(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光によって被検レンズの凸面側表面を照射し、この凸面側表面の画像を被検レンズの凹面側に配設した画像表示手段に投影し、この画像表示手段に投影された前記凸面側表面の画像を撮像装置によって撮像し、この撮像装置によって撮像された前記凸面側表面の画像を画像処理装置によって画像処理することにより前記被検レンズの光学特性を検出する眼鏡レンズ用画像撮像処理装置において、
前記撮像装置を前記光源とともに被検レンズの凸面側に配設し、前記画像表示手段を反射型のスクリーンで構成し、前記被検レンズの凸面側表面の画像を前記反射型スクリーンで反射して前記被検レンズの凸面側に戻し、前記撮像装置に結像させることを特徴とする眼鏡レンズ用画像撮像処理装置。
【請求項２】
被検レンズの凸面側に配設された光源、ハーフミラーおよび撮像装置と、前記被検レンズの凹面側に配設された集光レンズ、結像レンズおよび画像表示手段を備え、前記画像表示手段を反射型のスクリーンで構成し、前記被検レンズの凸面側表面の画像を前記反射型スクリーンで反射して前記被検レンズの凸面側に戻し、前記ハーフミラーによって前記撮像装置に導き、前記撮像装置によって撮像された前記凸面側表面の画像を画像処理装置によって画像処理することにより前記被検レンズの光学特性を検出することを特徴とする眼鏡レンズ用画像撮像処理装置。
【請求項３】
被検レンズの凸面側表面の画像を撮像し、画像処理することにより隠しマークを検出するマーク検出装置と、前記被検レンズのレンズ度数を測定する度数測定装置と、前記マーク検出装置の光路に対して進退自在に配設されマーク検出と度数測定を切り替える切替手段とを備え、
前記マーク検出装置は、前記被検レンズを保持するレンズ保持装置と、前記被検レンズの凸面側に配設された累進多焦点レンズ用光源、ハーフミラーおよび撮像装置と、前記被検レンズの凹面側に配設された集光レンズ、結像レンズおよび反射型のスクリーンを有し、
前記度数測定装置は、前記被検レンズが載置されるレンズ載置台と、前記被検レンズの凹面側に配設された度数測定用光源、送光レンズ、コリメータレンズおよび前記送光レンズと前記コリメータレンズの間に光軸方向に移動自在に配設されたターゲットと、前記被検レンズの凸面側に配設された結像レンズおよび透過型のスクリーンを有し、
被検レンズのマーク検出時に前記切替手段を前記マーク検出装置から待避させ、前記反射型スクリーンによって反射した前記被検レンズの凸面側表面の画像を前記被検レンズの凸面側に戻して前記ハーフミラーにより前記撮像装置に導き、前記撮像装置によって撮像された前記凸面側表面の画像を画像処理装置によって画像処理することにより前記被検レンズの光学特性を検出し、
被検レンズの度数測定時に前記切替手段を前記レンズ保持装置と前記ハーフミラーとの間に挿入し、前記透過型スクリーンに投影された前記ターゲットのパターン像を前記ハーフミラーを介して前記撮像装置に導き、前記撮像装置によって撮像された前記パターン像を前記画像処理装置に取り込んで前記被検レンズのレンズ度数を算出することを特徴とする眼鏡レンズ用画像撮像処理装置。
【請求項４】
請求項１，２または３記載の眼鏡レンズ用画像撮像処理装置において、
反射型スクリーンの前方側に配設され被検レンズの凹面側を照射する多焦点レンズ用光源を備えたことを特徴とする眼鏡レンズ用画像撮像処理装置。
【請求項５】
請求項１，２，３または４記載の眼鏡レンズ用画像撮像処理装置において、
反射型スクリーンを回転させる駆動装置を備えたことを特徴とする眼鏡レンズ用画像撮像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に眼鏡レンズ（以下、レンズという）の縁摺り加工のためにレンズの加工中心等を決定し、この加工中心に加工治具を取付けるレンズ用レイアウト・ブロック装置に用いて好適な眼鏡レンズ用画像撮像処理装置に関し、特に被検レンズの２つのマークを結んだ中点位置、アイポイント位置、レンズ度数等の光学特性を検出する眼鏡レンズ用画像撮像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レンズ玉型（未加工のレンズ）を眼鏡フレームの枠形状に合った形状に加工する場合、その前工程として処方レンズの光学中心、幾何学中心、外径、アイポイント位置、レンズ度数、乱視軸等の光学特性を確認し、このレンズ情報とレンズ枠形状データおよび装用者の処方データから加工中心およびレンズに対する加工治具（通称レンズホルダと呼ばれる）の取付角度等を決定する（光学的レイアウト）。次に、これに基づいてレンズホルダの中心をレンズの加工中心に位置付けし、レンズホルダをレンズ面に取付ける（ブロック）。レンズの加工中心はレンズのアイポイント位置であり、加工する際は装用者の瞳孔中心（アイポイント）とレンズのアイポイント位置が一致するようにレンズの外周を砥石またはカッタによって縁摺り加工し、眼鏡フレームの枠形状に合った形状にする。
【０００３】
ところで、従来はレンズの縁摺り加工のための前工程であるレンズの光学的レイアウトおよびブロックを作業者が専用の装置を用いて手作業によって行っていた。例えば、レンズメータと呼ばれる度数測定装置によって被検レンズのレンズ度数を測定している。
【０００４】
また、被検レンズが累進多焦点レンズの場合は、図５に示すように幾何学中心Ｏから所定の位置離れた基準位置に隠しマークと呼ばれる凸状のマーク３Ａ，３Ｂを表示しており、これらの隠しマーク３Ａ，３Ｂの位置からレンズ１の幾何学中心Ｏ、遠用、近用部の光学中心、アイポイント１１の位置等を導き出せるように設計されているため、これらの隠しマーク３Ａ，３Ｂの位置からアイポイント１１の位置を見つけてレンズホルダをアイポイント位置に装着することが行われる。
【０００５】
隠しマーク３Ａ，３Ｂからアイポイント１１の位置を見つける場合、眼鏡店においては、通常目視によって隠しマークを見つけるかまたは光学的に検出している。目視の場合は、レンズ１を蛍光灯等の光源にかざして隠しマーク３Ａ，３Ｂを見つけ、その位置にマーカーによって印を付けた後、例えばリマークチャートと呼ばれる累進多焦点レンズ用のシートを用いてアイポイント１１の位置を決定する。リマークチャートは、隠しマークの位置、幾何学中心、遠用度数測定部分、近用度数測定部分、アイポイントの位置等を表示した実物大の累進多焦点レンズをレンズの種類毎に表示したもので、前記隠しマーク３Ａ，３Ｂの位置に印が付けられたレンズ１が載置される。このとき、レンズ１をリマークチャートに表示されている各種レンズのうち当該被検レンズと同種のレンズの上に載置してリマークチャートに表示されている隠しマークとレンズ１にマークした隠しマーク３Ａ，３Ｂの位置を一致させる。そして、リマークチャートに表示されているアイポイントの位置をレンズ１の凸面にマーカーによって表示する。しかる後、このマークしたアイポイント１１の位置にレンズホルダの中心を位置付けしてレンズホルダを装着する。
【０００６】
隠しマーク３Ａ，３Ｂを光学的に検出してレンズとレンズホルダを位置決めする方法としては、例えば特開平１１−２９５６７２号公報（以下、先行技術という）等に開示された眼鏡レンズの位置合わせ方法およびその装置が知られている。この先行技術は、眼鏡レンズの凸面側に設けた位置合わせマーク（隠しマーク、加入度数）の位置関係と位置情報から、眼鏡レンズの位置合わせを行うもので、照明装置と眼鏡レンズとの間に照明調整レンズを配置し、照明装置から出た光により眼鏡レンズを凹面側から照明調整レンズを介して照明し、その凸面側表面の画像をＣＣＤ等の画像入力手段によって取り込み、この取り込んだ画像を画像処理装置によって画像処理することにより、位置合わせマークを検出し、これらのマークの位置関係と位置情報から眼鏡レンズの水平基準線の方向と光学中心位置が所定の位置関係になるように演算し、その演算結果に基づいて眼鏡レンズの位置合わせを行うものである。
【０００７】
被検レンズが多焦点レンズ（一般に二重焦点レンズ）の場合は、上記した累進多焦点レンズ１とは異なり隠しマークを表示していないため、図６に示すように小玉１３Ｂの上縁１７を基準として幾何学中心Ｏやアイポイント１６の位置を求めることができるように設計されている。このため、アイポイント１６の位置を目視によって見つける場合は上記した累進多焦点レンズ１と同様に多焦点レンズ用のリマークチャートを用いることによりアイポイント１６の位置を決めることができる。一方、光学的に検出する場合は、上記した従来技術に開示されたレンズの位置合わせ方法およびその装置を用いることが可能である。なお、累進多焦点レンズ１と多焦点レンズ１３についてはさらに後述する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来はレンズの縁摺り加工のための前工程であるレンズの光学的レイアウトおよびブロックを作業者が専用の装置を用いて手作業によって行っていたため、著しく非能率的で生産性が低く、省力化の大きな障害となっていた。また、レンズを汚したり、傷つけたり、破損したりしないようにその取扱いに細心の注意を払う必要があるため、作業者の負担が大きいという問題もあった。
【０００９】
このため、最近ではレンズの光学的レイアウトとレンズホルダによるレンズのブロックを自動的に行うことにより作業能率を向上させるようにした、単焦点レンズ用と、累進多焦点および多焦点レンズ用のレイアウト・ブロック装置（ＡＢＳ；Ａｕｔｏ  Ｂｌｏｃｋｅｒｆｏｒ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｖｉｓｏｉｏｎ  Ｌｅｎｓ  、ＡＢＭ；Ａｕｔｏ  Ｂｌｏｃｋｅｒ  ｆｏｒ
Ｍｕｌｔｉｆｏｃｕｓ  Ｌｅｎｓ  ）の開発が要請されている。その場合、特にＡＢＭ装置の設計に当たっては、取り扱うレンズの対象が累進多焦点レンズと多焦点レンズの２種類であるため、レンズ度数を測定するレンズメータの他に、レンズの凸面側表面の画像を撮像し、その画像を画像処理することにより隠しマークや小玉の上縁を検出し、これらの位置情報からレンズの光学特性（幾何学中心の位置、アイポイントの位置等）を検出するための装置を備えていることが要請される。
【００１０】
レンズメータは従来から周知であり、例えば特開昭４９−１２２３５５号公報、特開昭６０−１７３５５号公報、特公平８−２０３３４号公報等に開示されたものを用いることができる。レンズの光学特性を検出するための装置としては、上記した先行技術に開示されている位置合わせ方法およびその装置を用いることも考えられる。しかしながら、この位置合わせ方法およびその装置は乱視度数の入ったレンズに対しては適用が難しく、実用的ではない。すなわち、先行技術は、レンズを挟んでその凸面側と凹面側に光源と画像撮像手段を配設しているため、乱視度数の入ったレンズの場合は、その乱視軸により画像撮像手段に取り込まれる画像に捩れが生じ、複雑な補正を加えないと画像処理することができないという問題があった。
【００１１】
本発明は上記した従来の問題および要請に応えるためになされたもので、その目的とするところは、乱視度数の入ったレンズであっても画像処理が容易でレンズの光学特性、特に幾何学中心とアイポイント位置を検出し得るようにした眼鏡レンズ用画像撮像処理装置を提供することにある。
また、本発明は、レンズ度数の測定をも可能にした眼鏡レンズ用画像撮像処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、光源からの光によって被検レンズの凸面側表面を照射し、この凸面側表面の画像を被検レンズの凹面側に配設した画像表示手段に投影し、この画像表示手段に投影された前記凸面側表面の画像を撮像装置によって撮像し、この撮像装置によって撮像された前記凸面側表面の画像を画像処理装置によって画像処理することにより前記被検レンズの光学特性を検出する眼鏡レンズ用画像撮像処理装置において、前記撮像装置を前記光源とともに被検レンズの凸面側に配設し、前記画像表示手段を反射型のスクリーンで構成し、前記被検レンズの凸面側表面の画像を前記反射型スクリーンで反射して前記被検レンズの凸面側に戻し、前記撮像装置に結像させるものである。
【００１３】
第２の発明は、被検レンズの凸面側に配設された光源、ハーフミラーおよび撮像装置と、前記被検レンズの凹面側に配設された集光レンズ、結像レンズおよび画像表示手段を備え、前記画像表示手段を反射型のスクリーンで構成し、前記被検レンズの凸面側表面の画像を前記反射型スクリーンで反射して前記被検レンズの凸面側に戻し、前記ハーフミラーによって前記撮像装置に導き、前記撮像装置によって撮像された前記凸面側表面の画像を画像処理装置によって画像処理することにより前記被検レンズの光学特性を検出するものである。
【００１４】
第３の発明は、被検レンズの凸面側表面の画像を撮像し、画像処理することにより隠しマークを検出するマーク検出装置と、前記被検レンズのレンズ度数を測定する度数測定装置と、前記マーク検出装置の光路に対して進退自在に配設されマーク検出と度数測定を切り替える切替手段とを備え、前記マーク検出装置は、前記被検レンズを保持するレンズ保持装置と、前記被検レンズの凸面側に配設された累進多焦点レンズ用光源、ハーフミラーおよび撮像装置と、前記被検レンズの凹面側に配設された集光レンズ、結像レンズおよび反射型のスクリーンを有し、前記度数測定装置は、前記被検レンズが載置されるレンズ載置台と、前記被検レンズの凹面側に配設された度数測定用光源、送光レンズ、コリメータレンズおよび前記送光レンズと前記コリメータレンズの間に光軸方向に移動自在に配設されたターゲットと、前記被検レンズの凸面側に配設された結像レンズおよび透過型のスクリーンを有し、被検レンズのマーク検出時に前記切替手段を前記マーク検出装置から待避させ、前記反射型スクリーンによって反射した前記被検レンズの凸面側表面の画像を前記被検レンズの凸面側に戻して前記ハーフミラーにより前記撮像装置に導き、前記撮像装置によって撮像された前記凸面側表面の画像を画像処理装置によって画像処理することにより前記被検レンズの光学特性を検出し、被検レンズの度数測定時に前記切替手段を前記レンズ保持装置と前記ハーフミラーとの間に挿入し、前記透過型スクリーンに投影された前記ターゲットのパターン像を前記ハーフミラーを介して前記撮像装置に導き、前記撮像装置によって撮像された前記パターン像を前記画像処理装置に取り込んで前記被検レンズのレンズ度数を算出するものである。
【００１５】
第４の発明は、上記第１、第２または第３の発明において、反射型スクリーンの前方側に配設され被検レンズの凹面側を照射する多焦点レンズ用光源を備えたものである。
【００１６】
第５の発明は、上記第１、第２、第３または第４の発明において、反射型スクリーンを回転させる駆動装置を備えたものである。
【００１７】
第１、第２の発明において、光源は被検レンズの凸面側表面を照射する。この凸面側表面の画像は、被検レンズを通って凹面側に配設されている反射型スクリーンに投影され、このスクリーンで反射すると被検レンズを通って凸面側に戻り、撮像装置に取り込まれる。このように凸面側表面の画像が被検レンズを２度通ると、乱視軸の入った被検レンズの場合、乱視軸による画像の捩れは相殺されるため、歪みのない画像が得られる。したがって、複雑な補正を加えなくても画像処理することができる。画像処理装置は、画像処理によって隠しマークや加入度数を検出し、その位置情報から被検レンズの光学特性（幾何学中心やアイポイントの位置）を検出する。画像処理装置によって検出された光学特性は、被検レンズの縁摺り加工を行なうためにレンズホルダと被検レンズを自動的に位置決めするためのレンズ情報として用いられる。
【００１８】
第３の発明において、度数測定装置は被検レンズのレンズ度数を測定する。度数測定用の光源としては、例えば光軸を中心とする正方形の各頂点位置に配置された４つの点光源が用いられる。ターゲットとしてはピンホール板等が用いられる。４つの光源を用いてレンズ度数を測定する場合、被検レンズを所定の測定位置に設置する前に各光源を順次点灯してピンホール板のピンホール像を透過型スクリーンに投影し、このピンホール像を撮像装置で撮像し、この撮像された画像を画像処理装置に取り込んでその位置を検出し位置情報を記憶する。このとき、全てのピンホール像が略同一の位置になるようにピンホール板を移動調整する。次に、被検レンズを所定の測定位置に配置して各点光源を順次点灯し、ピンホール像を透過型スクリーンに投影して撮像装置に取り込む。このピンホールの位置は、被検レンズのプリズム作用によって変位し、その変位量を画像処理装置によって検出する。また、変位量が略零になるようにピンホール板を移動調整する。そして、これらの全ての情報から度数換算し、レンズ度数を算出する。
【００１９】
第４の発明において、多焦点レンズ用光源は、被検レンズが多焦点レンズでそのアイポイント位置、幾何学中心等の光学特性を検出するとき、累進多焦点眼鏡用光源の代わりに用いられる。この光源から出た光は反射型スクリーンに当たって反射し多焦点レンズの凹面側を照射する。これにより凸面側表面の画像が撮像装置によって撮像され、この画像を画像処理装置で取り込んで画像処理することによりマークを検出し、このマークの位置情報からレンズの光学特性（幾何学中心やアイポイントの位置）を検出する。画像処理装置によって検出された光学特性は、被検レンズの縁摺り加工を行なうためにレンズホルダと被検レンズを自動的に位置決めするためのレンズ情報として用いられる
【００２０】
第５の発明において、反射型スクリーンは、駆動装置によって回転されることで画像の背景となるスクリーン表面の明るさを平均化する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る眼鏡レンズ用画像撮像処理装置の一実施の形態を示す概略図である。本実施の形態においては、被検レンズＡが累進多焦点レンズと多焦点レンズの２種類で、その光学特性（アイポイントの位置、幾何学中心等）の検出を可能にした眼鏡レンズ用画像撮像処理装置（以下、撮像処理装置という）３０を示している。そこで、先ず図５および図６に基づいて累進多焦点レンズと多焦点レンズについて説明する。
【００２２】
図５において、１は未加工のプラスチック製累進多焦点レンズ、２は幾何学中心Ｏを通る水平基準線、３Ａ，３Ｂは隠しマークで、水平基準線２上で幾何学中心Ｏから等距離（例えば１７ｍｍ）離れた２箇所に形成されている。これらの隠しマーク３Ａ，３Ｂは、同一の小円または小円と文字で表示され、また、各マークの下にはレンズ１の加入度数（遠用部の外側頂点屈折力と近用部の外側頂点屈折力の差）を表示する数字４と、レンズの種類を表示する識別マーク５が同じく微小な突起の形で表示されている。加入度数を表示する数字４は、装用時に耳側に位置する隠しマークの下に３桁の数字（例えば３００）で表示される。したがって、この３桁の数字が左右どちらの隠しマークの下に表示されているかを知ることにより、左眼用レンズであるか右眼用レンズであるかを識別することができる。この場合、図５においては、右眼用のレンズを示し、左側の隠しマーク３Ａを小円「○」で、右側の隠しマーク３Ｂをローマ字「Ｈ」で表示している。なお、隠しマーク３Ａ，３Ｂ、加入度数を表示する数字４および識別マーク５は、成形時にレンズの凸面に微小な突起（例えば、２〜４μｍ程度）の形で形成される。
【００２３】
６は遠用度数測定部分、７は近用度数測定部分、８は遠くを見る部分（遠用部）、９は近くを見る部分（近用部）、１０は度数が連続的に変わる部分（累進部）、１１はアイポイントである。遠用度数測定部分６、近用度数測定部分７およびアイポイント１１の位置は、レンズの設計によって異なるが、幾何学中心Ｏから離れた所定の基準位置、例えばアイポイント１１は幾何学中心Ｏの上方に所定距離ｄ１  （例えば、２ｍｍ）だけ離れた位置に、また遠用中心１２はアイポイント１１の位置から上方に所定距離ｄ２  （例えば、４ｍｍ）だけ離れた位置に決められている。したがって、隠しマーク３Ａ，３Ｂの画像を取り込み、画像処理によってその位置座標を算出すれば、幾何学中心Ｏやアイポイント１１の位置を求めることができる。
【００２４】
図６はプラスチック製の右眼用の多焦点（二重焦点）レンズ１３を示し、１３Ａは台玉、１３Ｂは小玉、１４は遠用度数測定部、１５は近用度数測定部の中心、Ｏは幾何学中心、１６はアイポイントの位置である。プラスティック製レンズの場合、小玉１３Ｂは台玉１３Ａの表面に側面視くさび形に突出した形で形成されており、その上縁１７が幾何学中心Ｏを通る水平基準線１８の下方に所定距離ｄ３  （例えば、５ｍｍ）だけ離れるように形成されている。また、小玉１３Ｂは、右眼用レンズの場合、近用度数測定部の中心１４が幾何学中心Ｏから右方に所定距離ｄ４  （例えば、５ｍｍ）だけずれるように形成されている。アイポイント１６の位置は、水平基準線１８上で幾何学中心Ｏから所定距離ｄ５  （例えば、２．５ｍｍ）だけ小玉１３Ｂ側にずれた位置に決められている。したがって、小玉１３Ｂの画像を撮像し、その上縁１７の中央の位置座標を画像処理によって算出すれば、幾何学中心Ｏやアイポイント１６の位置を求めることができる。なお、多焦点レンズ１３の場合は、小玉１３Ｂの上縁１７が、累進多焦点レンズ１における隠しマーク３Ａ，３Ｂに相当するものである。また、小玉１３Ｂが幾何学中心Ｏからどちら側にずれているかを知ることにより、左眼用か右眼用かを識別することができる。
【００２５】
図１において、前記撮像処理装置３０は、被検レンズＡの凸面ａ側に配設された累進多焦点レンズ用の光源３１と、この光源３１と被検レンズＡ間の光路中に配設されたコンデンサレンズ３２、絞り３３、ハーフミラー４４を備えている。前記光源３１は、被検レンズＡが図５に示した累進多焦点レンズ１の場合に用いられるもので、隠しマーク３Ａ，３Ｂ、加入度数を表示する数字４および識別マーク５のシャープな画像を得るために、例えば波長幅が狭い赤色光を発するＬＥＤが用いられる。前記ハーフミラー３４は、例えば透過率と反射率の比が７対３のものが用いられる。
【００２６】
また、前記撮像処理装置３０は、被検レンズＡの凹面ｂ側に配設されたレンズ保持装置３７、集光レンズ３８、結像レンズ３９、反射型のスクリーン（画像表示手段）４０、多焦点レンズ用の光源４１等を備えている。
【００２７】
前記レンズ保持装置３７は、被検レンズＡの凹面側表面の中央を吸着固定するもので、両端が開放するレンズ支持筒４２を備え、このレンズ支持筒４２の内部を真空ポンプ４３によって真空排気することにより、被検レンズＡの凹面側表面の中央をレンズ支持筒４２の上面に吸着固定するように構成されている。レンズ支持筒４２は、累進多焦点レンズ１の隠しマーク３Ａ，３Ｂ、加入度数を表示する数字４、識別マーク５および多焦点レンズ１３の小玉１３Ｂの投影の妨げにならないように、十分に小さい外径（例えば８ｍｍφ）を有している。
【００２８】
前記集光レンズ３８は、前記被検レンズＡの凸面側表面の画像を集光するもので、鏡筒４４内に配設された第１、第２の凸レンズ３８ａ，３８ｂを有し、これら両凸レンズ３８ａ，３８ｂと前記鏡筒４４とで囲まれた密閉空間が真空排気室４５を形成し、前記真空ポンプ４３に接続されている。前記凸レンズ３８ａの中央には、前記レンズ支持筒４２の内部と前記真空排気室４５を連通させる連通孔４６が形成されている。
【００２９】
前記結像レンズ３９は凸レンズからなり、前記集光レンズ３８によって集光された前記被検レンズＡの凸面側表面の画像をこれと略同一の大きさで前記反射型スクリーン４０に結像させる。なお、この結像レンズ３９は、被検レンズＡが多焦点レンズ１３の場合、送光レンズとして用いられる。
【００３０】
前記反射型スクリーン４０は、反射率を高め、かつ光の散乱作用を高める粒子として基材の表面にガラス、アルミニウム等の微細な粉を塗布した反射シートが貼着されている。また、表面の明るさおよび背景を均一化させるためにモータ４７によって高速回転（例えば、３４００ｒｐｍ）させ、被検レンズＡの凸面側表面の画像を反射させる。このため、隠しマーク部と非隠しマーク部とのコントラストが明瞭になり被検レンズＡの凸面側表面の画像は、元の光路を通って前記被検レンズＡの凸面ａ側に戻り、前記ハーフミラー３４によって反射することにより撮像装置４８の受光面に結像される。そして、この画像はＣＣＤ等の画像処理装置４９に取り込まれ、画像処理される。
【００３１】
前記多焦点レンズ用光源４１は、図６に示す多焦点レンズ１３の撮像に用いられるもので、赤色光のＬＥＤが用いられ、結像レンズ３９の下方で外周寄りに周方向に等間隔おいて、例えば８個配設されている。この光源４１から出た光は、前記反射型スクリーン４０に当たって反射した後、結像レンズ３９および集光レンズ３８を通って多焦点レンズである被検レンズＡの凹面ｂを照射し、その凸面側表面の画像を前記ハーフミラー３４で反射して前記撮像装置４８に結像させる。また、被検レンズＡの撮像に際しては、前記ハーフミラー３４と撮像装置４８との間にピント補正用レンズ５０が挿入される。なお、光源４１によって多焦点レンズ１３を凹面ｂ側から照射する理由は、凸面ａ側から照射する場合に比べて小玉１３Ｂの上縁１７の影を鮮明に投影することができるからである。
【００３２】
このような撮像処理装置３０において、被検レンズＡが図５に示す累進多焦点レンズ１の場合は、被検レンズＡをその凸面１ａを上にしてレンズ支持筒４２の上面に載置する。次いで、真空排気装置４３によってレンズ支持筒４２の内部および真空排気室４５を真空排気することにより、被検レンズＡをレンズ支持筒４２の上面開口部に吸着固定する。しかる後、光源３１を点灯させその光によって被検レンズＡの凸面ａを照射し、隠しマーク３Ａ，３Ｂ、加入度数を表示する数字４および識別マーク５が表示されている凸面側表面の画像を集光レンズ３８によって集光し、結像レンズ３９によって反射型スクリーン４０に投影する。この反射型スクリーン４０に投影された画像は、反射型スクリーン４０で反射すると元の光路を通って被検レンズＡの凸面ａ側に戻り、ハーフミラー３４によって撮像装置４８に結像される。そして、この画像を画像処理装置４９が取り込んで画像処理することにより、隠しマーク３Ａ，３Ｂおよび加入度数を表示する数字４および識別マーク５を検出し、隠しマーク３Ａ、３Ｂの位置を算出する。また、加入度数を表示する数字４の位置によって左右どちら側のレンズであるかを識別し、識別マーク５によってレンズの種類を検出する。さらに、隠しマーク３Ａ，３Ｂの位置情報からレンズの幾何学中心Ｏ、アイポイント１１の位置等を演算処理することによって求める。そして、この求めたレンズ情報とレンズ枠形状データおよび装用者の処方データから加工中心およびレンズに対するレンズホルダの軸線回りの取付け角度等を決定する。
【００３３】
一方、被検レンズＡが図６に示す多焦点レンズ１３の場合は、被検レンズＡを上記した累進多焦点レンズ１の場合と同様にレンズ支持筒４２の上面に載置して真空排気装置４３によりレンズ支持筒４２および真空排気室４５を真空排気することにより、被検レンズＡをレンズ支持筒４２の上に吸着固定する。このときは、累進多焦点レンズ用の光源３１を用いる代わりに多焦点レンズ用の光源４１を用いる。また、ピント補正用レンズ５０をハーフミラー３４と撮像装置４８の間の光路中に挿入して撮像装置４８の焦点を被検レンズＡの凸面ａに合わせる。光源４１を点灯すると、その光は反射型スクリーン４０に当たって反射し結像レンズ３９および投影レンズ３８を透過した後、多焦点レンズ１３をその凹面１ｂ側から照射し、凸面ａ側に形成されている小玉１３Ｂの上縁１７の画像をハーフミラー３４によって撮像装置４８に導く。そして、この画像を画像処理装置４９に取り込んで画像処理することにより前記上縁１７を検出しその位置を算出する。また、この上縁１７の位置情報から幾何学中心Ｏ、アイポイント１６の位置等を算出する。そして、この得られたレンズ情報とレンズ枠形状データおよび装用者の処方データから加工中心およびレンズに対するレンズホルダの軸線回りの取付け角度等を決定する。
【００３４】
このように、本発明による撮像処理装置３０は、累進多焦点レンズ用の光源３１と撮像装置４８を被検レンズＡの凸面ａ側に配置し、被検レンズＡが累進多焦点レンズ１で、その凸面側表面の画像を撮像するとき、被検レンズＡの凸面側表面の画像を凹面ｂ側に配置した反射型スクリーン４０に投影し、この反射型スクリーン４０で反射した画像を被検レンズＡの凸面ａ側に戻して撮像装置４８に導くように構成したので、乱視度数の入った被検レンズＡであっても乱視軸による画像の歪みが生じず、良好な画像を得ることができる。すなわち、凸面ａ側から照射すると、被検レンズＡを透過するとき凸面側表面の画像は乱視軸によって歪みが生じて反射型スクリーン４０に投影される。しかし、この歪んだ画像は反射型スクリーン４０で反射すると被検レンズＡを通って凸面ａ側に戻るため、このとき乱視軸によって画像が歪み、往路における画像の歪みを元の歪みのない画像に戻す。したがって、撮像装置４８の受光面には歪みのない画像が結像され、画像処理装置４９による画像処理において、複雑な補正を加える必要がなく、画像処理を容易に行うことができる。また、被検レンズＡが多焦点レンズ１３の場合は、凹面側表面から照射して凸面側の小玉１３Ｂの上縁１７の影を撮像装置４８によって直接撮像するようにしているので、乱視軸による像の歪みが生じず、良好な画像を得ることができる。したがって、この場合も画像処理が容易である。
【００３５】
また、本発明は、レンズ保持装置３７によって被検レンズＡの凹面ｂの中央部を吸着固定しているので、被検レンズＡを確実に固定することができる。また、被検レンズＡがプラスレンズとマイナスレンズの場合であっても、単にガラス板の上に載置した場合に比べて凸面の高さの差を小さくすることができる。すなわち、例えば、図２に示すように−１０ＤのマイナスレンズＡ１と＋６ＤのプラスレンズＡ２をレンズ保持装置３７を用いて吸着固定した場合は、凸面ａの高さの差ｄが６．８ｍｍで、単にガラス板の上に載せた場合の凸面の高さの差（１１．３ｍｍ）より小さくすることができる。これにより、光学系の焦点深度を小さくすることができ、明るくて見易い投影像を得ることができる。また、ガラス板の上に載置した場合は、ハレーションが発生するが、細いレンズ支持筒４２を用いているので、ハレーションの発生も防止することができる。
【００３６】
図３は本発明の他の実施の形態を示す眼鏡レンズ用画像撮像処理装置の概略構成図、図４は光学系のフローを示す図である。なお、上記した実施の形態と同一の構成部材については同一の符号をもって示し、その説明を適宜省略する。この眼鏡レンズ用画像撮像処理装置（以下、撮像処理装置という）５２は、累進多焦点レンズ１と多焦点レンズ１３のマーク検出によって、その光学特性（幾何学中心、アイポイントの位置）を検出するとともにレンズ度数を測定するもので、互いに近接して並設されたマーク検出装置５３と、度数測定装置５４と、これら両装置５３，５４を切り替える切替手段５５とを備え、マーク検出装置５３の撮像装置４８および画像処理装置４９を度数測定装置５４に共用させている。
【００３７】
前記マーク検出装置５３は、図１に示した撮像処理装置３０と全く同一であり、被検レンズＡをその凸面ａ側から照射する累進多焦点レンズ用の光源３１、コンデンサレンズ３２、絞り３３、ハーフミラー３４、被検レンズＡを吸着固定するレンズ保持装置３７、集光レンズ３８、結像レンズ３９、反射型スクリーン４０、撮像装置４８、画像処理装置４９、ピント補正用レンズ５０等を備えている。
【００３８】
前記度数測定装置５４は、被検レンズＡが凹面ｂ側を下にして載置されるレンズ載置台５７と、被検レンズＡを凹面ｂ側から照射する度数測定用の光源５８と、この光源５８から出た光を平行光にする送光レンズ５９と、前記被検レンズＡの凹面ｂに光源像を結像させるコリメータレンズ６０と、このコリメータレンズ６０と前記送光レンズ５９との間に光軸方向に移動自在に配設されたターゲット６１を備えている。また、被検レンズＡの凸面ａ側に配設された３枚のミラー６４ａ，６４ｂ，６４ｃと、対物レンズ６５と、透過型スクリーン６６を備えている。この場合、本実施の形態においては、被検レンズＡが上記した累進多焦点レンズ１または多焦点レンズ１３であるため、その遠用度数が度数測定装置５４によって測定される。度数測定装置５４によるレンズ度数の測定範囲としては、例えば−２０Ｄ〜＋１５Ｄとされる。
【００３９】
前記レンズ載置台５７としては、透明なガラス板が用いられる。
【００４０】
前記光源５８は、４個の超高輝度の発光ダイオード（ＬＥＤ）５８ａ〜５８ｄからなり、演算処理を容易にするために、光軸を中心とする正方形の各頂点位置に配置されている。光軸から各ＬＥＤ５８ａ〜５８ｄまでの距離は２ｍｍ程度である。ＬＥＤ５８ａ〜５８ｄのピーク波長は７１５．２ｎｍである。
【００４１】
前記ターゲット６１としては、中心に直径が１ｍｍφ程度のピンホール６２を有するピンホール板が用いられ、前記ピンホール６２がコリメータレンズ６０と対物レンズ６５の作用により前記透過型スクリーン６６にターゲット６１のパターン像として結像される。
【００４２】
前記対物レンズ６５は、前記ミラー６４ａとミラー６４ｂとの間に配設される。
【００４３】
前記透過型スクリーン６６は、乳白色の合成樹脂板または摺りガラスからなり、前記マーク検出装置５３のハーフミラー３４を挟んで前記撮像装置４８と対向するように配設されている。
【００４４】
前記切替手段５５は、シャッター６８と、このシャッター６８を前記ハーフミラー３４とレンズ保持装置３７の間の光路中に選択的に挿入するエアシリンダ等の駆動装置６９とからなり、被検レンズＡが累進多焦点レンズ１で、その隠しマーク３Ａ，３Ｂ等を検出するとき、または多焦点レンズ１３でその小玉１３Ｂの上縁１７を検出するときにおいては、シャッター６８が駆動装置６９によって光路外に待避され、レンズ度数の測定時に光路中に挿入されるように構成されている。これは、度数測定時にマーク検出装置５３からの外来光がハーフミラー３４を介して撮像装置４８に入るのを防止するためである。
【００４５】
このような撮像処理装置５２において、マーク検出またはレンズ度数の測定を行う前は、図４に示すように原点復帰状態３００に保持されている。この原点復帰状態３００において、ピント補正用レンズ５０と切替手段５５はマーク検出装置５３の光路外に待避している。また、光源３１，４１，５８は全て消灯している。
【００４６】
被検レンズＡが累進多焦点レンズ１または多焦点レンズ１３で、その光学特性を検出する場合は、マーク検出装置５３によって上記した実施の形態と全く同様に行われる。すなわち、被検レンズＡが累進多焦点レンズ１の場合は、累進多焦点レンズ用の光源３１を点灯し、ピント補正用レンズ５０と切替手段５５をマーク検出装置５３の光路外に待避した状態でマーク検出を行う（図４の３０１）。このとき、多焦点レンズ用光源４１と度数測定用光源５８を消灯しておく。被検レンズＡが多焦点レンズ１３の場合は、多焦点レンズ用光源４１を点灯し、ピント補正用レンズ５０を光路中に挿入し切替手段５５を光路外に待避した状態で小玉の検出を行う（図４の３０２）。このとき、累進多焦点レンズ用光源３１と度数測定用光源５８を消灯しておく。
【００４７】
被検レンズＡが累進多焦点レンズ１または多焦点レンズ１３で、そのレンズ度数を測定する場合は、ピント補正用レンズ５０をマーク検出装置５３の光路外に退出させ、切替手段５５を光路中に挿入する（図４の３０３）。光源（光源像）５８による透過型スクリーン６６の照明において、光源５８から出た光は、送光レンズ５９によって平行光となりピンホール板６１を照明してコリメータレンズ６０に至り、コリメータレンズ６０により被検レンズＡの凹面ｂの位置で集光されて光源像を作る。そして、この光束は再び発散光となり対物レンズ６５に至り透過型スクリーン６６を照明する。一方、ピンホール板６１のピンホール像６２の透過型スクリーン６６への結像では、被検レンズの度数作用がない場合（０．００Ｄ）、ピンホール板６１のピンホール像６２はコリメータレンズ６０により平行光となり、対物レンズ６５の作用により透過型スクリーン６６にピンホール像が結像される。すなわち、被検レンズＡをレンズ載置台５７に設置しない状態でＬＥＤ５８ａ〜５８ｄを順次点灯すると、その光は、送光レンズ５９−ピンホール板６１のピンホール６２−コリメータレンズ６０−ミラー６４ａ−対物レンズ６５−ミラー６４ｂ−ミラー６４ｃを通り、透過型スクリーン６６にピンホール像を投影させる。このとき、ピンホール板６１は各ＬＥＤ５８ａ〜５８ｄを１つずつ点灯したときのピンホール像が略同一の位置に結像するように基準位置に保持されている。透過型スクリーン６６に投影されたピンホール像は透過型スクリーン６６を透過して撮像装置４８によって撮像され、このピンホール像を画像処理装置４９が取り込んで画像処理することにより、ピンホール像の位置を算出し基準位置として記憶しておく。なお、被検レンズが配置された場合、ＬＥＤ５８ａ〜５８ｄを１つずつ順次点灯したとき、ピンホール像が透過型スクリーン６６の略同一の位置に結像しないので、通常のレンズメータと同様に略同一の位置に結像するようにピンホール板６１を光軸方向に移動調整し結像させる機構を有する。
【００４８】
次に、被検レンズＡを測定する場合、レンズ載置台５７の上に載置してＬＥＤ５８ａ〜５８ｄを１つずつ順次点灯する。このときは、ＬＥＤ５８ａ〜５８ｄからの光が被検レンズＡを透過するため、透過型スクリーン６６に投影されるそれぞれのＬＥＤからのピンホール像の位置は、被検レンズＡのレンズ度数（光学特性））に応じたプリズム作用を受けることにより前述の基準位置から変位する。そして、このピンホール像を撮像装置４８で撮像して画像処理装置４９により画像処理することにより各ＬＥＤ５８ａ〜５８ｄ毎のピンホール像の変位量を算出する。すなわち、ピンホール板６１を移動調整してピンホール像が透過型スクリーン６６の略同一位置に結像させ、このときのピンホール板６１の移動量を画像処理装置４９に記憶させ、ピンホール像の変位量と、ピンホール板６１の移動量から度数換算することにより被検レンズＡのレンズ度数を算出する。なお、基本的な光学的度数計算に関しては、本特許出願人による特開平２−２１６４４２８号公報と同一である。
【００４９】
このような撮像処理装置５２においては、マーク検出装置５３と度数測定装置５４を備えているので、被検レンズＡを適宜なレンズ搬送機構によってレンズ保持装置３７からレンズ載置台５７（もしくはこの逆）に搬送することにより、被検レンズＡの幾何学中心、アイポイントの位置等の検出と、レンズ度数の測定を連続して行うことができる。また、マーク検出装置５３の撮像装置４８と画像処理装置４９を度数測定装置５４に兼用させているので、撮像処理装置５２の簡素化と低廉化を可能にする。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、度数測定装置５４のターゲット６１としてピンホール板を用い、そのピンホール像の変位量を測定することによりレンズ度数を測定するように構成した度数測定装置５４を示したが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、従来から知られている種々の度数測定法を用いることが可能であり、例えば上記した特公平８−２０３３４号公報に記載されている度数測定法を採用した度数測定装置を用いてもよい。
また、レンズ保持装置３７は真空吸着するものに限らず、度数測定装置５４のレンズ載置台５７と同様にガラス板からなり被検レンズが載置されるものであってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼鏡レンズ用画像撮像処理装置は、光源からの光によって被検レンズの凸面側表面を照射し、この凸面側表面の画像を被検レンズの凹面側に配設した画像表示手段に投影し、この画像表示手段に投影された前記凸面側表面の画像を撮像装置によって撮像し、この撮像装置
によって撮像された前記凸面側表面の画像を画像処理装置によって画像処理することにより前記被検レンズの光学特性を検出する眼鏡レンズ用画像撮像処理装置において、前記撮像装置を前記被検レンズの凸面側に配設し、前記画像表示手段を反射型のスクリーンで構成し、前記被検レンズの凸面側表面の画像を前記反射型スクリーンで反射して前記被検レンズの凸面側に戻し、前記撮像装置に結像させるように構成したので、乱視度数の入ったレンズであっても得られる画像が乱視軸によって歪んだりすることがなく、良好が画像を得ることができる。したがって、画像処理が容易で、画像処理回路の設計を容易にすることができ、特にＡＢＭ装置に用いて好適である。
【００５２】
また、本発明は、レンズの凸面側表面の画像を撮像し、画像処理することにより隠しマークを検出するマーク検出装置と、前記被検レンズのレンズ度数を測定する度数測定装置と、前記マーク検出装置に対して進退自在に配設されマーク検出と度数測定を切り替える切替手段とを備えているので、マーク検出と度数測定を連続して行うことができる。また、マーク検出装置の撮像装置と画像処理装置を度数測定装置に兼用させているので、装置構成の簡素化およびコスト低減を図ることができる。
【００５３】
また、本発明は被検レンズの凹面側を照射する多焦点レンズ用光源を備えているので、被検レンズが多焦点レンズの場合、その小玉の画像を取込み画像処理することにより、そのアイポイント位置、幾何学中心等の光学特性を検出することができる。また、被検レンズの凹面側から照射して表面側の小玉の画像を撮像装置に導くように構成したので、乱視度数の入ったレンズであっても乱視軸による像の歪みが生じず、累進多焦点レンズの場合と同様に良好な画像を得ることができ、画像処理が容易である。
【００５４】
また、本発明は光の散乱作用を発生させる表面処理した反射型スクリーンを駆動装置によって回転させるように構成したので、画像の背景となるスクリーン表面の明るさが平均化され、画像処理を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る眼鏡レンズ用画像撮像処理装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】レンズ表面の高さの差を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す眼鏡レンズ用画像撮像処理装置の概略構成図である。
【図４】光学系のフローを示す図である。
【図５】累進多焦点レンズのマーク、幾何学中心等の位置関係を示す図である。
【図６】多焦点レンズの小玉、幾何学中心、アイポイント等の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１…累進多焦点レンズ、２…水平基準線、３Ａ，３Ｂ…隠しマーク、４…加入度数、１１…アイポイント、１３…多焦点レンズ、１３Ｂ…小玉、１６…アイポイント、３０…撮像処理装置、３１…累進多焦点レンズ用光源、３４…ハーフミラー、３７…レンズ保持装置、３８…集光レンズ、３９…結像レンズ、４０…反射型スクリーン、４１…多焦点レンズ用光源、４７…モータ、４８…撮像装置、４９…画像処理装置、５２…撮像処理装置、５３…マーク検出装置、５４…度数測定装置、５５…切替手段、５７…レンズ載置台、５８度数測定用光源、５９…送光レンズ、６０…コリメータレンズ、６１…ターゲット、６２…ピンホール、６５…結像レンズ、６６…透過型スクリーン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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