(57)【要約】【課題】広域測定と狭域測定とをそれぞれ最適化したレンズメータを提供する。【解決手段】レンズメータ１は、第１の波長の測定光を発する第１の光源１０と、第２の波長の測定光を発する第２の光源１１と、第１の波長の測定光と第２の波長の測定光とを略同軸になるように導光して被検レンズ４に投光可能な導光手段１４と、被検レンズ４の下流に配置され、第１の波長の測定光を部分的に通過させ、第２の波長の測定光を全体的に通過させる第１の測定用マスク１６と、第１の測定用マスクの下流に配置され、第１の波長の測定光を全体的に通過させ、第２の測定光を部分的に通過させる第２の測定用マスク１７とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の測定光を発する第１の光源と、
第２の波長の測定光を発する第２の光源と、
前記第１の波長の測定光と前記第２の波長の測定光とを略同軸になるように導光して被検レンズに投光可能な導光手段と、
被検レンズの下流に配置され、前記第１の波長の測定光を部分的に通過させ、前記第２の波長の測定光を全体的に通過させる第１の測定用マスクと、
第１の測定用マスクの下流に配置され、前記第１の波長の測定光を全体的に通過させ、前記第２の測定光を部分的に通過させる第２の測定用マスクとを有することを特徴とするレンズメータ。
【請求項２】
前記第１の測定用マスクは、前記被検レンズの狭い範囲を測定するための狭域測定用マスクであり、
前記第２の測定用マスクは、前記被検レンズの広い範囲を測定するための広域測定用マスクであることを特徴とする請求項１に記載のレンズメータ。
【請求項３】
前記第１の測定用マスクと前記第２の測定用マスクとを通過した第１の測定光および第２の測定光が投影されるスクリーンと、
前記スクリーンに投影されている画像の中央部を撮影する第１の撮像素子と、
前記スクリーンに投影されている画像の全体像を撮影する第２の撮像素子とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡レンズの特性を測定するレンズメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ特性の測定には、レンズ光路中心部を測定する狭域測定と、レンズの広い範囲を測定する広域測定とがある。広域測定では、レンズの光学中心を測定光の光軸に合わせるアライメントは不要であるが、アライメントを行わなければレンズに光学中心の印点を行うことができない。よって、広域測定が可能なレンズメータにおいても、狭域測定を行う必要があり、そのために、狭域測定のためのマスクパターンと、広域測定のためのマスクパターンとを交換する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、狭域測定と広域測定のために波長の異なる２つの光源を設け、中央部に、短波長の光線を遮光し、長波長の光線のみを透過させるパターンと、周辺部に両波長ともに透過させるパターンとを形成したマスクを配置したレンズメータが記載されている。このレンズメータでは、短波長の光線によって中央部のパターン形状だけをセンサに投影して狭域測定を行い、長波長の光線によって周辺部のパターンをセンサに投影して広域測定を行うことができる。
【０００４】
しかしながら、中央部のパターンは、長波長の光線をも透過させるので、広域測定用のパターンは、中央に狭域測定用のパターンを含む形状になる。このため、特許文献１のレンズメータでは、狭域測定用のマスクパターンと広域測定用のマスクパターンを独立して設計することができず、マスクパターンの形状を最適化できないという問題があった。
【特許文献１】特許第３６８５８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、広域測定と狭域測定とをそれぞれ最適化したレンズメータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明によるレンズメータは、第１の波長の測定光を発する第１の光源と、第２の波長の測定光を発する第２の光源と、前記第１の波長の測定光と前記第２の波長の測定光とを略同軸になるように導光して被検レンズに投光可能な導光手段と、被検レンズの下流に配置され、前記第１の波長の測定光を部分的に通過（所定位置以外の第１の測定光を遮光）させ、前記第２の波長の測定光を全体的に通過させる第１の測定用マスクと、第１の測定用マスクの下流に配置され、前記第１の波長の測定光を全体的に通過させ、前記第２の測定光を部分的に通過させる第２の測定用マスクとを有するものとする。
【０００７】
この構成によれば、第２の波長の測定光は第１の測定用マスクに遮光されずに通過するので、第１の測定用マスクを第２の波長の測定光が形成すべき画像パターンを考慮せずにデザインすることができる。また、第１の波長の測定光は第２の測定用マスクに遮光されずに通過するので、第２の測定用マスクを第１の波長の測定光が形成すべき画像パターンを考慮せずにデザインすることができる。また、第１および第２の測定用マスクを被検レンズの下流に配置することで、外部から入射する外光ノイズを低減して測定精度を高めることができる。
【０００８】
また、本発明のレンズメータにおいて、前記第１の測定用マスクは、前記被検レンズの狭い範囲を測定するための狭域測定用マスクであり、前記第２の測定用マスクは、前記被検レンズの広い範囲を測定するための広域測定用マスクであってもよい。
【０００９】
この構成によれば、狭域測定用マスクが被検レンズの近くに配置されるので、被検レンズの移動による画像の変化が大きくなり、被検レンズの光学中心への正確なアライメントができる。
【００１０】
また、本発明のレンズメータにおいて、前記第１の測定用マスクと前記第２の測定用マスクとを通過した第１の測定光および第２の測定光が投影されるスクリーンと、前記スクリーンに投影されている画像の中央部を撮影する第１の撮像素子と、前記スクリーンに投影されている画像の全体像を撮影する第２の撮像素子とを有してもよい。
【００１１】
この構成によれば、第１の測定光および第２の測定光をスクリーンに投影し、第１の撮像素子および第２の撮像素子によって、それぞれ、スクリーンに映る画像の必要な部分だけを選択的に撮影するので、撮像素子の画素を無駄なく利用して、精度の高い測定ができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば第２の波長の測定光を通過させる第１の測定用マスクと、第１の波長の測定光を通過させる第２の測定用マスクとを使用するので、第１の測定用マスクと第２の測定用マスクとを独立してデザインすることができ、２つの測定をそれぞれ最適化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の一実施形態のレンズメータ１を示す。レンズメータ１は、装置本体２の上部に測定光を投光する光学系を収容した投光部３と、投光部３の下方に被検レンズ４（図では眼鏡フレームに装着されている）を載置して保持する保持部５とを備え、さらに、被検レンズ４を通過した測定光を受光する光学系を収容した受光部６を備えている。また、レンズメータ１は、被検レンズ４の保持部５上での位置決めを助ける当接板７および押さえ部材８を有し、さらに、保持部５上に位置決めした被検レンズ４に光学中心を印点する印点装置９を有している。
【００１４】
図２に、レンズメータ１の光学系の概略を示す。レンズメータ１は、可視波長（５７０ｎｍ）の第１の測定光を発する第１の光源１０と、赤外波長（８７０ｎｍ）の第２の測定光を発する第２の光源１１とを有している。第１の光源１０および第２の光源１１は、それぞれ点光源であって、拡散光を発する。
【００１５】
第１の光源１０の発した第１の測定光は、補償レンズ１２で集光され、絞り１３を通過した光軸近傍の光線だけが焦点を結んでから、投光ハーフミラー（ダイクロイックミラー）１４を通過し、投光レンズ１５によって平行光線に調整されてから、被検レンズ４の中央部に投光される。被検レンズ４を通過する際、被検レンズ４の光学特性によって屈折した第１の測定光は、さらに、狭域測定用マスク（第１の測定用マスク）１６および広域測定用マスク（第２の測定用マスク）１７を通過して、スクリーン１８上に投射される。
【００１６】
第２の光源１１の発した第２の測定光は、投光ハーフミラー１４で反射され、投光レンズ１５によって平行光線に調整されてから、被検レンズ４の広い範囲に投光される。ここで、投光ハーフミラー１４は、第１の測定光と第２の測定光とを同軸に重畳して被検レンズ４に投光する導光手段として機能する。被検レンズ４を通過する際、被検レンズ４の光学特性によって屈折した第２の測定光は、狭域測定用マスク（第１の測定用マスク）１６および広域測定用マスク（第２の測定用マスク）１７を通過して、スクリーン１８上に投射される。
【００１７】
狭域測定用マスク１６は、第１の測定光は遮光するが第２の測定光は通過させる材質で、図３に示すように、光路中央部に小さな環状の開口１６ａを有するパターンが形成されている。また、広域測定用マスク１７は、第１の測定光は通過させるが第２の測定光は遮光する物質で、図４に示すように、光路全体に縦横に一定間隔で並んだ多数の小孔１７ａを有するパターンが形成されている。
【００１８】
第１の測定光は、広域測定用マスク１７の影響を受けないので、狭域測定用マスク１６のパターン形状を被検レンズ４の光学特性によって歪ませた画像をスクリーン１８上に投影する。また、第２の測定光は、狭域測定用マスク１６の影響を受けないので、広域測定用マスク１７のパターン形状を被検レンズ４の光学特性によって歪ませた画像をスクリーン１８上に投影する。
【００１９】
狭域画像受光センサ１９は、例えばＣＣＤからなる第１の撮像素子であり、その受光面に、第１結像レンズ２０によって、スクリーン１８の第１の測定光が投射される範囲（中央部）の像が受光ハーフミラー２１を介して結像し、その結像を電気信号に変換する。また、広域画像受光センサ２２は、その受光面に、第２結像レンズ２３によって、スクリーン１８の第２の測定光が投射される範囲（全体）の像が受光ハーフミラー２１で反射して結像し、その結像を電気信号に変換する第２の撮像素子である。
【００２０】
レンズメータ１に内蔵する不図示のマイコンは、狭域画像受光センサ１９が出力する画像信号から、可視波長のデータ、つまり、第１の測定光によって投影された狭域測定用マスク１６のパターン画像のデータだけを抽出する。被検レンズ４の光学中心が、測定光の光軸からずれていると、スクリーン１８に投影される環状の画像が位置ずれする。レンズメータ１は、狭域画像受光センサ１９が出力する電気信号をマイコンにより解析することで、被検レンズ４の光学中心の位置ずれを検出する狭域測定を行い、被検レンズ４の正確な光学中心を見つけ出して印点装置９により、被検レンズ４に光学中心をマーキングすることができる。
【００２１】
また、マイコンは、広域画像受光センサ２２が出力する画像信号から、赤外波長のデータ、つまり、広域測定用マスク１７の小孔１７ａを通過した第２の測定光による光点が縦横に並んだ画像のデータだけを抽出することもできる。小孔１７ａに対応する光点は、被検レンズ４の形状によって、その配列に歪みを生じており、光点の位置関係をマイコンにより解析することで、被検レンズ４の広い範囲に亘る球面度や円柱度などの分布を算出する広域測定を行うことができる。
【００２２】
本実施形態において、狭域測定用マスク１６は第２の測定光を透過させ、広域測定用マスク１７は第１の測定光を透過させるので、狭域測定用マスク１６と広域測定用マスク１７とは、互いに干渉せず、それぞれ、狭域測定および広域測定に最適な透過パターンにすることができる。
【００２３】
本実施形態では、狭域測定用マスク１６は、第１の測定光が入射し得ない外周部にも第１の測定光を遮光するパターンが形成されているが、第１の測定光が入射する範囲だけにパターンを形成してもよい。
【００２４】
また、本発明では、狭域測定用マスク１６および広域測定用マスク１７を、被検レンズ４の下流に配置しているので、外部から入射する外光ノイズを低減して測定精度を高めることができる。また、被検レンズ４のパワーが同じであれば、被検レンズ４の厚みが違っても、狭域画像受光センサ１９および広域画像受光センサ２２で得られる画像の歪み量に違いがでないので、被検レンズ４の測定誤差が小さい。
【００２５】
また、狭域測定用マスク１６を、広域測定用マスク１７の上、つまり、被検レンズ４の近くに配置したことで、被検レンズ４の位置ずれが、スクリーン１８上の画像により大きく反映される。このため、被検レンズ４の光学中心を第１の測定光の光軸に合致させるアライメントが正確に行える。
【００２６】
さらに、本実施形態では、第１結像レンズ２０によって、狭域測定に必要なスクリーン１８の中央部の画像を、狭域画像受光センサ１９の有効領域一杯に結像させ、第２結像レンズ２３によって、広域測定に必要なスクリーン１８の広範囲の画像を広域画像受光センサ２２の有効領域一杯に結像させる。このため、狭域画像受光センサ１９および広域画像受光センサ２２は、それぞれの測定に必要な画像だけを信号に変換し、マイコンは、それぞれの測定に必要なデータだけを処理する。このため、狭域画像受光センサ１９および広域画像受光センサ２２の画素密度を最大限に利用して高精度の測定をすることができ、不要なデータを処理しないので応答性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態のレンズメータの構成を示す概略図。
【図２】図１のレンズメータの光学系を示す概略図。
【図３】図１のレンズメータの狭域測定用マスクのパターンを示す図。
【図４】図１のレンズメータの広域測定用マスクのパターンを示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１  レンズメータ
４  被検レンズ
１０  第１の光源
１１  第２の光源
１４  投光ハーフミラー（導光手段）
１５  投光レンズ
１６  狭域測定用マスク（第１の測定用マスク）
１７  広域測定用マスク（第２の測定用マスク）
１８  スクリーン
１９  狭域画像受光センサ（第１の撮像素子）
２０  第１結像レンズ
２１  受光ハーフミラー
２２  広域画像受光センサ（第２の撮像素子）
２３  第２結像レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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