JP2006084405A

JP2006084405A - レンズメータ

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Publication number: JP2006084405A
Application number: JP2004271460A
Authority: JP
Inventors: Masateru Kunii; 正輝國井
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-03-30
Also published as: CN100442040C; KR100741363B1; CN1749725A; KR20060051376A

Abstract

【課題】レンズメータにおいて、光源からの光の受光光量を適切に調整して、被検レンズの屈折特性の測定精度を向上させる。
【解決手段】ＬＥＤ１３（光源）から出射した出射光束を被検レンズＬに投光し、被検レンズＬを透過した透過光をＣＣＤイメージセンサ１１によって検出することにより、被検レンズＬの屈折特性を測定するレンズメータ１００において、ＬＥＤ１３の点灯時間を、ＣＣＤイメージセンサ１１を駆動するＣＣＤ駆動回路１９のクロック信号（駆動信号）によって制御する演算制御回路２４（光量制御手段）を備える。
【選択図】図３

Description

本発明はレンズメータに関し、詳細には、ＣＣＤイメージセンサによって光量分布を検出するレンズメータの光源の点灯動作の改良に関する。

従来より、レンズメータは、光源から出射した光束を被検レンズに投光し、この被検レンズを透過した光の光量分布を光検出手段によって検出し、その検出結果に基づいて、レンズの屈折特性を測定している。

ここで、光検出手段としてはＣＣＤイメージセンサが用いられ、光源としては主として発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。

ところで、レンズメータによる被検レンズの屈折特性の測定は、前述したようにＣＣＤイメージセンサによって検出された光量分布（受光光量分布）に基づいて行われるが、この受光光量分布がＣＣＤイメージセンサのダイナミックレンジ（検出可能光量範囲）の全範囲に分布するように、受光光量を調整するのが好ましい。

すなわち、例えばＣＣＤイメージセンサのダイナミックレンジが、図７に示すように０から２５５であるとき、受光光量分布の受光最大光量が同図（ａ）に示すようにダイナミックレンジに一致すれば階調分解能が最も有効に高くなり、屈折特性を精度よく算出することができるが、これに対して同図（ｂ）に示すようにダイナミックレンジを下回れば階調分解能が低下するため、屈折特性の算出精度が低下する。したがって、このような調整状態のときは、受光光量が増大するように受光光量を調整する。

また、同図（ｃ）に示すように、受光最大光量がダイナミックレンジの最大値２５５を大幅に上回るような調整状態においては、ダイナミックレンジの最大値を超えた受光光量は最大値で飽和（サチレート）したデータ値となるため、このサチレートしたデータの数（画素数）を適当な閾値（例えば、数値１００）と比較して、サチレートしているデータ（データ値が２５５）の数が１００個以上となったときは、受光光量を低下させるように調整すればよい。

そして、ＣＣＤイメージセンサの受光光量を調整する方法としては、例えば、光源の発光光量を一定としつつ、ＣＣＤイメージセンサの受光時間を延長または短縮する方法がある。

しかし、レンズメータによる測定対象の被検レンズは、屈折特性がそれぞれ異なるため、受光光量を一定にするための受光時間は、被検レンズごとに異なる。そして、レンズメータによる測定の段階では、その被検レンズの屈折特性は未知であるため、被検レンズに実際に光を照射して透過光を受光してみなければ分からない。

したがって、受光量の分布をＣＣＤイメージセンサのダイナミックレンジに合致させた上で屈折特性を求めるためには、この屈折特性を求めるための受光（本受光）の前に、受光量の分布をＣＣＤイメージセンサのダイナミックレンジに合致させるための受光（予備受光）を行う必要がある。

そこで、受光時間を試行錯誤的に変化させて得られた予備受光の結果に基づいて、最適な受光時間による本受光を行えばよく、受光時間の調整は、ＣＣＤイメージセンサが備える電子シャッタによる開放時間（リセット周期；概ね１／６０秒〜１／１００００秒程度）によって粗い開放時間を設定し、この開放時間の範囲で、光源の点灯時間を調整することによって行われている（特許文献１等）。
特開平１１−３２６１２５号公報

しかし、上述した従来のレンズメータは、光源の点灯時間の調整可能範囲が比較的粗いため、より精度の高い調整が求められていた。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、光源の点灯時間の調整精度を飛躍的に向上させて、被検レンズの屈折特性の測定精度を向上させることができるレンズメータを提供することを目的とする。

本発明に係るレンズメータは、光源から出射した出射光束を被検レンズに投光し、前記被検レンズを透過した透過光をＣＣＤイメージセンサによって検出することにより、前記被検レンズの屈折特性を測定するレンズメータにおいて、前記光源の点灯時間を、前記ＣＣＤイメージセンサの駆動信号と同期して制御する光量制御手段を備えたことを特徴とする。

ここで、光源としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等を適用することができる。また、ＣＣＤイメージセンサの駆動信号とは、例えばＣＣＤイメージセンサの動作クロック信号（転送クロック信号、特に水平転送クロック信号等）である。

光量制御手段は、例えばＣＣＤイメージセンサの駆動信号として動作クロック信号を適用したときは、クロックカウンタにより動作クロックを計数し、この計数値に応じて光源の点灯時間を制御すればよい。

このように構成されたレンズメータによれば、ＣＣＤイメージセンサは、周知の通り各画素に蓄積された電荷を、駆動信号によって画素ごとに順次転送するため、光量制御手段が、光源の点灯時間を駆動信号と同期して制御することにより、点灯時間を高分解能で制御することができる。すなわち、ＣＣＤイメージセンサの画素数が例えば３０万画素であれば、光量制御手段は、光源の点灯時間の長さを少なくとも３０万段階に制御することとなる。

このことは、被検レンズを透過した透過光によるＣＣＤイメージセンサの受光量を、ＣＣＤイメージセンサの画素数レベルまで高階調化することができることを意味し、ＣＣＤイメージセンサの受光量を、このＣＣＤイメージセンサのダイナミックレンジに精度よく対応させることができる。したがって、被検レンズの屈折特性の測定精度を向上させることができる。

しかも、この駆動信号はＣＣＤイメージセンサの動作の制御を行う信号であるため、光源の点灯時間の点灯開始時点および点灯終了時点を、ＣＣＤイメージセンサの動作と精度よく同期させることができ、これにより、各画素に蓄積された電荷の転送動作と光源の点消灯動作とを精度よく対応させることができるため、レンズメータ全体を容易に統合制御することができる。

本発明に係るレンズメータにおいては、光量制御手段が、光源の点灯時間の制御に加えて、駆動信号の周期よりも長い周期で動作するＣＣＤイメージセンサの電子シャッタの動作を制御するものとするのが好ましい。

このように好ましい構成のレンズメータによれば、電子シャッタの動作周期は、ＣＣＤイメージセンサの製品仕様によって規定範囲が定められているが、ＣＣＤイメージセンサの各画素のデータの転送周期に比して極めて長いため、電子シャッタによって粗い間隔を設定し、その設定された間隔の範囲内で、光源の点灯時間を微細な間隔で制御することにより、光源の消灯期間中における暗電流ノイズ等による電荷の蓄積をリセットすることができる。

また、上述した本発明に係るレンズメータにおいては、ＣＣＤイメージセンサを駆動制御するＣＣＤ駆動手段が、該ＣＣＤイメージセンサの各画素に蓄積された電荷を、奇数フィールドと偶数フィールドとに分けて順次転送するように駆動制御し、光量制御手段が、前記奇数フィールドと前記偶数フィールドとのうち時系列的に先に転送されるフィールドの転送完了時点が前記光源の点灯終了時点となるように、前記先のフィールドの転送期間中に前記光源を点灯させ、この光源の点灯により蓄積されたデータに基づいて、前記光源の次回の点灯開始時点を変更し、データの検出と点灯開始時点の変更とを繰り返し行うことにより、前記光源を最適な点灯時間で点灯させるものであることが好ましい。

ここで、奇数フィールドと偶数フィールドとに分けて順次転送する方式は、画像表示装置のインターレース走査に対応した転送方式であり、奇数フィールドの電荷と偶数フィールドの電荷とを時系列的に分離して順次読出し転送するフレーム読出し方式と、奇数フィールドと偶数フィールドとを隣接する２つのフィールド間で混合して１回目の読出し転送および垂直・水平転送を行い、次いで混合する組合せを替えて２回目の読出し転送および垂直・水平転送を行うフィールド読出し方式との両方を含む。

このように好ましい構成のレンズメータによれば、ＣＣＤ駆動手段は、１フレームの画像を奇数フィールドと偶数フィールドとに分けて順次転送するため、１フレームの転送期間のうち前半の１／２の期間はいずれか一方のフィールド分を転送し、後半の１／２の期間は他方のフィールド分を転送する。

ここで、例えば奇数フィールドを先に転送し、続いて偶数フィールドを転送するとした場合、光量制御手段は、光源を、奇数フィールドの転送期間中にのみ点灯させ、偶数フィールドの転送期間中には点灯させないように制御する。しかも、この光源が消灯する時点を、奇数フィールドの転送完了時点に同期させるため、奇数フィールドの転送期間における光源の点灯開始時点を変更することにより、光源の点灯時間すなわちＣＣＤイメージセンサの受光量を調整することができる。

そして、光源の点灯開始時点は、光量制御手段がＣＣＤイメージセンサの駆動信号、すなわち奇数フィールドに含まれる全画素の電荷（データ）を一つずつ転送するのに要する信号の分解能で設定制御することができる。

なお、ＣＣＤイメージセンサが、インターライン・トランスファ方式のものでは、垂直ＣＣＤ（電荷転送部としてのＣＣＤ）と光電変換部および電荷の蓄積部であるフォトダイオードとが機能的に分離されているため、転送されているデータと露光・蓄積中のデータとは別個独立したデータとなる。

すなわち各フォトダイオードで露光・蓄積された電荷は、各フォトダイオードに隣接する垂直ＣＣＤに読出し転送され、この垂直ＣＣＤに読出し転送された各電荷が垂直・水平転送され、一方、垂直ＣＣＤに電荷が読出し転送された後のフォトダイオードは、電荷の読出し転送直後から新たな露光・蓄積が開始されるため、転送中の電荷は、時系列的に一つ前（過去）のフレームのデータであり、フォトダイオードで露光・蓄積されている電荷は現在のフレームのデータである。

したがって、インターライン・トランスファ（ＩＴ）方式のＣＣＤイメージセンサにおいては、現在を基準として一つ過去のフレームのうち奇数フィールドの転送に同期して、現在のフレームに対する光源の点灯が行われ、その光源の点灯時間は、さらに一つ過去の、既に読出し転送されたフレームのデータに基づいて設定されることとなる。

このような制御は、ＣＣＤイメージセンサが、フレーム・インターライン・トランスファ（ＦＩＴ）方式の場やフレーム・トランスファ（ＦＴ）方式の場合も同様である。

よって、光量制御手段は、実際に転送された現在のフレームのデータに基づいて、現在のフレームよりも２フレーム分だけ後のフレームを対象として、光源の点灯時間を制御することになる。

また、上述した本発明に係るレンズメータにおいては、光量制御手段が、前記後に転送されたデータと予め設定された閾値とを比較照合し、前記データが前記閾値より大きいときは、前記光源の点灯時間の延長幅の半値幅だけ該点灯時間を短縮し、前記データが前記閾値より小さいときは、前記光源の点灯時間の短縮幅の半値幅だけ該点灯時間を延長するように、前記データの検出と点灯開始時点の変更とを繰り返して、前記データを前記閾値に収束させる制御を行うものであることが好ましい。

ここで、得られたデータを閾値に収束させる制御手法は、二分探索のアルゴリズムを利用したものである。

このように好ましい構成のレンズメータによれば、データを閾値に収束させるための、光源の最適な点灯時間の探索に要する時間を、単に点灯時間を順次延長し、あるいは単に点灯時間を順次短縮するだけの方法によって探索する制御に比べて、大幅に短縮させることができる。

例えば、ＣＣＤイメージセンサの画素数が３２万画素であり、光源の点灯時間をこの画素数と同一の分解能（受光光量による階調が３２万階調）としたとき、１階調ずつ変動させるように点灯開始時を変化させると、３２万画素のフレームデータを、最大で３２万回繰り返し読み出す必要があるが、二分探索のアルゴリズムによれば、１８〜１９回（２¹⁸≒２６万，２¹⁹≒５２万）の繰返しにより最適な点灯時間（点灯開始時）を設定することができ、設定に要する時間を大幅に短縮（１／１００００以下）することができる。

本発明に係るレンズメータによれば、ＣＣＤイメージセンサは、各画素に蓄積された電荷を、駆動信号によって画素ごとに順次転送するため、光量制御手段が、光源の点灯時間を駆動信号と同期して制御することにより、点灯時間を高分解能で制御することができる。すなわち、ＣＣＤイメージセンサの画素数が例えば３０万画素であれば、光量制御手段は、光源の点灯時間の長さを少なくとも３０万段階に制御することとなる。

このことは、被検レンズを透過した透過光によるＣＣＤイメージセンサの受光量を高階調化することができることを意味し、ＣＣＤイメージセンサの受光量を、このＣＣＤイメージセンサのダイナミックレンジや所定の閾値（ダイナミックレンジに対する所定割合の値）等に精度よく対応させることができる。したがって、被検レンズの屈折特性の測定精度を向上させることができる。

しかも、この駆動信号はＣＣＤイメージセンサの動作の制御を行う信号であるため、光源の点灯時間の点灯開始時点および点灯終了時点を、ＣＣＤイメージセンサの動作と同期させることができ、これにより、各画素に蓄積された電荷の転送動作と光源の点消灯動作とを精度よく対応させることができるため、レンズメータ全体を容易に統合制御することができる。

以下、本発明に係るレンズメータについての最良の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明のレンズメータの一実施形態の構成を示す図である。

図示のレンズメータ１００は、本体ケース１の正面上部に液晶表示器２が設けられ、本体ケース１の上下方向の中間部には、正面に向かって上筐体部３が突設され、本体ケース１の正面の下部には下筐体部４が突設され、この下筐体部４の上面には、上方の上筐体部３に向かって延びた略円筒状のレンズ受５が設けられている。このレンズ受５には、メガネＭの被検レンズＬが載置される。

ここで図２に示すように、上筐体部３の内部には、測定光束（出射光束）をレンズ受５上の被検レンズＬに投光する投光光学系１０が設けられ、一方、下筐体部４の内部には、この被検レンズＬを透過した測定光束の２次元光量分布を検出する検出光学系１２が設けられている。

上筐体部２側の投光光学系１０は、光源である緑色光を出射するＬＥＤ１３と、ＬＥＤ１３から出射した光を絞るピンホール１４ａが形成されたピンホール板１４と、レンズ１５とを備え、下筐体部４側の検出光学系１２は、ハルトマンプレート等のパターン板１６と、スクリーン１７と、結像レンズ１８と、２次元光量分布を光電的に検出するＣＣＤイメージセンサ１１とを備えている。

このＣＣＤイメージセンサ１１は、例えば画素数約３２万（有効画素数約２７万画素）であり、図３に示したＣＣＤ駆動回路１９（ＣＣＤ駆動手段）によるクロック信号（駆動信号）によって駆動制御されている。そして、ＣＣＤ駆動回路１９は、配線２０を介して電源回路２１から所定の電圧の供給を受けている。

ＣＣＤ駆動回路１９には、ＣＣＤ駆動回路１９が発生するクロック信号によってスイッチング素子２３の動作を制御するとともに、ＣＣＤイメージセンサ１１によって検出された２次元光量分布に基づいて被検レンズＬの屈折特性を算出し、この算出結果（屈折特性）等を液晶表示器２に表示させる演算制御回路２４が接続されている。

これにより、ＬＥＤ１３は、スイッチング素子２３のスイッチング動作にしたがってその点消灯が制御される。したがって、スイッチング素子２３および演算制御回路２４は、ＬＥＤ１３の点灯時間を制御する光量制御手段として機能する。

なお、図３において、符号２０ａ，２０ｂは配線、符号Ｒは抵抗器をそれぞれ表し、スイッチング素子２３の符号Ｃ，Ｂ，Ｅは、それぞれコレクタ、ベース、エミッタを表す。

ここで、ＣＣＤ駆動回路１９は、ＣＣＤイメージセンサ１１の１フレームの各画素に蓄積された電荷を、奇数フィールドと偶数フィールドとに分けて順次転送するように制御している。これにより、ＣＣＤイメージセンサ１１の全画素によって構成される１フレームのうち、最初に奇数フィールドのみからなる１／２フレーム分の画素データが転送され、その後に、偶数フィールドのみからなる１／２フレーム分の画素データが転送される。

一方、光量制御手段としてのスイッチング素子２３および演算制御回路２４は、図４のタイミングチャートに示すように、転送対象となっている第（Ｎ−１）番目のフレームの奇数フィールドと偶数フィールドとのうち時系列的に先に転送される奇数フィールドの転送完了時点が、電荷蓄積対象となっている第Ｎ番目のフレームに対するＬＥＤ１３の点灯終了時点となるように、奇数フィールドの転送期間中にＬＥＤ１３を点灯させる。

そして、ＬＥＤ１３の点灯によって電荷が蓄積された第Ｎ番目のフレームは、第（Ｎ＋１）番目のフレームに電荷蓄積が行われている期間中に、奇数フィールド、偶数フィールドの順に転送され、演算制御回路２４は、この転送して得られた第Ｎ番目のフレームの奇数フィールド若しくは偶数フィールドまたは両方のフィールド（結果的には１フレーム分）の画素データ（光量分布）に基づいて、第（Ｎ＋２）番目のフレームを対象として、第（Ｎ＋１）番目のフレームの奇数フィールドが転送されている期間中に、ＬＥＤ１３の点灯時とＣＣＤイメージセンサ１１の電子シャッタの開放時間（蓄積をリセットした後の蓄積時間）を制御する。

このとき、ＬＥＤ１３の点灯時間の制御は、点灯時間の初期値として、例えば１フィールドの読出しに要する時間Ｔ０の１／２であるＴ１に設定され、電子シャッタの開放時間Ｔ１′は点灯時間Ｔ１よりも僅かに長く設定されており（図４）、このような点灯時間Ｔ１によって蓄積された第Ｎ番目のフレームのフィールドの光量分布のうち、最大光量とＣＣＤイメージセンサ１１のダイナミックレンジの最大値（本実施形態においては、例えば２５５）の例えば７０％（閾値）とを比較し、最大光量が閾値を超えているときは、次々フレーム（第（Ｎ＋２）番目のフレーム）に対する点灯時間Ｔ２を、一つ前の点灯時間Ｔ１の１／２に設定（Ｔ２＝Ｔ１／２）した上で、電子シャッタの開放時間Ｔ２′を、点灯時間Ｔ２よりも僅かに長く設定する。

そして、このような点灯時間Ｔ２によって蓄積された第（Ｎ＋２）番目のフレームのフィールドの光量分布のうち最大光量と閾値とを再度比較し、最大光量が閾値を下回っているときは、次々フレーム（第（Ｎ＋４）番目のフレーム）に対するＬＥＤ１３の点灯時間Ｔ３を、短縮幅（Ｔ１−Ｔ２）の半値幅（Ｔ１−Ｔ２）／２だけ延長した時間（Ｔ１＋Ｔ２）／２とし、このように、延長幅や短縮幅を徐々に小さくしながら、点灯時間Ｔの調整と光量検出を繰り返すことにより、点灯時間Ｔを最適な長さに収束させる。このとき、電子シャッタの開放時間Ｔ３′も同様に制御する。

また、最初の点灯制御（点灯時間Ｔ１、電子シャッタ開放時間Ｔ１′）で、最大光量が閾値よりも小さいときは、図５に示すように、次々フレーム（第（Ｎ＋２）番目のフレーム）に対する点灯時間Ｔ２を、一つ前の点灯時間Ｔ１に、この点灯時間Ｔ１の１／２を加算した時間に設定する（Ｔ２＝Ｔ１＋（Ｔ１）／とともに、電子シャッタの開放時間Ｔ２′をこの点灯時間Ｔ２よりも僅かに長い時間に設定制御する。

そして、このような点灯時間によって蓄積された第（Ｎ＋２）番目のフレームのフィールドの光量分布のうち最大光量と閾値とを再度比較し、最大光量が閾値を上回っているときは、次々フレーム（第（Ｎ＋４）番目のフレーム）に対するＬＥＤ１３の点灯時間Ｔ３を、延長幅（Ｔ２−Ｔ１）の半値幅（Ｔ２−Ｔ１）／２だけ短縮した時間（Ｔ１＋Ｔ２）／２とし、このように、延長幅や短縮幅を徐々に小さくしながら、点灯時間Ｔの調整と光量検出を繰り返すことにより、点灯時間Ｔを最適な長さに収束させる。電子シャッタの開放時間Ｔ３′の調整も、前述した方法と同様に点灯時間Ｔ３よりも僅かに長い時間として設定する。

なお、図４，５において、照射光量Ｌ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）は、ＬＥＤ１３の点灯時間Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）に比例して増大する様子を示している。

このようにして、最終的に最大光量が閾値と一致したとき、１フレーム分の画素データによる光量分布に基づいて、演算制御回路２４は、被検レンズＬの屈折特性を算出し、液晶表示器２にその算出結果を表示するすなわち、ＬＥＤ１３の光量制御（点灯時間の制御）は、１／２フレーム（１フィールド）分の画素データを用い、光量制御後の被検レンズＬの屈折特性の検出には、１フレーム分の画素データを用いる。

また、ＬＥＤ１３の点灯時間（長さ）の制御は、点灯終了時点が奇数フィールドの転送終了時点となるように、点灯開始時点を変動させることによって調整されており、この点灯終了時点を基準とした点灯開始時点の設定分解能（点灯時間の長さの調整分解能）は、ＣＣＤ駆動回路１９が発するクロック信号の周波数と同一水準となる。

つまり、ＣＣＤイメージセンサ１１の１つの画素を読み出す動作には２クロックが必要であるため、１フィールド分の画素、すなわち１／２フレーム分の画素を転送するのに要するクロック数は、３２万クロック（＝３２万画素×（１／２）×２クロック）となる。

したがって、奇数フィールドを転送している期間中に可能なＬＥＤ１３の点灯時間の長さの調整分解能は３２万段階となり、点灯時間の長さが１段階増加するごとに、ＣＣＤイメージセンサ１１への照射光量が増加するため、ＣＣＤイメージセンサ１１への照射光量を３２万階調化することができる。

よって、このように構成されたレンズメータ１００によれば、ＣＣＤイメージセンサ１１の受光量を、このＣＣＤイメージセンサ１１のダイナミックレンジにおける所定の閾値に対して、極めて精度よく対応させることができる。この結果、被検レンズＬの屈折特性の測定精度を大幅に向上させることができる。

しかも、このクロック信号は、ＣＣＤイメージセンサ１１の動作の制御を行う信号であるため、ＬＥＤ１３の点灯時間の点灯開始時点および点灯終了時点を、ＣＣＤイメージセンサ１１の動作と完全に同期させることができ、これにより、各画素に蓄積された電荷の転送動作とＬＥＤ１３の点消灯動作とを精度よく対応させることができるため、レンズメータ１００全体を容易に統合制御することができる。

また、本実施形態のレンズメータ１００は、演算制御回路２４が点灯開始時点を設定するに際し、検出された最大受光量と閾値との大小比較し、最大光量が閾値より大きいときは、光源の点灯時間を初期値の１／２に短縮し、小さいときは初期値の１／２だけ延長し、以後、前回の短縮幅あるいは延長幅を順次１／２として点灯開始時点を変動させて、検出される最大光量を閾値に収束させる、いわゆる二分探索のアルゴリズムを利用した制御を行うため、３２万階調化された照射光量を１段階ずつ順次変化させて３２万回の繰返し照射を行う処理に対して、１８．３回（２^18.3≒３２万）の繰返し照射によって３２万階調のうち最適な照射光量（最大光量が閾値に一致する光量）に対応する点灯時間（点灯開始時）を設定することができ、設定に要する時間を大幅に短縮する（１８．３／３２００００以下）ことができる。

なお、本実施形態のレンズメータ１００は、ＣＣＤイメージセンサ１１がインターライン・トランスファ（ＩＴ）方式のものであることを前提として説明したが、フレーム・インターライン・トランスファ（ＦＩＴ）方式のものであってもよいし、フレーム・トランスファ（ＦＴ）方式のものであってもよい。

また、上述した実施形態は、いわゆるインターレース走査の表示に適したデータの転送方式を採用したものであるため、フィールドごとの転送を行うものとして説明したが、プログレッシブ走査の表示に適した転送方式としては、フィールドごとの転送である必要はなく、いわゆる全画素読出し転送（１フレームの全画素を同時に垂直ＣＣＤに読出し転送した後に、垂直転送および水平転送を行う読出し転送方式）の形態を採用することもできる。

この場合、図４相当のタイミングチャートである図６に示すように、１フレームの転送終了時点においてＬＥＤ１３の点灯が終了するように、当該転送期間中のＬＥＤ１３の点灯開始時点の調整および電子シャッタの開放時間の調整を行えばよい。そして、演算制御回路２４は、１フレームの全画素のデータに基づいて、受光光量分布の検出を行うようにすればよい。

なお、上述した実施形態においては、演算制御回路２４が、ＬＥＤ１３の点灯制御だけでなく、電子シャッタの開放時間の制御をも行うものとして説明したが、ＬＥＤ１３の消灯期間中はＣＣＤイメージセンサ１１にノイズの電荷が蓄積されないことが保証される限りにおいて、電子シャッタの開放時間の制御を省略し、常時開放されているものとしてもよい。

また、上記実施形態のレンズメータ１００は、演算制御回路２４がＣＣＤ駆動回路１９の発生するクロック信号を直接利用して、ＬＥＤ１３の点灯時間を制御するものであるが、本発明に係るレンズメータはこの形態に限定されるものではなく、演算制御回路２４がＣＣＤ駆動回路１９の発生するクロック信号と同期した信号によりＬＥＤ１３を制御するものであればよく、ＣＣＤ駆動回路１９から発生するクロック信号に同期した信号を発生する同期信号発生回路等の同期信号発生手段を別途設け、演算制御回路２４は、この同期信号発生手段が発生した同期信号に基づいて、ＬＥＤ１３の点灯時間を制御するものとしてもよい。

本発明の一実施形態に係るレンズメータを示す概略斜視図である。図１に示したレンズメータの光学系を示す説明図である。ＬＥＤおよびＣＣＤイメージセンサの制御回路図である。ＬＥＤの点灯時間の制御を示す図（その１）である。ＬＥＤの点灯時間の制御を示す図（その２）である。全画素読出し転送方式の場合におけるＬＥＤの点灯時間の制御を示す図である。受光光量分布を示す図であり、（ａ）はＣＣＤイメージセンサのダイナミックレンジと受光最大光量とが一致した調整状態、（ｂ）は受光最大光量がダイナミックレンジを下回った調整状態、（ｃ）は受光最大光量がダイナミックレンジを上回った（サチレートした）調整状態、をそれぞれ示す。

符号の説明

２液晶表示器
１１ＣＣＤイメージセンサ
１３ＬＥＤ（光源）
１９ＣＣＤ駆動回路
２１電源回路
２３スイッチング素子（光量制御手段）
２４演算制御回路（光量制御手段）
１００レンズメータ

Claims

光源から出射した出射光束を被検レンズに投光し、前記被検レンズを透過した透過光をＣＣＤイメージセンサによって検出することにより、前記被検レンズの屈折特性を測定するレンズメータにおいて、
前記光源の点灯時間を、前記ＣＣＤイメージセンサの駆動信号と同期して制御する光量制御手段を備えたことを特徴とするレンズメータ。
前記光量制御手段は、前記光源の点灯時間の制御に加えて、前記駆動信号の周期よりも長い周期で動作する前記ＣＣＤイメージセンサの電子シャッタの動作を制御することを特徴とする請求項１に記載のレンズメータ。
前記ＣＣＤイメージセンサを駆動制御するＣＣＤ駆動手段は、該ＣＣＤイメージセンサの各画素に蓄積された電荷を、奇数フィールドと偶数フィールドとに分けて順次転送するように駆動制御し、
前記光量制御手段は、前記奇数フィールドと前記偶数フィールドとのうち時系列的に先に転送されるフィールドの転送完了時点が前記光源の点灯終了時点となるように、前記先のフィールドの転送期間中に前記光源を点灯させ、この光源の点灯により蓄積されたデータに基づいて、前記光源の次回の点灯開始時点を変更し、データの検出と点灯開始時点の変更とを繰り返し行うことにより、前記光源を最適な点灯時間で点灯させることを特徴とする請求項２に記載のレンズメータ。
前記光量制御手段は、前記転送されたデータと予め設定された閾値とを比較照合し、前記データが前記閾値より大きいときは、前記光源の点灯時間の延長幅の半値幅だけ該点灯時間を短縮し、前記データが前記閾値より小さいときは、前記光源の点灯時間の短縮幅の半値幅だけ該点灯時間を延長するように、前記データの検出と点灯開始時点の変更とを繰り返して、前記データを前記閾値に収束させる制御を行うことを特徴とする請求項３に記載のレンズメータ。