JP2005003656A - オートレンズレンズメータ - Google Patents

Abstract

【課題】現在、眼鏡レンズには多種多様な材料が用いられ、その屈折率も多様化している。最近では非球面レンズも多く使用され、レンズの厚みだけではそのレンズの屈折率が判断できない。一部の光学知識をもつ人はレンズの曲率半径と厚みおよび屈折力から屈折率を電算機などで算出することを行っているが、多くはレンズの屈折率は検者の裁量に頼っている。眼鏡店などでは曲率半径や中心厚みを測定する冶具は所有するが、演算が面倒であるため屈折率を求めることが往々にしてやられていない。
【解決手段】本発明は眼鏡店などで所有するレンズの曲率半径や厚み計を用いて得られるレンズの各面の曲率半径の値と中心厚みの値を容易に入力できる入力手段を有し、その入力値とレンズメータにより測定された屈折力値からレンズの屈折率を演算し、画面に表示するようにした。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光学系における屈折力等の光学特性を測定するレンズメータに関し、さらには被検レンズの屈折率の値を演算する演算機能を有したレンズメータに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、眼鏡レンズにおいては、機能性向上のため、より薄く、またより軽くするため、レンズ素材の高屈折率化が行われている。それによりレンズの屈折力の値により、またフレーム加工後の見栄えなどを考慮し、様々な屈折率の眼鏡レンズ素材が使われている。初めて眼鏡レンズを処方する場合は予め使用するレンズの屈折率はメーカーからのカタログ等でわかるが、買い替えの顧客においては、現在使用しているレンズが、どの様な種類のレンズであるのかを把握することも重要なことになっている。しかし、加工後のレンズはそのレンズの外観を見ただけではその種類を判断することは困難であり、現状ではレンズメータによる屈折力の測定値とフレームの縁部のレンズ厚みなどを考慮して判断せざるを得ないといった状況であり、その判断は大半は検者の裁量によるところが大きい。
この問題に対し、従来より被検レンズの屈折率を求めるレンズメータの提案はいくつかあり、例えば特開平１−１４５５４４では被検レンズを屈折率が既知なシリコン弾性ゴムの様な柔軟で透明な固体で挟んだ状態で測定し、挟まない状態での測定した屈折力値と挟んだ状態で測定した屈折力値の値から被検レンズの屈折率値を求めている。しかし、この方法は弾性材で挟みこんで測定するために被検レンズのアライメントが困難であるという欠点があった。この欠点の対策としてＵＳ特許６１４７７５１が提案された。この例では弾性材で挟み込むという方法は取らず、弾性材の一方の面に薄い透明な板取り付け、もう一方の面に被検レンズを載せてアライメントを行い、屈折力値を測定するもので、被検レンズの外面に接して測定し、さらに被検レンズの内面に接して測定し、この２つの測定値と弾性材のない状態での測定値から屈折率を求めるもので、現在商品化されている。
しかし、これら弾性材を用いた方法は被検レンズの測定時におけるアライメントが難しく、おおよその屈折率は求められるものの正確な屈折率を求めることは困難である。
また一方、特開２０００−１３１１９０では、機械的に被検レンズの外面及び内面の曲率半径と中心厚みを測定する機構を付加したレンズメータを提案しているが、この機構はかなり複雑なものとなり、非常に高価なものにならざるを得ない。
【０００３】
ある程度の光学知識があれば被検レンズの曲率半径と中心厚み及びレンズメータで得られた屈折力値から屈折率を電算機などを用いて算出することも可能ではあるが、複雑な計算をせねばならず、上述のように、多くは検者の裁量に頼っている。眼鏡店などでは、レンズの曲率半径や中心厚みを測定する冶具は所有するが、演算が面倒であるため、屈折率を求めることは往々にしてやられていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、レンズメータに検者が所持するカーブ計や厚み計などで測定した被検レンズの曲率半径及び中心厚みを容易に入力できる入力手段とこの入力手段により入力された被検レンズの曲率半径の値及び中心厚みの値とレンズメータの光学特性測定手段により測定された光学特性値から該被検レンズの屈折率を演算する演算手段を設け、この演算手段により得られた屈折率の値を画面に表示することになり、容易に該被検レンズの屈折率の値を把握できるレンズメータを提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は上述の被検レンズの曲率半径の値や中心厚みの代わりにある特定の屈折率で換算された外面及び内面の面屈折力の値を入力する入力手段を持ち、上記と同様な方法で該被検レンズの屈折率を演算し、表示するオートレンズメータを提供することを目的とする。
【０００６】
さらに、本発明は、表示画面部にタッチパネルを設け、上述の入力手段の入力方法を容易にするオートレンズメータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そして、このような課題を解決するために、本発明の特徴とするところは、検者が所持するカーブ計や厚み計などで測定した被検レンズの曲率半径及び中心厚みを容易に入力できる入力手段とこの入力手段により入力された被検レンズの曲率半径の値及び中心厚みの値とレンズメータの光学特性測定手段により測定された光学特性値から該被検レンズの屈折率を演算する演算手段を設け、この演算手段により得られた屈折率の値を画面に表示するようにしたことである。
【０００８】
また、上述の被検レンズの曲率半径の値や中心厚みの代わりにある特定の屈折率で換算された外面及び内面の面屈折力の値を入力する入力手段を持ち、上記と同様な方法で該被検レンズの屈折率を演算し、表示するようにしたことである。
【０００９】
さらに、表示画面部にタッチパネルを設け、上述の入力手段の入力方法を容易にしたことである。
【００１０】
【作用】
本発明におけるレンズメータは従来の光学特性を測定する測定手段に加え、検者がカーブ計や厚み計などで測定した被検レンズの曲率半径及び中心厚みを入力できる入力手段または／あるいは特定の屈折率で換算された外面及び内面の面屈折力の値を入力する入力手段を持ち、さらにタッチパネルなどで容易に入力できるようにし、これら入力された値と測定した光学特性の値から屈折率を演算する演算手段を設けたことにより、容易に被検レンズの屈折率を求めることができるため、買い替えの顧客に対し、使用されていたレンズの種類の特定が確実にできるようになり、顧客へのレンズの提案も適切にでき、顧客サービスの向上になり得る。また、加工前のレンズの検品にも利用でき、検品作業の効率と正確性の向上にもなり得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、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。
【００１２】
まず、図１には、本発明の一実施形態としての測定光学系の概略構成が示されている。かかる測定光学系は、光源１０によって測定光が発せられ、略一方向に集光されて投射されるようになっている。そして、この光源１０の投射光学系としてのコリメートレンズ１６が、測定光束１２の光軸１４に対して同軸的に配置されており、光源１０からの測定光がこのコリメートレンズ１６を透過することによって、測定光束１２が略平行光線とされるようになっている。更に、コリメートレンズ１６の先には、被検レンズ１８がレンズ受５で支持され、測定光束１２の光軸１４と略同軸的に配置され得るようになっている。そして、測定光束１２が、略平行光線とされた後、被検レンズ１８に透過するようになっている。また、被検レンズ１８を透過した測定光束１２の光軸上には集光レンズ２０と結像レンズ２２が、互いに離間して配置されており、更に、結像レンズ２２の先には、測定光束１２の光路上で結像レンズ２２から離間して受光素子２４が配置されている。そして、被検レンズ１８を透過した測定光束１２が集光レンズ２０で集光された後、結像レンズ２２により、受光素子２４に導かれるようになっている。また、集光レンズ２０と結像レンズ２２によって、受光素子２４の受光面が被検レンズ１８に対して共役とされており、被検レンズの一定位置に入射された測定光が、被検レンズ１８の屈折力等に関わらず、受光素子２４の受光面における一定位置に導かれるようになっている。
【００１２】
要するに、本実施例の測定光学系においては、被検レンズ１８を挟んで光軸方向両面で対抗位置するようにして、光源１０と受光素子２４が配設されており、光源１０にて発せられた測定光束１２がコリメートレンズ１６を経て被検レンズ１８に投射され、被検レンズ１８を透過した後、集光レンズ２０と結像レンズ２２を経て、受光素子２４に導かれ、図７に示されている如く、光電変換素子２６ａ〜ｄ（受光点）によって、電気信号として検出されるようになっているのである。
【００１３】
なお、本実施形態では、図７に示されている如く、受光素子２４の受光面上において、正方形の四隅にそれぞれ光電変換素子（受光点）２６ａ、２６ｂ、２６て、かかる受光素子２４は、４つの光電変換素子２６ａ〜ｄから成る正方形の中心が、測定光束１２の光軸１４上に位置するようにして、受光面が光軸１４に対して垂直に配されており、各光電変換素子２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの位置は、受光面における光検知点とされている。
【００１４】
さらに、測定光束１２の光路上には、集光レンズ２０と結像レンズ２２の間に位置して、回転チョッパとしての円形平板形状を有する回転板３２が、光路に対して垂直な方向に配設されている。この回転板３２は、駆動モータ２８によって、測定光束１２の光軸１４に対して平行に偏倚した回転軸３０の回りに回転駆動されるようになっている。また、かかる回転板３２は、回転軸３０の回りの回転運動に伴って、測定光束１２を遮断し得るエッジ部を有しており、回転軸３０の回りの回転によって測定光束１２、ひいては受光素子２４への入射光が断続されるようになっている。
【００１５】
特に、本実施形態では、図８に示される如く、円板形状の回転板３２に対して、それぞれ、光路と交差する位置において、略扇形状の窓部３４が、周方向に互いに９０°ずつ隔たって形成されている。また、これら窓部３４の周方向両側エッジ部３６、３８は、何れも数学的に既知の形状とされており、特に本実施形態では、何れのエッジ部３６、３８も、測定光束１２の光軸１４との交差点の軌跡としての一円周４０に対する交差角度：α、βが、４５°となるように設計されている。更にまた、回転板３２の外周部には、エッジ部３６、３８の周方向の基準位置を与えるためのスリット４２ａ、４２ｂが形成されている。そして、本実施形態では、かかる回転板３２が、集光レンズ２０から受光素子２４側に、集光レンズ２０の焦点距離だけ隔たった位置に配設されている。
【００１６】
このような構造とされたレンズメータでは、被検レンズが光路上に配設された場合に、この被検レンズ１８において、共役となる受光素子２４の各受光点２６ａ〜ｄに対応した各点を透過した光が、被検レンズ１８の有する屈折力特性（球面度数、円柱度数等の光学特性）に応じて屈折することにより、回転板３２の配設面上での位置が変位せしめられることとなる。それ故、被検レンズ１８の各点を透過した光の、回転板３２の配設面上における位置の変位量と変位方向を測定することによって、それら値から、被検レンズ１８の光学特性を求めることができるのである。そこにおいて、回転板３２の配設面上における透過光の変位量と変位方向は、回転板３２のエッジ部３６、３８による断続位置を、その基準位置からの回転角度の変位量として、受光素子２４の各光電変換素子２６ａ〜ｄで検出することによって知ることができることから、それら光電変換素子２６ａ〜ｄの出力信号と、スリット４２ａ、４２ｂを利用した光電スイッチ等の基準位置センサ４４によって得られる回転板３２の基準位置信号を、マイクロコンピュータ等で構成される演算処理装置４６に入力し、予め設定されたプログラムに従って演算処理を行うことにより、目的とする被検レンズ１８における球面度数、円柱度数等の光学特性を得ることができるのである。尚、かかる光電変換素子２６ａ〜ｄの出力信号に基づいて被検レンズ１８の球面度数、円柱度数等の光学特性を求めるための演算方法は、特開平５−２３１９８５等に記載されていることから、ここでは詳述を避ける。
【００１７】
装置の外観を図２に示す。上記の方法により得られた被検レンズの光学特性の値はスイッチ５０により本体内のメモリーに記憶する。記憶した後、検者は表示画面５７下のシートスイッチ５１を押すと表示画面が変わり、測定用の画面表示６０から屈折率演算用画面６１に切り替わるとともに図４のようにスイッチの機能も切り替わるようになっている。画面６１には被検レンズの外面曲率半径の値と内面曲率半径の値及び中心厚みの値が入力できるように表示されている。そこで、検者は測定し終えた被検レンズの外面及び内面の曲率半径と中心厚みを所持するカーブ計と厚み計などで測定し、その値を表示画面下のシートスイッチを用いて入力する。この例ではスイッチ５１は入力する値を選択するもので、スイッチ５２，５３は実際に値を入力するために用いる。この例ではスイッチ５２を押すと値は増加し、スイッチ５３を押すと逆に値が小さくなるようになっている。検者はスイッチ５１とスイッチ５２及び５３を用いて先に測定した曲率半径と中心厚みの値を入力する。入力が終了したら、スイッチ５４を押す。スイッチ５４を押すと入力された曲率半径の値及び中心厚みの値と先に記憶した被検レンズの光学特性の値と用いて、レンズメータ本体内部の演算手段により屈折率を演算し、図４のように表示画面に表示する。
【００１８】
上述における屈折率を求める演算に関しては、被検レンズの屈折力（レンズメータの測定値）をＰ（１／ｍ）、外面（通常凸面）の曲率半径をｒ１（ｍ）、内面（通常は凹面）の曲率半径をｒ２（ｍ）、中心厚みをｔ（ｍ）、求める屈折率をｎとすると、
Ｐ＝Ｄ１／（１−ｔ・Ｄ１／ｎ）＋Ｄ２ ・・・（１）
ここで、Ｄ１＝（ｎ−１）／ｒ１
Ｄ２＝（１−ｎ）／ｒ２
が成立するので、Ｐ、ｒ１、ｒ２、ｔを式（１）に代入することにより被検レンズの屈折率ｎを求めることができる。
【００１９】
前事例は被検レンズの曲率半径と中心厚みの値を用いたが、通常販売されているカーブ計は予め決まった屈折率ｎｅ（例えばｎｅ＝１．５２３）で換算した面屈折力（１／ｍ）を表示するものが多い。この値から曲率半径を求めることも可能ではあるが、面倒である。そのような場合は、外面の面屈折力値（カーブ計の読み）をＤｆ（１／ｍ）、内面の面屈折力値（カーブ計の読み）をＤｂ（１／ｍ）、カーブ計で用いられている基準の屈折率（通常は１．５２３）をｎｅ、被検レンズの屈折力（レンズメータの測定値）をＰ（１／ｍ）とし、求める被検レンズの屈折率をｎとすると、
ｎ＝１＋（ｎｅ−１）・（Ｄｆ＋Ｄｂ）／Ｐ ・・・（２）
が成立するので、Ｐ、Ｄｆ、Ｄｂ、ｎｅを式（２）に代入することにより、被検レンズ屈折率ｎを求めることができる。この場合は、図５の入力画面となり、前事例と同様に、Ｄｆ、Ｄｂ及びｎｅをスイッチ５１〜５３を用いて入力し、スイッチ５４を押すことにより、被検レンズの屈折率を画面に表示する。
【００２０】
前２事例における各値の入力操作は表示画面の下に配置されたスイッチを用いたが、この方法では３つのスイッチを用いての方法となり、入力に非常に面倒な操作が必要になる。図６は前事例のシートスイッチの代わりに表示画面にタッチパネルを取り付け、値を入力するときは、図中に示すように、画面にキーボードを表示し、入力作業を非常に容易にした例である。
【００２１】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施形態が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明のレンズメータによれば、従来の光学特性を測定する測定手段に加え、検者がカーブ計や厚み計などで測定した被検レンズの曲率半径及び中心厚みを入力できる入力手段または／あるいは特定の屈折率で換算された外面及び内面の面屈折力の値を入力する入力手段を持ち、さらにタッチパネルなどで容易に入力できるようにし、これら入力された値と測定した光学特性の値から被検レンズの屈折率を容易に求めることができるため、買い替えの顧客に対し、使用されていたレンズの種類の特定が確実にできるようになることから、顧客に対し適切なのレンズの提案ができ、顧客サービスの向上になり得るのである。また、加工前に入手したレンズの検品にも利用でき、検品作業の効率と正確性の向上にもなり得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての測定光学系の概略構成を示した図である。
【図２】本実施形態での外観図である。
【図３】本実施形態での光学特性測定時の表示画面である。
【図４】本発明の一実施形態としての入力画面とシートスイッチを示した図である。（例１）
【図５】本発明の一実施形態としての入力画面とシートスイッチを示した図である。（例２）
【図６】本発明の一実施形態としてのタッチパネルを利用した場合の表示画面を示した図である。
【図７】図１で示された測定光学系で採用されている受光素子の正面図である。
【図８】図１で示された測定光学系で採用されている回転板の正面図である。
【符号の説明】
１０ 光源
１２ 測定光束
１８ 被検レンズ
２４ 受光素子
２６ 光電変換素子（受光点）
３２ 回転板
５０ スイッチ（記憶用）
５１〜５５ シートスイッチ
５７ 表示画面
６０ 測定時の表示画面
６１ 入力時の表示画面

Claims (3)

1. 発光手段から投射されてレンズ受上に載置される被検レンズを透過せしめた測定光束を光電変換型の受光手段で検出し、該検出値に基づいて前記被検レンズの光学特性を測定するレンズメータにおいて、前記被検レンズの光学特性を測定する測定手段と、該測定手段より得られた光学特性値を記憶する記憶手段と、前記被検レンズの外面及び内面の曲率半径の値と前記被検レンズの中心厚みの値を入力する入力手段と、該入力手段により入力された前記被検レンズの曲率半径及び中心厚みの値と前記記憶手段により記憶された光学特性値から前記被検レンズの屈折率を求める演算手段と、該演算手段から求めた屈折率の値を表示する表示手段を有することを特徴とするレンズメータ。
2. 発光手段から投射されてレンズ受上に載置される被検レンズを透過せしめた測定光束を光電変換型の受光手段で検出し、該検出値に基づいて前記被検レンズの光学特性を測定するレンズメータにおいて、前記被検レンズの光学特性を測定する測定手段と、該測定手段より得られた光学特性値を記憶する記憶手段と、前記被検レンズの外面及び内面においてある特定の屈折率で換算された外面及び内面屈折力値を入力する入力手段と、該入力手段により入力された前記被検レンズの外面及び内面の屈折力値と前記記憶手段により記憶された光学特性値から前記被検レンズの屈折率を求める演算手段と、該演算手段から求めた屈折率の値を表示する表示手段を有することを特徴とするレンズメータ。
3. 請求項１及び請求項２のレンズメータにおいて前記入力手段は表示画面上に設けられたタッチパネルにより入力することを特徴とするレンズメータ。

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