KR101713524B1 - 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하는 방법 - Google Patents

안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하는 방법 Download PDF

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주식회사 휴비츠
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Abstract

안경테에 안경 렌즈를 장착할 수 있도록 안경 렌즈의 둘레를 가공하기 위하여, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하는 방법이 개시된다. 상기 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법은, 안경테(30)에 끼워지는 데모 렌즈(40)의 형태를 스캔하여, 데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)을 얻는 단계; 상기 데모 렌즈(40)를 안경테(30)에 끼우고, 데모 렌즈(40)가 끼워진 안경테(30)를 다시 스캔하여, "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)" 및 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"을 추출하는 단계; 및 상기 안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)을 상기 데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)과 중첩시켜, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 얻는 단계를 포함한다.

Description

안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하는 방법{Method for obtaining processing shape of circumference of eyeglass lens}
본 발명은 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 안경테에 안경 렌즈를 장착할 수 있도록 안경 렌즈의 둘레를 가공하기 위하여, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하는 방법에 관한 것이다.
안경 렌즈를 제조하기 위해서는, 상업적으로 시판되는 원형 렌즈(통상, 블랭크(blank) 렌즈라 한다)를 목적하는 안경 렌즈의 형상, 예를 들면, 안경테의 형상으로 가공하여야 한다. 도 1은 다이아몬드 휠(wheel) 등의 그라인더(grinder)를 이용하여 원형 렌즈를 안경 렌즈 형상으로 가공하는 과정을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 렌즈 가공기(lens edger)에는 모터(22)에 의하여 회전하는 그라인더(20)가 장착되어 있고, 클램프(24)에 고정된 원형 렌즈(10)가 그라인더(20)와 마주보도록 위치한다. 상기 그라인더(20)는 초벌 가공 그라인더(20a), 산각 가공 그라인더(20b), 경사 가공 그라인더(20c) 및 표면 마무리 가공 그라인더(20d)를 포함한다. 상기 클램프(24)는 렌즈(10)를 회전시키거나(R 방향) 이동시키는(Y 방향) 회전 및 이동축의 역할을 한다. 렌즈 가공기는, 초벌 가공 그라인더(20a) 방향으로(도 1의 Y 방향), 클램프(24)를 이동시켜, 회전하는 초벌 가공 그라인더(20a)에 렌즈(10)의 둘레가 맞닿도록 함으로써, 그라인더(20a)에 맞닿은 렌즈(10) 둘레 부분이 연마되도록 한다. 이러한 연마 과정을, 렌즈(10)를 회전시키면서(R 방향), 렌즈(10) 전체 둘레에 대하여 수행하면, 원하는 형태로 렌즈(10)를 초벌 가공할 수 있다. 도 1에서, 도면 부호 26은 양면에 렌즈 고정용 테이프를 나타내고, 도면 부호 28은 렌즈 고정용 블록을 나타내며, 이들은 클램프(24)와 렌즈(10)를 견고히 결합시키기 위하여 사용된다.
이와 같이, 렌즈의 외형을 원하는 형태로 초벌 가공한 다음에는, 안경테에 안경 렌즈를 고정시킬 수 있도록, 안경 렌즈의 둘레(측면)를 가공하는 경우가 있다. 예를 들면, 안경테의 내측에 형성된 홈에 안경 렌즈(10)의 둘레가 삽입되어 고정되도록, 안경 렌즈(10)의 둘레에 산 모양(
Figure 112015107555261-pat00001
)을 가공하거나(이를, '산각 가공'이라 한다), 계단(step) 또는 경사(bevel) 모양을 가공한다. 또한, 반 무테 안경에서, 렌즈 고정 줄 또는 얇은 두께를 가지는 안경테의 일부 또는 전부가 안경 렌즈(10)의 둘레에 삽입되어 고정되도록, 안경 렌즈(10)의 둘레에 홈 모양(
Figure 112015107555261-pat00002
)을 가공하기도 한다(이를, '반 무테 가공' 또는 '홈파기 가공'이라 한다). 한편, 무테 안경의 경우에는, 코걸이와 귀걸이를 고정시키기 위한 구멍을 안경 렌즈의 가장자리에 형성한다. 상기 '산각 가공'은 둘레에 홈이 형성된 산각 가공 그라인더(20b, 도 1 참조)에 의하여 수행되며, 예를 들면, 초벌 가공 그라인더(20a)에 의하여 초벌 가공된 렌즈(10)를 산각 가공 그라인더(20b)에 맞닿도록 이동시키고, 렌즈(10) 둘레를 산각 가공 그라인더(20b)로 연마하면, 렌즈(10)의 둘레에 산 모양을 형성할 수 있다. 상기 '홈파기 가공'은 홈 가공용 소형 그라인더인 홈 파기부에 의하여 수행된다(특허 공개 10-2006-0054560 참조).
이와 같이 안경 렌즈 둘레를 가공하기 위해서는, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 얻어야 한다. 즉, 안경테의 두께나 형상에 따라, 안경 렌즈 둘레의 가공 위치가 달라지므로, 사용하고자 하는 안경테에 적합한 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 얻을 필요가 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같은 고글 안경테(30)에 렌즈(10)를 장착하기 위해서는, 안경테(30)에 끼워지는 렌즈(10)의 상단 부분에 계단(step, 단차) 가공을 해야 하며, 이 가공 형상은 안경테(30)의 두께나 형상에 따라 달라진다. 이와 같은 가공 형상을 얻는 방법으로서, (1) 버니어 캘리퍼스 등의 측정 장치를 이용하여, 안경테(30)의 치수를 직접 측정하거나, (2) 데모 렌즈를 안경테(30)에 끼우고, 노출된 렌즈면에 불투명 합성 수지를 접착시킨 다음, 합성 수지가 접착된 렌즈를 안경테로부터 분리하고, 불투명 합성 수지의 형태를 스캔하여, 안경테(30)에 끼워지는 렌즈 영역의 형상을 얻는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 번거롭고, 많은 시간과 노력이 필요할 뿐만 아니라, 측정 정확도가 낮은 단점이 있다. 또한, 최근에는, 소비자의 다양한 요구에 따라, 보다 다양한 형태의 안경테 및 안경 렌즈가 사용되고 있다. 이에 따라, 특수한 형태를 가지는 안경테, 예를 들면, 고글용 안경테와 같이, 불규칙한 곡선 형태를 가지는 안경테의 경우, 종래의 방법으로는, 정확한 안경 렌즈의 형상과 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 얻기 어려운 경우가 발생하고 있다.
본 발명의 목적은, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 빠르고 간단하며, 정확하게 추출하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 안경테 및 안경 렌즈가 복잡한 형상을 가지는 경우에도, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 정확하게 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 안경테에 끼워지는 데모 렌즈의 형태를 스캔하여, 데모 렌즈의 전체 형상을 얻는 단계; 상기 데모 렌즈를 안경테에 끼우고, 데모 렌즈가 끼워진 안경테를 다시 스캔하여, "안경테와 데모 렌즈가 접한 부분의 형상" 및 "안경테에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상"을 추출하는 단계; 및 상기 "안경테와 데모 렌즈가 접한 부분의 형상"을 상기 "데모 렌즈의 전체 형상"과 중첩시켜, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 얻는 단계를 포함하는 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 빠르고 간단하며, 정확하게 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 안경테 및 안경 렌즈가 복잡한 형태를 가지는 경우에도, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 정확하게 얻을 수 있다.
도 1은 그라인더를 이용하여 원형 렌즈를 안경 렌즈 형상으로 가공하는 과정을 보여주는 도면.
도 2는 복잡한 형상의 안경테에 렌즈가 장착되는 형태를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따라 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 렌즈 형상 추출 장치의 일 예를 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따라 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 추출하기 위해서는, 먼저, 안경테(30)에 끼워지는 데모 렌즈(40)의 형태를 스캔하여, 데모 렌즈(40)의 전체 형상(42) 정보를 얻는다(도 3의 A, 제1 단계). 데모 렌즈(40)는 통상적으로 도수가 없는 얇은 두께의 렌즈로서, 예를 들면, 선글라스용 렌즈이다. 안경테(30)의 내측에는 상기 데모 렌즈(40)의 두께 및 형태에 상응하는 홈이 형성되어, 상기 데모 렌즈(40)의 가장자리 일부(도 2 및 3에서는 상부 및 좌우 측면의 윗부분)가 안경테(30)의 내측에 형성된 홈에 끼워져 고정된다(도 2 및 3 참조). 상기 데모 렌즈(40)는 통상 균일한 두께를 가지므로, 데모 렌즈(40)의 전체 형상(42) 정보를 얻더라도, 이로부터 안경테(30)에 끼워지는 부분(영역)을 구분할 수는 없다. 한편, 도수가 있는 두꺼운 두께의 안경 렌즈를 데모 렌즈(40)의 형태로 가공하더라도, 가공된 안경 렌즈를 안경테(30)에 끼우기 위해서는, 안경테(30)에 끼워지는 안경 렌즈의 둘레 부분을 다시 계단 가공하여, 안경 렌즈 둘레(가장자리)의 두께를 데모 렌즈(40)의 두께 정도로 얇게 가공하여야 한다. 따라서, 안경테(30)에 끼워지는 부분의 데모 렌즈(40)의 형상, 즉, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 파악할 필요가 있다.
상기 데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)은, 데모 렌즈(40)로 측정광을 조사하고, 데모 렌즈(40)의 그림자 이미지를 검출하는 렌즈 형상 추출 장치로 얻을 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법에 사용될 수 있는 렌즈 형상 추출 장치의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용될 수 있는 렌즈 이미지 추출 장치는, 광원(71), 렌즈 고정 플레이트(65) 및 영상 광학계(80)를 포함한다. 상기 광원(71)은, 렌즈(40)의 이미지를 얻기 위한 측정광을 출사하는 수단으로서, 통상의 램프로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 백색 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)로 이루어질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광원(71)은 오목 미러(68)의 초점 위치에 위치하고, 상기 광원(71)에서 출사된 측정광은 오목 미러(68)에서 반사되어 평행광으로 변환된 후, 렌즈(40)로 입사된다. 상기 고정 플레이트(65)는 측정광의 경로에 렌즈(40)를 안정하게 위치시키기 위한 것이다. 상기 고정 플레이트(65)는 측정광을 투과시키는 재질로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 투명 아크릴로 이루어지며, 상기 고정 플레이트(65)의 상부에는 렌즈(40)를 지지하기 위한 렌즈 지지대(67)가 삼발이 형태로 형성되어 있을 수 있다. 상기 영상 광학계(80)는, 측정광에 의하여 형성된 렌즈(40)의 그림자 영상 이미지를 검출한다. 상기 영상 광학계(80)는 렌즈의 그림자 영상 이미지를 집속하기 위한 집속렌즈(82) 및 상기 이미지를 검출하는 디텍터(84, detector)를 포함한다. 상기 디텍터(84)에서 검출된 렌즈(40)의 이미지 정보는 연산부(90)에 저장되어, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출에 사용된다.
이와 같이, 제1 단계에서 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)" 정보를 얻은 다음, 상기 데모 렌즈(40)를 안경테(30)에 끼우고, 데모 렌즈(40)가 끼워진 안경테(30)를 다시 스캔하여, "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)" 및 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"을 추출한다(도 3의 B, 제2 단계). 이때, 안경테(30)에 부착된 코받침, 다리 등의 안경 렌즈(40)의 부착과 관련이 없는 부분은 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 데모 렌즈(40)가 끼워진 안경테(30)를 스캔 위치에 바로 위치시키거나(측정광이 렌즈 전면으로부터 후면으로 통과), 뒤집어서 위치시킬 수 있으며(측정광이 렌즈 후면으로부터 전면으로 통과), 뒤집어서 위치시키는 경우, 스캔 이미지의 왜곡이 작아 바람직하다. 상기 안경테(30)와 데모 렌즈(40)는 빛의 투과율이 다르므로(일반적으로 안경테(30)가 데모 렌즈(40)보다 불투명하다), 안경테(30)와 데모 렌즈(40)에 조사되는 빛의 세기(밝기)를 조절하여, "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)" 및 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"을 추출할 수 있다. 상기 데모 렌즈(40)가 끼워진 안경테(30)의 스캔도 도 4에 도시된 렌즈 형상 추출 장치에 의해 수행될 수 있고, 얻어진 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)" 및 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)" 정보는 연산부(90)에 저장될 수 있다.
다음으로, 상기 제2 단계에서 얻은 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)"을 제1 단계에서 얻은 "렌즈(40) 전체 형상(42)"과 중첩시켜, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 얻는다(도 3의 C). 상기 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)"과 상기 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 중첩은, 상기 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"과 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 상응하는 부분(즉, 동일한 부분)을 일치시켜 수행될 수 있다. 한편, 상기 제1 단계의 렌즈 전체 형상(42) 스캔과 제2 단계의 안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44) 스캔은 각각 독립적으로 실행되므로, 각 스캔 화면은 위치, 배율, 회전 방향이 서로 다를 수 있다. 이 경우, 제2 단계에서 얻은 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"과 제1 단계에서 얻은 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 상응하는 부분이 서로 일치하도록, 제2 단계에서 얻은 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)"과 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)" 및/또는 제1 단계에서 얻은 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"을 회전, 축소 및/또는 확대하여, 크기 및 방향을 일치시키고, 제2 단계에서 얻은 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)"을 제1 단계에서 얻은 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"과 중첩시킬 수 있다. 예를 들면, "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"의 좌표값과 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 좌표값의 차이가 가장 작도록, 두 형상(46, 42)를 중첩시킬 수 있다(이러한 과정을 통상 에지 매칭(Edge Matching)이라 한다). 상기 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)"과 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 중첩은 도 4에 도시된 렌즈 형상 추출 장치의 연산부(90)에 의해 수행될 수 있다.
이와 같이, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 얻은 다음, 그라인더 등의 렌즈 가공 장치를 이용하여, 얻어진 가공 형상을 따라, 안경 렌즈의 둘레를 가공할 수 있다. 즉, 데모 렌즈의 형상(42)으로 가공된 안경 렌즈의 둘레에, 안경 렌즈 형상(42)의 가장자리로부터, 안경테(30)에 끼워지는 부분의 형상(44)까지 계단(step, 단차) 또는 경사(bevel) 가공을 수행하여, 안경 렌즈의 둘레의 두께를 안경테(30)에 끼워질 수 있는 두께로 감소시킨 다음, 안경테(30)에 안경 렌즈를 장착할 수 있다. 본 발명에 따른 안경 렌즈 둘레 가공 방법에 의하면, 안경 렌즈, 특히, 고글 등의 특수 형태 렌즈의 가장자리 단차 가공에 필요한 형상 정보를 간단하고 정확하게 얻을 수 있으며, 이를 이용하여, 안경 렌즈 둘레 가공 시간을 축소하고, 가공 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 안경테(30)에 끼워지는 데모 렌즈(40)의 형태를 스캔하여, "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"을 얻는 단계;
    상기 데모 렌즈(40)를 안경테(30)에 끼우고, 데모 렌즈(40)가 끼워진 안경테(30)를 다시 스캔하여, "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)" 및 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"을 추출하는 단계; 및
    상기 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)"을 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"과 중첩시켜, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상을 얻는 단계를 포함하는 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)"과 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 중첩은, 상기 "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"과 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 상응하는 부분을 일치시켜 수행되는 것인, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)"을 상기 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"과 중첩시키는 단계 전에, "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)"과 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 상응하는 부분이 일치하도록, "안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44)", "안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)" 및 "데모 렌즈(40)의 전체 형상(42)"의 크기 및 방향을 일치시키는 단계를 더욱 포함하는, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법.
  4. 제1항 있어서, 상기 데모 렌즈(40)가 끼워진 안경테(30)를 스캔하는 단계는 데모 렌즈(40)가 끼워진 안경테(30)를 뒤집어서 위치시킨 후 수행되는 것인, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법.
  5. 제1항 있어서, 상기 데모 렌즈(40)의 형상(42, 44, 46)은, 상기 데모 렌즈(40)로 측정광을 조사하고, 상기 데모 렌즈(40)의 그림자 이미지를 검출하는 렌즈 형상 추출 장치로 얻는 것인, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법.
  6. 제1항 있어서, 상기 안경테(30)와 데모 렌즈(40)에 조사되는 빛의 세기를 조절하여, 안경테(30)와 데모 렌즈(40)가 접한 부분의 형상(44) 및 안경테(30)에 끼워지지 않은 데모 렌즈 부분의 형상(46)을 추출하는 것인, 안경 렌즈 둘레의 가공 형상 추출 방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20090097404A (ko) * 2008-03-11 2009-09-16 주식회사 휴비츠 현상 왜곡을 최소화한 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정장치 및 측정 방법
US20140240459A1 (en) * 2012-11-21 2014-08-28 Vsp Labs, Inc. Laser frame tracer
US20150286075A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Managing Innovation And Technology 3D Tracer

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