JP2023081553A - 眼鏡レンズ形状測定装置、眼鏡レンズ加工装置、及び眼鏡レンズ形状測定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 眼鏡レンズの形状測定の時間短縮を図る。【解決手段】 眼鏡レンズの形状を測定する眼鏡レンズ形状測定装置であって、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの前面及び後面の少なくとも一方のレンズ屈折面形状を測定する屈折面形状測定手段と、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズのレンズ外形形状を測定する外形形状測定手段と、屈折面形状測定手段と外形形状測定手段とを動作させ、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行う制御手段と、を備える。【選択図】 図１

Description

本開示は、眼鏡レンズの形状を測定する眼鏡レンズ形状測定装置、眼鏡レンズの眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ加工装置、及び眼鏡レンズの形状を測定する眼鏡レンズ形状測定プログラムに関する。

眼鏡レンズ形状測定装置としては、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズのレンズ屈折面に屈折面測定子を接触させることでレンズ屈折面の形状を測定するレンズ屈折面形状測定機構と、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの眼鏡レンズの周縁に周縁測定子を接触させることでレンズ外形形状を測定するレンズ外形形状測定機構と、を持つ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。眼鏡レンズ形状測定装置は、例えば、眼鏡レンズの周縁を加工具によって加工する眼鏡レンズ加工装置で使用される。

特開２０１２―２１０６６７号公報

従来装置においては、レンズ屈折面形状測定機構による屈折面形状の測定と、レンズ外形形状測定機構による外形形状の測定とは、別々に行われていた。また、眼鏡レンズ加工装置においては、レンズ形状の測定の後、その測定結果を利用して眼鏡レンズの周縁の粗加工及び仕上げ加工が行われ、さらに、面取り加工、溝堀り加工、等が行われる場合もあり、結果的に、レンズ保持軸に眼鏡レンズを保持させた後から眼鏡レンズの周縁の加工終了までの全体時間は長く掛かるものであった。このため、加工終了までの全体時間を短縮することが望まれているが、従来は、工程毎の時間短縮のアプローチであった。

本開示は、上記従来技術に鑑み、眼鏡レンズの形状測定の時間短縮を図ることができる眼鏡レンズ形状測定装置、眼鏡レンズ加工装置、及び眼鏡レンズ形状測定プログラムを提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本開示は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 本開示の第１態様に係る眼鏡レンズ形状測定装置は、眼鏡レンズの形状を測定する眼鏡レンズ形状測定装置であって、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの前面及び後面の少なくとも一方のレンズ屈折面形状を測定する屈折面形状測定手段と、前記レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズのレンズ外形形状を測定する外形形状測定手段と、前記屈折面形状測定手段と前記外形形状測定手段とを動作させ、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行う制御手段と、を備えることを特徴とする
（２） 本開示の第２態様に係る眼鏡レンズ加工装置は、（１）の眼鏡レンズ形状測定装置を備えることを特徴とする。
（３） 本開示の第３態様に係る眼鏡レンズ形状測定プログラムは、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの前面及び後面の少なくとも一方のレンズ屈折面形状を測定する屈折面形状測定手段と、前記レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズのレンズ外形形状を測定する外形形状測定手段と、を備える眼鏡レンズ形状測定装置で実行される眼鏡レンズ形状測定プログラムであって、眼鏡レンズ形状測定装置の制御ユニットによって実行されることで、前記屈折面形状測定手段と前記外形形状測定手段とを動作させ、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行う制御ステップを、眼鏡レンズ形状測定装置に実行させることを特徴とする。

実施例に係る眼鏡レンズ形状測定装置の構成、及び眼鏡レンズ加工装置における加工機構部の構成を説明する図である。 レンズ形状測定ユニットの概略構成を説明する図である。 レンズ外形測定ユニットの概略構成を説明する図である。 レンズ外形測定ユニットによって眼鏡レンズの外形を測定する場合の説明図である。 眼鏡レンズ形状測定装置及び眼鏡レンズ加工装置に関する制御系ブロック図である。 未加工の眼鏡レンズ上におけるレンズ屈折面形状測定のための測定軌跡の例を示す図である。 眼鏡レンズの外形形状を得る演算方法を説明する図である。 図７における眼鏡レンズと周縁測定子の周りの拡大図である。

［概要］
以下、典型的な実施形態の１つについて、図面を参照して説明する。図１～図５は本実施形態に係る眼鏡レンズ形状測定装置及び眼鏡レンズ加工装置について説明するための図である。なお、以下の＜＞にて分類された項目は、独立又は関連して利用されうる。

本開示で例示する眼鏡レンズ形状測定装置（例えば、眼鏡レンズ形状測定装置１０）は、屈折面形状測定手段（例えば、レンズ屈折面測定ユニット２００）と、外形形状測定手段（例えば、レンズ外形測定ユニット５００）と、制御手段（例えば、制御ユニット５０）と、を備える。

例えば、眼鏡レンズ形状測定装置は、レンズ保持軸（例えば、レンズチャック軸１０２）を備える。例えば、眼鏡レンズ形状測定装置は、レンズ保持軸を軸回りに回転して眼鏡レンズを回転する回転手段（例えば、モータ１２０）を備えていてもよい。例えば、眼鏡レンズ形状測定装置は、レンズ保持軸の軸方向に直交する所定の直交方向（例えば、図１におけるＹ方向）にレンズ保持軸を移動する移動手段（例えば、移動ユニット３００、第２移動ユニット３３０）を備えていてもよい。例えば、眼鏡レンズ形状測定装置は、玉型データを取得するデータ取得手段（例えば、データ取得ユニット６０）を備えていてもよい。例えば、眼鏡レンズ形状測定装置は、演算手段（例えば、制御ユニット５０）を備えていてもよい。

例えば、眼鏡レンズ形状測定装置は、眼鏡レンズ加工装置（例えば、鏡レンズ加工装置１）に備えられていてもよい。例えば、眼鏡レンズ加工装置は、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの周縁を加工具（例えば、加工具１６８）によって加工する。

＜屈折面形状測定手段＞
例えば、屈折面形状測定手段は、レンズ保持軸に保持された被加工レンズである眼鏡レンズの前面及び後面の少なくとも一方のレンズ屈折面形状を測定する。例えば、屈折面形状測定手段はレンズ屈折面に接触させる屈折面測定子（例えば、屈折面測定子２０６Ｆ、２００Ｒ）を持つ。例えば、屈折面形状測定手段は、レンズ保持軸の軸方向における屈折面測定子の位置を検知する検知手段（例えば、検知器２１３Ｆ、２１３Ｒ）を備える。

＜外形形状測定手段＞
例えば、外形形状測定手段は、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズのレンズ外形形状を測定する。例えば、外形形状測定手段は、眼鏡レンズの周縁に接触させる周縁測定子（例えば、周縁測定子５２０）を持つ。例えば、外形形状測定手段は、レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの径方向における周縁測定子の位置を検知する検知手段（例えば、エンコーダ５１１）を備える。眼鏡レンズの径方向は、言い換えれば、レンズ保持軸の軸方向に直交する方向とされる。

＜制御手段＞
例えば、制御手段は、屈折面形状測定手段と外形形状測定手段とを同時に動作させ、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行う。例えば、制御手段は、屈折面測定子をレンズ屈折面に接触させると共に周縁測定子を眼鏡レンズの周縁に接触させることで、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行う。これにより、眼鏡レンズの形状測定の時間短縮を図ることができる。すなわち、従来装置においては、レンズ屈折面形状測定機構による屈折面形状の測定と、レンズ外形形状測定機構による外形形状の測定とは、別々に行われていたので、結果的にトータルの測定時間が長くなるという問題があったが、本開示はこの問題を軽減できる。本開示においては、眼鏡レンズの加工終了までの全体時間の短縮を図る上で、眼鏡レンズの周縁加工、レンズ屈折面形状の測定、レンズ外形形状の測定、等の各工程のアプローチでなく、本開示の発明者によって、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定工程とを同時に行う、とういう新規な着目がなされ、この結果、レンズ加工全体の時間短縮を図ることができるものである。

なお、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定の同時は、略同時であってもよい。例えば、両者の測定の同時とは、それぞれの単独の測定に対して、全体の測定時間の短縮をもたらす程度に同時であればよい。例えば、両者の測定の同時は、一部が同時に行われる場合であってもよい。

例えば、制御手段は、回転手段を制御して眼鏡レンズを回転し、玉型に対応して屈折面測定子がレンズ屈折面をトレースするように移動手段を制御すると共に、外形形状測定手段を動作させ、周縁測定子を眼鏡レンズの周縁に接触させる。例えば、制御手段は、玉型に対応して屈折面測定子がレンズ屈折面をトレースするように、眼鏡レンズの回転角毎に、移動手段を制御してレンズ保持軸に直交する所定方向（図１のＹ方向）における眼鏡レンズの位置を変化させる。そして、例えば、制御手段は、周縁測定子位置検知手段の検知結果、移動手段の移動データ及び回転手段の回転データに基づき、眼鏡レンズのレンズ外形形状を取得（演算）する。例えば、制御手段は、眼鏡レンズの全周におけるレンズ外形形状を取得してもよい。例えば、制御手段は、演算手段を兼ねていてもよい。もちろん、演算手段は制御手段と異なる構成であってもよい。

＜その他の構成＞
例えば、屈折面形状測定手段と外形形状測定手段とは、レンズ屈折面形状及びレンズ外形形状が同時に動作されたときに互いに干渉しない位置に配置される。例えば、屈折面測定子を含む屈折面形状測定手段の移動部材（例えば、アーム２０４Ｆ、２０４Ｒ等）と、周縁測定子を含む外形形状測定手段の移動部材（例えば、アーム５０１等）とは、レンズ屈折面形状及びレンズ外形形状が同時に動作されたときに互いに干渉しない配置とされている。これにより、レンズ屈折面形状及びレンズ外形形状の同時測定が可能とされ、眼鏡レンズの形状測定の時間短縮を図ることができる。

＜眼鏡レンズ形状測定プログラム＞
なお、本開示においては、本実施形態に記載した装置に限定されない。例えば、下記実施形態の機能を行う眼鏡レンズ形状測定プログラム（ソフトウェア）をネットワーク又は各種記憶媒体等を介して、システムあるいは装置に供給する。そして、システムあるいは装置の制御装置（例えば、ＣＰＵ等）がプログラムを読み出し、実行することも可能である。

例えば、眼鏡レンズ形状測定装置で実行される眼鏡レンズ形状測定プログラムは、前記屈折面形状測定手段と前記外形形状測定手段とを動作させ、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行う制御ステップを、眼鏡レンズ形状測定装置に実行させる。例えば、眼鏡レンズ形状測定プログラムは、レンズ外形形状を取得する取得ステップを眼鏡レンズ形状測定装置に実行させる。例えば、制御ステップは、回転手段を制御して眼鏡レンズを回転すると共に、玉型に対応して屈折面測定子がレンズ屈折面をトレースするように移動手段を制御することで、眼鏡レンズの回転角毎に、レンズ保持軸に直交する所定の直交方向における眼鏡レンズの位置を変化させる。例えば、取得ステップは、周縁測定子位置検知手段の検知結果、移動手段の移動データ及び回転手段の回転データに基づき、眼鏡レンズの全周におけるレンズ外形形状を取得（演算）する。

［実施例］
本開示の典型的な実施例の一つについて、図面を参照して説明する。図１は、実施例に係る眼鏡レンズ形状測定装置１０の構成、及び眼鏡レンズ形状測定装置１０を備える眼鏡レンズ加工装置１における加工機構部の構成を説明する図である。

眼鏡レンズ加工装置１は、眼鏡レンズ（以下、レンズＬＥ）を保持するレンズ保持軸を持つレンズ保持手段の例であるレンズ保持ユニット１００を備える。眼鏡レンズ加工装置１は加工具ユニット１５０を備える。加工具ユニット１５０は、レンズＬＥの周縁を加工する加工具１６８を回転させるために構成されている。例えば、眼鏡レンズ加工装置１は移動手段の例である移動ユニット３００を備える。移動ユニット３００はレンズＬＥと加工具ユニット１５０が持つ加工具１６８との相対的な位置関係を変える（調整する）ために構成されている。

眼鏡レンズ形状測定装置１０は、レンズ保持手段として眼鏡レンズ加工装置１が備えるレンズ保持ユニット１００を共用する。眼鏡レンズ形状測定装置１０は、レンズＬＥの前面及び後面の少なくとも一方のレンズ屈折面形状を測定するレンズ屈折面測定ユニット２００を備える。眼鏡レンズ形状測定装置１０は、レンズＬＥのレンズ外形形状を測定するレンズ外形測定ユニット５００を備える。また、眼鏡レンズ形状測定装置１０は、レンズＬＥの形状測定時に、移動手段として眼鏡レンズ加工装置１が備える移動ユニット３００を共用する。移動ユニット３００は、レンズ屈折面測定ユニット２００及びレンズ外形測定ユニット５００がそれぞれ備える測定子とレンズＬＥとの相対的な位置関係を変える（調整する）ために構成されている。

＜レンズ保持ユニット＞
レンズ保持ユニット１００は、レンズＬＥを狭持（保持）して回転させるためのレンズ保持軸の例であるレンズチャック軸１０２と、キャリッジ１０１と、を備える。レンズチャック軸１０２は、一対のレンズチャック軸１０２Ｌ及び１０２Ｒを備える。キャリッジ１０１の左腕１０１Ｌにレンズチャック軸１０２Ｌが回転可能に保持され、キャリッジ１０１の右腕１０１Ｒにレンズチャック軸１０２Ｒが回転可能に保持されている。レンズチャック軸１０２（レンズＬＥ）は、回転手段の例であるモータ１２０によって回転される。

＜加工具ユニット＞
加工具ユニット１５０は、加工具回転軸１６１を回転するためのモータ１６０を備える。加工具回転軸１６１は、レンズチャック軸１０２と平行な位置関係で、本体ベース１７０に回転可能に保持されている。加工具回転軸１６１にレンズＬＥの周縁を加工するための複数の加工具１６８が取り付けられている。例えば、加工具１６８は、粗加工具１６６を備える。例えば、加工具１６８は、ヤゲン加工具の例である仕上げ加工具１６４を備える。仕上げ加工具１６４は、レンズＬＥの周縁にヤゲンを形成するためのヤゲン加工用のＶ溝を備える。仕上げ加工具１６４は、平仕上げ加工用の平仕上げ面を備えていても良い。また、加工具１６８は、高カーブレンズ用の前ヤゲン加工砥石１６２と後ヤゲン加工具１６３と、を含んでいても良い。また、加工具１６８は、鏡面加工の仕上げ加工具を含んでいてもよい。例えば、加工具１６８は、砥石が使用されているが、カッターであっても良い。

＜移動ユニット＞
移動ユニット３００は、レンズチャック軸１０２に保持されたレンズＬＥと、加工具１６８との相対的な位置を調整するために構成されている。例えば、移動ユニット３００は、レンズチャック軸１０２と加工具回転軸１６１との軸間距離を変動させる第１移動ユニット３１０と、レンズチャック軸１０２の軸方向にレンズＬＥを移動させる第２移動ユニット３３０と、を備える。実施例ではレンズチャック軸１０２の軸方向をＸ方向とする。レンズチャック軸１０２の軸方向に直交する方向で、レンズチャック軸１０２と加工具回転軸１６１との軸間距離を変動させる所定方向をＹ方向とする。

第１移動ユニット３１０は、モータ３１５を備える。モータ３１５の回転により移動支基３０１がＸ方向に移動される。これにより、移動支基３０１に搭載されたキャリッジ１０１及びレンズチャック軸１０２（レンズＬＥ）がＸ方向に移動される。なお、第１移動ユニット３１０の構成は、加工具回転軸１６１をＸ方向に移動させることでもよい。

第２移動ユニット３３０は、キャリッジ１０１（レンズチャック軸１０２）をＹ方向に移動するためモータ３３５を備える。キャリッジ１０１はシャフト３３３，３３４に沿ってＹ方向に移動可能に移動支基３０１に保持されている。モータ３３５の回転はＹ方向に延びるボールネジ３３７に伝達され、ボールネジ３３７の回転によりキャリッジ１０１（レンズチャック軸１０２とレンズＬＥ）はＹ方向に移動される。モータ３３５には、レンズチャック軸１０２のＹ方向の位置を検知する検知器３３６が取り付けられている。なお、実施例では第２移動ユニット３３０は、レンズチャック軸１０２をＹ方向に移動する構成であるが、加工具回転軸１６１をＹ方向に移動させる構成でもよい。すなわち、第２移動ユニット３３０はレンズチャック軸１０２と加工具回転軸１６１との軸間の距離を相対的に変化させる構成であってもよい。

また、移動ユニット３００は、眼鏡レンズ形状測定装置１０の移動ユニットとして共用される。すなわち、第１移動ユニット３１０は、レンズチャック軸１０２の軸方向（Ｘ方向）におけるレンズＬＥと、レンズ屈折面測定ユニット２００及びレンズ外形測定ユニット５００がそれぞれ備える測定子（後述する）と、の位置関係を変えるために使用される。また、第２移動ユニット３３０は、レンズチャック軸１０２の軸方向に直交する所定方向（Ｙ方向）におけるレンズチャック軸１０２（レンズＬＥ）と、レンズ屈折面測定ユニット２００及びレンズ外形測定ユニット５００がそれぞれ備える測定子（後述する）と、の位置関係を変えるために使用される。
＜レンズ屈折面測定ユニット＞
図１において、キャリッジ１０１の上方にレンズ屈折面測定ユニット２００が配置されている。レンズ屈折面測定ユニット２００は、レンズＬＥのレンズ前面（前屈折面）の形状と、レンズ後面（後屈折面）の形状と、を測定するために使用される。レンズ屈折面測定ユニット２００は、例えば、レンズ前面形状を測定するための測定ユニット２００Ｆと、レンズ後面形状を測定するための測定ユニット２００Ｒと、を備える。

図２は、測定ユニット２００Ｆの概略構成図である。測定ユニット２００Ｆは、レンズ前面に接触する屈折面測定子２０６Ｆを有する。屈折面測定子２０６Ｆはアーム２０４Ｆの先端に取り付けられている。アーム２０４Ｆは、Ｘ方向に移動可能に、取付支基２０１Ｆに保持されている。アーム２０４Ｆは、ラック２１１Ｆ、ピニオン２１２Ｆ、ギヤ２１４Ｆ等を介してモータ２１６Ｆに接続されている。モータ２１６Ｆの駆動によってアーム２０４ＦがＸ方向に移動され、屈折面測定子２０６ＦがレンズＬＥの前面に押し当てられる。ピニオン２１２Ｆは、検知器２１３Ｆ（例えば、エンコーダ）の回転軸に取り付けられている。検知器２１３ＦによってＸ方向に移動される屈折面測定子２０６Ｆの位置が検知される。

レンズ後面形状を測定するための測定ユニット２００Ｒの構成は、測定ユニット２００Ｆと左右対称であるので、その説明は省略する。測定ユニット２００Ｒは、レンズ後面に接触される屈折面測定子２０６Ｒと、屈折面測定子２０６ＲをＸ方向に移動させるモータ２１６Ｒと、屈折面測定子２０６ＲのＸ方向における移動位置を検知する検知器２１３Ｒと、を備える。

レンズ屈折面形状の測定時には、屈折面測定子２０６Ｆがレンズ前面に接触され、屈折面測定子２０６Ｒがレンズ後面に接触される。この状態でレンズ保持ユニット１００によってレンズＬＥが回転されるとともに、玉型データに基づいて移動ユニット３００によってレンズチャック軸１０２Ｌ及び１０２ＲがＹ方向に移動されることにより、玉型に対応したレンズ前面及びレンズ後面のレンズ形状が同時に測定される。すなわち、測定ユニット２００Ｆによって玉型に対応したレンズ前面のコバ位置が測定され、測定ユニット２００Ｒによって玉型に対応したレンズ後面のコバ位置が測定される。

＜レンズ外形測定ユニット＞
レンズ外形測定ユニット５００は、図１において、レンズ屈折面測定ユニット２００Ｒの後方に配置されている。

図３は、レンズ外形測定ユニット５００の概略構成図である。レンズ外形測定ユニット５００は、レンズＬＥの周縁に接触される円柱状の周縁測定子５２０を備える。周縁測定子５２０はアーム５０１を介して回転軸５０２と接続されている。周縁測定子５２０の中心軸５２０ａ及び回転軸５０２の中心軸５０２ａは、レンズチャック軸１０２の軸方向（Ｘ方向）に平行な位置関係に配置されている。回転軸５０２は、中心軸５０２ａを中心に回転可能に保持部５０３に保持されている。保持部５０３は図１のブロック２に固定されている。また、回転軸５０２に扇状のギヤ５０５が固定され、ギヤ５０５はモータ５１０に回転される。モータ５１０の回転軸には、ギヤ５０５とかみ合うピニオンギヤ５１２が取り付けられている。また、モータ５１０の回転軸には検知器としてのエンコーダ５１１が取り付けられている。

図４は、レンズ外形測定ユニット５００によってレンズＬＥの外形を測定する場合の説明図である。レンズ外形測定ユニット５００の単独の測定では、レンズチャック軸１０２のチャック中心ＣＨｃが所定の測定位置（回転軸５０２を中心にして回転される周縁測定子５２０の中心軸５２０ａの移動軌跡ＭＦｃ上）に移動される。モータ５１０によってアーム５０１がＸ方向に直行する方向に回転されることにより、退避位置に置かれていた周縁測定子５２０がレンズＬＥ側に移動され、周縁測定子５２０がレンズＬＥの周縁に接触される。また、モータ５１０によって周縁測定子５２０に所定の測定圧がかけられる。そして、レンズチャック軸１０２の回転によってレンズＬＥが１回転され、この時のレンズＬＥの回転角毎に周縁測定子５２０の移動がエンコーダ５１１によって検知される。これにより、レンズチャック軸１０２のチャック中心ＣＨｃを基準としたレンズＬＥの外形形状が測定される。例えば、レンズ外形測定ユニット５００の単独の測定は、レンズＬＥの外形が予定通りに加工されているかを確認するために、加工済みレンズの外形形状を得る場合に利用される。

＜レンズ屈折面測定ユニットとレンズ外形測定ユニットの配置関係＞
図４において、レンズ屈折面測定ユニット２００の屈折面測定子２０６Ｆ、２０６ＲがレンズＬＥの屈折面に接触する位置ＭＬｐは、周縁測定子５２０の移動軌跡ＭＦｃから外れた位置であって、レンズチャック軸１０２が移動されるＹ方向の移動軌跡上に設定されている。そして、レンズ屈折面測定ユニット２００及びレンズ外形測定ユニット５００が同時に動作されたときにも、レンズＬＥの測定可能な最小径～最大径の範囲において、屈折面測定子２０６Ｆ、２０６Ｒを含むレンズ屈折面測定ユニット２００の移動部材（アーム２０４Ｆ、２０４Ｒ等）と、周縁測定子５２０を含むレンズ外形測定ユニット５００の移動部材（アーム５０１等）が、互いに干渉しない配置とされている。これにより、レンズ屈折面形状及びレンズ外形形状の同時測定が可能とされる。

＜制御系ブロック図＞
図５は、眼鏡レンズ形状測定装置１０及び眼鏡レンズ加工装置１に関する制御系ブロック図である。眼鏡レンズ形状測定装置１０は、制御ユニット５０を備える。制御ユニット５０は、眼鏡レンズ加工装置１の制御ユニットを兼ねる。制御ユニット５０に、図１～３に示した各ユニットの電気系構成要素（モータ等）が接続されている。制御ユニット５０は、レンズＬＥの形状測定及びレンズ加工のための各種の演算を行うように構成されている。また、制御ユニット５０はデータを出力するための出力手段を兼ねていてもよい。

眼鏡レンズ形状測定装置１０及び眼鏡レンズ加工装置１は、データ取得ユニット６０を備える。データ取得ユニット６０は、データ入力ユニットの機能を兼ねていてもよい。例えば、データ取得ユニット６０は、ディスプレイ６２を備える。例えば、データ取得ユニット６０はデータ入力ユニット６３を備える。例えば、ディスプレイ６２はタッチパネルの機能を備え、データ入力ユニット６３を含むように構成されていてもよい。

眼鏡レンズ形状測定装置１０及び眼鏡レンズ加工装置１は、記憶手段の例であるメモリ２０を備える。メモリ２０にはデータ取得ユニット６０によって取得された各種データが記憶される。また、メモリ２０には、眼鏡レンズ形状測定装置１０及び眼鏡レンズ加工装置１の動作を制御するための各種プログラムが記憶されている。例えば、メモリ２０にはレンズＬＥの屈折面形状及びレンズ外形形状を測定するためのプログラムが記憶されている。また、メモリ２０にはレンズＬＥの周縁加工に関するプログラムが記憶されている。

データ取得ユニット６０、メモリ２０は、制御ユニット５０に接続されている。データ取得ユニット６０は玉型形状測定装置３０に接続されていてもよい。例えば、玉型形状測定装置３０は、眼鏡フレームのリムを測定することで、レンズＬＥの玉型（レンズを周縁加工するための目標の外形形状）を得る。また、玉型はメモリ２０に記憶されているものを使用してもよい。データ取得ユニット６０は玉型形状測定装置３０又はメモリ２０から玉型データを取得する。「玉型」は動径長と動径角で定義される二次元の形状であって、当業者には自明・公知であるので詳細な説明は略す。

＜動作＞
以上のような構成を備える眼鏡レンズ形状測定装置１０及び眼鏡レンズ加工装置１における動作を説明する。初めに、データ取得ユニット６０によってレンズＬＥの玉型データ（動径長ｒ、動径角θ）が取得される。例えば、玉型形状測定装置３０によって測定された眼鏡フレームのリムの輪郭形状がデータ取得ユニット６０に入力される。玉型データはメモリ２０に記憶されていたデータが呼び出されることで、データ取得ユニット６０によって取得されてもよい。

玉型データが取得されたら、作業者はレンズＬＥの周縁を加工するための加工条件をディスプレイ６２によって設定（入力）する。例えば、レンズＬＥの周縁加工のために、玉型に対するレンズＬＥの光学中心位置を配置するためのレイアウトデータが入力される。例えば、レイアウトデータは、左右の玉型中心間距離ＦＰＤと、瞳孔間距離ＰＤと、玉型中心に対する光学中心の高さ距離と、を含む。また、加工条件として、レンズの材質、フレームのタイプ（メタル、セル、リムレス、等）、レンズ周縁の加工タイプ（ヤゲン加工、平加工、溝堀加工、等）、鏡面加工の有無、等が入力される。

加工条件の入力が完了したら、作業者はレンズＬＥをレンズチャック軸１０２（１０２Ｌ、１０２Ｒ）に保持させ、初めに、眼鏡レンズ形状測定装置１０の動作を開始させる。レンズＬＥの周縁加工に先立ち、制御ユニット５０によって眼鏡レンズ形状測定プログラムが実行され、眼鏡レンズ形状測定装置１０によるレンズＬＥの形状測定が行われる。

制御ユニット５０によって玉型に基づいてレンズ屈折面形状測定のための測定軌跡が決定される。図６は、未加工のレンズＬＥ上におけるレンズ屈折面形状測定のための測定軌跡ＭＴの例を示す図である。なお、ヤゲン加工の場合、測定軌跡ＭＴは、ヤゲン肩に対応した第１軌跡と、その軌跡より一定距離外側の第２軌跡と、の２周分の測定軌跡が設定されてもよい。ここでは説明を簡単にするために、１周分の軌跡のみを例にとって説明する。

制御ユニット５０は、測定軌跡ＭＴを取得したら、移動ユニット３００を制御し、Ｙ方向における測定軌跡ＭＴの位置がレンズ屈折面測定ユニット２００の屈折面測定子２０６Ｆ、２０６Ｒの所定の測定位置（図４の位置ＭＬｐ）に位置するように、レンズＬＥをＹ方向に移動する。次に、制御ユニット５０は、レンズ屈折面測定ユニット２００のモータ２１６Ｆ、２１６Ｒを駆動し、退避位置に置かれていた屈折面測定子２０６Ｆ、２０６ＲをレンズＬＥ側に移動してレンズＬＥの前屈折面及び後屈折面にそれぞれ接触させる。このとき、屈折面測定子２０６Ｆ、２０６Ｒが測定軌跡ＭＴ上でレンズＬＥの屈折面に接触する位置は、例えば、図６の測定軌跡ＭＴにおける９０度方向の位置である。同時に、制御ユニット５０は、モータ５１０を駆動し、退避位置に置かれていた周縁測定子５２０をレンズＬＥ側に移動してレンズＬＥの周縁に接触させる。この状態で、制御ユニット５０は、モータ１２０を駆動し、レンズＬＥ（レンズチャック軸１０２）を１回転しながら測定軌跡ＭＴに基づいて第２移動ユニット３３０の駆動を制御し、玉型（測定軌跡ＭＴ）に対応して屈折面測定子２０６Ｆ、２０６Ｒが前屈折面及び後屈折面をトレースするように、レンズＬＥの回転角毎にＹ方向におけるレンズＬＥ（レンズチャック軸１０２）の位置を変化させる（制御する）。

レンズＬＥの回転角毎にＹ方向におけるレンズＬＥの位置が変化されることにより、屈折面測定子２０６Ｆ、２０６Ｒが接触するＸ方向のレンズＬＥの前屈折面及び後屈折面の位置も変化する。測定軌跡ＭＴに対応したＸ方向におけるレンズ回転角毎の前屈折面及び後屈折面の位置は、それぞれ検知器２１３Ｆ、２１３Ｒによって検知される。制御ユニット５０は、検知器２１３Ｆ、２１３Ｒの検知結果に基づき、前屈折面及び後屈折面のそれぞれの形状情報（ｍｒ，ｍθ，ｍｚ）を得る。ｍｒは測定軌跡ＭＴの動径長であり、ｍθは動径角であり、ｍｚはＸ方向におけるレンズ屈折面の位置データ（所定の基準位置に対する距離データ）である。

また、レンズＬＥの屈折面の測定と同時に、レンズ外形測定ユニット５００によってレンズＬＥの外形形状の測定が行われる。このとき、制御ユニット５０は、レンズＬＥの屈折面の測定と同時にレンズＬＥの外形形状の測定が行われるため、Ｙ方向におけるレンズＬＥの位置の変化分を補正して外形形状を取得する。すなわち、制御ユニット５０は、レンズ外形測定ユニット５００のエンコーダ５１１の検知結果と、レンズＬＥの回転角毎のＹ方向におけるレンズチャック軸１０２の位置の変化データとなる移動データ（制御データ）と、に基づいてレンズＬＥの外形形状の測定結果を得る。

以下、図７、図８に基づき、レンズＬＥの屈折面の測定に伴うＹ方向におけるレンズＬＥの位置の変化分を補正してレンズＬＥの外形形状を得る演算方法を説明する。図７は、レンズチャック軸１０２に保持されたレンズＬＥをレンズ後面側（図２の右方向）から見た図を示している。また、図８は、図７におけるレンズＬＥと周縁測定子５２０の周りの拡大図である。

図７において、周縁測定子５２０の回旋中心（中心軸５０２ａの位置）をＵｏとする。回旋中心Ｕｏを原点とし、レンズチャック軸１０２のＹ方向の移動方向をｙ軸とし、ｙ軸に直交する方向をｘ軸とする（ｘ軸、ｙ軸は説明の便宜上の軸であり、図１に示した装置のＸ方向、Ｙ方向とは異なる）。

また、レンズチャック軸１０２のチャック中心ＣＨｃがＹ方向に移動される移動軌跡をＹＡとする。この移動軌跡ＹＡと、周縁測定子５２０の中心Ｆｃ（中心軸５２０ａ）の移動軌跡ＭＦｃと、の交点を基準位置Ｓｏとする。なお、基準位置Ｓｏは、レンズ外形測定ユニット５００が単独で動作されるときにチャック中心ＣＨｃが移動される位置となる。図７において、屈折面測定子２０６Ｆ、２０６Ｒが接触するレンズＬＥの接触位置は、ＭＬｐで示されている。接触位置ＭＬｐは、移動軌跡ＹＡ上で設定された所定位置である。レンズ屈折面測定ユニット２００によるレンズ屈折面の測定時には、レンズＬＥが回転されながら、接触位置ＭＬｐに測定軌跡ＭＴが位置するように、チャック中心ＣＨｃが移動軌跡ＹＡ上を移動される。レンズＬＥのある回転角θｎのときに、基準位置Ｓｏに対するチャック中心ＣＨｃの距離をＹｎとする。図７、図８は、基準位置Ｓｏに対してチャック中心ＣＨｃが距離Ｙｎだけ移動したときに、レンズＬＥの周縁に周縁測定子５２０が接触した状態を示している。

図７において、回旋中心Ｕｏと基準位置Ｓｏとを結ぶ線分をＵＡとし、線分ＵＡとｙ軸とが成す角度をκとする。角度κは、レンズ外形測定ユニット５００のキャリブレーションによって得られる既知の値である。また、回旋中心Ｕｏに対するレンズ外形測定ユニット５００のエンコーダ５１１の原点方向をＮｏとする。原点方向Ｎｏに対する線分ＵＡの角度をεとする。角度εはレンズ外形測定ユニット５００のキャリブレーションによって得られる既知の値である。

回旋中心Ｕｏと周縁測定子５２０の中心Ｆｃとを結ぶ線分をＬＡとする。線分ＬＡの長さは既知の値である。回旋中心Ｕｏを中心として、原点方向Ｎｏに対する線分ＬＡの角度をｅｎｃとする。角度ｅｎｃはエンコーダ５１１によって検知される角度である。

図８において、基準位置Ｓｏと、レンズＬＥの周縁に接触する周縁測定子５２０の中心Ｆｃと、を結ぶ線分をＲｏとする。線分Ｒｏの長さは、弦長を求める式により、次の式１で求められる。

また、基準位置Ｓｏを基準として線分Ｒｏと線分ＵＡとが成す角度をαとし、基準位置Ｓｏを基準としてｙ軸方向と線分Ｒｏとが成す角度をΘｏとする。角度Θｏは、次の式２で求められる。

なお、角度αは、線分Ｒｏ、線分ＵＡ及び線分ＬＡから成る三角形（回旋中心Ｕｏ、基準位置Ｓｏ及び中心Ｆｃの３点からなる三角形）が二等辺三角形であることから、次の式３で得られる。

次に、周縁測定子５２０の中心Ｆｃと、チャック中心ＣＨｃと、を結ぶ線分をＲｅｎとする。また、チャック中心ＣＨｃを基準としたｘ方向に対する線分Ｒｅｎの角度をΘｎとする。

ここで、線分Ｒｏのｘ方向成分Ｘｅｏ、線分Ｒｏのｙ方向成分Ｙｅｏ、線分Ｒｅｎのｘ方向成分Ｘｅｎ、線分Ｒｅｎのｙ方向成分Ｙｅｎは、それぞれ次の式で表される。

上記の式７に示されるように、チャック中心ＣＨｃを基準とした周縁測定子５２０の中心Ｆｃの位置データは、距離Ｙｎ（基準位置Ｓｏに対するチャック中心ＣＨｃの移動距離）が補正されものとなっている。そして、線分Ｒｎのｘ方向成分Ｘｅｎ及びｙ方向成分Ｙｅｎが求められることにより、線分Ｒｅｎ及び角度Θｎは、それぞれ次の式で求められる。

制御ユニット５０は、レンズ屈折面測定ユニット２００によるレンズ屈折面の測定におけるチャック中心ＣＨｃを基準としたレンズＬＥの回転角毎（例えば、０．３６度毎の１，０００ポイント）に、Ｙ方向の移動データである距離Ｙｎ及びエンコーダ５１１の検知結果に基づき、線分Ｒｅｎ及び角度Θｎを求める。そして、制御ユニット５０は、レンズＬＥの回転角毎の線分Ｒｅｎ及び角度Θｎが得られれば、レンズＬＥの回転角毎に、チャック中心ＣＨｃを基準とした線分Ｒｅｎ及び角度Θｎの点（周縁測定子５２０の中心Ｆｃ）が描く外周軌跡を求める。このチャック中心ＣＨｃを基準とした外周軌跡が求められれば、レンズ外形測定ユニット５００の単独での測定時と同様に、この外周軌跡と周縁測定子５２０の半径ＦＲとに基づき、レンズＬＥの外形形状（ＵＲｎ、Ｕθｎ）が求められる。ＵＲｎはレンズＬＥの外形の動径長であり、Ｕθｎは動径角である。例えば、外形形状（ＵＲｎ、Ｕθｎ）は、玉型データと同様に、０．３６度毎の１，０００ポイントで得られる。

以上のように、レンズ屈折面測定ユニット２００によるレンズ屈折面の測定と、レンズ外形測定ユニット５００によるレンズ外形形状の測定と、が同時に行われることにより、それぞれを単独で動作させる場合に比べ、測定時間を短くできる。これにより、眼鏡レンズ加工装置１においては、レンズＬＥをレンズチャック軸１０２に保持させた後からレンズ加工の完了までの全体の加工時間の短縮化を図ることができる。

レンズＬＥの屈折面形状及び外形形状の測定結果が得られたら、レンズＬＥの周縁加工が行われる。レンズＬＥの周縁加工について簡単に説明する。以下では、ヤゲン加工する場合を説明する。

初めに、粗加工が行われる。制御ユニット５０は、玉型に基づいて粗加工軌跡を求め、粗加工軌跡に基づいて粗加工の制御データを取得する。例えば、粗加工軌跡は、玉型に基づく仕上げ加工軌跡より一定量（例えば、０．５ｍｍ）外側の軌跡として求められる。粗加工の制御データは、レンズチャック軸１０２と加工具回転軸１６１との軸間距離ＬＮ（図示を略す）に関し、レンズＬＥの回転角毎に、粗加工軌跡が粗加工具１６６に接するときの軸間距離ＬＮの最大値を求めることにより得られる。制御ユニット５０は、軸間距離ＬＮの制御データに基づいて第２移動ユニット３３０の駆動を制御し、粗加工具１６６によってレンズＬＥの周縁を粗加工する。

この粗加工時に、レンズ外形測定ユニット５００の測定によって得られたレンズＬＥの外形形状データが利用されてもよい。例えば、レンズＬＥの外形形状データは、未加工のレンズＬＥと粗加工具１６６とを近づけるときのＹ方向（軸間距離ＬＮの方向）の移動速度制御に利用される。例えば、制御ユニット５０は、待機位置に置かれたレンズＬＥが粗加工具１６６の付近に近づくまではレンズＬＥを速い速度で移動させ、レンズＬＥが粗加工具１６６の付近に近づいた後は、レンズＬＥの周縁を実際に粗加工するために設定された速度でレンズＬＥを移動する。これにより、レンズＬＥの加工時間の短縮を図ることができる。

また、例えば、レンズＬＥの外形形状データは、粗加工具１６６によってレンズＬＥの周縁を粗加工するときのＹ方向の移動制御に利用されてもよい。例えば、レンズ前屈折面の測定結果より得られるレンズ前面のカーブ形状及びレンズ後面のカーブ形状と、レンズ外形形状の測定結果と、に基づき、未加工のレンズＬＥの外形から粗加工軌跡までのレンズＬＥの回転角毎のレンズ厚データが求められる。そして、レンズ回転角毎の加工点の加工距離（レンズＬＥの回転中心から加工点までの距離）と加工点でのレンズ厚とに基づいてレンズチャック軸１０２に掛かるトルクが略一定となる切り込み量が求められ、求められた切り込み量に従ってＹ方向における第２移動ユニット３３０の駆動が制御される（この制御の詳細は、特開２０１０―１７９３９７号公報を参照）。これにより、粗加工時にレンズチャック軸１０２の回転角度に対してレンズＬＥの軸角度がずれてしまう、いわゆる「軸ずれ」が軽減される。

粗加工が終了すると、続いて、ヤゲンの仕上げ加工が行われる。制御ユニット５０により、レンズＬＥの仕上げ加工後に予定する形状情報に基づいてヤゲン軌跡（玉型の動径情報とＸ方向におけるヤゲン頂点の位置の情報）の演算が行われ、ヤゲン軌跡に基づいて移動ユニット３００が制御され、粗加工後のレンズＬＥの周縁が仕上げ加工具１６４によってヤゲン加工される。なお、レンズ屈折面測定ユニット２００の測定結果は、例えば、ヤゲン軌跡が演算されるときのＸ方向におけるヤゲン頂点の位置の算出に利用される。仕上げ加工が終了すると、レンズチャック軸１０２が所定の初期位置に戻され、レンズＬＥの周縁加工が終了される。

＜変容例＞
例えば、上記実施例では、レンズ屈折面測定ユニット２００はレンズＬＥの前屈折面及び後屈折面を同時に測定するものとしたが、前屈折面と後屈折面とを別々に測定するものであってもよい。この場合、レンズ屈折面形状とレンズ外形形状の同時測定は、レンズＬＥの前屈折面及び後屈折面の一方の測定と同時にレンズ外形形状の測定が行われるように制御されればよい。

また、上記の説明では、レンズ屈折面測定ユニット２００の測定での測定軌跡ＭＴは１周分としたが、異なる測定軌跡で２周分の測定であってもよい。この場合、少なくとも１周分の測定軌跡でレンズ屈折面測定ユニット２００による測定と同時にレンズ外形測定ユニット５００による測定が行われればよい。

また、上記の説明では、レンズＬＥの１回転の間に、屈折面測定子（２０６Ｆ、２０６Ｒ）がレンズ屈折面に接触され、周縁測定子５２０もレンズＬＥの周縁に同時に接触されるものとしたが、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定の同時は、一部が同時に行われる場合であってもよい。例えば、レンズＬＥの概略的な外形形状を得る場合には、レンズＬＥの１回転の間に、一時的に周縁測定子５２０がレンズＬＥの周縁に接触されることで両者の測定が同時に行われることでもよい。

また、図３に示されたレンズ外形測定ユニット５００は、レンズＬＥの外形形状を測定する手段の一例であり、他の機構が利用されてもよい。例えば、レンズチャック軸１０２をＹ方向に移動させる第２移動ユニット３３０と、加工具回転軸１６１に取り付けられた周縁測定子（例えば、粗加工具１６６であってもよい）を利用してレンズＬＥの外形形状を測定しても良い。制御ユニット５０は、第１移動ユニット３１０及び第２移動ユニット３３０の駆動を制御し、レンズＬＥを加工具回転軸１６１に取り付けられた周縁測定子に当接させるように、レンズＬＥをＹ方向に移動させる。次いで、制御ユニット５０は、モータ１２０を駆動させ、レンズＬＥを周縁測定子に当接させた状態のまま、レンズＬＥを１回転させる。このとき、制御ユニット５０は、検知器３３６から出力される検知信号に基づき、レンズＬＥ（レンズチャック軸１０２）の回転角ごとにチャック中心に対してレンズＬＥが周縁測定子に当接した距離を求める。これにより、レンズＬＥの外形形状が取得される。

以上、本開示の典型的な実施例を説明したが、本開示はここに示した実施例に限られず、本開示の技術思想を同一にする範囲において種々の変容が可能である。

１ 眼鏡レンズ加工装置
１０ 眼鏡レンズ形状測定装置
５０ 制御ユニット
６０ データ取得ユニット
１０２ レンズチャック軸
１２０ モータ
１６８ 加工具
２００ レンズ屈折面測定ユニット
２０６Ｆ、２００Ｒ 屈折面測定子
２１３Ｆ、２１３Ｒ 検知器
３００ 移動ユニット
５００ レンズ外形測定ユニット
５２０ 周縁測定子
５１１ エンコーダ

Claims (7)

1. 眼鏡レンズの形状を測定する眼鏡レンズ形状測定装置において、
   レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの前面及び後面の少なくとも一方のレンズ屈折面形状を測定する屈折面形状測定手段と、
   前記レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズのレンズ外形形状を測定する外形形状測定手段と、
   前記屈折面形状測定手段と前記外形形状測定手段とを動作させ、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする眼鏡レンズ形状測定装置。
2. 請求項１の眼鏡レンズ形状測定装置において、
   前記屈折面形状測定手段はレンズ屈折面に接触させる屈折面測定子を持ち、
   前記外形形状測定手段は眼鏡レンズの周縁に接触させる周縁測定子を持ち、
   前記制御手段は、前記屈折面測定子を眼鏡レンズの屈折面に接触させると共に前記周縁測定子を眼鏡レンズの周縁に接触させることで、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行うことを特徴とする眼鏡レンズ形状測定装置。
3. 請求項２の眼鏡レンズ形状測定装置において、
   前記レンズ保持軸を軸回りに回転して眼鏡レンズを回転する回転手段と、
   前記レンズ保持軸の軸方向に直交する所定方向に前記レンズ保持軸を移動する移動手段と、
   玉型データを取得するデータ取得手段と、を備え
   前記制御手段は、前記回転手段を制御して眼鏡レンズを回転し、前記玉型データに対応して前記屈折面測定子が眼鏡レンズの屈折面をトレースするように前記移動手段を制御すると共に、前記外形形状測定手段を動作させ、前記周縁測定子を眼鏡レンズの周縁に接触させることを特徴とする眼鏡レンズ形状測定装置。
4. 請求項３の眼鏡レンズ形状測定装置において、
   前記外形形状測定手段は、前記レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの径方向における前記周縁測定子の位置を検知する周縁測定子位置検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記周縁測定子位置検知手段の検知結果、前記移動手段の移動データ及び前記回転手段の回転データに基づき、眼鏡レンズのレンズ外形形状を取得することを特徴とする眼鏡レンズ形状測定装置。
5. 請求項２～４の何れかの眼鏡レンズ形状測定装置において、
   前記屈折面形状測定手段と前記外形形状測定手段とは、レンズ屈折面形状及びレンズ外形形状が同時に動作されたときに互いに干渉しない位置に配置されていることを特徴とする眼鏡レンズ形状測定装置。
6. 眼鏡レンズの周縁を加工具によって加工する眼鏡レンズ加工装置であって、請求項１～５の何れかの眼鏡レンズ形状測定装置を備えることを特徴とする眼鏡レンズ加工装置。
7. レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズの前面及び後面の少なくとも一方のレンズ屈折面形状を測定する屈折面形状測定手段と、前記レンズ保持軸に保持された眼鏡レンズのレンズ外形形状を測定する外形形状測定手段と、を備える眼鏡レンズ形状測定装置で実行される眼鏡レンズ形状測定プログラムであって、
   眼鏡レンズ形状測定装置の制御ユニットによって実行されることで、
   前記屈折面形状測定手段と前記外形形状測定手段とを動作させ、レンズ屈折面形状の測定とレンズ外形形状の測定とを同時に行う制御ステップを、眼鏡レンズ形状測定装置に実行させることを特徴とする眼鏡レンズ形状測定プログラム。
   

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