レンズ作製用曲線データの獲得方法及びレンズの作製方法
【課題】レンズの形状データがファクシミリ装置で送信される場合であっても、正確な外形形状のレンズを作製することが可能なレンズ作製用曲線データの獲得方法及びレンズの作製方法を提供すること。
【解決手段】ファクシミリ装置１０によって形状及び位置のデータ（以下、形状等データ）が既に分かっているボックスの図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを玉型データ処理装置１１に送信する。玉型データ処理装置１１では取り込んだ画像データのうち、ボックス内の画像データを所定の評価条件によって評価して玉型データを抽出する。この玉型データを形状等データに基づいて補正するとともに玉型データの点間を補完してレンズ作製用の曲線データを得るようにする。
【解決手段】ファクシミリ装置１０によって形状及び位置のデータ（以下、形状等データ）が既に分かっているボックスの図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを玉型データ処理装置１１に送信する。玉型データ処理装置１１では取り込んだ画像データのうち、ボックス内の画像データを所定の評価条件によって評価して玉型データを抽出する。この玉型データを形状等データに基づいて補正するとともに玉型データの点間を補完してレンズ作製用の曲線データを得るようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はファクシミリ装置によって送られた玉型図形に基づいて正確な玉型形状の眼鏡用レンズを作製するためのレンズ作製用曲線データの獲得方法及びレンズの作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるフレームトレーサという３次元フレーム測定器を備えた眼鏡店では客（装用者）の所望のフレームについて実際にそのフレームの内周面をトレースし、そのフレーム形状データをレンズメーカーに送ることで、所望のレンズの正確な形状情報の伝達が可能となっている。レンズメーカーではそのフレーム形状データ（つまりレンズ形状データ）に基づいてそのフレームにあった外形形状のレンズを作製する。このようなフレームトレーサの先行技術として特許文献１を挙げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１０５８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、フレームトレーサを有していない眼鏡店では備え付けのテンプレート用紙に手書きで所望のレンズの図を描き、これをレンズメーカーにファクシミリ送信しているのが一般的である。しかしながら、用紙を受信したレンズメーカー側ではその手書きのレンズ形状に放射線状のテンプレートを置き、適当な間隔（例えば均等に２４点）でレンズの外郭線上を目視でプロットすることとなるためフレームトレーサによる場合に比較して誤差が大きくなってしまう。更に、受信した段階ですでにその図自体が変形して受信されることもあり、その場合には誤差がさらに拡大し、実際にそのような図に基づいて作製したレンズが予定したフレームに収まらないという不具合が生じるおそれがあった。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、レンズの形状データがファクシミリ装置で送信される場合であっても、正確な外形形状のレンズを作製することが可能なレンズ作製用曲線データの獲得方法及びレンズの作製方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、ファクシミリ装置によって送信された形状及び位置のデータ（以下、形状等データ）が既に分かっているスケール図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを前記形状等データに基づいて補正する補正工程と、所定領域内の前記画像データを所定の評価条件によって評価することで玉型データを抽出する玉型データ抽出工程と、前記玉型データ抽出工程において得られた前記玉型データの点間を補完することでレンズ作製用の曲線データを得る曲線データ作成工程とを有することをその要旨とする。
また請求項２の発明では、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記玉型形状は実物大サイズで用紙上に図示されることをその要旨とする。
また請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記形状等データはアイポイント位置がＸ軸方向とＹ軸方向の直交する直線の交点で示されていることをその要旨とする。
【０００６】
また請求項４の発明では、ファクシミリ装置によって送信された形状等データが既に分かっているスケール図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを前記形状等データに基づいて補正する補正工程と、所定領域内の前記画像データを所定の評価条件によって評価することで玉型データを抽出する玉型データ抽出工程と、前記玉型データ抽出工程において得られた前記玉型データの点間を補完することでレンズ作製用の曲線データを得る曲線データ作成工程と、を有し、前記曲線データ作成工程で得られた曲線データに基づいて加工手段によってレンズを作製することをその要旨とする。
また請求項５の発明では請求項４に記載の発明の構成に加え、前記曲線データから抽出された散点的な選択データに基づいて加工手段によってレンズを作製することをその要旨とする。
【０００７】
上記のような構成においては、ファクシミリ装置によって送信されてきた画像データに所定の画像処理を施して補正する（補正工程）。ファクシミリ装置によって転送される画像は転送途中において種々の理由から歪みが生じている場合がある。そのため、スケール図形とともに玉型形状を図示した画像データからそのスケール図形の歪み具合を検証し、本来のスケール図形の形状等データに基づいて補正をする。
また、ファクシミリ装置による画像データの送信では読み込み方向が送る側で必ずしも共通化しているわけではないので受信した画像データの向きも一定ではない。これらの要素も一種の歪みと考え、形状等データに基づいて常に玉型形状を一定の方向のものと認識するように補正をすることが好ましい。
【０００８】
また受信した画像データは必要なデータも不要なデータもすべて含んでいるため、玉型を特定するための玉型データを選択的に抽出するようにする（玉型データ抽出工程）。これには元々の用紙の汚れや送信濃度が強すぎて本来送信されないはずの背景グリッド線が現れている場合や用紙上に記載されたメモ書きのような不要な情報を削除するという意味だけでなく、玉型のカッティングラインを作成するという意味がある（但し、枠入れ用の「こば」の領域を取るために外方にカッティングラインを移動させるオフセット処理をする場合にはカッティングラインはオフセットされた位置となる）。手書きされた玉型形状は線の太さがあり、線の太さは一定ではなく鉛筆でのデッサンでは輪郭も不明であることが多い。更にいくつもの描線がある場合もある。つまり、実際には玉型データによって描かれる形状はレンズ形状としては不明瞭なわけである。
そのため、所定領域内の玉型を構成する可能性のあるすべての画像データを評価して玉型ラインの核となる玉型データを抽出するものとする。そして、この抽出した玉型データについて点間を補完してレンズ作製用の曲線データを得るようにする（曲線データ作成工程）。レンズ作製用の曲線データはすなわちカッティングラインデータであり、これをそのまま、あるいはオフセットさせて加工手段によって所定の眼鏡用レンズを作製する。あるいは、この曲線データから所定の条件で選択した散点的な選択データのみを利用して加工手段によって加工することも可能である。これら玉型データ抽出工程及び曲線データ作成工程は上記補正工程の実行前に行うことも可能である。
【０００９】
上記、形状等データが既に分かっているスケール図形とは例えば玉型形状を包囲する方形の形状が好ましい。方形形状ではコーナー位置が特定しやすいからである。また、アイポイント位置がＸ軸方向とＹ軸方向の直交する直線の交点で示されることが好ましい。アイポイント位置は玉型加工において必要な情報であるが、周囲と無関係な「点」として図示されると送信の際に消失したり、焼失しないまでもずれた場合に補正がしにくくなる。そのためこのように形状等データの一部としてＸ軸方向とＹ軸方向の直交する直線の交点で示されれば補正がしやすい。
【発明の効果】
【００１０】
上記各請求項の発明では、レンズの形状データがファクシミリ装置で送信される場合であっても、正確な外形形状のレンズを作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例において眼鏡店側からレンズメーカーへのレンズデータの送信方法を説明する概念図。
【図２】同じ実施例に使用されるレンズの形状を描画するための用紙の一例をしめす正面図。
【図３】同じ実施例における玉型データ処理装置の伝記的構成を説明するブロック図。
【図４】同じ実施例においてボックスの大きさと位置を特定する点を説明する説明図。
【図５】同じ実施例においてボックスのエッジを検出する際に使用される一次関数を用いた評価関数のグラフ。
【図６】同じ実施例においてキャリパーツールによってボックスのエッジを検出する検出動作を説明する説明図。
【図７】同じ実施例において用紙方向がずれているためキャリパーツールによってボックスのエッジを検出できないことを説明する説明図。
【図８】同じ実施例においてボックスの詳細な位置を検出するためのキャリパーツールの走査状態を説明する説明図。
【図９】同じ実施例においてボックスの４つの頂点が決定されたことを説明する説明図。
【図１０】同じ実施例において歪んだボックス内の画像データをアフィン変換することを説明する説明図。
【図１１】同じ実施例において（ａ）はキャリパーツールによってボックスを横方向に走査することを、（ｂ）は同じく縦方向に走査することを説明する説明図。
【図１２】同じ実施例においてキャリパーツールによってボックス内の座標データが取り込まれた状態のイメージを説明するイメージ図。
【図１３】同じ実施例において玉型データを決定する工程を説明する説明図。
【図１４】同じ実施例において玉型データをソートする際にある座標から次の座標位置を決定する手法を説明する説明図。
【図１５】図１４において次の座標を決定する際に使用する評価関数のグラフ。
【図１６】得られた玉型データに基づいて作成された曲線データに基づいてモニター上に表示された玉型形状のイメージ図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に従って具体的な実施の形態の説明をする。
（１）眼鏡店側について
眼鏡店に装備されている例えば図２のような用紙１に眼鏡店側ではレンズのデータを記入してファクシミリ装置でメーカーに送信する。用紙１にはスケール図形としての縦７５ｍｍ、横８ｍｍの長方形の太線で包囲されたボックス２が印刷されている。眼鏡店側ではレンズ加工に必要なデータの１つとしてこのボックス２を玉型描画領域として装用者の注文したフレームの外形形状に対応した実寸のレンズ外形形状を描画する。ボックス２内には垂直及び水平なスケール直線４，５が印刷されており、その交差位置がアイポイント位置となるようにレンズ外形形状が描画されることとなる。図１に示すように、眼鏡店はこの用紙１をファクシミリ装置１０によってレンズメーカーに送信する。
【００１３】
（２）レンズメーカー側について
図１に示すように、ファクシミリ装置１０によって送信された画像データはレンズメーカー側の玉型データ処理装置１１に出力される。玉型データ処理装置１１はコンピュータからなる一種の情報処理装置であって、図３に示すようにシステムバス１２に対してＣＰＵ１３、モニター１４、キーボードやマウス等の入力部１５、ＨＤＤや外付け記憶媒体等から構成される記憶部１６、主メモリ１７及び加工手段としての玉型加工装置１８等がそれぞれ接続されている。主メモリ１７には画像データの補正処理を行うための補正用プログラム、画像データの加工全般を制御するための加工プログラム、画像データを読み取るためのキャリパツール用のプログラム、ＯＳ(Operation System)等の各種プログラムが記憶されている。
制御手段としてのＣＰＵ１３は、入力部１５からの指示によって上記プログラムに基づいて画像データを加工し、ボックス２に描画された形状から玉型データを抽出するとともに玉型データをスプライン補完してレンズ作製用の曲線データを作成させる。また、曲線データからＣＬ（カッターロケーション）データを抽出して玉型加工装置１８に出力する。
【００１４】
ＣＰＵ１３の具体的な処理は以下の通りである。
Ａ）用紙の向きの検出
送信された画像データは０、９０、２７０、３６０度の９０度ずつ異なる４つの方向に回転している可能性を含んでいる。そのため、どのような向きで送信されているかを検出する必要がある。
図４に示すようにボックス２の大きさと位置及びアイポイントを通るスケール直線４，５の位置が原点位置Ｏを基準としたパラメータとして記憶されている。尚、本来画像データとして送信されたボックス２とスケール直線４，５は用紙１に印刷されたボックス２とスケール直線４，５とは既に情報としては異なる次元のものであるが、以下においては同じ符号を使用して説明する。
ボックス２はスケール直線４，５と交差する明瞭なエッジを有するためそれを利用しこのエッジ位置を検出し、それを評価することでボックス２の位置に基づいて用紙１の向きを判定することができる。エッジは数多く検出されるため求めるエッジの距離にスコア（点数）を割り付け、所定の評価関数を作成して、求めるエッジを最高点に設定するようにする。例えば、図５は距離Ｄのエッジを検出する場合の一次関数を用いた評価関数であり、Ｄiに比べて距離Ｄのスコアが高いことを示す。
エッジの検出はキャリパーツールによって実行される。キャリパーツールは画像内の対象物の位置と大きさを測定するビジョンツールである。尚、キャリパーツールによる走査の前に玉型データ処理装置１１の取り込まれた画像データは２値化されている。図６に示すように用紙１が基準となる方向に配置されているとしてスケール直線４，５に沿った十字方向にキャリパーツールを走査させた場合に、エッジ位置の評価は高スコアとなるはずである。一方、図７のように用紙１が異なった向きにあればボックス２の位置はずれるためエッジ位置の評価は低スコアとなる。ここでは４つの方向においてスケール直線４，５に沿った十字方向にキャリパーツールを走査させエッジ位置の評価が高い方向が正しい向きであると判断する。
【００１５】
Ｂ）ボックス位置の検出
上記ａ）によって正しい用紙１の向きが決定されたため、次に必要となる玉型形状データが記載された領域となるボックスの詳細な位置を算出する。
図８に示すように、ボックス２が存在する領域にキャリパーツールによって縦方向に平行に２本、水平方向に２本の走査を行う。これによってボックス２の各辺の２か所のエッジ位置が検出できるため辺が算出され、辺の交点としてボックス２の４つの頂点（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）も算出される（図９）。これによってボックス２の位置が定まる。尚、図８及び図９は用紙が傾いて（歪んで）送信されたイメージを示すために若干回転させて図示している。
ここで、ボックス位置はあくまで送信された画像データに基づくものであり、送信の際に歪みが生じている可能性がある（図９ではそのように歪んでいるイメージとしてボックス２を回転させている）。そのため、本実施例ではこの歪みを補正するために図１０のように頂点（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）のうち３つ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）を使用して本来のボックス２の大きさに基づく正しい頂点（Ｖ１'，Ｖ２'，Ｖ３'）となるようなアフィン変換行列を作成する。アフィン変換とは要素に平行移動、拡縮、及び回転の線形歪みを含んでいる場合に有効な補正手法である。頂点（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）のうち３つを使用するのは、アフィン変換式は変換係数を６つ持つため補正前のｘ、ｙ座標に対して補正後のＸ，Ｙ座標は３点の対応関係があれば係数を一義的に決定できるからである。作成したアフィン変換行列は後述する玉型データを座標変換するために使用される。
【００１６】
Ｃ）玉型データの抽出、幾何補正
上記ｂ）において位置の決定されたボックス２内を図１１(ａ)及び（ｂ）に示すように改めてキャリパーツールによって縦方向と水平方向に走査して、所定領域としてのボックス２内のすべての画素の座標データを算出する。このとき、ボックス２のエッジを検出しない範囲で走査される。図１２は算出された座標データのイメージである。このようにして得られた座標データは様々なノイズを含んでおり、この中から玉型データを検出する必要がある。更に玉型データといっても手書きの玉型形状のデータではそもそもレンズのカッティングラインが決まらないため、そのままで意味がない。つまり、玉型データを評価してきれいな自由曲線からなる玉型データを抽出する必要がある。そのために次のような処理を実行する。
ａ）スケール直線４，５上のデータの削除
スケール直線４，５上のデータは誤認識されたデータが多い傾向にあるため使用しない。従ってスケール直線４，５と交差する位置にある玉型データは一部欠落することとなる。
ｂ）データを幾何中心からの極座標（距離ｒと角度θ）に変換し、反時計回り方向に最も遠い点から角度を主パラメータとしてその方向にあるデータをソートしていく。イメージとしては図１３のようになる。周回してすでに通ったデータに遭遇したら１回のルーチンは終了とする。玉型は幅を持った線として目視されるため、繰り返しすべてのデータに対してルーチンを繰り返し、ソート終了時点で全体として幅を持った線のように目視される玉型データが得られることになる。
ｃ）隣接点を決定する際には距離と進行方向のベクトルとのなす角度からそれぞれ評価関数を作成し評価して両評価関数においてスコアのよい隣接点を選択する。本実施例では例えば、図１４において、Ｐｉまで順にソートしてきて、次の隣接点を決定する際に候補がＰｉ＋１とＰｉ＋２とがあった場合、図１５(ａ)及び（ｂ）の距離と角度の評価関数総合的なスコアからＰｉ＋２を選択するというような手法を採用する。複数の候補が同じスコアである場合には他の判断、例えばより外側にある点を選択するような手法を取る。評価関数は過去の経路を考慮して各点ごとに更新される。
ｄ）このようにして玉型データを獲得すると、各ルートに極端に凹んだ部分がある場合にこれを修正する。これは凹んでいる前後の点との差分ベクトルの外積を計算し、この値を凹んだ点に加えるようにする。
【００１７】
ｅ）このようにして得られた玉型データについて、上記のアフィン変換行列を与えて歪みを補正する。そして各点間について補間計算を行う。補間計算は公知のスプライン補間や高次多項式によって実行される。ここでは二次関数によるスプライン補間をするものとする。
以上の処理によって眼鏡店において用紙１に描画した玉型形状に近似した曲線データＬを得ることができる。このような曲線データＬによって画像化された玉型形状は太さの同じ線で不連続な部分や不明瞭な線のまったくない自由曲線で表現されることとなる。図１６はモニター１４の画面のボックス２に表示される曲線データＬに基づいて補正された玉型形状をボックス２内に表示させたモニター１４におけるイメージ図である。この図では加工条件としてオフセットが必要であるためオフセットラインＯＬが併せて表示されている。
Ｄ）ＣＬデータの抽出
曲線データＬから１０００ポイントのＣＬデータを抽出して玉型加工装置１８に出力する。手法としてはある方向（例えば水平方向）を基準に曲線データＬに対して３６０／１０００度（０．３６度）刻みで交点の座標を算出していくようにする。これによって加工に要するデータ量を少なくすることができる。玉型加工装置１８はＣＬデータに基づいて周知の作製手順によって玉型形状にレンズを加工する。
【００１８】
上記のような構成とすることによって、本実施例は次のような効果を奏する。
（１）眼鏡店側からファクシミリ装置を経由して手書きの玉型形状を送信した場合に、それを紙で受信した場合にはメーカー側ではその形状を正確な眼鏡店側が想定している玉型と同じ玉型データとしてデータ化することは実際には困難であった。
しかし、上記のような構成であれば、眼鏡店側が想定している玉型に近似した玉型データを得ることができ、極めて正確なレンズを作成することが可能となる。
（２）ファクシミリ装置で送信されると図は歪みが生じることが多いが、大きさと位置の分かっているスケールボックス２とスケール直線４，５を基準に歪みを補正するため、歪みによる玉型形状の変形を極力抑制することができる。
（３）玉型データに基づいて玉型加工装置１８に必要な選択されたＣＬデータを抽出するようにしているため、少ないデータ量で無駄なく正確な形状のレンズを速い速度で加工することができる。
【００１９】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・玉型加工装置１８は玉型データ処理装置１１と接続されておらず、ＣＬデータを他の記憶媒体を介したりインターネットやイントラネットのような通信回線を介して玉型加工装置１８に出力するようにしてもよい。
・玉型加工装置１８用に専用データとしてのＣＬデータを抽出したが、玉型データをそのまま加工手段用のデータとして使用することも可能である。
・スケール図形としてはボックス２とスケール直線４，５を使用したが、他の形状のスケール図形であってもよい。また、ボックス２の形状は一例である。
・ボックス２の３つの角を使用したアフィン変換を使用したが、もっと細かい領域で区切ってアフィン変換を適用するようにしてもよい。
その他本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【符号の説明】
【００２０】
１…用紙、２…スケール図形としてのボックス、４，５…スケール図形としてのスケール直線、１０…ファクシミリ装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明はファクシミリ装置によって送られた玉型図形に基づいて正確な玉型形状の眼鏡用レンズを作製するためのレンズ作製用曲線データの獲得方法及びレンズの作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるフレームトレーサという３次元フレーム測定器を備えた眼鏡店では客（装用者）の所望のフレームについて実際にそのフレームの内周面をトレースし、そのフレーム形状データをレンズメーカーに送ることで、所望のレンズの正確な形状情報の伝達が可能となっている。レンズメーカーではそのフレーム形状データ（つまりレンズ形状データ）に基づいてそのフレームにあった外形形状のレンズを作製する。このようなフレームトレーサの先行技術として特許文献１を挙げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１０５８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、フレームトレーサを有していない眼鏡店では備え付けのテンプレート用紙に手書きで所望のレンズの図を描き、これをレンズメーカーにファクシミリ送信しているのが一般的である。しかしながら、用紙を受信したレンズメーカー側ではその手書きのレンズ形状に放射線状のテンプレートを置き、適当な間隔（例えば均等に２４点）でレンズの外郭線上を目視でプロットすることとなるためフレームトレーサによる場合に比較して誤差が大きくなってしまう。更に、受信した段階ですでにその図自体が変形して受信されることもあり、その場合には誤差がさらに拡大し、実際にそのような図に基づいて作製したレンズが予定したフレームに収まらないという不具合が生じるおそれがあった。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、レンズの形状データがファクシミリ装置で送信される場合であっても、正確な外形形状のレンズを作製することが可能なレンズ作製用曲線データの獲得方法及びレンズの作製方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、ファクシミリ装置によって送信された形状及び位置のデータ（以下、形状等データ）が既に分かっているスケール図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを前記形状等データに基づいて補正する補正工程と、所定領域内の前記画像データを所定の評価条件によって評価することで玉型データを抽出する玉型データ抽出工程と、前記玉型データ抽出工程において得られた前記玉型データの点間を補完することでレンズ作製用の曲線データを得る曲線データ作成工程とを有することをその要旨とする。
また請求項２の発明では、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記玉型形状は実物大サイズで用紙上に図示されることをその要旨とする。
また請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記形状等データはアイポイント位置がＸ軸方向とＹ軸方向の直交する直線の交点で示されていることをその要旨とする。
【０００６】
また請求項４の発明では、ファクシミリ装置によって送信された形状等データが既に分かっているスケール図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを前記形状等データに基づいて補正する補正工程と、所定領域内の前記画像データを所定の評価条件によって評価することで玉型データを抽出する玉型データ抽出工程と、前記玉型データ抽出工程において得られた前記玉型データの点間を補完することでレンズ作製用の曲線データを得る曲線データ作成工程と、を有し、前記曲線データ作成工程で得られた曲線データに基づいて加工手段によってレンズを作製することをその要旨とする。
また請求項５の発明では請求項４に記載の発明の構成に加え、前記曲線データから抽出された散点的な選択データに基づいて加工手段によってレンズを作製することをその要旨とする。
【０００７】
上記のような構成においては、ファクシミリ装置によって送信されてきた画像データに所定の画像処理を施して補正する（補正工程）。ファクシミリ装置によって転送される画像は転送途中において種々の理由から歪みが生じている場合がある。そのため、スケール図形とともに玉型形状を図示した画像データからそのスケール図形の歪み具合を検証し、本来のスケール図形の形状等データに基づいて補正をする。
また、ファクシミリ装置による画像データの送信では読み込み方向が送る側で必ずしも共通化しているわけではないので受信した画像データの向きも一定ではない。これらの要素も一種の歪みと考え、形状等データに基づいて常に玉型形状を一定の方向のものと認識するように補正をすることが好ましい。
【０００８】
また受信した画像データは必要なデータも不要なデータもすべて含んでいるため、玉型を特定するための玉型データを選択的に抽出するようにする（玉型データ抽出工程）。これには元々の用紙の汚れや送信濃度が強すぎて本来送信されないはずの背景グリッド線が現れている場合や用紙上に記載されたメモ書きのような不要な情報を削除するという意味だけでなく、玉型のカッティングラインを作成するという意味がある（但し、枠入れ用の「こば」の領域を取るために外方にカッティングラインを移動させるオフセット処理をする場合にはカッティングラインはオフセットされた位置となる）。手書きされた玉型形状は線の太さがあり、線の太さは一定ではなく鉛筆でのデッサンでは輪郭も不明であることが多い。更にいくつもの描線がある場合もある。つまり、実際には玉型データによって描かれる形状はレンズ形状としては不明瞭なわけである。
そのため、所定領域内の玉型を構成する可能性のあるすべての画像データを評価して玉型ラインの核となる玉型データを抽出するものとする。そして、この抽出した玉型データについて点間を補完してレンズ作製用の曲線データを得るようにする（曲線データ作成工程）。レンズ作製用の曲線データはすなわちカッティングラインデータであり、これをそのまま、あるいはオフセットさせて加工手段によって所定の眼鏡用レンズを作製する。あるいは、この曲線データから所定の条件で選択した散点的な選択データのみを利用して加工手段によって加工することも可能である。これら玉型データ抽出工程及び曲線データ作成工程は上記補正工程の実行前に行うことも可能である。
【０００９】
上記、形状等データが既に分かっているスケール図形とは例えば玉型形状を包囲する方形の形状が好ましい。方形形状ではコーナー位置が特定しやすいからである。また、アイポイント位置がＸ軸方向とＹ軸方向の直交する直線の交点で示されることが好ましい。アイポイント位置は玉型加工において必要な情報であるが、周囲と無関係な「点」として図示されると送信の際に消失したり、焼失しないまでもずれた場合に補正がしにくくなる。そのためこのように形状等データの一部としてＸ軸方向とＹ軸方向の直交する直線の交点で示されれば補正がしやすい。
【発明の効果】
【００１０】
上記各請求項の発明では、レンズの形状データがファクシミリ装置で送信される場合であっても、正確な外形形状のレンズを作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例において眼鏡店側からレンズメーカーへのレンズデータの送信方法を説明する概念図。
【図２】同じ実施例に使用されるレンズの形状を描画するための用紙の一例をしめす正面図。
【図３】同じ実施例における玉型データ処理装置の伝記的構成を説明するブロック図。
【図４】同じ実施例においてボックスの大きさと位置を特定する点を説明する説明図。
【図５】同じ実施例においてボックスのエッジを検出する際に使用される一次関数を用いた評価関数のグラフ。
【図６】同じ実施例においてキャリパーツールによってボックスのエッジを検出する検出動作を説明する説明図。
【図７】同じ実施例において用紙方向がずれているためキャリパーツールによってボックスのエッジを検出できないことを説明する説明図。
【図８】同じ実施例においてボックスの詳細な位置を検出するためのキャリパーツールの走査状態を説明する説明図。
【図９】同じ実施例においてボックスの４つの頂点が決定されたことを説明する説明図。
【図１０】同じ実施例において歪んだボックス内の画像データをアフィン変換することを説明する説明図。
【図１１】同じ実施例において（ａ）はキャリパーツールによってボックスを横方向に走査することを、（ｂ）は同じく縦方向に走査することを説明する説明図。
【図１２】同じ実施例においてキャリパーツールによってボックス内の座標データが取り込まれた状態のイメージを説明するイメージ図。
【図１３】同じ実施例において玉型データを決定する工程を説明する説明図。
【図１４】同じ実施例において玉型データをソートする際にある座標から次の座標位置を決定する手法を説明する説明図。
【図１５】図１４において次の座標を決定する際に使用する評価関数のグラフ。
【図１６】得られた玉型データに基づいて作成された曲線データに基づいてモニター上に表示された玉型形状のイメージ図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に従って具体的な実施の形態の説明をする。
（１）眼鏡店側について
眼鏡店に装備されている例えば図２のような用紙１に眼鏡店側ではレンズのデータを記入してファクシミリ装置でメーカーに送信する。用紙１にはスケール図形としての縦７５ｍｍ、横８ｍｍの長方形の太線で包囲されたボックス２が印刷されている。眼鏡店側ではレンズ加工に必要なデータの１つとしてこのボックス２を玉型描画領域として装用者の注文したフレームの外形形状に対応した実寸のレンズ外形形状を描画する。ボックス２内には垂直及び水平なスケール直線４，５が印刷されており、その交差位置がアイポイント位置となるようにレンズ外形形状が描画されることとなる。図１に示すように、眼鏡店はこの用紙１をファクシミリ装置１０によってレンズメーカーに送信する。
【００１３】
（２）レンズメーカー側について
図１に示すように、ファクシミリ装置１０によって送信された画像データはレンズメーカー側の玉型データ処理装置１１に出力される。玉型データ処理装置１１はコンピュータからなる一種の情報処理装置であって、図３に示すようにシステムバス１２に対してＣＰＵ１３、モニター１４、キーボードやマウス等の入力部１５、ＨＤＤや外付け記憶媒体等から構成される記憶部１６、主メモリ１７及び加工手段としての玉型加工装置１８等がそれぞれ接続されている。主メモリ１７には画像データの補正処理を行うための補正用プログラム、画像データの加工全般を制御するための加工プログラム、画像データを読み取るためのキャリパツール用のプログラム、ＯＳ(Operation System)等の各種プログラムが記憶されている。
制御手段としてのＣＰＵ１３は、入力部１５からの指示によって上記プログラムに基づいて画像データを加工し、ボックス２に描画された形状から玉型データを抽出するとともに玉型データをスプライン補完してレンズ作製用の曲線データを作成させる。また、曲線データからＣＬ（カッターロケーション）データを抽出して玉型加工装置１８に出力する。
【００１４】
ＣＰＵ１３の具体的な処理は以下の通りである。
Ａ）用紙の向きの検出
送信された画像データは０、９０、２７０、３６０度の９０度ずつ異なる４つの方向に回転している可能性を含んでいる。そのため、どのような向きで送信されているかを検出する必要がある。
図４に示すようにボックス２の大きさと位置及びアイポイントを通るスケール直線４，５の位置が原点位置Ｏを基準としたパラメータとして記憶されている。尚、本来画像データとして送信されたボックス２とスケール直線４，５は用紙１に印刷されたボックス２とスケール直線４，５とは既に情報としては異なる次元のものであるが、以下においては同じ符号を使用して説明する。
ボックス２はスケール直線４，５と交差する明瞭なエッジを有するためそれを利用しこのエッジ位置を検出し、それを評価することでボックス２の位置に基づいて用紙１の向きを判定することができる。エッジは数多く検出されるため求めるエッジの距離にスコア（点数）を割り付け、所定の評価関数を作成して、求めるエッジを最高点に設定するようにする。例えば、図５は距離Ｄのエッジを検出する場合の一次関数を用いた評価関数であり、Ｄiに比べて距離Ｄのスコアが高いことを示す。
エッジの検出はキャリパーツールによって実行される。キャリパーツールは画像内の対象物の位置と大きさを測定するビジョンツールである。尚、キャリパーツールによる走査の前に玉型データ処理装置１１の取り込まれた画像データは２値化されている。図６に示すように用紙１が基準となる方向に配置されているとしてスケール直線４，５に沿った十字方向にキャリパーツールを走査させた場合に、エッジ位置の評価は高スコアとなるはずである。一方、図７のように用紙１が異なった向きにあればボックス２の位置はずれるためエッジ位置の評価は低スコアとなる。ここでは４つの方向においてスケール直線４，５に沿った十字方向にキャリパーツールを走査させエッジ位置の評価が高い方向が正しい向きであると判断する。
【００１５】
Ｂ）ボックス位置の検出
上記ａ）によって正しい用紙１の向きが決定されたため、次に必要となる玉型形状データが記載された領域となるボックスの詳細な位置を算出する。
図８に示すように、ボックス２が存在する領域にキャリパーツールによって縦方向に平行に２本、水平方向に２本の走査を行う。これによってボックス２の各辺の２か所のエッジ位置が検出できるため辺が算出され、辺の交点としてボックス２の４つの頂点（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）も算出される（図９）。これによってボックス２の位置が定まる。尚、図８及び図９は用紙が傾いて（歪んで）送信されたイメージを示すために若干回転させて図示している。
ここで、ボックス位置はあくまで送信された画像データに基づくものであり、送信の際に歪みが生じている可能性がある（図９ではそのように歪んでいるイメージとしてボックス２を回転させている）。そのため、本実施例ではこの歪みを補正するために図１０のように頂点（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）のうち３つ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）を使用して本来のボックス２の大きさに基づく正しい頂点（Ｖ１'，Ｖ２'，Ｖ３'）となるようなアフィン変換行列を作成する。アフィン変換とは要素に平行移動、拡縮、及び回転の線形歪みを含んでいる場合に有効な補正手法である。頂点（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）のうち３つを使用するのは、アフィン変換式は変換係数を６つ持つため補正前のｘ、ｙ座標に対して補正後のＸ，Ｙ座標は３点の対応関係があれば係数を一義的に決定できるからである。作成したアフィン変換行列は後述する玉型データを座標変換するために使用される。
【００１６】
Ｃ）玉型データの抽出、幾何補正
上記ｂ）において位置の決定されたボックス２内を図１１(ａ)及び（ｂ）に示すように改めてキャリパーツールによって縦方向と水平方向に走査して、所定領域としてのボックス２内のすべての画素の座標データを算出する。このとき、ボックス２のエッジを検出しない範囲で走査される。図１２は算出された座標データのイメージである。このようにして得られた座標データは様々なノイズを含んでおり、この中から玉型データを検出する必要がある。更に玉型データといっても手書きの玉型形状のデータではそもそもレンズのカッティングラインが決まらないため、そのままで意味がない。つまり、玉型データを評価してきれいな自由曲線からなる玉型データを抽出する必要がある。そのために次のような処理を実行する。
ａ）スケール直線４，５上のデータの削除
スケール直線４，５上のデータは誤認識されたデータが多い傾向にあるため使用しない。従ってスケール直線４，５と交差する位置にある玉型データは一部欠落することとなる。
ｂ）データを幾何中心からの極座標（距離ｒと角度θ）に変換し、反時計回り方向に最も遠い点から角度を主パラメータとしてその方向にあるデータをソートしていく。イメージとしては図１３のようになる。周回してすでに通ったデータに遭遇したら１回のルーチンは終了とする。玉型は幅を持った線として目視されるため、繰り返しすべてのデータに対してルーチンを繰り返し、ソート終了時点で全体として幅を持った線のように目視される玉型データが得られることになる。
ｃ）隣接点を決定する際には距離と進行方向のベクトルとのなす角度からそれぞれ評価関数を作成し評価して両評価関数においてスコアのよい隣接点を選択する。本実施例では例えば、図１４において、Ｐｉまで順にソートしてきて、次の隣接点を決定する際に候補がＰｉ＋１とＰｉ＋２とがあった場合、図１５(ａ)及び（ｂ）の距離と角度の評価関数総合的なスコアからＰｉ＋２を選択するというような手法を採用する。複数の候補が同じスコアである場合には他の判断、例えばより外側にある点を選択するような手法を取る。評価関数は過去の経路を考慮して各点ごとに更新される。
ｄ）このようにして玉型データを獲得すると、各ルートに極端に凹んだ部分がある場合にこれを修正する。これは凹んでいる前後の点との差分ベクトルの外積を計算し、この値を凹んだ点に加えるようにする。
【００１７】
ｅ）このようにして得られた玉型データについて、上記のアフィン変換行列を与えて歪みを補正する。そして各点間について補間計算を行う。補間計算は公知のスプライン補間や高次多項式によって実行される。ここでは二次関数によるスプライン補間をするものとする。
以上の処理によって眼鏡店において用紙１に描画した玉型形状に近似した曲線データＬを得ることができる。このような曲線データＬによって画像化された玉型形状は太さの同じ線で不連続な部分や不明瞭な線のまったくない自由曲線で表現されることとなる。図１６はモニター１４の画面のボックス２に表示される曲線データＬに基づいて補正された玉型形状をボックス２内に表示させたモニター１４におけるイメージ図である。この図では加工条件としてオフセットが必要であるためオフセットラインＯＬが併せて表示されている。
Ｄ）ＣＬデータの抽出
曲線データＬから１０００ポイントのＣＬデータを抽出して玉型加工装置１８に出力する。手法としてはある方向（例えば水平方向）を基準に曲線データＬに対して３６０／１０００度（０．３６度）刻みで交点の座標を算出していくようにする。これによって加工に要するデータ量を少なくすることができる。玉型加工装置１８はＣＬデータに基づいて周知の作製手順によって玉型形状にレンズを加工する。
【００１８】
上記のような構成とすることによって、本実施例は次のような効果を奏する。
（１）眼鏡店側からファクシミリ装置を経由して手書きの玉型形状を送信した場合に、それを紙で受信した場合にはメーカー側ではその形状を正確な眼鏡店側が想定している玉型と同じ玉型データとしてデータ化することは実際には困難であった。
しかし、上記のような構成であれば、眼鏡店側が想定している玉型に近似した玉型データを得ることができ、極めて正確なレンズを作成することが可能となる。
（２）ファクシミリ装置で送信されると図は歪みが生じることが多いが、大きさと位置の分かっているスケールボックス２とスケール直線４，５を基準に歪みを補正するため、歪みによる玉型形状の変形を極力抑制することができる。
（３）玉型データに基づいて玉型加工装置１８に必要な選択されたＣＬデータを抽出するようにしているため、少ないデータ量で無駄なく正確な形状のレンズを速い速度で加工することができる。
【００１９】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・玉型加工装置１８は玉型データ処理装置１１と接続されておらず、ＣＬデータを他の記憶媒体を介したりインターネットやイントラネットのような通信回線を介して玉型加工装置１８に出力するようにしてもよい。
・玉型加工装置１８用に専用データとしてのＣＬデータを抽出したが、玉型データをそのまま加工手段用のデータとして使用することも可能である。
・スケール図形としてはボックス２とスケール直線４，５を使用したが、他の形状のスケール図形であってもよい。また、ボックス２の形状は一例である。
・ボックス２の３つの角を使用したアフィン変換を使用したが、もっと細かい領域で区切ってアフィン変換を適用するようにしてもよい。
その他本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【符号の説明】
【００２０】
１…用紙、２…スケール図形としてのボックス、４，５…スケール図形としてのスケール直線、１０…ファクシミリ装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファクシミリ装置によって送信された形状及び位置のデータ（以下、形状等データ）が既に分かっているスケール図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを前記形状等データに基づいて補正する補正工程と、
所定領域内の前記画像データを所定の評価条件によって評価することで玉型データを抽出する玉型データ抽出工程と、
前記玉型データ抽出工程において得られた前記玉型データの点間を補完することでレンズ作製用の曲線データを得る曲線データ作成工程を有することを特徴とするレンズ作製用曲線データの獲得方法。
【請求項２】
前記玉型形状は実物大サイズで用紙上に図示されることを特徴とする請求項１のレンズ作製用曲線データの獲得方法。
【請求項３】
前記形状等データはアイポイント位置がＸ軸方向とＹ軸方向の直交する直線の交点で示されていることを特徴とする請求項１又は２のレンズ作製用曲線データの獲得方法。
【請求項４】
ファクシミリ装置によって送信された形状等データが既に分かっているスケール図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを前記形状等データに基づいて補正する補正工程と、
所定領域内の前記画像データを所定の評価条件によって評価することで玉型データを抽出する玉型データ抽出工程と、
前記玉型データ抽出工程において得られた前記玉型データの点間を補完することでレンズ作製用の曲線データを得る曲線データ作成工程とを有し、
前記曲線データ作成工程で得られた曲線データに基づいて加工手段によってレンズを作製することを特徴とするレンズの作製方法。
【請求項５】
前記曲線データから抽出された散点的な選択データに基づいて加工手段によってレンズを作製することを特徴とする請求項４に記載のレンズの作製方法。
【請求項１】
ファクシミリ装置によって送信された形状及び位置のデータ（以下、形状等データ）が既に分かっているスケール図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを前記形状等データに基づいて補正する補正工程と、
所定領域内の前記画像データを所定の評価条件によって評価することで玉型データを抽出する玉型データ抽出工程と、
前記玉型データ抽出工程において得られた前記玉型データの点間を補完することでレンズ作製用の曲線データを得る曲線データ作成工程を有することを特徴とするレンズ作製用曲線データの獲得方法。
【請求項２】
前記玉型形状は実物大サイズで用紙上に図示されることを特徴とする請求項１のレンズ作製用曲線データの獲得方法。
【請求項３】
前記形状等データはアイポイント位置がＸ軸方向とＹ軸方向の直交する直線の交点で示されていることを特徴とする請求項１又は２のレンズ作製用曲線データの獲得方法。
【請求項４】
ファクシミリ装置によって送信された形状等データが既に分かっているスケール図形とともに玉型形状が図示された用紙の画像データを前記形状等データに基づいて補正する補正工程と、
所定領域内の前記画像データを所定の評価条件によって評価することで玉型データを抽出する玉型データ抽出工程と、
前記玉型データ抽出工程において得られた前記玉型データの点間を補完することでレンズ作製用の曲線データを得る曲線データ作成工程とを有し、
前記曲線データ作成工程で得られた曲線データに基づいて加工手段によってレンズを作製することを特徴とするレンズの作製方法。
【請求項５】
前記曲線データから抽出された散点的な選択データに基づいて加工手段によってレンズを作製することを特徴とする請求項４に記載のレンズの作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１３３７０９（Ｐ２０１１−１３３７０９Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９３８１１（Ｐ２００９−２９３８１１）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００２１９７３８）東海光学株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００２１９７３８）東海光学株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
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