(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
累進多焦点レンズの幾何学中心から所定の位置離れて形成された隠しマークまたは多焦点レンズの小玉を光学的に検出することによりレンズの光学的な位置情報を算出する眼鏡レンズ用画像撮像装置に用いられるレンズ保持装置であって、
上下端が開放し内部に上端側開口部を閉塞する上側光学素子と下端側開口部を閉塞する下側光学素子が組み込まれることにより内部が真空排気室を形成する鏡筒と、前記上側光学素子の上面中央に突設された両端開放のレンズ支持筒と、前記上側光学素子の中央に貫通して設けられ前記鏡筒の真空排気室と前記レンズ支持筒の中心孔とを連通する連通孔と、前記鏡筒の真空排気室、前記上側光学素子の連通孔および前記レンズ支持筒の中心孔を真空排気することにより前記レンズの中央部を前記レンズ支持筒の上端開口部に吸着固定する真空排気装置とを備え、
前記レンズ支持筒は、前記レンズの隠しマークまたは小玉の撮像の妨げにならないように十分に小さい外径を有することを特徴とする眼鏡レンズ用画像撮像装置のレンズ保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズ、特に累進多焦点レンズまたは多焦点レンズを撮像する眼鏡レンズ用画像撮像装置に用いて好適なレンズ保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
未加工の眼鏡レンズ（以下、レンズという）を装用者の所望する眼鏡フレームに装着する場合、その眼鏡枠の形状に合わせてレンズの縁摺り加工を行う。その際、一般的に装用者の瞳孔中心（アイポイント）とレンズのアイポイントとが一致するように、アイポイントを加工中心として加工が行われる。レンズのアイポイントは、レンズ表面に直接表示することができいないため、レンズ、特に累進多焦点レンズの設計においては、幾何学中心から所定の位置離れた基準位置に隠しマークと呼ばれるマークを表示しておき、この隠しマークの位置を基準としてレンズの幾何学中心、遠用、近用部の光学中心、アイポイントの位置等を導き出せるようにしている。通常隠しマークは、成形時にレンズの凸面に微小な突起（例えば、２〜４μｍ程度）の形で形成される。
【０００３】
図４に未加工の累進多焦点レンズを示す。１はプラスティック製の累進多焦点レンズ、２は水平基準線（幾何学中心Ｏを通る）、３Ａ，３Ｂは隠しマークで、水平基準線２上で幾何学中心Ｏから等距離（例えば１７ｍｍ）離れた２箇所に形成されている。これらの隠しマーク３Ａ，３Ｂは、同一の小円または小円と文字で表示され、また、各マークの下にはレンズ１の加入度数（遠用部の外側頂点屈折力と近用部の外側頂点屈折力の差）を表示する数字４と、レンズの種類を表示する識別マーク５が同じく微小な突起の形で表示されている。加入度数を表示する数字４は、装用時に耳側に位置する隠しマークの下に３桁の数字（例えば３００）で表示される。したがって、この３桁の数字が左右どちらの隠しマークの下に表示されているかを知ることにより、左眼用レンズであるか右眼用レンズであるかを識別することができる。この場合、図４においては、右眼用のレンズを示し、一方の隠しマーク３Ａを小円「○」で、他方の隠しマーク３Ｂをローマ字「Ｈ」で表示している。
【０００４】
６は遠用度数測定部分、７は近用度数測定部分、８は遠くを見る部分（遠用部）、９は近くを見る部分（近用部）、１０は度数が連続的に変わる部分（累進部）、１１はアイポイントの位置である。遠用度数測定部分６、近用度数測定部分７およびアイポイント１１の位置は、レンズの設計によって異なり、幾何学中心Ｏから離れた所定の基準位置、例えばアイポイント１１は幾何学中心Ｏの上方に所定距離ｄ1 （例えば、２ｍｍ）だけ離れた位置に、遠用中心１２はアイポイント１１の位置から上方に所定距離ｄ2 （例えば、４ｍｍ）だけ離れた位置にといったように予め決められている。
【０００５】
隠しマーク３Ａ，３Ｂからアイポイント１１の位置を見つける場合、眼鏡店においては通常目視によって隠しマークを見つけるかまたは光学的に検出している。目視の場合は、レンズ１を蛍光灯等の光源にかざして隠しマーク３Ａ，３Ｂを見つけ、その位置にマーカーによって印を付けた後、このレンズ１をリマークチャートと呼ばれる累進多焦点レンズ用のシートの上に載置する。リマークチャートは、隠しマークの位置、幾何学中心、遠用度数測定部分、近用度数測定部分およびアイポイントの位置を表示した実物大の累進多焦点レンズをレンズの種類毎に表示したものである。レンズ１をリマークチャート上に載置する際には、当該レンズと同種のレンズの上に載置してリマークチャートに表示されている隠しマークとレンズ１にマークした隠しマーク３Ａ，３Ｂの位置とを一致させ、リマークチャートに表示されているアイポイントの位置をレンズ１の凸面にマーカーによって表示する。そして、通常このマークしたアイポイント１１の位置に加工治具（レンズホルダ）を装着してレンズ１を縁摺り加工し、外形状を眼鏡フレームの枠形状と一致させる。
【０００６】
隠しマーク３Ａ，３Ｂを光学的に検出してレンズとレンズホルダを位置決めする方法としては、例えば特開平８−２９７２６２号公報（以下、先行技術１という）、特開平１１−２９５６７２号公報（以下、先行技術２という）等に開示されたレンズの位置合わせ方法およびその装置が知られている。先行技術１は、所定の位置に位置合わせマークを設けた投影式位置表示手段をレンズの凸面側に配置し、この位置表示手段の後方からレンズに向けて照明光を照射して前記隠しマークおよび位置合わせマークの投影像を、前記レンズの凹面側に配置した投影像表示手段に投影する。そして、隠しマークの投影像と位置合わせマークの投影像の相対位置が所定の位置関係になるようにレンズの位置を調整し、レンズの位置を決定するものである。
【０００７】
先行技術２は、レンズの凸面側に設けた位置合わせマーク（隠しマーク、加入度数）の位置関係と位置情報から、レンズの位置合わせを行うもので、照明装置とレンズとの間に照明調整レンズを配置し、照明装置から出た光によりレンズを凹面側から照明調整レンズを介して照明し、その凸側表面の画像をＣＣＤ等の画像入力手段によって取り込み、この取り込んだ画像を画像処理装置によって画像処理することにより、位置合わせマークを検出し、これらのマークの位置関係と位置情報からレンズの水平基準線の方向と光学中心位置が所定の位置関係になるように演算し、その演算結果に基づいてレンズ１の位置合わせを行うものである。
【０００８】
多焦点レンズの設計においては、上記した累進多焦点レンズ１とは異なり隠しマークを表示していないため、小玉の上縁を基準として幾何学中心やアイポイントの位置を求めることができるようにしている。
【０００９】
図５はプラスチック製の右眼用二重焦点レンズ１３を示し、１３Ａは台玉、１３Ｂは小玉、１４は遠用度数測定部、１５は近用度数測定部の中心、Ｏは幾何学中心、１６はアイポイントの位置である。プラスティック製レンズの場合、小玉１３Ｂは台玉１３Ａの表面に側面視くさび形に突出した形で形成されており、その上縁１７が水平基準線（幾何学中心を通る）１８の下方に所定距離ｄ3 （例えば、５ｍｍ）だけ離れるように形成されている。右眼用レンズの場合、小玉１３Ｂは近用度数測定部の中心１４が幾何学中心Ｏから右方に所定距離ｄ4 （例えば、５ｍｍ）だけずれるように形成されている。アイポイント１６の位置は、水平基準線１８上で幾何学中心Ｏから所定距離ｄ5 （例えば、２．５ｍｍ）だけ小玉１３Ｂ側にずれた位置に決められている。したがって、小玉１３Ｂの上縁１７の中央を目視または光学的に見つけ出すことにより、幾何学中心Ｏやアイポイント１６の位置を求めることができる。目視の場合は、累進多焦点レンズ１と同様に多焦点レンズ用のリマークチャートが用いられ、光学的に検出する場合は、上記した従来技術１，２に開示されたレンズの位置合わせ方法およびその装置を用いることが可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
累進多焦点レンズ１において、リマークチャートを用いて隠しマーク３Ａ，３Ｂの位置からアイポイント１１の位置を見つけ出し、その位置に印を付ける方法は、故人の手作業に依存するため誤差が大きいという問題があった。同じく、多焦点レンズ１３の場合も、同様な理由から誤差が大きいという問題があった。
【００１１】
上記した先行技術１，２によるレンズの位置合わせ方法は、光学的に隠しマーク３Ａ，３Ｂや小玉１３Ｂの上縁１７の投影像を投影像表示手段に表示しているため、リマークチャートを用いる場合に比べてより正確にアイポイント１１，１６の位置を求めることができる利点がある。しかしながら、投影時のレンズの支持において問題があった。すなわち、先行技術１，２は図６に示すようにいずれも透明なガラス板２２を用い、その上にレンズを凹面側を下にして載置しているため、プラスレンズＡを載置したときとマイナスレンズＢを載置したときとでは、凸面の高さが大きく異なる。例えば−１０Ｄ（ディオプター）のマイナスレンズＢと−６ＤのプラスレンズＡとでは凸面の高さの差ｄが１１．３ｍｍとなる。このため、光学系の焦点深度を必然的に大きくしなければならず、その結果として、投影像が暗くなり隠しマーク１３Ａ，１３Ｂや小玉の上縁の判別が難しくなる。また、ガラス板２２でレンズを支持すると、光源からの照射光がその表裏面で多重反射してハレーションを起こすため実用的ではない。
【００１２】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、レンズの凹面側の中央部を吸引保持することにより、レンズの安定かつ確実な保持と、焦点深度が小さい光学系の設計が可能で、明るくて見易い投影像が得られるようにするとともに、ハレーションの発生を防止し得るようにした眼鏡レンズ用画像撮像装置のレンズ保持装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、累進多焦点レンズの幾何学中心から所定の位置離れて形成された隠しマークまたは多焦点レンズの小玉を光学的に検出することによりレンズの光学的な位置情報を算出する眼鏡レンズ用画像撮像装置に用いられるレンズ保持装置であって、上下端が開放し内部に上端側開口部を閉塞する上側光学素子と下端側開口部を閉塞する下側光学素子が組み込まれることにより内部が真空排気室を形成する鏡筒と、前記上側光学素子の上面中央に突設された両端開放のレンズ支持筒と、前記上側光学素子の中央に貫通して設けられ前記鏡筒の真空排気室と前記レンズ支持筒の中心孔とを連通する連通孔と、前記鏡筒の真空排気室、前記上側光学素子の連通孔および前記レンズ支持筒の中心孔を真空排気することにより前記レンズの中央部を前記レンズ支持筒の上端開口部に吸着固定する真空排気装置とを備え、前記レンズ支持筒は、前記レンズの隠しマークまたは小玉の撮像の妨げにならないように十分に小さい外径を有するものである。
【００１４】
レンズは、その凹面の中央部がレンズ支持筒の上面開口部に載置され吸着固定されるので、プラスまたはマイナスのレンズであっても、凹面の外周縁を支持する場合に比べて凸面の高さは大きく変化しない。したがって、焦点深度の小さい光学系を用いることが可能で、明るくて見易い投影像を得ることができる。また、鏡筒およびレンズ支持筒内を真空排気することによりレンズ支持筒の上面開口部にレンズを吸着固定するため、レンズを安定かつ確実に固定することができる。レンズ支持筒は半径が水平基準線から小玉までの距離より小さいものを用いることにより、光源からの光をレンズに照射したとき小玉または隠しマークを遮ることがない。平板なガラス板の代わりにレンズ支持筒を用いているので、ハレーションの発生を防止することができる。鏡筒に組み込まれる光学素子としては、凸レンズ等が用いられる。
【００１５】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るレンズ保持装置を備えた眼鏡レンズ用画像撮像装置の一実施の形態を示す概略図、図２はレンズ保持装置の断面図である。これらの図において、眼鏡レンズ用画像撮像装置３０は、累進多焦点レンズ（以下、レンズともいう）１を照射する光源３１と、この光源３１とレンズ１間の光路中に配設されたコンデンサレンズ３２、絞り３３、ハーフミラー３４と、レンズ１を吸着固定するレンズ保持装置３６と、レンズ１の凸面ａに形成されている隠しマーク３Ａ，３Ｂおよび加入度数４（図４参照）の画像が投影される回転スクリーン３７と、この回転スクリーン３７とレンズ１との間に配設された集光レンズ（平凸レンズ）３８，３９および投影レンズ４０を備えている。また、回転スクリーン３７に当たって反射し戻ってくる隠しマーク３Ａ，３Ｂの画像を取り込むＣＣＤ等の撮像装置（投影像表示手段）４１と、この撮像装置４１からの画像を画像処理する画像処理装置４２と、多焦点レンズ１３（図５）を照射する光源４３と、前記レンズ保持装置３６を真空排気する真空ポンプ等の真空排気装置４５を備えている。
【００１６】
前記レンズ１は、図４に示した累進多焦点レンズと同一で、凸面ａの所定位置に形成された２つの隠しマーク３Ａ，３Ｂと、一方の隠しマーク３Ａの下に表示された加入度数を表示する数字４を有している。隠しマーク３Ａ，３Ｂは、上記した通り水平基準線２上で幾何学中心Ｏを挟んでその両側に等距離（１７ｍｍ）はなれた基準位置に形成されており、その間隔Ｌは例えば３４ｍｍである。
【００１７】
レンズ１の撮像に用いられる光源３１としては、隠しマーク３Ａ，３Ｂ、加入度数を表示する数字４、識別マーク５のシャープな画像を得るために、例えば波長幅が狭い赤色光を発するＬＥＤが用いられ、レンズ１の凸面ａ側に配設されている。ハーフミラー３４は、例えば透過率と反射率の比が７対３のものが用いられ、これに対応して前記撮像装置４１が配設されている。回転スクリーン３７は、反射率を高めるために表面にガラス、アルミニウム等の微細な粉を塗布した反射シートが貼着されている。また、表面の明るさを均一化させるためにモータ４７によって高速回転（例えば、３４００ｒｐｍ）させ、レンズ１の凸面ａの画像を投影させる。また、この画像は回転スクリーン３７で反射すると、元の光路を戻りハーフミラー３４によって反射することにより前記撮像装置４１の受光面に結像される。
【００１８】
多焦点レンズ１３の撮像に用いられる前記光源４３としては、赤色光のＬＥＤが用いられ、結像レンズ４０の下方で外周寄りに周方向に等間隔をおいて、例えば８個配設されている。また、多焦点レンズ１３の撮像に際しては、ハーフミラー３４と撮像装置４１との間にピント補正用レンズ４８が配設される。なお、光源４３を結像レンズ４０側に配置し、レンズ１３の凹面側を照射する理由は、凸面側から照射する場合に比べて小玉１３Ｂの上縁１７の影を鮮明に撮像することができるからである。
【００１９】
前記画像処理装置４２は、レンズ１の凸面ａの画像を撮像装置４１から取り込むと、画像処理して隠しマーク３Ａ，３Ｂと加入度数４を検出する。また、これらの隠しマーク３Ａ，３Ｂの位置情報からレンズ１の幾何学中心Ｏ、アイポイント１１（図４）の位置等を演算処理することにより求める。
【００２０】
図２において、前記レンズ保持装置３６は、両端が開放する鏡筒５０と、この鏡筒５０の上端側開口部５１と下端側開口部５２を閉塞する前記平凸レンズ３８，３９と、これらの平凸レンズ３８，３９を固定するリング状のレンズ押え５３，５４，５５と、平凸レンズ３８とレンズ押え５３との間および平凸レンズ３９とレンズ押え５４との間にそれぞれ介在されたＯリング５６，５７等を備えている。鏡筒５０の内周面と前記平凸レンズ３８，３９とで囲まれた密閉空間は、真空排気室５８を形成し、前記真空排気装置４５に配管６０を介して接続されている。
【００２１】
前記上側の平凸レンズ３８の鏡筒５０の外部に臨む外面中央には、両端が開放するレンズ支持筒６１が立設されている。このレンズ支持筒６１の上面開口部は、Ｏリング６２を介して前記レンズ１の凹面ｂの中央部が載置されることにより、レンズ載置面６３を形成している。前記凸レンズ３８の中央には、連通孔６４が貫通して形成されており、これによって前記真空排気室５８とレンズ支持筒６１の中心孔６５を連通している。前記レンズ支持筒６１は、累進多焦点レンズ１の隠しマーク３Ａ，３Ｂ、加入度数を表示する数字４および多焦点レンズ１３の小玉１３Ｂの撮像の妨げにならないように、十分に小さい外径（例えば８ｍｍφ）を有している。なお、６６は凸レンズ３８の表面に付着している塵埃等を吹き飛ばすための圧縮空気を噴射するノズルである。
【００２２】
このような画像撮像装置３０において、累進多焦点レンズ１の隠しマーク３Ａ，３Ｂを検出する際には、レンズ１をその凸面ａを上にして凹面ｂの中央部をレンズ支持筒６１の上面に載置する。次いで、真空排気装置４５によって真空排気室５８およびレンズ支持筒６１の内部を真空排気することにより、レンズ１をレンズ支持筒６１の上面開口部に吸着固定する。しかる後、光源３１からの照射光によってレンズ１の表面を照射し、隠しマーク３Ａ，３Ｂ、加入度数を表示する数字４の画像を集光レンズ３８，３９によって集光し、結像レンズ４０によって回転スクリーン３７に投影する。この回転スクリーン３７に投影された画像は、回転スクリーン３７で反射することにより元の光路を戻り、ハーフミラー３４に当たって反射すると撮像装置４１の受光面に投影される。そして、この投影画像を画像処理装置４２に取り込んで画像処理することにより隠しマーク３Ａ，３Ｂを検出しその位置を算出する。また、この隠しマーク３Ａ，３Ｂの情報から幾何学中心Ｏ、アイポイント１１の位置等を演算処理によって求める。そして、この求めたレンズ情報とレンズ枠形状データおよび装用者の処方データから加工中心およびレンズに対するレンズホルダの取付け角度等を決定する。
【００２３】
図５に示した多焦点レンズ１３の小玉１３Ｂの上縁１７を検出する場合は、多焦点レンズ１３を上記した累進多焦点レンズ１と同様にレンズ支持筒６１の上面に載置して吸着固定する。このときは、光源３１を用いる代わりに光源４３を用いる。また、ピント補正用レンズ４８をハーフミラー３４と撮像装置４１の間に挿入して撮像装置４１の焦点をレンズ１３の凸面と一致させ、光源４３を点灯する。光源４３から出た光は、回転スクリーン３７に当たって反射した後、結像レンズ４０および投影レンズ３８，３９を透過して多焦点レンズ１３を凹面ｂ側から照射し、小玉１３Ｂの上縁１７の画像をハーフミラー３４で反射して撮像装置４１に導く。そして、この画像を画像処理装置４２に取り込んで画像処理することにより上縁１７を検出しその位置を算出する。また、この上縁１７の位置情報から幾何学中心Ｏ、アイポイント１６の位置等を演算処理によって求める。そして、この求めたレンズ情報とレンズ枠形状データおよび装用者の処方データから加工中心およびレンズに対するレンズホルダの取付け角度等を決定する。
【００２４】
ここで、本発明は、レンズ保持装置３６によって累進多焦点レンズ１と多焦点レンズ１３の凹面ｂの中央部を吸着固定しているので、レンズ１，１３を確実に固定することができる。特に、図３に示すようにレンズがプラスレンズＡとマイナスレンズＢの場合であっても、凸面ａの高さの差ｄを小さくすることができる。例えば、−１０ＤのマイナスレンズＢと＋６ＤのプラスレンズＡとでは、凸面ａの高さの差ｄは６．８ｍｍで、図６に示したガラス板２２を用いた場合に比べて略１／２にすることができる。したがって、光学系の焦点深度を小さくすることができ、明るくて見易い投影像を得ることができる。また、細いレンズ支持筒６１を用いているので、どの位置の全周方向にマークがあっても投影像を得ることができる。
【００２５】
さらに、本発明はレンズ１の隠しマーク３Ａ，３Ｂ、加入度数を表示する数字４の画像を撮像装置４１によって直接撮像せず、回転スクリーン３７に投影し、この回転スクリーン３７で反射した画像を撮像装置４１に導いて撮像するようにしているので、乱視軸を有するレンズの場合、乱視軸による画像の捩れを相殺することができ、特に複雑な補正を加えないで画像処理することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼鏡レンズ用画像撮像装置のレンズ保持装置は、累進多焦点レンズの幾何学中心から所定の位置離れて形成された隠しマークまたは多焦点レンズの小玉を光学的に検出することによりレンズの光学的な位置情報を算出する眼鏡レンズ用画像撮像装置に用いられるレンズ保持装置であって、上下端が開放し内部に上端側開口部を閉塞する上側光学素子と下端側開口部を閉塞する下側光学素子が組み込まれることにより内部が真空排気室を形成する鏡筒と、前記上側光学素子の上面中央に突設された両端開放のレンズ支持筒と、前記上側光学素子の中央に貫通して設けられ前記鏡筒の真空排気室と前記レンズ支持筒の中心孔とを連通する連通孔と、前記鏡筒の真空排気室、前記上側光学素子の連通孔および前記レンズ支持筒の中心孔を真空排気することにより前記レンズの中央部を前記レンズ支持筒の上端開口部に吸着固定する真空排気装置とを備え、前記レンズ支持筒が前記レンズの隠しマークまたは小玉の撮像の妨げにならないように十分に小さい外径を有するように構成したので、レンズを確実に固定することができ、特に種類の異なる累進多焦点レンズのマークや多焦点レンズの小玉検出を行うとき、従来の平板なガラス板上に載置する場合に比べてレンズの表面高さの差を小さくすることができる。したがって、焦点深度の小さい光学系を設計することができ、明るくて見易い画像を得ることができる。また、細いガラス支持筒を用い平板なガラス板等に置かないため、ハレーションが発生せず鮮明な画像を得ることができ、特にレンズの縁摺り加工のためにレンズの加工中心を決定し、この加工中心にレンズホルダを自動的に取付ける装置に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るレンズ保持装置を備えた眼鏡レンズ用画像撮像装置の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】  レンズ保持装置の断面図である。
【図３】  レンズ表面の高さの差を示す図である。
【図４】  累進多焦点レンズのマーク、幾何学中心等の位置関係を示す図である。
【図５】  多焦点レンズの小玉、幾何学中心、アイポイント等の位置関係を示す図である。
【図６】  従来のレンズ保持によるレンズ表面の高さの差を示す図である。
【符号の説明】
１…累進多焦点レンズ、２…水平基準線、３Ａ，３Ｂ…隠しマーク、４…加入度数、１１…アイポイント、１３…多焦点レンズ、１３Ｂ…小玉、１６…アイポイント、３０…画像撮像装置、３６…レンズ保持装置、３８，３９…凸レンズ、４１…撮像装置、４２…画像処理装置、４５…真空排気装置、５０…鏡筒、５８…真空排気室、６１…レンズ支持筒、６２…シール部材、６４…連通孔、６５…中心孔。
【図１】
0003802319.tif 000002
【図２】
0003802319.tif 000003
【図３】
0003802319.tif 000004
【図４】
0003802319.tif 000005
【図５】
0003802319.tif 000006
【図６】
0003802319.tif 000007