JP2000009586A

JP2000009586A - レンズ測定装置

Info

Publication number: JP2000009586A
Application number: JP10221156A
Authority: JP
Inventors: Yoshi Kobayakawa; 嘉小早川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】簡素な構成で二次元的な屈折力分布や乱視度
分布を自動測定する。【解決手段】光源１からの光束はレンズ２を透過し
て、被検レンズＴに投影され、その透過光はレンズ４に
より集光され、絞り部材５を通ってエリアアレイセンサ
６に受光される。そして、アライメント時にはテレビモ
ニタ８にセンサ６に受光した絞り像Ａが映出される。光
源１の位置は駆動手段により絞り像Ａの大きさが所定の
大きさになるように駆動制御され、そのとき被検レンズ
Ｔを透過した光束は略平行光束となる。検者は絞り像Ａ
が中心にくるように被検レンズＴの軸合わせをしてから
測定釦を押すと、センサ６の映像信号が演算手段９のメ
モリに取り込まれ各点像の位置が演算される。そして、
それらの間隔と光源１の光路O1方向位置から、被検レン
ズＴの各部分の屈折度が算出され、測定結果として屈折
度分布図がテレビモニタ８に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、眼鏡店や眼科病院
において眼鏡やコンタクトレンズの屈折度数を測定する
レンズ測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、二次元光電素子で受光して屈
折度を測定するレンズ屈折度測定装置が、例えば米国特
許３８８０５２５号公報等に開示されており、近見位置
での測定を遠見位置と同様の方法で測定するレンズメー
タも知られている。

【０００３】この種のレンズメータとしては、測定釦を
押して測定を行うと、測定光束がセンサの中心で一定時
間止まったときに自動的に測定値を記憶する装置や、単
体の未加工眼鏡レンズを装置の中に入れると、自動的に
屈折度分布を測定する装置等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】(1) しかしながら上述
の従来例においては、被検レンズの屈折度によって受光
面での光束の広がり方が変化するために、種々の屈折度
の度数分布を測定することができない。また、プリズム
度のある被検レンズでは自動測定が機能しなかったり、
位置合わせ手段がないために任意の位置に合わせて測定
することができず、更に眼鏡枠に入ったレンズを測定す
ることもできないという問題点がある。

【０００５】(2) 累進多焦点レンズを測定する場合は、
厳密なアライメントが必要となるために測定が容易でな
く、またレンズの屈折度によっては、角度を持った光束
で測定するために、高精度に測定することは難しい。更
に、エリアセンサにより測定する装置では、測定範囲を
広くとることができず、レンズの１点の屈折度を測定す
るために、アライメントを何回も行う必要が生じ、操作
が煩雑であるという問題点がある。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点(1) を解消
し、簡素な構成で二次元的な屈折力分布や乱視度分布を
自動測定できるレンズ測定装置を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、上述の問題点(2) を
解消し、眼鏡枠に入った累進多焦点レンズをアライメン
トをすることなく精度良く測定できるレンズ測定装置を
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
の本発明に係るレンズ測定装置は、被検レンズに光束を
投影する点状光源と、該点状光源を光軸方向に移動する
移動手段と、前記被検レンズと非共役位置に設けた被検
レンズの透過光束を受光するエリアアレイセンサと、前
記被検レンズ位置又は共役位置に設けた透過光束を二次
元周期的な光束とする絞り部材とを有し、前記エリアア
レイセンサ上の光束位置において前記被検レンズの二次
元屈折度分布を演算することを特徴とする。

【０００９】また、本発明に係るレンズ測定装置は、被
検レンズを透過した光束を受光センサで検出して屈折度
を測定するレンズ測定装置において、前記被検レンズの
動きに応じて可動する可動当接部材と、該可動当接部材
の動きを検知する検知手段とを有し、前記可動当接部材
が所定時間止まったときの前記受光センサの信号から演
算した測定値を屈折度として記憶することを特徴とす
る。

【００１０】本発明に係るレンズ測定装置は、被検レン
ズを透過した光束を受光センサで検出して屈折度を測定
するレンズ測定装置において、前記被検レンズの位置合
わせ手段と、前記被検レンズの当接部材と、前記被検レ
ンズの所定面範囲内の各部分の屈折度を測定する測定手
段とを有し、前記各部分の屈折度から遠見位置又は近見
位置の屈折度を演算することを特徴とする。

【００１１】本発明に係るレンズ測定装置は、被検レン
ズに光束を投影する点状光源と、該点状光源を光軸方向
に駆動する駆動手段と、前記被検レンズの近傍又は共役
位置に設けた二次元周期的な光開口を備えた開口部材
と、前記被検レンズと前記開口部材を透過した光束位置
を検出する光電センサとを有し、該光電センサの信号と
前記駆動手段の信号により前記被検レンズの屈折度分布
を求めることを特徴とする。

【００１２】本発明に係るレンズ測定装置は、被検レン
ズに光束を投影する光点と、該光点を光軸方向に駆動す
る駆動手段と、前記被検レンズの近傍又は共役位置に複
数の光束を形成する複数光束形成手段と、前記被検レン
ズを透過した複数の光束を受光する二次元光位置センサ
とを有し、前記光点の光軸方向位置及び前記複数の光束
の受光位置の関係から前記被検レンズの屈折度測定を行
うことを特徴とする。

【００１３】本発明に係るレンズ測定装置は、被検レン
ズの近傍又は共役位置に設けた二次元周期的な光開口を
備えた開口部材と、前記被検レンズと前記光開口を透過
した光束を受光する光位置センサと、該光位置センサで
受光した光束位置を演算して前記被検レンズの二次元的
屈折度分布又は乱視度分布を表示する演算表示手段とを
有し、前記屈折度分布又は乱視度分布の表示上で指定し
た位置の屈折度を数値表示することを特徴とする。

【００１４】本発明に係るレンズ測定装置は、被検レン
ズの近傍又は共役位置に設けた二次元周期的な光開口を
備えた開口部材と、前記被検レンズと前記光開口を透過
した光束を受光する光位置センサと、該光位置センサで
受光した光束位置を演算して前記被検レンズ各部の屈折
度を算出する演算手段とを有し、屈折度の極地を自動的
に認識して該極地位置の屈折度を表示することを特徴と
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は第１の実施例の構成図を示し、
発散光を発するＬＥＤ等の光源１の前方の光路O1上に
は、レンズ２、被検レンズＴを背面より当接する当接部
材３、レンズ４、被検レンズＴに共役な図２に示すよう
に縦横等間隔に多数の孔を設けた絞り部材５、被検レン
ズＴから所定距離に共役面Ｐを有するＣＣＤ等のエリア
アレイセンサ６が配列されている。また、光源１には光
源１を光路O1上で移動させるための駆動手段７が連結さ
れており、光源１の位置を検知するために図示しないエ
ンコーダが設けられている。また、エリアアレイセンサ
６の出力はテレビモニタ８、演算手段９に接続されてい
る。

【００１６】このような構成により、光源１からの光束
はレンズ２を透過して、当接部材３に当接された被検レ
ンズＴに投影され、その透過光はレンズ４により集光さ
れ、絞り部材５を通ってエリアアレイセンサ６で受光さ
れ、アライメント時にはテレビモニタ８にセンサ６に受
光した絞り像Ａが映出される。アライメント中に光源１
の位置は絞り像Ａの大きさが所定の大きさになるよう
に、駆動手段７によって駆動制御され、その結果、被検
レンズＴを透過した光束は略平行光となる。

【００１７】絞り像Ａが中心にくるように、被検レンズ
Ｔの軸合わせをしてから測定釦を押すと、センサ６の映
像信号が演算手段９のメモリに取り込まれ、各点像の位
置が演算される。そして、これらの点像の間隔と光源１
の光路O1方向位置から、被検レンズＴの各部分の屈折度
が算出され、測定結果として図３に示すような屈折度分
布図Ｇが演算手段９からテレビモニタ８に表示される。

【００１８】点像からの計算では、隣りの点像までの縦
横斜めの距離から３経線方向の屈折度が算出でき、その
後に正弦波関数に代入して乱視を含む屈折度を算出す
る。各部分の屈折度から屈折度分布が演算されて、分布
図Ｇがテレビモニタ８に表示される。同時に、遠見位置
Ｆ、近見位置Ｎが演算されてマークされ、遠見での屈折
度Ｄ、加入度Ｋ、遠見位置Ｆと近見位置Ｎの間隔Ｌ等が
表示される。近見位置Ｎは非対称性非球面度が無い最も
プラス側のエリアの中心とし、遠見位置Ｆは非対称性非
球面度が無い最もマイナス側で下方の点とする。

【００１９】絞り部材５は点開口の代りに格子でもよ
く、その場合には各格子部分の３方向の間隔で屈折度を
演算する。また、絞り部材５は当接部材３の光路O1上の
位置に設けてもよく、センサ６の共役面Ｐは被検レンズ
Ｔの右側の所定距離としてもよい。

【００２０】被検レンズＴの屈折度に拘らず、センサ６
上の絞り像Ａの大きさは変らないので、広い範囲を二次
元的に測定することができ、また広い範囲を測定して演
算により遠見位置Ｆや近見位置Ｎを算出するので、厳密
にアライメントを行う必要はない。即ち、遠見位置Ｆや
近見位置Ｎと思われる位置に概略合わせて測定を行い、
演算によってそれらの位置での屈折度を算出する。

【００２１】このようにして、遠見位置Ｆと近見位置Ｎ
の距離が、被検レンズＴを動かすことなく精度良く容易
に測定できるので、眼鏡処方に効果的であり、屈折度
Ｄ、加入度Ｋと分布図Ｇの両方が表示されるので、より
正確な眼鏡処方を行うことが可能となる。

【００２２】図４、図５は第２の実施例の被検レンズ当
接部の側面図を示し、図４において、本体部１１には屈
折度測定光路O1の中心を通って、キャップ式の筒状の当
接部材１２が着脱自在に取り付けられている。当接部材
１２は図５に示すように、上部が眼幅方向に垂直な方向
で約３０度傾斜した当接部材１３と交換できるようにな
っている。当接部材１３の取付部には突起１４が設けら
れており、本体部１１には突起１４を嵌入する溝１５が
設けられ、当接部材１３の嵌入を検知するマイクロスイ
ッチ１６が取り付けられている。

【００２３】被検レンズＴを当接部材１３にセットした
ときに、被検レンズＴの端部が当接する位置に当て板１
７が設けられており、当て板１７はばね１８によって被
検レンズＴ側に付勢され、被検レンズＴの動きに応じて
動くようになっている。そして、当て板１７の動きを検
知するエンコーダ１９が設けられている。

【００２４】累進多焦点の被検レンズＴの近見位置Ｎで
の測定時には、図５の当接部材１３を使用し、遠見位置
Ｆなど他の測定時には、図４の上部が平坦な部材１２を
使用する。被検レンズＴの端を当て板１７に当接し、所
定の角度に保持して測定を行う。このときの光路O1は眼
鏡装用時の視線方向に近いので、より実際的な屈折度が
得られる。当接部材１３を取り付けると、突起１４が溝
１５に嵌入し、当接部材１３の位置が決まる。マイクロ
スイッチ１６が押されて装置制御手段に認識され、その
とき測定した値が視線方向の屈折度として表示手段に表
示される。

【００２５】被検レンズＴの面が図５に示すように傾い
ていると、クランプしてから測定することができないの
で、被検レンズＴの動きを当て板１７の動きにより検知
し、被検レンズＴの動きが一定時間例えば２秒程度止ま
ったときに、測定釦を押さなくとも自動的に測定が行わ
れて、測定値が記憶表示される。なお、眼幅方向の位置
を検出する鼻当て当接部材に眼鏡の鼻当てを当接し、そ
れによって被検レンズＴの動きを検出して止まったとき
の自動測定を行ってもよい。このように、当接部材１３
の動きを検出して自動測定すれば、プリズム度がある場
合でも、また度が非常に弱いレンズなどでも正確に測定
することができる。

【００２６】図６は第３の実施例の構成図を示し、光路
O2上にはＬＥＤ等の点状光源２１、レンズ２２、図７に
示すような開口部材２３、この開口部材２３に近傍に配
置された被検レンズＴ、二次元ＣＣＤのエリアアレイセ
ンサ２４が配列されている。点状光源２１は駆動手段２
５により、レンズ２２の焦点位置の前後で光路O2方向に
駆動可能とされている。また、センサ２４の出力は演算
手段２６、二次元表示手段であるテレビモニタ２７に順
次に接続されている。

【００２７】開口部材２３は二次元周期に配列された小
光開口２３ａから成り、互いに６０度をなす線上に等間
隔に配列されている。そして、或る小光開口に隣接する
他の小光開口までの距離は、６方向共同じ０．５ｍｍ程
度であり、開口群は１０ｍｍ角程度とされている。な
お、小光開口の代りに線状の格子としてもよい。

【００２８】測定開始時には、先ず光束位置を演算し、
各光束間距離が所定位置となるように、光源２１は光路
O2方向に自動的に駆動され、これによって光源２１から
の光束は、開口部材２３と被検レンズＴを透過した後に
平行光束となり、センサ２４に受光される。被検レンズ
Ｔはセンサ２４側が表面であり、平行光束により被検レ
ンズＴの前面からセンサ２４に入射した時の屈折度を測
定することになるので、その屈折度に拘らず精度の良い
測定が可能である。

【００２９】光源２１の位置が決まると、そのことを検
者に知らせるマークがテレビモニタ２７に表示される。
検者は測定対象部分を光路O1に概略合わせて測定釦を押
す。センサ２４の信号が演算手段２６のメモリに取り込
まれ、演算手段２６により各小光開口２３ａを透過して
センサ２４で受光した光束位置が演算され、隣接する少
なくとも３方向の光束間の、それらに相当する小光開口
２３ａ間方向での距離と、光源２１の光路O2方向位置か
ら、その部分の乱視を含めた屈折度が演算され、それに
基づいて屈折力分布図Ｇが等高線としてテレビモニタ２
７に表示される。

【００３０】乱視度分布は濃度又は明度で表示され、乱
視度が少ない程、低濃度即ち明るく表示される。なお、
カラーテレビモニタの場合は乱視を色相で表してもよ
い。検者がその分布表示を見ながらカーソルＣを動かし
て位置を指定すると、メモリされているその位置の光束
位置から屈折度が演算され、測定数値Ｓとして表示され
る。

【００３１】この場合の演算は精度良く行う必要がある
ので、２〜３ｍｍ離れた光束間の距離を使用する。テレ
ビモニタ２７の画面には、屈折度分布図Ｇ、測定位置マ
ークを示すカーソルＣ、測定数値Ｓをそのままプリント
アウトすることができる。累進多焦点レンズの場合も、
測定点をアライメント時に探す必要はなく、静止画で表
示された屈折度分布図Ｇから容易に測定すべき点が判別
できるので、その位置にカーソルＣを合わせれば正確な
測定数値Ｓが得られる。

【００３２】更に、屈折度の極地、即ち屈折度が最大又
は最小で乱視度が最小となる位置を、自動的に被測定点
と演算により認識し、その位置の屈折度を精度良く演算
し、測定数値Ｓで表示するようにプログラムすることも
できる。その場合には、屈折度分布図Ｇの表示上で認識
した位置にマークを付して測定数値Ｓと合わせて表示す
る。なお、このときアライメント操作は不要となる。

【００３３】また、屈折度分布図Ｇを逐次に演算し、ア
ライメント時に動画的に表示してもよく、その場合に
は、テレビモニタ２７にアライメントマークを表示し、
それに測定対象部分を合わせて測定釦を押すと、精度良
く演算した屈折度が数値として表示される。開口部材２
３の小光開口２３ａが格子状の線で構成さている場合に
は、各線間隔又は線の交点の間隔から屈折度を演算す
る。

【００３４】図８は第４の実施例の構成図を示し、光路
O3上には光源３１、４孔開口部材３２、レンズ３３、光
点を形成する光路O3上に小開口を有する開口部材３４、
レンズ３５、被検レンズＴ、レンズ３６、４個の楔プリ
ズムから成る分離プリズム３７、二次元ＣＣＤのエリア
アレイセンサ３８が順次に配列されている。４孔開口部
材３２は図９に示すように４個の開口３２ａを有し、光
源３１と共に被検レンズＴを通る光束を複数光束とする
複数光束形成手段が形成されている。なお、開口３２ａ
の位置に配置した４個の点光源としてもよい。また、開
口部材３４は駆動手段３９に連結されて、光路O3方向に
駆動可能とされている。

【００３５】このような光学系により、被検レンズＴの
特定位置３２’の屈折度を測定する。光源３１は４孔開
口部材３２を照明し、レンズ３３を介して４孔開口部材
３２を被検レンズＴに共役に投影する。一方、開口部材
３４は初期位置ではレンズ３５の焦点位置にあり、初期
位置にある開口部材３４をレンズ３５とレンズ３６によ
りセンサ３８に共役に投影する。

【００３６】被検レンズＴを光路に入れて、その透過光
束が平行光束となるように駆動手段３９を駆動する。平
行光束であるか否かは、センサ３８上で複数光束が所定
間隔になったことにより検出する。分離プリズム３７に
より４本の光束は光路O3の外方向に屈折され、この４つ
の光束位置を演算して屈折度を求める。被検レンズＴの
屈折度に拘らずセンサ３８上で４光束は広がることはな
いので、プリズム度を含め測定範囲を広くすることがで
きる。

【００３７】４孔開口部材３２は図１と同様に被検レン
ズＴの近傍に配置してもよく、その場合には、開口部材
３４に代えてその開口の位置に点光源を設ける。また、
エリアアレイセンサ３８に代えてポジションディテクタ
を使用してもよく、その場合には分離プリズム３７は不
要となり、光源３１と４孔開口部材３２の位置に４個の
点光源を設け順次に点灯させる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレンズ
測定装置は、エリアアレイセンサ上の光束位置で被検レ
ンズの二次元屈折度分布を演算することにより、簡素な
構造で種々の屈折度の被検レンズの度数分布を測定する
ことができる。

【００３９】また、本発明に係るレンズ測定装置は、測
定光軸に対して所定方向に所定角度傾けて眼鏡レンズを
当接し、視線方向の屈折度測定をすることにより、累進
レンズの近見位置を精度良く測定することができる。

【００４０】本発明に係るレンズ測定装置は、可動当接
部材が所定時間止まったときの測定値を屈折度として記
憶することにより、検者が測定対象とする部位を自動的
に測定することができ、プリズム度があるときの測定も
可能となる。

【００４１】本発明に係るレンズ測定装置は、各部分の
屈折度から遠見位置又は近見位置の屈折度を演算するこ
とにより、眼鏡枠に入った累進多焦点レンズを厳密なア
ライメントなしで測定することができる。

【００４２】本発明に係るレンズ測定装置は、光電セン
サの信号と駆動手段の信号により被検レンズの屈折度分
布を求めることにより、センサ上で光束が広がらないの
で、被検レンズの屈折度やその分布を精度良く測定する
ことができ、かつ測定範囲を広くできる。

【００４３】本発明に係るレンズ測定装置は、光点の光
軸方向位置と複数の光束の受光位置関係から被検レンズ
の屈折度測定を行うことにより、被検レンズの屈折度や
その分布を精度良く測定することができ、かつ測定範囲
を広くできる。

【００４４】本発明に係るレンズ測定装置は、屈折度分
布又は乱視度分布上で、指定した位置の屈折度を数値で
表示することにより、アライメントが容易になる。

【００４５】本発明に係るレンズ測定装置は、屈折度の
極地を自動的に認識して極地位置の屈折度を表示するこ
とにより、アライメントが不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】絞りの正面図である。

【図３】モニタ画像の説明図である。

【図４】第２の実施例の偏平当接部材の側面図である。

【図５】傾斜当接部材の側面図である。

【図６】第３の実施例の構成図である。

【図７】開口部材の正面図である。

【図８】第４の実施例の構成図である。

【図９】４孔開口部材の正面図である。

【符号の説明】

１、２１、３１光源３、１２、１３当接部材５絞り部材６、２４、３８エリアアレイセンサ７、２５、３９駆動手段８、２７テレビモニタ９、２６演算手段１１本体部１６マイクロスイッチ１７当て板１９エンコーダ２３、３２、３４開口部材３７分離プリズムＴ被検レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検レンズに光束を投影する点状光源
と、該点状光源を光軸方向に移動する移動手段と、前記
被検レンズと非共役位置に設けた被検レンズの透過光束
を受光するエリアアレイセンサと、前記被検レンズ位置
又は共役位置に設けた透過光束を二次元周期的な光束と
する絞り部材とを有し、前記エリアアレイセンサ上の光
束位置において前記被検レンズの二次元屈折度分布を演
算することを特徴とするレンズ測定装置。
【請求項２】前記二次元周期的な光束は格子状の点光
束とした請求項１に記載のレンズ測定装置。
【請求項３】視線方向の屈折度測定をするために、眼
鏡レンズを測定光軸に対して所定方向に所定角度傾けて
当接する当接部材を有することを特徴とする眼鏡レンズ
測定装置。
【請求項４】前記当接部材を傾けて測定したことを屈
折度測定結果と共に表示する請求項３に記載の眼鏡レン
ズ測定装置。
【請求項５】被検レンズを透過した光束を受光センサ
で検出して屈折度を測定するレンズ測定装置において、
前記被検レンズの動きに応じて可動する可動当接部材
と、該可動当接部材の動きを検知する検知手段とを有
し、前記可動当接部材が所定時間止まったときの前記受
光センサの信号から演算した測定値を屈折度として記憶
することを特徴とするレンズ測定装置。
【請求項６】被検レンズを透過した光束を受光センサ
で検出して屈折度を測定するレンズ測定装置において、
前記被検レンズの位置合わせ手段と、前記被検レンズの
当接部材と、前記被検レンズの所定面範囲内の各部分の
屈折度を測定する測定手段とを有し、前記各部分の屈折
度から遠見位置又は近見位置の屈折度を演算することを
特徴とするレンズ測定装置。
【請求項７】被検レンズに光束を投影する点状光源
と、該点状光源を光軸方向に駆動する駆動手段と、前記
被検レンズの近傍又は共役位置に設けた二次元周期的な
光開口を備えた開口部材と、前記被検レンズと前記開口
部材を透過した光束位置を検出する光電センサとを有
し、該光電センサの信号と前記駆動手段の信号により前
記被検レンズの屈折度分布を求めることを特徴とするレ
ンズ測定装置。
【請求項８】被検レンズに光束を投影する光点と、該
光点を光軸方向に駆動する駆動手段と、前記被検レンズ
の近傍又は共役位置に複数の光束を形成する複数光束形
成手段と、前記被検レンズを透過した複数の光束を受光
する二次元光位置センサとを有し、前記光点の光軸方向
位置及び前記複数の光束の受光位置の関係から前記被検
レンズの屈折度測定を行うことを特徴とするレンズ測定
装置。
【請求項９】被検レンズの近傍又は共役位置に設けた
二次元周期的な光開口を備えた開口部材と、前記被検レ
ンズと前記光開口を透過した光束を受光する光位置セン
サと、該光位置センサで受光した光束位置を演算して前
記被検レンズの二次元的屈折度分布又は乱視度分布を表
示する演算表示手段とを有し、前記屈折度分布又は乱視
度分布の表示上で指定した位置の屈折度を数値表示する
ことを特徴とするレンズ測定装置。
【請求項１０】被検レンズの近傍又は共役位置に設け
た二次元周期的な光開口を備えた開口部材と、前記被検
レンズと前記光開口を透過した光束を受光する光位置セ
ンサと、該光位置センサで受光した光束位置を演算して
前記被検レンズ各部の屈折度を算出する演算手段とを有
し、屈折度の極地を自動的に認識して該極地位置の屈折
度を表示することを特徴とするレンズ測定装置。