JP2004301817A

JP2004301817A - レンズメータ

Info

Publication number: JP2004301817A
Application number: JP2003128489A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Suzuki; 敏行鈴木
Original assignee: Tomey Corp
Current assignee: Tomey Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】被検レンズの後側屈折力を測定するレンズメータにおいて、真の屈折力とレンズ形状因子を求め、被検レンズの形状をも同時に測定できるレンズメータを提供する。
【解決手段】装置光軸上から変位した位置にあり、集光レンズ４の焦点位置面に置かれた複数の光源３をもち、被検レンズ１に複数方向から平行光束を入射するように設定された投光系をもつレンズメータで、それぞれの光束を受光素子９に導き、そこからの信号から、被検査レンズの焦点距離（屈折力）とレンズ形状因子を処理系１０により計算する。レンズ形状因子は被検レンズの、前面曲率半径、厚み、屈折率から成り立っている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、眼科／眼鏡分野における眼鏡レンズ、コンタクトレンズ等の屈折力を測定するレンズメータに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
眼科、眼鏡分野においては、眼鏡レンズ、コンタクトレンズの屈折力（焦点距離）を測定する装置としてレンズメータがあった。これは被検レンズを装置のレンズ置き台にのせ、平行光束を照射し、レンズ透過後の焦点位置を測定し屈折力を計算するものである。しかしながら、従来のレンズメータでは、測定できるのは後側焦点距離をもとにした屈折力であり、厚みのあるレンズの真の焦点距離あるいは屈折力は測定ができず、焦点距離を測定するためにはコリメータを内蔵した大型の焦点距離測定装置等を利用する方法が一般的であった。
【０００３】
また、累進多焦点レンズ等の形状が複雑なレンズに関しては、測定位置の検出には、後側屈折力をもとにしたレンズ屈折力定数（Ｓ：球面屈折力、Ｃ：柱面屈折力、Ａ：軸角度、Ｐ：プリズム量）あるいは、測定光束の歪み量から計算することが一般的であった。しかしながらこれらは、レンズの形状変化をもとめることはできなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレンズメータでは、被検レンズに垂直に平行光束を入射させるため、後側焦点距離と真の焦点距離との差、すなわち、主点位置とレンズ球面との差の分（以後、この長さを“後側焦点差”と呼称する）が分離できず、そのためレンズ後側球面と焦点位置との距離（後側焦点距離）のみが測定可能量であった。本発明は、レンズメータにおいて今まで不可能だった厚みのあるレンズの真の屈折力を測定可能とし、同時に被検レンズの形状因子を求め、累進多焦点レンズ等の測定に極めて有益な情報を与えるレンズメータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
被検レンズに測定光軸に対して斜め方向から複数の平行光束の照射する手段と、それぞれの光束の透過後の焦点位置を測定する測定手段とを有し、得られた測定値から被検レンズの屈折力とレンズ形状因子を計算する演算手段を有したレンズメータであり、演算結果は選択的に表示できる手段も有する。また、レンズ形状因子が、被検レンズの表面曲率半径、厚み、屈折率からなるレンズ固有定数であることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
従来のレンズメータでは、被検レンズに垂直に平行光束を入射させるため、被検レンズの主点位置を知ることができず、真の焦点距離を測定できなかったのであるが、本発明の斜め方向からの光線を追加することにより、“後側焦点差”の長さの分でレンズ透過後の光線に偏向角の差が生じるのである。この光線の偏向角の差が、対物レンズ上での結像位置の違いとなって現れ、この差を測定することで真の焦点距離が計算できるのである。
【０００７】
また、この後側焦点差は、幾何光学では、レンズ頂点と主点との間隔に相当し、レンズ公式よりレンズ形状因子Ｑは下記関係式で示される。
Ｑ＝（ｎ−１）・ｔ／（ｎ・ｒ１）‥‥‥‥‥‥（１）
ここに、ｎ、ｒ１、ｔはそれぞれ被検レンズの屈折率、前面曲率半径、厚みに相当し、同一レンズ内（ｎ：一定）では厚みと前面カーブによって変化する量である。このＱ値を求めることによりレンズの形状変化がわかるのである。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はその実施例のひとつを図示したもので、１は被検レンズの設定位置、２は従来の屈折力測定用光源、３は形状を求めるための斜め方向の光束用の光源、４は集光レンズで、本実施例では、２，３の光源はこの集光レンズの焦点位置に置かれている。６は対物レンズ、７は測定用の回転チョッパーを、８は結像レンズを表し、１面と共役な位置に受講素子９が置かれる。１０は受講素子からの信号の処理部、表示部であり、これは１２の光電素子からのチョッパー信号と同期して種々の値を演算する。
【０００９】
図２は９の本実施例での受講素子の平面図であり、中心と周辺４箇所に受光点９０及び９Ａから９Ｄが配置されている。求める値はＳ，Ｃ、Ａの３つであるためこの受光点は最低３つあればよい。また図３は図２から中心９０がない場合の例である。
【００１０】
図４は、厚みのあるレンズをレンズ置き台にのせた時の斜め光線の軌跡をあらわしたものであり、平行光束αが被検レンズに入射後、ノーズピース面で光軸からｈの高さで透過した光が角度βで屈折していく様子を示している。これはｃの長さの“後側焦点差”と被検レンズの屈折力により、屈折角がαからβへ変化することを示している。このαとβの比から被検レンズの真の焦点距離Ｆと後側焦点距離Ｆ１を求める方法は、特願２００１−３３８６０８に詳しく述べられているためここでは説明を省く。なお、先の特願の明細書には、傾きαで入射した光線がｈ＝０で角度βに変化する場合を記述しているが、その場合の受光素子は図２で示された形になっている。このｈはゼロでなくとも有限長さをもてば成り立つことはもちろんであり、この場合は図３で示された受光素子を使用する。ｈ＝０の場合は単にｃの値のみで変化するが、ｈ＝ｈの場合は、ｃとレンズの屈折力の２つの要素から計算できるのが違いである。
【００１１】
今、Ｆ１（後側焦点距離）が測定され、既知設定値ｈ、αにおいて、βが測定されたとすると、後側焦点差ｃは下記の式で示される。
ｃ＝（Ｆ１・（β−α）−ｈ）／α‥‥‥‥（２）
このｃ値が計算された後、レンズ形状因子Ｑは次のように計算される。
Ｑ＝ｃ／（Ｆ１＋ｃ）‥‥‥‥‥‥‥‥（３）
この（３）式のＱ値は、前述（１）で述べたものに等しいのである。
【００１２】
図１は前述のようにこの発明を組込んだレンズメータの実施例の一例であり、この通常の測定方法は特許３１５０４０４号に記載されているので詳述はさける。本発明は上記特許に光源３を複数個集光レンズの焦点面に付加し、通常の屈折力を求めると同時にｃの値を求めるように配置されたものである。この周辺光源の光軸からの変位と集光レンズの焦点距離により、光束の入射角度が決定できる。
【００１３】
【発明の効果】
従来のいかなる型のレンズメータにも、斜め方向からの平行光束入射を付加し、その結像位置を知ることにより、今まで測定できなかった真の焦点距離が測定できるのである。またこれからレンズ形状因子を求めることにより、被検レンズの屈折力だけでなく形状の変化も計算でき、今までできなかった累進多焦点レンズ等の形状の変化を知ることができるのである。これはまた、眼科／眼鏡分野に限らず一般の光学分野でも、簡単に後側屈折力と真の屈折力が、また非球面に対してもその形状の変化が同時に測定できる装置が供給できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例
【図２】中心感度のある受光素子
【図３】中心感度のない受光素子
【図４】本発明の原理説明図
【符号の説明】
１レンズ置き台
２従来の光軸上の光源
３光軸から変位した位置におかれた光源
４集光レンズ
５ノーズピース
６対物レンズ
７回転チョッパー
８結像レンズ
９受光素子
１０処理系及び表示系
１１モーター
１２光電素子

Claims

被検レンズに測定光軸に対して斜め方向から複数の平行光束の照射する手段と、それぞれの光束の透過後の焦点位置を測定する測定手段とを有し、得られた測定値から被検レンズの屈折力とレンズ形状因子を計算する演算手段、及び演算結果の表示手段を有したレンズメータ。
レンズ形状因子が、被検レンズの表面曲率半径、厚み、屈折率からなるレンズ固有定数であることを特徴とした請求項１に記載のレンズメータ。