特許ウォッチ

公開番号2024042786
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-29
出願番号2022147620
出願日2022-09-16
発明の名称眼鏡レンズの隠しマークの検出システム及び検出方法
出願人東海光学株式会社
代理人個人
主分類G02C 13/00 20060101AFI20240322BHJP(光学)
要約【課題】使用者の視認に影響のないように眼鏡レンズに描かれた隠しマークを検出するための検出システム及び検出方法を提供すること。
【解決手段】隠しマークが施された眼鏡レンズ11のレンズ面に対向する一方に配置されるモニター画面13aと、眼鏡レンズ11のレンズ面に対向する他方に配置されるデジタルカメラ12とを備え、モニター画面13aはコントラストを有し、コントラストはレンズ面を横切る方向に移動するように構成され、コントラストの移動に伴って複数の画像をデジタルカメラ12によってレンズ面を通して撮像し、得られた複数の画像データについて画素ごとに輝度に応じた複数の画素値を得るようにし、画素ごとに得られた複数の画素値についてコントラストの明部と暗部に対応した画素値以外の画素値を平均化して得られた画素値に基づいて隠しマークを表示させるようにした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
隠しマークが施された眼鏡レンズのレンズ面に対向する一方に配置される撮像対象と、前記眼鏡レンズの前記レンズ面に対向する他方に配置される撮像装置とを備え、
前記撮像対象はコントラストを有し、前記レンズ面を横切る方向に前記コントラストが移動するように構成され、
前記コントラストの移動に伴って複数の画像を前記撮像手段によって前記レンズ面を通して撮像し、得られた複数の画像データについて画素ごとに輝度に応じた複数の画素値を得るようにし、
画素ごとに得られた複数の画素値について前記コントラストの明部と暗部に対応した画素値以外の画素値を平均化して得られた画素値に基づいて隠しマークを表示させるようにしたことを特徴とする眼鏡レンズの隠しマークの検出システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記撮像装置は前記撮像対象の移動する前記コントラストが一旦停止するタイミングで前記画像を撮像することを特徴とする請求項１に記載の眼鏡レンズの隠しマークの検出システム。
【請求項３】
前記撮像装置は前記レンズに焦点を合わせるように撮像することを特徴とする請求項１に記載の眼鏡レンズの隠しマークの検出システム。
【請求項４】
前記撮像対象は表示装置のモニター画面であって、前記モニター画面に前記コントラストが移動する画像が表示されることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の眼鏡レンズの隠しマークの検出システム。
【請求項５】
前記隠しマークの位置は表示装置のモニター画面上に表示されることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の眼鏡レンズの隠しマークの検出システム。
【請求項６】
前記撮像装置はテレセントリックレンズを光学系として備えていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の眼鏡レンズの隠しマークの検出システム。
【請求項７】
隠しマークが施された眼鏡レンズのレンズ面を挟んだ位置に撮像対象と撮像手段とをそれぞれ配置し、コントラストを有する前記撮像対象の前記コントラストを前記レンズ面を横切る方向に移動させ、
前記コントラストの移動に伴って複数の画像を前記撮像手段によって前記レンズ面を通して撮像し、得られた複数の画像データについて画素ごとに輝度に応じた複数の画素値を得るようにし、
画素ごとに得られた複数の画素値について前記コントラストの明部と暗部に対応した画素値以外の画素値を平均化して得られた画素値に基づいて隠しマークを表示させるようにしたことを特徴とする眼鏡レンズの隠しマークの検出方法。
【請求項８】
前記撮像手段は前記撮像対象の移動する前記コントラストが一旦停止するタイミングで前記画像を撮像することを特徴とする請求項７に記載の眼鏡レンズの隠しマークの検出方法。
【請求項９】
前記撮像手段は前記眼鏡レンズに焦点を合わせるように撮像することを特徴とする請求項７に記載の眼鏡レンズの隠しマークの検出方法。
【請求項１０】
画素ごとに得られた複数の画素値について前記コントラストの明部に対応した画素値をカットするようにしたことを特徴とする請求項７に記載の眼鏡レンズの隠しマークの検出方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の視認に影響のないように眼鏡レンズに描かれた隠しマークを検出するための検出システム及び検出方法等に関するものである。
続きを表示（約 6,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来よりＪＩＳ規格に従って眼鏡レンズのレンズ面には、例えば、レンズのメーカーや種類の情報、アライメント基準マーク、累進屈折力レンズの加入屈折力等の情報等の付加情報が描かれるようになっている。付加情報はレンズの使用者の視認に影響のないように非常に低いコントラストとなる、いわゆる「隠しマーク」として描かれる必要がある。隠しマークは例えば、ごく細い針によるけがきによる手段、レンズ成形用の成形型に刻印して転写する手段、薬品によってレンズ面を加工する手段、レーザー光線によって文字を印字する手段等によって描かれている。
しかし、一方で、眼鏡レンズの加工の途中段階において隠しマークの向きを考慮して加工しなければならない場合に、作業者が隠しマークを視認しにくいことが作業上支障を生じさせる場合がある。例えば、レンズをグラデーションのあるように着色加工する際や、フレーム形状に併せて玉型加工をする際には隠しマークの向きを認識した上でそれを考慮して加工しなければならないからである。その際にいちいち作業者がレンズを手に取って隠しマークを確認しようとしても中々容易ではなく、そのため作業効率が非常に悪くなっていた。
このようなことから、従来から眼鏡レンズの隠しマークを検出するための装置がいくつか提案されている。このような装置の一例として特許文献１を挙げる。特許文献１は隠しマークの検出光学系を備えた眼鏡レンズの自動装着装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－３１６４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置は、多数の光学部品から構成された比較的大型の装置として構成されているため、構成は複雑で重量があり高額である。また、特許文献１の装置以外にもカメラで取り込んだレンズの画像を分析することで隠しマークを検出する装置があるが、取り込んだ画像のＳ／Ｎ比が低いため隠しマークの誤検出や見逃し等をしてしまう可能性が高いという課題もあった。そのため、構成が簡単で安価に提供でき、隠しマークの誤検出や見逃しの可能性が低い眼鏡レンズの隠しマークの検出装置や検出方法が求められていた。
【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、手段１では、隠しマークが施された眼鏡レンズのレンズ面に対向する一方に配置される撮像対象と、前記眼鏡レンズの前記レンズ面に対向する他方に配置される撮像装置とを備え、前記撮像対象はコントラストを有し、前記レンズ面を横切る方向に前記コントラストが移動するように構成され、前記コントラストの移動に伴って複数の画像を前記撮像手段によって前記レンズ面を通して撮像し、得られた複数の画像データについて画素ごとに輝度に応じた複数の画素値を得るようにし、画素ごとに得られた複数の画素値について前記コントラストの明部と暗部に対応した画素値以外の画素値を平均化して得られた画素値に基づいて隠しマークを表示させるようにした。
これによって、眼鏡レンズの隠しマークをレンズを撮像した画像上に明瞭に表示させることができることとなり、簡単な構造で誤検出のない隠しマークの検出が可能となる。
より詳しく隠しマークが現れる原理を説明する。
図７Ａ～図７Ｄに示すように、眼鏡レンズのレンズ面を挟んで撮像装置と撮像対象が配置されている。撮像装置によって撮像素子上に得られる画像は撮像対象のコントラストに応じた明部あるいは暗部からの光の反射に基づく。
図７Ａに示すように、撮像装置の撮像素子のある受光素子の前方に撮像対象のコントラストの暗部があればその位置は暗く撮像されて、対応した画素（ピクセルという場合もある）についてその暗部の輝度（濃度、明度という場合もある）に応じた画素値を得ることとなる。また、図７Ｂに示すように、撮像装置の撮像素子のある受光素子の前方にコントラストの明部があればその位置の画素は明るい輝度に応じた画素値を得ることとなる。今、図７Ｃに示すように、レンズのある位置に隠しマークが描かれているとする。この隠しマークはコントラストの明部の光を乱反射させたり屈折させたりする。そして、図７Ｃのように背景が暗部であると隠しマークの光が撮像素子に入射することとなる。つまり、隠しマークが明部由来の乱反射光や屈折光は明部よりも暗いグレースケールの輝度として現れることとなる。本発明はこのグレースケールとして現れる輝度を用いるものである。
一方、図７Ｄのように背景が明部であるとグレースケールの輝度は明部の明るい輝度によってハレーションを起こしてかき消されてしまうためグレースケールの画素値の情報は得られない（図７Ｄにおいて破線で示すように光が受光素子に達する）。つまり、図７Ｃのように背景が暗部となる場合にグレースケールの画素値の情報が得られることとなる。尚、撮像においては実際には焦点はレンズに合っているため、コントラストの明部と暗部の境界部分は明瞭ではない。そのため境界部分の輝度レベルが十分低い場合には隠しマークのグレースケールの情報が得られる。
【０００６】
「撮像装置」は、例えばデジタルスチールカメラや、デジタルビデオカメラのようなデジタル画像を連続的に取得できる機能のある装置である。撮像装置は撮像素子を備えている。撮像素子としては、例えば受光部としてフォトダイオードを用いた、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semi-conductor）センサ等を用いることがよい。
撮像素子は受光素子の集合体である。光信号は受光素子によって電気信号に変換される。電気信号はメモリに格納され、所定の出力手段によって画像として出力される。撮像素子は多数の受光素子を備え、少なくとも光の強弱を濃淡として記録することができる。カラーフィルターを備えたカラー画像を取得する撮像素子を用いてもよい。一般に１つの受光素子は画像に出力する際の１ドットの画素に対応する。
「画素」は、撮像素子によって取得した光信号を電気信号に変換した後にアナログ・デジタル変換によって標本化、量子化して得られたデジタル画像において最小単位となる二次元的な行列の要素である。画素の輝度（濃度あるいは明度ともいう）は画素値がＬビットで表される場合、２のＬ乗通りの輝度レベルとなる。一般的な濃淡画像では画素値は８ビットで現わされるため画素値は０～２５５の２５６通りである。本発明の実施の形態では画素値０がもっとも暗い状態を現わしている。
「撮像対象」は、コントラストを有していてそのコントラストが移動するような構成であればよい。例えば、コンピューター装置に附属するモニター装置の表示画面がよい。表示画面上でコントラストが移動するような動画を表示させるように構成することがよい。また、コントラストが描かれた二次元的な面がスライド移動したり、無限軌道として前後輪に無端のコントラストが描かれたベルトを掛け、回転させるようにしたりする装置がよい。二次元的な面のコントラストの移動量は例えばエンコーダーのような検出装置によって検出することがよい。コントラストとしては例えば縞模様がよい。縞模様であるとある受光素子に対する明暗が頻繁に変化して情報が多く得られるからである。もちろん、縞模様でなくともよい。縞模様の幅は例えば１ｍｍ～１０ｍｍほどで、縞模様の幅はできるだけ狭いほうがよい。
「コントラストの明部と暗部に対応した画素値以外の画素値」は、上記のように隠しマークに明部由来の光が当たることによってその光が乱反射や屈折してグレースケールとして撮像された際の輝度に対応した画素値である。
「平均化」は、画素ごとに得られた複数の画素値の単純な算術平均値でもよく、例えば中央値、最頻値、中点値、標準偏差等を用いてもよい。例えばある画素についてｎ個のサンプルを取得したとして、それぞれの画素値の積算値をｎで除すれば算術平均値となるが、ｎが十分大きな数の場合には例えばｎ＋α（α：小さな整数）で除すようにしてもよい。
「平均化して得られた画素値に基づいて隠しマークを表示する」際には、モニター画面に表示させてもよく、プリンター装置から画像を印刷して出力させるようにしてもよい。また、画素値データを転送して他のコンピューター装置に出力し、他のコンピューター装置経由でモニター画面に表示させたり画像を印刷させたりしてもよい。
【０００７】
また、手段２では、前記撮像装置は前記撮像対象の移動する前記コントラストが一旦停止するタイミングで前記画像を撮像するようにした。
撮像対象を静止させた状態で画像を撮像・取得するほうが、よりぼけのないシャープなグレースケールの画像を取得することができるからである。尚、シャッタースピードに対してコントラストの移動スピードが相対的にかなり遅ければ必ずしもコントラストの移動を一旦停止させなくともぼけのない画像を取得することは可能である。
また、手段３では、前記撮像装置を前記レンズに焦点を合わせるように撮像するようにした。
撮像装置は眼鏡レンズの隠しマークを撮像するため、眼鏡レンズに焦点が合うことがよい。撮像装置の被写界深度によっては必ずしも隠しマークに焦点がなくともよい。被写界深度が十分深ければ眼鏡レンズ上に焦点がなくともよい。尚、撮像装置は眼鏡レンズに完全に焦点が合っていなくとも撮像した画像データについて公知の画像処理をすることによって隠しマークの位置を特定することが可能である。
また、手段４では、前記撮像対象は表示装置のモニター画面であって、前記モニター画面に前記コントラストが移動する画像が表示されるようにした。
つまり、コンピューター装置等の機器に接続あるいは附属する表示装置のモニター画面にコントラストが移動する動画が表示されて画像が移動することで明暗を与えるようにした場合である。このような構成であれば、実際にコントラストのある物体が移動するような構成に対して機械的な構成が不要となるため実現がより簡単となる。
また、手段５では、前記隠しマークの位置が表示装置のモニター画面上に表示されるようにした。
つまり、コンピューター装置等の機器に接続あるいは附属する表示装置のモニター画面に検出した隠しマークの位置が表示される場合である。隠しマークはレンズ面のどの位置にあるかがわかるように例えばレンズ面の外郭とともに表示されることがよい。
また、手段６では、前記撮像装置がテレセントリックレンズを光学系として備えているようにした。
テレセントリックレンズは主光線がレンズ光軸に対して平行になるように設計されているため、撮像装置をレンズ面に正対させて撮像する際に使用するレンズとして歪みの少ない正確なレンズ面の画像を取得できる。
【０００８】
また、手段７では、隠しマークが施された眼鏡レンズのレンズ面を挟んだ位置に撮像対象と撮像手段とをそれぞれ配置し、コントラストを有する前記撮像対象の前記コントラストを前記レンズ面を横切る方向に移動させ、前記コントラストの移動に伴って複数の画像を前記撮像手段によって前記レンズ面を通して撮像し、得られた複数の前記画像データについて画素ごとに輝度に応じた複数の画素値を得るようにし、画素ごとに得られた複数の画素値について前記コントラストの明部と暗部に対応した画素値以外の画素値を平均化して得られた画素値に基づいて隠しマークを表示させるようにした。
また、手段８では、前記撮像手段は前記撮像対象の移動する前記コントラストが一旦停止するタイミングで前記画像を撮像するようにした。
また、手段９では、前記撮像手段を前記眼鏡レンズに焦点を合わせるように撮像するようにした。
手段７～９は手段１～３を方法的に表現したものである。
また、手段１０では、画素ごとに得られた複数の画素値について前記コントラストの明部に対応した画素値をカットするようにした。
レンズの画像においてはコントラストの明部に対応した画素値は背景として明るくなってしまいグレースケールを見る際に邪魔となるためである。
また、手段１１では、画素ごとに得られた複数の画素値について前記コントラストの暗部に対応した画素値をカットするようにした。
黒側もカットすることで、画素値を０に近づけることができ背景がもっとも黒くなるのでよりグレースケールを際立たせることができる。
また、手段１２では、得られた前記画像についてエッジ強調のための補正処理をするようにした。
これによって、グレースケールを際立たせることができる。具体的には補正処理とは撮像手段によって取得した濃淡画像の画像処理である。グレースケールを含む二次元画像について、ある画素に対してエッジフィルターを適用して計算することがよい。具体的には、横方向と縦方向で微分（差分：引き算による差）を取り、両方の結果を合成するようにして補正する。このような補正計算を行うための公知のエッジフィルターとして、例えば一階微分フィルターとしてプレヴィットフィルター、ソーベルフィルター、ロバーツフィルター等が挙げられる。二階微分フィルターとしてラプラシアンフィルターが挙げられる。
また、手段１３では、前記レンズ面を横切る方向を変えてコントラストを移動させるように撮像するようにした。
これによって、様々な方向から隠しマークに対して光を乱反射・屈折させることができ隠しマーク位置のグレースケールの光をまんべんなく捉えることができる。
【０００９】
上述の各手段に示した発明は、任意に組み合わせることができる。例えば、手段１に示した発明の全てまたは一部の構成に手段２以降の少なくとも１つの発明の少なくとも一部の構成を加える構成としてもよい。特に、手段１に示した発明に、手段２以降の少なくとも１つの発明の少なくとも一部の構成を加えた発明とするとよい。また、手段１から手段１３に示した発明から任意の構成を抽出し、抽出された構成を組み合わせてもよい。本願の出願人は、これらの構成を含む発明について権利を取得する意思を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、眼鏡レンズの隠しマークをレンズを撮像した画像上に明瞭に表示させることができることとなり、簡単な構造で誤検出のない隠しマークの検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許