眼鏡枠形状測定装置
【課題】高カーブフレームの精度の良い測定を可能にし、型板測定においても型板トレースの精度の向上を図ることが可能な眼鏡枠形状測定装置を提供する。
【解決手段】測定子２８１が取り付けられた測定子軸２８２を傾斜可能に保持する保持ユニット２５０と、測定子軸の傾斜角度を検知する手段と、ＸＹ移動手段と、Ｚ方向の軸を中心に回転する回転手段２６５と、を有する測定ユニットを備え、型板測定モード時に、測定子軸の背面を型板のエッジに接触させるように回転手段及びＸＹ移動手段を制御する制御手段と、保持ユニットのＸＹ方向の位置情報、回転手段の回転情報及び傾斜角の検知情報とに基づいて型板の動径情報を求める演算手段と、を備え、制御手段は、型板の測定途中では、測定済み情報に基づき、測定子軸の背面が型板のエッジに接触したときに測定子軸の傾斜が垂直を維持するように、回転手段及びＸＹ移動手段を制御する。
【解決手段】測定子２８１が取り付けられた測定子軸２８２を傾斜可能に保持する保持ユニット２５０と、測定子軸の傾斜角度を検知する手段と、ＸＹ移動手段と、Ｚ方向の軸を中心に回転する回転手段２６５と、を有する測定ユニットを備え、型板測定モード時に、測定子軸の背面を型板のエッジに接触させるように回転手段及びＸＹ移動手段を制御する制御手段と、保持ユニットのＸＹ方向の位置情報、回転手段の回転情報及び傾斜角の検知情報とに基づいて型板の動径情報を求める演算手段と、を備え、制御手段は、型板の測定途中では、測定済み情報に基づき、測定子軸の背面が型板のエッジに接触したときに測定子軸の傾斜が垂直を維持するように、回転手段及びＸＹ移動手段を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡フレームのリムの形状を測定する眼鏡枠形状測定装置であって、型板（デモレンズの場合も含む）の形状の測定にも好適な眼鏡枠形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡フレームを所期する状態に保持する眼鏡フレーム保持機構と、眼鏡フレームのリム（レンズ枠）の溝に挿入した測定子をリムの溝に沿って移動させ、測定子の移動を検知することによりリムの三次元形状を得る測定機構と、を備える眼鏡枠形状測定装置が知られている。近年、リムの反りの大きな高カーブフレームが増加してきた。高カーブフレームのリムを精度良く測定するために、リムの反り（垂直方向）の高さに応じて測定子の先端（測定子軸）を傾斜自在にして、リムをトレースする眼鏡枠形状測定装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４２５２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２２８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の眼鏡枠形状測定装置においては、型板（デモレンズ）をも測定可能にされている。型板の測定機構において、リム測定用の測定子軸を型板のエッジに接触させる測定子軸として兼用すると有利である。しかし、測定子軸が傾斜自在にされた特許文献２においては、その測定子軸の傾斜が発生しない側面を型板に接触させる構成であり、型板トレースの追従性の精度をより向上するためには、装置の機構が複雑になり、大型化せざるを得ず、また、測定圧の制御も複雑になる。型板トレース用の測定軸を専用に設ける構成は、装置が複雑になり、コスト高となる。
【０００５】
本件発明は、上記従来装置に鑑み、高カーブフレームの精度の良い測定を可能にしつつ、型板測定においても、構成の複雑化及び高コスト化にならずに、型板トレースの精度の向上を図ることができる眼鏡枠形状測定装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 眼鏡フレームのリムの溝に挿入された測定子の移動位置を検知してリムの動径方向（ＸＹ方向）及び動径方向に対する垂直方向（Ｚ方向）の位置を検知してリムの三次元形状を得る測定ユニットであって、前記測定子が上部に取り付けられた測定子軸を持ち、該測定子軸を前記測定子の先端方向に傾斜可能に保持する測定子保持ユニットと、前記測定子軸の傾斜角度を検知する傾斜角検知手段と、前記測定子保持ユニットをＸＹ方向に２次元的に移動するＸＹ移動手段と、Ｚ方向の軸を中心に前記測定子保持ユニットを回転する回転手段と、を有する測定ユニットを備える眼鏡枠形状測定装置において、
型板測定モード時に、前記測定子とは反対側に位置する前記測定子軸の背面を前記型板のエッジに接触させるように前記回転手段及びＸＹ移動手段を制御する制御手段と、
前記測定子保持ユニットのＸＹ方向の位置情報、前記回転手段の回転情報及び傾斜角検知手段の検知情報とに基づいて型板の動径情報を求める演算手段と、を備え、
前記制御手段は、型板の測定途中では、測定済み情報に基づき、前記測定子軸の背面が型板のエッジに接触したときに前記測定子軸の傾斜が垂直を維持するように、前記回転手段及びＸＹ移動手段を制御することを特徴とする。
（２） （１）の眼鏡枠形状測定装置において、前記演算手段は、前記傾斜角検知手段によって検知される前記測定子軸の垂直方向に対する傾斜角に基づき、前記測定子保持ユニットのＸＹ方向の位置情報を補正して型板の動径情報を求めることを特徴とする。
（３） （１）又は（２）の眼鏡枠形状測定装置は、リムの測定時に前記測定子軸が前記測定子の先端方向に傾斜するように測定圧を付与する第１測定圧付与機構と、型板の測定時に前記測定子軸の背面が型板側に傾斜するように測定圧を付与する第２測定圧付与機構と、第１測定圧付与機構と第２測定圧付与機構とを切換える切換え手段と、を備えることを特徴とする。
(４） （１）〜（３）の何れかの眼鏡枠形状測定装置において、前記制御手段は、前記傾斜角検知手段によって検知される前記測定子軸の垂直方向に対する傾斜角が所定の範囲を超えている場合には、型板の測定動作を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本件発明によれば、高カーブフレームの精度の良い測定を可能にしつつ、型板測定においても、構成の複雑化及び高コスト化にならずに、型板トレースの精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、眼鏡枠形状測定装置の外観略図である。眼鏡枠形状測定装置１は、眼鏡フレームＦを所期する状態に保持するフレーム保持ユニット１００と、フレーム保持ユニット１００に保持された眼鏡フレームのリムの溝に測定子を挿入し、測定子の移動を検出することによりリム（玉型）の三次元形状を測定する測定ユニット２００と、を備える。測定装置１のカバーは開口窓２を有し、開口窓２の下にフレーム保持ユニット１００が配置されている。また、型板ＴＰ（又は眼鏡フレームに取り付けられていたデモレンズの場合も含む）を測定する際に使用される型板ホルダー３１０を着脱自在に取り付けるための取り付け部３００が、装置１の左右中央の後方に配置されている。測定ユニット２００は、型板ホルダー３１０に取り付けられた測定対象物ＴＰの型板測定ユニットとして兼用される。
【０００９】
装置１の筐体の前側には測定開始用のスイッチ等を持つスイッチ部４が配置されている。装置１の筐体の後側には、タッチパネル式のディスプレイを持つパネル部３が配置されている。レンズの周縁加工に際し、パネル部３により玉型データに対するレンズのレイアウトデータ、レンズの加工条件等が入力される。装置１で得られたリムの三次元形状データ及びパネル部３で入力されたデータは、眼鏡レンズ周縁加工装置に送信される。なお、装置１は、特開２０００−３１４６１７号公報等と同じく、眼鏡レンズ周縁加工装置に組み込まれる構成としてもよい。
【００１０】
図２は、眼鏡フレームＦが保持された状態のフレーム保持ユニット１００の上面図である。図２上の左右方向をＸ方向とし、縦方向をＹ方向とする。眼鏡フレームＦのリムの動径方向はＸＹ方向とされる。ＸＹ方向に直交する垂直方向をＺ方向とする。以下では、装置１の上下方向とは、垂直方向（Ｚ方向）とされる。図３は、型板ホルダー３１０が取付け部３００に取り付けられた状態のフレーム保持ユニット１００の斜視図である。
【００１１】
フレーム保持ユニット１００の下側には、測定ユニット２００が備えられている。保持部ベース１０１上には眼鏡フレームＦを略水平に保持するための第１スライダー１０２及び第２スライダー１０３が載置されている。第１スライダー１０２は、フレームＦの左リムＲＩＬ及び右リムＲＩＲの縦方向の上側に当接する第１面１０２１を持つ。第２スライダー１０３は、左リムＲＩＬ及び右リムＲＩＲの縦方向の下側に当接する第２面１０３１を持つ。第１面１０２１と第２面１０３１は、互いに対向している。
【００１２】
第１スライダー１０２の第１面１０２１及び第２スライダー１０３の第２面１０３１は、両者の間隔が開閉される方向（両者の間隔が広げられる方向と両者の間隔が狭められる方向）に、開閉移動機構１１０によって移動可能に保持されている。開閉移動機構１１０は、保持部ベース１０１の左右に配置されてＹ方向に延びる２つのガイドレール１１０１と、図２上の左側でＹ方向に配置された２つのプーリー１１０５及びプーリー１１０７と、２つのプーリー１１０５、１１０７とに掛け渡されたワイヤー１１０９と、第１スライダー１０２及び第２スライダー１０３の間隔を閉じる方向に常時付勢するバネ１１１０（図３参照）と、を備える。図２上で、ワイヤーの左側に第１スライダ１０２の右端部１０２Ｅが取り付けられ、ワイヤーの右側に第２スライダ１０３の右端部１０３Ｅが取り付けられている。これらの構成を持つ開閉移動機構１１０により、第１スライダー１０２及び第２スライダー１０３は、両者の間の中心線ＦＸを中心に、両者の間隔が広がる方向と、両者の間隔が狭められる方向と、に移動可能に保持されている。第１スライダー１０２及び第２スライダー１０３の一方が移動されると、他方も連動して移動される。
【００１３】
次に、測定ユニット２００の構成を説明する。図４は、測定ユニット２００が持つＸＹＺ方向の移動機構の概略構成図である。測定ユニット２００は、水平方向（ＸＹ方向）に伸展した方形状の枠を持つベース部２１１と、リムＲＩＬ，ＲＩＲの溝に挿入される測定子２８１が上端に取り付けられた測定子軸２８２を保持する測定子保持ユニット２５０と、測定子保持ユニット２５０をＸＹＺ方向に移動させる移動ユニット２１０と、を備える。ベース部２１１は、フレーム保持ユニット１００の下に配置されている。移動ユニット２１０は、測定子保持ユニット２５０をＹ方向に移動するＹ移動ユニット２３０と、Ｙ移動ユニット２３０をＸ方向に移動するＸ移動ユニット２４０と、測定子保持ユニット２５０をＺ方向に移動するＺ移動ユニット２２０と、を有する。Ｙ移動ユニット２３０は、Ｙ方向に延びるガイドレールを備え、モータ２３５の駆動によりガイドレールに沿って測定子保持ユニット２５０をＹ方向に移動させる。Ｘ移動ユニット２４０は、Ｘ方向に延びるガイドレール２４１を備え、モータ２４５の駆動によってＹ移動ユニット２３０をＸ方向に移動させる。Ｚ移動ユニット２２０は、Ｙ移動ユニット２３０に取り付けられ、モータ２２５の駆動により、Ｚ方向の延びるガイドレール２２１に沿って測定子保持ユニット２５０をＺ方向に移動させる。
【００１４】
測定子保持ユニット２５０の構成を、図５〜図７に基づいて説明する。測定子保持ユニット２５０は、測定子２８１が状態に取り付けられた垂直方向（Ｚ方向）に移動可能に保持すると共に、測定子軸２８２の下方に設定された支点を中心にして、測定子軸２８２を測定子２８１の先端方向（以下、方向Ｈ）に傾斜可能に保持する垂直傾斜保持ユニット（以下、ＶＨユニット）２８０と、ＶＨユニット２８０をＺ方向に延びる軸ＬＯを中心に回転させる回転ユニット２６０と、を備える。測定子２８１は針状の先端形状を持つ。これにより、測定子２８１は、傾斜された場合にもリムの溝に挿入されやすくなる。
【００１５】
図５は測定子保持ユニット２５０の全体斜視図である。回転ユニット２６０は、ＶＨユニット２８０を保持する回転ベース２６１と、回転ベース２６１を回転するモータ２６５と、を備える。ＶＨユニット２８０を保持する回転ベース２６１は、軸ＬＯを中心に回転可能にＺ移動支基２２２に保持されている。Ｚ移動支基２２２は、図４に示されるガイドレール２２１にガイドされ、モータ２２５の駆動によりＺ方向に移動される。回転ベース２６１は、モータ２６５の駆動により、ギヤ等の回転伝達機構を介して、軸ＬＯを中心に回転される。回転ベース２６１の回転角は、モータ２６５の回転軸に取り付けられたエンコーダ２６６によって検知される。
【００１６】
図６は、図７はＶＨユニット２８０の構成の説明図である。回転ベース２６１と一体的に形成されたフランジ２６２の下面に、Ｚ方向に延びるガイド軸２６３が固定されている。ＶＨユニット２８０のＺ移動支基２７０は、ガイド軸２６３に通された筒状部材２６４に固定されている。ＶＨユニット２８０は、Ｚ移動支基２７０及び筒状部材２６４を介してガイド軸２６３に沿ってＺ方向に移動可能に保持されている。また、ＶＨユニット２８０は、その荷重を軽減又は荷重の平衡を取るために、フランジ２６２と筒状部材２６４との間にバネ（付勢部材）２６７が取り付けられている。ＶＨユニット２８０のＺ方向の移動位置（回転ベース２６１に対するＺ方向の移動位置）は、位置検知器であるエンコーダ２６８よって検知される（図７（ａ）参照）。
【００１７】
図７（ａ）は、回転ベース２６１及びフランジ２６２等を取り除いた状態のＶＨユニット２８０の説明図であり、図６に対して、紙面の裏側から見たＶＨユニット２８０の説明図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に対して測定子軸２８２等を取り除いた状態のＶＨユニット２８０の説明図である。測定子軸２８２は、Ｚ移動支基２７０の上部に保持された軸受け２７１を介して軸Ｓ１（支点）を中心にＨ方向に傾斜可能に保持されている。測定子軸２８２の下方に、取り付け部材２８４を介して回転角検出板２８３が取り付けられている。軸Ｓ１を中心にした測定子軸２８２のＨ方向の傾斜角（回転角）は、回転角検出板２８３を介して回転角検知器であるエンコーダ２８５によって検出される。
【００１８】
また、測定子２８１の先端方向への傾斜を制限するために、図７（ａ）上で、取り付け部材２８４の左端に当接される制限部材２９１が、回転板２９２に取り付けられている。また、図６に示されるように、測定子２８１の先端方向に測定圧を付与するための第１測定圧付与機構としてのバネ（付勢部材）２９０が、取り付け板２８４と筒状部材２６４との間に配置されている。バネ２９０によって、測定子軸２８２が測定子２８１の先端方向Ｈｆに傾斜するように常に付勢力（測定圧）が掛けられている。リムの測定時の初期状態では、取り付け部材２８４が制限部材２９１に当接することにより、測定子軸２８２の傾斜が図７（ａ）の状態で制限される。この初期状態は、垂直軸のＺ軸に対して、測定子２８１の先端方向とは反対の方向Ｈｆに所定角度（２度）だけ測定子軸２８２が傾斜している状態である。回転板２９２は、Ｚ移動支基２７０の下方で支点２９２を中心に、図７（ｂ）上で反時計回り（矢印Ｃ１方向に）回転可能に軸支されている。回転板２９２の時計回りの回転は、図示を略す制限部材により制限されている。そして、Ｚ移動支基２７０と回転板２９２との間に配置された第２測定圧付与機構としてのバネ（付勢部材）２９３によって、回転板２９２は図７（ｂ）上で常時時計回りの方向に回転するように付勢力（型板測定時の測定圧）が掛けられている。バネ２９３の付勢力は、バネ２９０の付勢力より大きくされている。これにより、リム及び型板ＴＰの測定時の初期状態では、測定子軸２８２は図７（ａ）の状態を維持している。しかし、型板ＴＰの測定時に、測定子軸２８２の背面２８２ａ（測定子２８１の先端方向に対する反対のＨｒ方向に位置する面）が型板ＴＰのエッジが接触し、さらに制御部５０で制御される移動ユニット２１０によって、ＶＨユニット２８０がＨｒ方向に移動されることにより、測定子軸２８２は軸Ｓ１を支点としてＨｆ方向に傾斜される。測定子軸２８２のＨｆ方向の傾斜によって、測定子軸２８２の下方に位置する取り付け部材２８４は、制限部材２９１を押し込み、回転板２９２が矢印Ｃ１方向に回転される。このとき、測定子軸２８２の背面２８２ａには、バネ２９３によってＨｒ方向への測定圧が掛けられる。このような構成により、型板測定時には第１測定圧付与機構から第２測定圧付与機構に切換えられる。
【００１９】
なお、測定子軸２８２（背面２８２ａ）は、型板ＴＰのエッジに接触させる測定子軸として兼用される。このため、測定子軸２８２は、垂直方向（Ｚ方向）に対して、Ｈｆ方向にさらに２〜５度まで傾斜可能に構成されている。
【００２０】
図８は、装置１の制御ブロック図である。制御部５０は、モータ２２５，２３５，２４５，２６５、エンコーダ２６８，２８８、パネル部３、スイッチ部４に接続されている。
【００２１】
次に、上記の構成を持つ装置１の動作を説明する。始めに、フレームＦのリムの測定動作について説明する。スイッチ部４に配置された測定モード選択スイッチ（測定モード選択手段）により、リム測定モードと型板測定モードとを選択できる。また、図３のように、第１スライダー１０２と第２スライダー１０３とが開いた状態で、型板ホルダー３１０が図３のように取り付け部３００に取り付けられると、第１スライダー１０２が型板ホルダー３１０に接触して、第１スライダー１０２の手前側（操作者側）への移動が制限される。この状態が図示を略する検知器により検知されることにより、測定モードが自動的に型板測定モードに選択され、第１スライダー１０２と第２スライダー１０３とが、図３の状態よりも閉じられているときは、リム測定モードに自動的に選択される構成としても良い。
【００２２】
リム測定モードにおいて、リムＲＩＲの動径方向の測定時、制御部５０は、測定済みのレンズ枠の動径情報に基づいて測定子保持ユニット２５０を移動させるＸＹ位置を決定し、決定したＸＹ位置に従って移動ユニット２１０の各モータの駆動を制御する。好ましくは、制御部５０は、測定済みのレンズ枠の動径情報に基づいてレンズ枠の未測定部分の動径変化を予測し、未測定部分の動径変化に沿って測定子２８１の先端が移動するように測定子保持ユニット２５０を移動させるＸＹ位置を決定する。
【００２３】
制御部５０は、スイッチ部４によって入力される測定開始信号に基づき、初期位置に位置する測定子保持ユニット２５０をＸＹＺ方向に移動し、クランプピン２３０ａ，２３０ｂによって保持されたリムＲＩＲの測定開始位置（第２スライダー１０３のクランプピン２３０ａ，２３０ｂによってクランクされた位置）の溝に測定子２８１の先端を挿入する。測定子２８１の先端がリムＲＩＲの溝の挿入されたことは、測定子軸２８２がＨｒ方向に５度傾斜したことを、エンコーダ２８５が検知することによって検出される。
【００２４】
制御部５０は測定開始時点では、リムＲＩＲの動径がＸ方向に変化しているものとして、測定子保持ユニット２５０をＸ方向に移動する。測定子２８１の先端がリムの動径変化に追従して移動されるように、測定子軸２８２が傾斜される。測定子軸２８２の傾斜角がエンコーダ２８５によって検出されることにより、測定子保持ユニット２５０の基準位置に対する測定子２８１の先端のＸＹ位置情報が得られる。このＸＹ位置情報と、測定子保持ユニット２５０をＸＹ移動させるモータ２３５，２４５の駆動情報と、によってリムの動径情報が得られる。
【００２５】
制御部５０は、測定開始から所定の測定ポイント数（例えば、全体を１０００ポイント測定するとして、５ポイント数）の動径情報が得られたら、測定済みの動径情報に基づいて次の測定ポイント（未測定ポイント）の変化を予測し、その結果に基づいてリムＲＩＲに測定子２８１が沿うように、測定子保持ユニット２５０をＸＹ方向に移動する。また、制御部５０は、モータ２６５の駆動を制御し、回転ベース２６１を回転することにより、軸ＬＯを中心にＶＨユニット２８０を回転する。このときの回転角は、測定子２８１の先端方向が、予測したリムの動径変化に対して法線方向となるように決定される。あるいは、回転角は、リムの測定開始時の基準点（測定開始ポイントのＹ方向で、図２上の中心線ＦＸ上の点）を中心にした動径角として決定される。または、回転角は、測定開始時の基準点を中心にした動径角と、リムの動径変化に対する法線方向と、の間の角度として決定される。この動作を繰り返すことにより、リム全周の動径情報が測定される。
【００２６】
また、リムの測定開始からＺ方向の位置は、リムのＺ方向への変化に追従して測定子２８１と共に測定子軸２８２がＺ方向に移動される。測定子軸２８２のＺ方向の移動位置がエンコーダ２６８によって検出されることにより、測定子保持ユニット２５０の基準位置に対する測定子軸２８２のＺ位置情報が得られる。このＺ位置情報と、測定子保持ユニット２５０をＺ移動させるモータ２２５の駆動情報と、によってリムのＺ位置情報が得られる。
【００２７】
制御部５０は、測定開始から所定の測定ポイント数（５ポイント数）のＺ位置情報が得られたら、測定済みのＺ位置情報に基づいて次の測定ポイント（未測定ポイント）のＺ位置変化を予測し、その結果に基づいてリムに測定子２８１が沿うように、測定子保持ユニット２５０をＺ方向に移動する。また、制御部５０は、測定開始点からリムが上方向に反っている場合（未測定ポイントのＺ位置が上方向に高くなっている場合）には、そのＺ位置の高さに応じて、測定子軸２８２がＨｒ方向に大きく傾斜するように、測定子保持ユニット２５０をＸＹ移動する。これにより、測定子２８１の先端の向きが、リムＲＩＲの傾斜に応じて傾斜するようになる。このため、高カーブフレームのリムの測定時にも、測定子２８１がリムから外れ難くなり、高カーブフレームを精度良く測定できる。この動作を繰り返すことにより、リム全体のＺ位置情報が測定される。
【００２８】
次に、型板ＴＰの測定動作を説明する。操作者は、型板ホルダー３１０を取り付け部３００に所定の状態で取り付けた後、スイッチ部４のスイチで型板測定モードを選択し（あるいは自動的に型板測定モードが選択される）、測定開始スイッチを押してパターン物ＴＰの測定を開始する。制御部５０は、中心線ＬＸ上（図２参照）の型板ＴＰのエッジ位置を測定開始ポイントするように、初期位置に位置する測定子保持ユニット２５０をＸＹ方向に移動する。また、測定開始ポイントでは、制御部５０は、測定子２８１の先端とは反対方向（Ｈｒ方向）に位置する測定子軸２８２の背面２８２ａが型板ＴＰのエッジに向くように、回転ユニット２６０のモータ２６５の駆動を制御し、測定子保持ユニット２５０を回転させる。
【００２９】
なお、ＶＨユニット２８０は初期状態では測定子保持ユニット２５０に対する最下点に位置し、ＶＨユニット２８０のＺ位置は、型板ホルダー２３１に保持される型板ＴＰの中心高さと、測定子軸２８２の傾斜中心である軸Ｓ１の距離と、が所定距離（４０ｍｍ）となるように設定されている。
【００３０】
測定子保持ユニット２５０の型板ＴＰ側への移動により、測定子軸２８２の背面２８２ａが型板ＴＰのエッジに接触し、さらに型板ＴＰ側に測定子保持ユニット２５０が移動されると、バネ２９３の付勢力に抗して、測定子軸２８２がＨｆ方向に傾斜される。測定子軸２８２がＨｆ方向の傾斜角は、エンコーダ２８５によって検出される。測定子軸２８２が垂直方向になると（Ｚ方向に一致すると）、制御部５０は、測定子保持ユニット２５０の型板ＴＰ側への移動を停止し、この時点から測定を開始する。
【００３１】
型板ＴＰの測定時、制御部５０は、型板ＴＰの測定済みの動径情報に基づき、測定子軸２８２が垂直方向を位置するように、測定子保持ユニット２５０のＸＹ位置及び回転ユニット２６０の回転角を決定し、移動ユニット２１０及び回転ユニット２６０の駆動を制御する。好ましくは、制御部５０は、測定済みの型板ＴＰの動径情報に基づいて型板ＴＰの未測定部分の動径変化を予測し、未測定部分の動径変化に沿って測定子軸２８２が垂直を維持したまま移動するように、測定子保持ユニット２５０のＸＹ位置及び回転ユニット２６０の回転角を決定する。
【００３２】
制御部５０は、測定開始時点では、型板ＴＰの動径がＹ方向に変化しているものとして、測定子保持ユニット２５０をＹ方向に移動する。型板ＴＰの動径が予定する方向（測定開始時点ではＹ方向）に対して、実際の型板ＴＰの動径が変化していると、その変化に追従して測定子軸２８２はＨ方向（Ｈｒ又はＨｆ方向）に傾斜され、垂直方向に対してずれてしまう。垂直方向に対する測定子軸２８２の傾斜角はエンコーダ２８５によって検出される。測定子軸２８２が垂直を維持している場合には、型板ＴＰの動径情報は測定子保持ユニット２５０のＸＹ位置情報として得られるが、測定子軸２８２が垂直方向に対して傾斜された場合は、その分を補正する。
【００３３】
垂直方向に対する測定子軸２８２の傾斜角をαとし、型板の高さ中心から測定子軸２８２の傾斜中心（軸Ｓ１）までの距離とＬとすると、動径の半径補正量ΔＲは、
ΔＲ＝Ｌ×sinα
によって求められる。この演算は制御部５０によって行われる。制御部５０は、この補正演算と、測定子保持ユニット２５０をＸＹ移動させるモータ２３５，２４５の駆動情報と、に基づいて型板ＴＰの動径情報を得る。
【００３４】
なお、型板ＴＰの厚みの違い（デモレンズのエッジの高さ位置の違い）に応じて、型板ＴＰと測定子軸２８２の背面２８２ａとが接触するポイントが若干ずれるが、これは型板測定における許容誤差内であり、実用的な精度は確保される。
【００３５】
制御部５０は、測定開始から所定の測定ポイント数（５ポイント数）の動径情報が得られたら、測定済みの動径情報に基づいて次の測定ポイント（未測定ポイント）の変化を予測し、その結果に基づき、測定子軸２８２が垂直を維持したまま型板ＴＰのエッジに沿うように、測定子保持ユニット２５０をＸＹ方向に移動する。また、制御部５０は、モータ２６５の駆動を制御し、回転ベース２６１を回転してＶＨユニット２８０を回転する。このときの回転角は、測定子軸２８２の背面２８２ａが型板ＴＰの動径に対して法線方向となるように決定される。または、回転角は、型板ホルダー３１０の保持中心を基準にした動径角として決定される。または、回転角は、型板ホルダー３１０の保持中心を基準にした動径角と、リムの動径変化に対する法線方向と、の間の角度として決定される。この動作を繰り返すことにより、リムの全体の動径情報が測定される。こうした動作を繰り返すことにより、型板ＴＰの全周の動径情報が測定される。
【００３６】
なお、型板測定中に、制御部５０は、エンコーダ２８５によって検知される測定子軸２８２の傾斜角が垂直方向に対して規定範囲（例えば、０．５度）から外れている場合には、トレースできない形状であると判定し、型板測定を停止し、その旨を警告器（ディスプレイ３）によって警告する。トレースできない形状とは、測定子軸２８２の半径より小さな径を持つ凹凸である。
【００３７】
以上のように、高カーブフレームのリムＲＩＲ（ＲＩＬ）を精度良く測定するために、測定子軸２８２をリムの高さに応じて傾斜される構成においても、測定子軸２８２の背面２８２ａ（測定子２８１の先端方向に対して反対側の面）を型板ＴＰのエッジに接触させる測定面として使用する構成により、リム測定用の移動機構及び検知機構を共用し、型板トレースの精度の向上を図ることができる。また、型板トレース用の測定軸を専用に設けなくて済むので、構成の複雑化及び高コスト化を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】眼鏡枠形状測定装置の外観略図である。
【図２】フレーム保持ユニットの上面図である。
【図３】型板ホルダー３１０が取付け部に取り付けられた状態のフレーム保持ユニットの斜視図である。
【図４】ＸＹＺ方向の移動機構の概略構成図である。
【図５】測定子保持ユニットの全体斜視図である。
【図６】垂直傾斜保持ユニットの構成の説明図である。
【図７】垂直傾斜保持ユニットの構成の説明図である。
【図８】装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
５０ 制御部
１００ フレーム保持ユニット
２００ 測定ユニット
２１０ 移動ユニット
２５０ 測定子保持ユニット
２６０ 回転ユニット
２８０ 垂直傾斜保持ユニット
２８１ 測定子
２８２ 測定子軸
２８２ａ 背面
２８５ エンコーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡フレームのリムの形状を測定する眼鏡枠形状測定装置であって、型板（デモレンズの場合も含む）の形状の測定にも好適な眼鏡枠形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡フレームを所期する状態に保持する眼鏡フレーム保持機構と、眼鏡フレームのリム（レンズ枠）の溝に挿入した測定子をリムの溝に沿って移動させ、測定子の移動を検知することによりリムの三次元形状を得る測定機構と、を備える眼鏡枠形状測定装置が知られている。近年、リムの反りの大きな高カーブフレームが増加してきた。高カーブフレームのリムを精度良く測定するために、リムの反り（垂直方向）の高さに応じて測定子の先端（測定子軸）を傾斜自在にして、リムをトレースする眼鏡枠形状測定装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４２５２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２２８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の眼鏡枠形状測定装置においては、型板（デモレンズ）をも測定可能にされている。型板の測定機構において、リム測定用の測定子軸を型板のエッジに接触させる測定子軸として兼用すると有利である。しかし、測定子軸が傾斜自在にされた特許文献２においては、その測定子軸の傾斜が発生しない側面を型板に接触させる構成であり、型板トレースの追従性の精度をより向上するためには、装置の機構が複雑になり、大型化せざるを得ず、また、測定圧の制御も複雑になる。型板トレース用の測定軸を専用に設ける構成は、装置が複雑になり、コスト高となる。
【０００５】
本件発明は、上記従来装置に鑑み、高カーブフレームの精度の良い測定を可能にしつつ、型板測定においても、構成の複雑化及び高コスト化にならずに、型板トレースの精度の向上を図ることができる眼鏡枠形状測定装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 眼鏡フレームのリムの溝に挿入された測定子の移動位置を検知してリムの動径方向（ＸＹ方向）及び動径方向に対する垂直方向（Ｚ方向）の位置を検知してリムの三次元形状を得る測定ユニットであって、前記測定子が上部に取り付けられた測定子軸を持ち、該測定子軸を前記測定子の先端方向に傾斜可能に保持する測定子保持ユニットと、前記測定子軸の傾斜角度を検知する傾斜角検知手段と、前記測定子保持ユニットをＸＹ方向に２次元的に移動するＸＹ移動手段と、Ｚ方向の軸を中心に前記測定子保持ユニットを回転する回転手段と、を有する測定ユニットを備える眼鏡枠形状測定装置において、
型板測定モード時に、前記測定子とは反対側に位置する前記測定子軸の背面を前記型板のエッジに接触させるように前記回転手段及びＸＹ移動手段を制御する制御手段と、
前記測定子保持ユニットのＸＹ方向の位置情報、前記回転手段の回転情報及び傾斜角検知手段の検知情報とに基づいて型板の動径情報を求める演算手段と、を備え、
前記制御手段は、型板の測定途中では、測定済み情報に基づき、前記測定子軸の背面が型板のエッジに接触したときに前記測定子軸の傾斜が垂直を維持するように、前記回転手段及びＸＹ移動手段を制御することを特徴とする。
（２） （１）の眼鏡枠形状測定装置において、前記演算手段は、前記傾斜角検知手段によって検知される前記測定子軸の垂直方向に対する傾斜角に基づき、前記測定子保持ユニットのＸＹ方向の位置情報を補正して型板の動径情報を求めることを特徴とする。
（３） （１）又は（２）の眼鏡枠形状測定装置は、リムの測定時に前記測定子軸が前記測定子の先端方向に傾斜するように測定圧を付与する第１測定圧付与機構と、型板の測定時に前記測定子軸の背面が型板側に傾斜するように測定圧を付与する第２測定圧付与機構と、第１測定圧付与機構と第２測定圧付与機構とを切換える切換え手段と、を備えることを特徴とする。
(４） （１）〜（３）の何れかの眼鏡枠形状測定装置において、前記制御手段は、前記傾斜角検知手段によって検知される前記測定子軸の垂直方向に対する傾斜角が所定の範囲を超えている場合には、型板の測定動作を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本件発明によれば、高カーブフレームの精度の良い測定を可能にしつつ、型板測定においても、構成の複雑化及び高コスト化にならずに、型板トレースの精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、眼鏡枠形状測定装置の外観略図である。眼鏡枠形状測定装置１は、眼鏡フレームＦを所期する状態に保持するフレーム保持ユニット１００と、フレーム保持ユニット１００に保持された眼鏡フレームのリムの溝に測定子を挿入し、測定子の移動を検出することによりリム（玉型）の三次元形状を測定する測定ユニット２００と、を備える。測定装置１のカバーは開口窓２を有し、開口窓２の下にフレーム保持ユニット１００が配置されている。また、型板ＴＰ（又は眼鏡フレームに取り付けられていたデモレンズの場合も含む）を測定する際に使用される型板ホルダー３１０を着脱自在に取り付けるための取り付け部３００が、装置１の左右中央の後方に配置されている。測定ユニット２００は、型板ホルダー３１０に取り付けられた測定対象物ＴＰの型板測定ユニットとして兼用される。
【０００９】
装置１の筐体の前側には測定開始用のスイッチ等を持つスイッチ部４が配置されている。装置１の筐体の後側には、タッチパネル式のディスプレイを持つパネル部３が配置されている。レンズの周縁加工に際し、パネル部３により玉型データに対するレンズのレイアウトデータ、レンズの加工条件等が入力される。装置１で得られたリムの三次元形状データ及びパネル部３で入力されたデータは、眼鏡レンズ周縁加工装置に送信される。なお、装置１は、特開２０００−３１４６１７号公報等と同じく、眼鏡レンズ周縁加工装置に組み込まれる構成としてもよい。
【００１０】
図２は、眼鏡フレームＦが保持された状態のフレーム保持ユニット１００の上面図である。図２上の左右方向をＸ方向とし、縦方向をＹ方向とする。眼鏡フレームＦのリムの動径方向はＸＹ方向とされる。ＸＹ方向に直交する垂直方向をＺ方向とする。以下では、装置１の上下方向とは、垂直方向（Ｚ方向）とされる。図３は、型板ホルダー３１０が取付け部３００に取り付けられた状態のフレーム保持ユニット１００の斜視図である。
【００１１】
フレーム保持ユニット１００の下側には、測定ユニット２００が備えられている。保持部ベース１０１上には眼鏡フレームＦを略水平に保持するための第１スライダー１０２及び第２スライダー１０３が載置されている。第１スライダー１０２は、フレームＦの左リムＲＩＬ及び右リムＲＩＲの縦方向の上側に当接する第１面１０２１を持つ。第２スライダー１０３は、左リムＲＩＬ及び右リムＲＩＲの縦方向の下側に当接する第２面１０３１を持つ。第１面１０２１と第２面１０３１は、互いに対向している。
【００１２】
第１スライダー１０２の第１面１０２１及び第２スライダー１０３の第２面１０３１は、両者の間隔が開閉される方向（両者の間隔が広げられる方向と両者の間隔が狭められる方向）に、開閉移動機構１１０によって移動可能に保持されている。開閉移動機構１１０は、保持部ベース１０１の左右に配置されてＹ方向に延びる２つのガイドレール１１０１と、図２上の左側でＹ方向に配置された２つのプーリー１１０５及びプーリー１１０７と、２つのプーリー１１０５、１１０７とに掛け渡されたワイヤー１１０９と、第１スライダー１０２及び第２スライダー１０３の間隔を閉じる方向に常時付勢するバネ１１１０（図３参照）と、を備える。図２上で、ワイヤーの左側に第１スライダ１０２の右端部１０２Ｅが取り付けられ、ワイヤーの右側に第２スライダ１０３の右端部１０３Ｅが取り付けられている。これらの構成を持つ開閉移動機構１１０により、第１スライダー１０２及び第２スライダー１０３は、両者の間の中心線ＦＸを中心に、両者の間隔が広がる方向と、両者の間隔が狭められる方向と、に移動可能に保持されている。第１スライダー１０２及び第２スライダー１０３の一方が移動されると、他方も連動して移動される。
【００１３】
次に、測定ユニット２００の構成を説明する。図４は、測定ユニット２００が持つＸＹＺ方向の移動機構の概略構成図である。測定ユニット２００は、水平方向（ＸＹ方向）に伸展した方形状の枠を持つベース部２１１と、リムＲＩＬ，ＲＩＲの溝に挿入される測定子２８１が上端に取り付けられた測定子軸２８２を保持する測定子保持ユニット２５０と、測定子保持ユニット２５０をＸＹＺ方向に移動させる移動ユニット２１０と、を備える。ベース部２１１は、フレーム保持ユニット１００の下に配置されている。移動ユニット２１０は、測定子保持ユニット２５０をＹ方向に移動するＹ移動ユニット２３０と、Ｙ移動ユニット２３０をＸ方向に移動するＸ移動ユニット２４０と、測定子保持ユニット２５０をＺ方向に移動するＺ移動ユニット２２０と、を有する。Ｙ移動ユニット２３０は、Ｙ方向に延びるガイドレールを備え、モータ２３５の駆動によりガイドレールに沿って測定子保持ユニット２５０をＹ方向に移動させる。Ｘ移動ユニット２４０は、Ｘ方向に延びるガイドレール２４１を備え、モータ２４５の駆動によってＹ移動ユニット２３０をＸ方向に移動させる。Ｚ移動ユニット２２０は、Ｙ移動ユニット２３０に取り付けられ、モータ２２５の駆動により、Ｚ方向の延びるガイドレール２２１に沿って測定子保持ユニット２５０をＺ方向に移動させる。
【００１４】
測定子保持ユニット２５０の構成を、図５〜図７に基づいて説明する。測定子保持ユニット２５０は、測定子２８１が状態に取り付けられた垂直方向（Ｚ方向）に移動可能に保持すると共に、測定子軸２８２の下方に設定された支点を中心にして、測定子軸２８２を測定子２８１の先端方向（以下、方向Ｈ）に傾斜可能に保持する垂直傾斜保持ユニット（以下、ＶＨユニット）２８０と、ＶＨユニット２８０をＺ方向に延びる軸ＬＯを中心に回転させる回転ユニット２６０と、を備える。測定子２８１は針状の先端形状を持つ。これにより、測定子２８１は、傾斜された場合にもリムの溝に挿入されやすくなる。
【００１５】
図５は測定子保持ユニット２５０の全体斜視図である。回転ユニット２６０は、ＶＨユニット２８０を保持する回転ベース２６１と、回転ベース２６１を回転するモータ２６５と、を備える。ＶＨユニット２８０を保持する回転ベース２６１は、軸ＬＯを中心に回転可能にＺ移動支基２２２に保持されている。Ｚ移動支基２２２は、図４に示されるガイドレール２２１にガイドされ、モータ２２５の駆動によりＺ方向に移動される。回転ベース２６１は、モータ２６５の駆動により、ギヤ等の回転伝達機構を介して、軸ＬＯを中心に回転される。回転ベース２６１の回転角は、モータ２６５の回転軸に取り付けられたエンコーダ２６６によって検知される。
【００１６】
図６は、図７はＶＨユニット２８０の構成の説明図である。回転ベース２６１と一体的に形成されたフランジ２６２の下面に、Ｚ方向に延びるガイド軸２６３が固定されている。ＶＨユニット２８０のＺ移動支基２７０は、ガイド軸２６３に通された筒状部材２６４に固定されている。ＶＨユニット２８０は、Ｚ移動支基２７０及び筒状部材２６４を介してガイド軸２６３に沿ってＺ方向に移動可能に保持されている。また、ＶＨユニット２８０は、その荷重を軽減又は荷重の平衡を取るために、フランジ２６２と筒状部材２６４との間にバネ（付勢部材）２６７が取り付けられている。ＶＨユニット２８０のＺ方向の移動位置（回転ベース２６１に対するＺ方向の移動位置）は、位置検知器であるエンコーダ２６８よって検知される（図７（ａ）参照）。
【００１７】
図７（ａ）は、回転ベース２６１及びフランジ２６２等を取り除いた状態のＶＨユニット２８０の説明図であり、図６に対して、紙面の裏側から見たＶＨユニット２８０の説明図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に対して測定子軸２８２等を取り除いた状態のＶＨユニット２８０の説明図である。測定子軸２８２は、Ｚ移動支基２７０の上部に保持された軸受け２７１を介して軸Ｓ１（支点）を中心にＨ方向に傾斜可能に保持されている。測定子軸２８２の下方に、取り付け部材２８４を介して回転角検出板２８３が取り付けられている。軸Ｓ１を中心にした測定子軸２８２のＨ方向の傾斜角（回転角）は、回転角検出板２８３を介して回転角検知器であるエンコーダ２８５によって検出される。
【００１８】
また、測定子２８１の先端方向への傾斜を制限するために、図７（ａ）上で、取り付け部材２８４の左端に当接される制限部材２９１が、回転板２９２に取り付けられている。また、図６に示されるように、測定子２８１の先端方向に測定圧を付与するための第１測定圧付与機構としてのバネ（付勢部材）２９０が、取り付け板２８４と筒状部材２６４との間に配置されている。バネ２９０によって、測定子軸２８２が測定子２８１の先端方向Ｈｆに傾斜するように常に付勢力（測定圧）が掛けられている。リムの測定時の初期状態では、取り付け部材２８４が制限部材２９１に当接することにより、測定子軸２８２の傾斜が図７（ａ）の状態で制限される。この初期状態は、垂直軸のＺ軸に対して、測定子２８１の先端方向とは反対の方向Ｈｆに所定角度（２度）だけ測定子軸２８２が傾斜している状態である。回転板２９２は、Ｚ移動支基２７０の下方で支点２９２を中心に、図７（ｂ）上で反時計回り（矢印Ｃ１方向に）回転可能に軸支されている。回転板２９２の時計回りの回転は、図示を略す制限部材により制限されている。そして、Ｚ移動支基２７０と回転板２９２との間に配置された第２測定圧付与機構としてのバネ（付勢部材）２９３によって、回転板２９２は図７（ｂ）上で常時時計回りの方向に回転するように付勢力（型板測定時の測定圧）が掛けられている。バネ２９３の付勢力は、バネ２９０の付勢力より大きくされている。これにより、リム及び型板ＴＰの測定時の初期状態では、測定子軸２８２は図７（ａ）の状態を維持している。しかし、型板ＴＰの測定時に、測定子軸２８２の背面２８２ａ（測定子２８１の先端方向に対する反対のＨｒ方向に位置する面）が型板ＴＰのエッジが接触し、さらに制御部５０で制御される移動ユニット２１０によって、ＶＨユニット２８０がＨｒ方向に移動されることにより、測定子軸２８２は軸Ｓ１を支点としてＨｆ方向に傾斜される。測定子軸２８２のＨｆ方向の傾斜によって、測定子軸２８２の下方に位置する取り付け部材２８４は、制限部材２９１を押し込み、回転板２９２が矢印Ｃ１方向に回転される。このとき、測定子軸２８２の背面２８２ａには、バネ２９３によってＨｒ方向への測定圧が掛けられる。このような構成により、型板測定時には第１測定圧付与機構から第２測定圧付与機構に切換えられる。
【００１９】
なお、測定子軸２８２（背面２８２ａ）は、型板ＴＰのエッジに接触させる測定子軸として兼用される。このため、測定子軸２８２は、垂直方向（Ｚ方向）に対して、Ｈｆ方向にさらに２〜５度まで傾斜可能に構成されている。
【００２０】
図８は、装置１の制御ブロック図である。制御部５０は、モータ２２５，２３５，２４５，２６５、エンコーダ２６８，２８８、パネル部３、スイッチ部４に接続されている。
【００２１】
次に、上記の構成を持つ装置１の動作を説明する。始めに、フレームＦのリムの測定動作について説明する。スイッチ部４に配置された測定モード選択スイッチ（測定モード選択手段）により、リム測定モードと型板測定モードとを選択できる。また、図３のように、第１スライダー１０２と第２スライダー１０３とが開いた状態で、型板ホルダー３１０が図３のように取り付け部３００に取り付けられると、第１スライダー１０２が型板ホルダー３１０に接触して、第１スライダー１０２の手前側（操作者側）への移動が制限される。この状態が図示を略する検知器により検知されることにより、測定モードが自動的に型板測定モードに選択され、第１スライダー１０２と第２スライダー１０３とが、図３の状態よりも閉じられているときは、リム測定モードに自動的に選択される構成としても良い。
【００２２】
リム測定モードにおいて、リムＲＩＲの動径方向の測定時、制御部５０は、測定済みのレンズ枠の動径情報に基づいて測定子保持ユニット２５０を移動させるＸＹ位置を決定し、決定したＸＹ位置に従って移動ユニット２１０の各モータの駆動を制御する。好ましくは、制御部５０は、測定済みのレンズ枠の動径情報に基づいてレンズ枠の未測定部分の動径変化を予測し、未測定部分の動径変化に沿って測定子２８１の先端が移動するように測定子保持ユニット２５０を移動させるＸＹ位置を決定する。
【００２３】
制御部５０は、スイッチ部４によって入力される測定開始信号に基づき、初期位置に位置する測定子保持ユニット２５０をＸＹＺ方向に移動し、クランプピン２３０ａ，２３０ｂによって保持されたリムＲＩＲの測定開始位置（第２スライダー１０３のクランプピン２３０ａ，２３０ｂによってクランクされた位置）の溝に測定子２８１の先端を挿入する。測定子２８１の先端がリムＲＩＲの溝の挿入されたことは、測定子軸２８２がＨｒ方向に５度傾斜したことを、エンコーダ２８５が検知することによって検出される。
【００２４】
制御部５０は測定開始時点では、リムＲＩＲの動径がＸ方向に変化しているものとして、測定子保持ユニット２５０をＸ方向に移動する。測定子２８１の先端がリムの動径変化に追従して移動されるように、測定子軸２８２が傾斜される。測定子軸２８２の傾斜角がエンコーダ２８５によって検出されることにより、測定子保持ユニット２５０の基準位置に対する測定子２８１の先端のＸＹ位置情報が得られる。このＸＹ位置情報と、測定子保持ユニット２５０をＸＹ移動させるモータ２３５，２４５の駆動情報と、によってリムの動径情報が得られる。
【００２５】
制御部５０は、測定開始から所定の測定ポイント数（例えば、全体を１０００ポイント測定するとして、５ポイント数）の動径情報が得られたら、測定済みの動径情報に基づいて次の測定ポイント（未測定ポイント）の変化を予測し、その結果に基づいてリムＲＩＲに測定子２８１が沿うように、測定子保持ユニット２５０をＸＹ方向に移動する。また、制御部５０は、モータ２６５の駆動を制御し、回転ベース２６１を回転することにより、軸ＬＯを中心にＶＨユニット２８０を回転する。このときの回転角は、測定子２８１の先端方向が、予測したリムの動径変化に対して法線方向となるように決定される。あるいは、回転角は、リムの測定開始時の基準点（測定開始ポイントのＹ方向で、図２上の中心線ＦＸ上の点）を中心にした動径角として決定される。または、回転角は、測定開始時の基準点を中心にした動径角と、リムの動径変化に対する法線方向と、の間の角度として決定される。この動作を繰り返すことにより、リム全周の動径情報が測定される。
【００２６】
また、リムの測定開始からＺ方向の位置は、リムのＺ方向への変化に追従して測定子２８１と共に測定子軸２８２がＺ方向に移動される。測定子軸２８２のＺ方向の移動位置がエンコーダ２６８によって検出されることにより、測定子保持ユニット２５０の基準位置に対する測定子軸２８２のＺ位置情報が得られる。このＺ位置情報と、測定子保持ユニット２５０をＺ移動させるモータ２２５の駆動情報と、によってリムのＺ位置情報が得られる。
【００２７】
制御部５０は、測定開始から所定の測定ポイント数（５ポイント数）のＺ位置情報が得られたら、測定済みのＺ位置情報に基づいて次の測定ポイント（未測定ポイント）のＺ位置変化を予測し、その結果に基づいてリムに測定子２８１が沿うように、測定子保持ユニット２５０をＺ方向に移動する。また、制御部５０は、測定開始点からリムが上方向に反っている場合（未測定ポイントのＺ位置が上方向に高くなっている場合）には、そのＺ位置の高さに応じて、測定子軸２８２がＨｒ方向に大きく傾斜するように、測定子保持ユニット２５０をＸＹ移動する。これにより、測定子２８１の先端の向きが、リムＲＩＲの傾斜に応じて傾斜するようになる。このため、高カーブフレームのリムの測定時にも、測定子２８１がリムから外れ難くなり、高カーブフレームを精度良く測定できる。この動作を繰り返すことにより、リム全体のＺ位置情報が測定される。
【００２８】
次に、型板ＴＰの測定動作を説明する。操作者は、型板ホルダー３１０を取り付け部３００に所定の状態で取り付けた後、スイッチ部４のスイチで型板測定モードを選択し（あるいは自動的に型板測定モードが選択される）、測定開始スイッチを押してパターン物ＴＰの測定を開始する。制御部５０は、中心線ＬＸ上（図２参照）の型板ＴＰのエッジ位置を測定開始ポイントするように、初期位置に位置する測定子保持ユニット２５０をＸＹ方向に移動する。また、測定開始ポイントでは、制御部５０は、測定子２８１の先端とは反対方向（Ｈｒ方向）に位置する測定子軸２８２の背面２８２ａが型板ＴＰのエッジに向くように、回転ユニット２６０のモータ２６５の駆動を制御し、測定子保持ユニット２５０を回転させる。
【００２９】
なお、ＶＨユニット２８０は初期状態では測定子保持ユニット２５０に対する最下点に位置し、ＶＨユニット２８０のＺ位置は、型板ホルダー２３１に保持される型板ＴＰの中心高さと、測定子軸２８２の傾斜中心である軸Ｓ１の距離と、が所定距離（４０ｍｍ）となるように設定されている。
【００３０】
測定子保持ユニット２５０の型板ＴＰ側への移動により、測定子軸２８２の背面２８２ａが型板ＴＰのエッジに接触し、さらに型板ＴＰ側に測定子保持ユニット２５０が移動されると、バネ２９３の付勢力に抗して、測定子軸２８２がＨｆ方向に傾斜される。測定子軸２８２がＨｆ方向の傾斜角は、エンコーダ２８５によって検出される。測定子軸２８２が垂直方向になると（Ｚ方向に一致すると）、制御部５０は、測定子保持ユニット２５０の型板ＴＰ側への移動を停止し、この時点から測定を開始する。
【００３１】
型板ＴＰの測定時、制御部５０は、型板ＴＰの測定済みの動径情報に基づき、測定子軸２８２が垂直方向を位置するように、測定子保持ユニット２５０のＸＹ位置及び回転ユニット２６０の回転角を決定し、移動ユニット２１０及び回転ユニット２６０の駆動を制御する。好ましくは、制御部５０は、測定済みの型板ＴＰの動径情報に基づいて型板ＴＰの未測定部分の動径変化を予測し、未測定部分の動径変化に沿って測定子軸２８２が垂直を維持したまま移動するように、測定子保持ユニット２５０のＸＹ位置及び回転ユニット２６０の回転角を決定する。
【００３２】
制御部５０は、測定開始時点では、型板ＴＰの動径がＹ方向に変化しているものとして、測定子保持ユニット２５０をＹ方向に移動する。型板ＴＰの動径が予定する方向（測定開始時点ではＹ方向）に対して、実際の型板ＴＰの動径が変化していると、その変化に追従して測定子軸２８２はＨ方向（Ｈｒ又はＨｆ方向）に傾斜され、垂直方向に対してずれてしまう。垂直方向に対する測定子軸２８２の傾斜角はエンコーダ２８５によって検出される。測定子軸２８２が垂直を維持している場合には、型板ＴＰの動径情報は測定子保持ユニット２５０のＸＹ位置情報として得られるが、測定子軸２８２が垂直方向に対して傾斜された場合は、その分を補正する。
【００３３】
垂直方向に対する測定子軸２８２の傾斜角をαとし、型板の高さ中心から測定子軸２８２の傾斜中心（軸Ｓ１）までの距離とＬとすると、動径の半径補正量ΔＲは、
ΔＲ＝Ｌ×sinα
によって求められる。この演算は制御部５０によって行われる。制御部５０は、この補正演算と、測定子保持ユニット２５０をＸＹ移動させるモータ２３５，２４５の駆動情報と、に基づいて型板ＴＰの動径情報を得る。
【００３４】
なお、型板ＴＰの厚みの違い（デモレンズのエッジの高さ位置の違い）に応じて、型板ＴＰと測定子軸２８２の背面２８２ａとが接触するポイントが若干ずれるが、これは型板測定における許容誤差内であり、実用的な精度は確保される。
【００３５】
制御部５０は、測定開始から所定の測定ポイント数（５ポイント数）の動径情報が得られたら、測定済みの動径情報に基づいて次の測定ポイント（未測定ポイント）の変化を予測し、その結果に基づき、測定子軸２８２が垂直を維持したまま型板ＴＰのエッジに沿うように、測定子保持ユニット２５０をＸＹ方向に移動する。また、制御部５０は、モータ２６５の駆動を制御し、回転ベース２６１を回転してＶＨユニット２８０を回転する。このときの回転角は、測定子軸２８２の背面２８２ａが型板ＴＰの動径に対して法線方向となるように決定される。または、回転角は、型板ホルダー３１０の保持中心を基準にした動径角として決定される。または、回転角は、型板ホルダー３１０の保持中心を基準にした動径角と、リムの動径変化に対する法線方向と、の間の角度として決定される。この動作を繰り返すことにより、リムの全体の動径情報が測定される。こうした動作を繰り返すことにより、型板ＴＰの全周の動径情報が測定される。
【００３６】
なお、型板測定中に、制御部５０は、エンコーダ２８５によって検知される測定子軸２８２の傾斜角が垂直方向に対して規定範囲（例えば、０．５度）から外れている場合には、トレースできない形状であると判定し、型板測定を停止し、その旨を警告器（ディスプレイ３）によって警告する。トレースできない形状とは、測定子軸２８２の半径より小さな径を持つ凹凸である。
【００３７】
以上のように、高カーブフレームのリムＲＩＲ（ＲＩＬ）を精度良く測定するために、測定子軸２８２をリムの高さに応じて傾斜される構成においても、測定子軸２８２の背面２８２ａ（測定子２８１の先端方向に対して反対側の面）を型板ＴＰのエッジに接触させる測定面として使用する構成により、リム測定用の移動機構及び検知機構を共用し、型板トレースの精度の向上を図ることができる。また、型板トレース用の測定軸を専用に設けなくて済むので、構成の複雑化及び高コスト化を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】眼鏡枠形状測定装置の外観略図である。
【図２】フレーム保持ユニットの上面図である。
【図３】型板ホルダー３１０が取付け部に取り付けられた状態のフレーム保持ユニットの斜視図である。
【図４】ＸＹＺ方向の移動機構の概略構成図である。
【図５】測定子保持ユニットの全体斜視図である。
【図６】垂直傾斜保持ユニットの構成の説明図である。
【図７】垂直傾斜保持ユニットの構成の説明図である。
【図８】装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
５０ 制御部
１００ フレーム保持ユニット
２００ 測定ユニット
２１０ 移動ユニット
２５０ 測定子保持ユニット
２６０ 回転ユニット
２８０ 垂直傾斜保持ユニット
２８１ 測定子
２８２ 測定子軸
２８２ａ 背面
２８５ エンコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡フレームのリムの溝に挿入された測定子の移動位置を検知してリムの動径方向（ＸＹ方向）及び動径方向に対する垂直方向（Ｚ方向）の位置を検知してリムの三次元形状を得る測定ユニットであって、前記測定子が上部に取り付けられた測定子軸を持ち、該測定子軸を前記測定子の先端方向に傾斜可能に保持する測定子保持ユニットと、前記測定子軸の傾斜角度を検知する傾斜角検知手段と、前記測定子保持ユニットをＸＹ方向に２次元的に移動するＸＹ移動手段と、Ｚ方向の軸を中心に前記測定子保持ユニットを回転する回転手段と、を有する測定ユニットを備える眼鏡枠形状測定装置において、
型板測定モード時に、前記測定子とは反対側に位置する前記測定子軸の背面を前記型板のエッジに接触させるように前記回転手段及びＸＹ移動手段を制御する制御手段と、
前記測定子保持ユニットのＸＹ方向の位置情報、前記回転手段の回転情報及び傾斜角検知手段の検知情報とに基づいて型板の動径情報を求める演算手段と、を備え、
前記制御手段は、型板の測定途中では、測定済み情報に基づき、前記測定子軸の背面が型板のエッジに接触したときに前記測定子軸の傾斜が垂直を維持するように、前記回転手段及びＸＹ移動手段を制御することを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
【請求項２】
請求項１の眼鏡枠形状測定装置において、前記演算手段は、前記傾斜角検知手段によって検知される前記測定子軸の垂直方向に対する傾斜角に基づき、前記測定子保持ユニットのＸＹ方向の位置情報を補正して型板の動径情報を求めることを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２の眼鏡枠形状測定装置は、リムの測定時に前記測定子軸が前記測定子の先端方向に傾斜するように測定圧を付与する第１測定圧付与機構と、型板の測定時に前記測定子軸の背面が型板側に傾斜するように測定圧を付与する第２測定圧付与機構と、第１測定圧付与機構と第２測定圧付与機構とを切換える切換え手段と、を備えることを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかの眼鏡枠形状測定装置において、前記制御手段は、前記傾斜角検知手段によって検知される前記測定子軸の垂直方向に対する傾斜角が所定の範囲を超えている場合には、型板の測定動作を停止することを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
【請求項１】
眼鏡フレームのリムの溝に挿入された測定子の移動位置を検知してリムの動径方向（ＸＹ方向）及び動径方向に対する垂直方向（Ｚ方向）の位置を検知してリムの三次元形状を得る測定ユニットであって、前記測定子が上部に取り付けられた測定子軸を持ち、該測定子軸を前記測定子の先端方向に傾斜可能に保持する測定子保持ユニットと、前記測定子軸の傾斜角度を検知する傾斜角検知手段と、前記測定子保持ユニットをＸＹ方向に２次元的に移動するＸＹ移動手段と、Ｚ方向の軸を中心に前記測定子保持ユニットを回転する回転手段と、を有する測定ユニットを備える眼鏡枠形状測定装置において、
型板測定モード時に、前記測定子とは反対側に位置する前記測定子軸の背面を前記型板のエッジに接触させるように前記回転手段及びＸＹ移動手段を制御する制御手段と、
前記測定子保持ユニットのＸＹ方向の位置情報、前記回転手段の回転情報及び傾斜角検知手段の検知情報とに基づいて型板の動径情報を求める演算手段と、を備え、
前記制御手段は、型板の測定途中では、測定済み情報に基づき、前記測定子軸の背面が型板のエッジに接触したときに前記測定子軸の傾斜が垂直を維持するように、前記回転手段及びＸＹ移動手段を制御することを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
【請求項２】
請求項１の眼鏡枠形状測定装置において、前記演算手段は、前記傾斜角検知手段によって検知される前記測定子軸の垂直方向に対する傾斜角に基づき、前記測定子保持ユニットのＸＹ方向の位置情報を補正して型板の動径情報を求めることを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２の眼鏡枠形状測定装置は、リムの測定時に前記測定子軸が前記測定子の先端方向に傾斜するように測定圧を付与する第１測定圧付与機構と、型板の測定時に前記測定子軸の背面が型板側に傾斜するように測定圧を付与する第２測定圧付与機構と、第１測定圧付与機構と第２測定圧付与機構とを切換える切換え手段と、を備えることを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかの眼鏡枠形状測定装置において、前記制御手段は、前記傾斜角検知手段によって検知される前記測定子軸の垂直方向に対する傾斜角が所定の範囲を超えている場合には、型板の測定動作を停止することを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６８４８８（Ｐ２０１３−６８４８８Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６６４６（Ｐ２０１１−２０６６４６）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
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