(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプの光学系が、測定光軸に対して斜めの平行光束を測定光束として被検レンズに入射させる構成とされ、測定光軸に平行な平行光束を被検レンズに入射させることにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値と、被検レンズの凸面側から斜めの平行光束を被検レンズに入射させることにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値とから、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させる測定原理タイプのものを用いての被検レンズの偏心した位置での光学特性値を求めることを特徴とするレンズメータ。
【請求項２】
測定光軸に対して斜め方向から入射される平行光束が測定光軸に対して上下左右対称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】
被検レンズの偏心した位置での測定に用いる平行光束を測定者が選択でき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４】
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値を、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値に変換するか否かを、測定者が判断して設定可能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５】
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値を、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値に換算するか否かを、測定光軸に沿って被検レンズの凸面側から被検レンズに入射する平行光束を用いて自動的に判定し、その判定結果に基づいて換算を行うときに、測定光軸にそって斜め方向から被検レンズの凸面側から被検レンズに入射する平行光束を自動的に選定す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６】
被検レンズの後方位置に複数の開口を有するパターン板が設けられてい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７】
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束が出射されるようにターゲット板を移動させる測定原理タイプの光学系のターゲット板に複数個の開口が形成され、被検レンズの偏心した位置での測定に用いる測定光束を測定者が選択できることを特徴とするレンズメータ。
【請求項８】
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束が出射されるようにターゲット板を移動させる測定原理タイプの光学系のターゲット板に複数個の開口が形成され、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させる測定原理タイプにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値を、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプのものを用いて得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値に変換するか否かを、測定者が判断して設定可能であることを特徴とするレンズメータ。
【請求項９】
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、
被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束が出射されるようにターゲット板を移動させる測定原理タイプの光学系のターゲット板に複数個の開口が形成され、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させる測定原理タイプにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値を、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプのものを用いて得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値に換算するか否かを、測定光束に基づき自動的に判定することを特徴とするレンズメータ。
【請求項１０】
被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させる測定原理タイプのレンズメータにおいて、被検レンズの偏心した位置での光学特性値を測定するときに、ターゲット板の測定光軸から外れた開口を通して測定を行うことを特徴とするレンズメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消することのできるレンズメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、眼鏡レンズの度数を測定するレンズメータには、一般的に２種類の原理のものが知られている。図１はいわゆるＩＯＡ（Infinit on Axis）タイプのレンズメータの光学系を示し、この図１において、１は１個のＬＥＤからなる測定光源、２はコリメータレンズ、３はパターン板、４は受光センサとしてのエリアセンサ、５はレンズ受け、６は測定光路、ＴＬは被検レンズ、Ｏ１は測定光軸である。測定光源１はコリメータレンズ２の光軸Ｏ１上でかつその前側焦点位置に設けられている。コリメータレンズ２は測定光源１からの測定光束を平行光束Ｐ１に変換し、平行光束Ｐ１は光軸Ｏ１に沿って被検レンズＴＬに導かれ、その被検レンズＴＬの凸面側から被検レンズＴＬに入射することとなる。
【０００３】
パターン板３は被検レンズＴＬの後面側（凹面側）に設けられ、その  パターン板３には例えば図２に示すように複数個の円形の開口３ａが形成されている。その開口３ａ間の間隔を２ｈとする。なお、各開口にはマイクロレンズが取り付けられている構成を採用することもでき、開口の形状も円形には限らずスリット状のもの、矩形状の構成を採用することができる。
【０００４】
被検レンズＴＬが測定光路６にセットされていないときには、そのコリメータレンズ２から出射された平行光束Ｐ１がそのままパターン板３に導かれ、平行光束Ｐ１は屈折を受けずにそのパターン板３の開口３ａを通過してエリアセンサ４に導かれる。従って、図３に示すように、エリアセンサ４に投影されたパターン板３の開口投影像３ａ’の間隔２Ｈとパターン板３の開口３ａの間隔２ｈとは等しい。
【０００５】
これに対して、正の度数の被検レンズＴＬを測定光路６にセットすると、平行光束Ｐ１は被検レンズＴＬにより屈折されて収束光となり、開口投影像３ａ’の間隔２Ｈが図４に示すように小さくなる。また、負の度数の被検レンズＴＬを測定光路６にセットすると、平行光束Ｐ１は被検レンズＴＬにより屈折されて発散光となり、開口投影像３ａ’の間隔は広がる。
【０００６】
被検レンズＴＬの裏面頂点位置Ｘ１からパターン板３までの距離Δ、パターン板３からエリアセンサ４までの距離ｄは既知であるので、エリアセンサ４から被検レンズＴＬのバックフォーカス位置Ｘ１’までの距離をｘとすると、
Δｈ＝ｈ−Ｈ
Δｈ／ｄ＝Ｈ／ｘ
であるので、
被検レンズＴＬのバックフォーカスＢＦは、
ＢＦ＝（ｄ／Δｈ）Ｈ＋Δ＋ｄ
によって、求められる。
【０００７】
すなわち、被検レンズＴＬの光学特性の球面度数（Ｓ）、円柱度数（Ｃ）、軸角度（Ａ）をエリアセンサ４上に形成された開口投影像３ａ’の間隔２Ｈを測定し、この測定結果に基づき演算を行って求めることができる。
【０００８】
図５はマニュアル式のレンズメータや一部のオートレンズメータで用いられているいわゆるＦＯＡ（Focus on Axis）と呼ばれるタイプのうち、オートレンズメータの光学系を示している。
【０００９】
その図５において、１０は測定光源部、１１はコリメータレンズ、１２はパターン板としてのターゲット板、１３は投影レンズ、１４は結像レンズ、１５はエリアセンサ、１６はレンズ受け、１７は測定光路である。
【００１０】
測定光源部１０は図６に示すようにここでは４個の測定光源（ＬＥＤ）１０ａ〜１０ｄを有する。各測定光源１０ａ〜１０ｄは測定光軸Ｏ１を境に対称位置に配設されている。そのターゲット板１２には図７に示すように開口１２ａが形成され、開口１２ａの中心は測定光軸Ｏ１に一致されている。ターゲット板１２はその基準位置Ｒ１を起点にして光軸方向に往復動可能とされている。この開口１２ａの形状は円形に限らず、スリット状のもの、矩形状の構成のものでも良い。
【００１１】
コリメータレンズ１１はその前側焦点ｆ１が測定光源１０ａ〜１０ｄの配設位置に一致され、その測定光源１０ａ〜１０ｄの測定光束を平行光束に変換する。そのコリメートレンズ１１の後側焦点ｆ１’はターゲット板１２の基準位置Ｒ１に一致されている。投影レンズ１３は前側焦点位置ｆ２が基準位置Ｒ１に一致され、その後側焦点位置ｆ２’が被検レンズＴＬの裏面頂点位置Ｘ１に一致されている。測定光源１０ａ〜１０ｄと被検レンズＴＬの裏面頂点位置Ｘ１とは共役であり、測定光源１０ａ〜１０ｄの光源像が裏面頂点位置Ｘ１に形成される。
【００１２】
エリアセンサ１５は結像レンズ１４の後側焦点位置ｆに配設され、被検レンズＴＬが測定光路１７にセットされていない状態で、ターゲット板１２とエリアセンサ１５とは、ターゲット板１２が基準位置Ｒ１にあるときに共役である。ターゲット板１２には図７に示すようにその中央に開口１２ａが形成されている。
【００１３】
被検レンズＴＬが測定光路１７にセットされていない場合、基準位置Ｒ１にターゲット板１２があるときにターゲット板１２の開口１２ａを通った測定光束が投影レンズ１３により平行光束Ｐ２とされ、結像レンズ１４により収束されてエリアセンサ１５に結像され、エリアセンサ１５の測定光軸上に開口投影像１２ａ’が形成される。
【００１４】
これに対して、正のパワーを有する被検レンズＴＬを測定光路１７にセットすると、被検レンズＴＬの凹面側から入射されてこの被検レンズＴＬを通過する平行光束Ｐ２が被検レンズＴＬによって収束方向に屈折を受け、ターゲット板１２とエリアセンサ１５との共役関係がずれることになる。
【００１５】
そこで、ターゲット板１２を光軸方向に沿って可動させ、図８に示すように投影レンズ１３によるターゲット板１２のターゲット像１２’を被検レンズＴＬのバックフォーカスＢＦに一致させるようにターゲット板１２を位置させる。
【００１６】
すると、再びターゲット板１２とエリアセンサ１５とが共役となる。よって、ターゲット板１２の基準位置Ｒ１からの移動量に基づき、被検レンズＴＬのバックフォーカスＢＦを以下の式によって求めることができる。
【００１７】
投影レンズ１３の焦点距離をｆ２、ターゲット板１２がエリアセンサ１５と共役になるまでターゲット板１２を測定光軸Ｏ１に沿って移動させたときの基準位置Ｒ１（０ディオプターに相当する位置）からの移動量をＺとすると、被検レンズＴＬの光学特性値（度数）Ｓは、
Ｓ＝Ｚ／ｆ２2
となる。
【００１８】
同様に、円柱度数Ｃ、軸角度Ａを求めることができる。
【００１９】
なお、この図５に示す測定原理タイプのオートレンズメータによる測定については、特開平２−２１６４２８号公報に記載されている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１に示すように被検レンズＴＬの凸面側から測定光束としての平行光束をその被検レンズＴＬに入射させて被検レンズＴＬの度数を測定するタイプのレンズメータと、被検レンズのＴＬの凹面側から測定光束をその被検レンズＴＬに入射させて、被検レンズＴＬから出射される測定光束が平行光束となるようにターゲット板を移動させるタイプのレンズメータとで、被検レンズＴＬの度数が同一であるといえるのは、被検レンズＴＬの中央部の度数の測定を行う場合であって、図９に示すように、図１に示すタイプのレンズメータでは、被検レンズＴＬの光軸Ｏ２から偏心した位置Ｘ３を測定する場合には、測定光軸Ｏ１に沿って平行に入射した平行光束Ｐ１は被検レンズＴＬにより偏向されて、エリアセンサ４に導かれ、被検レンズＴＬの焦点面Ｆ１上で、測定光軸Ｏ１から偏心位置に結像する。
【００２１】
これに対して、図５に示すタイプのレンズメータでは、被検レンズＴＬの光軸Ｏ２から偏心した位置Ｘ３を測定する場合には、ターゲット板１２とエリアセンサ１５とが共役位置になるようにターゲット板１２を位置させたときに、図１０に示すようにターゲット板１２のターゲット像１２’の開口像１２’ａから出射された測定光束は、被検レンズＴＬによって測定光軸Ｏ１に対して斜めの平行光束Ｐ２’となり、結像レンズ１４によってエリアセンサ１５の中央（測定光軸Ｏ１）から偏心した位置に結像される。
【００２２】
従って、図５に示す測定光束Ｐ２’の進行方向を逆向きにしてかつ図５に示す被検レンズＴＬの凸面側と凹面側とを逆向きにして、図１に示すタイプのレンズメータによる測定光束（実線で示す）Ｐ１と図５に示すタイプのレンズメータによる測定光束（破線で示す）Ｐ２とを重ねて結像状態を示すと図１１に示すようになり、図１に示すタイプのレンズメータにより測定したバックフォーカス値ＢＦと図５に示すタイプのレンズメータにより測定したバックフォーカス値ＢＦ’とが異なることになり、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数Ｓを測定すると差異が生じる。しかしながら、レンズメータの測定原理が異なることによって差が生じるのは好ましくないことである。
【００２３】
そこで、図１に示すレンズメータにおいて、被検レンズＴＬの前面に２枚のプリズムを組み合わせたプリズムコンペンセータを配設して、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３で図５に示すレンズメータと同一の度数を得られるようにすることが考えられるが、このような構成を採用することにすると、構成が複雑化してコストアップとなるのに加え、被検レンズＴＬから出射する測定光束が測定光軸Ｏ１と一致するまで、プリズムコンペンセータを回転調節する必要があり、その測定が煩雑となりかつ測定に時間がかかることとなる。
【００２４】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、被検レンズの凸面側から平行光束を被検レンズに入射させるタイプのものを用いてその被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させるタイプのものを用いてターゲット板の移動量により被検レンズの偏心した位置での度数を測定したときとで、その光学特性値の不一致を簡単な構成で解消することのできるレンズメータを提供することにある。
【００２５】
請求項１に記載のレンズメータは、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプの光学系が、測定光軸に対して斜めの平行光束を測定光束として被検レンズに入射させる構成とされ、測定光軸に平行な平行光束を被検レンズに入射させることにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値と、被検レンズの凸面側から斜めの平行光束を被検レンズに入射させることにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値とから、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させる測定原理タイプのものを用いての被検レンズの偏心した位置での光学特性値を求めることを特徴とする。
請求項２に記載のレンズメータは、測定光軸に対して斜め方向から入射される平行光束が測定光軸に対して上下左右対称であることを特徴とする。
請求項３に記載のレンズメータは、被検レンズの偏心した位置での測定に用いる平行光束を測定者が選択できることを特徴とする。
請求項４に記載のレンズメータは、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値を、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値に変換するか否かを、測定者が判断して設定可能であることを特徴とする。
請求項５に記載のレンズメータは、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値を、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値に換算するか否かを、測定光軸に沿って被検レンズの凸面側から被検レンズに入射する平行光束を用いて自動的に判定し、その判定結果に基づいて換算を行うときに、測定光軸にそって斜め方向から被検レンズの凸面側から被検レンズに入射する平行光束を自動的に選定することを特徴とする。
請求項６に記載のレンズメータは、被検レンズの後方位置に複数の開口を有するパターン板が設けられていることを特徴とする。
請求項７に記載のレンズメータは、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束が出射されるようにターゲット板を移動させる測定原理タイプの光学系のターゲット板に複数個の開口が形成され、被検レンズの偏心した位置での測定に用いる測定光束を測定者が選択できることを特徴とする。
請求項８に記載のレンズメータは、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束が出射されるようにターゲット板を移動させる測定原理タイプの光学系のターゲット板に複数個の開口が形成され、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させる測定原理タイプにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値を、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプのものを用いて得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値に変換するか否かを、測定者が判断して設定可能であることを特徴とする。
請求項９に記載のレンズメータは、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束が出射されるようにターゲット板を移動させる測定原理タイプの光学系のターゲット板に複数個の開口が形成され、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させる測定原理タイプにより得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値を、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させる測定原理タイプのものを用いて得られた被検レンズの偏心した位置での光学特性値に換算するか否かを、測定光束に基づき自動的に判定することを特徴とする。
請求項１０に記載のレンズメータは、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させる測定原理タイプのレンズメータにおいて、被検レンズの偏心した位置での光学特性値を測定するときに、ターゲット板の測定光軸から外れた開口を通して測定を行うことを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わるレンズメータの発明の実施の形態を説明する。
（実施例１）
図１２は被検レンズＴＬの凸面側から平行光束を被検レンズＴＬに入射させてその被検レンズＴＬ透過後の測定光束の変位に基づき被検レンズＴＬの度数を測定するタイプのレンズメータの光学系を示している。
【００３９】
この図１２において、図１に示す光学系と同一構成要素については同一符号を付して説明することとする。
【００４０】
測定光源部１にはここでは図１３に示すように５個のＬＥＤ１ａ〜１ｅが設けられている。ＬＥＤ１ａは測定光軸Ｏ１上に設けられ、ＬＥＤ１ｂ〜１ｅはＬＥＤ１ａに対して上下左右方向に等間隔に設けられている。
【００４１】
各ＬＥＤ１ａ〜１ｅはコリメータレンズ２の焦点面Ｆ１’に設けられている。各ＬＥＤ１ａ〜１ｅから出射された光はコリメータレンズ２によって測定光束としての平行光束に変換される。ＬＥＤ１ａによる測定光束はコリメータレンズ２によって測定光軸Ｏ１に沿った平行光束Ｐ１とされ、ＬＥＤ１ｂ〜１ｅによる平行光束は測定光軸Ｏ１に対して斜めに入射する既知の入射角度を有する平行光束となる。図１２には、ＬＥＤ１ｂによる平行光束が符号Ｐ１’で示され、ＬＥＤ１ｄによる平行光束が符号Ｐ１”で示されている。
【００４２】
被検レンズＴＬは、その被検レンズＴＬの光軸Ｏ２から上下方向に偏心した位置Ｘ３が測定光路６に臨むようにしてレンズ受け５の裏面頂点位置Ｘ１で測定光路６にセットされているものとする。なお、被検レンズＴＬを水平にして測定する場合には前後方向に偏心した位置が測定光路６に臨むようにしてセットされる。
【００４３】
これらの各平行光束Ｐ１、Ｐ１’、Ｐ１”が被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３に既知の入射角度で入射すると、各平行光束Ｐ１、Ｐ１’、Ｐ１”はその被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３で異なる偏角を受けると共に、被検レンズＴＬの収差により異なる度数の値が得られることとなる。
【００４４】
そこで、例えば、ＬＥＤ１ｄを点灯させると、このＬＥＤ１ｄに基づく平行光束Ｐ１”が被検レンズＴＬに入射されて、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３で屈折を受け、パターン板３の開口３ａを通過した光束によって、エリアセンサ４上に開口投影像３ａ’が形成され、この開口投影像３ａ’を演算回路３０によって演算することにより、光学特性値としてのバックフォーカス値ＢＦ”が得られると共に、射出角θ１が得られる。
【００４５】
すなわち、図２に示すように、４個の開口３ａの中心は測定光軸Ｏ１に一致しているが、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘでの測定を行うと、図４に示すように開口投影像３ａ’が例えば破線で示すようにずれて、４個の開口投影像３ａ’の中心位置Ｗが測定光軸Ｏ１からずれる。この４個の開口投影像３ａ’の中心位置Ｗの測定光軸Ｏ１からの移動量ＷＸとすると、射出角θ１は、パターン板３からエリアセンサ４までの距離が既知であるので、以下の式を用いて演算できる。
【００４６】
θ１＝arctan（ＷＸ／ｄ）
また、プリズム量は射出角に基づき演算できる。
【００４７】
ＬＥＤ１ａを点灯させると、このＬＥＤ１ａに基づく平行光束Ｐ１が被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３に入射されて、同様にバックフォーカス値ＢＦが得られると共に射出角θ２が得られる。ＬＥＤ１ｂを点灯させると、そのＬＥＤ１ｂに基づく平行光束Ｐ１’に基づき同様にバックフォーカス値ＢＦ’が得られると共に、射出角θ３が得られる。
【００４８】
従って、プリズム量と度数（diopter）との関係をグラフにプロットすると、図１４に示すようになる。その図１４において、横軸はプリズム量（PRISM）を示し、縦軸はバックフォーカス値の逆数（度数）を示しており、Ｑ１は測定光束Ｐ１”に基づき得られた測定点、Ｑ２は測定光束Ｐ１に基づき得られた測定点、Ｑ３は測定光束Ｐ１’に基づき得られた測定点を示している。
【００４９】
これに対して、被検レンズＴＬの凹面側から測定光束を被検レンズＴＬに入射させて被検レンズＴＬの度数を測定するタイプのレンズメータを用いて、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３を測定したときのバックフォーカス値は、図１１に示すように、被検レンズＴＬから出射される測定光束の射出角θが０度となるときの値である。
【００５０】
そこで、演算回路３０は得られたプリズム量とバックフォーカス値とに基づき、直線近似を行って直線Ｌを求め、プリズム量が「０」となるときのバックフォーカス値ＢＦ０を求める。このバックフォーカス値ＢＦ０は図１１に示すバックフォーカス値ＢＦ’と理論的に一致する。そのバックフォーカス値ＢＦ０の逆数、すなわち、度数は表示器３１に表示される。
【００５１】
これによって、被検レンズＴＬの凸面側から平行光束を被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３に入射させて、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数を求めるタイプのものであっても、被検レンズＴＬの凹面側から測定光束を入射させ、被検レンズＴＬの凸面側から平行光束を出射させて、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数を求めたものと同一の度数を得ることができる。
【００５２】
なお、ここでは、測定光源１ｄ、１ａ、１ｂを同時に点灯させると、エリアセンサ４上での開口投影像３ａ’の区別がつかないので、測定光源１ｄ、１ａ、１ｂを時系列的に点灯させて、エリアセンサ４により検出を行う際の各測定光源による開口投影像３ａ’を区別できるようにした。
【００５３】
ここで、バックフォーカス値とプリズム量とを直線近似してプリズム量が「０」のときの度数を求めることにしたが、多数のＬＥＤ、例えば７個以上のＬＥＤを設けてバックフォーカス値とプリズム量とを求め、曲線近似によってプリズム量が「０」のときの度数を求めることにすれば、その換算精度がより一層向上する。なお、この曲線近似はグラフ上に３点以上測定値をプロットすれば行うことはできる。
【００５４】
この実施例１によれば、複数個の測定光源を順次点灯させてバックフォーカス値を求めた後、換算のための演算を行う構成であるので、１個の測定光源を点灯させて測定を行う構成に較べて測定に時間がかかることになるが、被検レンズＴＬの度数が小さい場合、偏心量（プリズム量）が小さい場合には、被検レンズＴＬの凸面側から平行光束を入射させるタイプのものと、被検レンズＴＬの凹面側から入射させて凸面側から測定光束を平行光束として出射させるタイプのものとで、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数にほとんど差はないと考えられるので、被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３でのバックフォーカス値に所定の閾値を設定して、測定結果がその閾値以下の場合には、１個のＬＥＤのみを点灯させる構成として、他のＬＥＤによる測定は行わない構成とし、その閾値を超えた場合にのみ、他のＬＥＤを点灯させてバックフォーカス量とプリズム量とを求め、換算により被検レンズＴＬの凸面側から測定光束を平行光束として出射させるタイプのもので測定したときに得られるであろう度数を求めることにすれば、操作性を極力犠牲にすることなく、その被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数を求めることができる。
【００５５】
なお、被検レンズＴＬが累進レンズやバイフォーカルレンズの近用部の測定では、被検レンズＴＬを大きく偏心させて測定させなければならないが、このとき、被検レンズＴＬが凸レンズか凹レンズかによって、偏角方向が逆になるので、測定光束は測定光軸Ｏ１に対称に入射させる構成とするのが望ましい。
【００５６】
また、被検レンズＴＬが累進レンズ、バイフォーカルレンズのとき、その近用部を自動的に認識させて、各ＬＥＤ１ａ〜１ｅを自動的に点灯させて、被検レンズＴＬの凸面側から平行光束を出射させたときの被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数を求める構成、レンズメータに被検レンズＴＬの近用部を記憶するメモリボタンを設け、測定者がそのボタンを押したときに被検レンズＴＬの凸面側から平行光束を出射させたときの被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数を求める構成を採用することもできる。
【００５７】
更に、ＬＥＤ１ａを点灯させて測定光軸Ｏ１に沿って平行光束Ｐ１を被検レンズＴＬに入射させ、そのＬＥＤ１ａを点灯させることにより得られた測定結果に基づき、ＬＥＤ１ｂ〜１ｅのいずれを点灯させるか否かを判定し、ＬＥＤ１ａ以外の最小限必要なＬＥＤ１ｂ〜１ｅを点灯させて被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数を、被検レンズＴＬの凸面側から平行光束を出射させるタイプのものを用いて得られる被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数に換算する構成とすることもできる。このように構成すれば、測定時間の短縮化を図ることができる。
【００５８】
なお、レンズメータに換算ボタンを設け、被検レンズＴＬの凸面側から平行光束Ｐ１を入射させたときの被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数（バックフォーカス値ＢＦ）Ｓのみを得たい場合には、この換算ボタンをオフにし、被検レンズＴＬの凸面側から平行光束Ｐ２’を出射させたときの被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数を得たい場合には、この換算ボタンをオンにする構成を採用することもできる。
（実施例２）
図１５は被検レンズＴＬの凹面側から被検レンズＴＬに向けて測定光束を入射させ、被検レンズＴＬの凸面側から平行光束Ｐ２を出射させるタイプのレンズメータの光学系を示している。この図１５において、図５と同一構成要素については同一符号を付して以下説明する。
【００５９】
ターゲット板１２には図１６に示すように５個の開口１２ａ〜１２ｅが形成されている。開口１２ａは測定光軸Ｏ１上に位置し、その開口１２ａを中心にして等間隔に４個の開口１２ｂ〜１２ｅが形成されている。また、１５’はエリアセンサ１５である。
【００６０】
各ＬＥＤ１０ａ〜１０ｄをそれぞれ点灯させて測定光束をコリメートレンズ１１によりターゲット板１２に導くものとする。また、被検レンズＴＬはその偏心した位置Ｘ３が測定光軸Ｏ１上にあるものとする。
【００６１】
ターゲット板１２は図１５の実線で示す位置にあるときに、その中央の開口１２ａがエリアセンサ１５’と共役にあるものとする。ここで、ＬＥＤ１０ｂ又は１０ｄをそれぞれ別々に点灯させると、図１７（ａ）に示すようにターゲット板１２の５個の開口投影像１２ａ’、１２ｂ’、１２ｄ’、１２ｃ’、１２ｅ’がエリアセンサ１５’上に形成される。被検レンズＴＬは上下方向にのみ偏心され、左右方向には偏心されていないので、ＬＥＤ１０ｂ又は１０ｄを点灯させたときの開口投影像は一致する。
【００６２】
ＬＥＤ１０ａを点灯させると、図１７（ｂ）に示す開口投影像１２ａ’〜１２ｅ’がエリアセンサ１５’上に形成される。左右方向には開口投影像１２ａ’、１２ｃ’、１２ｅ’は一致している。上下方向には開口投影像１２ｂ’、１２ａ’、１２ｄ’はずれている。ここでは、被検レンズＴＬを上下方向にのみ偏心させたものとして測定しているからである。
【００６３】
また、ＬＥＤ１０ｃを点灯させると、図１７（ｃ）に示す開口投影像１２ａ’〜１２ｅ’が形成される。従って、同時にＬＥＤ１０ａ〜１０ｄを点灯させると、エリアセンサ１５’に図１７（ｄ）に示すように開口投影像１２ａ’〜１２ｅ’が形成されることとなる。
【００６４】
ターゲット板１２を測定光軸Ｏ１に沿って可動させて、開口１２ｂがエリアセンサ１５’と共役位置になったとすると、エリアセンサ１５’には、各ＬＥＤ１０ａ〜１０ｄを同時に点灯させたとき、図１７（ｅ）に示す開口投影像が形成される。エリアセンサ１５上には測定光軸Ｏ１から偏心した位置に５個の開口投影像１２ａ’〜１２ｅ’が重なった点が得られる。また、測定光軸Ｏ１上には上下方向に開口投影像１２ｂ’、１２ａ’、１２ｄ’がずれて投影されることになる。
左右の開口投影像１２ｃ’、１２ｅ’は開口投影像１２ａ’に重なる。
【００６５】
従って、ターゲット板１２を移動させたときの移動量の差が被検レンズＴＬの入射角度による度数の差となり、エリアセンサ１５’での開口投影像１２ａ’〜１２ｅ’が一点に重なるようにターゲット板１２を移動させて、各移動位置での度数の差を求めことにより、被検レンズの凸面側から平行光束を入射させるタイプのものを用いて、被検レンズＴＬの偏心した位置で測定を行ったときの度数を換算により求めることができる。
【００６６】
プリズム量はＬＥＤ１０ａ〜１０ｄを同時に点灯させたときに得られる４個の投影像の重心位置と測定光軸Ｏ１との距離として得られる。
【００６７】
この実施例２では、エリアセンサ１５’を用いて４個の投影像の重心位置を求める構成を採用したが、エリアセンサ１５’の代わりにラインセンサを用いることにし、ターゲット板１２の開口として複数のスリットを組み合わせた構成とすることもできる。
（実施例３）
図１８は検影法を利用したレンズメータの光学系を示す図であって、コリメータレンズ２を用いて被検レンズＴＬに平行光束を入射させるもので、被検レンズＴＬが測定光路６にセットされていないときには、集光レンズ４０を用いてＬＥＤ１ａ、１ｂの光源像を回転パターン板４１の回転軸Ｏ３から偏心した位置に形成する。回転パターン板４１には所定の開口パターンが形成され、回転パターン板４１は回転軸Ｏ３を中心にして一定周期で回転されている。
【００６８】
被検レンズＴＬが凸レンズのときには、回転パターン板４１の前側にＬＥＤ１ａ、１ｂのピントの合った光源像が形成され、被検レンズＴＬが凹レンズのときには、回転パターン板４１の後側にＬＥＤ１ａ、１ｂのピントの合った光源像が形成される。その回転パターン板４１とエリアセンサ４との間には結像レンズ４２が配設され、結像レンズ４２の前側焦点は回転パターン板４１に一致され、被検レンズＴＬが測定光路６にセットされていないときには、ＬＥＤ１ａ、１ｂから出射された光束が平行光束としてエリアセンサ４に導かれる。
【００６９】
被検レンズＴＬが測定光路６にセットされていないときには、ピントの合った光源像が回転パターン板４１の配設位置に形成されるので、回転パターン板４１の開口部が光源像を横切るとエリアセンサ４の出力は急激に上昇し、回転パターン板４１の遮光部が光源像を横切ると、エリアセンサ４の出力が急激に減少する。
【００７０】
被検レンズＴＬが測定光路６にセットされているときには、回転パターン板４１の配設位置の前側（被検レンズＴＬが凸レンズのとき）又は後側（被検レンズＴＬが凹レンズのとき）に形成され、回転パターン板４１上では、ＬＥＤ１ａ、１ｂの光源像がボケるため、回転パターン板４１の開口が光源像を横切る際に、エリアセンサ４１の受光出力の増大が緩やかになり、また、回転パターン板４１の遮光部が光源像を横切る際にもエリアセンサ４の受光出力の減少が緩やかになり、被検レンズＴＬの度数が大きければ大きいほど、回転パターン板４１の配設位置から前側ピント位置又は後側ピント位置までのズレ量が大きくなるので、かつ、被検レンズＴＬの収差が大きければ多いほどそのズレ量が大きくなるので、回転パターン板４１上でのＬＥＤ１ａ、１ｂの光源像のボケ量が大きくなる。
【００７１】
従って、エリアセンサ４の受光出力の増減の傾向の度合い、増減の現れ方によって被検レンズＴＬの偏心した位置Ｘ３での度数、プリズム量を求めることができ、ＬＥＤ１ａ、１ｂを順次点灯して、各ＬＥＤ１ａ、１ｂによる度数、プリズム量を求めれば、図１４に示すと同様の測定結果を得ることができる。
【００７２】
なお、この検影法によるレンズメータの測定の詳細は特開２０００−２６６６３９号に記載されている。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  被検レンズの凸面側から平行光束を入射させて被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求めるタイプのレンズメータの光学系を示す模式図である。
【図２】  図１に示すパターン板の平面図である。
【図３】  図１に示す光学系の測定光路に被検レンズがセットされていないときにエリアセンサセンサに形成される開口投影像を示す説明図である。
【図４】  図１に示す光学系の測定光路に正のパワーを有する被検レンズがセットされているときにエリアセンサに形成される開口投影像の説明図である。
【図５】  ターゲット板を測定光軸に沿って可動させかつ被検レンズの凸面側から平行光束が出射されるようにしてターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求めるタイプのレンズメータの光学系を示す模式図である。
【図６】  図５に示す測定光源の配置構成を説明するための平面図である。
【図７】  図５に示すターゲット板の平面図である。
【図８】  図８は図５に示す測定原理タイプのレンズメータの測定光路に被検レンズをセットして、被検レンズの凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光路に沿って可動させた状態を説明するための模式図である。
【図９】  図１に示す測定原理タイプのレンズメータの測定光路に被検レンズの偏心した位置を臨ませて測定したときに得られるバックフォーカス値を説明するための模式図である。
【図１０】  図５に示す測定原理タイプのレンズメータの測定光路に被検レンズの偏心した位置を臨ませて測定したときに得られるバックフォーカス値を説明するための模式図である。
【図１１】  図１に示す測定原理タイプのレンズメータを用いて測定したときに得られる被検レンズの偏心した位置でのバックフォーカス値と図５に示す測定原理タイプのレンズメータを用いて測定したときに得られる被検レンズの偏心した位置でのバックフォーカス値との差異を説明するために両者を重ね合わせて描いた模式図である。
【図１２】  被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、複数個の測定光源を図１に示す測定原理タイプの光学系に設けたことを説明するための説明図である。
【図１３】  図１２に示す複数個の測定光源の配設状態を示す説明図である。
【図１４】  図１２に示すレンズメータの光学系を用いて被検レンズの偏心した位置を測定したときに得られる測定結果をプロットしたグラフ図である。
【図１５】  被検レンズの凸面側から測定光束としての平行光束を被検レンズに入射させかつ被検レンズ透過後の測定光束の変位により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときと、被検レンズの凹面側から測定光束を被検レンズに入射させかつ凸面側から平行光束が出射されるようにターゲット板を測定光軸に沿って移動させたときのターゲット板の移動量により被検レンズの光学特性を求める測定原理タイプのものを用いて被検レンズの偏心した位置での光学特性を測定したときとで、その光学特性の不一致を解消するために、複数個の開口を有するターゲット板を光学系に設けた状態を示す説明図である。
【図１６】  図１５に示すターゲット板の平面図である。
【図１７】  ターゲット板を通過した光束に基づきエリアセンサ上に形成される開口投影像を説明するための模式図である。
【図１８】  検影法によるレンズメータの説明図である。
【符号の説明】
Ｏ１…測定光軸
ＴＬ…被検レンズ
Ｘ３…偏心した位置
Ｐ１、Ｐ１’、Ｐ１”…平行光束
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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