JP2002277348A - 透過率測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 屈折力を有する光学レンズの透過率を精度よ
く簡易に測定することを可能にする。 【解決手段】 光源１０から出射した測定光Ｌが光検出
手段５０に到達する光路中に被検レンズ３０を介在させ
て測定光Ｌを通過させた場合の光検手段５０による光検
出強度と介在させない場合の光検出手段５０による光検
出強度との比に対応する値から被検レンズ３０の光透過
率を求める透過率測定方法であって、測定光Ｌを被検レ
ンズ３０の配置位置又は被検レンズ３０の近傍に収束さ
せて通過させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、眼鏡レンズその他
の光学レンズの透過率を比較的簡易に測定する透過率測
定方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】眼鏡店等においては、眼鏡レンズの各種
の性能チェックの１つとして、眼鏡レンズの紫外線もし
くは可視光線に対する光透過率をチェックする必要のあ
る場合がある。

【０００３】光透過率を測定する方法としては、光検出
系に積分球を用いて被測定レンズにより測定光の拡散及
び収束等が生じても光検出値に測定誤差がないようにし
て光透過率を正確に測定可能にするものが知られてい
る。しかし、積分球は高価で、眼鏡店などに広く普及さ
せるのは限界がある。

【０００４】そこで、従来から、積分球を用いない簡易
型の透過率測定装置が提案されている。例えば、特開平
１１ー２１１６１７号公報の段落番号［００２７］に
は、被測定物のレンズ度数に応じて、透過率値を補正す
る装置、方法が開示されている。

【０００５】図６は上記特開平１１ー２１１６１７号公
報に記載の方法の原理を説明するための図である。図６
に示されるように、光源１から出射した発散光たる測定
光Ｌは、凸レンズ２によって平行光にされせた後、被検
レンズ３を通過し、干渉フィルタ４を通過し、受光素子
５によって検出される。

【０００６】被検レンズ３がない場合に受光素子５によ
って検出される光検出強度と、被検レンズ３を介在させ
た場合に受光素子５によって検出される光検出強度との
比をとれば、干渉フィルタ４で規制される波長範囲の光
透過率を簡易に求めることができる。

【０００７】上記方法は、測定光をなるべく平行光にし
て受光素子５に入射させるようにしているので、受光素
子での検出精度を比較的良好に維持できる。したがっ
て、比較的良好な精度での光透過率測定が可能である。

【０００８】また、別の方法として、図６に示される例
から凸レンズ２を除去し、代わりにピンポール７を設け
て必要な光束だけを制限して被検レンズ３に送るように
した図７に示される方法もある。さらには、図７に示さ
れる方法において、干渉フィルタ４と受光素子５との間
に凸レンズ６を設けて被検レンズ３を通過後の測定光を
収束させて受光素子５に入射させるようにした図８に示
される方法もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の透過率測定方法は、透過率を非常に簡易に測定するこ
とはできるが、被検レンズの屈折度数が大きくなるにつ
れてどうしても誤差が大きくなるという問題があった。

【００１０】本発明者の研究によれば、上記誤差が大き
くなる原因は、以下の理由によることが解明された。す
なわち、まず、レンズパワーが異なるレンズでは裏面及
び表面のレンズ曲面カーブが異なる。ここで、従来の方
法は、被検レンズを通過する測定光の光束の断面積が比
較的大きい。したがって、その断面積の各位置では曲面
カーブが異なっており、それら各位置を通過する光線に
異なる屈折作用を与える。しかも、各位置でのレンズの
厚さも異なる。そして、それらの作用がレンズ度数の異
なるレンズ間では互いに異なることになる。その結果、
光検出器の光検出領域に入射する測定光の入射面積、入
射位置、入射方向及び光量が被検レンズの度数の相違に
よって異なり、それによる光量測定誤差が生ずることが
考えられる。

【００１１】すなわち、例えば、フォトダイオード等の
光検出器では、光検出面の光検出感度が光検出領域全体
で必ずしも均一でない。つまり、場所が違えば感度も異
なるという、感度の場所ムラがある。このため、測定の
たびに入射位置が異なると、それによる測定誤差が生ず
ることになる。上述の従来の透過率測定方法は、測定光
の光束の断面積や方向が被検レンズの度数によって大き
く変化しやすいものである。その結果、被検レンズの度
数が違うと、測定光の光検出器への入射位置が大幅に異
なってしまい、それによる誤差が生ずるものと考えられ
る。

【００１２】また、この種のフォトダイオード等の光検
出器では、検出感度が測定光の光検出面への入射角度に
少なからず依存する。すなわち、感度に入射角度依存性
がある。上述の従来の透過率測定方法は、測定光の束を
構成する各光線が被検レンズの種々の局面形状の部位を
通過することになり、それぞれ屈折される。被検レンズ
の度数が違えば、それぞれの光線の屈折の度合が相違す
る。その結果、測定光のそれぞれの光線の光検出器への
入射角度が異なってしまい、測定誤差も生ずるものと考
えられる。

【００１３】さらに、被検レンズの度数が異なると、測
定光の束が通過するレンズのトータルの厚さも異なって
くるので、測定光の光束の断面積が比較的大きくかつ度
数の違いも大きい場合には、光の減衰量の違いも無視で
きなくなって、測定誤差が生ずるものと考えられる。

【００１４】それゆえ、測定誤差を小さくするために、
特開平１１ー２１１６１７号公報に開示されている透過
率測定装置では、被測定物のレンズの透過率値を得るに
は、被測定物のレンズ度数を知る必要があり、簡易性が
かなり損なわれている。

【００１５】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、屈折力を有する光学レ
ンズの透過率を安価でしかも精度よく簡易に測定するこ
とを可能にする透過率測定方法及び装置を提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として、本発明者は、光源から出射した測定光
が光検出手段に到達する光路中に被検レンズを介在させ
て測定光を通過させた場合の光検手段による光検出強度
と介在させない場合の光検出手段による光検出強度との
比に対応する値から前記被検レンズの光透過率を求める
透過率測定方法であって、前記測定光を前記被検レンズ
の配置位置又は被検レンズの近傍に収束させて通過させ
ることを特徴とする透過率測定方法を見出した。また、
本発明者は、測定光を出射する光源と、この測定光を検
出する光検出器と、前記光源と前記光検出器との間に設
けられて被検レンズを着脱自在に保持する被検レンズ保
持装置とを備えた透過率測定装置であって、前記測定光
を前記被検レンズの配置位置又は被検レンズの近傍に収
束させる第１の収束レンズを有することを特徴とする透
過率測定装置を見出した。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態にかか
る透過率測定装置の要部を示す図、図２は図１の一部拡
大図である。以下、これらの図面を参照にしながら本発
明の実施の形態にかかる透過率測定装置及び透過率測定
方法を説明する。

【００１８】実施の形態にかかる透過率測定装置は、測
定波長のみが異なる同じ光学系からなる透過率測定装置
が２台併設されてなるもので、図１はそのうちの１台の
光学系のみを示し、他の１台の図示は省略している。

【００１９】図１において、光軸Ｏを共通にして、図中
左側から順に、光源１０、ピンホール板１１、ボールレ
ンズ２０、被検レンズ保持装置３１、干渉フィルタ４
０、半球レンズ６０、受光素子５０が設けられている。

【００２０】光源１０は、測定光Ｌを出射するもので、
測定目的の波長の光を多く含む光を出射する発光体が用
いられる。この実施の形態の装置は、２台の透過率測定
装置を併設することによって、波長３８０ｎｍと５５０
ｎｍの２波長の光透過率の測定を行うことを目的として
いる。このため、２台のうちの一方の透過率測定装置に
おいては、光源１０として、出射光の波長を横軸に強度
を縦軸にとったグラフにおいて波長が３９０ｎｍに強度
ピークを有する光を出射する冷陰極管を使用する。ま
た、他方の透過率測定装置においては、光源１０とし
て、出射光の波長を横軸に強度を縦軸にとったグラフに
おいて波長が５４５ｎｍに強度ピークを有する光を出射
する冷陰極管を使用している。勿論、光源１０として
は、ブラックライト、蛍光灯、白熱ランプ等でもよい。

【００２１】ピンホール板１１は、光軸Ｏ上に形成され
るピンホール１１ａによって、光源１０から出射された
測定光Ｌの光束を絞るものである。また、ボールレンズ
２０は、ピンホール１１ａによって絞られた測定光を入
射してほぼ被検レンズ３０の光源側表面にピンホール像
を結像させるためのものである。

【００２２】なお、ピンホール板１１は所定の厚さを有
するもので構成されており、ピンホール１１ａが光軸Ｏ
方向に所定の奥行きを有するように構成されている。こ
れにより、必要でない光束をカットする役割も同時に持
たせている。また、ボールレンズ２０（第１の集束レン
ズ）は、必ずボールレンズなければならないというもの
ではない。この代わりに凸レンズ等の収束作用を有し、
測定光Ｌを所定位置に収束させることができるものであ
ればよい。

【００２３】被検レンズ保持装置３１は、被検レンズ３
０を着脱自在に保持するものである。この場合、図２に
示されるように、被検レンズ３０を保持した状態で、ボ
ールレンズ２０による測定光Ｌの収束点Ｐがほぼ被検レ
ンズ３０の光源側の表面に位置するように構成されてい
る。なお、収束点Ｐは、被検レンズ３０の光源側の表面
に位置するのが望ましいが、表面から外れてもその近傍
であればよい。

【００２４】干渉フィルタ４０は、測定目的の波長付近
の光のみを透過させるフィルタである。実施の形態で
は、測定目的の波長が３８０ｎｍと５５０ｎｍの２波長
なので２台の透過率測定装置のうちの一方の装置には、
波長３８０±５ｎｍの干渉フィルタを、もう一方の装置
には波長５５０±１０ｎｍの干渉フィルタをそれぞれ使
用している。勿論、干渉フィルタ４０は、測定波長に応
じて適宜選定されるべきものである。

【００２５】半球レンズ６０（第２の収束レンズ）は、
測定光Ｌの光束を受光センサ５０に集光させるためのレ
ンズである。前記ボールレンズ２０と同様、必ずしも半
球レンズである必要はなく、凸レンズ等の収束作用を得
られるものであればよい。これにより、測定光Ｌの全て
を受光素子５０の最適受光領域に入射させるようにし
て、受光素子５０のＳ／Ｎ比を高めることにより測定誤
差の低減を図っている。

【００２６】受光素子５０（光検出器）は、測定光Ｌの
光束を検出し、その光量に対応する電圧を出力する光電
センサが用いられる。本実施の形態では、フォトダイオ
ードを用いている。なお、受光素子５０としては、受光
面に照射される光エネルギーをその強度に応じた電気エ
ネルギーに変換するものであればよく、フォトトランジ
スタやＣｄＳセル等の他の光検出器でもよい。

【００２７】上述の透過率測定装置においては、被検レ
ンズ保持装置３１に被検レンズ３０を保持したときにお
ける受光素子５０の出力電圧もしくは電力と、被検レン
ズ３０を保持しないときにおける受光素子５０の出力電
圧もしくは電力とを求め、両者の比を求めることによっ
て、透過率を求めることができる。

【００２８】図３は上記実施の形態および従来の方法に
かかる透過率測定装置の測定精度を示すグラフである。
図３のグラフは、レンズ度数の異なる各種の眼鏡レンズ
を被検レンズとし、この被検レンズの各透過率を積分球
を用いた高精度の分光光度計を用いて測定した値を透過
率真値とし、本実施の形態の装置で測定した透過率と上
記透過率真値との差ａと従来の方法の装置により測定し
た透過率と上記透過率真値との差ｂを「透過率真値との
差」（単位；％）として縦軸にとり、横軸に各被検レン
ズの度数（単位；Ｄジオプトリー）をとったものであ
る。

【００２９】図３のグラフから明らかなように、従来の
方法による透過率測定装置の透過率真値との差ｂは、プ
ラス度数レンズの場合は透過率真値より高めに、マイナ
ス度数レンズの場合は透過率真値より低めに測定される
が、本実施の形態の装置で測定した透過率真値との差ａ
は、レンズ度数が大きく異なるレンズを測定しても積分
球を用いた高精度の分光光度計を用いて測定した値と極
めて近い測定値が得られ、高精度の測定が可能であるこ
とが分かる。このような精度は、従来のこの種の簡易型
の透過率測定装置では到底得ることのできなかったもの
である。

【００３０】このような結果が得られたのは、測定光を
被検レンズの近傍に収束させて通過させることによっ
て、受光素子５０の光検出領域に入射する測定光の入射
面積を被検レンズのレンズ度数が異なっても略一定にす
ることが可能になったためと考えられる。

【００３１】測定光を被検レンズの近傍に収束させて通
過させることによって、被検レンズを通過する測定光の
光束の断面積を著しく小さくする。さらに、収束点を被
検レンズの光源側の表面に位置させることによって、被
検レンズを通過する測定光の光束の断面積を一定に近づ
ける。これによって、レンズ度数の違い（曲面カーブの
相違）に起因する入射光線の位置、方向、並びに、被検
レンズによる光量減衰等の違いによる測定誤差を著しく
軽減しているものと考えられる。

【００３２】図４及び図５は本発明の実施の形態にかか
る透過率測定装置の変形例を示す図である。図４に示す
例は、図１に示す装置から干渉フィルタ４０と半球レン
ズ６０とを取り除いたものである。また、図５に示す例
は、図１に示す装置から半球レンズ６０のみを取り除い
たものである。目的によっては、これら変形例の装置に
よっても十分な測定を行なうことができる。即ち、受光
素子５０における測定光の入射面積が、被測定物である
レンズのレンズ度数が異なっても、略一定となるよう
に、測定光を被検レンズの近傍に収束させて通過させる
構成であれば、図４及び図５に示す変形例の構成であっ
ても本願の目的を達成することが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる透
過率測定方法及び装置は、光源から出射した測定光が光
検出手段に到達する光路中に被検レンズを介在させて測
定光を通過させた場合の光検手段による光検出強度と介
在させない場合の光検出手段による光検出強度との比に
対応する値から前記被検レンズの光透過率を求める透過
率測定方法であって、前記測定光を前記被検レンズの配
置位置又は被検レンズの近傍に収束させて通過させるこ
とを特徴とするもので、これにより屈折力を有する光学
レンズの透過率を安価でしかも精度よく簡易に測定する
ことを可能にしているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態にかかる透過率測定装置
を示す図である。

【図２】 図１の一部拡大図である。

【図３】 実施の形態にかかる透過率測定装置の測定精
度を示すグラフである。

【図４】 実施の形態にかかる透過率測定装置の変形例
を示す図である。

【図５】 実施の形態にかかる透過率測定装置の変形例
を示す図である。

【図６】 従来の透過率測定方法を示す図である。

【図７】 従来の透過率測定方法を示す図である。

【図８】 従来の透過率測定方法を示す図である。

【符号の説明】 １，１０…光源、２…凸レンズ、３，３０…被検レン
ズ、４，４０…干渉フィルタ、５，５０…受光素子、
７，１１…ピンホール板、２０…ボールレンズ、３１…
被検レンズ保持装置、６０…半球レンズ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 AA04 AA05 BA20 CB31 CB43 CC26 CC31 CD13 CD24 2G086 HH07 2H006 DA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射した測定光が光検出手段に
   到達する光路中に、被検レンズを介在させて測定光を通
   過させた場合の光検出手段による光検出強度と、被検レ
   ンズを介在させない場合の光検出手段による光検出強度
   との比に対応する値から前記被検レンズの光透過率を求
   める透過率測定方法であって、 前記測定光を前記被検レンズの配置位置又は被検レンズ
   の近傍に収束させて通過させることを特徴とする透過率
   測定方法。
2. 【請求項２】 前記測定光の収束位置が前記被検レンズ
   の光源側の表面であることを特徴とする請求項１に記載
   の透過率測定方法。
3. 【請求項３】 測定光を出射する光源と、この測定光を
   検出する光検出器と、前記光源と前記光検出器との間に
   設けられて被検レンズを着脱自在に保持する被検レンズ
   保持装置とを備えた透過率測定装置であって、 前記測定光を前記被検レンズの配置位置又は被検レンズ
   の近傍に収束させる第１の収束レンズを有することを特
   徴とする透過率測定装置。
4. 【請求項４】 前記第１の収束レンズは、前記測定光を
   前記被検レンズの光源側の表面に収束させるものである
   ことを特徴とする請求項３に記載の透過率測定装置。
5. 【請求項５】 前記被検レンズ保持装置と前記光検出器
   との間に、測定光を収束させて前記光検出器に入射させ
   る第２の収束レンズを有することを特徴とする請求項３
   又は４に記載の透過率測定装置。
6. 【請求項６】 前記測定光の光路中に特定の波長領域の
   光を主として通過させる干渉フィルタを有することを特
   徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の透過率測定装
   置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の透過率測定装置を複数
   備え、複数の特定波長領域の透過率を測定可能にしたこ
   とを特徴とする透過率測定装置。