CN101297186A - 透镜测量仪 - Google Patents

Abstract

一种用于测量待测量透镜的光学特性的透镜测量仪，包括测量光学系统，其包括将测量光束投射至透镜的光源，以及接收已经通过透镜的测量光束的光接收传感器；运算部，其基于光接收传感器的光接收结果获得透镜的预定测量区域的光学特性分布；近视部判定装置，其基于测量区域中的光学特性分布判定透镜的近视部是否存在于该测量区域；以及检测装置，其基于光接收传感器的光接收结果检测测量区域中除透镜的光学区域之外的非光学区域的存在；当近视部判定装置没有判定测量区域中存在近视部并且检测装置检测出测量区域中存在非光学区域时，运算部基于测量区域中光学区域的光学特性分布获得透镜的附加度数。

Description

透镜测量仪

技术领域

本发明涉及一种用于测量透镜的光学特性的透镜测量仪。

背景技术

有一种透镜测量仪，其被配置用于将测量光束投射至被放置在测量光轴上的待测量目标透镜，通过光接收传感器接收已经通过目标透镜的测量光束，并且基于传感器的光接收结果获得例如折射率的目标透镜的光学特性。还提出了一种透镜测量仪，其被配置用于获得在目标透镜的预定测量区域中的多个测量位置(测量点)中的每一处的光学特性，也就是说，获得该测量区域中的光学特性分布。这样的透镜测量仪便于基于测量区域中的光学特性分布测量渐进透镜的近视部。

近来，眼镜的时尚性被认为是重要的。竖直宽度窄的所谓的“半目镜(half-eye lens)”在增加。然而，当渐进透镜被处理为“半目镜”时，可能缺少一部分近视部。在这种情况下，常规的透镜测量仪不能对近视部进行精密测量等。

发明内容

本发明要解决的问题

考虑到现有问题作出本发明，并且本发明的目的在于提供一种透镜测量仪，其即使在渐进透镜被处理成为“半目镜”的情况下缺少渐进透镜的近视部，也能够精确地并且容易地对近视部等进行测量。

用于解决问题的方法

为了实现上述目的，本发明特征在于以下配置。

(1)一种用于测量待测量透镜的光学特性的透镜测量仪，包含：测量光学系统，其包括将测量光束投射至透镜的光源，以及接收已经通过透镜的测量光束的光接收传感器；运算部，其基于光接收传感器的光接收结果获得透镜的预定测量区域的光学特性分布；近视部判定装置，其基于测量区域中的光学特性分布判定透镜的近视部是否存在于该测量区域中；以及检测装置，其基于光接收传感器的光接收结果检测测量区域中除透镜的光学区域之外的非光学区域的存在；当近视部判定装置没有判定测量区域中存在近视部并且检测装置检测出测量区域中存在非光学区域时，运算部基于测量区域中光学区域的光学特性分布获得透镜的附加度数。

(2)(1)的透镜测量仪的特征在于，进一步包含显示部，该显示部以可区别的方式显示，当近视部判定装置没有判定测量区域中存在近视部并且检测装置检测出在测量区域中存在非光学区域时所获得的附加度数，以及当近视部判定装置判定在测量区域中存在近视部时所获得的附加度数。

(3)(1)的透镜测量仪的特征在于，当近视部判定装置没有判定在测量区域中存在近视部并且检测装置检测出在测量区域中存在非光学区域时，运算部基于测量区域中的光学区域的光学特性分布获得近视部的附加度数的预测值。

(4)(1)的透镜测量仪的特征在于，进一步包含远视部判定装置，该远视部判定装置基于测量区域中的光学特性分布判定在测量区域中是否存在透镜的远视部，并且

其中当远视部判定装置没有判定测量区域中存在远视部并且检测装置检测出在测量区域中存在非光学区域时，运算部基于测量区域中的光学区域的光学特性分布获得透镜的远距度数。

本发明的优点

根据本发明的透镜测量仪，即使在渐进透镜被处理成为“半目镜”的情况或其它的情况下缺少渐进透镜的近视部，也能够精确地并且容易地对近视部等进行测量。

附图说明

图1是本发明的透镜测量仪的示意性外部视图；

图2是显示透镜测量仪的光学系统和控制系统的配置图；

图3是显示形成在目标板上的目标配置(分布)图案的图；

图4A是显示用于对准以使渐进透镜的远视部进入测量区域的显示屏幕的图；

图4B是显示用于对准以使渐进透镜的远视部进入测量区域的显示屏幕的图；

图4C是显示用于对准以使渐进透镜的远视部进入测量区域的显示屏幕的图；

图4D是显示用于对准以使渐进透镜的远视部进入测量区域的显示屏幕的图；

图4E是显示用于对准以使渐进透镜的远视部进入测量区域的显示屏幕的图；

图5A是显示用于对准以将渐进透镜的近视部进入测量区域的显示屏幕的图；

图5B是显示用于对准以使渐进透镜的近视部进入测量区域的显示屏幕的图；

图5C是显示用于对准以使渐进透镜的近视部进入测量区域的显示屏幕的图；

图6是显示由光接收传感器检测出的目标图像的实例的图，图像因眼镜框的边跨过目镜转换盘的开口放置而缺失；以及

图7是显示当检测出透镜的光学区域以及非光学区域都存在于测量区域中时出现的显示屏幕的图。

标号说明

1透镜测量仪的主体

2显示器

3开关

4目镜转换盘

5透镜固定器

6框支架

7标记机构

8READ开关

9电源开关

10测量光学系统

11用于测量的光源

12准直透镜

13反射镜

14目标板

15二维光接收传感器

16保持构件

20目标

21中心目标

22目标

40运算控制部

42存储器

100渐进透镜标记

101十字目标标记

110远视部引导标记

120近视部引导标记

125粗十字标记

130测量值指示部

131识别标记

具体实施方式

本发明的较佳实施例将参照附图被说明。图1是本发明实施例中的透镜测量仪的示意性外部视图；

在设置在透镜测量仪的主体1的上部中的例如液晶显示器的显示器2上，显示测量所必需的信息、测量结果等等。进一步地，随着与出现在显示器2上的开关显示相对应的开关3的按下，例如测量模式切换等等的必要指令被输入。待测量的目标透镜LE被安装在目镜转换盘(透镜台)4上。透镜固定器5被往下移(朝向目镜转换盘4)以稳定地将透镜LE保持在目镜转换盘4上。

当设置在眼镜框中的透镜LE将要被测量时，可向后和向前(在由箭头A指示的方向上)移动的框支架(透镜支架)6开始与左右透镜框(或左右透镜)的下缘(处于戴眼镜状态的下缘)接触，用于稳定支撑。因此，透镜LE的圆柱轴角可以被精确地测量。

标记机构7用于将标记应用到透镜LE上。READ开关8是用于传输用以存储透镜LE的测量结果(光学特性数据)的指令信号的开关。一旦按下开关8时，测量结果被显示在显示器2上并且同时被存储在主体1的存储器42中。电源开关9是用于打开设备电源的开关。

图2是本设备(透镜测量仪)的光学系统和控制系统的示意性配置图。数字10表示测量光学系统并且L1是其测量光轴。测量光学系统10包括用于测量的例如LED的光源11、准直透镜12、反射镜13、与测量目标一起形成的目标板14、以及例如CCD的二维光接收传感器(图像传感器)15，并且各元件被放置在光轴L1上。光轴L1穿过目镜转换盘4的开口4a的中心并垂直于开口4a的开口平面。目标板14被保持在主体1的保持构件16中并刚好位于开口4a底下并接近开口4a。开口4a为直径大约8毫米的圆形。目标板14可以被放在透镜LE的前面(在更靠近光源11的一侧上)，而不是被放置在透镜LE的后面(在更靠近光接收传感器15的一侧上)。

图3是显示形成在目标板14上的目标配置(分布)图案的图。目标板14是具有外径略大于开口4a的内径的圆形并形成有若干目标20。本实施例中的目标20包括位于光轴L1经过的中心的中心目标21以及以大约0.5毫米孔距的网格图案位于中心目标21周围的周边目标22，该中心目标21是直径为大约0.4毫米的大圆孔，各周边目标22是直径为大约0.2毫米的小圆孔。目标22的数目大约为200，其被配置在以光轴L1为中心的直径为大约7毫米的区域之内。应当注意目标20可以通过在目标板14的背面上设置以目标21以及目标22为空穴的黑色Cr涂层而形成。

目标21的图像被用作基准目标的图像，该基准目标的图像用于指定目标22的图像之间的关联，也就是说，目标21的图像被用作基准目标的图像，该基准目标的图像用于相对于处于透镜LE未放置在光轴L1上的基准状态下的带有“0D(屈光度)基准”的目标22的图像，指定处于透镜LE放置在光轴L1上的测量状态下的目标22的图像。基准目标不在数目以及形状方面受限制，只要基准目标可以不同于其它的目标，例如，基准目标可以位于除了目标板14的中心位置之外的任何位置。

来自光源11的测量光束通过准直透镜12被形成为准直光束，被反射镜13反射，并被投射到安装在待放置在光轴L1上的目镜转换盘4上的透镜LE上。关于已经通过透镜LE的测量光束，已经通过开口4a、目标(孔)21以及目标板14的目标(孔)22的测量光束，进入光接收传感器15。

来自光接收传感器15的输出信号被输入到连接至存储器42的运算控制部40。相对于光接收传感器15在透镜LE未安装在目镜转换盘4上并且未放置在光轴L1上的基准状态下检测出的各目标图像的位置(坐标)，运算控制部40从光接收传感器15在具有折射率的透镜LE被安装在将要放置在光轴L1上的目镜转换盘4上的测量状态下检测出的各目标图像的位置(坐标)的变化中，获得透镜LE的光学特性(球面度数，柱面度数，柱面轴度数，棱柱度数)。例如，在仅具有球面度数的透镜LE被放置在光轴L1上的状态下，目标图像的位置将相对于透镜LE的光学中心移位以与透镜LE未放置在光轴L1上的状态相比较按比例放大或缩小正圆图案。基于该比例量，可以获得球面度数。在仅具有柱面度数的透镜LE被放置在光轴L1上的状态下，目标图像的位置将相对于透镜LE的轴中心移位以与透镜LE未放置在光轴L1上的状态相比较按比例放大或缩小椭圆形图案。基于该放大或缩小量，可以获得圆柱度数以及柱面轴度数。棱柱度数可以基于配置在目标21周围的目标21的图像或各目标22的图像的位置的平移量而获得。具有球面度数、柱面度数以及棱柱度数的透镜LE可以被认为是以上透镜的复合体(见US3,880,525(JP-A-50(1975)-145249))。

运算控制部40可以通过将四个相邻的目标图像(“2×2”点)(至少三个)看作一组，或将“3×3”点、“4×4”点、“5×5”点等等作为一组，从各组中目标图像的各个位置的平均变化中获得透镜LE的光学特性。此时的测量位置(测量点)被判定为与各目标图像组的中心位置或特定的目标图像位置相对应的透镜LE的位置。根据本设备(透镜测量仪)的配置，从而可以同时获得在与开口4a相对应的透镜LE的测量区域之内的多个测量位置(测量位置)处的光学特性。换句话说，可以获得测量区域之内的光学特性分布。因此，关于渐进透镜，可以有效地判定是否至少一个当前的测量位置在远视部中(是否部分远视部在当前的测量区域中)。类似地，可以有效地判定是否至少一个当前的测量位置处于近视部中(是否部分近视部处于当前的测量区域中)，以及是否至少一个当前的测量位置处于渐进部中(是否部分渐进部处于当前的测量区域中)。

运算控制部40基于检测透镜LE相对于光轴L1所要求的位置或区域的对准状态的结果来控制显示器2上的显示。运算控制部40基于来自光接收传感器15的输出信号，以预定时间间隔连续地获得测量区域中的光学特性分布。

将以用于设置在眼镜框中的渐进透镜的测量操作为重点来说明具有以上配置的透镜测量仪。利用开关3，选择单焦点透镜测量模式或渐进透镜测量模式，并且指定哪个是透镜LE，左眼透镜还是右眼透镜。在选择渐进透镜测量模式并且指定右眼透镜的情况下作出以下说明。

光学特性应该从“5×5”点的目标图像组的位置变化中被确定。测量位置被认为是与各目标图像组的中心位置相对应的透镜LE的位置。

当利用开关3选择渐进透镜测量模式(附加度数测量模式)时，如图4A所示，模拟渐进透镜的渐进透镜标记100，和其交点代表当前测量区域的中心位置即与光轴L1相对应的测量位置的十字目标标记101，被显示在显示器2的对准屏幕2a上。渐进透镜的近视部被放置在比远视部向内(在鼻侧上)大约2毫米的位置上。当指定右眼透镜时，相应地，从渐进部向近视部延伸的标记100的一部分被显示为向左轻微地倾斜。与透镜LE在目镜转换盘4上的运动关联的透镜LE的对准状态变化相联系，可移动地显示本实施例中的标记100，而标记101被固定地显示在屏幕2a的中心。在本设备中，屏幕2a的上部对应于设备的后侧，并且屏幕2a的下部对应于设备的前侧。进一步地，标记100可以是眼镜框的边缘形状(透镜形状)，而不是圆形。

当透镜LE被放在目镜转换盘4上时，运算控制部40基于测量区域中的光学特性分布，判定测量区域(测量位置)存在于透镜LE的哪个部分上。具体地，当等效球面度数或球面度数在透镜LE的垂直方向上的测量位置之间不同(变化)时，判定测量区域处于透镜LE的近中心部分(渐进部的近中心部分)。当附加度数或柱面度数不在透镜LE的竖直和横向方向上的测量位置之间不同(变化)并且在各测量位置中的水平棱柱度数近似为零时，判定测量区域实质上在远视部中。当柱面度数在透镜LE的横向上的测量位置之间不同(变化)时，判定测量区域实质上在渐进部的左右侧。

图4B显示当测量区域在透镜LE被安装在目镜转换盘4上时被判定为处于透镜LE的近中心部分时出现的屏幕2a的实例。当判定透镜LE被安装在目镜转换盘4上时，在使测量区域进入远视部的步骤中，用于远视部的环形引导标记110被首先显示在与标记100中的远视部相对应的区域之内以与渐进部的显示有关联。此时，运算控制部40将等效球面度数或球面度数以及棱柱度数的分布信息存储在存储器42中。在图4B的显示状态中，当透镜LE被移到设备的后侧以令标记110接近标记101时，标记100以及标记110在屏幕2a上相对于固定显示在屏幕2a的中心的标记101向上移动(各显示位置变化)。当透镜LE被移动之时，棱柱度数和折射率将变化。这样，运算控制部40基于Prentice的公式[“自光学心中开始的位移距离(mm)”＝“棱柱度数(D)”/“折射率(D)”×10]计算自初始存储位置开始的移动距离。基于计算的移动距离，标记100和标记110如需要地被一起移动(改变各个显示位置)。

检查者逐渐地移动透镜LE使得标记110与标记101的交点重叠以将透镜LE的远视部与光轴L1对准。基于等效球面度数或球面度数的变化，运算控制部40在其进入几乎没有附加度数的区域时判定测量区域处于远视部中。运算控制部40然后将标记110改变为粗十字标记115并且令此标记115如图4D所示的与标记101的交点重叠显示。这就说明远视部的对准的完成。远视部的测量值在按下开关8时或自动地被存储在存储器42中。

图4E是远视部在横向被偏离的情况下的显示实例。基于水平棱柱度数的差异(变化)判断横向位移。在这种情况下，透镜LE仅被向右移动以令标记110与标记101的交点重叠。

在远视部的测量值被存储在存储器42中之后，接着测量近视部的步骤。如图5A所示，令标记115消失而用于近视部的另一环形引导标记120被显示在与标记100的近视部相对应的区域之内以与渐进部的显示有关联。此时为了测量附加度数，使透镜LE向设备前方移动以令标记120接近标记101。此时，运算控制部40基于存储在存储器42中的远视部的棱柱度数和折射率计算自远视部开始的移动距离。然后，基于计算的移动距离，在向标记101移动(改变各个显示位置)的同时显示标记120和标记100。

图5B是在近视部的对准过程中，测量区域在右方向上与渐进部偏离的情况的显示实例。在这种情况下，透镜LE被向右移动。在假定光学畸变量是先前存储的远视部的柱面度数C和当前测量的柱面度数C之间的差异的绝对值时，基于在光轴L1两侧的横向上的测量位置中检测的光学畸变量之间的差异(变化)判定横向偏差。

当透镜LE被移动使得标记120的中心接近标记101时，如果在光轴L1两侧在垂直方向上至少三个测量位置中检测到的附加度数或等效球面度数满足预定可允许条件，并且光轴L1两侧在横向上至少三个测量位置中检测到的光学畸变量满足预定可允许的条件，判定近视部存在于测量区域中。

当近视部被判定为存在于测量区域中时，运算控制部40以如图5C所示的与标记101的交点重叠的方式显示粗十字标记125，而不是标记120。这说明近视部对准的完成。近视部的测量值在按下开关8时或自动地被存储在存储器42中。当获得近视部的测量值时，远视部的球面度数和近视部的球面度数之间的差异被显示作为测量结果部中的附加度数。

在该状态下，被处理成适用于竖直宽度宽到一定程度的正常的眼镜框的透镜仍有大约5至7毫米的近视部。因此可以在上述判定条件下自动地判定近视部处于测量区域中。然而，关于已处理成适用于竖直宽度窄的所谓的“半目框”的竖直宽度窄的所谓的“半目镜”，近视部往往缺乏。这样，难以自动地判定近视部处于测量区域中。对于这种缺少近视部的透镜，在近视部的对准期间，框的边缘可能因引导指示而被跨过目镜转换盘4的开口4a放置。传统设备将此情况判断作为“测量误差”。然而，没有获得近视部的测量值可能是不利的。因此采用本设备进行以下处理而不必决定“测量误差”。

当使框的边缘跨过开口4a放置时，测量光束被边缘所覆盖的区域阻断。这样，如图6所示，一些光接收传感器15检测的目标图像缺失。在本实施例中的目标板14的目标20的配置图案情况下，几个横列的目标图像因边缘的光阻断而不能被检测。图6是光接收传感器15上的目标20的图像20P的图像状态的实例，其中阴影部200代表光阻断区域。此区域中的目标图像20P不能被检测。当几个横列的目标图像20P是不可检测的时，显示测量光束被边缘所阻断。因此，检测出除透镜LE的光学区域之外的例如边缘的非光学区域存在于测量区域中。

当没有检测出近视部并且检测出在测量区域中存在非光学区域时，运算控制部40使显示器2显示出那个效果。例如，如图7所示，显示例如其上半部为黑色的标记120的预定标记等等。

在这一点上，运算控制部40在按下开关8时或自动地基于在测量区域之内的光学区域中检测到的目标图像(相对于图6中的阴影区200的眼镜上部一侧的目标图像)来确定光学特性分布，然后将其作为近视部的测量值存储在存储器42中。运算控制部40基于光接收传感器15的输出以预定时间间隔连续地获得测量区域之内的光学特性分布。相应地，在当检测出测量区域中存在透镜LE的非光学区域时没有可测量的光学区域的情况下，直到那时已经获得的值的最后测量值可以被设置为近视部的测量值。

附加度数(Ad)的测量值被显示在测量值指示部130中。在近视部不能被判定(检测出)的情况下(在测量区域中存在非光学区域的状态)，与例如“*”的识别标记131一起显示测量值，用于与可以判定(检测出)近视部的情况相区别。

眼镜框可以包括半边框(Nylor框等)以及无边框(二点框等)以及全边框。在半边框情况下，其下边缘将阻断测量光束，因此光接收传感器15检测出的一些目标图像在几个横列中缺失。进一步地，在无边框情况下，透镜的下边缘通常被开槽，其很可能阻断测量光束。这样，在几个横列中，一些光接收传感器15检测到的目标图像缺失。因此，可以检测出测量区域中透镜的非光学区域的存在。

渐进透镜中近视部的布局因透镜的不同而不同。关于竖直宽度窄的“半目镜”，预期缺乏近视部。相应地，一些渐进透镜被处理成具有比必需的附加度数更高的附加度数，从而使其下边缘周围的部分透镜具有必要的附加度数。在必要的附加度数是+2.0D的情况下，例如，+2.5D附加度数的渐进透镜被处理成“半目镜”，从而使其下边缘周围的部分透镜具有+2.0D的附加度数。这种采用其下边缘周围的部分透镜的附加度数作为测量值的方法也是可行的。

在即使在测量区域中没有判定近视部存在，除透镜的光学区域之外，在测量区域之内检测出的例如边缘的非光学区域的情况下，本实施例中的透镜测量仪也可以检测出测量位置相对于近视部的光学距离(接近度)并且，基于该距离，获得其近视部缺乏的渐进透镜的附加度数的预测值。从近视部开始的测量位置的光学距离，可以通过基于在透镜的上部相对于眼镜框的一侧在垂直方向上配置的测量位置中检测到的附加度数的最大值和最小值之间的差异，计算每单位距离的梯度(差异)ΔS而被检测出。具体地，如果ΔS比预定值S1(该预定值S1基于各种渐进透镜的测量结果预先判定)小(然而，不满足上述用于近视部的判定条件的值)，运算控制部40判定测量位置几乎接近于近视部。在这种情况下，获得的附加度数的最大值被直接设置为附加度数的预测值。如果ΔS比预定值S1大，则测量位置被判定为略远离近视部并且获得的附加度数最大值加上0.12D被设置为附加度数的预测值。如果ΔS更大，则获得的附加度数最大值加上0.25D被设置为附加度数的预测值。通常，眼镜透镜的度数梯级是0.25D(或其一半)，因此可以基于该度数梯级获得预测值。在附加度数的预测值被显示在测量值指示部130中的情况下，其带有例如“*”的识别标记用于与可以判定(检测出)近视部的情况相区别。

在近视部的测量上作出以上说明并且也可以用于远视部的测量。具体地，一些渐进透镜被设计成具有即使在远视部中也连续地改变的附加度数。在这种情况下，即使当透镜被移动，也不判定远视部处于测量区域中。结果，除透镜的光学区域之外，例如边缘的非光学区域可以被认为是存在于测量区域中。与上述情况一样，当没有判定远视部存在于测量区域中并且检测出非光学区域存在于测量区域中时，显示由其下半分为黑色的标记110所组成的预定标记等。进一步地，测量值在按下开关8时或自动地被存储在存储器42中。此时，远距度数(S)的测量值也在测量值指示部130中与例如“*”的识别标记131一起显示。

在包括用于获得与目镜转换盘4的开口4a相对应的透镜测量区域中的光学特性分布的测量光学系统的透镜测量仪上，作出上述实施例。作为选择，本发明还可以被应用于包括用于同时获得比开口4a更宽的透镜测量区域(包括远视部和近视部)中的光学特性分布的测量光学系统的透镜测量仪。

Claims (4)

1.一种用于测量待测量透镜的光学特性的透镜测量仪，其特征在于，包含：

测量光学系统，包括将测量光束投射至透镜的光源，以及接收已经通过所述透镜的测量光束的光接收传感器；

运算部，基于所述光接收传感器的光接收结果获得透镜的预定测量区域的光学特性分布；

近视部判定装置，基于测量区域中的光学特性分布判定所述透镜的近视部是否存在于所述测量区域中；和

检测装置，基于光接收传感器的光接收结果检测测量区域中除透镜的光学区域之外的非光学区域的存在；

当所述近视部判定装置没有判定所述测量区域中存在近视部并且所述检测装置检测出测量区域中存在非光学区域时，所述运算部基于所述测量区域中光学区域的光学特性分布获得所述透镜的附加度数。

2.如权利要求1所述的透镜测量仪，其特征在于，进一步地包含显示部，其以可区别的方式显示，当所述近视部判定装置没有判定测量区域中存在近视部并且所述检测装置检测出在测量区域中存在非光学区域时所获得的附加度数，以及当近视部判定装置判定在测量区域中存在近视部时所获得的附加度数。

3.如权利要求1的透镜测量仪，其特征在于，当所述近视部判定装置没有判定在测量区域中存在近视部并且所述检测装置检测出在测量区域中存在非光学区域时，所述运算部基于测量区域中的光学区域的光学特性分布获得所述近视部的附加度数的预测值。

4.如权利要求1所述的透镜测量仪，其特征在于，进一步地包含远视部判定装置，基于测量区域中的光学特性分布判定在测量区域中是否存在所述透镜的远视部，并且

其中当所述远视部判定装置没有判定测量区域中存在远视部并且所述检测装置检测出在测量区域中存在非光学区域时，所述运算部基于测量区域中的光学区域的光学特性分布获得所述透镜的远距度数。

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