JP2889615B2 - フレーム形状測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、眼鏡フレームのレンズ枠の形状を機能−電
気的にデジタル計測するフレーム形状測定装置に関す
る。さらに詳しくは、計測されたレンズ枠形状データに
基いて眼鏡フレームのフレームPD（両レンズ枠の幾何学
中心間距離）を自動的に求めることを出来るフレーム形
状測定装置に関する。

（従来の技術） 眼鏡フレームのレンズ枠の形状を機械−電気的にデジ
タル計測するフレーム形状測定装置としては、先に本出
願人が出願した特願昭60−115079号（特開昭61−274859
号）に詳細に記載されている。

この従来の装置は、被当接部材を有し眼鏡フレームを
保持するためのフレーム保持装置部と、前記被当接部材
を当接させる基準当接面を有し前記フレーム保持装置部
を支持する支持装置部と、前記眼鏡フレームの少なくと
も一方のレンズ枠の形状を動径情報（ρn,θｎ）として
デジタル測定するレンズ枠形状計測手段とから構成され
ている。

また、前記フレーム形状測定装置を利用し、そのレン
ズ枠形状測定データに基いて、眼鏡フレームに枠入れさ
れるべき生地レンズを自動的に研削加工する玉摺機をも
前記特願昭60−115079号（特開昭61−274859号）は開示
している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、眼鏡フレームが設計値どうりに製作された
か否かを検査する場合、眼鏡フレームのレンズ枠形状の
検査もさることながら、両レンズ枠の幾何学的中心間距
離いわゆるフレームPDの測定検査も重要である。

また、前記フレーム形状測定装置を利用し、そのレン
ズ枠形状測定データに基づいて、生地レンズを玉摺機で
自動的に研削加工する場合も、レンズの内寄せ量を決定
するためにはフレームPD値と装用者眼の瞳孔間距離を玉
摺機に入力しなければならない。

このようにフレームPD値は眼鏡フレームの検査や玉摺
機によるレンズ加工に重量な情報であるが、従来このフ
レームPD値の測定は簡単な物差し等のスケールで直接眼
鏡フレームを人手で測定していた。

フレームPD値の測定は、その定義からも理解できるよ
うに、両レンズ枠の幾何学中心間距離値を測定すること
であるが、従来の測定方法ではレンズ枠の幾何学中心位
置を正確に知ることができないため、その測定精度には
おのずと限界があった。

また、従来のフレームPD値測定は、人手で測定してい
たため、その測定作業も繁雑であり、特にレンズ加工作
業の全ステップにおいて、レンズ枠形状測定やレンズの
研削加工がほぼ完全自動化されてきた現在、自動化され
ず作業能率を低下させる要因ステップの一つとなってい
た。

さらに、フレームPD値の自動測定を考える場合、眼鏡
フレームの測定装置上での位置出しが重要である。位置
出しの基準を眼鏡フレームの中心線を持つブリッジ部に
求めるのが最適であるが現在市場に流通している眼鏡フ
レームはそのレンズ枠のみならずブリッジ部の形状も多
岐多様であり、これら全ての眼鏡フレームに対応できる
ようにしなければならない。

本発明の第１の目的は、係る従来の欠点を解消し、自
動的にフレームPD値の測定ができるフレーム形状測定装
置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、多様化している眼鏡フレーム
に対応してその測定装置上への位置出しが可能かつ容易
なフレーム形状測定装置を提供することにある。

（課題を解決するための構成） 上記第１の目的を達成するために、本発明の第１の構
成は、眼鏡フレームの中心線を位置合わせするための指
標と、被当接部材とを有し、眼鏡フレームを保持するた
めのフレーム保持装置別と、被当接部材が当接される基
準当接面を有し前記フレーム保持装置部を支持する支持
装置部と、眼鏡フレームの一方のレンズ枠の形状を動径
情報（ρn,θｎ）として測定するレンズ枠形状計測手段
と、 動径情報（ρn,θｎ）からレンズ枠の幾何学的中心（O
o）の基準当接面からの距離（Ｂ）を演算し、かつ被当
接部材が基準当接面に当接したときの基準当接面からの
指標までの所定距離（Ａ）と演算距離（Ｂ）とから眼鏡
フレームのフレームPD（FPD）を FPD＝２（Ｂ−Ａ） として求める演算手段とを有したフレーム形状測定装置
にある。

また、上記第２の目的を達成するために、本発明の第
２の構成は、前記第１の構成の指標が平面内に形成され
た同心円状指標であるフレーム形状測定装置にある。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

A.装置構成 第１図〜第８図をもとにレンズ枠形状測定装置の構成
を説明する。第１図は、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、フレームを
保持するフレーム保持装置部100と、このフレーム保持
装置部100を支持すると共に、このフレーム保持装置部1
00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200Aと、眼鏡フレームのレンズ枠または型板
の形状をデジタル計測する計測部300とから構成されて
いる。

支持装置部200Aは筐体201を有する。筐体201はまた、
筐体201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,202bを有し、このガイド
レール202a,202b上に配設した移動ステージ203の長手方
向両端部の下面に突部203a,203bが突設され、この突部2
03a,203bがガイドレール202a,202bに摺動自在に保持さ
れている。この移動ステージ203の下面の突部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2
05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。

移動ステージ203の両側フランジ207a、207b間には測
定座標系の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
パルスモータから成るガイド軸モータ209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。ガイ
ド軸208にはハンド211,212が摺動可能に支持されてい
る。このハンド211,212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213a,214aが
前述のガイド軸208のガイド軸210内に係合され、ハンド
211,212のガイド軸208の回りの回転を阻止している。

ハンド211は互いに交わる二つの斜面215,216を持ち、
他方ハンド212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217,218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211,212の間には第５図
（Ｂ）に示すようにバネ230が掛け渡されている。ま
た、斜面215,217にはそれぞれ切欠部215a,217aが形成さ
れている。ハンド211,212には基準当接面251,252が各々
形成されている。

また、ハンド212には一端に接触論242を有するアーム
241が他端を中心に回動自在に取付られている。このア
ーム241はバネ243によりマイクロスイッチ244に常時は
当接されている。これら接触軸242,アーム241,バネ243,
マイクロスイッチ244はフレームの左右眼判定装置240を
構成する。

移動ステージ203の後側フランジ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を有するパルスモータからなるＹ軸モー
ター224が取付られている。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。他方、ハンド212の
上面には、鍔288が形成されており、この鍔288はハンド
212の移動により移動により移動ステージ203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。

計測部300は、筐体201の下面に取り付けられたパルス
モータから成るセンサーアーム回転モータ301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か
ら成る。モータ301の回転軸に取り付けられたプーリー3
03とセンサーアーム部の回転軸304との間にはベルト305
が掛け渡されており、これによりモータ301の回転がセ
ンサーアーム部302に伝達される。

センサーアーム部302はそのベース310の上方に渡され
た２本のレール311,311を有し、このレール311,311上に
センサーヘッド部312が摺動可能に取付られている。セ
ンサーヘッド部312の一側面には磁気スケール読み取り
ヘッド313が取り付けられている。このヘッド313は、ベ
ース310にレール311と平行に取り付けられた磁気スケー
ル314を読み取り、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。また、センサーヘッド部31
2の他側には、このヘッド部312を常時アーム端側面に引
っ張るバネ装置315の定トルクバネ316の一端が固着され
ている。

第４図は、このバネ装置315の構成を示している。セ
ンサーアーム部302のベース310に取り付けられたケーシ
ング317内には電磁マグネット318が設けられ、スライド
軸319がマグネット318の軸穴内にその軸線方向に摺動可
能に嵌挿されている。このスライド軸319は、鍔320,321
を有し、鍔320とケーシング317の壁間にはバネ323が介
在し、バネ323によりスライド軸319は常時は第４図の左
方に移動させられている。スライド軸319の端部には、
クラッチ板324,325が回動可能に軸支され、一方のクラ
ッチ板324には定トルクバネ316の一端が固着されてい
る。また、両クラッチ板324,325間にはスライド軸319の
外周に嵌挿されたバネ326が介装されている。このバネ3
26は、常時これらクラッチ板324,325の間隔を広げて、
定トルクバネ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
取付けられている。

第６図はセンサーヘッド部312の構成を示し、レール3
11に支持されたスライダー350には鉛直方向に軸穴351が
形成されており、この軸穴351にセンサー軸352が挿入さ
れている。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が介在し、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
線方向の移動を滑らかにしている。

また、センサー軸352の中央にはアーム355が取付られ
ており、このアーム355の上部にはレンズ枠のヤゲン溝
に当接されるソロバン玉形状のヤゲンフィラー356が回
動可能に軸支されている。そして、上記ヤゲンフィラー
356の円周点は鉛直なセンサー軸352の中心線上に位置す
るように構成される。

ここで、ヤゲンフィラー356の両傾斜面のなす角は、
フレームのレンズ枠に枠入れされるレンズを加工するた
めの玉摺機のヤゲン砥石のヤゲン角度に等しくすること
が望ましい。

次にフレーム保持装置部100の構成を第２図（Ａ）及
び第３図をもとに説明する。

固定ベース150の辺151a,151aを有する両側フランジ15
1,151の中央にはフレーム保持棒152,152,152が固着され
ている。しかも、このフランジ151,151は連結板150bで
連結されている。また、フランジ151,151には逆Ｕ字状
のブリッジ151bが固着されている。このブリッジ151bは
保持装置100をハンド211,212間に挿入するとき、その方
向が正規の方向でないときハンド切欠部215a,217aの肩
部と当接し、保持装置の挿入を阻止するために設けられ
ている。固定ベース150の底板150aとフランジ151の間に
は辺153a,153aを有する可動ベース153が挿入されてお
り、可動ベース153は固定ベース150の底板150aの板バネ
154,154によって支持されている。

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、第３図に示すように、このガイド溝155,155に
スライダー156,156の突脚156a,156aが係合されて、スラ
イダー156,156が可動ベース153上に摺動可能に載置され
ている。一方、可動ベース153の中央には円形開口157が
形成され、その外周にはリング158が回動自動に嵌込ま
れている。このリング158の上面には２本のピン159,
（他方図示せず）が植設され、このピン159,（他方図示
せず）のそれぞれはスライダー156,156の段付部156b,15
6bに形成されたスロット156c,（他方図示せず）に挿入
されている。

段付部156bには指標板160が形成されており、この指
標板160上に同心円状の指標161が描かれている。指標16
1としては複数の平行縦線目盛で構成しても良い。

さらに、スライダー156,156の中央には縦状の切欠部1
56d,156d,156dが形成されており、切欠部156d,156d,156
d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。

第１図において、電装部600は、Ｘ軸モータ206、Ｙ軸
モータ224、ガイド軸回転モータ209およびセンサーアー
ム回転モータ301の各々を演算／制御回路601の制御下に
あるパルス発生器605と選択的に接続するためのスイッ
チング回路604を有し、このスイッチング回路604は演算
／制御回路601によって制御される。磁気スケール読取
りヘッド313からの検出信号とセンサーアーム回転モー
タ301を回転させるためのパルス信号は第１メモリ602に
入力される。第１メモリ602は演算／制御回路601に接続
されている。演算／制御回路601はさらに第２メモリ603
と、表示器607および判定装置240のマイクロスイッチ24
4が接続されている。

B.動作説明 次に、第２図（Ｂ）、（Ｃ）及び第５図（Ａ）、
（Ｂ）をもとに上述のフレーム形状計測装置の作用を説
明する。

まず、第２図（Ｂ）に示すように、スライダー156,15
6の穴部156e,156eに指を挿入しスライダー156,156の互
いの間隔を十分に開き、かつ下方に押圧し、可動ベース
153と一緒に、板バネ154,154の弾発力に抗して３本の保
持棒152とスライダー156,156の段付部156b,156bとの間
隔を十分開ける。その後に、この間隔内にメガネフレー
ム500の測定したい方のレンズ枠501を挿入し、レンズ枠
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156,156の間隔を狭める。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の上側リムが２本の保持棒152の下
方にくるようにフレーム500を滑べり込ませた後、第８
図に示すようにフレーム500の中心線502が指標161の中
央161aに位置するように、フレームのブリッジ部503側
の両レンズ枠のリムが指標161の円心円上に各々等分に
位置するように位置合わせする。スライダー156,156か
ら操作者が手を離せば、第２図（Ｃ）に示すように可動
ベース153は板バネ154,154の弾発力により上昇し、レン
ズ枠501は段付部156b,156bと保持棒152,152,152により
挟持され、保持される。また、このときレンズ枠501の
ヤゲン溝の頂点501aから固定ベース150のフランジ151の
辺151aまでの距離ｄ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。

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100を第５図（Ａ）に示すように、支持装置2
00の予め所定の間隔に設定したハンド211,212間に挿入
する。これにより連結板150bは第８図に示すようにハン
ド211,212の基準当接面251,252に当接し、連結板150bの
当接面X_s軸の基準原点Osに位置付けられる。これと同時
に、左右眼判定装置240はその接触輪242がフレーム500
により当接されアーム241が回転されると、マイクロス
イッチ244の接点がOFFとなる。このOFF信号は演算／制
御回路601に入力され、演算／制御回路601は被測定レン
ズ枠501が右眼用であると自動的に判定し、表示器607に
その旨を表示させる。次に演算／制御回路601はスイッ
チング回路604を制御しパルス発生器605をＹ軸モータ22
4に接続し、Ｙ軸モータ224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212も左方移動を誘起され、鍔228
がピン229より外れる。同時にフレーム保持装置部100は
引っ張りバネ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,152aはそれぞれハンド211の斜面215
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。

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501aから辺151aと辺153aのそれぞれへの距離ｄ
は互いに等しいため、フレーム保持装置100はハンド21
1,212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。

次に、演算／制御回路601はスイッチング回路604を制
御してパルス発生器605をガイド軸回転モータ209に接続
し、モータ209を所定角度回転させフレーム保持装置部1
00を第５図（Ａ）の二点鎖線で示す位置へ旋回させる。
この基準面Ｓは計測部300のヤゲンフィラー356の初期位
置と同一平面で停止する。

次に、演算／制御回路601はスイッチング回路604を制
御し再びパルス発生器605をＹ軸モータ224に接続し、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211,212をＹ軸方向に一定量移動させ、
フレーム保持装置部100の円形開口中心点157aと計測部3
00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ラー356はレンズ枠501のヤゲン溝に
当接する。ヤゲンフィラー356の初期位置は、第５図
（Ａ）、（Ｂ）に図示するように、センサー軸352の下
端に植設されるピン352aがセンサーアーム部のベース31
0に取付けられたハンガー310aに当接することにより、
その方向が規制されている。これにより、Ｙ軸モータ22
4の回転によってメガネフレーム500が移動すると、常に
フィラー356はヤゲン溝に入ることができる。

続いて、演算／制御回路601はスイッチング回路604を
制御してパルス発生器605をセンサーアーム回転モータ3
01に接続させ、パルス発生器605を制御して、モータ301
を予め定めた単位回転パルス数毎に回転させる。このと
きセンサーヘッド部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と読み取りヘ
ッド313により読み取られ、センサーアーム302の回転角
θと共に、それと対を成して第１メモリ602に入力され
記憶される。

モータ301の回転角θと読み取りヘッド313からの読み
取り量ρとからレンズ枠形状が（ρn,θｎ）（ｎ＝1,2,
3……Ｎ）として計測される。ここで、この計測は前述
したように、第５図（Ａ）に示すように、回転軸304の
中心Ｏはレンズ枠501の幾何学的中心と概略一致させて
測定したものである。そこで、演算制御回路601は、こ
の計測データ（ρn,θｎ）を極座標−直交座標変換した
後のデータ（Xn,Yn）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Ooを、 として求める。

演算／制御回路601は、この求められた幾何学中心Oo
のX_s座標と基準座標X₀−Y₀の基準原点O_sとの距離Ｂから
予め既知である基準原点O_sから指標板160の指標161の中
心までの距離Ａを減算する。この（Ｂ−Ａ）はフレーム
500の中心線502と片側のレンズ枠501の幾何学中心Ooま
での距離すなわちフレームのハーフPD値に等しい。それ
ゆえ演算／制御回路601は減算値（Ｂ−Ａ）を２倍して
フレームPD値をFPDを FPD＝２（Ｂ−Ａ） 演算し、これを表示器607に表示させる。

次に、幾何学中心OoのX₀,Y₀値にもとずいてＸ軸モー
タ206とＹ軸モータ224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Ooをセンサーアーム302の回転
中心に一致させ、再度レンズ枠形状を計測し、幾何学中
心Ooにおける計測値（_０ρ_n,₀θ_ｎ）（ｎ＝1,2,3,……
Ｎ）を求め、これを第２メモリ603に記憶させる。演算
／制御回路601は、例えば特願昭60−115079号（特開昭6
1−274859号）に開示のレンズ加工機700に接続されたと
き、第２メモリ603のデータをこの加工機700に供給し、
レンズ加工させる。

（発明の効果） 上述したように、本発明のフレーム形状測定装置によ
れば、眼鏡フレームの中心線を指標中心に位置出しすれ
ば、レンズ枠の動径情報を自動測定し、その幾何学中心
と基準位置からの距離と基準位置から指標中心までの所
定距離との差から自動的にフレームPD値の測定ができる
ため、作業能率と、測定精度を向上させることができ
る。

また、眼鏡フレームを保持するためのフレーム保持装
置部とフレーム保持装置部を支持する支持装置部との分
離−合体可能な構成としたからフレーム保持装置部の指
標への眼鏡フレームの中心線の位置出し作業および眼鏡
フレームのフレーム保持装置部への取り付け作業が容易
となり作業能率を向上できる。

さらに、指標を平面内に形成された同心円状指標で構
成したため、形状が多様化している現在の眼鏡フレーム
に対応してその測定装置上への位置出しが可能かつ容易
にできる長所をもつ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフレーム形状測定装置の実施例を示す
外観斜視図および電装部のブロック図、 第２図（Ａ）はフレーム保持装置部の外観斜視図、 第２図（Ｂ）、（Ｃ）はその作用を示す説明図、 第３図はフレーム保持装置部の縦正中断面図、 第４図はバネ部材の構造を示す縦正中断面図、 第５図（Ａ）は支持装置部と計測部の関係を示す模式
図、 第５図（Ｂ）はその断面図、 第６図はセンサー部を示す一部切欠側面図、 第７図はレンズ枠の計測値からその幾何学中心を求める
関係を示す模式図、 第８図はフレームPD値の測定作用を示す説明図、 である。 100……フレーム保持装置部、 150b……連結板（被当接部材）、 161……指標、 200A……支持装置、 200A……支持装置、 251,252……基準当接面、 300……レンズ枠形状計測手段、 500……眼鏡フレーム、 501……レンズ枠、 502……フレームの中心線、 601……演算手段、 O_o……幾何学中心、 O_s……基準位置、

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】眼鏡フレーム（500）の中心線（502）を位
   置合わせするための指標（161）と、 被当接部材（150b）とを有し、前記眼鏡フレーム（50
   0）を保持するためのフレーム保持装置部（100）と、 前記被当接部材（150b）が当接される基準当接面（251,
   252）を有し前記フレーム保持装置部（100）を支持する
   支持装置部（200A）と、 前記眼鏡フレーム（500）の一方のレンズ枠（501）の形
   状を動径情報（ρn,θｎ）として測定するレンズ枠形状
   計測手段（300）と、 前記動径情報（ρn,θｎ）から前記レンズ枠（501）の
   幾何学中心（Oo）の前記基準当接面（251,252）からの
   距離（Ｂ）を演算し、かつ前記被当接部材（150b）が前
   記基準当接面（251,252）に当接したときの該基準当接
   面（251,252）からの前記指標（161）までの所定距離
   （Ａ）と前記演算距離（Ｂ）とから前記眼鏡フレーム
   （500）のフレームPD（FPD）を FPD＝２（Ｂ−Ａ） として求める演算手段（601）とを有したことを特徴と
   するフレーム形状測定装置。
2. 【請求項２】前記指標（161）は平面内に形成された円
   心円状指標であることを特徴とする請求項１に記載のフ
   レーム形状測定装置。