JP2019194588A - 被検レンズ載置台及びレンズチェッカー - Google Patents

Abstract

【課題】被検レンズの周縁部に刻印された隠しマークを観察するレンズチェッカーの小型化が可能な被検レンズ載置台を提供する。【解決手段】レンズチェッカー用の被検レンズ載置台３は、中空円筒体３ｂと、被検レンズ載置用透明部材３ａと、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃと、を含み、被検レンズ載置用透明部材３ａは、中空円筒体３ｂの頂部に配置され、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの直径は、中空円筒体３ｂの内径より小さく、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃは、中空円筒体３ｂの内部に、水平方向に移動可能に配置され、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの水平移動により、被検レンズに対する透過光の照射位置を、被検レンズの周縁部に移動可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、被検レンズ載置台及びレンズチェッカーに関する。

眼鏡レンズ、コンタクトレンズ等の光学レンズの表面には、レンズのメーカー、レンズのタイプ等が示された隠しマーク（「アライメントマーク」とも言う。）が刻印されている。特許文献１には、この隠しマークを観察する隠しマーク観察系を備えたレンズチェッカーが提案されている。

特開平１０−１３２７０７号公報

隠しマークは、レンズの周縁部付近に刻印されるのが一般的である。そのため、前述の隠しマーク観察系を備えたレンズチェッカーは、被検レンズ全体をカバーできる大径の光学系を必要とする大型のものであった。

また、光源側にシュリーレン光学系としての絞りを用いて隠しマークを顕在化し、可視化する場合においても、集光レンズ及び受光側レンズ等について比較的大径の光学系を採用しなければならず、レンズチェッカーの大型化を免れなかった。

そこで、本発明は、被検レンズの周縁部に刻印された隠しマークを観察するレンズチェッカーの小型化が可能な被検レンズ載置台及びそれを用いたレンズチェッカーを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のレンズチェッカー用の被検レンズ載置台は、
中空円筒体と、被検レンズ載置用透明部材と、集光レンズと、を含み、
前記被検レンズ載置用透明部材は、前記中空円筒体の頂部に配置され、
前記集光レンズの直径は、前記中空円筒体の内径より小さく、
前記集光レンズは、前記中空円筒体の内部に、水平方向に移動可能に配置され、
前記集光レンズの水平移動により、被検レンズに対する透過光の照射位置を、前記被検レンズの周縁部に移動可能である。

また、本発明のレンズチェッカーは、
光源と、基台と、被検レンズ載置台と、支柱と、受光側光学系と、を含み、
前記基台は、前記光源と同軸的に配置されたピンホール型の絞り手段を含み、
前記被検レンズ載置台は、前記基台の上面中央部に、上下方向に移動可能に配置され、
前記支柱は、前記基台上の一端側から立ち上がっており、
前記受光側光学系は、前記支柱の上端部に配置され、前記被検レンズ載置台側から順に、対物レンズと、結像レンズと、撮像手段と、を含み、
前記被検レンズ載置台が、前記本発明の被検レンズ載置台である。

本発明によれば、中空円筒体の内部に、水平方向に移動可能に配置された集光レンズを含む被検レンズ載置台を構成したことで、集光レンズを大径化することなく、透過光の照射範囲を適宜調節可能となり、被検レンズの周縁部に刻印された隠しマークを観察するレンズチェッカーを小型化できる。

図１は、本発明のレンズチェッカーの構成の一例を示す斜視図である。 図２は、本発明のレンズチェッカーの構成の一例を示す断面図である。 図３は、図１に示すレンズチェッカーのＡ−Ａ方向から見た断面図である。 図４は、本発明のレンズチェッカーにおける光の移動について説明する模式図である。 図５は、本発明のレンズチェッカーによる撮像写真の一例を示す図である。 図６は、本発明の遮光切替手段の構成の一例を示す平面図である。 図７は、本発明の遮光切替手段を含むレンズチェッカーにおける視差について説明する模式図である。 図８は、本発明のレンズチェッカーによる撮像写真の別の一例を示す図である。

つぎに、本発明について、例をあげて説明する。ただし、本発明は、以下の説明により、なんら限定されない。

本発明の被検レンズ載置台において、前記集光レンズが、複数の集光レンズを含むコリメートレンズユニットであり、前記複数の集光レンズの直径は、いずれも前記中空円筒体の内径よりも小さく、前記複数の集光レンズは、前記中空円筒体の内部に、水平方向に移動可能に配置され、前記複数の集光レンズの水平移動により、前記被検レンズに対する透過光の照射位置を、前記被検レンズの周縁部に移動可能であってもよい。

本発明のレンズチェッカーは、さらに、遮光切替手段を含み、前記遮光切替手段には、前記受光側光学系の受光範囲の左半分を遮光可能な第１のナイフエッジと、右半分を遮光可能な第２のナイフエッジとが、水平方向に並んで配置されており、前記遮光切替手段は、前記撮像手段の光路中を水平方向に移動可能に配置されており、前記遮光切替手段の水平移動により、前記撮像手段の光路中に、前記第１のナイフエッジと、前記第２のナイフエッジと、を位置させることで、前記撮像手段で左右の視差画像を撮影可能であってもよい。

以下、図１から図８を用いて、本発明の具体的な実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は例示であり、本発明は、これにより、なんら限定されない。

図１及び図２に、本発明のレンズチェッカーの構成の一例を示す。図１は、斜視図であり、図２は、断面図である。また、図３に、図１に示すレンズチェッカーのＡ−Ａ方向から見た断面図を示す。図示のとおり、このレンズチェッカーは、光源２と、基台１と、被検レンズ載置台３と、支柱５と、後述する受光側光学系と、を含む。図１から図３のレンズチェッカーにおける被検レンズ載置台３が、本発明の被検レンズ載置台である。

基台１は、光源２と同軸的に配置されたピンホール型の絞り手段２ａを含む。絞り手段２ａとしては、例えば、光源２からの照射光に対して、直径５０μｍ程度のピンホール２ｂが中央に穿孔された絞り板等があげられる。基台１には、さらに、光源２の光量を調節するための操作ダイヤル１ａが設けられていてもよい。

被検レンズ載置台３は、基台１の上面中央部に配置される。被検レンズ載置台３は、中空円筒体３ｂと、被検レンズ載置用透明部材３ａと、コリメートレンズユニット４と、を含む。中空円筒体３ｂとしては、例えば、黒色円筒状のプラスチック製筒体等があげられる。被検レンズ載置用透明部材３ａは、中空円筒体３ｂの頂部に配置される。被検レンズ載置用透明部材３ａとしては、例えば、円形の透明ガラス板、円形の透明樹脂板等があげられる。

中空円筒体３ｂの内径は、後述のコリメートレンズユニット４を構成する集光レンズの内径及びその水平移動可能距離に応じたものとすればよい。中空円筒体３ｂの厚みは、例えば、２ｍｍ〜５ｍｍであり、中空円筒体３ｂの高さは、例えば、２５ｍｍ〜４０ｍｍである。

被検レンズ載置用透明部材３ａは、例えば、図２及び図３に示すように、中空円筒体３ｂの頂部に設けられた凹部に嵌め込まれていてもよい。被検レンズ載置用透明部材３ａの直径は、中空筒円筒３ｂの頂部に嵌め込めるように適宜調整すればよい。被検レンズ載置用透明部材３ａの厚みは、例えば、２ｍｍ〜５ｍｍである。

中空円筒体３ｂには、被検レンズ載置台３を片持ち支持するための支持アーム部材３ｃが接続される。支持アーム部材３ｃは、中空円筒体３ｂと一体成型されたものであってもよいし、中空円筒体３ｂとは別部材であって、使用時に中空円筒体３ｂと接続されるものであってもよい。被検レンズ載置台３は、支持アーム部材３ｃを上下動させる調節摘み３ｄを例えば手動でネジ操作することで、上下方向に移動可能に配置される。このように、被検レンズ載置台３が上下方向に移動可能であることで、後述する撮像手段９の合焦点位置を適宜変更調節自在となる。

コリメートレンズユニット４は、３つの集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを含む。３つの集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの直径は、いずれも中空円筒体３ｂの内径よりも小さい。コリメートレンズユニット４は、基台１上に水平に設けられたスライド式ガイド部材４ｄによって片持ち支持の状態で中空円筒体３内部の空中に支持されている。また、コリメートレンズユニット４は、スライド式ガイド部材４ｄに取付けられた調節摘み４ｅを例えば手動でネジ操作することにより、水平方向に移動可能に配置される。

集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの水平移動可能距離は、例えば、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの直径に応じて調整可能である。例えば、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの直径が４０ｍｍ（φ４０）であれば、前記水平移動可能距離は、例えば、−１０ｍｍ〜１０ｍｍである。また、例えば、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃがφ４０を超えるもの（例えば、φ８０〜φ１００）であれば、前記水平移動可能距離は、例えば、−１５ｍｍ〜１５ｍｍである。集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃは、その直径が全て同じであってもよいし、いずれも中空円筒体３ｂの内径よりもその直径が小さければ、直径の異なるものがあってもよい。

本発明によれば、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの水平移動により、被検レンズＬｅに対する透過光の照射位置を、被検レンズＬｅの周縁部に移動可能である。図４の模式図を用いて、本発明のレンズチェッカーにおける光の移動について説明する。光源２から照射光は、ピンホール型の絞り手段２ａのピンホール効果によって屈折された後、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを含むコリメートレンズユニット４により集光されて被検レンズＬｅを透過する。図４において、コリメートレンズユニット４が実線で示す位置にあるときには、実線の矢印で示すように、光は、被検レンズＬｅの周縁部を透過するものの、後述する結像レンズユニット６の左方へと進み、撮像手段９で観察することができない。一方、コリメートレンズユニット４を二点鎖線で示す位置まで右方向に水平移動させると、二点鎖線の矢印で示すように、光は、被検レンズＬｅの周縁部を透過した後、結像レンズユニット６へと進み、撮像手段９で観察することができる。

図２及び図３には、コリメートレンズユニット４が、３つの集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを含む例を示したが、コリメートレンズユニット４に含まれる集光レンズは、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、コリメートレンズユニット４に代えて、１つの集光レンズが、中空円筒体３ｂの内部に、水平移動可能に配置されてもよい。

支柱５は、基台１上の一端側から立ち上がっている。受光側光学系は、支柱５の上端部に配置され、被検レンズ載置台３側から順に、対物レンズ６ａと、結像レンズユニット６と、撮像手段９と、を含む。図２には、結像レンズユニット６が、３つの結像レンズ６ｂ、６ｃ、６ｄを含む例を示したが、結像レンズユニット６に含まれる結像レンズは、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、結像レンズユニット６に代えて、１つの結像レンズを用いてもよい。撮像手段９としては、例えば、ＣＭＯＳ等があげられる。撮像手段９により得られた画像データは、例えば、ケーブル接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）又はタブレット端末等のディスプレイ画面に拡大表示し、人が観察するようにしてもよい。本発明のレンズチェッカーは、図１に示すように、さらに、撮像手段９のピント（焦点）を微調整するための操作摘み９ａを有してもよい。本発明のレンズチェッカーの被検レンズ載置台３以外の構成は、従来公知のレンズチェッカーと同じとしてもよい。

本発明のレンズチェッカーは、図１及び図２に示すように、さらに、遮光切替手段８を含んでもよい。図６の平面図に、遮光切替手段８の構成の一例を示す。図示のとおり、この遮光切替手段８には、前記受光側光学系の受光範囲の左半分を遮光可能な第１のナイフエッジ８ｂと、右半分を遮光可能な第２のナイフエッジ８ａとが、水平方向に並んで配置されている。遮光切替手段８には、さらに、絞り摘み７ａ又はダイヤル（図示せず）を操作することで光路面積を連続的に変更調節可能な可変絞り手段７が、第１のナイフエッジ８ｂ及び第２のナイフエッジ８ａと水平方向に並んで配置されていてもよい。図６には、第１のナイフエッジ８ｂ及び第２のナイフエッジ８ａと、可変絞り手段７とが一体的に構成された例を示したが、第１のナイフエッジ８ｂ及び第２のナイフエッジ８ａと、可変絞り手段７とを、それぞれ個別に操作するように構成してもよい。遮光切替手段８は、図１及び図２に示すように、撮像手段９の光路中を水平方向に移動可能に配置されている。遮光切替手段８の水平移動により、撮像手段９の光路中に、第１のナイフエッジ８ｂと、第２のナイフエッジ８ａと、を位置させることで、撮像手段９で左右の視差画像を撮影可能である。このとき、第１のナイフエッジ８ｂ及び第２のナイフエッジ８ａにより、被検レンズＬｅを透過した光束がナイフエッジ効果により回析されて像を結ぶ一方で、遮られた半円部分の光束が確実にカットされるので、残された半円部分の光束に対して干渉することがなく、撮像手段９による撮影画像を鮮明な画像として得ることができる。また、遮光切替手段８の水平移動により、撮像手段９の光路中に、可変絞り手段７を位置させ、操作摘み７ａ又はダイヤルを操作（手動と自動とを問わない）することで、撮像手段９で得られる画像の明るさや鮮明度を調整可能である。

本発明によれば、受光範囲の左半分を遮光可能な第１のナイフエッジと、受光範囲の右半分を遮光可能な第２のナイフエッジと、を含むレンズチェッカー用の遮光切替装置も提供可能である。また、本発明によれば、図１及び図２に示すレンズチェッカーにおいて、遮光切替手段８を含み、被検レンズ載置台３を含まないレンズチェッカーも提供可能である。

つぎに、本発明のレンズチェッカーの操作手順及び観察要領等について説明する。本発明のレンズチェッカーでは、被検レンズ載置台３の被検レンズ載置用透明部材３ａ上に被検レンズＬｅ（丸レンズであるか眼鏡フレーム入りのレンズであるかを問わない）を載せて、光源２の光量を操作ダイヤル１ａにより調節しながら被検レンズＬｅからの透過光の画像を撮像手段９により撮影する。この撮像データをＰＣ等に送信してディスプレイ画面に表示し、被検レンズＬｅ表面の隠れマークを人が観察する。その際の合焦点操作等は、従来公知のレンズチェッカーにおけるのと同様である。また、隠れマークの観察において、遮光切替手段８を用いて、鮮明な画像を得るようにしてもよい。被検レンズ載置台３には、さらに、眼鏡やレンズを固定するための保持機構を適宜追加してもよい。

本発明によれば、図４を用いて先に説明したように、ピンホール型の絞り手段２ａのピンホール効果によって光源２からの照射光が屈折されても、被検レンズＬｅの周縁部にコリメートレンズユニット４からの光を外れずに照射可能である。このとき、コリメートレンズユニット４に含まれる集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの水平方向移動により、集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃとして、従来のような大径のものでなく、小径のものを用いても被検レンズＬｅの周縁部に光を移動可能であるため、レンズチェッカーの小型化が可能となる。また、本発明のレンズチェッカーでは、対物レンズ６ａ及び結像レンズユニットに含まれる結像レンズ６ｂ、６ｃ、６ｄ等の受光側光学系も、従来のような大径のものでなく、小径のものを利用可能であるため、この点からも、レンズチェッカーを小型化可能である。この結果、本発明によれば、被検レンズＬｅの周縁部に刻印された隠しマークの観察を、大径の光学系を用いることなく、確実に実施できる。

一例として、眼鏡フレームに枠入れされた眼鏡レンズの隠しマークを観察するときの手順を説明する。先ず、被検レンズ載置台３の被検レンズ載置用透明部材３ａ上に眼鏡レンズを置き、レンズ周縁部に刻印された隠れマークを見つける。このとき、光源２からの照射光が眼鏡フレームを外れて照射されてしまうような場合であっても、前述のように、調節摘み４ｅを手動で回転操作してコリメートレンズユニット４に含まれる集光レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを右又は左に水平移動させ、眼鏡レンズを透過するように調節することにより、図５に例示するように、隠しマークを確認することができる。

隠しマークを確認できた後に、眼鏡レンズの光学中心位置を求めるには、例えば、つぎのようにすればよい。即ち、隠しマークは、眼鏡レンズの光学中心から左１７ｍｍの位置と右１７ｍｍの位置に２つ刻印されていることから、その間の距離の３４ｍｍの半分に相当する１７ｍｍだけレンズ中心寄りに移動した位置を、被検眼鏡レンズの光学中心としてマーキングすればよい。必要に応じて、このマーキングを利用して、レンズに対するフレームとの適合性等を評価すればよい。

また、本発明のレンズチェッカーが、遮光切替手段８を含む場合には、類似した形状のキズと汚れ等の異物とを、安価且つ簡単に判別可能となる。特開平９−２６９２７６号公報には、被検レンズを観察するための拡散板と一体の照明ユニットを、対向配置させたＣＣＤカメラ等に対して共軸調整自在に設けて、被検レンズを透過した画像データから、透過光の光強度に関する輝度分布を計測し、輝度等を数値化して比較演算することにより機械的にキズや異物の判定を行う例が記載されている。これに対し、本発明によれば、同公報における機械的判定に必要な高価な輝度センサーや画像データの数値化のための演算処理手段を要することなく、遮光切替機構を付け加えるのみで安価且つ簡単に、キズと汚れ等の異物とを判別可能である。

キズと汚れ等の異物との判別にあたっては、最初に被検レンズ載置台３の高さを所定の位置に合わせた後、被検レンズ載置台３の上にターゲットと呼ばれるプレートを載せ、撮像手段９の焦点合わせの微調整を操作摘み９により行い、前記ターゲット上の指標を読み取ることにより、所定のＭＴＦ（空間周波数）を確保する。

ついで、遮光切替手段８の水平移動により、第１のナイフエッジ８ｂと第２のナイフエッジ８ａとを撮像手段９の光路中に交互に位置させることにより、左半分及び右半分の画像が得られるように操作する。なお、前述の操作摘み９ａによる焦点合わせ及び遮光切替手段８の水平移動操作等は、手動操作に限らず、自動的に順次行わせるように構成してもよい。

遮光切替手段８によって得られる左右の視差像を用いて、被検レンズＬｅ表面に存在するのが、キズか、埃やゴミ等の異物かを判別する要領について、図７及び図８を用いて説明する。前述の初期設定により、被検レンズＬｅ表面に撮像手段９が焦点合わせされているため、被検レンズＬｅに存在するのがキズ１０ａである場合には、図７中で符号（Ａ）として示すように、撮像手段９において一点に結像し、図８中で符号Ａで囲んだ領域のとおり、一点のキズ画像として捉えられる。これに対し、被検レンズＬｅに存在するのが類似形状の埃やゴミ等の異物１０ｃである場合には、被検レンズＬｅ表面から異物１０ｃが浮き上がっている分だけ、図７中で符号（Ｂ）として示すように、光軸焦点間の距離が変動するとともに、左右のナイフエッジ効果とも相俟って、図８中で符号Ｂで囲んだ領域のとおり、二重に位置がずれた、即ち、視差のある像として結像表示される。このように、両者の画像の差異は明白なため、後者の画像をキズではない異物の画像として確認できる。このように、本発明によれば、キズか、埃やゴミ等の異物かの判別を、高価な機械的演算処理手段を用いることなく、人による検査で、精度よく、安価且つ簡単に行うことができる。なお、被検レンズＬｅの裏面にあるキズ１０ｂ等に関しても、被検レンズＬｅの裏面に焦点合わせをしておけば、前述の被検レンズＬｅの表面の場合と同様に判別できる。

以上、説明したとおり、本発明によれば、被検レンズの周縁部に刻印された隠しマークを観察するレンズチェッカーの小型化が可能である。

１ 基台
２ 光源
２ａ ピンホール型の絞り手段
３ 被検レンズ載置台
３ａ 被検レンズ載置用透明部材
３ｂ 中空円筒体
３ｄ、４ｅ 調節摘み
４ コリメートレンズユニット
４ａ、４ｂ、４ｃ 集光レンズ
４ｄ スライド式ガイド部材
６ａ 対物レンズ
６ 結像レンズユニット
６ｂ、６ｃ、６ｄ 結像レンズ
７ 可変絞り手段
８ａ 第２のナイフエッジ
８ｂ 第１のナイフエッジ
９ 撮像手段

Claims (4)

1. 中空円筒体と、被検レンズ載置用透明部材と、集光レンズと、を含み、
   前記被検レンズ載置用透明部材は、前記中空円筒体の頂部に配置され、
   前記集光レンズの直径は、前記中空円筒体の内径より小さく、
   前記集光レンズは、前記中空円筒体の内部に、水平方向に移動可能に配置され、
   前記集光レンズの水平移動により、被検レンズに対する透過光の照射位置を、前記被検レンズの周縁部に移動可能である、
   レンズチェッカー用の被検レンズ載置台。
2. 前記集光レンズが、複数の集光レンズを含むコリメートレンズユニットであり、
   前記複数の集光レンズの直径は、いずれも前記中空円筒体の内径より小さく、
   前記複数の集光レンズは、前記中空円筒体の内部に、水平方向に移動可能に配置され、
   前記複数の集光レンズの水平移動により、被検レンズに対する透過光の照射位置を、前記被検レンズの周縁部に移動可能である、
   請求項１記載の被検レンズ載置台。
3. 光源と、基台と、被検レンズ載置台と、支柱と、受光側光学系と、を含み、
   前記基台は、前記光源と同軸的に配置されたピンホール型の絞り手段を含み、
   前記被検レンズ載置台は、前記基台の上面中央部に、上下方向に移動可能に配置され、
   前記支柱は、前記基台上の一端側から立ち上がっており、
   前記受光側光学系は、前記支柱の上端部に配置され、前記被検レンズ載置台側から順に、対物レンズと、結像レンズと、撮像手段と、を含み、
   前記被検レンズ載置台が、請求項１又は２記載の被検レンズ載置台である、
   レンズチェッカー。
4. さらに、遮光切替手段を含み、
   前記遮光切替手段には、前記受光側光学系の受光範囲の左半分を遮光可能な第１のナイフエッジと、右半分を遮光可能な第２のナイフエッジとが、水平方向に並んで配置されており、
   前記遮光切替手段は、前記撮像手段の光路中を水平方向に移動可能に配置されており、
   前記遮光切替手段の水平移動により、前記撮像手段の光路中に、前記第１のナイフエッジと、前記第２のナイフエッジと、を位置させることで、前記撮像手段で左右の視差画像を撮影可能である、
   請求項３記載のレンズチェッカー。