(57)【要約】【課題】撮影画像の中心部及び周辺部での測定感度の低下防止と、大型化防止とを実現可能なレンズ特性測定装置、及びレンズ特性測定装置の作動方法を提供する。【解決手段】被検レンズの表面を線状光束で走査する走査光学系と、被検レンズに対して走査光学系とは反対側に設けられており、２次元配列された複数のピンホールを有するハルトマンプレートであって、且つ走査光学系による走査により被検レンズを透過してピンホールに照射された線状光束を透過するハルトマンプレートと、ハルトマンプレートを透過した線状光束が投影されるスクリーンと、スクリーンに対してハルトマンプレートとは反対側に設けられ、走査光学系により線状光束の走査が実行されている間、スクリーンの撮影を行う撮影光学系と、を備える。【選択図】図４
2019060851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズの表面を線状光束で走査する走査光学系と、
前記被検レンズに対して前記走査光学系とは反対側に設けられており、２次元配列された複数のピンホールを有するハルトマンプレートであって、且つ前記走査光学系による走査により前記被検レンズを透過して前記ピンホールに照射された前記線状光束を透過するハルトマンプレートと、
前記ハルトマンプレートを透過した前記線状光束が投影されるスクリーンと、
前記スクリーンに対して前記ハルトマンプレートとは反対側に設けられ、前記走査光学系により前記線状光束の走査が実行されている間、前記スクリーンの撮影を行う撮影光学系と、
を備えるレンズ特性測定装置。
【請求項２】
前記撮影光学系により撮影された前記スクリーンの撮影画像を解析して、前記スクリーンに投影された前記線状光束の投影位置を取得する位置取得部と、
前記スクリーンに投影された前記線状光束が透過した前記ピンホールのピンホール位置を判別する位置判別部と、
前記位置取得部が取得した前記投影位置と、前記位置判別部による前記ピンホール位置の判別結果と、既知の前記被検レンズ、前記ハルトマンプレート、及び前記スクリーンの位置関係と、に基づき、前記被検レンズの光学特性を取得する光学特性取得部と、
を備える請求項１に記載のレンズ特性測定装置。
【請求項３】
前記位置判別部は、前記位置取得部が取得した前記線状光束の投影位置と、前記走査光学系による前記線状光束の走査角度であって且つ前記投影位置に投影された前記線状光束の走査角度とに基づき、前記ピンホール位置を判別する請求項２に記載のレンズ特性測定装置。
【請求項４】
前記走査光学系から前記被検レンズの表面に至る前記線状光束の光路の途中に設けられ、前記線状光束の一部の分割する光分割部と、
前記光分割部により分割された前記線状光束を受光する受光光学系と、
前記受光光学系により受光された前記線状光束の受光位置に基づき、前記走査角度の測定値を取得する測定値取得部と、
を備え、
前記位置判別部は、前記線状光束の投影位置と、前記測定値取得部が取得した前記走査角度の測定値とに基づき、前記ピンホール位置を判別する請求項３に記載のレンズ特性測定装置。
【請求項５】
前記光学特性取得部が取得した前記被検レンズの光学特性と、前記測定値取得部が取得した前記走査角度の測定値とに基づき、前記被検レンズの前記光学特性の分布を示すマッピング画像を生成するマッピング画像生成部を備える請求項４に記載のレンズ特性測定装置。
【請求項６】
前記ハルトマンプレートには、前記ピンホールが等間隔で２次元配列されており、
前記走査光学系は、前記線状光束の直径を、前記ハルトマンプレート上で前記ピンホールの直径よりも大きく且つ互いに隣り合う前記ピンホールの間の距離よりも小さく調整している請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ特性測定装置。
【請求項７】
前記走査光学系を制御して、前記撮影光学系により撮影される前記スクリーンの撮影画像に含まれる前記線状光束による点像の数を調整する点像数調整部を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のレンズ特性測定装置。
【請求項８】
前記線状光束の走査範囲及び走査パターンの種類の少なくともいずれかの設定を行う走査設定部を備え、
前記走査光学系は、前記走査設定部での設定に従って前記線状光束の走査を行う請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ特性測定装置。
【請求項９】
前記走査光学系から出射される前記線状光束の走査角度を制御して、前記線状光束により前記被検レンズの表面を走査させる光学系制御部と、
前記走査光学系から前記被検レンズの表面に至る前記線状光束の光路の途中に設けられ、前記線状光束の一部の分割する光分割部と、
前記光分割部により分割された前記線状光束を受光する受光光学系と、
前記受光光学系により受光された前記線状光束の受光位置に基づき、前記走査角度の測定値を取得する測定値取得部と、
予め取得した前記走査角度の指示値と、前記測定値取得部が取得した前記測定値と、を比較した結果に基づき、前記光学系制御部による前記走査角度の制御を補正する補正部と、
を備える請求項１から８のいずれか１項に記載のレンズ特性測定装置。
【請求項１０】
被検レンズの一面側に配置され、２次元配列された複数のピンホールを有するハルトマンプレートと、前記ハルトマンプレートに対して前記被検レンズとは反対側に設けられたスクリーンと、前記スクリーンに対して前記ハルトマンプレートとは反対側に設けられ、前記スクリーンの撮影を行う撮影光学系と、を備えるレンズ特性測定装置の作動方法において、
前記被検レンズの前記一面側とは反対側の他面側に配置された走査光学系が、前記被検レンズの表面を線状光束で走査するステップと、
前記撮影光学系が、前記走査光学系により前記線状光束の走査が実行されている間、前記被検レンズ及び前記ピンホールを透過した前記線状光束が投影される前記スクリーンを撮影するステップと、
を有するレンズ特性測定装置の作動方法。
【請求項１１】
前記撮影光学系により撮影された前記スクリーンの撮影画像を解析して、前記スクリーンに投影された前記線状光束の投影位置を取得する位置取得ステップと、
前記スクリーンに投影された前記線状光束が透過した前記ピンホールのピンホール位置を判別する位置判別ステップと、
前記位置取得ステップで取得した前記投影位置と、前記位置判別ステップでの前記ピンホール位置の判別結果と、既知の前記被検レンズ、前記ハルトマンプレート、及び前記スクリーンの位置関係と、に基づき、前記被検レンズの光学特性を取得する光学特性取得ステップと、
を有し、
前記位置判別ステップが、前記位置取得ステップで取得した前記線状光束の投影位置と、前記走査光学系による前記線状光束の走査角度であって且つ前記投影位置に投影された前記線状光束の走査角度とに基づき、前記ピンホール位置を判別し、
前記走査光学系から前記被検レンズの表面に至る前記線状光束の光路の途中に設けられ、前記線状光束の一部の分割する光分割ステップと、
前記光分割ステップで分割された前記線状光束を受光光学系で受光する受光ステップと、
前記受光光学系により受光された前記線状光束の受光位置に基づき、前記走査角度の測定値を取得する測定値取得ステップと、
を有し、
前記位置判別ステップは、前記線状光束の投影位置と、前記測定値取得ステップで取得された前記走査角度の測定値とに基づき、前記ピンホール位置を判別する請求項１０に記載のレンズ特性測定装置の作動方法。
【請求項１２】
前記レンズ特性測定装置が、前記走査光学系から出射される前記線状光束の走査角度を制御して、前記線状光束により前記被検レンズの表面を走査させる光学系制御部を有しており、
前記走査光学系から前記被検レンズの表面に至る前記線状光束の光路の途中において、前記線状光束の一部の分割する光分割ステップと、
前記光分割ステップにて分割された前記線状光束を受光する受光ステップと、
前記受光ステップで受光された前記線状光束の受光位置に基づき、前記走査角度の測定値を取得する測定値取得ステップと、
予め取得した前記走査角度の指示値と、前記測定値取得ステップで取得した前記測定値と、を比較した結果に基づき、前記光学系制御部による前記走査角度の制御を補正する補正ステップと、
を有する請求項１０又は１１に記載のレンズ特性測定装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検レンズの光学特性を測定するレンズ特性測定装置及びレンズ特性測定装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡レンズ（被検レンズ）の光学特性を測定するレンズ特性測定装置が知られている。レンズ特性測定装置は、被検レンズに対してその測定範囲をカバーする光束径の平行光束からなる測定光を照射する照明光学系と、被検レンズを透過した測定光が入射するハルトマンプレートと、ハルトマンプレートの多数のピンホールをそれぞれ透過した測定光が投影されるスクリーンと、スクリーンに投影された多数の測定光の点像を撮影する撮影光学系と、を備える（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
レンズ特性測定装置では、被検レンズがセットされていない場合、スクリーンに投影される各点像の間隔はハルトマンプレートの各ピンホールの間隔と等しくなる。また、被検レンズが凸レンズである場合、スクリーンに投影される各点像の間隔はハルトマンプレートの各ピンホールの間隔よりも狭くなる。さらに、被検レンズが凹レンズである場合、スクリーンに投影される各点像の間隔はハルトマンプレートの各ピンホールの間隔よりも広くなる。このため、レンズ特性測定装置では、撮影光学系により撮影されたスクリーンの撮影画像を解析して、スクリーンに投影された各点像の位置を取得することで、被検レンズの光学特性を得る。
【０００４】
このようなレンズ特性測定装置では、被検レンズからスクリーンまでの距離が長いほど、被検レンズの屈折力が変化した際にスクリーン上での点像の移動量が大きくなるので、レンズ特性測定装置の感度（分解能）が向上する。しかし、被検レンズからスクリーンまでの距離を長くすると、レンズ特性測定装置によりプラスの強度数（焦点距離が短い）の被検レンズの光学特性を測定する場合に、ハルトマンプレートの互いに異なる２個のピンホールにそれぞれ対応するスクリーン上の２個の点像が重なったり或いは位置関係が反転したりする。このため、各点像の正確な位置を検出することができない。
【０００５】
そこで、特許文献１には、ハルトマンプレートとスクリーンとの間の距離を変更可能なレンズ特性測定装置が開示されている。このレンズ特性測定装置では、プラスの弱度数の被検レンズ又はマイナス度数の被検レンズの光学特性を測定する場合には上記距離を長くし、且つプラスの強度数の被検レンズの光学特性を測定する場合には上記距離を短くすることにより、上記の点像の重なり及び位置関係の反転の発生を防止している。
【０００６】
また、特許文献２には、ハルトマンプレート及び被検レンズの位置関係が特許文献１とは逆であるが、被検レンズとスクリーンとの間の距離を変更可能なレンズ特性測定装置が開示されている。このレンズ特性測定装置では、被検レンズとスクリーンとの間の距離を２つの異なる距離に変更し、個々の距離でスクリーンに投影される各点像を撮影光学系で撮影し、撮影により得られた距離ごとの撮影画像に基づき、被検レンズの光学特性を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２７４４７３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１及び特許文献２に記載のレンズ特性測定装置のように、スクリーンを移動させる場合、スクリーンを移動する移動機構を設けることでレンズ特性測定装置が大型化するという問題が生じる。また、スクリーンを移動する場合にはその移動距離の再現性の影響を受けやすい。
【０００９】
図２２は、特許文献１及び特許文献２のレンズ特性測定装置の光源（測定光）に起因する課題を説明するための説明図である。なお、図２２では、光源３００、コリメータ３０１、ハルトマンプレート３０２、スクリーン３０３、及びカメラ３０４を備えるレンズ特性測定装置において、被検レンズ３０６（マイナス度数）の光学測定を行っている。
【００１０】
特許文献１及び特許文献２に記載のレンズ特性測定装置では、既述の通り、被検レンズ３０６のレンズ面上の測定範囲をカバーする光束径の測定光３０Ｘが必要となる。このため、このレンズ特性測定装置では、測定光３０８の配光角度が広いタイプの光源３００を用いる必要があるが、配向角度を広げることで光源３００の光度が低下してしまう。
【００１１】
図２２の符号XXIIAに示すように、光源３００ではその光軸３１０上の測定光３０８の光度が最も高くなり、光軸３１０に対する角度αが大きくなるのに従って測定光３０８の光度が低下する。このため、図２２の符号XXIIBに示すように、コリメータ３０１を用いて測定光３０Ｘの太径の平行光束を作ると、測定光３０８の光量分布３１２は光軸３１０上に比べてその周辺の光量が低下する。従って、ハルトマンプレート３０２のピンホールを透過してスクリーン３０３に投影される点像（輝点）の照度は、スクリーン３０３の中心部に比べてその周辺部で低下する。
【００１２】
また、図２２の符号XXIICに示すように、レンズ特性測定装置では、点像が投影されているスクリーン３０３をカメラ３０４で撮影し、このカメラ３０４の撮影画像を解析して点像の位置を検出する。このため、撮影画像内の周辺部の像は、光軸３１０上の像と比較した場合にコサイン４乗則により暗くなる。
【００１３】
さらに、一般的なスクリーン３０３は理想的な拡散面（点線円３１４参照）ではないので、図２２の符号XXIIDに示すように、スクリーン３０３に入射した角度の測定光３０８の光度が最も高く、これ以外の方向では光度が低下する（点線楕円３１６参照）。特に被検レンズ３０６がマイナス度数のレンズである場合、被検レンズ３０６を透過した測定光３０８は発散光となる。このため、被検レンズ３０６を透過した測定光３０８の周辺光束は外側に向かうため、カメラ３０４で受光可能な測定光３０８の光度は低くなってしまう。その結果、カメラ３０４で撮影される点像の照度は、カメラ３０４の中心部に比べてその周辺部で低下してしまう。
【００１４】
従って、従来のレンズ特性測定装置では、撮影画像の中心部での明るさが適切になるように、各部（光源輝度、カメラ３０４のゲイン、及びカメラ３０４の撮像素子の蓄積時間など）を調整すると、撮影画像の周辺部が暗くなる。その結果、この周辺部内での点像の検出が不可能となる。また逆に、撮影画像の周辺部での明るさが適切になるように調整を行うと、撮影画像の中心部内の点像が白飛びしてしまうので、点像の位置検出精度が低下する。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、撮影画像の中心部及び周辺部での測定感度の低下防止と、大型化防止とを実現可能なレンズ特性測定装置、及びレンズ特性測定装置の作動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の目的を達成するためのレンズ特性測定装置は、被検レンズの表面を線状光束で走査する走査光学系と、被検レンズに対して走査光学系とは反対側に設けられており、２次元配列された複数のピンホールを有するハルトマンプレートであって、且つ走査光学系による走査により被検レンズを透過してピンホールに照射された線状光束を透過するハルトマンプレートと、ハルトマンプレートを透過した線状光束が投影されるスクリーンと、スクリーンに対してハルトマンプレートとは反対側に設けられ、走査光学系により線状光束の走査が実行されている間、スクリーンの撮影を行う撮影光学系と、を備える。
【００１７】
このレンズ特性測定装置によれば、眼鏡レンズの表面上で線状光束を走査することにより、撮影画像の中心部と周辺部とで線状光束による点像の明るさに差が生じることが防止され、且つスクリーンを移動させる移動機構を設けることなく、スクリーン上に投影される線状光束による点像の重なり及び位置関係の反転を防止することができる。
【００１８】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、撮影光学系により撮影されたスクリーンの撮影画像を解析して、スクリーンに投影された線状光束の投影位置を取得する位置取得部と、スクリーンに投影された線状光束が透過したピンホールのピンホール位置を判別する位置判別部と、位置取得部が取得した投影位置と、位置判別部によるピンホール位置の判別結果と、既知の被検レンズ、ハルトマンプレート、及びスクリーンの位置関係と、に基づき、被検レンズの光学特性を取得する光学特性取得部と、を備える。これにより、被検レンズの種類に関係なく、被検レンズの光学特性を精度良く測定することができる。
【００１９】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、位置判別部は、位置取得部が取得した線状光束の投影位置と、走査光学系による線状光束の走査角度であって且つ投影位置に投影された線状光束の走査角度とに基づき、ピンホール位置を判別する。これにより、スクリーンに投影された各線状光束がそれぞれ透過したピンホール位置を正確に判別することができる。
【００２０】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、走査光学系から被検レンズの表面に至る線状光束の光路の途中に設けられ、線状光束の一部の分割する光分割部と、光分割部により分割された線状光束を受光する受光光学系と、受光光学系により受光された線状光束の受光位置に基づき、走査角度の測定値を取得する測定値取得部と、を備え、位置判別部は、線状光束の投影位置と、測定値取得部が取得した走査角度の測定値とに基づき、ピンホール位置を判別する。これにより、スクリーンに投影された各線状光束がそれぞれ透過したピンホール位置をより正確に判別することができる。
【００２１】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、光学特性取得部が取得した被検レンズの光学特性と、測定値取得部が取得した走査角度の測定値とに基づき、被検レンズの光学特性の分布を示すマッピング画像を生成するマッピング画像生成部を備える。これにより、マッピング画像の再現性を向上させることができる。
【００２２】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、ハルトマンプレートには、ピンホールが等間隔で２次元配列されており、走査光学系は、線状光束の直径を、ハルトマンプレート上でピンホールの直径よりも大きく且つ互いに隣り合うピンホールの間の距離よりも小さく調整している。これにより、スクリーンに投影された線状光束による点像の位置検出を確実に実行することができ、且つスクリーン上に投影される線状光束による点像の重なり及び位置関係の反転を防止することができる。
【００２３】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、走査光学系を制御して、撮影光学系により撮影されるスクリーンの撮影画像に含まれる線状光束による点像の数を調整する点像数調整部を備える。これにより、スクリーンの撮影画像に含まれる線状光束による点像の数を増加させることで光学特性の測定を短時間で完了することができ、逆にスクリーンの撮影画像に含まれる線状光束による点像の数を減少させることでスクリーンに投影される線状光束による点像が重なり及び位置関係の反転等の発生を防止することができる。
【００２４】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、線状光束の走査範囲及び走査パターンの種類の少なくともいずれかの設定を行う走査設定部を備え、走査光学系は、走査設定部での設定に従って線状光束の走査を行う。これにより、眼鏡レンズの種類に応じて、線状光束の走査範囲及び走査パターンを任意に変更することができる。
【００２５】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、走査光学系から出射される線状光束の走査角度を制御して、線状光束により被検レンズの表面を走査させる光学系制御部と、走査光学系から被検レンズの表面に至る線状光束の光路の途中に設けられ、線状光束の一部の分割する光分割部と、光分割部により分割された線状光束を受光する受光光学系と、受光光学系により受光された線状光束の受光位置に基づき、走査角度の測定値を取得する測定値取得部と、予め取得した走査角度の指示値と、測定値取得部が取得した測定値と、を比較した結果に基づき、光学系制御部による走査角度の制御を補正する補正部と、を備える。これにより、被検レンズの光学特性の測定精度及び光学特性のマッピング画像の再現性が向上する。
【００２６】
本発明の目的を達成するためのレンズ特性測定装置の作動方法は、被検レンズの一面側に配置され、２次元配列された複数のピンホールを有するハルトマンプレートと、ハルトマンプレートに対して被検レンズとは反対側に設けられたスクリーンと、スクリーンに対してハルトマンプレートとは反対側に設けられ、スクリーンの撮影を行う撮影光学系と、を備えるレンズ特性測定装置の作動方法において、被検レンズの一面側とは反対側の他面側に配置された走査光学系が、被検レンズの表面を線状光束で走査するステップと、撮影光学系が、走査光学系により線状光束の走査が実行されている間、被検レンズ及びピンホールを透過した線状光束が投影されるスクリーンを撮影するステップと、を有する。
【００２７】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置の作動方法において、撮影光学系により撮影されたスクリーンの撮影画像を解析して、スクリーンに投影された線状光束の投影位置を取得する位置取得ステップと、スクリーンに投影された線状光束が透過したピンホールのピンホール位置を判別する位置判別ステップと、位置取得ステップで取得した投影位置と、位置判別ステップでのピンホール位置の判別結果と、既知の被検レンズ、ハルトマンプレート、及びスクリーンの位置関係と、に基づき、被検レンズの光学特性を取得する光学特性取得ステップと、を有し、位置判別ステップが、位置取得ステップで取得した線状光束の投影位置と、走査光学系による線状光束の走査角度であって且つ投影位置に投影された線状光束の走査角度とに基づき、ピンホール位置を判別し、走査光学系から被検レンズの表面に至る線状光束の光路の途中に設けられ、線状光束の一部の分割する光分割ステップと、光分割ステップで分割された線状光束を受光光学系で受光する受光ステップと、受光光学系により受光された線状光束の受光位置に基づき、走査角度の測定値を取得する測定値取得ステップと、を有し、位置判別ステップは、線状光束の投影位置と、測定値取得ステップで取得された走査角度の測定値とに基づき、ピンホール位置を判別する。
【００２８】
本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置の作動方法において、レンズ特性測定装置が、走査光学系から出射される線状光束の走査角度を制御して、線状光束により被検レンズの表面を走査させる光学系制御部を有しており、走査光学系から被検レンズの表面に至る線状光束の光路の途中において、線状光束の一部の分割する光分割ステップと、光分割ステップにて分割された線状光束を受光する受光ステップと、受光ステップで受光された線状光束の受光位置に基づき、走査角度の測定値を取得する測定値取得ステップと、予め取得した走査角度の指示値と、測定値取得ステップで取得した測定値と、を比較した結果に基づき、光学系制御部による走査角度の制御を補正する補正ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、撮影画像の中心部及び周辺部での測定感度の低下防止と、大型化防止とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態のレンズ特性測定装置の外観斜視図である。
【図２】セット部の斜視図である。
【図３】セット部の上面図である。
【図４】左右の眼鏡レンズの光学特性の測定に用いられる一対の「走査光学系、スクリーン、及び撮影光学系」の一方を代表例として示した概略図である。
【図５】ハルトマンプレートの上面図である。
【図６】ハルトマンプレートの上面の一部を拡大した拡大図である。
【図７】線状光束の直径に上限を設けた理由を説明するための説明図である。
【図８】第１実施形態の統括制御部の機能ブロック図である。
【図９】画像情報、及びこの画像情報を基に位置取得部が取得する投影位置情報の説明図である。
【図１０】位置判別部によるピンホール及びその位置の判別処理を説明するための説明図である。
【図１１】光学特性取得部による眼鏡レンズの光学中心位置の取得と、バックフォーカスの取得とを説明するための説明図である。
【図１２】第１実施形態のレンズ特性測定装置による眼鏡フレームの左右の眼鏡レンズの光学特性の測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態のレンズ特性測定装置の統括制御部の機能ブロック図である。
【図１４】撮影画像に含まれる線状光束による点像の点像数の調整を説明するための説明図である。
【図１５】第３実施形態のレンズ特性測定装置の走査光学系、スクリーン、及び撮影光学系の概略図である。
【図１６】第３実施形態のレンズ特性測定装置の統括制御部の機能ブロック図である。
【図１７】第３実施形態のレンズ特性測定装置による各ガルバノミラーの揺動角度の補正制御の流れを示すフローチャートである。
【図１８】第４実施形態のレンズ特性測定装置の機能ブロック図である。
【図１９】第４実施形態の画像情報及び投影位置情報の説明図である。
【図２０】第４実施形態の位置判別部によるピンホール及びそのピンホール位置の判別処理を説明するための説明図である。
【図２１】第４実施形態のレンズ特性測定装置によるマッピング画像の生成の流れを示すフローチャートである。
【図２２】特許文献１及び特許文献２のレンズ特性測定装置の光源（測定光）に起因する課題を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
［第１実施形態のレンズ特性測定装置の構成］
図１は、第１実施形態のレンズ特性測定装置１０の外観斜視図である。レンズ特性測定装置１０は、眼鏡フレーム１０１に保持されている左右の眼鏡レンズ１０２（本発明の被検レンズに相当）の光学特性を同時測定する。この光学特性は、例えばバックフォーカスＢｆ（図９参照）、球面屈折力、円柱屈折力（乱視屈折力）、円柱軸角度（乱視軸角度）、及びプリズム値（プリズム屈折力及びプリズム基底方向）等である。
【００３２】
眼鏡フレーム１０１は、左右の眼鏡レンズ１０２をそれぞれ保持する左右のリム１０４（レンズ枠ともいう）と、左右のリム１０４を接続するブリッジ部１０５と、左右のリム１０４にそれぞれ設けられた鼻当てパッド部１０６及びテンプル１０７と、を備える。
【００３３】
レンズ特性測定装置１０は、図中上下方向に間隔をあけて設けられた上側筐体１１及び下側筐体１２と、上側筐体１１及び下側筐体１２の背面側に設けられた背部筐体１３と、を備える。
【００３４】
上側筐体１１の前面側には、眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定結果等を表示するモニタ１５と、レンズ特性測定装置１０の各種操作を行う各種の操作スイッチ１６と、を備える。また、上側筐体１１の内部には、後述のセット部２０に支持された眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２に対してそれぞれ測定光である線状光束４６（図４参照）を照射する一対の走査光学系３５（図４参照）が設けられている。なお、一対の走査光学系３５の一部は背部筐体１３の内部に設けられている。
【００３５】
下側筐体１２の上面には、既述の上側筐体１１の下方位置［上側筐体１１からの線状光束４６（図４参照）の照射位置］にセット部２０が設けられている。このセット部２０には、光学特性の測定対象となる眼鏡フレーム１０１がセット及び支持される。
【００３６】
下側筐体１２及び背部筐体１３の内部には、後述の図４に示すように、セット部２０にセットされた眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２をそれぞれ透過した線状光束４６が照射される一対のハルトマンプレート３２と、一対のハルトマンプレート３２をそれぞれ透過した線状光束４６が投影される一対のスクリーン３６と、一対のスクリーン３６をそれぞれ撮影する一対の撮影光学系３７と、が設けられている。
【００３７】
図２はセット部２０の斜視図である。図３はセット部２０の上面図である。図２及び図３に示すように、セット部２０には、一対の挟持部材２１，２２がレンズ特性測定装置１０の前後方向に間隔をあけて配置されている。挟持部材２１，２２は、互いに接近する方向と互いに離間する方向とに変位可能であり、両者の間にセットされた眼鏡フレーム１０１を挟持する。これにより、眼鏡フレーム１０１の上下方向をレンズ特性測定装置１０の前後方向に揃え、且つ眼鏡レンズ１０２の表面を上側筐体１１に対向させることができる。なお、眼鏡レンズ１０２の裏面とは眼鏡フレーム１０１の使用者（装着者）の顔面に対向する面であり、その反対側の面が眼鏡レンズ１０２の表面である。
【００３８】
また、セット部２０には、眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２の裏面側をそれぞれ支持する一対の支持ピン２３が立設されている。各支持ピン２３は、挟持部材２１，２２の前後方向の略中間点に配置されている。挟持部材２１，２２は、眼鏡フレーム１０１のフレーム中点が各支持ピン２３を結んだ線上に配置されるように、眼鏡フレーム１０１の位置決めを行う。これにより、左右の眼鏡レンズ１０２をレンズ特性測定装置１０による測定位置に位置合わせできる。なお、図中の符号ＯＡは、左右の眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡ（光学中心位置）である。
【００３９】
挟持部材２１，２２の左右の両側には、眼鏡フレーム１０１の一部に当接して、眼鏡フレーム１０１を安定した姿勢で維持するフレームサポート２５，２６が設けられている。
【００４０】
また、挟持部材２１，２２の間であって、左右方向の略中央部には、前側の挟持部材２１に対向する面が円柱周面として形成された鼻当て支持部材２４が配置されている。この鼻当て支持部材２４は、前後方向略中央位置から後方に摺動可能であって且つ不図示のバネ等により前方向に付勢されている。そして、鼻当て支持部材２４は、挟持部材２１，２２により眼鏡フレーム１０１をその前後から挟持した場合に、眼鏡フレーム１０１の鼻当てパッド部１０６に当接する。
【００４１】
背部筐体１３には、セット部２０よりも上方向側の位置において、一対のアーム２７をそれぞれ回転自在に支持する一対の回転軸２８が設けられている。各アーム２７の先端部にはそれぞれ押えピン２９が設けられている。各アーム２７がそれぞれ回転軸２８を中心として回転すると、各アーム２７の各々の押えピン２９が、支持ピン２３に支持されている左右の眼鏡レンズ１０２の表面に当接して、各眼鏡レンズ１０２を下方向側へ押圧する。これにより、左右の眼鏡レンズ１０２が支持ピン２３に押さえ付けられて固定される。
【００４２】
各支持ピン２３は、セット部２０の底部に設けられた一対のカバーガラス３０上に立設されている。各カバーガラス３０は、各支持ピン２３によりそれぞれ支持されている左右の眼鏡レンズ１０２をそれぞれ透過した線状光束４６（図４参照）が入射する位置に設けられている。各カバーガラス３０にそれぞれ入射した線状光束４６は、カバーガラス３０の下方側に設けられているハルトマンプレート３２（図４参照）に照射される。
【００４３】
［走査光学系、ハルトマンプレート、スクリーン、及び撮影光学系］
図４は、左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定に用いられる一対の「走査光学系３５、ハルトマンプレート３２、スクリーン３６、及び撮影光学系３７」の一方を代表例として示した概略図である。
【００４４】
図４に示すように、走査光学系３５は、セット部２０にセットされた眼鏡レンズ１０２の上方側（本発明の他面側）に配置されており、光源４０とレンズ４１とスキャナ４２とミラー４３とコリメータ４４とを備える。
【００４５】
光源４０は、例えばレーザ光源、ＳＬＤ（Super luminescent diode）光源、及びＬＥＤ（Light emitting diode）光源等が用いられ、可視波長域の測定光（検査光）として線状光束４６（線状光、線光束、走査光束、又はビームともいう）を出射する。この線状光束４６は、レンズ４１、スキャナ４２、ミラー４３、及びコリメータ４４を経て眼鏡レンズ１０２に照射される。
【００４６】
スキャナ４２は、例えばガルバノスキャナであり、互いに直交する揺動軸を中心として揺動する２枚のガルバノミラー４２Ａ（偏向ミラー）を近接配置した構造を有する。なお、線状光束４６の進行方向下流側のガルバノミラー４２Ａは、コリメータ４４の焦点位置に配置されている。
【００４７】
各ガルバノミラー４２Ａの一方はその揺動角度θを多段階（無段階）で調整することで、線状光束４６を第１方向ｘに走査する。また、各ガルバノミラー４２Ａの他方はその揺動角度φを多段階（無段階）で調整することで、線状光束４６を第１方向ｘと直交する第２方向ｙに走査する。これにより、スキャナ４２は、線状光束４６をミラー４３に向けて出射しながら、この線状光束４６の走査角度（揺動角度θ，φ）を変えることで、線状光束４６を２次元方向に高速走査できる。
【００４８】
なお、スキャナ４２は、ガルバノスキャナに限定されるものではなく、共振型スキャナ（レゾナントスキャナ）及びＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャナなどの線状光束４６を２次元方向で高速走査可能な各種スキャナを用いてもよい。
【００４９】
ミラー４３は、スキャナ４２から入射した線状光束４６をコリメータ４４に向けて反射する。コリメータ４４は、ミラー４３から入射した線状光束４６を撮影光学系３７の撮影光軸ＯＢに平行な平行光とした後、支持ピン２３上に支持されている眼鏡レンズ１０２に向けて出射する。これにより、眼鏡レンズ１０２の表面側に線状光束４６が照射される。
【００５０】
スキャナ４２が線状光束４６を２次元方向（第１方向ｘ及び第２方向ｙ）に走査することで、眼鏡レンズ１０２の表面上で線状光束４６が２次元方向（第１方向Ｘ及び第２方向Ｙ）に走査される。なお、本実施形態では第１方向ｘ及び第１方向Ｘはレンズ特性測定装置１０の左右方向であり、第２方向ｙはレンズ特性測定装置１０の上下方向であり、第２方向Ｙはレンズ特性測定装置１０の前後方向である。眼鏡レンズ１０２の表面上での線状光束４６の走査により、この眼鏡レンズ１０２の表面上の複数の走査位置Ｐに線状光束４６が順次照射される。そして、眼鏡レンズ１０２の各走査位置Ｐに照射された線状光束４６は、それぞれ眼鏡レンズ１０２及びカバーガラス３０を透過して、双方の下方側（本発明の一面側）に位置するハルトマンプレート３２に照射される。
【００５１】
この際に本実施形態では、光源４０から線状光束４６が連続的に出射される。この場合、眼鏡レンズ１０２の表面上を線状光束４６が一筆書きのように走査されるため、眼鏡レンズ１０２の表面上の各走査位置Ｐは連続している。
【００５２】
図５は、ハルトマンプレート３２の上面図（下面図）である。図４及び図５に示すように、ハルトマンプレート３２は、眼鏡レンズ１０２及びカバーガラス３０に対して走査光学系３５とは反対側の位置、より具体的にはカバーガラス３０の下面に当接して設けられている。また、ハルトマンプレート３２は、その中心３２Ｏが撮影光軸ＯＢに一致するように予め位置調整されている。
【００５３】
ハルトマンプレート３２は、例えばガラス基板にクロム等を蒸着させた遮光部材である。このハルトマンプレート３２には、多数のピンホール３２Ａ（開口又は穴ともいう）が既述の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿ってそれぞれ等間隔でマトリクス状に形成（２次元配列）されている。例えば本実施形態では、直径０．５ｍｍのピンホール３２Ａが２ｍｍピッチで１３×２３個配列されている。各ピンホール３２Ａは線状光束４６を透過する。なお、ハルトマンプレート３２内の各ピンホール３２Ａの配列方向及び配列パターンは特に限定はされず、例えば円周パターン或いは放射パターン等で配列されていてもよい。また、各ピンホール３２Ａ，３２Ｂにはそれぞれ集光レンズが配置されていてもよい。
【００５４】
図６は、ハルトマンプレート３２の上面の一部を拡大した拡大図である。図４及び図６に示すように、既述のように眼鏡レンズ１０２の表面上で線状光束４６が２次元方向に連続的に走査されると、眼鏡レンズ１０２等を透過してハルトマンプレート３２に照射される線状光束４６も、ハルトマンプレート３２の上面で２次元方向に連続的に走査される。この連続的に走査とは、任意の線状光束４６が少なくとも一つ前の線状光束４６の一部と重なり合うことである。そして、ハルトマンプレート３２の上面での線状光束４６の走査位置ＰＨがピンホール３２Ａの位置に一致（ほぼ一致を含む）した場合、線状光束４６がピンホール３２Ａを透過してスクリーン３６に投影される。
【００５５】
ここで、光源４０から出射される線状光束４６の直径（光束径）は、ハルトマンプレート３２上においてピンホール３２Ａの直径ＰＤよりも大きく形成されていることが好ましい。これにより、ピンホール３２Ａを透過してスクリーン３６に投影される線状光束４６の直径（光束径）を直径ＰＤに調整することができる。線状光束４６の直径が小さくなり過ぎると、スクリーン３６上に投影された線状光束４６による点像の位置検出に失敗するおそれがあるので、線状光束４６の直径を直径ＰＤよりも大きく形成することで、線状光束４６による点像の位置検出を確実に実行することができる。
【００５６】
また、光源４０から出射される線状光束４６の直径（光束径）は、ハルトマンプレート３２上において互いに隣り合うピンホール３２Ａの距離ＰＬよりも小さく形成されていることが好ましい。
【００５７】
図７は、線状光束４６の直径に上限を設けた理由を説明するための説明図である。図７に示すように、仮に線状光束４６の直径が距離ＰＬよりも大きい場合、線状光束４６は、互いに隣り合うピンホール３２Ａを同時に透過してそれぞれスクリーン３６に投影される場合がある。この場合、図７の符号７Ａに示すように、眼鏡レンズ１０２がマイナス度数又はプラスの弱度数のレンズであれば、スクリーン３６上に同時投影される２つの線状光束４６による点像は分離している。
【００５８】
これに対して、図７の符号７Ｂに示すように、眼鏡レンズ１０２がプラスの強度数のレンズである場合、スクリーン３６上に同時投影される２つの線状光束４６による点像は重なっているため、これら２つの点像を分離検出することは困難である。また、図７の符号７Ｃに示すように、眼鏡レンズ１０２がさらにプラスの強度数のレンズである場合、互いに隣り合うピンホール３２Ａを同時に透過した線状光束４６がスクリーン３６の手前で交差するため、スクリーン３６上に同時投影される２つの線状光束４６による点像の位置関係が反転してしまう。
【００５９】
従って、本実施形態では線状光束４６の直径を距離ＰＬよりも小さく形成することで、２つの線状光束４６による点像の重なり及び位置関係の反転を防止することができる。
【００６０】
図４に戻って、スクリーン３６は、ハルトマンプレート３２の下方側に設けられている。スクリーン３６は、例えば砂掛けしたガラス基板等であり、拡散透過性を有している。このスクリーン３６には、ハルトマンプレート３２のピンホール３２Ａを透過した線状光束４６が投影される。そして、スキャナ４２が線状光束４６を２次元方向に走査し、これに伴い線状光束４６が透過するピンホール３２Ａが変更されるのに応じて、スクリーン３６に投影される線状光束４６の投影位置Ｑも変化する。
【００６１】
従って、本実施形態では、詳しくは後述するが、スクリーン３６に投影される線状光束４６の投影位置Ｑを検出し、且つこの線状光束４６が透過したピンホール３２Ａの位置を判別（特定）することにより、眼鏡レンズ１０２を透過してスクリーン３６に投影された線状光束４６の傾き角を検出することができる。
【００６２】
撮影光学系３７は、スクリーン３６に対してハルトマンプレート３２とは反対側、すなわちスクリーン３６の下方側に設けられており、線状光束４６が投影されているスクリーン３６をその下面側から撮影する。この撮影光学系３７は、その上方側から下方側に向かって、フィールドレンズ４８とカメラ５０とを備える。フィールドレンズ４８は、線状光束４６が投影されているスクリーン３６の像をカメラ５０に入射する。
【００６３】
カメラ５０は、結像レンズ５０Ａと、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型又はＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型の撮像素子５０Ｂと、を備える。結像レンズ５０Ａは、フィールドレンズ４８を経て入射したスクリーン３６の像を撮像素子５０Ｂの撮像面に入射する。
【００６４】
撮像素子５０Ｂは、走査光学系３５による線状光束４６の走査が実行されている間、結像レンズ５０Ａを通して入射したスクリーン３６の像を連続して撮像する。これにより、カメラ５０により連続的に撮影されたスクリーン３６の撮影画像５２が、カメラ５０から後述の統括制御部５８へ出力される。
【００６５】
［統括制御部］
図８は、レンズ特性測定装置１０の下側筐体１２又は背部筐体１３の内部に設けられている第１実施形態の統括制御部５８の機能ブロック図である。図８に示すように、統括制御部５８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を含む各種の演算部及びメモリ等から構成された演算回路であり、操作スイッチ１６に入力された各種の操作指示に基づきレンズ特性測定装置１０の各部を統括制御する。また、統括制御部５８には記憶部５９が接続されている。
【００６６】
統括制御部５８は、記憶部５９内の不図示のソフトウェアプログラムを実行することで、光学系制御部６２、撮影制御部６４、画像取得部６６、位置取得部６８、位置判別部６９、及び光学特性取得部７０として機能する。
【００６７】
光学系制御部６２は、走査光学系３５の光源４０による線状光束４６の照射とスキャナ４２の駆動（線状光束４６の走査角度）とを制御する。光学系制御部６２は、操作スイッチ１６への測定開始操作の入力に応じて、光源４０からの連続的な線状光束４６の出射と、スキャナ４２による所定の走査パターンでの線状光束４６の２次元方向の走査と、を実行させる。これにより、眼鏡レンズ１０２の表面上で線状光束４６が２次元方向に走査され、且つ同時に眼鏡レンズ１０２を透過した線状光束４６がハルトマンプレート３２の上面にて２次元方向に走査される。
【００６８】
撮影制御部６４は、カメラ５０によるスクリーン３６の撮影を制御する。撮影制御部６４は、走査光学系３５による線状光束４６の走査が実行されている間、カメラ５０によるスクリーン３６の撮影を連続して実行させる。これにより、カメラ５０から後述の画像取得部６６に対してスクリーン３６の撮影画像５２が連続して入力される。
【００６９】
ここで、カメラ５０による撮影が、線状光束４６の走査位置ＰＨとピンホール３２Ａの位置とが一致したタイミングで実行された場合、この撮影で得られた撮影画像５２には、スクリーン３６に投影された線状光束４６による点像が含まれる。なお、本実施形態では、個々の撮影画像５２に含まれる線状光束４６による点像の数が１点になるように、前述の光学系制御部６２が走査光学系３５による線状光束４６の走査速度を制御している。
【００７０】
一方、カメラ５０による撮影が、線状光束４６の走査位置ＰＨとピンホール３２Ａの位置とが一致しないタイミングで実行された場合、この撮影で得られた撮影画像５２には線状光束４６による点像が含まれない。
【００７１】
画像取得部６６は、カメラ５０から撮影画像５２を逐次取得する。また同時に、画像取得部６６は、撮影画像５２の撮影時にスキャナ４２から出射される線状光束４６の走査角度（各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ）を、光学系制御部６２等から逐次取得する。この線状光束４６の走査角度は、眼鏡レンズ１０２の表面上において線状光束４６が照射された走査位置Ｐを示す情報である。そして、画像取得部６６は、カメラ５０から取得した撮影画像５２を、線状光束４６の走査角度を識別可能な状態で、記憶部５９内の画像情報７２（図９参照）に記憶させる。
【００７２】
図９は、画像情報７２、及びこの画像情報７２を基に位置取得部６８が取得する投影位置情報７４の説明図である。図９に示すように、画像情報７２には、画像取得部６６から連続して入力された各撮影画像５２が、各々に対応する線状光束４６の走査角度（走査位置Ｐ）に関連付けられた状態で記憶されている。
【００７３】
位置取得部６８は、撮影画像５２から、スクリーン３６上に投影されている線状光束４６の投影位置Ｑの位置座標を取得する。この位置取得部６８は、走査光学系３５による線状光束４６の走査及びカメラ５０によるスクリーン３６の撮影が完了した場合、記憶部５９から画像情報７２を取得する。そして、位置取得部６８は、画像情報７２内の各撮影画像５２を解析して、各撮影画像５２の中で線状光束４６による点像を含む撮影画像５２を判別する。次いで、位置取得部６８は、線状光束４６による点像を含む各撮影画像５２から、線状光束４６の投影位置Ｑの位置座標を取得した結果に基づき、投影位置情報７４を生成する。なお、投影位置Ｑの位置座標は、例えばスクリーン３６上で撮影光軸ＯＢと交差する点を原点とした座標である。
【００７４】
投影位置情報７４には、線状光束４６による点像を含む撮影画像５２に対応する線状光束４６の各走査角度と、これら各走査角度にそれぞれ対応する投影位置Ｑの位置座標と、が対応付けて記憶されている。この投影位置情報７４は、位置取得部６８から位置判別部６９及び光学特性取得部７０にそれぞれ出力される。
【００７５】
図８に戻って、位置判別部６９は、スクリーン３６上に投影された線状光束４６が透過したハルトマンプレート３２のピンホール３２Ａ及びその位置であるピンホール位置Ｗ（図１１参照）を判別する。位置判別部６９は、走査光学系３５による線状光束４６の走査及びカメラ５０によるスクリーン３６の撮影が完了後、位置取得部６８から既述の投影位置情報７４を取得し、且つ記憶部５９内の装置情報７７を参照する。
【００７６】
装置情報７７には、後述の図１０に示すように、ハルトマンプレート３２及びスクリーン３６の撮影光軸ＯＢ上での位置に関する情報、及びハルトマンプレート３２内の各ピンホール３２Ａの位置座標が予め記憶されている。なお、各ピンホール３２Ａの位置座標は、ハルトマンプレート３２の中心３２Ｏ（撮影光軸ＯＢに合わせて位置決めされている中心３２Ｏ）を原点とした座標である。
【００７７】
図１０は、位置判別部６９によるピンホール３２Ａ及びその位置の判別処理を説明するための説明図である。図１０に示すように、最初に位置判別部６９は、投影位置情報７４に基づき、スクリーン３６上に投影された線状光束４６が透過したハルトマンプレート３２のピンホール３２Ａを判別（特定）する。
【００７８】
具体的に、線状光束４６の走査角度（各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ）に基づき、線状光束４６の走査位置Ｐ（眼鏡レンズ１０２に対するコリメータ４４からの線状光束４６の照射位置）が求められる。また、眼鏡レンズ１０２を透過した線状光束４６の屈折角度は、眼鏡レンズ１０２の種類（プラス度数、マイナス度数、及び度数の大きさ等）に応じて変わるが、この眼鏡レンズ１０２を透過した線状光束４６のスクリーン３６上での投影位置Ｑは既に投影位置情報７４で得られている。
【００７９】
一方、レンズ特性測定装置１０において、ハルトマンプレート３２内の各ピンホール３２Ａの位置は固定である。また、ハルトマンプレート３２とスクリーン３６との位置関係も固定であり、眼鏡レンズ１０２の透過後からスクリーン３６に投影されるまでの線状光束４６の傾き角は一定である。
【００８０】
そして、眼鏡レンズ１０２の光学中心部を透過してハルトマンプレート３２の中心部に照射された線状光束４６は、眼鏡レンズ１０２による屈折の影響が小さいので、走査位置Ｐと投影位置Ｑとのずれは小さくなる。このため、眼鏡レンズ１０２の中心部に対応する走査位置Ｐ及び投影位置Ｑを最初に解析することで、線状光束４６が通過したピンホール３２Ａを高精度に判別することができる。次いで、このピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗ（図１１参照）を基準とすることで、線状光束４６の走査角度（走査位置Ｐ）と、線状光束４６の投影位置Ｑと、装置情報７７［各ピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗ（図１１参照）］とに基づき、眼鏡レンズ１０２の光学中心部以外を透過した線状光束４６が透過したピンホール３２Ａについても判別できる。
【００８１】
従って、位置判別部６９は、線状光束４６の走査角度（走査位置Ｐ）と、線状光束４６のスクリーン３６上での投影位置Ｑと、装置情報７７に記憶されている各ピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗ（図１１参照）とに基づき、線状光束４６が透過したピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗを判別することができる。
【００８２】
そして、位置判別部６９は、各線状光束４６の走査角度と、各線状光束４６にそれぞれ対応するピンホール位置Ｗ（図１１参照）との対応関係を示すピンホール位置情報７９を、光学特性取得部７０へ出力する。
【００８３】
なお、位置判別部６９は、他の方法を用いて、各線状光束４６がそれぞれ透過したピンホール３２Ａ及びピンホール位置Ｗ（図１１参照）の判別を行ってもよい。例えば、線状光束４６として白色光を用い、ハルトマンプレート３２内の予め定めた１又は複数のピンホール３２Ａに特定の波長域の光（赤色光、緑色光、青色光等）を透過するフィルタを設ける。なお、複数のピンホール３２Ａにフィルタを設ける場合、ピンホール３２Ａごとにフィルタの種類（透過する光の波長域）を異ならせてもよい。また、撮像素子５０Ｂとしてカラー撮像素子を用いる。
【００８４】
この例において、位置判別部６９は、画像情報７２内の各撮影画像５２を解析することにより、フィルタ付きのピンホール３２Ａを透過した線状光束４６による点像を含む撮影画像５２（以下、第１の撮影画像５２）と、フィルタ無のピンホール３２Ａを透過した線状光束４６による点像を含む撮影画像５２（以下、第２の撮影画像５２）と、を判別できる。
【００８５】
そして、ハルトマンプレート３２内でのフィルタ付きのピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗ（図１１参照）及び線状光束４６の走査パターンを装置情報７７に予め記憶しておくことにより、位置判別部６９は、装置情報７７を参照するだけで、第１の撮影画像５２に対応するピンホール位置Ｗを簡単に判別することができる。
【００８６】
次いで、位置判別部６９は、各第１の撮影画像５２及び各第２の撮影画像５２の撮影順番と、線状光束４６の走査パターンと、ハルトマンプレート３２内の各ピンホール３２Ａの位置関係とに基づき、先に判別したフィルタ付きのピンホール３２Ａの位置を基準として、各第２の撮影画像５２にそれぞれ対応するフィルタ無のピンホール３２Ａの位置を判別することができる。
【００８７】
図８に戻って、光学特性取得部７０は、位置取得部６８から入力された投影位置情報７４と、位置判別部６９から入力されたピンホール位置情報７９と、記憶部５９内の装置情報７７とに基づき、眼鏡レンズ１０２の光学中心位置（光軸ＯＡ）及び光学特性［バックフォーカスＢｆ（図１１参照）等］を取得する。
【００８８】
図１１は、光学特性取得部７０による眼鏡レンズ１０２の光学中心位置（光軸ＯＡ）の取得と、バックフォーカスＢｆの取得とを説明するための説明図である。図１１に示すように、投影位置情報７４及びピンホール位置情報７９に基づき、各線状光束４６がそれぞれ透過したピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗと、各線状光束４６のスクリーン３６上での投影位置Ｑとが得られている。このため、光学特性取得部７０は、スクリーン３６に投影された線状光束４６ごとのピンホール位置Ｗ及び投影位置Ｑに基づき、スクリーン３６に投影された各線状光束４６の傾き角をそれぞれ検出する。これにより、光学特性取得部７０は、光軸ＯＢと平行な線状光束４６を射出する走査位置Ｐから、眼鏡レンズ１０２の光学中心位置、すなわち光軸ＯＡの位置を取得（演算）することができる。
【００８９】
また、装置情報７７に基づきハルトマンプレート３２及びスクリーン３６の各々の撮影光軸ＯＢ上での位置は既知であるので、ハルトマンプレート３２とスクリーン３６との間の距離ΔＬは既知である。さらに、眼鏡レンズ１０２のセット位置は既知であるので、眼鏡レンズ１０２の裏面とハルトマンプレート３２との間の距離ΔＬＡも既知である。また、スクリーン３６に投影された線状光束４６ごとに、ピンホール位置Ｗ及び投影位置Ｑとの差（撮影光軸ＯＢに対して垂直方向の差）であるΔＨも求められる。従って、これらの情報に基づき、光学特性取得部７０は、眼鏡レンズ１０２のバックフォーカスＢｆを取得（演算）することができる。
【００９０】
なお、レンズ特性測定装置１０は、ハルトマンプレート３２、スクリーン３６、及び撮影光学系３７については、既述の図２２に示したような太径の測定光を眼鏡レンズ１０２に照射する従来の装置と基本的に同じである。このため、光学特性取得部７０は、線状光束４６ごとのピンホール位置Ｗ及び投影位置Ｑが求められていれば、従来の装置と基本的に同じ演算方法で眼鏡レンズ１０２の光学中心位置及びバックフォーカスＢｆを求められる。また、光学特性取得部７０は、バックフォーカスＢｆ以外の眼鏡レンズ１０２の光学特性についても、従来の装置と同様の演算方法で求めることができる。さらに、光学特性取得部７０は、眼鏡レンズ１０２内での光学特性値の分布を示すマッピング画像についても、従来の装置と同様に取得することができる。
【００９１】
光学特性取得部７０は、取得した眼鏡レンズ１０２の光学中心位置（光軸ＯＡ）及び光学特性（バックフォーカスＢｆ等）に関する情報をモニタ１５に出力して表示させる。
【００９２】
［第１実施形態のレンズ特性測定装置の作用］
図１２は、第１実施形態のレンズ特性測定装置１０による眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定処理（レンズ特性測定装置の作動方法）の流れを示すフローチャートである。なお、レンズ特性測定装置１０は、左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性を同時もしくは時系列的に測定するが、ここでは左右の眼鏡レンズ１０２のいずれか一方の光学特性の測定を例に挙げて説明を行う。
【００９３】
検者は、測定対象の眼鏡フレーム１０１をセット部２０にセットして、挟持部材２１，２２により眼鏡フレーム１０１を挟持し、且つ支持ピン２３により支持されている眼鏡レンズ１０２を押えピン２９で押さえ付けて固定する（ステップＳ１）。なお、眼鏡フレーム１０１をセット部２０にセットした後、操作スイッチ１６での測定開始操作に応じて、挟持部材２１、２２、及び押えピン２９を不図示のモータ駆動機構等で駆動して自動的に眼鏡フレーム１０１を固定してもよい。
【００９４】
次いで、検者が操作スイッチ１６で測定開始操作を入力すると、光学系制御部６２が光源４０から線状光束４６を連続的に出射させ、且つ予め定めた走査パターンに従ってスキャナ４２の２枚のガルバノミラー４２Ａの少なくとも一方を変位させる。これにより、眼鏡レンズ１０２の表面上で線状光束４６が上述の走査パターンで２次元方向に走査される（ステップＳ２）。
【００９５】
そして、眼鏡レンズ１０２の表面上での線状光束４６の走査に応じて、既述の図６に示したように、眼鏡レンズ１０２及びカバーガラス３０を透過した線状光束４６がハルトマンプレート３２の上面で２次元方向に走査される。これにより、ハルトマンプレート３２の上面において、線状光束４６の走査位置ＰＨがピンホール３２Ａの位置に一致した場合に、このピンホール３２Ａを線状光束４６が透過して、スクリーン３６に投影される。その結果、線状光束４６がハルトマンプレート３２の各ピンホール３２Ａを順番に透過してそれぞれスクリーン３６上に投影される。
【００９６】
本実施形態では、眼鏡レンズ１０２の測定範囲に対応した太径の測定光を眼鏡レンズ１０２に照射する従来の装置（図２２参照）とは異なり、眼鏡レンズ１０２の表面上で細径の線状光束４６を走査するので、光源４０の光度を充分に確保することができ、さらに光源４０の配光により撮影画像５２の中心部と周辺部とで線状光束４６による点像の明るさに差が生じることが防止される。このため、従来の装置よりも、撮影画像５２の中心部又は周辺部での点像の光量変化が減少するので、撮影画像５２の周辺部が暗くなったり、撮影画像５２の中心部の点像が白飛びしたりすることが防止されるので、撮影画像５２の中心部及び周辺部での測定感度の低下が防止される。
【００９７】
一方、撮影制御部６４は、線状光束４６の走査が実行されている間、カメラ５０を制御して、スクリーン３６の連続的な撮影を実行させる（ステップＳ３）。そして、カメラ５０により撮影されたスクリーン３６の撮影画像５２は、画像取得部６６へ逐次出力され、この画像取得部６６によって線状光束４６の走査角度（各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ）を識別可能な状態で、記憶部５９内の画像情報７２に逐次記憶される。
【００９８】
この際に本実施形態では、個々の撮影画像５２に含まれる線状光束４６による点像の数が１点になるように、走査光学系３５による線状光束４６の走査速度を制御している。このため、既述の図７の符号７Ｂ及び符号７Ｃに示したように眼鏡レンズ１０２がプラスの強度数の凸レンズであった場合でも、スクリーン３６上に投影される線状光束４６による点像の重なり及び位置関係の反転を防止することができる。これにより、上記特許文献１のようにスクリーン３６を移動させる必要がなくなるので、レンズ特性測定装置１０の大型化及びスクリーン３６の移動距離の再現性確保という問題は発生しない。
【００９９】
走査光学系３５による線状光束４６の走査と、カメラ５０によるスクリーン３６の連続撮影とが完了すると、位置取得部６８は、記憶部５９に記憶されている画像情報７２内の各撮影画像５２を解析して、線状光束４６による点像を含む撮影画像５２の判別と、線状光束４６の投影位置Ｑの位置座標の取得とを行う（ステップＳ４）。そして、位置取得部６８は、既述の図９に示したように投影位置情報７４を生成し、この投影位置情報７４を位置判別部６９と光学特性取得部７０とにそれぞれ出力する。
【０１００】
次いで、位置判別部６９は、位置取得部６８から入力された投影位置情報７４（線状光束４６の走査角度及び投影位置Ｑ）と、記憶部５９内の装置情報７７（ピンホール３２Ａごとのピンホール位置Ｗ）とに基づき、各線状光束４６がそれぞれ透過したピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗを判別する（ステップＳ５）。そして、位置判別部６９は、既述の図１０に示したようにピンホール位置情報７９を生成し、このピンホール位置情報７９を光学特性取得部７０へ出力する。
【０１０１】
投影位置情報７４及びピンホール位置情報７９の入力を受けた光学特性取得部７０は、これらの情報に基づき、各線状光束４６がそれぞれ透過したピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗと、各線状光束４６のスクリーン３６上での投影位置Ｑとを判別する。次いで、この判別結果に基づき、光学特性取得部７０は、スクリーン３６に投影された各線状光束４６の傾き角をそれぞれ検出する。
【０１０２】
そして、光学特性取得部７０は、各線状光束４６の傾き角と記憶部５９内の装置情報７７とに基づき、既述の図１１に示したように、従来の装置（図２２参照）と基本的に同じ演算方法（解析方法）を用いて、眼鏡レンズ１０２の光学中心位置（光軸ＯＡ）及び光学特性［バックフォーカスＢｆ等］を取得する（ステップＳ６）。この光学特性取得部７０による眼鏡レンズ１０２の光学特性等の測定結果は、モニタ１５に出力されて表示される。
【０１０３】
［第１実施形態のレンズ特性測定装置の効果］
以上のように第１実施形態のレンズ特性測定装置１０では、眼鏡レンズ１０２の表面上で線状光束４６を走査することにより、撮影画像５２の中心部と周辺部とで線状光束４６による点像の明るさに差が生じることが防止されるため、撮影画像５２の中心部及び周辺部での測定感度の低下が防止される。また、スクリーン３６を移動させる移動機構を設けることなく、スクリーン３６上に投影される線状光束４６による点像の重なり及び位置関係の反転を防止することができるので、レンズ特性測定装置１０の大型化が防止される。その結果、撮影画像５２の中心部及び周辺部での測定感度の低下防止と、レンズ特性測定装置１０の大型化防止とが実現される。
【０１０４】
［第２実施形態のレンズ特性測定装置］
図１３は、第２実施形態のレンズ特性測定装置１０Ａの統括制御部５８の機能ブロック図である。この第２実施形態のレンズ特性測定装置１０Ａは、線状光束４６の走査範囲及び走査パターンの設定と、１フレーム分の撮影画像５２に含まれる線状光束４６による点像の点像数の調整と、を行う機能を有している。
【０１０５】
図１３に示すように、第２実施形態のレンズ特性測定装置１０Ａは、統括制御部５８が走査設定部８８及び点像数調整部９０として機能する点を除けば上記第１実施形態のレンズ特性測定装置１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１０６】
走査設定部８８は、操作スイッチ１６に入力された走査設定操作に応じて、光学系制御部６２に対して、線状光束４６の走査範囲（眼鏡レンズ１０２の測定範囲）及び走査パターンの設定指令を行う。この指令を受けて、光学系制御部６２は、走査光学系３５のスキャナ４２の駆動を制御して、線状光束４６の走査範囲及び走査パターンの設定を行う。
【０１０７】
線状光束４６の走査範囲を設定（変更）可能にすることで、眼鏡レンズ１０２内において光学特性の測定に必要な領域だけを選択的に線状光束４６で走査することができる。例えば、眼鏡レンズ１０２が単焦点レンズである場合、広範囲な測定範囲（走査範囲）で線状光束４６を走査する必要はない。このため、線状光束４６がハルトマンプレート３２の例えば中央部の４つのピンホール３２Ａを走査するように、線状光束４６の走査範囲を設定する。この場合には、レンズ特性測定装置１０による光学特性の測定（解析）を高速で行うことができる。
【０１０８】
また、線状光束４６の走査パターンを設定（変更）可能にすることで、例えば走査パターンをリング状あるいは他の特殊形状のパターンに設定（変更）可能にした場合に、眼鏡レンズ１０２の透過前後の線状光束４６のパターンの形状変化を測定することで、眼鏡レンズ１０２の度数分布の測定が可能となる。
【０１０９】
図１４は、撮影画像５２に含まれる線状光束４６による点像の点像数の調整を説明するための説明図である。図１３及び図１４に示すように、点像数調整部９０は、操作スイッチ１６に対する点像数の入力操作に応じて、光学系制御部６２及び撮影制御部６４に対して点像数の調整指令を行う。
【０１１０】
点像数の調整指令を受けた光学系制御部６２は、走査光学系３５のスキャナ４２の走査速度を調整する。例えば１フレーム分の撮影画像５２に含まれる点像数を増加させる場合にはスキャナ４２の走査速度を増加させ、逆に点像数を減らす場合にはスキャナ４２の走査速度を減少させる。
【０１１１】
また、点像数の調整指令を受けた撮影制御部６４は、カメラ５０の撮像素子５０Ｂの駆動を制御して、撮像素子５０Ｂの露光時間（シャッター速度）を調整する。例えば、撮像素子５０Ｂは、スキャナ４２の走査速度に基づき、点像数の調整指令で指定された数の線状光束４６による点像が１フレーム分の撮影画像５２に含まれるように、撮像素子５０Ｂの露光時間を調整する。なお、撮像素子５０Ｂの露光時間は固定して（撮像素子５０Ｂの制御は行わずに）、スキャナ４２の走査速度のみを調整してもよい。
【０１１２】
このようにスキャナ４２及び撮像素子５０Ｂを制御することで、図１４の符号XIVAに示すように、１フレーム分の撮影画像５２に含まれる点像数を１点に調整したり、或いは図１４の符号XIVBに示すように、１フレーム分の撮影画像５２に含まれる点像数を複数点に調整したりすることができる。特にスキャナ４２の走査速度を増加させて、１フレーム分の撮影画像５２に含まれる点像数を増加させるほど、眼鏡レンズ１０２の光学測定を短時間で完了することができる。例えばカメラ５０による１フレームの撮影画像５２の撮影中に、眼鏡レンズ１０２の表面の線状光束４６の走査を完了させてもよい。
【０１１３】
なお、１フレーム分の撮影画像５２に含まれる点像数を増加させた場合、既述の図７の符号７Ｂ，７Ｃに示したように、眼鏡レンズ１０２の種類（例えばプラスの強度数の凸レンズ）によっては、スクリーン３６に投影される線状光束４６による点像が重なったり或いは位置関係が反転したりするおそれがある。この場合、点像数調整部９０を作動させて、スキャナ４２の走査速度を低下させることで、撮影画像５２に含まれる点像数を減少（例えば１点に減少）させる。
【０１１４】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂ（図１５参照）について説明を行う。上記各実施形態のスキャナ４２は、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φを調整することにより、線状光束４６が２次元方向に走査されるように線状光束４６の走査角度を調整している。なお、線状光束４６の走査角度（出射角度ともいう）とは、例えば、各ガルバノミラー４２Ａが揺動中心位置にある場合にスキャナ４２から出射される線状光束４６、すなわちスキャナ４２の走査中心位置における線状光束４６に平行な基準方向（図１５中の一点鎖線で表示）を基準とする角度（図１５中のｘｙ方向の角度）である。
【０１１５】
この際に、スキャナ４２の種類、例えばガルバノスキャナ及びＭＥＭＳスキャナ（２軸ＭＥＭＳミラー）、特にＭＥＭＳスキャナでは、ミラーの揺動角度θ，φの再現性が低いという問題がある。ここでいう再現性が低いとは、既述の光学系制御部６２によるミラーの揺動角度θ，φの指示値（制御値、設定値、又は目標値ともいう）と、実際のミラーの揺動角度θ，φとの間に乖離が生じることがある。
【０１１６】
このようにミラーの揺動角度θ，φの再現性が低くなると、ミラーの揺動角度θ，φの指示値は同じであっても、実際のミラーの揺動角度θ，φに変動が生じるため、これに応じてスキャナ４２から出射される線状光束４６の走査角度にも変動が生じてしまう。この場合には、既述の各走査位置Ｐがそれぞれ変動するため、線状光束４６が透過するハルトマンプレート３２内のピンホール３２Ａの位置（光束プロファイル）も変動してしまう。その結果、光学特性取得部７０による眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定精度が低下したり、光学特性取得部７０により取得される眼鏡レンズ１０２の光学特性のマッピング画像（ＳＣＡマッピング画像）の再現性が低下したりするという問題が発生する。なお、「ＳＣＡ」のＳは球面度数（spherical）、Ｃは乱視度数（cylinder）、及びＡは乱視軸（Axis）である。
【０１１７】
また、眼鏡レンズ１０２の表面（レンズ面）の精度と、この表面上のごみ及び傷とを考慮した場合、ミラーの揺動角度θ，φの再現性、すなわちスキャナ４２から出射される線状光束４６の走査角度の再現性は高い方が望ましい。
【０１１８】
そこで、第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂ（図１５参照）は、光学系制御部６２による各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの制御（本発明の走査角度の制御に相当）の補正を行う。
【０１１９】
図１５は、第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂの走査光学系３５、スクリーン３６、及び撮影光学系３７の概略図である。図１５に示すように、レンズ特性測定装置１０Ｂは、ハーフミラー４００及び受光光学系４０２を備える点を除けば、上記第１実施形態のレンズ特性測定装置１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１２０】
ハーフミラー４００は、本発明の光分割部に相当するものであり、コリメータ４４と、セット部２０にセットされた眼鏡レンズ１０２の表面との間に設けられている。このハーフミラー４００は、コリメータ４４から出射された線状光束４６の一部を後述の受光光学系４０２に向けて反射し、線状光束４６の残りをそのまま透過させて眼鏡レンズ１０２に向けて出射する。
【０１２１】
受光光学系４０２は、レンズ４０４、レンズ４０６、及びＣＣＤ型（ＣＭＯＳ型でも可）の撮像素子４０８を備える。レンズ４０４，４０６は、ハーフミラー４００にて反射された線状光束４６を撮像素子４０８の受光面に入射させる。
【０１２２】
撮像素子４０８は、ハーフミラー４００からレンズ４０４，４０６を通して入射された線状光束４６を受光する受光面を有している。そして、撮像素子４０８は、線状光束４６を受光面で受光（撮像）して受光信号を統括制御部５８へ出力する。この受光信号は、撮像素子４０８の受光面での線状光束４６の受光位置（受光面内の画素の位置座標）を示す。
【０１２３】
ここで、撮像素子４０８の受光面にて受光される線状光束４６の受光位置は、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ、すなわちスキャナ４２から出射される線状光束４６の走査角度（θ，φ）ごとに異なる。このため、受光面上での線状光束４６の受光位置と、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ（線状光束４６の走査角度）との間には１対１の関係が成り立つ。従って、受光面上での線状光束４６の受光位置から、各ガルバノミラー４２Ａの実際の揺動角度θ，φが求められる。
【０１２４】
図１６は、第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂの統括制御部５８の機能ブロック図である。図１６に示すように、第３実施形態の統括制御部５８は、前述の各部の他に測定値取得部４１０及び補正部４１２として機能する点を除けば、上記第１実施形態の統括制御部５８と基本的に同じである。
【０１２５】
測定値取得部４１０は、撮像素子４０８から入力された受光信号と、記憶部５９から取得した対応情報４１４とに基づき、各ガルバノミラー４２Ａの実際の揺動角度θ，φの測定値（実測値ともいう）を取得する。対応情報４１４は、既述の受光面上での線状光束４６の受光位置と、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φとの対応関係を示す情報であり、予め実験又はシミュレーション等を行うことにより作成されている。これにより、測定値取得部４１０は、撮像素子４０８からの受光信号に基づき受光面内での線状光束４６の受光位置を判別し、さらにこの受光位置に基づき対応情報４１４を参照することにより、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値を取得する。
【０１２６】
各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値は、本発明の走査角度の測定値に相当する。そして、測定値取得部４１０は、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値に関する情報を補正部４１２へ出力する。
【０１２７】
補正部４１２は、光学系制御部６２による各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの制御を補正する。補正部４１２は、測定値取得部４１０から各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値を取得すると共に、光学系制御部６２から各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの指定値を取得する。この指定値は、本発明の走査角度の指定値に相当する。
【０１２８】
次いで、補正部４１２は、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値と指定値とを比較した結果に基づき、各揺動角度θ，φの測定値が指定値に一致するように、光学系制御部６２による揺動角度θ，φの制御を補正する。これにより、補正部４１２は、光学系制御部６２による線状光束４６の走査角度の制御を補正することができる。
【０１２９】
図１７は、第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂによる各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの補正制御の流れを示すフローチャートである。図１７に示すように、既述の図１２に示したステップＳ２，Ｓ３において、光学系制御部６２が、走査光学系３５を制御してスキャナ４２から線状光束４６を出射させると、この線状光束４６がミラー４３及びコリメータ４４を介してハーフミラー４００に入射する。そして、線状光束４６の一部が、ハーフミラー４００によって分割されると共に受光光学系４０２に向けて反射される（ステップＳ２０、本発明の光分割ステップに相当）。
【０１３０】
ハーフミラー４００によって反射された線状光束４６は、受光光学系４０２の撮像素子４０８の受光面で受光される（ステップＳ２１、本発明の受光ステップに相当）。これにより、撮像素子４０８から受光信号が測定値取得部４１０へ出力される。
【０１３１】
測定値取得部４１０は、撮像素子４０８から入力された受光信号が示す受光面上での線状光束４６の受光位置に基づき、記憶部５９から読み出した対応情報４１４を参照して、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値を取得する（ステップＳ２２、本発明の測定値取得ステップに相当）。そして、測定値取得部４１０は、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値を補正部４１２へ出力する。
【０１３２】
補正部４１２は、測定値取得部４１０から各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値を取得する。また、補正部４１２は、光学系制御部６２から各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの指定値を取得する（ステップＳ２３）。なお、この指定値の取得のタイミングは、ステップＳ２２の後に限定されるものではなく、ステップＳ２２の前であってもよい。
【０１３３】
そして、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値と指定値とを比較した結果に基づき、光学系制御部６２による揺動角度θ，φの制御を補正する（ステップＳ２４、本発明の補正ステップに相当）。これにより、各ガルバノミラー４２Ａの実際の揺動角度θ，φ（線状光束４６の走査角度）がその指定値と一致する。
【０１３４】
このように第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂでは、光学系制御部６２による各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの制御を補正することで、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ（線状光束４６の走査角度）の指定値に対する測定値の誤差を低減させることができる。これにより、指示値に対する各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの変動、すなわちスキャナ４２から出射される線状光束４６の走査角度の変動が低減される。その結果、既述の各走査位置Ｐの変動が抑えられるので、光学特性取得部７０による眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定精度及び光学特性のマッピング画像の再現性が向上する。
【０１３５】
上記第３実施形態では、コリメータ４４と、セット部２０にセットされた眼鏡レンズ１０２の表面との間にハーフミラー４００を配置しているが、例えばスキャナ４２とミラー４３との間に配置したり、或いはミラー４３とコリメータ４４との間に配置したりしてもよい。また、ミラー４３をハーフミラー４００に置換してもよい。すなわち、スキャナ４２から眼鏡レンズ１０２の表面に至る線状光束４６の光路の途中位置であれば、ハーフミラー４００の配置位置は特に限定はされない。
【０１３６】
上記第３実施形態では、第１実施形態のレンズ特性測定装置１０に対して各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの制御を補正する機能を追加した例について説明しているが、上記第２実施形態に対しても同様の機能を追加してもよい。
【０１３７】
［第４実施形態］
図１８は、第４実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｃの機能ブロック図である。この第４実施形態のレンズ特性測定装置１０では、既述の第３実施形態で説明した測定値取得部４１０により取得された各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値を用いて、眼鏡レンズ１０２の光学特性（マッピング画像）を求める。
【０１３８】
図１８に示すように、第４実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｃは、統括制御部５８が上記第３実施形態の補正部４１２（図１６参照）として機能せず且つ光学特性取得部７０がマッピング画像生成部４１６として機能する点を除けば、上記第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂと基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１３９】
第４実施形態の測定値取得部４１０は、上記第３実施形態と同様に、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの測定値、すなわち線状光束４６の走査角度の測定値を取得する。そして、測定値取得部４１０は、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ（線状光束４６の走査角度）の測定値を記憶部５９内の画像情報７２に記憶させる。
【０１４０】
図１９は、第４実施形態の画像情報７２及び投影位置情報７４の説明図である。図２０は、第４実施形態の位置判別部６９によるピンホール３２Ａ及びそのピンホール位置Ｗの判別処理を説明するための説明図である。
【０１４１】
図１９に示すように、第４実施形態の画像情報７２には、画像取得部６６から連続して入力される各撮影画像５２が、各々に対応して測定値取得部４１０から入力される線状光束４６の走査角度の測定値に関連付けられた状態で記憶される。
【０１４２】
第４実施形態の位置取得部６８は、上記第１実施形態（図９参照）で説明したように、画像情報７２に基づき投影位置情報７４の生成を行う。この第４実施形態の投影位置情報７４には、スクリーン３６上に投影されている線状光束４６の投影位置Ｑの位置座標と、各々の位置座標に対応する線状光束４６の走査角度の測定値と、が関連付けられた状態で記憶されている。
【０１４３】
図２０に示すように、第４実施形態の位置判別部６９は、上記第１実施形態（図１０参照）で説明したように、投影位置情報７４及び装置情報７７に基づき、スクリーン３６上に投影された線状光束４６が透過したハルトマンプレート３２のピンホール３２Ａ及びそのピンホール位置Ｗを判別する。
【０１４４】
具体的に位置判別部６９は、投影位置情報７４に記憶されている各線状光束４６の走査角度（各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ）の測定値に基づき、各線状光束４６の走査位置Ｐの測定置を求める。これにより、位置判別部６９は、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの再現性が低い場合でも、各投影位置Ｑの位置座標にそれぞれ対応する各線状光束４６の走査位置Ｐを正確に求められる。その結果、位置判別部６９は、眼鏡レンズ１０２の中心部に対応する走査位置Ｐ及び投影位置Ｑを上記第１実施形態よりも高精度に解析することができるので、これら走査位置Ｐ及び投影位置Ｑを通る線状光束４６が透過したピンホール３２Ａを第１実施形態よりも高精度に判別することができる。
【０１４５】
以下、第１実施形態と同様に、位置判別部６９は、最初に判別したピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗを基準として、各線状光束４６の走査角度（走査位置Ｐ）の測定値と、各投影位置Ｑと、装置情報７７とに基づいて、眼鏡レンズ１０２の光学中心部以外を透過した線状光束４６が透過したピンホール３２Ａについても判別する。その結果、第４実施形態では、スクリーン３６上に投影された線状光束４６が透過したピンホール３２Ａ及びそのピンホール位置Ｗを第１実施形態よりも高精度に判別することができる。そして、位置判別部６９は、各線状光束４６の走査角度の測定値と、各線状光束４６にそれぞれ対応するピンホール位置Ｗとの対応関係を示すピンホール位置情報７９を光学特性取得部７０へ出力する。
【０１４６】
図１８に戻って、第４実施形態の光学特性取得部７０は、上記第１実施形態（図１１参照）と同様に、位置取得部６８から入力された投影位置情報７４と、位置判別部６９から入力されたピンホール位置情報７９と、記憶部５９内の装置情報７７とに基づき、眼鏡レンズ１０２の光学中心位置（光軸ＯＡ）及び光学特性を取得する。なお、この光学特性には、既述の第１実施形態で説明したバックフォーカスＢｆ以外に、眼鏡レンズ１０２の各部の球面度数、円柱度数（乱視度数）、円柱軸角度（乱視軸角度）、プリズム値（プリズム度数及びプリズム基底方向）等が含まれる。
【０１４７】
マッピング画像生成部４１６は、光学特性取得部７０が取得した眼鏡レンズ１０２の光学特性と、投影位置情報７４或いはピンホール位置情報７９等から取得した各線状光束４６の走査角度（走査位置Ｐ）の測定値とに基づき、公知の手法で眼鏡レンズ１０２の光学特性の分布を示すマッピング画像を生成する。そして、マッピング画像生成部４１６は、マッピング画像を記憶部５９及びモニタ１５に出力する。
【０１４８】
図２１は、第４実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｃによるマッピング画像の生成の流れを示すフローチャートである。図２１に示すように、ステップＳ２０からステップＳ２２までの処理は、既述の図１７に示した第３実施形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。なお、ステップＳ２０が本発明の光分割ステップに相当し、ステップＳ２１が本発明の受光ステップに相当し、ステップＳ２２が本発明の測定値取得ステップに相当する。
【０１４９】
ステップＳ２２が完了すると、測定値取得部４１０は、既述の図１９に示したように、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ（各線状光束４６の走査角度）の測定値を記憶部５９内の画像情報７２に記憶させる。これにより、画像情報７２において、各撮影画像５２と、各撮影画像５２のそれぞれ対応する線状光束４６の走査角度の測定値とが対応付けられる。
【０１５０】
次いで、位置取得部６８は、記憶部５９内の画像情報７２に基づき、既述の図１９に示した投影位置情報７４を生成し、この投影位置情報７４を位置判別部６９へ出力する（ステップＳ３０、本発明の位置取得ステップに相当）。
【０１５１】
投影位置情報７４の入力を受けた位置判別部６９は、最初に、投影位置情報７４に基づき、各線状光束４６の走査角度の測定値にそれぞれ対応する走査位置Ｐの測定置を求める。次いで、位置判別部６９は、各走査位置Ｐの測定値と、スクリーン３６上に投影されている線状光束４６の投影位置Ｑの位置座標とに基づいて、眼鏡レンズ１０２の中心部に対応する走査位置Ｐ及び投影位置Ｑの解析と、これら走査位置Ｐ及び投影位置Ｑに対応する線状光束４６が透過したピンホール３２Ａの判別と、を行う。
【０１５２】
そして、位置判別部６９は、最初に判別したピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗを基準として、各線状光束４６の走査角度の測定値と、各投影位置Ｑと、装置情報７７とに基づき、残りの線状光束４６が透過したピンホール３２Ａのピンホール位置Ｗについても判別する。
【０１５３】
このように位置判別部６９は、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの再現性が低い場合でも、各走査位置Ｐの測定値等から、各線状光束４６が透過したピンホール３２Ａ及びそのピンホール位置Ｗを高精度に判別することができる（ステップＳ３１、本発明の位置判別ステップに相当）。そして、位置判別部６９は、既述の図２０に示したピンホール位置情報７９を、光学特性取得部７０へ出力する。
【０１５４】
ピンホール位置情報７９の入力を受けた位置判別部６９は、このピンホール位置情報７９と、既述の投影位置情報７４及び装置情報７７とに基づき、眼鏡レンズ１０２の光学中心位置及び光学特性を取得する（ステップＳ３２、本発明の光学特性取得ステップに相当）。
【０１５５】
次いで、マッピング画像生成部４１６は、光学特性取得部７０が取得した眼鏡レンズ１０２の光学特性と、投影位置情報７４等から取得した各線状光束４６の走査角度（走査位置Ｐ）の測定値とに基づき、眼鏡レンズ１０２のマッピング画像を生成し、このマッピング画像をモニタ１５等に出力する（ステップＳ３３）。
【０１５６】
以上のように第４実施形態では、各線状光束４６の走査角度（各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φ）の測定値を用いて眼鏡レンズ１０２の光学特性及びマッピング画像の測定を行うことができる。その結果、各ガルバノミラー４２Ａの揺動角度θ，φの再現性が低い場合でも、この揺動角度θ，φのばらつきが眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定結果及びマッピング画像に反映されることが防止される。これにより、眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定精度と、同一の眼鏡レンズ１０２に対するマッピング画像の再現性と、を向上させることができる。
【０１５７】
［その他］
上記各実施形態では、眼鏡レンズ１０２の表面上を線状光束４６で走査する間、この線状光束４６の光量を一定にしているが、例えば、線状光束４６の走査角度に応じて光源４０から出射される線状光束４６の光量（輝度）を調整してもよい。具体的には、眼鏡レンズ１０２の中央部に照射される線状光束４６の光量が低く且つ眼鏡レンズ１０２の周辺部に照射される線状光束４６の光量が高くなるように、線状光束４６の光量を調節する。これにより、撮影画像５２の中央部及び周辺部での線状光束４６の明るさを均一に調整することができる。
【０１５８】
上記各実施形態では、眼鏡レンズ１０２の表面上を線状光束４６で走査する間におけるカメラ５０の撮影条件は固定されているが、例えば線状光束４６が眼鏡レンズ１０２の中央部を走査している場合と、線状光束４６が眼鏡レンズ１０２の周辺部を走査している場合とにおいて、カメラ５０の撮影条件を変更してもよい。この撮影条件とは、例えばカメラ５０の撮像素子５０Ｂの露光（蓄積）時間及びゲイン等である。
【０１５９】
上記各実施形態のレンズ特性測定装置１０等において、眼鏡レンズ１０２のプリズム量のみを測定する場合、スキャナ４２による線状光束４６の走査は行わずに、撮影光軸ＯＢに沿った線状光束４６のみを眼鏡レンズ１０２に照射してもよい。
【０１６０】
上記各実施形態では、眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性を眼鏡フレーム１０１の置き換えなしに測定するレンズ特性測定装置１０等を例にあげて説明したが、例えば左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性を片方ずつ測定するレンズ特性測定装置（レンズメータ）、及び生地レンズの光学特性を測定するレンズ特性測定装置（レンズメータ）等の各種の被検レンズを測定するレンズ特性測定装置に本発明を適用できる。また、眼鏡以外の各種用途の被検レンズの光学特性を測定するレンズ特性測定装置に対しても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【０１６１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…レンズ特性測定装置，
３２…ハルトマンプレート，
３２Ａ…ピンホール，
３５…走査光学系，
３６…スクリーン，
３７…撮影光学系，
４０…光源，
４２…スキャナ，
４６…線状光束，
５０…カメラ，
５２…撮影画像，
５８…統括制御部，
６２…光学系制御部，
６４…撮影制御部，
６８…位置取得部，
６９…位置判別部，
７０…光学特性取得部，
８８…走査設定部，
９０…点像数調整部，
１０１…眼鏡フレーム，
１０２…眼鏡レンズ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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