眼镜用形状测定装置的制作方法

专利名称：眼镜用形状测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测定眼镜用镜片的镜片形状或眼镜镜框的内周轮 廓形状的眼镜用形状测定装置。
背景技术：
以往，公知有一种用于对构成眼镜镜架的镜框轮廓形状进行测定的
眼镜用形状测定装置(例如参照专利文献1或专利文献2 )。
以往的眼镜用形状测定装置具有保持镜架的保持单元；用于使该 保持单元围绕设置在眼镜用形状测定装置的旋转轴转动的旋转单元；用 于探测在镜架的2个镜框内侧形成的槽部的测定件；驱动测定件的驱动 单元；检测测定件的位置的位置检测单元；和控制驱动单元，并且取得 由位置检测单元检测出的测定件的位置信息，进行处理的控制运算部。
以往的眼镜用形状测定装置在由保持单元保持了镜架的状态下，通 过由控制运算部在测定时控制转动单元使被测定的镜框成为大致水平 状态，并且控制驱动单元使测定件在镜框的槽部上滑动，由此，在使测 定件探测镜框的3维形状的同时，根据驱动单元的驱动状态的信息和位 置检测单元检测出的测定件的位置信息，取得镜框的3维形状。
图l表示了本发明的眼镜用形状测定装置的主要部分的结构。 如图l所示，该眼镜用形状测定装置具有测定装置主体l。
该测定装置主体1具有设置在下部的测定机构Id的收纳用盒体 部la、和设在盒体部la的上部的镜框保持单元lb。
而且，在

图1的盒体部la内的底部，设有图2所示的基座2。
另外，如图1所示，镜框保持单元lb具有被固定在盒体部la上的 一对平行导杆lc、 lc。
而且，在该导杆lc、 lc上，以相互对置的状态，可滑动地设有滑 动框3、 3,这些滑动框被保持成可相对接近、分离。
并且，这些滑动框3、 3由未图示的螺旋弹簧等向相互接近的方向 施加弹簧力。
这些滑动框3、 3具有从两侧夹持眼镜架(未图示)的纵扳3a、 3a, 在纵扳3a、 3a上，具有用于保持上述眼镜架的镜框保持单元3b。
该镜框保持单元3b上，4对保持棒3bl、 3b2分别在纵扳3a、 3a 上各设有2对，并对应未图示的镜架的左右镜框配置。
各保持棒3bl、 3b2从纵扳3a、 3a分别突出，保持棒3b2能够从上 侧相对被固定在纵扳3a上的保持棒3bl滑动，由各保持棒3bl、 3b2夹 持镜架。
另外，作为这样的镜框保持单元lb，可以采用例如特开平10-328992 号公报等所公开的结构，或其他的公知技术。
因此，省略对镜框保持单元lb的详细说明。
图1A是本发明的眼镜用形状测定装置的立体图，图1B是改变视点 观察图1A的眼镜用形状测定装置时的立体图。
图1C是从箭头C方向观察图1A的眼镜用形状测定装置时的侧图，图1D是图1A的眼镜用形状测定装置的俯视图。
如图1及图1A 图1C所示，对于滑动框3而言，其底面400在下 侧为凸状，下面形状为多边形形状。
底面400上，在其中央部形成有开口 400A。
在该开口 400A中，测定件轴35从下方侧向上方插通。
对于测定件轴35将在后面说明。
另外，可以将底面400形成为下侧带圆度的凸状圆柱面。
而且，在盒体部la的滑动框3、 3外侧的两端面401、 401上，安 装有分别以假想旋转轴402为中心的圆弧状导轨403、 403。
另一方面，在测定装置主体1上设有其下部盒体用的盖404，在盖 404的上部两侧朝向上方设有支架405、 405。
各支架405上，在其上部设有支承滚轴406,在支承滚轴406的下 方，分别旋转自如地设有支承滚轴407。
而且，各支架405的支承滚轴406、 407被配置成从上下方夹持滑 动框3的导轨403。
即，两滑动框3被支承在测定装置主体1的盖404上，由此，两滑 动框3、 3能够以假想旋转轴402为中心沿箭头D方向摆动移动。
另外，如图1E所示，导轨403的下端面与皮带(belt) 408抵接。
该皮带408虽然其两端部#>固定在导轨403的两端部，但皮带408 的两端部以外的部分未被固定于导轨403上。
即，皮带408的两端部以外的部分能够从导轨403的下端面离开。
在两侧的支架405、 405上分别安装有支承滚轴407、 407，在下部 盒体用的盖404上，设有作为这些部件的驱动部的马达409 (参照图 1A 1D )o在该马达409的旋转轴上安装有驱动滚轴410。
驱动滚轴410被配置在支承滚轴407、 407间的大致中间、且比支 承滚轴407、 407靠下方的位置。
而且，被固定在导轨403的两端部的皮带408借助支承滚轴407、 407被挂在驱动滚轴410上。
皮带408的上面(与导轨403的下端面接触一侧的面)为齿轮状， 而且，由于驱动滚轴410的外周面也为齿轮状，所以皮带408的上面与 驱动滚轴410的外周面之间的摩擦系数大。
因此，由于皮带408在驱动滚轴410上不打滑，所以通过使驱动滚 轴410旋转，能够使导轨403向图1E中的右方向或左方向移动，结果， 可使镜框保持单元lb的滑动框3以假想旋转轴402为中心，沿箭头D 方向(参照图1A和图1C)摆动。
另外，虽然未图示，但在测定装置主体l上，设有用于检测滑动框 3摆动时的角度(摆动角)的摆角检测部。
其中，由这些导轨403、支承滚轴406、 407、皮带408、马达409、 和驱动滚轴410构成了保持单元摆动机构S。
另外，在基座2上设有图2~图5所示的测定机构ld。
该测定机构ld具有被固定在基座2上的基座支承部件4。
在该基座支承部件4上安装有大直径的齿轮5,该齿轮5被设置成 围绕在齿轮5的上下方向延伸的旋转轴C(上下方向延伸的轴)旋转自 如。
而且，如图5A中示意表示那样，在基座2上，与齿轮5邻接地安 装有马达6。
该马达6的旋转轴6a上固定有小齿轮7,皮带8被架设在该小齿轮 7和齿轮5上。
并且，当使马达6动作时，马达6的旋转轴6a的旋转通过小齿轮7和皮带8被传递到齿轮5，使齿轮5旋转。
其中，马达6使用了 2相步进马达。
另夕卜，如图2~图5所示，在齿轮5的上部一体地固定有旋转基座9。
在本发明的眼镜用形状测定装置中，设有用于检测与旋转基座9相 对基座2的旋转相关的基准位置的旋转基准位置检测单元。
该旋转基准位置检测单元由基准位置指示用的发光标记9b、和光 传感器部9a构成，发光标记9b被设在基座2上，光传感器部9a被设 在旋转基座9上。
发光标记9b通过设置在基座2上的狭缝或圆孔向上方放射光，通 过由被固定在旋转基座9上的光传感器部9a检测出该光，来检测出旋 转基座9的旋转的基准位置。
其中，旋转基准位置检测单元可以采用透射型的光传感器、反射型 的光传感器、或接近传感器等公知的技术。
并且，如图2~图4所示，在旋转基座9的两端部分别一体形成有从 这些各端部向上方延伸的导轨安装板10、 11，这些导轨安装板10、 11 相互对置且平行。
如图3所示，导轨安装板10的一侧部和导轨安装板11的一侧部上 分别固定侧板12的长度方向两端部，并且如图4所示，在导轨安装板 10的另 一侧部和导轨安装板11的另 一侧部上分别固定侧板13的长度方 向两端部。
另外，如图2 图4所示，在导轨安装板IO、 ll的各上部之间，水 平且相互平行地架设有一对棒状导轨14、 14，这些导轨的各两端部被固 定在导轨安装板IO、 11上。
而且，在导轨14、 14上，滑块15被保持为能够沿长度方向滑动。
并且，如图2、图3所示，在侧板12的导轨安装板10侧的端部， 一体形成有带轮支承板部12a，在侧板12的导轨安装板11侧的端部一 体形成有马达安装用的支架16。而且，在带轮支承板部12a上，带轮17被旋转自如地安装在向上 下方向延伸的旋转轴上，在支架16的下部，固定着滑块移动用马达18 的上端部。
该马达18的旋转轴18a向上方延伸，在该旋转轴18a上，如图5B、 图5C所示，安装有带轮19。
另外，该马达18^f吏用了 DC马达。
如图2、图5B、图5C所示，在这些带轮17、 19上挂设有传动丝线 (wire belt) 20。
传动丝线20由丝线20A、用于对该丝线20A赋予张力的螺旋弹簧 23、和用于将丝线20A保持在被固定于滑块15的支架22、 22，上的圆 筒状丝线保持部件21构成。
丝线保持部件21以丝线20A插通在丝线保持部件21的孔部的状态 被固定在丝线20A上，传动丝线20通过利用螺旋弹簧23连接丝线20A 的两端部而成为环状。
而且，传动丝线20通过利用滑块15的支架22、 22，夹持丝线保持 部件21,而被固定在滑块15上。
由此，当马达18进行正旋或反转时，使旋转轴18a及带轮19正转 或反转，从而使滑块15向图3中的左或右移动。
另外，如图5D所示，在本发明的眼镜用形状测定装置中，设有用 于检测滑块15相对旋转基座9的移动位置的基准位置的滑块基准位置 检测单元20a。
滑块基准位置检测单元20a由设置有上下延伸的反射面(未图示) 的反射板20b、和一体设置了发光元件和受光元件的反射型光传感器20c 构成。
反射板20b被设在支架22，上，反射型光传感器20c被设在侧板 12上。
其中，滑块基准位置检测单元20a可以采用透射型光传感器或接近传感器等公知的技术。
如图4所示，在侧板13与滑块15之间安装有动径(半径方向的距 离)检测用线性标尺24 (位置检测单元)。
该线性标尺24具有长条状的主标尺25;和沿着主标尺25移动，读 取被记录在主标尺25上的位置信息的位置信息检测头26。
主标尺25与导轨14平行地固定在滑块15上，位置信息检测头26 被固定在一体形成于侧板13的支承板部13a上。
该位置信息检测头26根据主标尺25上记录的位置信息，检测滑块 15在水平方向的移动位置。
该线性标尺24例如可使用公知的磁方式或光学方式的标尺。
例如，在磁方式的线性标尺24的情况下，在主标尺25上沿着其长 度方向形成以微小间隔交替重复磁极S、 N的磁图案，通过利用位置信 息检测头26检测该磁图案，可根据从该位置信息检测头26输出的作为 动径位置检测用信息的信号，检测出滑块15的移动位置。
另外，在光学式的线性标尺24的情况下，在板状主标尺25上沿着 长度方向以微小间隔设置多个狭缝，在位置信息检测头26中，以从两 侧夹持该主标尺25的方式设置有发光元件和受光元件。
而且，利用受光元件通过主标尺25的狭缝检测出从发光元件射出 的光，并对狭缝的数量进行计数，可检测出该滑块15的移动位置。
并且，在滑块15的大致中央部形成有图2所示的贯通孔15a,在该 贯通孔15a中插通有上下延伸的导筒27。
在该滑块15的下方，如图4所示配置有支承框28。
该支承框28具有横板31、和从横板31的两端部向上平行延伸的 纵框29、 30，纵框29、 30的上端部被滑块15保持。
如图6所示，在该横板31的上部固定有一对向上方延伸且相互平 行设置的圆柱状支承部件32、 32。在该支承部件32、 32的上端部固定有连接部件33,在连接部件33 上固定有侧面呈L字状的引导支承部件34的纵板34a，在引导支承部 件34的横板34b上固定着导筒27的下端部。
而且，在导筒27的内部插通有上下延伸(延长)的测定件轴35， 其被上下移动自如地嵌合保持，在测定件轴35的上端部一体设置有测 定件36。
如图IO所示，该测定件36具有上下延伸(延长)的垂直部36b; 被固定在垂直部36b的上端部、向水平方向延伸的镜框用测定件37; 和被固定在垂直部36b的上端部，从垂直部36b进一步向上方延伸的镜 片用测定件38。
而且，测定件36的下端部和测定件轴35的上端部通过结合部件36a 而结合。
通过该结合部件36a而结合的测定件轴35、结合部件36a和测定件 36整体形呈曲柄形状。
镜框用测定件37朝向垂直部36b的与测定件轴35相同侧，在垂直 部36b的与测定件轴35相反侧的部分，形成有具有一定的曲率半径而 弯曲的背面36c。
该背面36c的一部分在测定镜片的轮廓形状时与镜片的周缘抵接， 能够在镜片的周缘上滑动。
而且，镜片用测定件38的上端部形成为半球状。
如果将该上端部形成为半球38b，则由于该半球38b的曲率半径 (即，轴部38a的半径)与各种安装孔径对应，所以希望比一般的安装 孔径的半径(直径为2.20 )大。
另外，镜片用测定件38不需要如上述那样与测定件36为一体。
例如，可以如图9所示，在垂直部36b的上端部设置螺钉孔，在镜 片用测定件38的下端部设置螺钉部36s，通过将该螺钉部36s螺合到垂 直部36b的上端部，将镜片用测定件38可拆装地安装到垂直部36b的上端部。
如图6~图8所示，在测定件轴35的下方设有支架39，支架39被 固定在测定件轴35的下端部。
而且，如图13所示，在支架39与引导支承部件34之间，安装有 测定件36的高度检测用线性标尺40 (位置检测单元)。
该线性标尺40具有棒状的主标尺41;和沿着主标尺41移动，读 取主标尺41的位置信息的位置信息检测头42。
位置信息检测头42被固定在连接部件33上，主标尺41其下端部 被固定在支架39上，沿着上下方向与测定件轴35平行配置。
主标A 41的上端部未被固定，该上端部贯通设置于连接部件33及 引导支承部件34的横板34b的孔，主标尺41可上下自如移动。
在该线性标尺40中，通过由位置信息检测头42检测出主标尺41 向上下方向的移动量，可检测出通过支架39被固定在主标尺41上的测 定件36向上下方向的移动量。
该线性标尺40也釆用与上述的线性标尺24同样的磁方式或光学方 式的标尺。
另外，如图6 图8所示，在支架39与横板31之间安装有螺旋弹簧 43，螺旋弹簧43总是对测定件轴35向上方施加弹簧力。
而且，在测定件轴35的与支架39的接合部附近，卡合销44垂直 插入到测定件轴35而被固定。
如图6所示，在横板31上固定有形成为U字状的支架45，在该支 架45具有的对置板45a、 45a的上部，可转动地保持有支承轴46的两 端部。
在该支承轴46上固定有压杆47和上升位置限制杆49，这些部件相 对支承轴46向同侧延伸。
由此，压杆47和上升位置限制杆49能够以支承轴46为旋转轴，相对被固定在横板31上的支架45转动。
并且，在该压杆47与横板31之间安装有螺旋弹簧48,由于该螺旋 弹簧48的压缩方向的弹力被设定为比螺旋弹簧43的扩张方向的弹力 大，所以总是施加向下拉压杆47的方向的张力。
该压杆47从上方与卡合销44的上部抵接，限制测定件轴35基于 螺旋弹簧43的上升。
在上升位置限制杆49的下方设有线性执行元件50。
线性执行元件50具有被固定在横板31上的执行元件主体的马达 部50a;和从该马达部50a向上方突出，并且与测定件轴35平行设置的 轴51。
线性执行元件50使用了脉冲马达，通过使线性执行元件50的轴51 正旋转，轴51向上方突出；通过使其逆旋转，使轴51向下方移动。
该马达部50a能够在后述的控制运算电路52的控制下进行驱动。
由于线性执行元件50的上下动的轴51的上端部从下方与上升位置 限制杆49抵接，所以当轴51上升时，随着该轴51的上升，压杆47上 升，从而解除基于压杆47对测定件轴35的上升限制。
这样，由螺旋弹簧43、支承轴46、压杆47、螺旋弹簧48、上升位 置限制杆49、线性执行元件50等构成了测定件36的升降机构。
在图10A中，符号52是控制运算电路(控制运算单元)。
来自上述光传感器部9a的表示旋转基准位置的检测信号、来自反 射型光传感器20c的表示滑块基准位置的检测信号、来自线性标尺24 的位置信息检测头26的表示动径位置的检测信号、以及来自线性标尺 40的位置信息检测头42的表示高度位置的检测信号等，被送到控制运 算电路52 (控制运算单元)。
而且，该控制运算电路52 (控制运算单元)对马达6、 18和线性执 行元件50进行驱动控制。如图1所示，在滑动框3、 3的一方侧板上设有保持器检测单元53。
保持器检测单元53检测在滑动框3、 3上是否安装了后述的镜片保 持器。
该保持器检测单元53使用了微开关(micro switch )等。
如图IOA所示，来自该保持器检测单元53的表示镜片保持器的安 装的检测信号被送给控制运算电路52。
而且，在图10A中，符号54表示测定开始用的启动开关，符号55 表示存储器，启动开关54和存储器55与控制运算电路52连接。AZ=(X2)2—(X1)2+(Z2)2-(Z1)2 ,根据该式并利用下式， 可求出AZ。
如以上说明那样，本发明的实施方式涉及的眼镜用形状测定装置具有设在测定装置主体1的镜片保持器(未图示)；测定被保持在镜片保持器上的镜片Lm的周缘形状的测定件36;使其沿着镜片Lm的外周面移动的移动单元(马达6、 18);检测测定件36的动径方向的位置的线性标尺24;检测测定件36的上下方向的位置的线性标尺40;和根据来自线性标尺24、 40的检测信号，求出镜片Lm的周面的轮廓形状数据作为3维信息的控制运算电路52。
并且，本发明的实施方式涉及的眼镜用形状测定装置通过控制马达6、 18，使测定件38的前端与被保持在镜片保持器上的镜片Lm的表面抵接，并在表面上移动，来根据线性标尺40的检测信号，检测出镜片Lm的周缘的轮廓形状和孔位置的关系。根据此结构，可简易且正确地测定出将2点镜架的连接件安装在镜片上的安装孔的位置。
而且，本发明的实施方式涉及的眼镜用形状测定装置通过测定上述镜片的周缘形状，检测出在周缘上具有切口的镜片的切口位置。
根据此结构，可在镜片的周缘设置切口，利用该切口安装2点镜架的连接件。
并且，也可以由不同的部件构成本发明的实施方式涉及的眼镜用形状测定装置的检测上述镜片的安装孔的镜片用测定件38、和测定镜框的周缘形状的镜框用测定件37。
根据这样的结构，测定件36的加工变得容易。
权利要求
1. 一种眼镜用形状测定装置，用于测定眼镜用部件的外形形状，其特征在于，具有保持所述眼镜用部件的保持单元；保持单元摆动机构，其用于使该保持单元围绕设定在所述眼镜用形状测定装置外部的假想旋转轴摆动；用于探测所述眼镜用部件的表面的测定件；驱动该测定件的驱动单元；检测所述测定件的位置的位置检测单元；和控制运算单元，其控制所述驱动单元，并且取得由所述位置检测单元检测出的所述测定件的位置信息，进行处理；在由所述保持单元保持所述眼镜用部件的状态下，通过所述控制运算单元控制所述驱动单元，使所述测定件在所述眼镜用部件的表面上滑动，来使所述测定件探测所述眼镜用部件的3维形状，并且根据所述驱动单元的驱动状态的信息和所述位置检测单元检测出的所述测定件的位置信息，取得所述眼镜用部件的3维形状。
2. 根据权利要求l所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，所述眼镜用部件是构成镜架的2个镜框，通过利用所述测定件分别 探测在该各镜框内侧形成的各槽部，来测定所述各镜框的内周轮廓形 状。
3. 根据权利要求2所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于， 所述镜架是高曲度镜架，在将该镜架保持于所述保持单元的状态下，该镜架的曲度的曲率中 心被设定为接近所述假想旋转轴的位置。
4. 根据权利要求2所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于， 所述保持单元摆动机构具有被固定于所述保持单元，且以所述假想旋转轴为中心的圆弧状导轨 部件；和配置成从上下方夹持该导轨部件的至少l对滚轴；能够使所述保持单元以所述假想旋转轴为中心摆动。
5. 根据权利要求2所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，所述控制运算单元在使所述保持单元摆动到所述2个镜框中的 一方 镜框成为大致水平的状态下，使所述测定件一边围绕上下方向延伸的轴旋转， 一边探测所述一方 镜框的槽部。
6. 根据权利要求5所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，所述控制运算单元在由所述测定件测定的一方镜框的翘曲量未超 过一定值的情况下，在测定该一方镜框的内周轮廓形状后，将所述保持 单元维持为水平状态，测定所述2个镜框中的另一方镜框的形状，在由所述测定件测定的一方镜框的翘曲量超过一定值的情况下，设 定作为可抵消该一方镜框的翘曲量的角度的镜架保持角，在使所述保持 单元仅摆动该镜架保持角后，测定所述一方镜框的形状。
7. 根据权利要求6所述的目艮镜用形状测定装置，其特征在于，所述控制运算单元在由所述测定件测定的一方镜框的翘曲量超过 一定值的情况下，在测定所述一方镜框的形状后，以使所述保持单元按 照与所述镜架保持角相同的大小反向摆动的状态，测定所述2个镜框中 的另一方镜框的形状。
8. 根据权利^"求1所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于， 所述眼镜用部件是眼镜用镜片。
9. 根据权利要求8所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，通过利用所述测定件探测被保持在所述保持单元的眼镜用镜片的 周缘，来测定该眼镜用镜片的周缘的2维轮廓形状。
10. 根据权利要求8所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，通过利用所述测定件探测被保持在所述保持单元的眼镜用镜片表 面上的至少2点，来测定该眼镜用镜片的曲率半径。
11. 根据权利要求10所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，根据所述测定出的眼镜用镜片的曲率半径的信息、和通过利用所述 测定件探测该眼镜用镜片的周缘而测定出的该周缘的2维轮廓形状的信息，计算出该眼镜用镜片的3维轮廓形状。
12. 根据权利要求ll所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，根据所述计算出的眼镜用镜片的3维轮廓形状的信息，计算出该眼 镜用镜片的周缘的长度。
13. 根据权利要求8所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，通过利用所述测定件探测被保持在所述保持单元的所述眼镜用镜 片表面上的至少2点，来测定该眼镜用镜片的曲度值。
14. 根据权利要求8所述的眼镜用形状测定装置，其特征在于，通过利用所述测定件在被保持于所述保持单元的所述眼镜用镜片 的表面上探测，来测定形成在该眼镜用镜片上的部件用安装孔的孔位 置。
全文摘要
一种眼镜用形状测定装置，用于测定眼镜用部件的外形形状，具有保持上述镜框的保持单元；保持单元摆动机构，用于使该保持单元围绕设定在上述眼镜用形状测定装置外部的假想旋转轴摆动；用于探测上述镜框的各槽部的测定件；驱动该测定件的驱动单元；检测上述测定件的位置的位置检测单元；和控制运算单元，控制上述驱动单元，并取得由位置检测单元检测出的测定件的位置信息，进行处理；在保持单元保持了镜框的状态下，控制运算单元通过控制驱动单元，使测定件在各镜框的各槽部上滑动，来使上述测定件探测上述镜框的三维形状，并根据上述驱动单元的驱动状态的信息和上述位置检测单元检测出的上述测定件的位置信息，取得上述镜框的三维形状。
文档编号G01B21/20GK101545768SQ20091012954
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月28日
发明者小山年洋 申请人:株式会社拓普康