(57)【要約】【課題】容易かつ安価にレンズの屈折率を測定することのできるレンズ屈折率の測定方法を提供すること。【解決手段】レンズ度数を測定することが可能なレンズメータを使用した測定方法であって、被検レンズＬをレンズメータの測定基点となるノーズピース９上に配置し、まず空気中における被検レンズＬの第１のレンズ度数を測定する。ついで被検レンズＬの表側及び裏側の密着面１８，２３にそれぞれ同じ材質の透明な第１及び第２のゲル体１６，２１を密着させたものを前記と同様ノーズピース９上に配置し、空気中における同両ゲル体１６，２１に挟まれた同被検レンズＬの第２のレンズ度数を測定する。そして、得られた第１及び第２のレンズ度数に基づいて同被検レンズＬの屈折率を算出する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定用光源と被検レンズの間にマークを配置し、同被検レンズを通して得られる同マークの結像の変異量に基づいて同被検レンズのレンズ度数を測定することが可能なレンズメータを使用した測定方法であって、
前記被検レンズを前記レンズメータの測定基点に配置し、同レンズメータによって空気中における同被検レンズの第１のレンズ度数を測定する第１のレンズ度数測定行程と、
表側及び裏側レンズ面にそれぞれ同じ材質の透明な第１及び第２のゲル体を密着させた同被検レンズを前記レンズメータの測定基点に配置し、同レンズメータによって空気中における同両ゲル体に挟まれた同被検レンズの第２のレンズ度数を測定する第２のレンズ度数測定行程と、
前記第１及び第２のレンズ度数に基づいて同被検レンズの屈折率を算出する算出行程とを有することを特徴とするレンズの屈折率測定方法。
【請求項２】
前記ゲル体を板状に成形したことを特徴とする請求項１に記載されたレンズの屈折率測定方法。
【請求項３】
前記ゲル体の前記被検レンズに対する密着面をレンズカーブの凹凸に応じて湾曲形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載されたレンズの屈折率測定方法。
【請求項４】
前記両ゲル体の背面にそれぞれ透明な第１及び第２の平面プレートを密着させるとともに、同両ゲル体を前記被検レンズに密着させた状態において第１の平面プレート、第１のゲル体、被検レンズ、第２のゲル体及び第２の平面プレートの順に配置される５層構造を構成させ、同５層構造を通して第２のレンズ度数を測定するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載されたレンズの屈折率測定方法。
【請求項５】
前記２枚の透明な平面プレートは略平行に配置されることを特徴とする請求項４に記載されたレンズの屈折率測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は眼鏡レンズ等のレンズの屈折率を測定する測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡レンズにおける屈折率は高ければそれだけレンズの厚みを低減させることができるため、近視等で度数が進んでいる装用者にとっては屈折率の高いレンズを使用する方が好ましい。一方、レンズは屈折率が高いほど高価格化する傾向にあるため、従来から眼鏡販売店等では屈折率の異なる多数のレンズをストックして顧客の度数や予算にあわせたレンズを提供するようにしている。
ところで、眼鏡販売店ではまったく新規に眼鏡を求める顧客のほかに、顧客が現に装用している眼鏡と同じレンズの眼鏡を要望するケースがままある。その場合に、眼鏡販売店に顧客の過去のデータがあればよいが、データがなければその顧客の眼鏡を借りてどのような屈折率のレンズを使用しているか測定する必要が出てくる。
また、このような「顧客の要望」という理由以外にも、眼鏡販売店において信頼できるメーカー以外から入荷したレンズに対して念のために所定の屈折率が得られているかどうかをチェックしたいという要望もある。
レンズの屈折率を測定する手段として最も現実的と考えられるのは、反射式測定器である。このような反射式測定器の従来技術として特許文献１を挙げる。ここに掲げた反射式測定器ではプリズムを利用してレンズを透過した光線の干渉縞を形成させ、その干渉縞の位相から間接的にそのレンズの屈折率を解析するというものである。
【特許文献１】特開平５−１１３３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、実際に眼鏡販売店でレンズの屈折率を測定することは以下のような理由で困難であった。
１）上記のような反射式測定器は反射光を測定するものであるため、測定対象となる眼鏡レンズに反射防止や曇り防止等の表面コーティングがされている場合には誤差が大きすぎて測定不能となってしまう。
２）反射式測定器は通常の眼鏡販売店には常備しておらず、なおかつ精度の高いものは非常に高価であるため新たに購入するというわけにはいかない。また、簡易な反射式測定器もあるにはあるが上記１）の問題は同様に生じるとともに精度が低いことに加えて測定に熟練が必要とされる。
３）主として上記１）、２）のような理由から眼鏡販売店では実際にはレンズの屈折率を測定することは困難であり、もし上記のように顧客からの要望があった場合には顧客のレンズ度数とレンズの厚み等から屈折率を推測してレンズ選択するしかなかった。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、容易かつ安価にレンズの屈折率を測定することのできるレンズ屈折率の測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明では、測定用光源と被検レンズの間にマークを配置し、同被検レンズを通して得られる同マークの結像の変異量に基づいて同被検レンズのレンズ度数を測定することが可能なレンズメータを使用した測定方法であって、前記被検レンズを前記レンズメータの測定基点に配置し、同レンズメータによって空気中における同被検レンズの第１のレンズ度数を測定する第１のレンズ度数測定行程と、表側及び裏側レンズ面にそれぞれ同じ材質の透明な第１及び第２のゲル体を密着させた同被検レンズを前記レンズメータの測定基点に配置し、同レンズメータによって空気中における同両ゲル体に挟まれた同被検レンズの第２のレンズ度数を測定する第２のレンズ度数測定行程と、前記第１及び第２のレンズ度数に基づいて同被検レンズの屈折率を算出する算出行程とを有するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項２の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記ゲル体を板状に成形するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記ゲル体の前記被検レンズへの密着面をレンズカーブの凹凸に応じて湾曲形成するようにしたことをその要旨とする。
【０００５】
また、請求項４の発明では請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記両ゲル体の背面にそれぞれ透明な第１及び第２の平面プレートを密着させるとともに、同両ゲル体を前記被検レンズに密着させた状態において第１の平面プレート、第１のゲル体、被検レンズ、第２のゲル体及び第２の平面プレートの順に配置される５層構造を構成させ、同５層構造を通して第２のレンズ度数を測定するようにしたことをその要旨とする。
また、請求項５の発明では請求項４に記載の発明の構成に加え、前記２枚の透明な平面プレートを略平行に配置するようにしたことをその要旨とする。
【０００６】
このような構成では、レンズメータによってその測定基点に配置された空気中における被検レンズの第１のレンズ度数を測定するとともに、空気中における透明な第１及び第２のゲル体に挟まれた被検レンズの第２のレンズ度数を測定する。そしてそれぞれ得られたレンズ度数に基づいて屈折率を計算する。レンズメータによって得られた空気中における被検レンズ単独のレンズ度数と、空気中における両ゲル体に挟まれた被検レンズのレンズ度数によって既知の空気の屈折力とゲル体の屈折力をパラメータとして被検レンズの屈折率を得ようとするものである。
屈折率は以下のような計算式から算出することができる。
Ｎ＝（ｎ２×Ｄｖ１−ｎ１×Ｄｖ２）÷（Ｄｖ１−Ｄｖ２）
Ｎ：被検レンズの屈折率、  Ｄｖ１：空気中でのレンズ度数（第１のレンズ度数）、Ｄｖ２：第１及び第２のゲル体を通したレンズ度数（第２のレンズ度数）、ｎ１：空気の屈折率、ｎ２：ゲルの屈折率
【０００７】
ここに、ゲル体は均質な屈折率を備えた透明なゲルから構成される必要がある。透明の概念には半透明も含む。材質は特に限定されず、レンズカーブに追随してその表面に密着させることのできる程度に柔らかい材質であればよい。例えば、水溶性高分子（例えば、多価アルコールやポリアクリル酸等）を粘度調整した機能性ハイドロゲル系、分散媒を使用しないセグメント化ポリウレタンゲル（例えば、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂等）、シリコーンゲル、天然高分子系のゲル（例えば、アルギン酸ナトリウム系ゲル、キトサン系ゲル）等を挙げられる。
第１及び第２のゲル体の形状は被検レンズの表側レンズ面（レンズの物体側表面）及び裏側レンズ面（眼球側表面）に沿って貼着されるような板状を呈することがレンズメータの測定基点に配置した際の安定性の点で好ましい。具体的にはタイルのような高さの低い直方体形状あるいは高さの低い円柱形形状のような板体形状が挙げられる。この場合に少なくとも被検レンズと密着する密着面はレンズカーブの凹凸に応じて湾曲形成されることが好ましい。これによって被検レンズの表側及び裏側レンズ面に対するゲル体の密着面との密着性が向上する。例えば被検レンズの物体側表面に配置されるゲル体の密着面を被検レンズの凸形状に合わせて凹状に形成させるわけである。この際に被検レンズの湾曲度が区々であることに対応するため異なる湾曲度の複数のゲル体を用意することが好ましい。ゲル体の密着面の湾曲度と被検レンズの凹凸の湾曲度は完全に一致する必要はない。
【０００８】
また、ゲル体の被検レンズと密着した密着面の裏側の面（以下、背面とする）はレンズメータの光軸に対して直交する方向に延出されることが好ましい。すなわち、ゲル体の背面は平面形状に構成し、メータの光軸に対して直交状に配置することが最も好ましい。ゲル体の背面が光軸と直交しない場合には測定誤差が生じてしまうので甚だしい場合には誤差修正や測定のやり直しが必要となる。
この場合において、ゲル体の密着面を被検レンズのレンズカーブに沿って密着させてもレンズカーブとゲル体の密着面との湾曲度は必ずしも完全に一致するわけではない。そのため、ゲル体の背面をレンズメータの光軸に対して直交配置可能なように平面形状に構成したとしても実際にゲル体を被検レンズに密着させるとゲル体が変形してゲル体背面の平面度が失われる可能性がある。このような不具合を解消するため、ゲル体の背面にそれぞれ透明な第１及び第２の平面プレートを密着させることが好ましい。平面プレートは硬質であるためゲル体の変形の影響でその平面度が失われることはない。つまり、両ゲル体を被検レンズに密着させた状態において第１の平面プレート、第１のゲル体、被検レンズ、第２のゲル体及び第２の平面プレートの順に配置される５層構造を構成させることとなり、これら５層構造を通して第２のレンズ度数を測定することとなる。
このような５層構造となった被検レンズを測定する際には、２枚の透明な平面プレートをそれぞれレンズメータの光軸に対して直交させる。つまり両平面プレートは略平行に配置されることが誤差の低減のために好ましい。また、平面プレートはごく薄ければ誤差のうちとして第１のレンズ度数を測定する際に無視することも可能であるが、第１のレンズ度数を測定する際に被検レンズの前後に両平面プレートを配置した状態で第１のレンズ度数を測定すればより正確な値を得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
上記各請求項の発明では、従来測定が困難であった屈折率の不明な所定のレンズについて個別にその屈折率を測定すること可能となるとともに、その測定作業は簡単な設備を使用して手軽に低コストで行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のレンズの屈折率測定方法を具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施の形態において使用されるレンズメータ１は筐体３と筐体３の前方に張り出した測定部５から構成されている。筐体３の上部位置にはＣＲＴディスプレイ６が配設されている。筐体３内部にはレンズ度数を測定するための図示しない度数測定光学系が配設されている。度数測定光学系はＬＥＤ等の測定用光源、マークが印刷された透明なターゲットプレート、レンズ、ミラー、プリズム、イメージセンサ及びコントローラ等から構成されている。レンズメータ１の作動原理は、イメージセンサで捉えた被検レンズＬを通したマークの結像と被検レンズＬがない状態でのマークの結像との変異量をコントローラによって解析するものである。本実施の形態ではこのような度数測定光学系を備えた既知のレンズメータ１を使用する。
測定部５は投光側テーブル７と同投光側テーブル７の上部に配置された受光側テーブル８を備えている。投光側テーブル７の上部には測定基点としてのノーズピース９が配設されている。ノーズピース９の奥側（図１におけるノーズピース９の右方）にはレンズ当て１０が配設されている。両テーブル７，８の間には印点機構１１及びレンズ押さえ用のレバー１２が配設されている。レバー１２の先端下部位置から後方に向かって板バネ１３が延出されている。板バネ１３先端にはパッド１４が装着されている。
このようなレンズメータ１において被検レンズＬをセットする際には被検レンズＬをレンズ当て１０に当接させた状態でノーズピース９上に載置し、レバー１２を操作してパッド１４を下降させノーズピース９との間で落下しないように挟持させる。基本的にはこの状態で被検レンズＬのレンズ度数を測定することが可能であるが、被検レンズＬの表側レンズ面及び裏側レンズ面に凹形ゲルパッド１５及び凸形ゲルパッド１６を密着させることでこれらゲルパッド１５，１６を通した被検レンズＬのレンズ度数を測定することも可能となる。
【００１１】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、表側レンズ面（レンズの物体側表面）に配置される凹形ゲルパッド１５は平面円形形状をなし、透明な第１のゲル体１６と第１の平面プレートとしてのガラスプレート１７から構成されている。第１のゲル体１６の密着面１８（被検レンズＬと密着する面）は所定の径の真球の内周面を一部切り取ったような凹形状とされ、第１のゲル体１６は中心から周囲に向かって均等に厚みを増すような肉付けとされている。第１のゲル体１６は均質で所定の屈折率を有する。第１のゲル体１６の背面１９（密着面１８の裏面）は平面形状とされている。ガラスプレート１７は透明な平板体であって第１のゲル体１６の背面１９と密着させられている。ガラスプレート１７の度数は０とされている。
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、裏側レンズ面（レンズの眼球側表面）に配置される凸形ゲルパッド２０は平面円形形状をなし、透明な第２のゲル体２１と第２の平面プレートとしてのガラスプレート２２から構成されている。第２のゲル体２１の密着面２３（被検レンズＬと密着する面）は所定の径の真球の外周面を一部切り取ったような凸形状とされ、第２のゲル体２１は中心から周囲に向かって均等に厚みを減らすような肉付けとされている。第２のゲル体２１の屈折率は第１のゲル体１６と同じである。第２のゲル体２１の背面２４（密着面２３の裏面）は平面形状とされている。ガラスプレート２２は上記凹形ゲルパッド１５のガラスプレート１７と同じものである。本実施の形態における第１及び第２のゲル体１６，２１は分散媒を使用していないポリエステル系のセグメント化ポリウレタンゲルを使用した。
【００１２】
次にこのようなレンズメータ１を使用したレンズの屈折率測定の具体的方法について説明する。
まず、図５に示すように被検レンズＬの表裏レンズ面にＯリング２５を介在させてそれぞれガラスプレート１７，２２を配置し、レンズメータ１のノーズピース９上に載置しパッド１４を下降させて挟持する。このとき両ガラスプレート１７，２２ｈ平行でかつノーズピース９中央から上方に向かって投光される光束Ｅに対してなるべく直交するように配置する。この状態で通常の操作に従ってまず空気中での被検レンズＬ（ガラスプレート１７，２２の屈折率を含んだ）のレンズ度数を測定する。このレンズ度数を第１のレンズ度数とする。尚、ガラスプレート１７，２２は前もって第１及び第２のゲル体１６，２１と別体のものを用意しておく。
ついで、図４に示すように被検レンズＬの表裏レンズ面にそれぞれ凹形ゲルパッド１５と凸形ゲルパッド２０を対抗配置する。第１及び第２のゲル体１６，２１の密着面１８，２３はそれぞれ被検レンズＬの表裏レンズ面のほぼ湾曲に沿って無理なく密着させられる。尚、第１及び第２のゲル体１６，２１は粘着性もあるため一旦密着させると積極的に剥がさない限りはレンズ面に貼着された状態に保持される。凹形ゲルパッド１５と凸形ゲルパッド２０を配置した状態で被検レンズＬが真ん中に配置されたガラスプレート１７、第１のゲル体１６、被検レンズＬ、第２のゲル体２２、ガラスプレート２２の密着した（途中に空気層の入らない）５層構造が形成される。
このように凹形ゲルパッド１５と凸形ゲルパッド２０を配置した被検レンズＬを図６に示すようにレンズメータ１のノーズピース９上に載置しパッド１４を下降させて挟持する。このとき両ガラスプレート１７，２２ｈ平行でかつノーズピース９中央から上方に向かって投光される光束Ｅに対してなるべく直交するように配置する。この状態で通常の操作に従ってまず空気中での５層構造の被検レンズＬのレンズ度数を測定する。このレンズ度数を第２のレンズ度数とする。
そして、第１のレンズ度数と第２のレンズ度数に基づいて既知のパラメータ（空気の屈折力とゲル体の屈折力）を使用して被検レンズＬの屈折率を計算する。尚、ガラスプレート１７，２２の屈折率は第１及び第２のレンズ度数を測定することによって結果的に相殺される。
【００１３】
このように構成することにより本実施の形態は次のような効果を奏する。
（１）眼鏡販売店において必ず保有しているレンズメータ１を使用して所望のレンズの屈折率をその場で測定できることとなり、従来困難であった眼鏡販売店でのレンズの屈折率の確認が可能となる。また、屈折率測定のための特別な装置を特に必要としないのでコストも負担にはならない。
（２）本発明における屈折率の計算の理論は、被検レンズＬを包囲する屈折率のわかっている２種類の媒体（つまり空気と第１及び第２のゲル体１６，２１）を使用することによって測定された度数から被検レンズＬの屈折率を計算するというものである。この場合に第１及び第２のゲル体１６，２１は固体であるため水のような液体に比べて取り扱いが容易である。例えば、水のような液体では液面が揺れていると光が散乱されてしまい誤差が大きすぎるため測定作業は非常に慎重にかつゆっくりと行う必要があるがそのような配慮はまったく必要ないので測定時間の短縮化を図ることが可能である。
更に、もし水のような液体を第１及び第２のゲル体１６，２１の代わりに使用するのであればシャーレのような器に被検レンズＬを浸漬させて測定することとなる。液体であればこのような測定作業中にレンズメータ１の測定部５周辺にこぼしてしまってレンズメータ１を故障させてしまう可能性があるが、本実施の形態ではそのような不具合は生じる可能性がないため安心して測定作業を行うことができる。
（３）第１及び第２のゲル体１６，２１は柔らかくレンズカーブに追随する結果、本来平面であることが好ましいゲル体１６，２１の背面１８，２４を平面形状とすることが困難になっている。本実施の形態ではガラスプレート１７，２２を背面１８，２４に貼着することによって平面とすることができるため測定時の誤差を極力少なくすることが可能となっている。また、ガラスプレート１７，２２は硬質であるためノーズピース９上に載置した際に撓むことなく安定して被検レンズＬを水平に保持させることができる。
（４）第１及び第２のゲル体１６，２１はタイル状の板体形状であるため被検レンズＬに対して貼り付けやすく、また不必要に厚くないためレンズメータ１にセットした場合に安定してノーズピース９とパッド１４によって挟持させることができる。
【００１４】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施の形態では第１のレンズ度数を測定する際にガラスプレート１７，２２を配置して測定したが、実際にはガラスプレート１７，２２の有無はわずかな誤差であるためガラスプレート１７，２２なしで第１のレンズ度数を測定してもよい。
・第１及び第２のゲル体１６，２１の厚みや形状は適宜変更可能である。
・レンズメータ１の形状、種類は上記実施の形態に限定されるものではない。測定基点も上記に限定されるものではない。
・ガラスプレート１７，２２の材質はガラス以外であっても構わない。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態を説明するレンズメータに被検レンズをセットした状態を説明する側面図。
【図２】（ａ）は凹形ゲルパッドの斜視図、（ｂ）は同じ凹形ゲルパッドの横断面図。
【図３】（ａ）は凸形ゲルパッドの斜視図、（ｂ）は同じ凸形ゲルパッドの横断面図。
【図４】被検レンズに凹形ゲルパッド及びを凸形ゲルパッドを貼着した状態における断面図。
【図５】第１のレンズ度数を測定する際にレンズメータに被検レンズをセットした状態を説明する部分拡大図。
【図６】第２のレンズ度数を測定する際にレンズメータに被検レンズをセットした状態を説明する部分拡大図。
【符号の説明】
【００１６】
１…レンズメータ、９…測定基点としてのノーズピース、１６…第１のゲル体、１７…第１の平面プレートとしてのガラスプレート、２１…第２のゲル体、２２…第２の平面プレートとしてのガラスプレート。
【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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