터(구멍 위치 데이터)로서 메모리(55)에 기억시킨다.
부착 구멍(204, 205, 207)에 관해서도 동일하게 하여 측정한다.
(변형예 1)
전술한 실시예에서는, 브릿지 금구(201)가 도 23b에 나타낸 바와 같이, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 후측 표면과 맞닿는 고정판부(201c, 201d)를 가지며, 관자놀이용 금구(202, 203)가 각각 도 23b에 나타낸 바와 같이 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 후측 표면과 맞닿는 고정판부(202b, 203b)를 갖는 구성으로 하고 있지만, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
예를 들어, 도 26a, 도 26b에 나타낸 바와 같이, 브릿지 금구(201)가 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 전측 표면과 맞닿는 고정판부(201c, 201d)를 가지며, 관자놀이용 금구(202, 203)가 각각 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 전측 표면과 맞닿는 고정판부(202b, 203b)를 갖는 구성으로 해도 된다.
이 경우에는, 렌즈[Lm(ML), Lm(MR)]의 전측 표면의 곡률 및 주연부의 길이를, 전술한 렌즈(Lm)의 후측 표면과 동일하게 측정하고, 부착 구멍(204～207)의 위치를 측정한다.
도 26a, 도 26b에서, 도 23a, 도 23b와 동일 또는 유사한 부분에는 도 23a, 도 23b에 사용한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
(변형예 2)
전술한 실시예에서는, 렌즈(Lm)의 좌우 부분에 상하로 연장되는 부착 구멍 검출 영역 Sa, Sb를 설정했지만, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
예를 들어, 도 27에 나타낸 바와 같이, 렌즈의 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)에 기초하여, 렌즈(Lm)의 외주면(303)으로부터 소정량 내측(예를 들어 1㎜ 내측)에 측정을 위한 여유 라인(304)을 설정하고, 미리 소정 범위(예를 들어 10㎜×10㎜)의 부착 구멍 검출 영역 Sc을 설정한다.
그리고, 도 28에 나타낸 바와 같이, 전술한 부착 구멍 검출 영역 Sc내에 다수의 측정점(예를 들어 종횡의 배열에서 200개의 측정점) Pi를 설정하여, 종횡(행렬)의 200개의 각 측정점 Pi의 근방에서의 렌즈(Lm)의 표면 형상을 렌즈용 측정자(38)에 의해 트레이스함으로써, 렌즈용 측정자(38)가 부착 구멍 검출 영역 Sc내에서 크게 위쪽으로 변이되는 곳에서 부착 구멍의 위치를 취득한다.
그리고, 취득된 부착 구멍의 위치(ρi', θi, Zi')를 3차원 위치 정보로서 메모리(55)에 기억시켜, 부착 구멍의 가공 데이터(구멍 위치 데이터)로 한다.
또, 전형적인 것으로서, 렌즈(Lm)의 형상에 대하여 부착 구멍(204～207) 등이 형성되는 위치는, 렌즈(Lm) 위쪽의 좌우단부 근처나, 또는 렌즈(Lm)의 좌우단부의 상하 방향의 중앙부 근처가 된다.
이 때문에, 렌즈(Lm)의 좌우 상단부 또는 상하 방향 중앙부 등의 검출 위치를 선택하기 위한 스위치를 설치해 두고, 이 스위치에 의해 선택된 검출 위치와 렌즈의 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)에 기초하여, 부착 구멍 검출 영역 Sc을 설정해도 된다.
(변형예 3)
도 29에 나타낸 바와 같이, 렌즈의 윤곽 형상 정보(ρi, θi, Zbi)에 기초하여, 렌즈(Lm)의 형상(220)을 터치 패널식의 액정 표시기(221)에 표시하여, 부착 구멍(204～207) 등의 대강의 위치를 액정 표시기(221)의 터치 패널에 의해 지시함으로써, 지시한 위치를 예를 들어 십자 마크(222)로 나타내고, 이 지시된 위치를 중심으로 한 근방의 영역을 전술한 부착 구멍 검출 영역 Sc으로서 설정하도록 해도 된다.
(변형예 4)
도 31a 및 도 31b는 프레임 유지부에 복수의 롤러를 설치하고, 이들 롤러를 가이드 레일상에서 회전시킴으로써, 프레임 유지부를 스윙시키도록 한 것이다.
도 31a에 나타내는 변형예에서는, 프레임 유지부(420)에 복수의 롤러(421)가 설치되고, 이들 롤러(421)는 상면이 오목형을 띄는 가이드 레일(422)상을 좌우로 회전할 수 있게 되어 있다.
가이드 레일(422)의 상면은 원기둥 측면 형상으로 형성되어 있고, 프레임 유지부(420)는, 측정 장치 본체에서 떨어진 위치(측정 장치 본체의 위쪽)에 있는 가상축(423)을 중심으로 하여 화살표 E1, E2 방향으로 스윙될 수 있다.
부호 424는 안경의 안경 프레임(425)의 형상을 측정하는 측정자이다.
또, 안경 프레임(425)은 프레임 유지부(420)내에 셋팅되고, 가상축(423)으로부터 R1의 거리로 유지된다.
도 31b에서는, 프레임 유지부(430)에 복수의 롤러(431)가 설치되고, 이들 롤러(431)는 상면이 볼록형을 띄는 가이드 레일(432)상을 좌우로 회전할 수 있게 되어 있다.
가이드 레일(432)의 상면은 원기둥 측면 형상으로 형성되어 있고, 프레임 유지부(430)는, 측정 장치 본체에서 떨어진 위치(측정 장치 본체의 아래쪽)에 있는 가상 회전축(433)을 중심으로 하여 화살표 F1, F2 방향으로 스윙될 수 있다.
부호 434는 안경의 안경 프레임(435)의 형상을 측정하는 측정자이다.
또, 안경 프레임(435)은 프레임 유지부(430)내에 셋팅되고, 가상 회전축(433)으로부터 R2의 거리로 유지된다.
또, 도 17a에 나타낸 플로우는 도 31b의 경우에도 적용할 수 있다.
[실시예의 작용 효과]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태의 안경용 형상 측정 장치는, 측정 장치 본체(1)에 설치되는 렌즈 홀더(도시하지 않음)와, 렌즈 홀더에 유지된 렌즈(Lm)의 주연부 형상을 측정하는 측정자(36)와, 렌즈(Lm)의 외주면을 따라 이동시키는 이동 수단[모터(6, 18)]과, 측정자(36)의 동경 방향의 위치를 검출하는 리니어 스케일(24)과, 측정자(36)의 상하 방향의 위치를 검출하는 리니어 스케일(40)과, 리니어 스케일(24, 40)로부터의 검출 신호에 기초하여 렌즈(Lm)의 주위면의 윤곽 형상 데이터를 3차원 정보로서 구하는 제어 연산 회로(52)를 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 실시형태의 안경용 형상 측정 장치는, 모터(6, 18)를 제어하여, 렌즈 홀더에 유지된 렌즈(Lm)의 표면에 측정자(38)의 선단을 접촉시켜 이동시킴으로써, 리니어 스케일(40)의 검출 신호에 기초하여 렌즈(Lm)의 주연부의 윤곽 형상과 구멍 위치의 관계를 검출하도록 되어 있다.
이 구성에 의하면, 2포인트 프레임의 금구를 렌즈에 부착하는 부착 구멍의 위치를 쉽고 정확하게 측정할 수 있다.
또, 본 발명의 실시형태의 안경용 형상 측정 장치는, 상기 렌즈의 주연부 형상을 측정함으로써 주연부에 노치를 갖는 렌즈의 노치 위치를 검출하도록 되어 있다.
이 구성에 의하면, 렌즈의 주연에 노치를 형성하고, 이 노치를 이용하여 2포인트 프레임의 금구를 부착할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시형태의 안경용 형상 측정 장치의 상기 렌즈의 부착 구멍을 검출하는 렌즈용 측정자(38)와, 렌즈 프레임의 주연부 형상을 측정하는 렌즈 프레임용 측정자(37)를 별도의 부재로 구성해도 된다.
이러한 구성으로 하면 측정자(36)의 가공이 용이해진다.
도 1은 본 발명에 따른 안경용 형상 측정 장치의 부분 개략 사시도이다.
도 1a는 본 발명에 따른 안경용 형상 측정 장치의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 안경용 형상 측정 장치를, 시점을 바꿔 보았을 때의 사시도이다.
도 1c는 도 1a의 안경용 형상 측정 장치를 화살표 C 방향에서 보았을 때의 측면도이다.
도 1d는 도 1a의 안경용 형상 측정 장치의 상면도이다.
도 1e는 프레임 유지부를 스윙시키는 기구를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 안경용 형상 측정 장치의 측정 기구의 사시도이다.
도 3은 도 2의 측정 기구의 정면도이다.
도 4는 도 2의 측정 기구의 배면도이다.
도 5는 도 4의 측정 기구의 우측면도이다.
도 5a는 도 2의 측정 기구의 회전 베이스의 구동 수단을 나타내는 모식도이다.
도 5b는 도 2의 슬라이더 구동 기구를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5c는 도 5b의 상면도이다.
도 5d는 도 2의 슬라이더의 슬라이드 기준 위치 검출 수단의 개략 설명도이다.
도 6은 도 2의 측정자의 승강 기구를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 승강 기구에 의한 렌즈 프레임의 측정을 위한 설명도이다.
도 8은 도 7의 좌측면도이다.
도 9는 도 1에 나타낸 측정자의 부분 확대 사시도이다.
도 10은 도 9의 측면도이다.
도 10a는 도 1에 나타낸 안경용 형상 측정 장치의 제어부의 블록도이다.
도 11은 도 6의 측정자의 승강 기구의 작용을 설명하는 사시도이다.
도 12는 도 11의 승강 기구에 의한 렌즈 프레임의 측정을 위한 설명도이다.
도 13은 도 11의 승강 기구의 리니어 스케일의 설명도이다.
도 14는 도 13의 우측면도이다.
도 15는 도 6의 측정자의 승강 기구의 작용을 설명하는 사시도이다.
도 16은 도 15의 승강 기구에 의한 렌즈 프레임의 측정을 위한 설명도이다.
도 17은 도 16의 좌측면도이다.
도 17a는 안경 프레임의 각 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상을 측정할 때의 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 17b는 도 17a의 처리에 의한 동작을 구체적으로 나타내고 있고, 안경 프레임을 수평으로 하여 제1 렌즈 프레임을 측정하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 17c는 도 17a의 처리에 의한 동작을 구체적으로 나타내고 있고, 제2 렌즈 프레임을 측정하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 17d는 도 17b에 이어지는 동작을 나타내고 있고, 안경 프레임을 프레임 유지각(α)만큼 스윙시킨 모습을 나타낸 도면이다.
도 17e는 도 17b에 이어지는 동작을 나타내고 있고, 제1 렌즈 프레임을 측정하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 17f는 도 17b에 이어지는 동작을 나타내고 있고, 안경 프레임을 프레임 유지각(-α)만큼 스윙시킨 모습을 나타낸 도면이다.
도 18은 도 2의 승강 기구의 동작 설명도이다.
도 19는 도 2의 승강 기구의 동작 설명도이다.
도 20은 도 1～도 5의 안경용 형상 측정 장치에 의해 렌즈의 윤곽 형상 정보 및 주연부의 길이를 구하기 위한 플로우차트이다.
도 21a는 도 1～도 5의 안경용 형상 측정 장치에 의한 렌즈의 곡률 측정에 관한 설명도이다.
도 21b는 도 21a의 부분 확대도이다.
도 22a는 안경용 렌즈의 커브값의 설명도이다.
도 22b는 도 22a의 커브값과 렌즈 표면의 2개의 측정점간 Z 좌표의 차이의 관계를 나타낸 특성선도이다.
도 23a는 2포인트 프레임 안경의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 23b는 도 23a의 C1-C1선을 따른 단면도이다.
도 24a는 렌즈의 부착 구멍 검출 범위의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 24b는 부착 구멍의 위치 검출의 작용 설명도이다.
도 24c는 부착 구멍의 위치 검출의 작용 설명도이다.
도 25a는 렌즈에 형성된 부착 구멍의 검출을 설명하는 부분 단면도이다.
도 25b는 렌즈에 형성된 부착 구멍의 검출을 설명하는 부분 단면도이다.
도 25c는 렌즈에 형성된 부착 구멍의 검출을 설명하는 부분 단면도이다.
도 25d는 도 25a～도 25c의 부착 구멍의 검출을 설명하는 설명도이다.
도 26a는 2포인트 프레임 안경의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 26b는 도 26a의 D1-D1선을 따른 단면도이다.
도 27은 렌즈 및 렌즈 프레임의 부착 구멍의 위치 검출 범위의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 28은 도 27의 렌즈의 부착 구멍의 위치 검출 범위에서의 위치 검출 위치의 예를 나타내는 설명도이다.
도 29는 렌즈의 부착 구멍의 위치 검출 범위의 설정에 사용하는 액정 표시기의 설명도이다.
도 30a는 변형예를 나타내는 설명도이다.
도 30b는 변형예를 나타내는 설명도이다.
도 31a는 프레임 유지부에 복수의 롤러를 설치하여, 이들 롤러가 가이드 레일상에서 회전함으로써 프레임 유지부가 스윙하도록 한 것이고, 가이드 레일 상면이 오목형인 경우를 나타낸 도면이다.
도 31b는 프레임 유지부에 복수의 롤러를 설치하여, 이들 롤러가 가이드 레일상에서 회전함으로써 프레임 유지부가 스윙하도록 한 것이고, 가이드 레일 상면이 볼록형인 경우를 나타낸 도면이다.
(부호의 설명)
1 : 측정 장치 본체(안경용 형상 측정 장치)
1b : 렌즈 프레임 유지 기구(유지 수단)
3 : 슬라이드 프레임(유지 수단)
6, 18 : 모터(구동 수단)
24, 40 : 리니어 스케일(위치 검출 수단)
36 : 측정자(측정자)
52 : 제어 연산 회로(제어 연산 수단)
201 : 브릿지 금구(부품)
202, 203 : 관자놀이용 금구(부품)
204～207 : 부착 구멍(부착 구멍)
300 : 렌즈(안경용 렌즈, 안경용 부품)
305 : 부착 금구(부품)
402, 433 : 가상 회전축(가상 회전축)
403 : 가이드 레일(레일 부재)
406, 407 : 지지 롤러(롤러)
409 : 모터(구동 수단)
424 : 측정자(측정자)
425, 435, MF : 안경 프레임
430 : 프레임 유지부(유지 수단)
434 : 측정자
Lm(ML), Lm(MR) : 렌즈(안경용 렌즈, 안경용 부품)
LF(RF) : 렌즈 프레임(렌즈 프레임, 안경용 부품)
Ym : 홈부
α : 프레임 유지각(휘어짐량을 상쇄하는 것이 가능한 각도)
Cv : 커브값
C : 회전축(상하 방향으로 연장되는 축)
S : 유지 수단 스윙 기구

Claims (14)

  1. 안경용 부품의 외형 형상을 측정하기 위한 안경용 형상 측정 장치로서,
    상기 안경용 부품을 유지하는 유지 수단과,
    상기 유지 수단을 상기 안경용 형상 측정 장치의 외부에 설정된 가상 회전축의 주위에서 스윙시키기 위한 유지 수단 스윙 기구와,
    상기 안경용 부품의 표면을 트레이스하기 위한 측정자와,
    상기 측정자를 구동시키는 구동 수단과,
    상기 측정자의 위치를 검출하는 위치 검출 수단과,
    상기 구동 수단을 제어하고 상기 위치 검출 수단에 의한 상기 측정자의 위치 정보를 취득하여 처리하는 제어 연산 수단
    을 구비하며,
    상기 유지 수단에 의해 상기 안경용 부품을 유지한 상태로,
    상기 제어 연산 수단이 상기 측정자를 상기 안경용 부품의 표면상에서 미끄럼 이동시키도록 상기 구동 수단을 제어함으로써, 상기 측정자에 상기 안경용 부품의 3차원적 형상을 트레이스시키고 상기 구동 수단의 구동 상태의 정보와 상기 위치 검출 수단에 의한 상기 측정자의 위치 정보에 기초하여 상기 안경용 부품의 3차원적 형상을 취득하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안경용 부품이 안경 프레임을 구성하는 2개의 렌즈 프 레임이고, 그 각 렌즈 프레임의 내측에 형성된 각 홈부를 상기 측정자에 의해 각각 트레이스함으로써 상기 각 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 안경 프레임이 하이커브 안경 프레임이고,
    그 안경 프레임을 상기 유지 수단에 유지한 상태에서, 그 안경 프레임의 커브의 곡률 중심이 상기 가상 회전축에 가까운 위치가 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 유지 수단 스윙 기구는,
    상기 유지 수단에 고정되며 상기 가상 회전축을 중심으로 하는 원호형의 레일 부재와,
    그 레일 부재를 상하에서 끼워 지지하도록 배치된 한 쌍 이상의 롤러
    를 구비하며,
    상기 유지 수단을, 상기 가상 회전축을 중심으로 하여 스윙 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제어 연산 수단이,
    상기 2개의 렌즈 프레임 중 한쪽 렌즈 프레임이 수평이 되도록 상기 유지 수단을 스윙시킨 상태로,
    상기 측정자를 상하 방향으로 연장되는 축의 주위에서 회전시키면서, 상기 한쪽 렌즈 프레임의 홈부를 트레이스시키는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 연산 수단이,
    상기 측정자에 의해 측정되는 한쪽 렌즈 프레임의 휘어짐량이 일정치를 넘지 않는 경우에는, 그 한쪽 렌즈 프레임의 내주 윤곽 형상을 측정한 후, 상기 유지 수단을 수평 상태로 유지한 채, 상기 2개의 렌즈 프레임 중 다른쪽 렌즈 프레임의 형상을 측정하고,
    상기 측정자에 의해 측정되는 한쪽 렌즈 프레임의 휘어짐량이 일정치를 넘는 경우에는, 그 한쪽 렌즈 프레임의 휘어짐량을 상쇄하는 것이 가능한 각도인 프레임 유지각을 설정하고, 상기 유지 수단을 그 프레임 유지각만큼 스윙시킨 후, 상기 한쪽 렌즈 프레임의 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어 연산 수단이,
    상기 측정자에 의해 측정되는 한쪽 렌즈 프레임의 휘어짐량이 일정치를 넘는 경우에는, 상기 한쪽 렌즈 프레임의 형상을 측정한 후, 상기 유지 수단을 상기 프레임 유지각과 동일한 크기로 역방향으로 스윙시킨 상태로, 상기 2개의 렌즈 프레임 중 다른쪽 렌즈 프레임의 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 안경용 부품이 안경용 렌즈인 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유지 수단에 유지된 안경용 렌즈의 주연부를 상기 측정자에 의해 트레이스함으로써 그 안경용 렌즈의 주연부의 2차원적인 윤곽 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 유지 수단에 유지된 안경용 렌즈의 표면상의 2점 이상을 상기 측정자에 의해 트레이스함으로써 그 안경용 렌즈의 곡률 반경을 측정하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 측정된 안경용 렌즈의 곡률 반경의 정보와,
    그 안경용 렌즈의 주연부를 상기 측정자에 의해 트레이스함으로써 측정된 그 주연부의 2차원적인 윤곽 형상의 정보
    에 의해, 그 안경용 렌즈의 3차원적인 윤곽 형상을 산출하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 산출된 안경용 렌즈의 3차원적 윤곽 형상의 정보에 의해, 그 안경용 렌즈의 주연부의 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 안경용 형 상 측정 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 유지 수단에 유지된 상기 안경용 렌즈의 표면상의 2점 이상을 상기 측정자에 의해 트레이스함으로써 그 안경용 렌즈의 커브값을 측정하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 유지 수단에 유지된 상기 안경용 렌즈의 표면상을 상기 측정자에 의해 트레이스함으로써 그 안경용 렌즈에 형성된 부품용 부착 구멍의 구멍 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 안경용 형상 측정 장치.
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