(57)【要約】【課題】観察光学系の繰り返し測定のバラツキの大きさや測定者間のバラツキを低減する測定補助装置及びこれを備えた測定装置を提供する。【解決手段】被測定観察光学系又はその光学性能を測定するための測定装置の測定光出射口に測定者の瞳の像を映し出すために配置される反射部材１を設ける。【選択図】図２
2008008663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定観察光学系又はその光学性能を測定するための測定装置の測定光出射口に測定者の瞳の像を映し出すために配置される反射部材を備えた測定補助装置。
【請求項２】
前記反射部材は、中心軸が直交する二つの円筒が交差した部分の面形状を持ち、
前記測定者の瞳の像は、前記二つの円筒の双方の中心軸と直交する方向から、これらの円筒が交差した面形状の部分に映し出されることを特徴とする請求項１記載の測定補助装置。
【請求項３】
前記反射部材は、凹面が前記測定者の眼の方へ向くように設置された凹面鏡であることを特徴とする請求項１記載の測定補助装置。
【請求項４】
前記凹面鏡の曲率半径ｒは、下記式が示す範囲の値を取ることを特徴とする請求項３記載の測定補助装置。
d(d+(D+1)+1000)/(d(D+1)+500)<r<d(d+(D-1)+1000)/(d(D-1)+500)
ｒ：凹面鏡の曲率半径（ｍｍ）
ｄ：アイポイント長（ｍｍ）
Ｄ：被測定観察光学系又は測定光学系の像視度（Ｄｐｔ）
【請求項５】
前記反射部材を、前記測定光出射口から退避させる機構を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の測定補助装置。
【請求項６】
前記反射部材は、前記測定者の眼の光軸の位置を視認可能とするための指標を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の測定補助装置。
【請求項７】
前記反射部材は、前記被測定観察光学系又は測定装置の光軸との交点近傍に光を透過する透過部分を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の測定補助装置。
【請求項８】
前記透過部分は、前記反射部材を貫通して設けられた穴であることを特徴とする請求項７記載の測定補助装置。
【請求項９】
前記反射部材は、光透過性のある材料で形成されており、前記被測定観察光学系又は測定装置の光軸との交点近傍を除いて鏡面加工が施されることによって、前記透過部分が形成されていることを特徴とする請求項７記載の測定補助装置。
【請求項１０】
前記透過部分は、前記被測定観測光学系又は測定装置の光軸と垂直方向の断面形状が円形であり、その半径が０．５ｍｍを超え、２ｍｍに満たないことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載の測定補助装置。
【請求項１１】
前記反射部材は、前記被測定観測光学系又は測定装置の光軸との交点近傍を含む有効面が半透過鏡面となっており、その透過率は２０％を超え、８０％に満たないことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の測定補助装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項記載の測定補助装置を備えたことを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察光学系の諸光学特性や像性能の測定を人間の目によって行う際に用いる測定補助装置及びこれを備えた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定観察光学系を肉眼で直接観察測定する場合や被測定観察光学系に測定装置を取り付け肉眼で観察測定する場合に、バラツキ無く正確に測定するためには、観察光学系・測定光学系の光軸と肉眼の光軸とを毎回正確に位置合わせする必要がある。
【０００３】
従来の方法では、この点が測定者の技能に全面的に依存しており、正確でばらつきの無い測定値がなかなか得られない大きな要因の一つとなっていた。また、光軸合わせの良否は測定中の測定者にとっては自覚が困難な上、第三者による測定状態の観察による評価もまた困難である。
【０００４】
測定の良し悪しは測定結果から判断するしか方法が無いため、練習による測定技能の向上も大変効率が悪いものとなる。
【０００５】
これらの点が観察光学系の繰り返し測定のバラツキの大きさや、測定者間のバラツキが大きい要因の一つとなっていることは、測定の原理から考えても明らかである。
【０００６】
眼の光軸と光学系の光軸との位置合わせに関する従来技術としては、特許文献１に開示される「同時立体眼底カメラ」がある。
【特許文献１】特開平０７−１２４１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示される発明は構造が複雑であり、「眼」を撮影の対象とした装置である「検眼カメラ」以外の測定観察光学系や、それに着脱する測定装置に適用可能な構成ではない。
【０００８】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で、観察光学系の繰り返し測定のバラツキの大きさや測定者間のバラツキを低減できる測定補助装置及びこれを備えた測定装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、被測定観察光学系又はその光学性能を測定するための測定装置の測定光出射口に測定者の瞳の像を映し出すために配置される反射部材を備えた測定補助装置を提供するものである。この測定補助装置によれば、正確でばらつきの少ない測定が可能とある。
【００１０】
本発明の第１の態様においては、反射部材は、中心軸が直交する二つの円筒が交差した部分の面形状を持ち、測定者の瞳の像は、二つの円筒の双方の中心軸と直交する方向から、これらの円筒が交差した面形状の部分に映し出されることが好ましい。これにより、測定者の眼球像を２本の直交する線像として測定者自身が観察可能となる。
または、反射部材は、凹面が測定者の眼の方へ向くように設置された凹面鏡であることが好ましく、これに加えて、凹面鏡の曲率半径ｒは、下記式が示す範囲の値を取ることが好ましい。これにより、測定者の眼球像を測定者自身が容易に適正サイズで観察可能となり、測定者の瞳の像と被測定観察光学系あるいは測定装置の視野像の視野とを略一致させ、双方を同時に観察することが容易となる。
d(d+(D+1)+1000)/(d(D+1)+500)<r<d(d+(D-1)+1000)/(d(D-1)+500)
ｒ：凹面鏡の曲率半径（ｍｍ）
ｄ：アイポイント長（ｍｍ）
Ｄ：被測定観察光学系又は測定光学系の像視度（Ｄｐｔ）
【００１１】
本発明の第１の態様の上記のいずれの構成においても、反射部材を、測定光出射口から退避させる機構を有することが好ましい。これにより、被測定観察光学系と瞳との光軸合わせを行った後に反射部材を退避させて測定することが可能となる。また、反射部材は、測定者の眼の光軸の位置を視認可能とするための指標を備えることが好ましい。これにより、観察・測定光学系と瞳との光軸あわせをより正確に行える。また、反射部材は、被測定観察光学系又は測定装置の光軸との交点近傍に光を透過する透過部分を備えることが好ましく、これに加えて、透過部分は、反射部材を貫通して設けられた穴であること、又は、反射部材は、光透過性のある材料で形成されており、被測定観察光学系又は測定装置の光軸との交点近傍を除いて鏡面加工が施されることによって、透過部分が形成されていることがより好ましい。これにより、被測定光学系の視野像と測定者の眼球像とを同時に観察可能となる。
上記の透過部分を備えた構成においては、透過部分は、被測定観測光学系又は測定装置の光軸と垂直方向の断面形状が円形であり、その半径が０．５ｍｍを超え、２ｍｍに満たないことが好ましい。これにより、十分なサイズの測定者の眼球像とともに測定に必要な情報のケラレの無い被測定観察光学系の視野像を得られる。
【００１２】
または、本発明の第１の態様においては、反射部材は、被測定観測光学系又は測定装置の光軸との交点近傍を含む有効面が半透過鏡面となっており、その透過率は２０％を超え、８０％に満たないことが好ましい。これにより、測定者の眼球像の明るさと被測定観察光学系の視野像の明るさの釣り合いとをとり正確でばらつきの少ない測定を行える。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様のいずれかの構成に係る測定補助装置を備えたことを特徴とする測定装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、観察光学系の繰り返し測定のバラツキの大きさや測定者間のバラツキを低減する測定補助装置及びこれを備えた測定装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１に、従来の観測光学系の測定方法を模式的に示す。
図１（ａ）は、観察光学系の視野像を測定者の眼で見て測定する場合の模式図、図１（ｂ）は、同じく観察光学系を測定装置を用いて測定する場合の模式図である。
前者の測定には、視野率や像倍率の測定があり、後者の測定では、測定装置として視度望遠鏡を用いた視度の測定や視野角の測定などがある。
【００１６】
図２に、測定時に測定者の眼が配置される位置（アイポイント）と被測定観察光学系との間に反射部材を有する測定補助装置の構成を示す。
図２（ａ）に示すように、観察・測定光学系とアイポイントとの間に反射部材１を配置して（反射面１１が測定者側を向くように）いるため、図２（ｂ）に示すように反射部材１の中心に瞳の像の中心を合わせることで、測定者自身が観察・測定光学系と瞳との光軸合わせを行える。
【００１７】
また、図３（ａ）に示すように、反射部材１を測定者の眼の方向に向けた凹面鏡とすることにより、測定者は図３（ｂ）に示すように拡大された瞳の像を観察でき、光軸合わせが容易となる。
すなわち、瞳の像を適切なサイズで観察することが可能となる。
【００１８】
図４（ａ）は、中心軸が直交する二つの円筒面が交差する部分の面形状を示す。反射部材をこのような形状とすることにより、瞳の像が図３（ｂ）に示すように２本の線像となるため、反射部材１の中心で２本の瞳の像が直交するように瞳の位置を調整することで正確な位置合わせが容易に可能となる。
すなわち、瞳の像を直交する２本の線像として観察することができ、反射部材１の中心で２本の瞳の像が交差するように位置を調整することで、観察・測定光学系と瞳との正確な光軸合わせが容易となる。
なお、二つの円筒面は必ずしも直交している必要はなく、測定者の瞳を交差する２本の潜像として映し出せればよい。また、三つ以上の円筒面が交差する形状であっても良い。
【００１９】
図８に、反射部材１として凹面鏡を用いた場合の光学寸法を示す。
反射部材１として凹面鏡を用いる場合には、以下の各式に示す関係が成り立つ。
Y=(r-x)tanθ      ・・・式１
Y=(L-d+x)tanθ’  ・・・式２
Y=(d-x)tanU        ・・・式３
θ=U-I            ・・・式４
θ'=2I-U          ・・・式５
ただし、
r:凹面鏡の曲率半径（mm）
d:アイポイント長（mm）
Y:反射面上の像高(mm)
U:出射角(deg)
I:反射角(deg)
θ：凹面鏡上の像の法線と光軸とがなす角(deg)
θ':凹面鏡で反射後の光線と光軸とがなす角(deg)
【００２０】
近軸領域では、tanθ=θ、tanθ'=θ'、tanU=Uかつｘ≒0と考えられるため、
Y=rθ      ・・・式１’
Y=(L-d)θ  ・・・式２’
Y=dU      ・・・式３’
以上より、L=(dr/(r-2d))+d      ・・・式６
【００２１】
ここで、凹面鏡による瞳の像の視度は、Ｌ（ｍｍ）を瞳の像距離とすると-1000/Lである。
また、通常観察・測定光学系の視度D(Dpt)と瞳の像との視度差は±1Dpt以内であることが望ましいため、瞳の像の視度の範囲は、
D-1<-1000/L<D+1    ・・・式７
となり、式６と式７とにより、凹面鏡の曲率半径ｒの望ましい範囲を示す式８が求められる。
d(d+(D+1)+1000)/(d(D+1)+500)<r<d(d+(D-1)+1000)/(d(D-1)+500)・・・式８
【００２２】
つまり、凹面鏡の曲率半径ｒが式８の範囲にあると、観察・測定光学系の視野像と瞳の視野像との視度差が少なく、両方の像を同時に観察することが容易となり、正確な測定が可能となる。
【００２３】
図５に、反射部材１を光路上から退避可能とした場合の構成例を示す。
図５（ａ）又は（ｃ）は、反射部材をその外側にある回転軸２０を中心として回転させて光路上から退避させる構成、また、図５（ｂ）は、光軸に垂直な方向に不図示のガイドにそってスライドさせて退避させる構成を示す。観察・測定光学系と瞳との光軸を合わせた後に測定補助装置を退避させることにより、観察・測定光学系の視野像のみを観察することが可能となる。
これらように反射部材１を光路上から退避可能とすることにより、反射部材１を用いた光軸合わせ用の視野と測定視野とを迅速に切り換えることができ、測定中を含め常時簡単に光軸合わせの確認を行うことが可能となり、測定中の光軸ズレを防止できる。
【００２４】
図６に、反射部材１に指標を設けた構成の一例を示す。
反射部材１に観察・測定光学系の光軸を示す指標を設けることにより、正確な観察・測定光学系と瞳との光軸合わせが可能となる。指標としては、図６（ａ）や（ｂ）に示すようなＸＹ座標、図６（ｃ）に示すような同心円の座標、図６（ｄ）に示すようなパターンなどが考えられるが、これらの指標は、反射部材の面上に彫刻や印刷、射出成形による凹凸部の形成、反射層の除去などの方法により示すことが可能である。
【００２５】
また、図６（ｅ）や（ｆ）に示すように、反射部材１の一部を切り欠いたり、穴を開けたりするなどして形状を変更しても、光軸を示す指標として用いることができる。
【００２６】
図７に、反射部材１の中心部に透過部分１２を設けた構成の一例を示す。
反射部材１の中心部に透過部分１２を設けることにより、瞳の像を観察しながら測定視野像を同時に観察することが可能となるため、観察・測定光学系と瞳との光軸合わせを精密に行いながらの測定が可能となるが、図７（ｂ）に示すように透過部分１２を観察・測定光学系の光軸と同軸の円形の透過部分１２とすることにより、透過部分１２そのものが瞳の像と光軸合わせのための指標ともなり、シンプルな反射部材１で精密な光軸合わせができる。これにより、観察・測定系の像と瞳の像とを完全に区別して観察することができ、また、瞳の光軸合わせに貫通光を利用することが可能となる。さらに、加工も容易で量産もしやすい。
なお、反射部材１の基板に光を透過する材質を用い、透過部分１２にのみ鏡面加工を行わないか、又は、部分的に鏡面加工を取り除くことによって透過部分１２を形成することにより、上記の効果に加え貫通孔コバ部の反射を防止できるという効果が得られる。
【００２７】
また、反射部材１の一部を透過部分１２とする場合には、予め反射部材１に用いる材料を着色することにより、色フィルタとしての効果を併せ持たせることが可能となる。
【００２８】
なお、肉眼の光彩のサイズの平均値がおよそφ１ｍｍからφ４ｍｍであるため、下限値以下では十分の視野像を得ることが難しくなり、上限値以上では瞳の像に対して透過部分が大きすぎて光軸合わせが困難となる。
よって、透過部分１２は、半径０．５ｍｍから２ｍｍの円形とすることが好ましい。
【００２９】
反射部材１の有効面内を半透過鏡として利用する方法は、測定視野像と瞳の像との輝度差が大きく測定時に良好な視野が得難い場合に効果的である。
測定視野像が明るい場合は、透過率Ｔを式９の範囲内で下げ、測定視野像が暗い場合は透過率Ｔを式９の範囲内で上げることにより、測定視野像と瞳との明るさのバランスを調整でき、良好な測定が可能となる。
２０＜Ｔ＜８０  ・・・式９
Ｔ：透過率（％）
透過率の調整は、透過率ごとに複数の反射部材１を用意しても良いし、偏光フィルタを用いて連続的に可変する方法を用いても良い。
このように、反射部材１の有効面内を半透過鏡として利用することにより、観察・測定視野像が明るく瞳の像との輝度差が大きい場合などには、観察・測定視野像と瞳との輝度差を減らし、より測定しやすくできる。
【００３０】
このように、本実施形態に係る測定補助装置によれば、従来の方法では困難であった測定中の光軸合わせ及びその結果の測定者へのリアルタイムでのフィードバックが可能となり、より高い測定精度及び繰り返し精度で光学特性や像性能の測定が可能となる。
【００３１】
なお、上記実施形態においては、全て被測定観察光学系と測定者の眼との間に反射部材を有する構成を例としたが、測定装置と測定者の眼との間に反射部材を有する構成であっても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】観察光学系の測定方法を示す図である。
【図２】測定者の眼が配置される位置（アイポイント）と被測定観察光学系との間に反射部材を有する測定補助装置の構成及びそれによる瞳の反射像を示す図である。
【図３】凹面鏡を反射部材として適用した測定補助装置の構成及びそれによる瞳の反射像を示す図である。
【図４】中心軸が直交する二つの円筒面が交差する部分を反射面とする反射部材及びそれによる瞳の反射像を示す図である。
【図５】反射部材を光軸から退避可能とした構成の例を示す図である。
【図６】指標を備えた反射部材の構成例を示す図である。
【図７】透過部分を備えた反射部材の構成例を示す図である。
【図８】反射部材として凹面鏡を用いる場合の光学寸法を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    反射部材
１１    反射面
１２    透過部分
２０    回転軸
【図１】
2008008663.tif 000003
【図２】
2008008663.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008008663.tif 000007
【図６】
2008008663.tif 000008
【図７】
2008008663.tif 000009
【図８】
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