上盘装置、眼镜片的制造方法和程序的制作方法
【专利摘要】一种将镜片成形加工镜片支架安装到眼镜片的凸面的上盘装置1，所述眼镜片具有在凹面上形成的、用于识别远用部设计基准点的两个对准基准标记。所述上盘装置1包括：摄像单元3，所述摄像单元从眼镜片的凸面侧对由支承单元2支承的眼镜片上的对准基准标记进行摄像；信息处理单元5，当由支承单元2支承的眼镜片处于适合于安装在镜片支架中的基准姿态时，所述信息处理单元利用眼镜片的相关信息计算由所述摄像单元3摄像的对准基准标记的预期摄像位置；和显示控制单元6，其在监视器4上显示用于指示所述信息处理单元5中计算的预期摄像位置的指示标记的图像和由所述摄像单元3实际摄像的对准基准标记的图像。
【专利说明】
上盘装置、眼镜片的制造方法和程序
技术领域
[0001] 本发明涉及将镜片成形加工镜片支架安装至眼镜片的上盘装置，包括用于该上盘 装置的上盘过程的眼镜片制造方法，以及程序。
【背景技术】
[0002] 通常，存在具有为了识别在JIS标准(JIS T7330)中定义的远用部设计基准点（在 下文中简称为"设计基准点"）而形成的对准基准标记的眼镜片。这种眼镜片的一个实例包 括渐进屈光力眼镜片。在渐进屈光力眼镜片的情况下，屈光力分布比单焦镜片等的屈光力 分布更复杂。因此，难以在完成镜片表面的精加工后用焦度计等精确地识别设计基准点。此 外，当眼镜佩戴者观看一个远点时，设计基准点靠近视线穿过的位置，并且因此如果对准基 准标记形成在设计基准点上，那么设计基准标记会成为远距离视野的障碍。此外，对中心在 设计基准点周围的渐进屈光力眼镜片设置横轴(在〇至180度方向的轴)和纵轴(在90至270 度方向的轴）。因此，不能仅用一个对准基准标记来识别设计基准点。因此，在渐进屈光力眼 镜片上形成了向左和向右（在横轴方向上）距设计基准点等间距的两个对准基准标记。在 JIS标准(JIS T 7315)中定义了在渐进屈光力镜片上提供两个对准基准标记。
[0003] 按照惯例，通常使用称为半成品镜片的镜片，其中渐进屈光力眼镜片的物体侧表 面（凸面侧)是渐进表面而凸面侧是光学精加工的表面。因此，抛光夹具安装在半成品镜片 的凸面上，并且凹面被精加工以具有预期的表面形状。
[0004] 同时，经过了以上精加工处理并且两个表面都成为最终光学表面(在下文中，该眼 镜片也称为"毛边镜片"）的眼镜片经过镜片成形加工以最终装入眼镜框。为进行镜片成形 加工，使用眼镜片上的对准基准标记作为基准，在作为镜片成形加工的预加工的上盘加工 中将眼镜片成形加工镜片支架安装至眼镜片。具体地，确定镜片支架应该被安装在眼镜片 的凸面上的中心位置(在下文中，称为"支架安装中心位置"），并且镜片支架安装到所述支 架安装中心位置。那时，通过从眼镜片的凸面侧视觉识别(摄像)对准基准标记来确定支架 安装中心位置。此外，在此后的镜片成形加工过程中，已安装镜片支架的眼镜片被设置到镜 片成形加工装置，然后使用包括在镜片成形加工装置中的加工工具进行镜片成形加工(包 括磨边加工、镜片成形加工等等），从而完成已经过镜片成形加工的镜片。
[0005] 按照惯例，例如，已知在专利文献1中描述的技术作为利用对准基准标记来确定支 架安装中心位置的技术。这种常规技术通过使用两个摄像单元，从形成有对准基准标记的 镜片表面一侧对在眼镜片的一个镜片表面上形成的对准基准标记进行摄像来确定支架安 装中心位置。
[0006] 在先技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2005-316436号公报
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 此外，近年来，镜片两面均被抛光的、具有自由曲面设计的眼镜片已在售。与之一 起的，已经制造出在凹面而非凸面上形成有对准基准标记的眼镜片。
[0011] 同时，用于在镜片成形加工之前将镜片支架安装到眼镜片(毛边镜片）的上盘装置 具有如下规格，其中，从凸面一侧能够直接识别(摄像)附加在镜片凹面上的对准基准标记， 并且基于对准基准标记的位置确定支架安装中心位置。
[0012] 因此，在现有情况下，根据上盘装置的规格后续将标记添加到眼镜片的凸面侧。具 体地，操作者拿起眼镜片，将眼镜片保持在荧光灯等的上方，从凸面侧视觉识别附加在镜片 凹面上的对准基准标记，并根据对准基准标记的位置用标记物等在镜片的凸面设置标记。 之后，在上盘装置中，例如使用操作者设置的标记，假定左右标记的中间点是设计基准点， 并且基于该中间点确定支架安装中心位置并安装镜片支架。
[0013] 然而，这种技术中，标记位置由于视差、镜片屈光力等而具有偏差。即，当眼镜片被 标记时，由操作者观察到对准基准标记的方向每次或取决于操作者而稍有差别。如果这样， 则由操作者通过眼镜片实际识别的对准基准标记的位置与根据对准基准标记的位置所附 加的标记的位置有偏差。因此，镜片支架被安装在与镜片支架应该安装的位置有偏差的位 置。如果在镜片支架的安装位置产生这样的偏差，当将已经使用镜片支架经过镜片成形加 工的眼镜片装进眼镜框时，出现ro(瞳孔距离)偏差。
[0014] 作为避免所述ro出现偏差的方法，能够考虑在上盘装置中从凹面侧对附加在镜片 凹面上的对准基准标记进行摄像。但是，此方法不实用，原因如下。在眼镜片的生产现场，处 理极大量类型的镜片。因此，在其中操作者从大量类型的镜片中针对每个镜片利用对准基 准标记判断表面并根据类型使用不同的上盘装置的加工增加了操作者的负担，并且需要准 备比产品数量更多数量的装置。因此，上述方法并不实用。
[0015] 本发明的主要目标是提供能够将镜片成形加工镜片支架高度精确地安装至凹面 上形成有对准基准标记的眼镜片的凸面。
[0016] 问题的解决方案
[0017] 根据本发明的第一方面，提供了将镜片成形加工镜片支架安装到眼镜片的凸面的 上盘装置，所述眼镜片具有在凹面上形成的、用于识别远用部设计基准点的两个对准基准 标记，该上盘装置包括：
[0018] 支承单元，其被配置为以位置可调的方式支承眼镜片；
[0019] 摄像单元，其被配置为从眼镜片的凸面侧对由支承单元支承的眼镜片的对准基准 标记进行摄像；
[0020] 监视器，其被配置为显示图像；
[0021] 信息处理单元，其被配置为当由支承单元支承的眼镜片的姿态变为适合于安装镜 片支架的基准姿态时，利用眼镜片的相关信息获取由摄像单元摄像的对准基准标记的预期 摄像位置;和
[0022]显示控制单元，其被配置为在监视器上显示用于表示在信息处理单元中获取的预 期摄像位置的指示标记的图像和由摄像单元实际摄像的对准基准标记的图像。
[0023] 根据本发明的第二方面，提供了根据第一方面的上盘装置，其中，
[0024] 眼镜片的相关信息包括镜片支架将安装到的中心位置相对于相对于远用部设计 基准点的偏心量，和
[0025]根据偏心量，信息处理单元单独获取两个对准基准标记中的一个对准基准标记的 预期摄像位置和另一个对准基准标记的预期摄像位置。
[0026]根据本发明的第三方面，提供了根据第一或第二方面的上盘装置，其中，
[0027]支承单元通过从下方在三个点处承受眼镜片的凸面来支承眼镜片，和
[0028]当调整由支承单元支承的眼镜片的位置时，在监视器上显示指示标记的图像和对 准基准标记的图像。
[0029]根据本发明的第四方面，提供了根据第一至第三方面中任意方面的上盘装置，其 中，
[0030] 眼镜片的基准姿态是，在眼镜片的凸面中的、镜片支架将安装到的中心位置法向 量平行于摄像单元的光学系统的光轴并且两个对准基准标记变为水平时的状态，和
[0031] 当在监视器上将对准基准标记的图像的位置对准到指示标记的图像时，在支承单 元中的眼镜片的姿态变为基准姿态。
[0032] 根据本发明的第五方面，提供了眼镜片制造方法，所述方法包括使用如下部件将 镜片成形加工镜片支架安装至眼镜片的凸面的上盘过程:支承眼镜片的支承单元，所述眼 镜片具有在凹面上形成的、用于识别远用部设计基准点的两个对准基准标记;摄像单元，其 从眼镜片的凸面侧对由支承单元支承的眼镜片的对准基准标记进行摄像;和显示图像的监 视器，
[0033] 所述上盘过程包括：
[0034]使支承单元支承眼镜片的过程；
[0035] 当由支承单元支承的眼镜片的姿态变为适合于安装镜片支架的基准姿态时，利用 眼镜片的相关信息获取由摄像单元摄像的对准基准标记的预期摄像位置的过程；
[0036] 在监视器中显示表示预期摄像位置的指示标记的图像和由摄像单元实际摄像的 对准基准标记的图像的同时，将对准基准标记的图像的位置对准到指示标记的图像来进行 眼镜片的位置调整的过程;和
[0037]将镜片支架安装至已经过位置调整的眼镜片的凸面的过程。
[0038] 根据本发明的第六方面，提供了一种程序，所述程序用于当从眼镜片的凸面侧观 察到具有在凹面上形成的、用于识别远用部设计基准点的两个对准基准标记的眼镜片时， 使计算机执行识别观察到所述两个对准基准标记的位置的处理，所述程序使计算机执行以 下处理：
[0039] 步骤A，计算在支架安装中心位置为原点的坐标系中表示所述两个对准基准标记 的位置的坐标值，其中，支架安装中心位置作为用于将镜片成形加工镜片支架安装到眼镜 片的凸面的基准;和
[0040] 步骤B，通过光线追踪来获取穿过两个对准基准标记的位置的光线中的、穿过一个 对准基准标记的位置的光线和穿过另一个对准基准标记的位置的光线与眼镜片的凸面的 相交位置，其中所述位置由在坐标系中计算的坐标值表示。
[0041]根据本发明的第七方面，提供了根据第六方面的程序，其中，
[0042] 所述步骤A包括：
[0043]在与支架安装中心位置为原点的坐标系不同的坐标系中代入表示所述两个对准 基准标记的位置的坐标值的步骤，和
[0044] 对所述不同的坐标系执行坐标转换，使其转换到支架安装中心位置作为原点的坐 标系的步骤，和
[0045] 计算表示两个对准基准标记在坐标转换后的坐标系中的位置的坐标值。
[0046] 发明的有益效果
[0047] 根据本发明，镜片成形加工镜片支架能够高度精确地安装至在凹面形成有对准基 准标记的眼镜片的凸面。因此，能够精确进行所述眼镜片的镜片成形加工。
【附图说明】
[0048] 图1是根据本发明的一个实施例的上盘装置的示意性配置图；
[0049] 图2是用于描述根据本发明的一个实施例(No. 1)的上盘装置的机械配置的图。
[0050] 图3是用于描述根据本发明的一个实施例(No.2)的上盘装置的机械配置的图。
[0051] 图4是图示在镜片成形加工之前的眼镜片(毛边镜片）的配置的主视图。
[0052]图5是用于描述镜片成形加工镜片支架的配置的图。
[0053]图6是用于描述根据本发明的一个实施例的眼镜片制造方法的过程图；
[0054]图7是图示表示对准基准标记的预期摄像位置的指示标记被显示在监视器的屏幕 上的状态的图。
[0055] 图8是图示当由支承单元支承的眼镜片被摄像单元摄像时获取的眼镜片的图像 (包括对准基准标记的图像)被显示在监视器的屏幕上的状态的图。
[0056] 图9是图示对准基准标记的图像和指示标记的图像在监视器的屏幕上重叠的状态 的图。
[0057]图10是用于描述信息处理过程(No. 1)的具体处理内容的图。
[0058]图11是用于描述信息处理过程(No.2)的具体处理内容的图。
[0059]图12是用于描述信息处理过程(No.3)的具体处理内容的图。
[0060]图13是用于描述信息处理过程(No.4)的具体处理内容的图。
[0061]图14是用于描述信息处理过程(No.5)的具体处理内容的图。
[0062]图15是用于描述信息处理过程(No.6)的具体处理内容的图。
【具体实施方式】
[0063] 在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。
[0064] 在本发明的实施例中将按以下顺序描述。
[0065] 1.上盘装置的示意性配置
[0066] 2.上盘装置的机械配置
[0067] 3.眼镜片的配置
[0068] 4.镜片支架的配置
[0069] 5.眼镜片的制造方法
[0070] 6.根据实施例的效果
[0071] 7.修改
[0072] 〈1.上盘装置的示意性配置〉
[0073] 图1是根据本发明的一个实施例的上盘装置的示意性配置的图。
[0074] 所示的上盘装置1用于在镜片成形加工之前将镜片成形加工镜片支架安装到眼镜 片（毛边镜片）的凸面。上盘装置1大致包括支承眼镜片的支承单元2、对眼镜片进行摄像的 摄像单元3、显示图像的监视器4、在程序启动时进行信息处理的信息处理单元5和控制由监 视器4显示的图像的显示控制单元6。
[0075] 支承单元2以位置可调的方式支承眼镜片。具体地，支承单元2从下方三个点承受 眼镜片的凸面以支承眼镜片。在该支承状态中，眼镜片由于其自身重量而放置在支承单元2 上。因此，操作者能够通过轻微接触眼镜片调整(粗调或微调)镜片的位置。
[0076] 摄像单元3从眼镜片的凸面侧对由支承单元2支承的眼镜片上的对准基准标记进 行摄像。摄像单元3包括摄像机7和光学元件8。摄像机7由电荷親合器件(CCD)相机、互补金 属氧化物半导体(CMOS)相机等配置。光学元件8由镜片、反射镜、光阑等配置。应注意，作为 摄像光源，可以在上盘装置1中配备特殊光源，或者可以用安装在生产现场的天花板部分上 的照明装置(荧光灯等)代替。
[0077] 监视器4显示各个图像。监视器4能够由液晶监视器等配置。显示在监视器4上的图 像数据从显示控制单元6输入。然而，由摄像单元3摄像的图像能够直接从摄像单元3输入监 视器4而不通过显示控制单元6中继。
[0078]当由支承单元2支承的眼镜片的姿态变为适合于安装镜片的基准姿态（下文将详 细描述)时，信息处理单元5利用眼镜片的相关信息获取由摄像单元3摄像的对准基准标记 的预期摄像位置。将在下文描述信息处理单元5的具体处理内容。
[0079]显示控制单元6在监视器4上显示表示在信息处理单元5中获取的预期摄像位置的 指示标记的图像和由摄像单元3实际摄像的对准基准标记的图像。下文将描述标记是如何 具体地在监视器4的屏幕上显示的。
[0080] 〈2.上盘装置的机械配置〉
[0081] 图2和图3是用于描述根据本发明的一个实施例的上盘装置的机械配置的图。图2 图示了上盘装置的平面视图（包括E向视图），而图3图示了上盘装置的侧视图。
[0082] 所示的上盘装置1基于机架10配置。在上盘装置1中，支承单元2由设置在机架10的 上表面部分上的三个支承臂11配置。在各支承臂11的一端设置有支承销12。支承销12以垂 直直立以从机架10的上表面部分突出的状态布置。这些支承销12在三个点处承受眼镜片14 的凸面14a并支承眼镜片14。各支承销12以位于在平面视图中的直角三角形的顶点上的状 态布置。此外，各支承销12的上端在垂直方向上布置在相同的高度并且与眼镜片14接触的 部分以半球形的方式被做成圆的。
[0083] 同时，万向节类型的镜片夹紧机构15布置在支承单元2的上方。镜片夹紧机构15配 有三个夹紧销16。所述三个夹紧销16布置为处于以一一对应的关系面向上述三个支承销12 的状态中。镜片夹紧机构15利用三个夹紧销16从上方挤压由所述三个支承销12支承的眼镜 片14,从而将眼镜片14放在支承销12和夹紧销16之间并夹紧眼镜片14。
[0084] 镜片夹紧机构15包括设置为能够在垂直方向上移动的升降台17。升降台17被驱动 源(例如，马达，未示出）驱动而沿两个升降轴18上下移动。升降台17的下表面配置反射光的 反射表面19。反射表面19将从一对照明设备20发射的照明光向眼镜片14反射。图3中的虚线 表示照明光的光学路径。
[0085] 具有两个垂直轴的万向环(未示出）附接于升降台17,并且三个夹紧销16由万向环 支承。各夹紧销16由相应的弹性构件9提供能量而向下。升降台17通常向上缩回并当夹紧眼 镜片14时执行下降的操作。由操作者操作在机架10前面部分上设置的控制面板21上的按钮 来执行升降台17的下降操作。在升降台17向上缩回的状态中，在支承销12和夹紧销16之间 确保插入和移除眼镜片14所需的间隙G。
[0086] 摄像机7和光学元件8布置在机架10内部。摄像机7由例如CCD相机配置。光学元件8 由例如全反射镜配置。摄像机7水平地附接于机架10的上板部分。摄像机7对眼镜片14在光 学元件8处反射的光学图像(包括对准基准标记)进行摄像。光学元件8的反射表面以相对于 摄像机7的光轴倾斜45度的方式布置。应注意，配置摄像单元3的光学系统的光学元件的数 量可以是两个或多个。此外，相机和光学元件可以整体配置。
[0087] 〈3.眼镜片的配置〉
[0088] 图4是图示在镜片成形加工之前的眼镜片(毛边镜片）的配置的主视图。
[0089] 所示的眼镜片14是作为非球面镜片中的一种的渐进屈光力镜片。眼镜片14具有两 个对准基准标记23,用于识别在JIS标准(JIS T 7330)中定义的设计基准点(远用部设计基 准点）22。该眼镜片14是渐进屈光力镜片，其中凸面14a是球面而凹面14b是非球面的（渐进 表面）。因此，对准基准标记23在眼镜片14的、能够通过抛光处理加工成具有预期的非球面 形状的凹面14b上形成。
[0090] 各对准基准标记23附加在距设计基准点22向左和向右(在横轴方向）相同距离的 位置。因此，在眼镜片14中，能够将在穿过两个对准基准标记23的中心（当对准基准标记是 如图4所示的圆形时，则为圆心）的水平基准线24上的、两个对准基准标记23之间的中点定 义为设计基准点22。
[0091]当对准基准标记23附加到渐进屈光力镜片时，在JIS标准(JIS T7315)中要求对准 基准标记23"以不容易消失的方式显示"。此外，在镜片成形加工完成的阶段中对准基准标 记23仍保留在眼镜片上，并且因此对准基准标记23以外观上不突出的方式(例如，通过激光 刻印标记的方法)附加。因此，对准基准标记23也称为"隐藏标记"。应注意，除对准基准标记 23外，称为隐藏标记的标记包括以类似的方法附加在眼镜片上的其他标记（显示制造商名 称、镜片型号和屈光力的标记）。
[0092] 应注意，在图4中，除两个对准基准标记23外，还图示了表示用于测量远用度数的 部分的标记、表示用于测量近用度数的部分的标记、表示眼睛远用点的标记等。然而，仅包 括对准基准标记23的隐藏标记附加在实际的眼镜片14。
[0093] 〈4.镜片支架的配置〉
[0094]图5A和5B是用于描述镜片成形加工镜片支架的配置的图。
[0095]所示的镜片支架25用于将眼镜片14设置到镜片成形加工装置(未图示）。镜片支架 25的主体由诸如不锈钢之类的金属或树脂配置。此外，镜片支架25形成为具有颚的圆柱形 以符合镜片成形加工装置的规格。镜片支架25的一个端面形成为与眼镜片14的凸面14a对 应的凹面形状，并且所述凹面被密封构件26粘到眼镜片14上。使用具有足够弹性的双面胶 片作为密封构件26。
[0096]此处，将描述眼镜片14的基准姿态。当利用上盘装置1将镜片支架25安装至眼镜片 14的凸面14a时，眼镜片14的基准姿态指的是当由支承单元2支承的眼镜片14的姿态变为适 合于安装镜片支架25的状态时的姿态。更具体地，眼镜片14的基准姿态指的是这样的状态， 其中，在眼镜片14的凸面14a上，镜片支架25所应该安装到的中心位置(支架安装中心位置） 的法向量平行于摄像单元3的光学系统的光轴，并且两个对准基准标记23为水平状态(各对 准基准标记23的Y坐标值相等）。在本实施例中，在眼镜片14由支承单元2支承的状态下，当 眼镜片14的支架安装中心位置在垂直方向直接朝向下时的姿态为眼镜片14的基准姿态。上 盘装置1被配置为使得当对准基准标记23的图像的位置对准到下述显示在监视器4上的指 示标记27的图像时，在支承单元2中的眼镜片14的姿态变为基准姿态。
[0097] 〈5.眼镜片制造方法〉
[0098] 接下来，将描述根据本发明的一个实施例的眼镜片制造方法。
[0099] 根据本发明的一个实施例的眼镜片制造方法包括使用支承单元2、摄像单元3和监 视器4将镜片成形加工镜片支架安装到眼镜片14的凸面14a的上盘过程。在该上盘过程中， 镜片成形加工镜片支架25根据图6所示的流程(过程)被安装到眼镜片14的凸面14a。下文中 将给出具体描述。
[0100] (支承过程:SI)
[0101] 首先，由支承单元2支承眼镜片14。具体地，将眼镜片14布置在三个支承销12上。这 时，眼镜片14的凸面14a朝向下。相应地，眼镜片14变成在其中凸面14a与三个支承销12接触 的状态，即眼镜片14在三个点处被支承。该过程可以由操作者手动执行或者可以使用镜片 供给装置(未示出）自动执行。
[0102] (信息处理过程:S2)
[0103] 接下来，利用眼镜片14的相关信息获取在由支承单元2支承的眼镜片14的姿态变 为适合于安装镜片支架25的基准姿态时，由摄像单元3摄像的对准基准标记23的预期摄像 位置。该过程由信息处理单元5执行。具体地，信息处理单元5利用眼镜片14的相关信息，通 过执行识别对准基准标记的处理、光线追踪处理等获取对准基准标记23的预期摄像位置。 该处理的处理内容将在下面描述。
[0104] (镜片位置调整过程:S3)
[0105]接下来，在监视器4上显示表示预期摄像位置的指示标记的图像和由摄像单元3实 际摄像的对准基准标记23的图像的同时，将所述对准基准标记23的图像的位置对准到所述 指示标记的图像来进行眼镜片14的位置调整。
[0106] 图7是图示表示对准基准标记的预期摄像位置的指示标记被显示在监视器的屏幕 上的状态的图。所示的指示标记27以虚线十字形标记显示在监视器4的屏幕上。指示标记27 表示当由支承单元2支承的眼镜片14的姿态变为基准姿态时，由摄像单元3摄像的对准基准 标记23的预期摄像位置。这些预期摄像位置实际上表明当由支承单元2支承的、处于基准姿 态的眼镜片14被摄像机7摄像时，能够从摄像机7观察到对准基准标记23的位置，即，在基准 姿态下对准基准标记23应该布置到的位置。由显示控制单元6基于由信息处理单元5获取的 对准基准标记23的预期摄像位置、摄像单元3的摄像放大率等确定指示标记27在监视器4的 屏幕上的显示位置。指示标记27的形状可以是任意形状，只要该形状能够唯一地识别对准 基准标记在监视器4的屏幕上的预期摄像位置即可。此外，在图7中，在将镜片成形加工应用 于眼镜片14后，预期形成镜片外形的预期外轮廓线29与指示标记27-起显示。
[0107] 图8是图示当由支承单元支承的眼镜片被摄像单元摄像时所获取的眼镜片14的图 像(包括对准基准标记23的图像）与指示标记27等一起显示在监视器4的屏幕上的状态的 图。
[0108] 在其中在支承过程Sl中将眼镜片14布置在支承单元2上的阶段中，不进行严格定 位，并因此眼镜片14以不同于基准姿态的姿态被支承。因此，由摄像单元3摄像的眼镜片14 的图像数据被显示控制单元6获取并显示在监视器4上，指示标记27的图像和对准基准标记 23的图像偏离，如图8所示。
[0109] 在这种情况下，操作者轻微碰触由支承单元2支承的眼镜片14的边缘并轻微改变 位置(姿态）。如果这样，在监视器4的屏幕上显示的对准基准标记23的图像就根据眼镜片14 的移动而移位。那时，操作者在观察在监视器4的屏幕上显示的指示标记27的图像和对准基 准标记23的图像的同时，通过调整(稍微调整)眼镜片14的位置而将对准基准标记23的图像 的位置对准到指示标记27的位置。因此，如图9所示，对准基准标记23的图像和指示标记27 的图像在监视器4的屏幕上重叠。这时，在支承单元2中，眼镜片14以基准姿态被支承。
[0110] (支架附接过程S4)
[0111] 接下来，镜片支架25被附接至已经经过位置调整的眼镜片14的凸面14a。镜片支架 25的附接由上盘装置1利用设置在控制面板21上的预设按钮的按压操作而自动执行。下面 将描述上盘装置1那时的操作流程。
[0112] 首先，升降台17在镜片夹紧机构15的驱动下开始下降操作。随之，在三个夹紧销16 接触眼镜片14的凹面14b并且通过弹性构件9的激励力获取足够的接触压力的状态下，升降 台17的下降操作停止。因此，眼镜片14在保持以基准姿态被三个支承销12支承时受到由三 个夹紧销16施加的接触压力而被夹紧。
[0113] 接着，支承单元2和镜片夹紧机构15在夹紧眼镜片14的同时开始在水平方向上移 动。然后，在眼镜片14到达在目标点伫立的镜片支架25直接上方的状态下，支承单元2和镜 片夹紧机构15停止移动。这时，上盘装置1的单元之间的位置关系被提前调整，使得眼镜片 14的支架安装中心位置布置在镜片支架25的中心轴上。
[0114] 接着，包括在上盘装置1中的支架保持机构(未图示)上升。在保持具有密封构件26 的镜片支架25面朝上的同时，支架保持机构上升。因此，镜片支架25利用密封构件26附到眼 镜片14的凸面14a。接着，支架保持机构取消镜片支架25的保持状态并随后下降至原始位 置。同时，镜片夹紧机构15上升至其原始高度以从眼镜片14缩回。在这个状态下，操作者从 支承单元2取出眼镜片14。因此，获得安装有镜片支架25的眼镜片14。随后，支承单元2和镜 片夹紧机构15水平移动至原始位置。
[0115]与镜片支架25的附接有关的上盘装置1的操作结束。
[0116] 在一系列的上盘过程完成后，在接下来的镜片成形加工过程中进行眼镜片14的镜 片成形加工。在镜片成形加工过程中，镜片支架25所安装到的眼镜片14被设置到镜片成形 加工装置，并且进行镜片成形加工。
[0117] (信息处理过程的处理内容）
[0118] 接下来，将描述信息处理过程S2的处理内容。
[0119] 通常，在非球面类型的眼镜片的镜片设计程序中，使用坐标系（坐标空间）设置对 准基准标记的位置、设计基准点和支架安装中心位置之间的位置关系、镜片凸面的曲率半 径、镜片折射率等，在所述坐标系中，不同于眼镜片的支架安装中心位置的位置，例如，穿过 眼镜片的设计基准点的光轴与眼镜片的凸面相交的位置(在下文中该位置称为"凸面侧基 准点"）作为原点。
[0120]因此，在信息处理过程S2中，为获取对准基准标记23的预期摄像位置，在镜片凸面 侧具有球面表面而凹面侧具有渐进表面的情况下，使用以下参数作为眼镜片的相关信息的 示例：
[0121 ] (a)当凸面侧基准点直接朝向下时对准基准标记的X坐标值，
[0122] (b)当凸面侧基准点直接朝向下时对准基准标记的Y坐标值，
[0123] (c)当凸面侧基准点直接朝向下时对准基准标记的Z坐标值，
[0124] (d)从凸面侧基准点观察时支架安装中心位置的X坐标值，
[0125] (e)从凸面侧基准点观察时支架安装中心位置的Y坐标值，
[0126] (f)眼镜片的凸面的弯曲程度(dpt)或曲率半径，和
[0127] (g)眼镜片的折射率。
[0128] 在这些参数之中，对于参数(a)至(C)，通过比布局计算更高程度的定制计算程序 从关于规定的屈光力和预期产品（眼镜片）的框架的数据(形状和布局)获取镜片的布局(所 需的光学中心的偏心量），并且根据镜片的表面形状数据通过用于实际设计镜片的计算程 序确定三维坐标。此外，对于参数(d)和(e)，通过包括计算预期摄像位置的布局计算来提前 计算设计基准点和具体的支架安装中心位置之间的位置关系。根据产品和通过定制的计算 程序规定的屈光力确定参数(f)。根据产品（眼镜片的屈光力等）确定参数(g)。参数(f)和 (g)保存在数据库中并在计算预期摄像位置时传递至信息处理单元5。
[0129] 信息处理单元5由包括诸如存储器(例如，中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM) 和随机存储器(RAM))、输入装置和输出装置之类的硬件资源来配置。信息处理单元5随后使 用硬件资源将存储在ROM中的程序读入RAM并执行该程序，从而执行识别对准基准标记23的 预期摄像位置的处理。具体地，信息处理单元5执行识别当利用摄像机7从凸面14a侧观察眼 镜片14时，两个对准基准标记23能够从摄像机7实际观察到位置的处理。在下文将描述具体 的处理内容。
[0130](识别对准基准标记位置的处理:S21)
[0131] 首先，在信息处理过程S2中，执行识别对准基准标记位置的处理S21。在该处理中， 在代入参数后执行坐标转换，从而识别对准基准标记23的位置。下文中将给出具体描述。
[0132] 首先，信息处理单元5代入参数。可以通过由输入装置进行的数据输入来执行或通 过使用网络的数据传送(例如，从数据库读出）来执行在信息处理单元5中的参数的代入。
[0133] 接着，信息处理单元5根据眼镜片14以基准姿态被支承的状态执行坐标转换。
[0134] 在根据本实施例的上盘装置1中，如上所述，当眼镜片14被三个支承销12支承时， 当眼镜片14的支架安装中心位置直接朝向下时(在垂直方向的下方）的姿态被用作基准姿 态。但是，"眼镜片14的基准姿态"可以基于上盘装置的规格变化。因此，当支架安装中心位 置直接朝向下时的姿态不一定是基准姿态。
[0135] 相反，在镜片设计程序中，使用以当眼镜片14的凸面侧面基准点直接朝向下时的 凸面侧基准点为原点的坐标系，具体地，以凸面侧基准点为原点并且以穿过原点的眼镜片 的光轴为Z轴，并且以在原点处相对于Z轴垂直的两个轴为X轴(横轴)和Y轴(纵轴）的三维坐 标系来设置对准基准标记等的位置。
[0136] 在这种情况下，在眼镜片14的凸面侧基准点直接朝向下的姿态和支架安装中心位 置直接朝向下时的姿态之间，对准基准标记23在特定坐标系中的坐标值不同。因此，信息处 理单元5进行从眼镜片14的凸面侧基准点为原点的坐标系到眼镜片14的支架安装中心位置 为原点的坐标系的坐标转换。之后，在坐标转换后的坐标系中确定对准基准标记23的位置。 下文中将具体描述。
[0137] 首先，如图IOA所示，在眼镜片14的凸面侧基准点为原点0的坐标系（在下文称为 "坐标系Γ)中计算从原点〇观察的支架安装中心位置31的方向（Q 1)。支架安装中心位置31 的方向表示从原点〇观察的支架安装中心位置31的方向。此处，从由连接原点0和支架安装 中心位置31的虚拟直线和X轴构成的角0:确定支架安装中心位置31的方向。此外，计算原点 〇和支架安装中心位置31之间的距离η。该距离^用在后处理中。此处计算中使用参数(a)至 (e) 〇
[0138] 接下来，如图IOB所示，进行坐标转换使得X轴在XY坐标平面(下文中，经该坐标转 换后的坐标系称为"坐标系2"）上穿过支架安装中心位置31。坐标转换通过使X轴和Y轴与支 架安装中心位置31的相对位置绕原点0为中心旋转角度0 1。这时，在坐标系1中的对准基准 标记23的坐标中的一个和坐标系2中的对准基准标记23的位置的关系满足下列数学公式1:
[0139] [数学公式1]
[0140] 对准基准标记23在坐标系1中的一个坐标(X1，yi，Z1)和对准基准标记23在坐标系2 中的位置(X1 '，yi '，Z1 '）的关系满足：
[0141 ] X7 i = xi X cos(-9i)-yi X sin(-Bi)
[0142] y7 ι = χι X sin(-9i)-yi X cos(-Bi)
[0143] z7 ι = ζι
[0144] 接着，进行坐标转换使得支架安装中心位置31变为在支承元件2中直接朝向下的 姿态(基准姿态）（在下文中，经过该坐标转换的坐标系称为"坐标系3"）。具体地，如图IlA所 示，使用眼镜片14的凸面14a的曲率半径（R)和在预处理中计算的距离(η)通过以下公式 (1)获取旋转角θ 2,并且使用该旋转角θ2进行坐标转换。在该坐标转换中使用参数(f)。
[0145] 02 = sin_1(ri/R). . . (I)
[0146] 图IlB图示了坐标转换后的状态。在该状态下，根据支架安装中心位置31为原点0 的三维坐标确定两个对准基准标记23的位置(坐标值）。这时，在坐标系3中的对准基准标记 23的位置满足以下数学公式2:
[0147] [数学公式2]
[0148] 在坐标系3中对准基准标记23的位置^〃，71〃，21〃)满足：
[0149] X77I = X71X 003(-62) + (27 l-R) X sin(-02)
[0150] y〃i = y'i
[0151 ] Z77I = -X71X 3111(-02) + (27 i-R) X cos(-02)+R
[0152] 这时，支架安装中心位置31处于直接朝向下的姿态。但是，X轴和Y轴相对坐标系I 旋转。因此，X轴和Y轴以原点0'为中心旋转角度-θι以与坐标系1(下文中，旋转后的坐标系 称为"坐标系4"）的X轴和Y轴重合。这时，在坐标系4中的对准基准标记23的位置满足以下数 学公式3,并且这些位置为将获取的对准基准标记位置。
[0153] [数学公式3]
[0154] 在坐标系4中的对准基准标记23的位置(X1" '，yi" '，Z1" '）满足：
[0155] X7 77I = X77I X cosBi-y77! X sinBi
[0156] y〃' ι = χ〃ι X sin9i_y〃:L X cos9i
[0157] z"、= z"i
[0158] 注意，不一定需要坐标转换的过程。具体地，当支架安装中心位置31直接朝向下时 由镜片设计程序计算对准基准标记23的位置(X，Y和Z的坐标值)时，并且计算结果能够作为 参数时，能够利用在基准姿态下的参数识别对准基准标记23的位置。因此，坐标转换是不必 要的。
[0159] (光线追踪处理:S22)
[0160] 接下来，信息处理单元5进行光线追踪处理S22。在该处理中，当用摄像机7从眼镜 片14的凸面14a观察已通过坐标转换识别的两个对准基准标记23时，通过光线追踪计算观 察到对准基准标记23的位置。在该计算中使用上述参数(f)和(g)。那时，对准基准标记23的 由摄像机7摄像的位置受眼镜片14的屈光力影响。因此，在通过光线追踪的计算中，需将眼 镜片14的屈光力考虑在内。下文中将具体描述。应注意，在本实施例中，摄像机7通过光学元 件(反射镜)8对眼镜片14进行摄像。然而，此处为便于描述，假设摄像机7在Z轴方向面向眼 镜片14的凸面14a，如图12所示。
[0161] 首先，在上盘装置1中，当用摄像机7对眼镜片14进行摄像时，光线从眼镜片14的凹 面14b进入，并且光线穿过眼镜片14到达摄像机7。因此，在通过光线追踪的计算中，需要获 取在穿过眼镜片14到达摄像机7的光线之中的、穿过(进入)各对准基准标记23的光线（由图 12中的附图标记LB图示的）与凸面14a相交的位置(光线的出射位置）。然而，为计算的目的， 平行于Z轴的光线进入眼镜片14的凸面14a，并且计算光线穿过对准基准标记23的位置作为 "光线高度"，是更简单的计算。因此，为计算的目的，虚拟假设平行于Z轴的光线LBv(下文 中，称为"虚拟光线"），如图13所示，并且利用牛顿法获取光线穿过(进入)对准基准标记23 的光线高度h。具体地，获取虚拟光线和眼镜片14的凸面14a的交点，获取凸面14a在交点处 的法向量并使用斯涅尔定律计算虚拟光线的出射方向。同时，连接虚拟光线与眼镜片14的 凸面14a的交点和对准基准标记23的向量是虚拟光线的预期出射方向。因此，光线高度h被 修正为出射方向〇之间的差值，并且收敛的结果是将获取的光线高度h。光线高度的修正量 A h能够由以下公式表达：
[0162] Ah = -f(f)/f'(h)
[0163] 其中，f(h)表示虚拟光线的出射方向和连接虚拟光线与眼镜片14的凸面14a的交 点和对准基准标记23的向量的方向之间的差。图13所示的Z轴对应于摄像单元3的光学系统 的光轴，其与眼镜片14的凸面14a和凹面14b相交，并且V轴对应于当在Z轴方向观察眼镜片 14时存在对准基准标记23的方向。即，V轴是表示当从作为在XY坐标平面上的坐标原点的支 架安装中心位置31观察时，存在对准基准标记23的方向。至于虚拟光线LBv的初始位置，该 初始位置可以被设为例如高度(ho)，该高度(ho)与在支架安装中心位置31为原点的坐标系 中所确定的对准基准标记23的位置一致。
[0164] 接着，如图14所示，在以支架安装中心位置31为坐标原点0的三维坐标空间的XY坐 标平面上，通过计算获取穿过对准基准标记23的中心位置的光线LB的位置(换言之，进入对 准基准标记23所附加到的凹面14b的部分的光线LB的位置）。具体地，基于在光线追踪中获 取的光线LB的高度h和当从支架安装中心位置31观察时对准基准标记23的方向（θ3)，通过 以下公式(2)获取对准基准标记23在XY坐标平面上的的坐标值(X，y):
[0165] (x,y) = (hcos03,hsin03). . .(2)
[0166] 当支架安装中心位置31直接朝向下并且眼镜片14被支承单元2支承时，如上所述 获取的对准基准标记23的坐标值(x，y)成为表示由摄像机7摄像的对准基准标记23的预期 摄像位置32(见图14)的坐标值。预期为每个对准基准标记23获取以坐标值表示的预期摄像 位置。具体地，预期根据支架安装中心位置31相对于设计基准点22的偏心量J(见图15)单独 地获取两个对准基准标记23中的一个对准基准标记23的预期摄像位置和另一个对准基准 标记23的预期摄像位置。原因是，由于存在偏心量J，穿过各个对准基准标记23的光线之间 的位置关系不是对称的。下文中将具体描述。
[0167] 首先，如果支架安装中心位置31相对于设计基准点22是偏心的，则从Z轴到一个对 准基准标记23的距离和从Z轴到另一个对准基准标记23的距离在支架安装中心位置31为原 点0的坐标系中是不同的。此外，如果存在上述偏心，眼镜片14在以支架安装中心位置31为 原点0的坐标系中是整体倾斜的。因此，当使用XY坐标平面作为基准观察凹面14b的倾角时， 一个对准基准标记23所附加到的部分的凹面14b的倾角和另一个对准基准标记23所附加到 的部分的凹面Hb的倾角不同。因此，在XY坐标平面上(见图12)，穿过一个对准基准标记23 的光线受眼镜片14的折射的影响而移位的移位量△ 1与穿过另一个对准基准标记23的光线 受眼镜片14的折射的影响而移位的移位量△ 2不同。
[0168] 结果是，穿过各自对准基准标记23的光线的位置关系相对于Z轴不对称。在那种情 况下，通过对用于对准基准标记23中的每个的光线追踪进行计算能够根据偏心量单独获取 各个对准基准标记23的预期摄像位置。相应地，即使在眼镜片14的凹面14b相对于以支架安 装中心位置31为原点0的XY坐标平面具有倾角的情况下，通过考虑眼镜片14的折射的影响 也能够精确获取各个对准基准标记23的预期摄像位置。
[0169] 〈6.根据实施例的效果〉
[0170] 根据本发明的实施例，由摄像机7从凸面14a侧对在其凹面14b上形成有对准基准 标记23的眼镜片14。因此，能够在不产生由于视差等造成的位置偏差的情况下准确确定对 准基准标记23的位置。此外，获取当由支承单元2支承的眼镜片14的姿态变为基准姿态时的 对准基准标记23的预期摄像位置，并且该预期摄像位置作为指示标记27显示在监视器4的 屏幕上。因此，能够使用指示标记27简单且高度精确地调整眼镜片14的位置。具体地，指示 标记27的图像和对准基准标记23的图像简单地定位在监视器4的屏幕上，从而能够将眼镜 片14的姿态设置成基准姿态。
[0171]因此，能够将镜片摄像处理镜片支架25高度精确地安装至在其凹面14b上形成有 对准基准标记23的眼镜片14的凸面14a。
[0172]在考虑和不考虑由于眼镜片的姿态导致的屈光力的影响的情况下，在由HOYA公司 制造的塑料镜片(FD174)的屈光力、偏心量等被改变的四个样品中，已实际计算在XY坐标平 面上产生的支架安装中心位置的误差(PD偏差）。之后，获取了在下面表1中示出的结果。在 表1中，在样品数量的右侧描述的"R"表示右眼镜片而"L"表示左眼镜片。此外，屈光力的单 位为屈光度而偏心量和误差的单位为晕米(mm)。此外，偏心量的值被表述为使得当支架安 装中心位置相对于设计基准点向内（向鼻子一侧)偏心时的值为负值。
[0173]表1
[0175] 如从表1中所观察的，X方向上的最大误差（绝对值)是0.20mm且X方向上的最小误 差为0.04mm，Y方向上的最大误差(绝对值)为0.10mm且Y方向上的最小误差为0.02mm。这些 误差基于诸如镜片的屈光力和偏心量及散光轴的方向的规定值而改变。根据本实施例，能 够将镜片支架25安装至眼镜片14的凸面14a，并且，能够在不产生这种误差的情况下进行眼 镜片14的镜片成形加工。
[0176] 〈7.修改〉
[0177] 本发明的技术范围不限于以上描述的实施例，并且包括在能够实现由本发明的配 置元素及其组合所获取的具体效果的范围内进行的各种改变和改进。
[0178] 例如，在以上实施例中，已经描述了镜片支架被安装至渐进屈光力眼镜片的情况。 然而，本发明能够广泛应用于在眼镜片的凹面附加有两个对准基准标记的情况下将镜片支 架安装至眼镜片的凸面的情况。因此，本发明能够应用于镜片支架安装于不同于渐进屈光 力眼镜片的非球面镜片、球面镜片等的情况。此外，在渐进屈光力眼镜片的情况下，该渐进 屈光力眼镜片能够是仅凹面是渐进表面的类型、或仅凸面是渐进表面的类型、或凹面和凸 面两者均为渐进表面的类型。此外，本发明能够应用于使用图像处理装置等检测对准基准 标记并自动安装镜片支架的自动上盘机。
[0179] 此外，能够先执行被包括在上盘过程中的支承过程S 1或者信息处理过程S2,只要 在镜片位置调整过程S3之前执行即可。
[0180] 附图标记列表
[0181] 1 上盘装置
[0182] 2 支承单元
[0183] 3 摄像单元
[0184] 4 监视器
[0185] 5 信息处理单元
[0186] 6 显示控制单元
[0187] 7 摄像机
[0188] 8 光学元件
[0189] 14眼镜片
[0190] 14a 凸面
[0191] 14b 凹面
[0192] 22设计基准点(远用部设计基准点）
[0193] 23对准基准标记
[0194] 25镜片支架
[0195] 27 指示标记
[0196] 31支架安装中心位置
[0197] 32预期摄像位置
【主权项】
1. 一种将镜片成形加工镜片支架安装到眼镜片的凸面的上盘装置，所述眼镜片具有在 凹面上形成的、用于识别远用部设计基准点的两个对准基准标记，其特征在于，所述上盘装 置包括： 支承单元，其被配置为以位置可调的方式支承所述眼镜片； 摄像单元，其被配置为从所述眼镜片的凸面侧对由所述支承单元支承的眼镜片的对准 基准标记进行摄像； 监视器，其被配置为显示图像； 信息处理单元，其被配置为当由所述支承单元支承的眼镜片的姿态变为适合于安装所 述镜片支架的基准姿态时，利用眼镜片的相关信息获取由所述摄像单元摄像的对准基准标 记的预期摄像位置;和 显示控制单元，其被配置为在所述监视器上显示用于表示所述信息处理单元中获取的 预期摄像位置的指示标记的图像和由所述摄像单元实际摄像的对准基准标记的图像。2. 根据权利要求1所述的上盘装置，其特征在于， 所述眼镜片的相关信息包括所述镜片支架将安装到的中心位置相对于所述远用部设 计基准点的偏心量，和 根据所述偏心量，所述信息处理单元单独获取所述两个对准基准标记中的一个对准基 准标记的预期摄像位置和另一个对准基准标记的预期摄像位置。3. 根据权利要求1或2所述的上盘装置，其特征在于， 所述支承单元通过从下方在三个点处承受所述眼镜片的凸面来支承所述眼镜片，和 当调整由所述支承单元支承的眼镜片的位置时，在所述监视器上显示所述指示标记的 图像以及对准基准标记的图像。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的上盘装置，其特征在于， 所述眼镜片的基准姿态是:所述眼镜片的凸面中的、所述镜片支架将安装到的中心位 置的法向量变得平行于所述摄像单元的光学系统的光轴并且所述两个对准基准标记变为 水平时的状态，和 当在所述监视器上对准基准标记的图像的位置对准到所述指示标记的图像时，眼镜片 在所述支承单元中的姿态变为所述基准姿态。5. -种眼镜片的制造方法，所述方法包括使用如下部件将镜片成形加工镜片支架安装 至眼镜片的凸面的上盘过程:支承眼镜片的支承单元，所述眼镜片具有在凹面上形成的、用 于识别远用部设计基准点的两个对准基准标记;摄像单元，其从所述眼镜片的凸面侧对由 所述支承单元支承的眼镜片的所述对准基准标记进行摄像;和显示图像的监视器， 其特征在于，所述上盘过程包括： 使所述支承单元支承眼镜片的过程； 当由所述支承单元支承的眼镜片的姿态变为适合于安装所述镜片支架的基准姿态时， 利用眼镜片的相关信息获取由所述摄像单元摄像的对准基准标记的预期摄像位置的过程； 在所述监视器中显示表示所述预期摄像位置的指示标记的图像和由所述摄像单元实 际摄像的所述对准基准标记的图像的同时，将所述对准基准标记的图像的位置对准到所述 指示标记的图像来进行所述眼镜片的位置调整的过程;和 将所述镜片支架安装至已经过位置调整的眼镜片的凸面的过程。6. -种程序，所述程序用于当从眼镜片的凸面侧观察到具有在凹面上形成的、用于识 别远用部设计基准点的两个对准基准标记的眼镜片时，使计算机执行识别观察到所述两个 对准基准标记的位置的处理， 其特征在于，所述程序使计算机执行以下处理： 步骤A，计算在支架安装中心位置为原点的坐标系中表示所述两个对准基准标记的位 置的坐标值，其中，所述支架安装中心位置作为用于将镜片成形加工镜片支架安装到所述 眼镜片的凸面的基准;和 步骤B，通过光线追踪来获取穿过所述两个对准基准标记的位置的光线中的、穿过一个 对准基准标记的位置的光线和穿过另一个对准基准标记的位置的光线与所述眼镜片的凸 面的相交位置，其中所述位置由在所述坐标系中计算的坐标值表示。7. 根据权利要求6所述的程序，其特征在于， 所述步骤A包括： 在与所述支架安装中心位置为原点的坐标系不同的坐标系中代入表示所述两个对准 基准标记的位置的坐标值的步骤，和 对所述不同的坐标系执行坐标转换，使其转换到所述支架安装中心位置作为原点的坐 标系的步骤，和 计算表示所述两个对准基准标记在坐标转换后的坐标系中的位置的坐标值。
【文档编号】B24B9/14GK106062617SQ201480070926
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年12月25日
【发明人】大丸孝司, 西村英敏, 田中孝雄
【申请人】豪雅镜片泰国有限公司