JP2019060760A - レンズ特性測定装置及びレンズ特性測定装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検レンズの光軸の偏心及び傾きが発生した場合でも誤差の少ない被検レンズの光学特性の測定値が得られるレンズ特性測定装置、及びレンズ特性測定装置の作動方法を提供する。【解決手段】被検レンズに対して入射角度が異なる複数の測定光を異なるタイミングで入射させる照明光学系と、複数のピンホールを有するハルトマンプレートと、複数のピンホールを透過した測定光の複数の測定光束が投影されるスクリーンと、照明光学系が入射角度の異なる測定光を被検レンズに入射させるごとに、複数の測定光束が投影されているスクリーンを撮影する撮影光学系と、撮影光学系により撮影された入射角度ごとの撮影画像を解析して、被検レンズのコマ収差を含む複数の光学特性を入射角度ごとに取得し、コマ収差が最小となる他の光学特性を決定する光学特性決定制御部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、被検レンズの光学特性を測定するレンズ特性測定装置及びレンズ特性測定装置の作動方法に関する。

被検レンズとして例えば眼鏡フレームに保持されている眼鏡レンズの光学特性を測定するレンズ特性測定装置が知られている。このレンズ特性測定装置には、左右の眼鏡レンズの光学特性を片方ずつ個別に測定するタイプ（特許文献１参照）と、左右の眼鏡レンズの光学特性を同時測定するタイプ（特許文献２参照）とが存在している。

レンズ特性測定装置にて眼鏡レンズの光学特性を測定する場合に、レンズ特性測定装置の光軸に対して眼鏡レンズの光軸が傾いていると、収差の影響などにより測定結果に誤差が含まれてしまう。このため、レンズ特性測定装置にて眼鏡レンズの光学特性を精度よく測定するためには、レンズ特性測定装置の光軸と眼鏡レンズの光軸とを一致させる必要がある。

特許文献１に記載のレンズ特性測定装置は、眼鏡フレームのブリッジ部を支持するフレーム支持部と、眼鏡フレームの左右のリム部を挟み込むフレームグリッパと、眼鏡レンズの光学特性を測定する測定部と、を備える。このレンズ特性測定装置では、フレーム支持部等に支持されている眼鏡フレームの位置及び姿勢を調整可能に保持し、レンズアライナーに押圧することで、眼鏡レンズとレンズ特性測定装置の光軸とを一致させた状態での眼鏡レンズの光学特性を測定することができる。

特許文献２に記載のレンズ特性測定装置には、眼鏡フレームを水平に保持する保持部が設けられている。

特許文献３には、斜め方向から眼鏡レンズに測定光を入射可能なレンズ特性測定装置が開示されている。また、特許文献４には、眼鏡レンズに対して複数の方向から測定光を入射して得た眼鏡レンズの光学特性の測定結果に基づき、累進多焦点型の眼鏡レンズの複数箇所の光学特性を得るレンズ特性測定装置が開示されている。

米国特許第９３６６８８４号明細書 特開２００２−２０２２１９号公報 特開２００３−１０６９３７号公報 特開２００６−２２６７３６号公報

ところで、特許文献１に記載のレンズ特性測定装置のように、眼鏡フレームを移動及び回転可能に保持し、その位置及び姿勢を調整可能にする場合、眼鏡フレームを移動及び回転するための機構が複雑になるので、レンズ特性測定装置の耐久性及びコストアップという問題が発生する。

図１９は、特許文献２に記載のレンズ特性測定装置、すなわち眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性を同時測定するレンズ特性測定装置２００の課題を説明するための説明である。図１９に示すように、レンズ特性測定装置２００では、左右の眼鏡レンズ１０２の裏面に当接する一対の支持ピン２０１と、眼鏡フレーム１０１の鼻当てパッド部１０６に当接する鼻当て支持部材２０２とにより、眼鏡フレーム１０１を水平な姿勢で支持している。そして、一対の光源２０３からそれぞれ一対のコリメータレンズ２０４を介して、左右の眼鏡レンズ１０２に平行光束の測定光を照射する。左右の眼鏡レンズ１０２を透過した測定光は、レンズ特性測定装置２００の一対の測定系２０５で検出される。

この際に、眼鏡フレーム１０１に保持されている左右の眼鏡レンズ１０２は、その使用者の瞳孔間距離（Pupil Distance：ＰＤ）等の処方に合わせて位置調整されている。このため、左右の眼鏡レンズ１０２の光学中心位置の間の光学中心間距離（Optical Center Distance：ＯＣＤ）は使用者ごとに異なる。また、左右の眼鏡レンズ１０２は眼鏡フレーム１０１の左右のリムにそれぞれ個別に保持されているので、左右の眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡは必ずしも互いに平行ではない。従って、左右の眼鏡レンズ１０２の度数が大きい場合又は眼鏡フレーム１０１の反りが大きい場合、レンズ特性測定装置２００に眼鏡フレーム１０１を水平にセットしても、レンズ特性測定装置２００の光軸ＯＢに対して左右の眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡが偏心あるいは傾いてしまう。その結果、眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定結果に誤差が含まれてしまう。

一方、特許文献３には眼鏡レンズに対して斜め方向から測定光を入射する構成が開示されているが、眼鏡レンズの光学特性を測定する際に、眼鏡レンズの光軸の偏心及び傾きによる光学特性の測定値の誤差を補正する構成については開示及び示唆されていない。また、特許文献４においても同様に、眼鏡レンズの光学特性を測定する際に、眼鏡レンズの光軸の偏心及び傾きによる光学特性の測定値の誤差を補正する構成については開示及び示唆されていない。従って、仮に特許文献３又は特許文献４のレンズ特性測定装置を特許文献２のレンズ特性測定装置に組み合わせたとしても、眼鏡レンズの光学特性を測定する際に、眼鏡レンズの光軸の偏心及び傾きによる光学特性の測定値の誤差は補正できない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、被検レンズの光軸の偏心及び傾きが発生した場合でも誤差の少ない被検レンズの光学特性の測定値が得られるレンズ特性測定装置、及びレンズ特性測定装置の作動方法を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するためのレンズ特性測定装置は、被検レンズに対して入射角度が異なる複数の測定光を異なるタイミングで入射させる照明光学系と、被検レンズに対して照明光学系とは反対側に設けられ、被検レンズを透過した測定光を透過させる複数のピンホールを有するハルトマンプレートと、複数のピンホールを透過した測定光の複数の測定光束が投影されるスクリーンと、スクリーンに対してハルトマンプレートとは反対側に設けられ、照明光学系が入射角度の異なる測定光を被検レンズに入射させるごとに、複数の測定光束が投影されているスクリーンを撮影する撮影光学系と、撮影光学系により撮影された入射角度ごとのスクリーンの撮影画像を解析して、被検レンズのコマ収差とコマ収差以外の他の光学特性とを含む複数の光学特性を入射角度ごとに取得し、コマ収差が最小となる他の光学特性を決定する光学特性決定制御部と、を備える。

このレンズ特性測定装置によれば、眼鏡レンズの光軸の偏心及び傾きによる他の光学特性の測定値の誤差を補正することができるので、誤差の少ない光学特性が得られる。

本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、照明光学系は、照明光学系の光軸に直交する平面内に配置された複数の光源を備え、複数の光源から異なるタイミングで被検レンズへ測定光を出射する。これにより、被検レンズに対して入射角度が異なる複数の測定光を異なるタイミングで入射させることができる。

本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、照明光学系は、照明光学系の光軸上に配置された１つの光源と、光源と被検レンズの間に設けられ、光源から被検レンズに入射する測定光の入射角度を変化させる入射角度調整部であって、入射角度を複数の角度に異なるタイミングで変化させる入射角度調整部と、を備える。これにより、被検レンズに対して入射角度が異なる複数の測定光を異なるタイミングで入射させることができる。

本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、光学特性決定制御部は、入射角度ごとのスクリーンの撮影画像を解析して、入射角度ごとの複数の光学特性を取得する光学特性取得部と、光学特性取得部が取得した入射角度ごとの複数の光学特性に基づき、複数の光学特性が未取得の他の入射角度ごとの複数の光学特性を推定する推定部と、光学特性取得部が取得した入射角度ごとの複数の光学特性と、推定部により推定された他の入射角度ごとの複数の光学特性と、に基づき、コマ収差が最小となる他の光学特性を決定する決定部と、を備える。これにより、複数の光学特性が未取得の他の複数の入射角度に対応する被検レンズの複数の光学特性を推定できるので、被検レンズへの測定光の入射数を増やすことなく、コマ収差に対応した被検レンズの他の光学特性を決定することができる。

本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、光学特性決定制御部は、入射角度ごとの撮影画像を解析して、スクリーンに投影される複数の測定光束の中から測定光の入射角度の方向に沿った特定測定光束を判別する判別処理を、入射角度ごとに実行する光束判別部と、光束判別部が入射角度ごとに判別した特定測定光束に基づき、コマ収差を入射角度ごとに取得するコマ収差取得部と、を備える。これにより、被検レンズが非球面レンズ及び累進レンズのように部位によって屈折力が異なる場合でも、この被検レンズの光軸の偏心及び傾きによる他の光学特性の測定値の誤差を補正することができる。

本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、照明光学系は、平行光束の測定光を被検レンズに入射させる。

本発明の他の態様に係るレンズ特性測定装置において、光学特性決定制御部は、入射角度ごとの撮影画像を解析して、スクリーンに投影された複数の測定光束の各々の投影位置を入射角度ごとに取得する投影位置取得部と、投影位置取得部による入射角度ごとの投影位置の取得結果と、ハルトマンプレート、複数のピンホール、及びスクリーンの既知の位置情報とに基づき、入射角度ごとに複数の光学特性を解析する解析部と、を備える。

本発明の目的を達成するためのレンズ特性測定装置の作動方法は、被検レンズの一面側に配置され、複数のピンホールを有するハルトマンプレートと、ハルトマンプレートに対して被検レンズとは反対側に設けられたスクリーンと、スクリーンに対してハルトマンプレートとは反対側に設けられ、スクリーンの撮影を行う撮影光学系と、を備えるレンズ特性測定装置の作動方法において、被検レンズの一面側とは反対側の他面側に配置された照明光学系が、被検レンズに対して入射角度が異なる複数の測定光を異なるタイミングで入射させるステップと、撮影光学系が、照明光学系から入射角度の異なる測定光が被検レンズに入射されるごとに、被検レンズ及び複数のピンホールを透過した測定光の複数の測定光束が投影されるスクリーンを撮影するステップと、光学特性決定制御部が、撮影光学系により撮影された入射角度ごとのスクリーンの撮影画像を解析して、被検レンズのコマ収差とコマ収差以外の他の光学特性とを含む複数の光学特性を入射角度ごとに取得し、コマ収差が最小となる他の光学特性を決定するステップと、を有する。

本発明は、被検レンズの光軸の偏心及び傾きが発生した場合でも誤差の少ない被検レンズの光学特性の測定値が得られる。

第１実施形態のレンズ特性測定装置の外観斜視図である。 セット部の斜視図である。 セット部の上面図である。 照明光学系、ハルトマンプレート、スクリーン、及び撮影光学系の概略図である。 ハルトマンプレートの上面図である。 第１実施形態のレンズ特性測定装置の統括制御部の機能ブロック図である。 解析部による光源（入射角度）ごとの眼鏡レンズのコマ収差の解析の一例を説明するための説明図である。 解析部による光源（入射角度）ごとの眼鏡レンズの光学特性であるバックフォーカスの解析の一例を説明するための説明図である。 眼鏡レンズの光軸の偏心及び傾きが無い一致状態での眼鏡レンズのコマ収差を説明するための説明図である。 眼鏡レンズの光軸の偏心及び傾きが有る不一致状態での眼鏡レンズのコマ収差を説明するための説明図である。 不一致状態での光学特性決定部による眼鏡レンズの光学特性の決定処理を説明するための説明図である。 第１実施形態のレンズ特性測定装置による眼鏡フレームの左右の眼鏡レンズの光学特性の測定処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態のレンズ特性測定装置の統括制御部の機能ブロック図である。 第２実施形態の推定部及び決定部の機能を説明するための説明図である。 ハルトマンプレートの同一のピンホールを透過する光源（入射角度）ごとの測定光及び光束の光線図である。 第３実施形態のレンズ特性測定装置の統括制御部の機能ブロック図である。 光束判別部による特定測定光束の判別処理を説明するための説明図である。 第４実施形態のレンズ特性測定装置の照明光学系の概略図である。 眼鏡フレームの左右の眼鏡レンズの光学特性を同時測定するレンズ特性測定装置の課題を説明するための説明である。

［第１実施形態のレンズ特性測定装置の構成］
図１は、第１実施形態のレンズ特性測定装置１０の外観斜視図である。レンズ特性測定装置１０は、眼鏡フレーム１０１に保持されている左右の眼鏡レンズ１０２（本発明の被検レンズに相当）の双方の光学特性を、眼鏡フレーム１０１の置き換えをせずに測定する。この光学特性は、例えばバックフォーカスＢｆ（図９参照）、球面屈折力、円柱屈折力（乱視屈折力）、円柱軸角度（乱視軸角度）、プリズム値（プリズム屈折力及びプリズム基底方向）、及びコマ収差等である。

眼鏡フレーム１０１は、左右の眼鏡レンズ１０２をそれぞれ保持する左右のリム１０４（レンズ枠ともいう）と、左右のリム１０４を接続するブリッジ部１０５と、左右のリム１０４にそれぞれ設けられた鼻当てパッド部１０６及びテンプル１０７と、を備える。

レンズ特性測定装置１０は、図中上下方向に間隔をあけて設けられた上側筐体１１及び下側筐体１２と、上側筐体１１及び下側筐体１２の背面側に設けられた背部筐体１３と、を備える。

上側筐体１１の前面側には、眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定結果等を表示するモニタ１５と、レンズ特性測定装置１０の各種操作を行う各種の操作スイッチ１６と、を備える。また、上側筐体１１の内部には、後述のセット部２０に支持された眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２に対してそれぞれ測定光ＬＩＲ，ＬＧ（図４参照）を照射する一対の照明光学系３５（図４参照）が設けられている。なお、一対の照明光学系３５の一部は背部筐体１３の内部に設けられている。

下側筐体１２の上面には、既述の上側筐体１１の下方位置［上側筐体１１からの測定光ＬＩＲ，ＬＧ（図４参照）の照射位置］にセット部２０が設けられている。このセット部２０には、光学特性の測定対象となる眼鏡フレーム１０１がセット及び支持される。

下側筐体１２及び背部筐体１３の内部には、後述の図４に示すように、一対のハルトマンプレート３２と、一対のスクリーン３６と、一対の撮影光学系３７と、が設けられている。

図２はセット部２０の斜視図である。図３はセット部２０の上面図である。図２及び図３に示すように、セット部２０には、一対の挟持部材２１，２２がレンズ特性測定装置１０の前後方向に間隔をあけて配置されている。挟持部材２１，２２は、互いに接近する方向と互いに離間する方向とに変位可能であり、両者の間にセットされた眼鏡フレーム１０１を挟持する。これにより、眼鏡フレーム１０１の上下方向をレンズ特性測定装置１０の前後方向に揃え、且つ眼鏡レンズ１０２の表面を上側筐体１１に対向させることができる。なお、眼鏡レンズ１０２の裏面とは眼鏡フレーム１０１の使用者（装着者）の顔面に対向する面であり、その反対側の面が眼鏡レンズ１０２の表面である。

また、セット部２０には、眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２の裏面側をそれぞれ支持する一対の支持ピン２３が立設されている。各支持ピン２３は、挟持部材２１，２２の前後方向の略中間点に配置されている。挟持部材２１，２２は、左右の眼鏡レンズ１０２のフレーム中点が各支持ピン２３を結んだ線上に配置されるように、眼鏡フレーム１０１の位置決めを行う。これにより、左右の眼鏡レンズ１０２をレンズ特性測定装置１０による測定位置に保持できる。なお、既述の図１９に示したように左右の眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡは、レンズ特性測定装置１０の光軸に対して非平行となる場合がある。

挟持部材２１，２２の左右の両側には、眼鏡フレーム１０１の一部に当接して、眼鏡フレーム１０１を安定した姿勢で維持するフレームサポート２５，２６が設けられている。

また、挟持部材２１，２２の間であって、左右方向の略中央部には、前側の挟持部材２１に対向する面が円柱周面として形成された鼻当て支持部材２４が配置されている。この鼻当て支持部材２４は、前後方向略中央位置から後方に摺動可能であって且つ不図示のバネ等により前方向に付勢されている。そして、鼻当て支持部材２４は、挟持部材２１，２２により眼鏡フレーム１０１をその前後から挟持した場合に、眼鏡フレーム１０１の鼻当てパッド部１０６に当接する。

背部筐体１３には、セット部２０よりも上方向側の位置において、一対のアーム２７をそれぞれ回転自在に支持する一対の回転軸２８が設けられている。各アーム２７の先端部にはそれぞれ押えピン２９が設けられている。各アーム２７がそれぞれ回転軸２８を中心として回転すると、各アーム２７の各々の押えピン２９が、支持ピン２３に支持されている左右の眼鏡レンズ１０２の表面に当接して、各眼鏡レンズ１０２を下方向側へ押圧する。これにより、左右の眼鏡レンズ１０２が支持ピン２３に押さえ付けられて固定される。

各支持ピン２３は、セット部２０の底部に設けられた一対のカバーガラス３０上に立設されている。各カバーガラス３０は、各支持ピン２３によりそれぞれ支持されている左右の眼鏡レンズ１０２をそれぞれ透過した測定光ＬＩＲ，ＬＧ（図４参照）が入射する位置に設けられている。各カバーガラス３０にそれぞれ入射した測定光ＬＩＲ，ＬＧは、カバーガラス３０の下方側に設けられているハルトマンプレート３２（図４参照）に照射される。

［照明光学系、ハルトマンプレート、スクリーン、及び撮影光学系］
図４は、左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定に用いられる一対の「照明光学系３５、ハルトマンプレート３２、スクリーン３６、及び撮影光学系３７」の一方を代表例として示した概略図である。なお、レンズ特性測定装置１０の光軸ＯＢは、本実施形態ではレンズ特性測定装置１０の上下方向に平行であり、照明光学系３５（コリメータレンズ４４等）の照明光軸と一致し、且つ撮影光学系３７の撮影光軸と平行に配置される。

図４に示すように、照明光学系３５は、セット部２０にセットされた眼鏡レンズ１０２の上方側（本発明の他面側）に配置されている。この照明光学系３５には、光源群４０Ａと、コリメータレンズ４４とが、光軸ＯＢに沿って上方側から下方側に向けて順に設けられている。

光源群４０Ａは、光軸ＯＢに直交する仮想的な平面ＰＬ内に配置（すなわち光軸ＯＢに直交する方向に配置）された複数の光源４０を備える。例えば各光源４０は、平面ＰＬ内において、例えば図１９に示したような光軸ＯＢに対する眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの左右方向の傾き等に対応して、左右方向に沿って１次元配列されている。

なお、各光源４０の配列パターン及び配置数は特に限定はされない。例えば、光軸ＯＢに対する眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの左右方向の傾きだけでなく、前後方向（図１の手前及び奥方向）の傾きも考慮した場合、各光源４０を、平面ＰＬ内において左右方向及び前後方向に２次元配列してもよい。さらに、各光源４０を１次元配列又は２次元配列する場合、１つの光源４０を光軸ＯＢ上に配置してもよい。

各光源４０は、図示は省略するが、例えば、可視波長域の光（例えば緑色光）を測定光ＬＧとして出射する可視波長域光源と、所定の赤外波長域の光を測定光ＬＩＲとして出射する赤外波長域光源と、測定光ＬＧ及び測定光ＬＩＲの一方を反射し且つ他方を透過するダイクロイックミラーと、を備えている。このため、各光源４０は、測定光ＬＧ及び測定光ＬＩＲを選択的に出射することができる。なお、可視波長域光源及び赤外波長域光源としては、例えば、発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）、レーザ光源、及びＳＬＤ（Super luminescent diode）光源等が用いられる。

各光源４０は、後述の統括制御部５８の制御の下、１個ずつ順番に作動される。また、個々の光源４０は、統括制御部５８の制御の下、最初に測定光ＬＩＲを出射し、次に測定光ＬＧを出射する。このため、測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧの出射が、各光源４０の数だけ繰り返し実行される。そして、各光源４０からそれぞれ出射された測定光ＬＩＲ，ＬＧは、コリメータレンズ４４を経て眼鏡レンズ１０２に照射される。

コリメータレンズ４４は、各光源４０からそれぞれ入射した測定光ＬＩＲ，ＬＧをその入射方向に平行な平行光束とした後、支持ピン２３上に支持されている眼鏡レンズ１０２に向けて出射する。これにより、眼鏡レンズ１０２の表面側に測定光ＬＩＲ，ＬＧの各々の平行光束が入射する。

各光源４０が測定光ＬＩＲ，ＬＧの出射を順番に行うと、光源４０ごとに異なる入射角度θで測定光ＬＩＲの平行光束と測定光ＬＧの平行光束とが眼鏡レンズ１０２の表面に対して異なるタイミングで入射される。なお、入射角度θは、光源４０の光軸ＯＢからの距離をｘとし、コリメータレンズ４４の焦点距離をｆとした場合、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／ｆ）で表される。

眼鏡レンズ１０２に入射した測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧは、眼鏡レンズ１０２及びカバーガラス３０を透過して、双方の下方側（本発明の一面側）に位置するハルトマンプレート３２に入射する。

図５は、ハルトマンプレート３２の上面図（下面図）である。図４及び図５に示すように、ハルトマンプレート３２は、眼鏡レンズ１０２及びカバーガラス３０に対して照明光学系３５とは反対側の位置、より具体的にはカバーガラス３０の下面に当接して設けられている。また、ハルトマンプレート３２は、その中心３２Ｏが光軸ＯＢに一致するように予め位置調整されている。

ハルトマンプレート３２は、例えばガラス基板にクロム等を蒸着させた遮光部材である。このハルトマンプレート３２には、その中心３２Ｏを囲む仮想的な矩形枠の四隅位置にそれぞれ形成された４個のピンホール３２Ａの他に、多数のピンホール３２ＢがＸ方向（既述の左右方向）及びＹ方向（既述の前後方向）にそれぞれ等間隔でマトリクス状に形成されている。例えば本実施形態では、直径０．５ｍｍのピンホール３２Ａ，３２Ｂが２ｍｍピッチで１３×２３個配列されている。なお、ハルトマンプレート３２内の各ピンホール３２Ａ，３２Ｂの配列方向及び配列パターンは特に限定はされず、例えば円周パターン或いは放射パターン等で配列されていてもよい。また、各ピンホール３２Ａ，３２Ｂにはそれぞれ集光レンズが配置されていてもよい。

各ピンホール３２Ｂは、測定光ＬＧ，ＬＩＲの中で測定光ＬＧを選択的に透過する不図示の誘電体フィルタを備える。一方、各ピンホール３２Ａは、誘電体フィルタを備えないので測定光ＬＧ，ＬＩＲの双方を透過可能であるが、各ピンホール３２Ａを利用する場合に各光源４０は測定光ＬＩＲの出射をＯＮし且つ測定光ＬＧの出射はＯＦＦしている。

そして、各ピンホール３２Ａのみを透過した測定光ＬＩＲの４本の測定光束ＳＩＲと、各ピンホール３２Ａ，３２Ｂを透過した測定光ＬＧの複数の測定光束ＳＧとはそれぞれスクリーン３６に投影される。これにより、各ピンホール３２Ａを透過した４本の測定光束ＳＩＲに基づき、スクリーン３６に４輝点像が投影され、且つ各ピンホール３２Ａ，３２Ｂを透過した複数の測定光束ＳＧに基づき、スクリーン３６に多輝点像が投影される。

撮影光学系３７は、スクリーン３６に対してハルトマンプレート３２とは反対側、すなわちスクリーン３６の下方側に設けられており、光源４０ごとに測定光ＬＩＲ，ＬＧ（４輝点像及び多輝点像）が投影されているスクリーン３６をその下面側から撮影する。この撮影光学系３７は、光軸ＯＢに沿って、フィールドレンズ４８とミラー４９とカメラ５０とを備える。フィールドレンズ４８及びミラー４９は、光源４０ごとにスクリーン３６に投影される４輝点画像及び多輝点画像をカメラ５０に入射する。

カメラ５０は、結像レンズ５０Ａと、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型又はＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型の撮像素子５０Ｂと、を備える。結像レンズ５０Ａは、ミラー４９等を経て入射した光源４０ごとの４輝点画像及び多輝点画像を撮像素子５０Ｂの撮像面に入射する。

撮像素子５０Ｂは、眼鏡レンズ１０２に対する光源４０ごとの測定光ＬＩＲ，ＬＧの入射が実行されるごとにスクリーン３６、すなわちスクリーン３６に投影される４輝点画像及び多輝点画像を撮像する。これにより、カメラ５０により撮影された光源４０ごとの４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２が、カメラ５０から後述の統括制御部５８へ順次出力される。

光源４０ごとの４輝点像の撮影画像５２を公知の手法で解析することで、スクリーン３６上の４輝点像の位置（すなわち、ハルトマンプレート３２内の各ピンホール３２Ａの位置）と、眼鏡レンズ１０２の概略の光学特性と、をそれぞれ検出可能である。また、光源４０ごとの多輝点像の撮影画像５２を公知の手法で解析することで、眼鏡レンズ１０２のコマ収差及びコマ収差以外の各種の光学特性（例えばバックフォーカスＢｆ：図８参照）と、をそれぞれ検出可能である。

［統括制御部］
図６は、レンズ特性測定装置１０の下側筐体１２又は背部筐体１３の内部に設けられている第１実施形態の統括制御部５８の機能ブロック図である。図６に示すように、統括制御部５８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を含む各種の演算部及びメモリ等から構成された演算回路であり、操作スイッチ１６に入力された各種の操作指示に基づきレンズ特性測定装置１０の各部を統括制御する。また、統括制御部５８には記憶部５９が接続されている。

統括制御部５８は、記憶部５９内の不図示のソフトウェアプログラムを実行することで、光学系制御部６２、撮影制御部６４、画像取得部６６、及び光学特性決定制御部６９として機能する。

光学系制御部６２は、照明光学系３５の各光源４０による測定光ＬＩＲ，ＬＧの出射を制御する。光学系制御部６２は、操作スイッチ１６への測定開始操作の入力に応じて、光源４０からの測定光ＬＩＲの出射と測定光ＬＧの出射と、を眼鏡レンズ１０２に対する測定光ＬＩＲ，ＬＧの入射角度θが異なる光源４０ごと、すなわち入射角度θごとに異なるタイミングで実行させる。これにより、光源４０（入射角度θ）ごとに４本の測定光束ＳＩＲと複数の測定光束ＳＧとが繰り返しスクリーン３６に投影される。

撮影制御部６４は、カメラ５０によるスクリーン３６の撮影を制御する。撮影制御部６４は、カメラ５０を制御して、光源４０からの測定光ＬＩＲの出射に応じてスクリーン３６に投影された４本の測定光束ＳＩＲ（４輝点像）の撮影と、光源４０からの測定光ＬＧの出射に応じてスクリーン３６に投影された複数の測定光束ＳＧ（多輝点像）の撮影と、を光源４０（入射角度θ）ごとに繰り返し実行させる。これにより、カメラ５０から後述の画像取得部６６に対して、４輝点画像の撮影画像５２と多輝点画像の撮影画像５２とが光源４０（入射角度θ）ごとに順次出力される。

画像取得部６６は、カメラ５０から４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２を逐次取得する。また同時に、画像取得部６６は、測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧの出射を行った光源４０に関する情報を、光学系制御部６２等から逐次取得する。そして、画像取得部６６は、カメラ５０から取得した４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２を、光源４０を識別可能な状態で記憶部５９内の画像情報７２に記憶させる。これにより、画像情報７２には、光源４０の種類と、４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２とが対応付けられた状態で記憶される。

光学特性決定制御部６９は、４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２を解析して、眼鏡レンズ１０２のコマ収差を含む複数の光学特性を光源４０（入射角度θ）ごとに取得する。そして、光学特性決定制御部６９は、光源４０（入射角度θ）ごとのコマ収差の取得結果に基づき、光源４０（入射角度θ）ごとの他の光学特性の測定値（コマ収差以外）の中から最適な他の光学特性の測定値を決定する。この光学特性決定制御部６９は、光学特性取得部７０及び光学特性決定部７１として機能する。

光学特性取得部７０は、画像情報７２に新たな４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２が記憶されるごとに、この新たな両撮影画像５２を解析して、眼鏡レンズ１０２のコマ収差及びバックフォーカスＢｆ（図８参照）等の複数の光学特性の測定値を得る。すなわち、光学特性取得部７０は、眼鏡レンズ１０２の複数の光学特性の測定値を、光源４０（入射角度θ）ごとに得る。この光学特性取得部７０は、投影位置取得部７０Ａ及び解析部７０Ｂを備える。以下、複数の光学特性の中でコマ収差以外の他の光学特性（バックフォーカスＢｆ等）を、単に「光学特性」という。

投影位置取得部７０Ａは、画像情報７２に新たに記憶された４輝点画像の撮影画像５２を解析して、スクリーン３６上に投影された４本の測定光束ＳＩＲの投影位置の位置座標を取得する。また、投影位置取得部７０Ａは、画像情報７２に新たに記憶された多輝点画像の撮影画像５２を解析して、スクリーン３６上に投影された複数本の測定光束ＳＧの投影位置の位置座標を取得する。従って、投影位置取得部７０Ａは、４本の測定光束ＳＩＲの投影位置の位置座標の取得と、複数本の測定光束ＳＧの投影位置の位置座標の取得と、を光源４０（入射角度θ）ごとに行う。なお、各投影位置の位置座標は、例えばスクリーン３６上で光軸ＯＢと交差する点を原点とした座標である。

解析部７０Ｂは、光源４０（入射角度θ）ごとの各測定光束ＳＩＲの投影位置及び各測定光束ＳＧの投影位置の取得結果に基づき、記憶部５９内の装置情報７７を参照して、眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性を光源４０（入射角度θ）ごとに得る。

最初に解析部７０Ｂは、同一の光源４０における各測定光束ＳＩＲの投影位置と各測定光束ＳＧの投影位置とを比較して、各ピンホール３２Ａを透過した各測定光束ＳＩＲの投影位置に基づき、各ピンホール３２Ａを透過した各測定光束ＳＧの投影位置を判別する。これにより、解析部７０Ｂは、スクリーン３６に投影された各測定光束ＳＧがそれぞれ透過したピンホール３２Ｂを判別することができる。その結果、解析部７０Ｂは、光源４０ごとに、スクリーン３６に投影された各測定光束ＳＧがそれぞれ透過したピンホール３２Ａ，３２Ｂを判別することができる。

次いで、解析部７０Ｂは、光源４０ごとのスクリーン３６上での各測定光束ＳＧの投影位置と、光源４０ごとの上述のピンホール３２Ａ，３２Ｂの判別結果とに基づき、記憶部５９内の装置情報７７を参照して、光源４０ごとに眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性を解析する。

装置情報７７には、ハルトマンプレート３２及びスクリーン３６の光軸ＯＢ上での位置情報（位置座標等）、及びハルトマンプレート３２内の各ピンホール３２Ａ，３２Ｂの位置情報（位置座標等）が予め記憶されている。なお、各ピンホール３２Ａ、３２Ｂの位置座標は、ハルトマンプレート３２の中心３２Ｏ（光軸ＯＢに合わせて位置決めされている中心３２Ｏ）を原点とした座標である。

図７は、解析部７０Ｂによる光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差の解析の一例を説明するための説明図である。なお、図７では、眼鏡レンズ１０２に対して入射角度θ＝０°で測定光ＬＧの入射を行う光源４０と、眼鏡レンズ１０２に対して入射角度θ＝＋１０°で測定光ＬＧの入射を行う光源４０とにそれぞれ対応するコマ収差の解析を例に挙げている。

図７に示すように、スクリーン３６上での各測定光束ＳＧの投影位置は、既に光源４０（入射角度θ）別に得られている。また、各測定光束ＳＧがそれぞれ透過したピンホール３２Ａ，３２Ｂについても、光源４０（入射角度θ）別に判別されている。このため、解析部７０Ｂは、装置情報７７を参照することで、各測定光束ＳＧがそれぞれ透過したピンホール３２Ａ，３２Ｂの位置座標を、光源４０（入射角度θ）別に判別することができる。

また、解析部７０Ｂは、装置情報７７を参照することで、ハルトマンプレート３２及びスクリーン３６の間の距離ΔＬも判別できる。これにより、解析部７０Ｂは、光源４０（入射角度θ）ごとに、各測定光束ＳＧの傾き角を求められる。そして、解析部７０Ｂは、光源４０（入射角度θ）ごとに、各測定光束ＳＧの傾き角から各測定光束ＳＧの交差状況を求めることにより、眼鏡レンズ１０２のコマ収差を演算できる。なお、コマ収差の具体的な演算方法は公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。

図８は、解析部７０Ｂによる光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２の光学特性であるバックフォーカスＢｆの解析の一例を説明するための説明図である。なお、図８では、入射角度θ＝０°の場合のバックフォーカスＢｆの解析を例に挙げて説明を行う。

図８に示すように、各測定光束ＳＧがそれぞれ透過したピンホール３２Ａ，３２Ｂの位置座標（図中、符号「Ｗ」で表示）と、各測定光束ＳＧのスクリーン３６上での投影位置（図中、符号「Ｑ」で表示）とは既に求められている。また、装置情報７７に基づきハルトマンプレート３２とスクリーン３６との間の距離ΔＬは既知であり、且つ眼鏡レンズ１０２の裏面とハルトマンプレート３２との間の距離ΔＬＡも既知である。さらに、スクリーン３６に投影された測定光束ＳＧごとに、ピンホール３２Ａ，３２Ｂの位置と投影位置との差（光軸ＯＢに対して垂直方向の差）であるΔＨも求められる。従って、これらの情報に基づき、解析部７０Ｂは、公知の手法を用いて入射角度θ＝０°に対応する眼鏡レンズ１０２のバックフォーカスＢｆを解析することができる。

また、解析部７０Ｂは、同様にして他の光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のバックフォーカスＢｆも解析することができる。なお、解析部７０Ｂは、バックフォーカスＢｆ以外の眼鏡レンズ１０２の光学特性についても、従来と同様の解析方法で求められる。さらに、解析部７０Ｂは、眼鏡レンズ１０２内での光学特性値の分布を示すマッピング画像についても、従来の装置と同様に求められる。

解析部７０Ｂにより解析された光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差及びバックフォーカスＢｆ等の光学特性の解析結果は、この解析部７０Ｂから光学特性決定部７１へ出力される。

図６に戻って、光学特性決定部７１は、解析部７０Ｂにより解析された光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性の解析結果に基づき、光軸ＯＢに対する眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きによる誤差が補正された最適な眼鏡レンズ１０２の光学特性を決定する。

図９は、光軸ＯＢに対する眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きが無い一致状態での眼鏡レンズ１０２のコマ収差を説明するための説明図である。図１０は、光軸ＯＢに対する眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きが有る不一致状態での眼鏡レンズ１０２のコマ収差を説明するための説明図である。図１１は、不一致状態での光学特性決定部７１による眼鏡レンズ１０２の光学特性（バックフォーカスＢｆ：度数）の決定処理を説明するための説明図である。なお、図９の符号９Ａ及び図１０の符号ＸＡは、光源４０（入射角度θ）ごとの測定光ＬＧ及び各測定光束ＳＧの光線図である。また、図９の符号９Ｂ及び図１０の符号ＸＢは、光源４０（入射角度θ）ごとのコマ収差の解析結果（収差図）である。

コマ収差は、眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡに対してある角度をもって眼鏡レンズ１０２に入射する測定光ＬＧにより発生する収差である。このため、図９に示すように、光軸ＯＢに対する眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きが無い一致状態では、点線枠で示した入射角度θ＝０°に対応するコマ収差が最小となり、入射角度θの絶対値が大きくなるのに従ってコマ収差が大きくなる。

一方、図１０に示すように、例えば光軸ＯＢに対して眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡが−１０°傾いている不一致状態では、点線枠で示した入射角度θ＝−１０°に対応するコマ収差が最小となり、この−１０°からの入射角度θのずれか大きくなるのに従ってコマ収差が大きくなる。

従って、コマ収差が最小となる入射角度θが眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの傾き角度であると推定できる。そして、この入射角度θで得られた光学特性が、眼鏡レンズ１０２に対してその光軸ＯＡに平行（略平行を含む）な測定光ＬＧを入射して得られる光学特性、すなわち光軸ＯＢに対する光軸ＯＡの偏心及び傾きによる誤差が無い状態での眼鏡レンズ１０２の光学特性であると推定できる。

そこで、図１１に示すように、光学特性決定部７１は、符号XIAに示す光源４０（入射角度θ）ごとのコマ収差と、符号XIBに示す光源４０（入射角度θ）ごとの光学特性（度数等）とを比較して、コマ収差が最小となる入射角度θに対応する光学特性を、眼鏡レンズ１０２の光学特性として決定する。これにより、光軸ＯＢに対する眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きによる誤差が補正された眼鏡レンズ１０２の光学特性が得られる。

そして、光学特性決定部７１は、決定した眼鏡レンズ１０２の光学特性に関する情報をモニタ１５に出力して表示させる。

［第１実施形態のレンズ特性測定装置の作用］
図１２は、第１実施形態のレンズ特性測定装置１０による眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定処理（レンズ特性測定装置の作動方法）の流れを示すフローチャートである。なお、レンズ特性測定装置１０は、左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性を同時測定するが、ここでは左右の眼鏡レンズ１０２のいずれか一方の光学特性の測定を例に挙げて説明を行う。

検者は、測定対象の眼鏡フレーム１０１をセット部２０にセットして、挟持部材２１，２２により眼鏡フレーム１０１を挟持し、且つ支持ピン２３により支持されている眼鏡レンズ１０２を押えピン２９で押さえ付けて固定する（ステップＳ１）。なお、眼鏡フレーム１０１をセット部２０にセットした後、操作スイッチ１６での測定開始操作に応じて、挟持部材２１、２２、及び押えピン２９を不図示のモータ駆動機構等で駆動して自動的に眼鏡フレーム１０１を固定してもよい。

次いで、検者が操作スイッチ１６で測定開始操作を入力すると、光学系制御部６２が予め定めた各光源４０の作動順番に従って、各光源４０の中から測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧの出射を行う１個の光源４０を選択する（ステップＳ２）。

そして、光学系制御部６２は、選択した光源４０から最初に測定光ＬＩＲを出射させ、その後、選択した光源４０から測定光ＬＧを出射させる（ステップＳ３）。これにより、光源４０から順次出射された測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧは、コリメータレンズ４４を経て平行光束とされた後、支持ピン２３上に支持されている眼鏡レンズ１０２に対して入射角度θで順次入射する。

眼鏡レンズ１０２に対する測定光ＬＩＲの入射に応じて、眼鏡レンズ１０２を透過した測定光ＬＩＲがハルトマンプレート３２に入射し、このハルトマンプレート３２の各ピンホール３２Ａを透過した各測定光束ＳＩＲの４輝点像がスクリーン３６に投影される。また、眼鏡レンズ１０２に対する測定光ＬＧの入射に応じて、眼鏡レンズ１０２を透過した測定光ＬＧがハルトマンプレート３２に入射し、このハルトマンプレート３２の各ピンホール３２Ａ，３２Ｂを透過した各測定光束ＳＧの多輝点像がスクリーン３６に投影される。

一方、撮影制御部６４は、光源４０からの測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧの出射に応じて、スクリーン３６に投影された４輝点像の撮影と、スクリーン３６に投影された多輝点像の撮影と、をカメラ５０に順次実行させる（ステップＳ４）。これにより、１番目の光源４０（入射角度θ）に対応した４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２が、カメラ５０から画像取得部６６へ出力される。そして、画像取得部６６は、カメラ５０から取得した４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２を、光源４０（入射角度θ）を識別可能な状態で記憶部５９内の画像情報７２に記憶させる。

新たな４輝点画像の撮影画像５２及び多輝点画像の撮影画像５２が画像情報７２に記憶されると、投影位置取得部７０Ａは、各撮影画像５２を解析して、スクリーン３６上に投影された４本の測定光束ＳＩＲの投影位置の位置座標と、スクリーン３６上に投影された複数本の測定光束ＳＧの投影位置の位置座標と、を取得する（ステップＳ５）。そして、投影位置取得部７０Ａは、各投影位置の位置座標の取得結果を解析部７０Ｂへ出力する。

最初に解析部７０Ｂは、投影位置取得部７０Ａから入力された各投影位置の位置座標の取得結果に基づき、スクリーン３６に投影された各測定光束ＳＧがそれぞれ透過したピンホール３２Ａ，３２Ｂの判別を行う。

次いで、解析部７０Ｂは、各測定光束ＳＧ（多輝点像）の投影位置の位置座標と、各ピンホール３２Ａ，３２Ｂの判別結果とに基づき、記憶部５９内の装置情報７７を参照して、既述の図７に示した眼鏡レンズ１０２のコマ収差の解析と、既述の図８に示した眼鏡レンズ１０２のバックフォーカスＢｆ等の光学特性の解析と、を行う。これにより、１番目の光源４０（入射角度θ）に対応した眼鏡レンズ１０２の複数の光学特性（コマ収差及び光学特性）が得られる（ステップＳ６）。そして、解析部７０Ｂは眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性の解析結果（測定結果）を光学特性決定部７１へ出力する。

光学系制御部６２は、既述の光源４０の作動順番に従って、各光源４０の中から次に測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧの出射を行う２番目の光源４０を選択する（ステップＳ７でＹＥＳ、ステップＳ２）。そして、ステップＳ３からステップＳ６までの各処理が繰り返し実行され、２番目の光源４０（入射角度θ）に対応した眼鏡レンズ１０２の複数の光学特性（コマ収差及び光学特性）が得られ、これらの解析結果（測定結果）が光学特性決定部７１へ出力される。

以下同様に、残りの各光源４０（各入射角度θ）についても同様に、ステップＳ２からステップＳ６までの各処理が繰り返し実行される。これにより、全ての光源４０（入射角度θ）に対応した眼鏡レンズ１０２の複数の光学特性（コマ収差及び光学特性）がそれぞれ得られ、これらの解析結果（測定結果）が光学特性決定部７１へ出力される（ステップＳ７でＮＯ）。

次いで、光学特性決定部７１は、既述の図１１に示したように、コマ収差が最小となる入射角度θに対応する光学特性を眼鏡レンズ１０２の光学特性として決定する（ステップＳ８）。これにより、光軸ＯＡに平行な測定光ＬＧを眼鏡レンズ１０２に入射した際に得られる光学特性、すなわち眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きによる誤差が補正された光学特性が得られる。この光学特性決定部７１が決定した眼鏡レンズ１０２の光学特性は、モニタ１５に出力されて表示される。

なお、上記実施形態では、光源４０（入射角度θ）ごとにステップＳ５及びステップＳ６を繰り返し実行しているが、ステップＳ７でＮＯと判定された後、ステップＳ５及びステップＳ６をまとめて実行してもよい。

［第１実施形態の効果］
以上のように第１実施形態のレンズ特性測定装置１０では、複数の光源４０（入射角度θ）に対応した眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性をそれぞれ取得し、最小のコマ収差に対応する光学特性を眼鏡レンズ１０２の光学特性として決定するので、眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きによる光学特性の測定値の誤差を補正できる。これにより、誤差の少ない光学特性が得られる。その結果、左右の眼鏡レンズ１０２の度数が大きい場合或いは眼鏡フレーム１０１の反りが大きい場合でも、左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性を正確に測定することができる。

また、眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きが発生している場合でも、眼鏡フレーム１０１の支持、移動、及び回転のため機構は不要となるので、レンズ特性測定装置１０のコストアップが防止される。

［第２実施形態のレンズ特性測定装置］
図１３は、第２実施形態のレンズ特性測定装置１０Ａの統括制御部５８の機能ブロック図である。上記第１実施形態のレンズ特性測定装置１０の光学特性決定部７１は、光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性の実測値に基づき、各コマ収差の実測値の中で最小値に対応する光学特性を、眼鏡レンズ１０２の光学特性として決定している。この場合、光源４０の数を増やして入射角度θのピッチを小さくしなければ、各コマ収差の実測値の最小値が十分に小さくならず、その結果、光軸ＯＡの偏心及び傾きが十分に補正された光学特性が得られないおそれがある。

そこで、第２実施形態のレンズ特性測定装置１０Ａでは、複数の光源４０（入射角度θ）に対応した眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性から、コマ収差及び光学特性が未取得（未測定）の他の複数の入射角度θに対応する眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性を推定する。

図１３に示すように、第２実施形態のレンズ特性測定装置１０Ａは、光学特性決定部７１が推定部７１Ａと決定部７１Ｂとを備える点を除けば第１実施形態のレンズ特性測定装置１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

図１４は、第２実施形態の推定部７１Ａ及び決定部７１Ｂの機能を説明するための説明図である。図１４に示すように、推定部７１Ａは、複数の光源４０（入射角度θ）に対応した眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性の実測値から、公知の最小二乗法等の近似法を用いて各実測値をそれぞれ近似曲線Ｃ１，Ｃ２で結ぶ。これにより、推定部７１Ａは、コマ収差及び光学特性が未取得（未測定）の他の複数の入射角度θに対応する眼鏡レンズ１０２のコマ収差の推定値（符号XIVA参照）と光学特性の推定値（符号XIVB参照）とをそれぞれ推定することができる。

なお、推定部７１Ａは、最小二乗法等の近似法を用いる代わりに、公知の各種の補間処理法を用いて、他の複数の入射角度θに対応する眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性を推定してもよい。

決定部７１Ｂは、解析部７０Ｂが取得した光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性の実測値と、推定部７１Ａが推定した他の入射角度θごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性の推定値と、に基づき、コマ収差が最小となる入射角度θに対応する光学特性を決定する。

このように第２実施形態では、コマ収差及び光学特性が未取得の他の複数の入射角度θに対応する眼鏡レンズ１０２のコマ収差及び光学特性を推定できるので、光源４０の数を増やすことなく、十分に小さいコマ収差（例えば約零）に対応した眼鏡レンズ１０２の光学特性を決定することができる。その結果、光軸ＯＡの偏心及び傾きによる眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定値の誤差が十分に補正されるので、誤差のより少ない眼鏡レンズ１０２の光学特性が得られる。

［第３実施形態のレンズ特性測定装置］
図１５は、ハルトマンプレート３２の同一のピンホール３２Ａ，３２Ｂを透過する光源４０（入射角度θ）ごとの測定光ＬＧ及び測定光束ＳＧの光線図である。上記各実施形態では、各光源４０からそれぞれ眼鏡レンズ１０２の全面を透過した測定光ＬＧ及び測定光束ＳＧに基づき、光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差の評価と、眼鏡レンズ１０２の光学特性の決定とを行っている。

この際に、図１５に示すように、セット部２０にセットされた眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡは光軸ＯＢに対して傾くと共に偏心している。また、眼鏡レンズ１０２とハルトマンプレート３２は互いに距離をあけて配置されている。このため、ハルトマンプレート３２の同一のピンホール３２Ａ，３２Ｂを透過する光源４０（入射角度θ）ごとの測定光ＬＧは、それぞれ眼鏡レンズ１０２の異なる領域を透過する。この場合、眼鏡レンズ１０２が単焦点レンズであれば特に問題ない。

一方、眼鏡レンズ１０２が例えば非球面レンズ又は累進レンズのように部位によって屈折力が異なる場合、上記各実施形態の方法では、光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差として、眼鏡レンズ１０２内の屈折力が異なる領域のコマ収差を比較してしまう。このため、上記各実施形態の方法では、光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差を直接比較することができない。

そこで、第３実施形態では、光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差として、眼鏡レンズ１０２内の同一領域同士のコマ収差を比較した結果に基づき、眼鏡レンズ１０２の光学特性を決定する。なお、一般的なレンズ特性測定装置では約８φ（ｍｍ）の測定光ＬＧで眼鏡レンズ１０２の光学特性を測定するため、第３実施形態では、眼鏡レンズ１０２内の同一の約８φ（ｍｍ）の領域のコマ収差を比較する。

図１６は、第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂの統括制御部５８の機能ブロック図である。図１６に示すように、第３実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｂは、光学特性取得部７０が既述の投影位置取得部７０Ａ及び解析部７０Ｂの他に光束判別部７０Ｃとして機能し、且つ解析部７０Ｂがコマ収差取得部８０として機能する点を除けば、第１実施形態のレンズ特性測定装置１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

光束判別部７０Ｃは、画像情報７２に新たな４輝点像の撮影画像５２及び多輝点像の撮影画像５２が記憶されるごとに、これら各撮影画像５２を解析して、ハルトマンプレート３２の各ピンホール３２Ａ，３２Ｂを透過した各測定光束ＳＧの中から、測定光ＬＧの入射角度θの方向に沿った特定測定光束ＳＧＡを判別する判別処理を行う（図１７参照）。そして、光束判別部７０Ｃは、光源４０（入射角度θ）ごとに上述の判別処理を繰り返し行う。

図１７は、光束判別部７０Ｃによる特定測定光束ＳＧＡの判別処理を説明するための説明図である。図１７に示すように、光束判別部７０Ｃは、既述の解析部７０Ｂと同様に光源４０（入射角度θ）ごとの４輝点像の撮影画像５２及び多輝点像の撮影画像５２を解析することで、光源４０（入射角度θ）ごとに各測定光束ＳＧの傾き角を求める。そして、光束判別部７０Ｃは、光源４０（入射角度θ）ごとの各測定光束ＳＧの傾き角に基づき、光源４０（入射角度θ）ごとに、測定光ＬＧの入射角度θの方向に沿った測定光束ＳＧである特定測定光束ＳＧＡを判別する。

特定測定光束ＳＧＡは、各測定光束ＳＧの中で測定光ＬＧの入射角度θと等しい角度又は最も近い角度の複数の測定光束ＳＧの集合体であり、本実施形態では約８φ（ｍｍ）の直径である。このため、光源４０（入射角度θ）ごとの特定測定光束ＳＧＡは、それぞれ眼鏡レンズ１０２内の同一領域（約８φ（ｍｍ））、すなわち屈折力が同じ領域を透過している。そして、光束判別部７０Ｃは、光源４０（入射角度θ）ごとの特定測定光束ＳＧＡの判別結果７９をコマ収差取得部８０へ出力する。

コマ収差取得部８０は、基本的には既述の図７で説明した第１実施形態と同様に、光源４０（入射角度θ）ごとに、特定測定光束ＳＧＡ（複数の測定光束ＳＧの集合体）の傾き角から特定測定光束ＳＧＡを構成する各測定光束ＳＧの交差状況を求めることで、眼鏡レンズ１０２のコマ収差を光源４０（入射角度θ）ごとに演算する。これにより、光源４０（入射角度θ）ごとに、眼鏡レンズ１０２の同一領域におけるコマ収差が得られる。この光源４０（入射角度θ）ごとのコマ収差の解析結果は、コマ収差取得部８０から光学特性決定部７１へ出力される。

以下、第１実施形態と同様に、コマ収差取得部８０は、眼鏡レンズ１０２の同一領域における光源４０（入射角度θ）ごとのコマ収差と、解析部７０Ｂから入力された光源４０（入射角度θ）ごとの光学特性とを比較して、コマ収差が最小となる入射角度θに対応する光学特性を、眼鏡レンズ１０２の光学特性として決定する。

以上のように第３実施形態では、光源４０（入射角度θ）ごとの眼鏡レンズ１０２のコマ収差として、眼鏡レンズ１０２内の同一領域同士のコマ収差を比較することができるので、眼鏡レンズ１０２が非球面レンズ等のように部位によって屈折力が異なる場合でも、この眼鏡レンズ１０２の光軸ＯＡの偏心及び傾きによる眼鏡レンズ１０２の光学特性の測定値の誤差が補正される。その結果、誤差の少ない光学特性が得られる。

なお、上記第２実施形態のレンズ特性測定装置１０Ａにおいても、上記第３実施形態と同様に、光源４０（入射角度θ）ごとの特定測定光束ＳＧＡの判別と、眼鏡レンズ１０２内の同一領域同士のコマ収差の比較とを行ってもよい。

［第４実施形態のレンズ特性測定装置］
図１８は、第４実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｃの照明光学系３５Ｒの概略図である。上記各実施形態の照明光学系３５では、複数の光源４０から測定光ＬＩＲ，ＬＧの出射を異なるタイミングで行うことで、眼鏡レンズ１０２の表面に対して測定光ＬＩＲ，ＬＧをそれぞれ異なる入射角度θでそれぞれ異なるタイミングで入射させている。これに対して、第４実施形態の照明光学系３５Ｒでは、光源４０を複数設けることなく、眼鏡レンズ１０２の表面に対して測定光ＬＩＲ，ＬＧをそれぞれ異なる入射角度θでそれぞれ異なるタイミングで入射させる。

なお、第４実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｃは、上記各実施形態の照明光学系３５とは異なる照明光学系３５Ｒを備えている点を除けば、上記各実施形態のレンズ特性測定装置１０，１０Ａ，１０Ｂと基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

図１８に示すように、第４実施形態の照明光学系３５Ｒは、光軸ＯＢ上に配置された１個の光源４０と、既述のコリメータレンズ４４と、本発明の入射角度調整部に相当するロータリプリズム９０と、プリズム駆動機構９２とを備える。上記各実施形態と同様に、光源４０はコリメータレンズ４４に向けて測定光ＬＩＲ，ＬＧを出射し、コリメータレンズ４４は、光源４０から入射した測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧをその入射方向（光軸ＯＢ）に平行な平行光束とした後、ロータリプリズム９０に向けて出射する。これにより、測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧの平行光束は、ロータリプリズム９０を透過して眼鏡レンズ１０２の表面に入射する。

ロータリプリズム９０は、コリメータレンズ４４と眼鏡レンズ１０２との間に配置されており、２個（２個以外でも可）の回転プリズム９０Ａを備えている。各回転プリズム９０Ａは、光軸ＯＢに対して平行な測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧの平行光束を、光軸ＯＢに対して傾きを持った平行光束に屈折させる。また、各回転プリズム９０Ａは、それぞれ光軸ＯＢを中心としてその軸周り方向に回転自在である。

図１８の符号XVIIIA及び符号XVIIIBに示すように、プリズム駆動機構９２は、光学系制御部６２の制御の下、各回転プリズム９０Ａを、光軸ＯＢを中心としてその軸周り方向に個別に回転させる。これにより、各回転プリズム９０Ａの回転角度が個別に調整されることで、ロータリプリズム９０は、コリメータレンズ４４から入射する測定光ＬＩＲ及び測定光ＬＧの平行光束を任意の方向及び任意の角度で屈折することができる。従って、各回転プリズム９０Ａを回転駆動することで、眼鏡レンズ１０２の表面に入射する測定光ＬＩＲ，ＬＧの平行光束の入射角度θを変化させることができる。

そこで、予め定めた複数の入射角度θで測定光ＬＩＲ，ＬＧの平行光束を眼鏡レンズ１０２の表面に入射させるために、入射角度θごとの各回転プリズム９０Ａの回転角度の設定を予め求めておく。そして、光学系制御部６２は、上述の回転角度の設定に従ってプリズム駆動機構９２を駆動して、各回転プリズム９０Ａの回転角度の調整を繰り返し実行し、且つ個々の回転角度の調整が完了するごとに光源４０から測定光ＬＩＲ，ＬＧを順次出射させる。これにより、上記各実施形態と同様に、眼鏡レンズ１０２の表面に入射する測定光ＬＩＲ，ＬＧの入射角度θを順次変化させることができる。

このように第４実施形態のレンズ特性測定装置１０Ｃでは、ロータリプリズム９０を設けることで、光源４０を複数設けることなく、眼鏡レンズ１０２に対して入射角度θが異なる複数の測定光ＬＩＲ，ＬＧを異なるタイミングで入射させることができる。なお、ロータリプリズム９０を用いる代わりに、眼鏡レンズ１０２に対する測定光ＬＩＲ，ＬＧの入射角度を変更な各種の光学部材を本発明の入射角度調整部として用いてもよい。

［その他］
照明光学系３５，３５Ｒ、ハルトマンプレート３２、スクリーン３６、及び撮影光学系３７等の配置については、図４及び図１８等に示した配置に特に限定されず、適宜変更してもよい。

上記各実施形態では、眼鏡フレーム１０１の左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性を同時に測定するレンズ特性測定装置１０等を例にあげて説明したが、例えば左右の眼鏡レンズ１０２の光学特性を片方ずつ測定するレンズ特性測定装置、及び生地レンズの光学特性を測定するレンズ特性測定装置等の各種の被検レンズを測定するレンズ特性測定装置に本発明を適用できる。また、眼鏡以外の各種用途の被検レンズの光学特性を測定するレンズ特性測定装置に対しても本発明を適用できる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…レンズ特性測定装置，
３２…ハルトマンプレート，
３２Ａ、３２Ｂ…ピンホール，
３５，３５Ｒ…照明光学系，
３６…スクリーン，
３７…撮影光学系，
４０…光源，
４０Ａ…光源群，
４４…コリメータレンズ，
５０…カメラ，
５２…撮影画像，
５８…統括制御部，
６２…光学系制御部，
６４…撮影制御部，
６９…光学特性決定制御部，
７０…光学特性取得部，
７０Ａ…投影位置取得部，
７０Ｂ…解析部，
７０Ｃ…光束判別部，
７１…光学特性決定部，
７１Ａ…推定部，
７１Ｂ…決定部，
７２…画像情報，
７７…装置情報，
８０…コマ収差取得部，
９０…ロータリプリズム，
９２…プリズム駆動機構，
１０１…眼鏡フレーム，
１０２…眼鏡レンズ

Claims (8)

1. 被検レンズに対して入射角度が異なる複数の測定光を異なるタイミングで入射させる照明光学系と、
   前記被検レンズに対して前記照明光学系とは反対側に設けられ、前記被検レンズを透過した前記測定光を透過させる複数のピンホールを有するハルトマンプレートと、
   前記複数のピンホールを透過した前記測定光の複数の測定光束が投影されるスクリーンと、
   前記スクリーンに対して前記ハルトマンプレートとは反対側に設けられ、前記照明光学系が入射角度の異なる前記測定光を前記被検レンズに入射させるごとに、前記複数の測定光束が投影されている前記スクリーンを撮影する撮影光学系と、
   前記撮影光学系により撮影された前記入射角度ごとの前記スクリーンの撮影画像を解析して、前記被検レンズのコマ収差と前記コマ収差以外の他の光学特性とを含む複数の光学特性を前記入射角度ごとに取得し、前記コマ収差が最小となる前記他の光学特性を決定する光学特性決定制御部と、
   を備えるレンズ特性測定装置。
2. 前記照明光学系は、前記照明光学系の光軸に直交する平面内に配置された複数の光源を備え、前記複数の光源から異なるタイミングで前記被検レンズへ前記測定光を出射する請求項１に記載のレンズ特性測定装置。
3. 前記照明光学系は、
   前記照明光学系の光軸上に配置された１つの光源と、
   前記光源と前記被検レンズの間に設けられ、前記光源から前記被検レンズに入射する前記測定光の前記入射角度を変化させる入射角度調整部であって、前記入射角度を複数の角度に異なるタイミングで変化させる入射角度調整部と、
   を備える請求項１に記載のレンズ特性測定装置。
4. 前記光学特性決定制御部は、
   前記入射角度ごとの前記スクリーンの撮影画像を解析して、前記入射角度ごとの前記複数の光学特性を取得する光学特性取得部と、
   前記光学特性取得部が取得した前記入射角度ごとの前記複数の光学特性に基づき、前記複数の光学特性が未取得の他の入射角度ごとの前記複数の光学特性を推定する推定部と、
   前記光学特性取得部が取得した前記入射角度ごとの前記複数の光学特性と、前記推定部により推定された前記他の入射角度ごとの前記複数の光学特性と、に基づき、前記コマ収差が最小となる前記他の光学特性を決定する決定部と、
   を備える請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ特性測定装置。
5. 前記光学特性決定制御部は、
   前記入射角度ごとの前記撮影画像を解析して、前記スクリーンに投影される前記複数の測定光束の中から前記測定光の前記入射角度の方向に沿った特定測定光束を判別する判別処理を、前記入射角度ごとに実行する光束判別部と、
   前記光束判別部が前記入射角度ごとに判別した前記特定測定光束に基づき、前記コマ収差を前記入射角度ごとに取得するコマ収差取得部と、
   を備える請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ特性測定装置。
6. 前記照明光学系は、平行光束の前記測定光を前記被検レンズに入射させる請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ特性測定装置。
7. 前記光学特性決定制御部は、
   前記入射角度ごとの前記撮影画像を解析して、前記スクリーンに投影された前記複数の測定光束の各々の投影位置を前記入射角度ごとに取得する投影位置取得部と、
   前記投影位置取得部による前記入射角度ごとの前記投影位置の取得結果と、前記ハルトマンプレート、前記複数のピンホール、及び前記スクリーンの既知の位置情報とに基づき、前記入射角度ごとに前記複数の光学特性を解析する解析部と、
   を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のレンズ特性測定装置。
8. 被検レンズの一面側に配置され、複数のピンホールを有するハルトマンプレートと、前記ハルトマンプレートに対して前記被検レンズとは反対側に設けられたスクリーンと、前記スクリーンに対して前記ハルトマンプレートとは反対側に設けられ、前記スクリーンの撮影を行う撮影光学系と、を備えるレンズ特性測定装置の作動方法において、
   前記被検レンズの前記一面側とは反対側の他面側に配置された照明光学系が、前記被検レンズに対して入射角度が異なる複数の測定光を異なるタイミングで入射させるステップと、
   前記撮影光学系が、前記照明光学系から入射角度の異なる前記測定光が前記被検レンズに入射されるごとに、前記被検レンズ及び前記複数のピンホールを透過した前記測定光の複数の測定光束が投影される前記スクリーンを撮影するステップと、
   光学特性決定制御部が、前記撮影光学系により撮影された前記入射角度ごとの前記スクリーンの撮影画像を解析して、前記被検レンズのコマ収差と前記コマ収差以外の他の光学特性とを含む複数の光学特性を前記入射角度ごとに取得し、前記コマ収差が最小となる前記他の前記光学特性を決定するステップと、
   を有するレンズ特性測定装置の作動方法。

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