(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光束を被検レンズの位置に集束させて照射する照射光学系と、前記被検レンズの後方に配置され、該被検レンズの透過光束を入射窓から取り込んで内部で拡散反射させた後、前記入射窓の光軸とはずれた位置にある出射窓から前記透過光束を光強度が一様な光束として外部へ出射する積分球と、前記積分球からの出射光束を平行光束とするコリメート光学系と、前記平行光束を波長毎に分光して出射する分光手段と、前記分光された光束を結像させて波長毎の受光量を検出する検出光学系と、を備えたことを特徴とする分光透過率測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分光透過率測定装置において、前記出射窓は、前記入射窓よりも口径が小さく形成されていることを特徴とする分光透過率測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の分光透過率測定装置において、前記分光手段は、平面グレーティング又は凹面グレーティングであることを特徴とする分光透過率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分光透過率測定装置に係り、特にメガネレンズ等の分光透過率を測定するのに好適な分光透過率測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メガネレンズの分光透過率を測定するための従来の装置としては、米国特許第５,３３９,１５１号に開示された分光透過率測定装置がある。この分光透過率測定装置は、図５に示すように、光源１、積分球２、球面状反射面３、回折格子４、ＣＣＤ検出器５が設けられ、光源１からの光束は、積分球２を介して被検レンズＲに照射される。そして被検レンズＲを透過した光束は、球面状反射面３で反射した後に回折格子４に入射して分光され、再び球面状反射面３で反射してＣＣＤ検出器５で受光されて検出される。また、この分光透過率測定装置では、被検レンズＲと球面状反射面３との間に、視野絞り６、スロット７、スリット８が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、積分球２は、光源１からの光束のムラを取り除くために設けられており、光束を積分球２内部に入射させるための入射窓２Ａと、入射して積分球２の内面で反射した光束を外部へ出射させるための出射窓２Ｂとが設けられている。そして、上記従来の分光透過率測定装置では、光量を多くするために、積分球２の出射窓２Ｂの口径を大きくして面光源としている。
【０００４】
グレーティングにおいては、ある程度の面積を使えた方が、ゴミや汚れ、グレーティングの欠陥などの影響が少なくなり、分光透過率の測定精度が向上する。また十分な光量を透過させた方が、Ｓ／Ｎ比の向上により分光透過率の測定精度が向上する。
【０００５】
しかしながら従来技術では、グレーティングの面積を大きく使用しようとすると、それに伴い被検レンズＲの測定面積も大きくなってしまう。そのために、コンタクトレンズなど小さいレンズを測定しようとした場合、実際に利用できるグレーティングの面積は小さくなってしまい、分光透過率の測定精度の低下をもたらす。
【０００６】
本発明の目的は、グレーティングの面積を大きく使用して、分光透過率を高精度に測定することのできる分光透過率測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光源と、該光源からの光束を被検レンズの位置に集束させて照射する照射光学系と、前記被検レンズの後方に配置され、該被検レンズの透過光束を入射窓から取り込んで内部で拡散反射させた後、前記入射窓の光軸とはずれた位置にある出射窓から前記透過光束を光強度が一様な光束として外部へ出射する積分球と、前記積分球からの出射光束を平行光束とするコリメート光学系と、前記平行光束を波長毎に分光して出射する分光手段と、前記分光された光束を結像させて波長毎の受光量を検出する検出光学系と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記出射窓は、前記入射窓よりも口径が小さく形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記分光手段は、平面グレーティング又は凹面グレーティングであることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による分光透過率測定装置の概略構成を示している。図１に示すように、本実施形態による分光透過率測定装置は、照射光学系１０、コリメート光学系２０、及び検出光学系３０を含んでいる。
照射光学系１０は、キセノンランプからなる光源１１、視野絞り１２、及び集光レンズ１３を備えている。照射光学系１０の後方には積分球４０が設けられている。コリメート光学系２０は積分球４０の後方に設けられ、反射ミラー２１、視野絞り２２、及びコリメートレンズ２３を備えている。
また、コリメート光学系２０の後方には平面グレーティング５０が設けられている。検出光学系３０は平面グレーティング５０での反射方向に設けられ、結像レンズ３１、及びラインＣＣＤ３２を備えている。
【００１４】
照射光学系１０と積分球４０との間には被検レンズ（例えばサングラス）Ｒが挿入されている。すなわち、積分球４０は被検レンズＲの直後に配置されていることになる。積分球４０は、大きな口径の入射窓４０Ａと小さな口径の出射窓４０Ｂを有しており、入射窓４０Ａが被検レンズＲに対向するように配置されている。なお、前述したラインＣＣＤ３２は出射窓４０Ｂに対して光学的に共役な位置に配置されている。また、図１において、５１は光源１１の光量を検出する光量センサである。
【００１５】
上記構成の分光透過率測定装置において、光源１１からの光束は、視野絞り１２で視野が絞られ、集光レンズ１３によって被検レンズＲに集光して照射される。照射された光束は被検レンズＲを透過し、入射窓４０Ａから積分球４０の内部へ導入される。この場合、入射窓４０Ａの口径が大きいために、被検レンズＲを透過した光束の全てが積分球４０の内部へ導入される。
【００１６】
積分球４０の内面には拡散塗料が塗布されており、積分球４０の内部へ導入された光束は、内部で拡散反射を繰り返した後に、小さな口径の出射窓４０Ｂから開口角θ１の角度で反射ミラー２１に向けて出射する。
出射窓４０Ｂからの出射光束は、反射ミラー２１で反射されて出射方向が略９０度変えられ、更に視野絞り２２で視野が制限されてから、コリメートレンズ２３によって平行光束とされる。その平行光束は、平面グレーティング５０に導かれる。
【００１７】
平面グレーティング５０の表面には回折格子が設けられており、平面グレーティング５０に導かれた前記平行光束は回折格子に入射して、波長に応じて反射角が変えられて分光される。分光された光束は、結像レンズ３１によってラインＣＣＤ３２上に結像され、波長毎の光量が検出される。
そして、ラインＣＣＤ３２で検出した光量と光量センサ５１で検出した光量とが比較され、その比較結果から、被検レンズＲの分光透過率が測定される。
【００１８】
本実施形態によれば、被検レンズＲの部分では集光されており、レンズ径の小さなものであっても測定可能であり、また十分の光量を透過させて測定することができる。
また、出射窓４０Ｂの開口角θ１の大きさを自由に設定でき、例えば、開口角θ１を大きくした場合には、出射窓４０Ｂから出射される光の量を増大させることができる。その結果、ラインＣＣＤ３２での受光量が増大し、被検レンズＲの分光透過率を高精度に測定することが可能となる。
さらに、平面グレーティング５０も十分な面積を持つものを設定できるで、被検レンズＲの分光透過率を一層高精度に測定することが可能となる。
【００１９】
（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２による分光透過率測定装置の概略構成を示している。図２に示すように、本実施形態による分光透過率測定装置は、照射光学系６０、コリメート光学系７０、及び検出光学系８０を含んでいる。
照射光学系６０は、キセノンランプからなる光源６１、視野絞り６２、凹面鏡６３、及び視野絞り６４を備えている。照射光学系６０の後方には積分球９０が設けられている。コリメート光学系７０は積分球９０の後方に設けられ、反射ミラー７１を備えている。この反射ミラー７１は光束を平行光束として反射する機能を持っている。
また、コリメート光学系７０の後方には平面グレーティング１００が設けられている。検出光学系８０は、平面グレーティング１００での反射方向に設けられた反射ミラー８１、及び反射ミラー８１での反射光を受光するラインＣＣＤ８２を備えている。なお、ラインＣＣＤ８２は出射窓９０Ｂに対して光学的に共役な位置に配置されている。また、１０１は光源６１の光量を検出する光量センサである。
【００２０】
積分球９０は、大きな口径の入射窓９０Ａと小さな口径の出射窓９０Ｂを有しており、入射窓９０Ａが被検レンズＲに対向するように配置されている。この積分球９０は、実施形態１の積分球４０に比べて出射窓９０Ｂの位置がずれているが、他の構成は積分球４０と同様である。また、積分球９０が被検レンズＲの直後に配置されている点も実施形態１の場合と同様である。
【００２１】
上記構成の分光透過率測定装置において、光源６１からの光束は、視野絞り６２で視野が絞られ、凹面鏡６３で反射されて進行方向が略９０度変更されるとともに、被検レンズＲ上に集光する。このとき、視野絞り６４によっても視野が制限される。被検レンズＲ上に集光した光束は被検レンズＲを透過し、入射窓９０Ａから積分球９０の内部へ導入される。積分球９０の内部に導入された光束は、内部で拡散反射を繰り返した後に、出射窓９０Ｂから開口角θ２の角度で反射ミラー７１に向けて出射する。
【００２２】
出射窓９０Ｂから出射された光束は、反射ミラー７１で反射すると同時に平行光束とされ、平面グレーティング１００へ導かれる。平面グレーティング１００へ導かれた光束は、その波長に応じて反射角が変えられ分光される。分光された光束は、反射ミラー８１によってラインＣＣＤ８２上に結像され、波長毎の光量が検出される。
そして、ラインＣＣＤ８２で検出した光量と光量センサ１０１で検出した光量とが比較され、その比較結果から、被検レンズＲの分光透過率が測定される。
【００２３】
本実施形態によれば、被検レンズＲの部分では集光されており、レンズ径の小さなものであっても測定可能であり、また十分の光量を透過させて測定することができる。
また本実施形態においても、出射窓４０Ｂの開口角θ２の大きさを自由に設定できる。例えば、開口角θ２を大きくすれば、平面グレーティング１００も大きな面積を持つものを設定できる。その結果、出射窓９０Ｂから出射される光の量を増大させることができ、実施形態１の場合と同様、被検レンズＲの分光透過率を高精度に測定することが可能となる。
【００２４】
（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３による分光透過率測定装置の概略構成を示している。図３に示すように、本実施形態による分光透過率測定装置は、照射光学系６０、及び検出光学系１１０を含んでいる。検出光学系１１０はＣＣＤ検出器１１１を備えている。
照射光学系６０及び積分球９０は実施形態２で示したものと同様であり、それらの詳細な説明は省略する。
本実施形態では、コリメート光学系に相当する光学系は設けられてなく、積分球９０の出射窓９０Ｂに対向させて凹面グレーティング１２０が設けられている点に特徴がある。凹面グレーティング１２０は、光束を波長毎に分光させるとともに、その分光した光束を結像させる機能を有している。
【００２５】
上記のように構成すれば、出射窓９０Ｂから開口角θ２で出射された光束は、平行光束とされることなく、凹面グレーティング１２０によって直ちに分光されて、ラインＣＣＤ１１１上に結像され、波長毎の光量が検出される。
【００２６】
本実施形態によれば、積分球９０の後方には凹面グレーティング１２０とＣＣＤ検出器１１１が設けられているだけであるから、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００２７】
（実施形態４）
図４は、本発明の実施形態４による分光透過率測定装置の概略構成を示している。図４に示すように、本実施形態による分光透過率測定装置は、実施形態２の場合と同様、照射光学系６０、コリメート光学系７０、及び検出光学系８０を含んでいる。
本実施形態では積分球は設けられていない。積分球の代わりに、互いに対向配置され光を拡散する２つの拡散板１３０，１３１と、２つの拡散板１３０，１３１の間に形成された空間１３２を覆い空間１３２内の光を反射する反射板１３３と、拡散板１３０を介して空間１３２内に入射した光を拡散板１３１から絞り込んで外部に出射する絞り１３４とが設けられている。反射板１３３はその上下両側端が拡散板１３０，１３１の全周にわたって接合されており、拡散板１３０，１３１及び反射板１３３によって空間１３２が形成されている。なお、絞り１３４の口径は小さく形成されている。
【００２８】
上記構成によれば、被検レンズＲを透過した光束は拡散板１３０を介して空間１３２の内部へ導入され、拡散板１３０，１３１及び反射板１３３で拡散反射を繰り返した後に、拡散板１３１を介して絞り１３４から開口角θ３の角度で反射ミラー７１に向けて出射する。
【００２９】
本実施形態によれば、拡散板１３０，１３１で光が吸収されるので損失はあるが、θ３を大きく取ることができるため、平面グレーティング１００の面積を大きく使用することが可能となり、分光透過率の測定精度のより一層の向上を図ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被検レンズの測定光束が透過した後に積分球を配置したので、被検レンズ透過後の光束の状態が被検レンズにより変化しても、透過光量を安定して検出できるようになり、被検レンズの分光透過率を高精度に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１による分光透過率測定装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態２による分光透過率測定装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態３による分光透過率測定装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態４による分光透過率測定装置の概略構成図である。
【図５】従来の技術による分光透過率測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０，６０  照明光学系
１１，６１  光源
２０，７０  コリメート光学系
３０，８０，１１０  検出光学系
３２，１１１  ＣＣＤ検出器
４０，９０  積分球
４０Ａ，９０Ａ  入射窓
４０Ｂ，９０Ｂ  出射窓
５０，１００  平面グレーティング
５１，１０１  光量センサ
１２０  凹面グレーティング
１３０，１３１  拡散板
１３３  反射板
１３４  絞り
Ｒ  被検レンズ
【図１】
0003871415.tif 000002
【図２】
0003871415.tif 000003
【図３】
0003871415.tif 000004
【図４】
0003871415.tif 000005
【図５】
0003871415.tif 000006