JP2022003307A - レンズ光学特性測定装置、レンズ光学特性測定方法、プログラム、及び、記録媒体 - Google Patents

レンズ光学特性測定装置、レンズ光学特性測定方法、プログラム、及び、記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】眼鏡レンズの光学特性を容易に高精度で測定可能なレンズ光学特性測定装置を提供する。【解決手段】レンズ位置移動部、レンズ支持部、及びレンズ保持部を含むレンズ光学特性測定装置であり、レンズ保持部は、枠体18h、レンズ当接部18m及びレンズ押え部18dを含み、枠体18hの枠内にレンズ当接部18mが配置され、レンズ当接部18mは、前記眼鏡レンズの枠の縁部又はレンズの縁部に当接し、かつ前記縁部が摺動自在な状態で前記枠体の枠内にレンズを保持可能であり、レンズ押え部18dは、レンズ位置移動部によるレンズ支持部側への移動により、レンズ支持部に載置されたレンズをレンズ支持部に向けて圧力をかけた状態で押えることが可能である、レンズ光学特性測定装置。【選択図】図11

Description

本発明は、レンズ光学特性測定装置、レンズ光学特性測定方法、プログラム、及び、記録媒体に関する。
眼鏡店では、レンズメータと通称される眼鏡レンズの屈折度数等の光学特性を測定するレンズ光学特性測定装置が使用されている(例えば、特許文献1)。眼鏡レンズの光学特性測定装置では、ノーズピース又は三本ピンに眼鏡レンズを、例えば、水平状態で載置し、測定光を照射してレンズの光学特性が測定される。
特開2018−9967号公報
遠近両用レンズ等の累進レンズは、遠点、中間点、近点、前記各点の側方点など、視線方向に応じた参照基準点が設けられている。このため、遠点、近点等の中心点以外の点を測定しようとする場合、これらの点がノーズピースの中央に来るようにレンズをノーズピースに載置し、傾いたレンズがノーズピースから落ちないように手で支える必要があり、このため、手間がかかり、また手でレンズを支えるためにレンズがズレる恐れがあり、このため測定精度にも問題があった。
そこで、本発明は、眼鏡レンズをノーズピース等に載置した状態で、眼鏡レンズの複数点の光学特性を容易かつ高精度で測定可能なレンズ光学測定測定装置、及び、レンズ光学特性測定方法の提供を目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のレンズ光学特性測定装置は、
操作入力部、光学系、レンズ支持部、レンズ保持部、レンズ押え部、レンズ位置移動部、測定制御部、測定演算部、及び、出力部を含み、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を前記測定制御部に入力可能であり、
前記光学系は、光照射部及び受光部を含み、
前記光照射部は、測定対象のレンズに光を照射し、
前記受光部は、前記光を照射された前記レンズから出射された測定光を受光し、
前記光照射部と前記受光部との間に光照射による光軸が形成され、
前記レンズは、眼鏡レンズであり、
前記レンズは、装用状態の眼球側のレンズ後面、及び、前記レンズ後面の反対側のレンズ前面を有し、
前記レンズは、加工前のレンズ、加工後のレンズ、又は加工後で眼鏡の枠に設置されたレンズであり、
前記レンズ支持部は、支持部本体、及び、レンズ受部を含み、
前記支持部本体の先端に前記レンズ受部が配置され、
前記光軸と垂直に交わる水平面における仮想円を仮想した場合、
前記光軸は、前記仮想円内を通り、
前記レンズ受部は、前記仮想円の円周上において、又は、前記仮想円の円周の複数点で、前記レンズの前記レンズ後面と当接して前記レンズを載置可能であり、
前記レンズ保持部は、前記レンズを保持し、
前記レンズ位置移動部は、前記レンズ保持部に連結して前記レンズの位置を、X方向、Y方向、及び、Z方向に移動可能であり、
前記X方向及び前記Y方向は、同一面で互いに直交し、かつ、前記レンズの光軸方向と直交する方向であり、
Z方向は、前記レンズの光軸方向と平行な方向であり、
前記測定制御部は、前記レンズ位置移動部による前記レンズの位置移動を制御可能であり、
前記測定演算部は、前記受光部で受光した光信号に基づきレンズ光学特性を演算可能であり、
前記出力部は、前記レンズ光学特性を出力可能であり、
前記レンズ保持部は、枠体、及び、レンズ保持部材を含み、
前記枠体の枠内に前記レンズ保持部材が配置され、
前記レンズ保持部材は、レンズ当接部を含み、
前記レンズ当接部は、前記眼鏡レンズの枠の縁部又はレンズの縁部に当接し、かつ前記縁部が摺動自在な状態で前記枠体の枠内に前記レンズを保持可能であり、
前記レンズ押え部は、前記レンズ位置移動部による前記レンズ受部側のZ方向への移動、及び、前記レンズ押え部の前記レンズ受部側のZ方向への移動の少なくとも一方の移動により、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に載置された前記レンズを前記レンズ受部に向けて圧力をかけた状態で押えることが可能である、
装置である。
本発明のレンズ光学特性測定方法は、
第1の測定工程、及び、第2の測定工程を含み、
前記第1の測定工程は、
本発明のレンズ光学特性測定装置を用い、
前記レンズ位置移動部により、前記レンズの一つの測定点に前記光軸が通るように前記レンズを移動し、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に前記圧力をかけた状態で前記レンズを載置して固定し、前記固定状態で、前記一つの測定点におけるレンズ光学特性を測定し、
前記第2の測定工程は、
本発明のレンズ光学特性測定装置を用い、
前記レンズ位置移動部により、前記レンズの他の測定点に前記光軸が通るように前記レンズを移動し、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に前記圧力をかけた状態で前記レンズを載置して固定し、前記固定状態で、前記他の測定点におけるレンズ光学特性を測定する、方法である。
本発明によれば、眼鏡レンズをノーズピース等に載置した状態で、複数の測定点の光学特性を、容易に、かつ、高精度で測定可能である。
図1は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図2は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図3は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図4は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図5は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図6は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図7は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図8は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図9は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図10は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図11は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図12は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図13は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図14は、本発明の光学特性測定の一例を示す図である。 図15は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図16は、本発明におけるレンズ内座標の一例の説明図である。 図17は、本発明の分割測定の一例の説明図である。 図18は、本発明の分割測定の一例の説明図である。 図19は、磁気スイッチを用いたZ位置検出部の一例の説明図である。 図20は、磁気スイッチを用いたZ位置検出部の別の一例の説明図である。 図21は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図22は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図23は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図24は、本発明の測定方法の一例を示す図である。 図25は、本発明の測定方法の一例を示す図である。 図26は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
つぎに、本発明について、例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下の説明により、なんら限定されない。
本発明において、レンズ光学特性の測定は、レンズの位置及び方向を連続的に変えながら測定してもよいし、レンズの位置及び方向を段階的に変えながら各位置及び各方向で測定してもよい。本発明において、前記レンズの各位置での測定は、レンズの各部の測定を含む。本発明において、前記レンズの位置は、レンズの傾き、及び、レンズの向きを含む。
本発明において、レンズ光学特性は特に制限されず、例えば、相対屈折率、絶対屈折率、アッベ数、プリズム屈折力、球面度数(S)、円柱度数(C)、乱視軸角度(A)、光線透過率、紫外線透過率、ブルーライト透過率、表裏面形状、中心厚み等がある。
本発明において、前記眼鏡レンズは、加工前の玉レンズ、加工後のレンズ、フレームに装着したレンズのいずれであってもよい。
本発明において、レンズの「表面」は、例えば、曲面であってもよいし、平面であってもよい。また、本発明において、前記レンズ後面は、眼鏡レンズの裏面ともいう。
本発明において、アライメントマークは、レンズ内に刻印されたアライメントマークであってもよいし、レンズ内に刻印されたアライメントマークに対応する位置のレンズ表面に印刷されたアライメントマークであってもよい。
本発明において、前記レンズの測定点は、例えば、アイポイント、光学中心点、遠点、遠点側方点(左右)、中間点、中間側方点(左右)、近点、近点側方点(左右)等がある。なお、近点の場合、眼鏡装用時においてあまり眼球を動かさないため、近点側方点(左右)は測定しなくてもよい。また、本発明において、遠点、中間点、近点の各側方点の数は、特に制限されず、1点、2点、3点、4点、5点、6点以上等のように複数点であってもよい。
本発明の装置において、前記測定制御部による制御により、前記レンズ位置移動は、前記レンズの複数の測定点毎に、前記測定点に約前記光軸が通るように前記レンズを前記レンズ支持部の前記レンズ受部に載置し、前記レンズ押え部の前記圧力により、前記各測定点に応じて前記レンズが光学測定時の各姿勢をとり、前記各姿勢の状態で、前記光照射部が前記レンズに光を照射する、という態様であってもよい。
本発明において、「前記測定点に約前記光軸が通る」とは、前記測定点に前記光軸が通ることに加え、前記測定点ではなく、前記測定点の周囲に前記光軸が通る態様を含む意味である。
本発明において、前記レンズ支持部は、特に制限されず、例えば、レンズメータに使用されるノーズピース、三本のレンズ受けピンであってもよい。ノーズピースの先端部、レンズ受けピンの先端部が、本発明のレンズ受部である。
本発明の装置において、前記レンズ押え部は、前記レンズ保持部の前記枠体に設けられ、前記レンズ押え部は、前記レンズ前面の周辺部に対し前記圧力をかけた状態で前記レンズを押える、という態様であってもよい。
本発明の装置において、前記レンズ押え部は、前記レンズにおいて、前記レンズ前面の前記レンズ受部と対向する箇所に対し圧力をかけて押える、という態様であってもよい。
本発明の装置において、前記レンズ保持部は、さらに、付勢部材を含み、前記レンズ保持部材は、レンズ当接部及びアームを含み、前記レンズ当接部は、前記眼鏡レンズの枠の縁部又は前記レンズの縁部に当接し、前記アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、前記アームの他端側が、前記枠体に回動自在に配置されており、前記枠体に前記付勢部材が配置され、前記レンズ保持部材の前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記枠体の枠内中央側に付勢されている、という態様であってもよい。
本発明の装置において、さらに、レンズ保持セット、及び、付勢部材を含み、前記レンズ保持セットは、二本の前記レンズ保持部材から構成され、前記枠体に前記付勢部材が配置され、前記レンズ保持セットにおいて、前記二本のレンズ保持部材の各前記レンズ当接部が、互いに対向した状態で、前記二つのレンズ保持部材が前記枠体の枠内に配置され、各前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されており、前記二本の各レンズ保持部材は、それぞれアームを含み、前記各アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、前記アームの他端側が、前記型枠に回動自在に配置されている、という態様であってもよい。本態様において、さらに、同期機構を含み、前記同期機構により、前記レンズ保持セットの二本の前記レンズ保持部材が、同期して動く、という態様であってもよい。
本発明の装置において、前記枠体は、矩形状枠体であり、前記矩形状枠体は、互いに対抗する一対の辺を二組有し、前記一つの一対の辺が前記装置の左右方向に対応し、前記他方の一対の辺が前記装置の前後方向に対応し、前記矩形状枠体が、前記左右方向を回転軸として回転可能に軸支され、前記矩形状枠体に対し、順方向又は逆方向のいずれかの回転方向に付勢されている、という態様であってもよい。
本発明の装置において、前記光照射部の上方に、前記レンズ支持部が配置され、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に載置された前記レンズ後面に対し、前記光照射部から光が照射される、という態様であってもよい。
本発明の装置において、前記光照射部は、光源部を含み、前記光源部は、波長が異なる複数のLED発光素子、基板、及び、拡散板を含み、前記LED発光素子は前記基板上に搭載され、前記拡散板は、前記LED発光素子の光出射方向に配置されている、という態様であってもよい。
本発明の前記光源部において、さらに、視標板を含み、前記視標板は、前記拡散板の光出射方向側に配置されている、という態様であってもよい。
本発明の装置において、さらに、レンズ後面Z位置検出部を含み、前記レンズ後面位置検出部は、前記各測定点における前記レンズの前記Z方向の位置を検出する、という態様であってもよい。一般に、レンズ光学特性の測定において、レンズ後面中心の高さによって、測定精度が異なる。このため、本発明の装置は、レンズの高さに相当するレンズ後面Z位置検出部を含むことが好ましい。
本発明の測定方法において、前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程の少なくとも一方の工程において、複数のZ位置でレンズ光学特性を測定する、という態様であってもよい。本発明において、Z位置とは、例えば、レンズ後面の高さ位置をいう。本態様において、複数のZ位置でのレンズ光学特性測定は、同一の測定点において、複数のZ位置での光学特性の測定であってもよいし、複数の測定点において各測定点毎にZ位置を変えての光学特性の測定であってもよい。眼鏡レンズの光学特性の測定では、眼鏡レンズの度数の程度、遠点及び近点等の測定点に応じ、高さを変えて複数の高さで光学特性を測定した方が良い場合があり、本態様は、この場合に対応できる態様である。
本発明の装置において、前記レンズ後面Z位置検出部は、接触センサー、及び、光学検出機構の少なくとも一方を含み、前記接触センサーは、前記レンズ後面の接触により前記レンズの表面位置を検出し、前記光学検出機構は、レーザ照射部及び受光部を含み、前記レーザ照射部は、レーザ光を前記レンズ後面に照射し、前記受光部部は、前記レーザ光が照射された前記レンズ後面からの散乱光を受光して前記レンズ後面Z位置を検出する、という態様であってもよい。
本発明の装置において、前記接触センサーは、磁気スイッチとスイッチアームを含み、前記磁気スイッチは、磁気スイッチ本体及びスイッチ部を含み、前記スイッチアームの上に、前記磁気スイッチ及び前記支持部本体が配置され、前記磁気スイッチの配置は、前記磁気スイッチのスイッチ部が前記仮想円内において前レンズ後面に接触可能な状態での配置である、という態様であってもよい。
本発明の装置において、前記レンズ位置移動部は、前記測定制御部による制御により、前記レンズ保持部に保持されたレンズを、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の三方向に加え、Xθ方向、及び、Yθ方向の5方向に移動可能であってもよい。X軸方向及びY軸方向は、レンズの光軸方向と垂直な面で互いに直交する方向であり、Z軸方向は、光軸方向である。Xθ方向は、Y軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のX軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向であり、Yθ方向は、X軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のY軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である。
前記態様において、前記レンズ位置移動部は、前記測定制御部による制御により、前記レンズ保持部に保持されたレンズを、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、Xθ方向、及び、Yθ方向の5方向に加え、さらに、Zθ方向にも移動可能であり、Zθ方向は、X軸方向及びY軸方向が形成する面において、任意の位置のZ軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である。
本発明の装置において、前記操作入力部は、分割測定指示情報を含む操作情報を入力可能であり、前記分割測定指示情報は、前記レンズ内三次元座標に基づき前記レンズを各部に分割して光学特性を測定し、分割して測定されたレンズ各部の光学特性の全部又は一部を統合して前記レンズの全体又は一部の光学特性とするものであり、前記操作入力部により入力された操作情報に分割測定指示情報が含まれる場合、前記測定制御部は、前記分割測定指示情報を含む測定制御情報を生成し、前記レンズ位置移動部は、前記分割測定指示情報に基づき、前記レンズの分割された各部に、前記光照射部が光を照射できるように前記レンズを移動させ、前記光照射部は、前記分割測定指示情報に基づき、前記レンズの分割された各部に光を照射し、前記受光部は、前記分割測定指示情報に基づき、前記レンズの分割された各部から出射される測定光を受光して前記レンズの各部の分割測定情報を生成し、前記測定演算部は、前記分割測定情報に基づき、前記レンズの分割光学特性情報を生成し、かつ、前記各分割光学特性情報の全部又は一部を統合して前記レンズ全体又は一部分の光学特性情報を生成する、という態様であってもよい。本態様であれば、大型レンズであっても装置を大型化することなくレンズ全体の光学特性を測定可能である。
本発明の装置において、さらに、記憶部を含み、前記記憶部は、前記レンズ光学特性情報を記憶可能である、という態様であってもよい。
本発明の測定方法において、前記第1の測定工程及び前記第2の測定工程の少なくとも一方の工程において、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に前記レンズを載置しない状態で、前記一つの測定点及び前記他の測定点の少なくとも一方の測定点におけるレンズ光学特性を測定する、という態様であってもよい。例えば、眼鏡レンズ全体の光学特性(度数、非点収差等)のマップ(分布)をとる場合、ノーズピース等に載置しないで測定する場合がある。客が眼鏡店に持参した眼鏡レンズにはマークがないため、遠近、中近及び近近等のレンズの使用や、遠点・近点等の位置を特定するために、ノーズピース等に載置しないで、測定する場合がある。
本発明の測定方法において、前記一つの測定点が、前記レンズの光学中心点であり、前記他の測定点が、前記レンズにおいて、遠点、中間点、近点、遠点側方点、中間点側方点、及び、近点側方点からなる群から選択された少なくとも一つの測定点である、という態様であってもよい。
本発明の測定方法において、レンズZ位置検出工程を含み、前記レンズZ位置検出工程は、前記各測定点における前記レンズのZ位置を検出する工程であり、前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程において、前記レンズ光学特性測定装置は、本発明のレンズ光学測定装置であり、前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程において、前記レンズZ位置検出工程を実施する、という態様であってもよい。
本発明の測定方法において、前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程のいずれか一方の工程において、前記測定点にマークがある場合は、前記マークがある前記測定点に前記光軸が通るように、前記レンズを移動して前記レンズ受部に前記レンズを載置してレンズ光学特性を測定し、前記測定点にマークが無い場合は、前記レンズ支持部の前記レンズ受部よりも高い上方位置に前記レンズを配置し、前記レンズにおいて仮測定点を想定して、前記仮測定点に前記光軸が通るように、前記レンズを移動してレンズ光学特性を測定する、という態様であってよい。
本発明の方法において、前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程の少なくとも一方の工程において、前記レンズの一つの測定点に前記光軸が通るように前記レンズを移動し、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に前記圧力をかけた状態で前記レンズを載置して固定し、前記固定状態の前記レンズの姿勢を保持した状態で、前記レンズの前記レンズ受部の上方への移動及び前記レンズ支持部の下方への移動の少なくとも一方の移動を実施し、前記姿勢を保持した前記レンズの前記測定点におけるレンズ光学特性を測定する、という態様であってもよい。本態様によれば、例えば、前記レンズ支持部を光学特性の測定に邪魔にならない位置に移動して光学特性を測定できる利点がある。本態様において、前記レンズを前記レンズ受部に移動させる手段は、特に制限されず、前記レンズ位置移動部による移動、及び、前記レンズ受部を含む前記レンズ支持部の下方への移動のいずれか又は双方であってもよい。
本発明のプログラムは、コンピュータに、本発明の測定方法の各工程を実行させるためのプログラムである。なお、本発明の測定方法において、「工程」は「手順」と読み換えることができる。
本発明の記録媒体は、本発明のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
次に、本発明の実施形態について図を用いて説明する。本発明は、以下の実施形態には限定されない。以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用でき、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。
[実施形態1]
図1に、本実施形態のレンズ光学特性測定装置1の各部の構成を示す。図示のように、本装置1は、操作入力部11、測定制御部12、測定演算部13、記憶部14、出力部15、レンズ位置移動部16、光照射部17、レンズ保持部18、及び、受光部19、を備える。操作入力部11、測定制御部12、測定演算部13、及び、出力部15は、例えば、CPU又はGPU等の中央演算処理装置内で構成されている。レンズ保持部18は、測定対象のレンズを保持する。操作入力部11は、タッチパネル、マウス又はキーボード等の入力装置(図示せず)と接続されており、測定内容を含む操作情報を測定制御部12に入力する。測定制御部12は、入力された操作情報に基づき測定制御情報を生成し、光照射部17は、測定制御情報に基づいて光(図1において上側の矢印)を、レンズ保持部18に保持されているレンズ(図示せず)に照射する。受光部19は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光(図1において下側の矢印)を受光して測定情報を生成し、測定演算部13は、測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成する。レンズの光学特性は、記憶部14に記憶され、出力部15により、前光学特性情報を出力する。出力部は、ディスプレー及びプリンター等の出力装置(図示せず)に接続され、光学特性情報は、ディスプレーに表示されたり、プリンターによって印刷されたりする。
記憶部14は、例えば、メモリである。メモリは、例えば、メインメモリ(主記憶装置)が挙げられる。メインメモリは、例えば、RAM(ランダムアクセスメモリ)である。また、メモリは、例えば、ROM(読み出し専用メモリ)であってもよい。記憶装置は、例えば、記憶媒体と、記憶媒体に読み書きするドライブとの組合せであってもよい。記憶媒体は、特に制限されず、例えば、内蔵型でも外付け型でもよく、HD(ハードディスク)、CD−ROM、CD−R、CD−RW、MO、DVD、フラッシュメモリー、メモリーカード等が挙げられる。記憶装置は、例えば、記憶媒体とドライブとが一体化されたハードディスクドライブ(HDD)であってもよい。なお、本発明において、記憶部14は、任意の構成要素であり、必須ではない。
本装置1において、さらに通信デバイス(図示せず)を含み、通信デバイスにより、外部の通信回線網(ネットワーク)を介して、外部装置と通信してもよい。通信回線網としては、例えば、インターネット回線、WWW(World Wide Web)、電話回線、LAN(Local Area Network)、DTN(Delay Tolerant Networking)等がある。通信デバイスによる通信は、有線でも無線でもよい。無線通信としては、WiFi(Wireless Fidelity)、Bluetooth(登録商標)、等が挙げられる。無線通信としては、各装置が直接通信する形態(Ad Hoc通信)、アクセスポイントを介した間接通信のいずれであってもよ
い。外部装置としては、例えば、サーバ、データベース、端末(パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン、携帯電話等)、プリンター、ディスプレー等がある。
レンズ位置移動部16は、レンズ保持部18に連結し、レンズ位置移動部16により、レンズ保持部18に保持されているレンズを、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、Xθ方向、Yθ方向、及び、Zθ方向の6方向に移動可能である。
X軸方向及びY軸方向は、鉛直方向又は光軸方向と垂直な面で互いに直交する方向である。Z軸方向は、鉛直方向又は光軸方向である。Xθ方向は、Y軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のX軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である。Yθ方向は、X軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のY軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である。Zθ方向は、X軸方向及びY軸方向が形成する面において、任意の位置のZ軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である。
本発明では、6方向のレンズの移動を組み合わせることにより、レンズの位置及びレンズの向きを変えることができ、その結果、様々な位置及び方向のレンズの光学特性を測定することが可能である。
[実施形態2]
次に、図2から図8に基づき、本発明のレンズ光学特性測定装置の構成の一例を説明する。
図2に、本実施形態のレンズ光学特性測定装置の斜視図を示す。図示のように、本装置は、ディスプレー兼タッチパネル2、スタートスイッチ4、ケース本体5、プリンター6、レンズ保持部18、X軸スライダー16x1、アームカバー16xθ1を備える。3は、レンズ保持部18に保持された眼鏡である。レンズ保持部18は、鼻当て18aを含み、眼鏡3が保持されると眼鏡3の鼻当て部が、レンズ保持部18の鼻当て18aに当接して眼鏡3の鼻当て部が固定される。図示していないが、本装置は、さらに、操作入力部11、測定制御部12、測定演算部13、記憶部14、出力部15、レンズ位置移動部16、光照射部17、及び、受光部19を含む。図3は、本装置の側面の断面図であり、光照射部17が示されている。操作入力部11及び出力部15は、ディスプレー兼タッチパネル2に接続されている。また、出力部15は、プリンター6とも接続している。アームカバー16xθ1は、レンズ位置移動部16の一部を構成するXθ方向移動のためのアーム等(後述)が格納されている。X軸スライダー16x1は、レンズ位置移動部16の一部を構成し、レンズ保持部18をX軸方向に移動させる。スタートスイッチ4により、本装置の光学特性の測定が開始できる。ケース本体5内には、本装置を構成する各種機構等が配置されている。
本装置において、X軸方向は、装置正面(ディスプレー兼タッチパネル2が位置する面)において、左右方向であり、Y軸方向は、装置の前後方向であり、Z軸方向は、装置の高さ方向である。また、本装置において、Xθ方向は、装置側面において、レンズ下方に中心点を有する仮想円の円周方向(装置正面の前後方向に回転する方向、X軸を回転中心軸とする円周方向)であり、Yθ方向は、装置正面において、レンズ下方に中心点を有する仮想円の円周方向(装置正面の左右方向に回転する方向、Y軸を回転中心軸とする円周方向)であり、Zθ方向は、装置平面において、レンズの装置後方の外側に中心点を有する仮想円の円周方向(装置平面の円周方向、Z軸を回転中心軸とする円周方向)である。
図4に、レンズ位置移動部16のX軸スライダー16x1を示す。X軸スライダー16x1は、レンズ保持部18をX軸方向に移動させる機構であり、X軸ギヤ16x2、X軸モータ16x3、及び、X軸ラック16x4を備える。X軸ラック16x4は、レンズ
保持部18と連結しており、かつ、ギヤ部が形成され、このギヤ部がX軸ギヤ16x2とかみ合っている。X軸ギヤ16x2は、X軸モータ16x3のギヤともかみ合っている。X軸モータ16x3が回転することにより、X軸ギヤ16x2を介して、X軸ラック16x4に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、X軸ラック16x4が、X軸方向に移動し、その結果、X軸ラック16x4に連結したレンズ保持部18がX軸方向に移動することになる。X軸モータ16x3は、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりX軸の移動方向が制御でき、回転数により、X軸方向の移動距離が制御できる。また、X軸モータ16x3がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、X軸方向の移動距離が制御できる。
なお、図4に示すように、レンズ保持部18には、二本のワイヤー18bが、眼鏡3の左右の各レンズを支えるように張り渡されている。
図5に、レンズ位置移動部16のY軸スライダーを示す。Y軸スライダーは、レンズ保持部18をY軸方向に移動させる機構であり、Y軸モータ16y1、及び、Y軸ラック16y2を備える。Y軸ラック16y2は、レンズ保持部18と連結しており、かつ、ギヤ部が形成され、このギヤ部がY軸モータ16y1のギヤと直接かみ合っている。Y軸モータ16y1が回転することにより、Y軸ラック16y2に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、Y軸ラック16y2が、Y軸方向に移動し、その結果、Y軸ラック16y2に連結したレンズ保持部18がY軸方向に移動することになる。Y軸モータ16y1は、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりY軸の移動方向が制御でき、回転数により、Y軸方向の移動距離が制御できる。また、Y軸モータ16y1がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Y軸方向の移動距離が制御できる。
図6に、レンズ位置移動部16のZ軸スライダーを示す。Z軸スライダーは、レンズ保持部18をZ軸方向に移動させる機構であり、Z軸モータ16z1、Z軸ガイドピン16z2、及び、Z軸スクリュー16z3を備える。Z軸スクリュー16z3は、レンズ保持部18と連結している。Z軸スクリュー16z3は、凹凸のねじ溝構造を持つ。Z軸モータ16z1の回転軸は、Z軸スクリュー16z3と連結しており、Z軸モータ16z1が回転するとZ軸スクリュー16z3も回転し、ねじ溝構造により、ナットがZ軸方向に移動し、その結果、レンズ保持部18もZ軸方向に移動する。Z軸ガイドピン16z2は、レンズ保持部18のZ軸方向の移動がぶれないようにガイドするためのものである。Z軸モータ16z1は、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりZ軸の移動方向が制御でき、回転数により、Z軸方向の移動距離が制御できる。また、Z軸モータ16z1がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Z軸方向の移動距離が制御できる。
図7に、レンズ位置移動部16のXθ方向移動機構を示す。Xθ方向移動機構は、一対のアーム16xθ2、アーム16xθ2の上部に形成されたXθラック(ギヤ部)16xθ4、2つのXθギヤ16xθ3、及び、Xθモータ(図示せず)から構成されている。アーム16xθ2は、上方に張り出した円弧形状であり、レンズ保持部18に連結している。Xθラック(ギヤ部)16xθ4は、一方のXθギヤ16xθ3(図7において上側のギヤ)とかみ合っており、一方のXθギヤ16xθ3は他方のXθギヤ16xθ3とかみ合っており、他方のXθギヤ16xθ3は、Xθモータの回転軸に装着されたギア(図示せず)とかみ合っている。Xθモータが回転することにより、2つのXθギヤ16xθ3及びXθラック16xθ4を介して、一対のアーム16xθ2に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、一対のアーム16xθ2が、Xθ方向に移動し、その結果、一対のアーム16xθ2に連結したレンズ保持部18がXθ方向に移動することになる。Xθモータは、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりXθ方向の移動方向が制御でき、回転数により、Xθ方向の移動距離が制御できる。また、Xθモータがステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Xθ方向の移動距離が制御できる。
図8に、レンズ位置移動部16のYθ方向移動機構を示す。Yθ方向移動機構は、Yθアーム16yθ1、Yθギヤ16yθ2、Yθモータ16yθ3、及び、Yθラック16yθ4から構成されている。Yθアーム16yθ1の一端(図8において下方端)及びYθラック16yθ4の一端(図8において下方端)は連結し、両者は回転中心を同一として装置に回動自在に装着されている。Yθアーム16yθ1の他端(図8において上方端)は、レンズ保持部18と連結している。Yθラック16yθ4のギヤ部は、Yθギヤ16yθ2とかみ合っており、Yθギヤ16yθ2は、Yθモータ16yθ3の回転軸に装着されたギヤとかみ合っている。Yθモータ16yθ1が回転することにより、Yθギヤ16yθ2及びYθラック16yθ4を介して、Yθアーム16yθ1に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、Yθアーム16yθ1が、Yθ方向に移動し、その結果、Yθアーム16yθ1に連結したレンズ保持部18がYθ方向に移動することになる。Yθモータ16yθ3は、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりYθ方向の移動方向が制御でき、回転数により、Yθ方向の移動距離が制御できる。また、Yθモータ16yθ3がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Yθ方向の移動距離が制御できる。
本装置のX軸方向等の6方向の移動機構において、例えば、センサー(例えば、フォトインタラプター)により原点位置を検出し、ステッピングモータの累積ステップ数をリセットすることで、移動の際の繰り返しの位置精度を確保することができる。又は、エンコーダ付きステッピングモータを用いれば、モータで原点位置制御が可能である。
図9に、本装置の光学系の構成を示す。本装置の光学系は、両側テレセントリック光学系であり、光照射部17及び受光部19から構成される。本装置において、光照射部17は、レンズ保持部18の下方に配置され、受光部19は、レンズ保持部18の上方に配置されている。光照射部17は、複数のLED(発光ダイオード)を搭載したLED基板17a、拡散板17b、及び、視標シート17cから構成されており、LED基板17aの上方に拡散板17bが配置され、拡散板17bの上面に視標シート17cが配置されている。受光部19は、コリメートレンズ19a、光学ミラー19b、及び、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)19cから構成されている。図9において、一点鎖線は、光軸を示す。図9に示すように、LED基板17aのLEDから出射された光(直線光)は、拡散板17bにより拡散され平行光となってレンズLeに照射され、レンズLeの測定される光学特性に応じた測定光が出射される。レンズLeから出射した測定光は、コリメートレンズ19aを通り、光学ミラー19bで反射されて、結像レンズ19dで平行光にされて、CMOS19cに入光し、CMOS19cで測定光の光信号が電気信号に変換される。視標シート17cは、例えば、周期的な市松模様と色の濃淡を重畳(例えば、SINカーブ)したものであり、レンズ有無のCMOS19c上の視標位置ずれにより、レンズの光学特性を測定するためのものである。
本発明において、図9の光学系は例示であり、本発明を制限又は限定しない。本発明において、光照射部17の光源は、LEDでもよいし、通常のランプでもよい。また、光源は、波長の異なる複数の光源であってもよい。本発明において、受光部19の受光素子は、CMOSに限定されず、他の受光素子であってよい。
[実施形態3]
図10に、前記レンズ後面Z位置検出部の光学検出機構の一例を示す。図10に示すように、本実施形態の光学検出機構は、レーザ照射部(レーザーポインター)7が、レンズ保持部18(図10では図示せず)の斜め下方に配置され、受光部191は、レンズ保持部18の斜め下方におけるレーザ照射部7と反対側に配置されている。図10に示す光学検出機構では、レーザ照射部7から、レンズ後面に斜め方向からレーザ光が照射され、レンズ後面で反射されたレーザ光が、ピンホール191eを介して結像レンズ191dに入光し、結像レンズ191dで平行光にされて、CMOS191cに入光する。レンズLeはレンズ保持部18に連結したレンズ位置移動部16によりY軸方向(前後方向)及びZ軸方向(高さ方向)に移動することができる。そして、レーザ照射部7から、レンズLeの測定点にレーザ照射し、レンズLeの反射光及び散乱光を測定することで、レンズLeの後面の各測定点のZ方向の位置(レンズ後面の高さ位置)を検出することができる。また、図10では、レンズLeの後面の各測定点のZ方向の位置を検出する例を示したが、レンズLeの前面の各測定点のZ位置を検出するためには、例えば、図10の光学検出機構において、レーザ照射部7をレンズ保持部18の斜め上方に配置し、レンズLeの前面にレーザ光を照射してレンズLeの前面からの散乱光を検出すればよい。この場合、受光部及びCMOSについては、例えば、図9に示したものを用いてもよい。
[実施形態4]
図11に、レンズ保持部18の例を示す。図11(A)は、レンズ保持部18のレンズ押え機構を示す図であり、図11(B)は、レンズ保持部18の全体の斜視図である。図11(A)に示すレンズ押え機構では、レンズ当接部18mにレンズ押え部18dが配置され、前記レンズ押え部18dは、レンズ当接部18m内に配置されたバネ18gにより、同図において下方向に付勢されている。図11(A)に示すように、レンズLeのレンズ前面の周辺部にレンズ押え部18dが当接し、同図において下方向に圧力をかけた状態でレンズ当接部18mにレンズLeが保持されている。図11(B)に示すレンズ保持部18では、型枠(枠体)18hの枠内に、レンズ当接部18mを有する二つのレンズ保持部材が、レンズ当接部18mが互いに対向する状態で配置されている。レンズ保持部材の両端にはスライダー18eが連結しており、スライダー18eは、型枠18h内に配置されたアーム(図示せず)と連結している。型枠18h内にはバネ(図示せず)が配置され、バネによりアームを介してスライダー18eが型枠18hの中心に向かって付勢されている。また、図11(B)に示すレンズ保持部18は、同図(A)に示すレンズ押え機構が組み込まれている。図11(B)のレンズ保持部18では、二つのレンズ当接部18mにおいて、レンズの縁部が摺動可能な状態で当接し、かつ型枠18hの枠内中心にレンズ中心が位置するように保持される。後述するように、図11(A)及び(B)のレンズ保持部18に保持されたレンズは、レンズの縁部がレンズ当接部と摺動可能であり、かつレンズ押え部18dによりレンズ後面方向に付勢されているため、レンズの各測定点が光軸をとおるように、レンズが三本ピンやノーズピース等のレンズ支持部のレンズ受部に配置されると、レンズ位置移動部16によるZ方向のレンズ受部側の移動により、レンズ受部に圧力をかけた状態で載置されることなり、レンズの各測定点の位置に応じてレンズが各姿勢をとる。
[実施形態5]
図12に、レンズ保持部18の構成の一例を示す。図12(A)は、レンズ保持部18の平面図であり、同図(B)は、レンズ受けピンにレンズを載置した状態を示す図である。図12(A)に示すように、本実施形態のレンズ保持部18は、加工前の玉レンズ、及び、レンズが枠(フレーム)に装着された眼鏡の双方を保持可能である。図12に示すように、レンズ保持部18は、略矩形の型枠18h、4本のアーム18f、2つのスライダー18e、4つのバネ18g、8つのレンズ押え部18d、2つの同期シャフト18i、鼻当て18a、2本のワイヤー18bから構成されている。図12(A)に示すように、型枠18hは、左右方向(同図の左右方向)及び前後方向(同図の上下方向)を有し、型枠18h内において、4本のアーム18fが、型枠18h内の中心点を基準点として左右対称かつ前後対称の状態で配置されている。4本のアーム18fのうち2本の一対のアーム18fの各一端が型枠18hの左側端部に回動自在に配置され、4本のアーム18fのうち他の2本の一対のアーム18fの各一端が型枠18hの右側端部に回動自在に配置されている。型枠18hの各左右端部に配置された一対のアーム18fの一端には、それぞれギヤ部18nが形成されて、相互にかみ合っている。4本のアーム18fの各他端には、スライダー18eが前後方向に移動(スライド)可能な状態で連結している。スライダー18eの型枠中心方向の端部にはレンズLeと当接するレンズ当接部18mが形成されている。また、スライダー18eの型枠18h左右方向の端部には、円筒状の摺動部18kが形成され、一対のアーム18fが同期するための同期シャフト18iの両端が摺動部18kに摺動可能なように挿入されている。また、型枠18hの4角のそれぞれにバネ18gが配置されて4つの各摺動部18kに付勢を付けた状態で当接している。型枠18hの前後方向(同図の上下方向)において二本のワイヤー18bが張り渡されており、丸レンズLeを保持する場合は下方から支持可能となっている。型枠18hの左右及び前後(同図において上下)の4か所に、レンズ押え部18dが配置されており、丸レンズLe又は眼鏡の枠を上方向(レンズ前面)から押さることが可能である。
図12のレンズ保持部18において、4本のアーム18fと2つのスライダー18eは、一対のアーム18f毎に形成されたギヤ部、及び、同期シャフト18iにより、左右対称かつ前後対称に同期して動き、4つのバネ18gにより、2つの各スライダー18eが付勢されているため、2つの各スライダー18eのレンズ当接部は、型枠18hの中心点に向かって押力又はスプリング力がかかるようになっている。このため、丸レンズLeは、自動的に型枠18hの中心点と丸レンズLeの中心点が約同軸となる状態で(センタリング)、レンズ保持部18に保持される。
図12(A)に示すように、レンズ押え部18dは、型枠18hに配置され、その形状は左右独立しており、各々の先端部で図示しないバネ力によりレンズを押えることが可能である。また、型枠18h内にはバネ18gが配置され、バネ18gの付勢により、レンズ押え部18dは、レンズ前後面周辺部を加圧状態で押えることができる。図12(B)は、レンズがレンズ受けピン31に載置された状態を示す。図12(B)において、一点鎖線は光軸を示す。図12(B)に示すように、レンズ保持部18に保持された眼鏡レンズleは、レンズLeの縁部がレンズ当接部18mと摺動可能であり、かつレンズ押え部18dによりレンズ後面方向に付勢されているため、レンズLeの各測定点が光軸をとおるように、レンズLeがレンズ受けピン31に載置されると、レンズ位置移動部16によるZ方向のレンズ受部側の移動により、レンズ受けピン31に圧力をかけた状態で載置されることなり、レンズLeの各測定点の位置に応じてレンズLeが各姿勢をとる。
[実施形態6]
図13に、レンズ押え部18dの一例を示す。図11及び図12に示すレンズ押え部18dは、レンズ保持部18の型枠(枠体)に配置されたものであるが、本実施形態のレンズ押え部18dは、レンズ光学特性測定装置の本体に設けられるものである。図13(A)に示すように、レンズ押え部18dには、アーム18fが連結しており、アーム18fは、ガイドレール29に回動自在に連結している。ガイドレール29は、レンズ光学特性測定装置の本体の取り付けられており、アーム18fは、昇降機構(図示せず)により、ガイドレール29に沿って上下方向に昇降可能となっている。図13(A)に示すように、レンズ押え部18dは、三本のレンズ押えピンを備え、ガイドレール29に沿って下降し、図13(B)に示すように、三本のレンズ受けピン31に載置されたレンズLeを、面直状態で押し込んで三本のレンズ押えピンで圧力をかけて押える。レンズ当接部はレンズ縁部が摺動可能な状態で当接しているため、レンズ押え部18dの下降による圧力により、レンズ受けピン31に載置されたレンズLeは、レンズ受けピン31に圧力をかけた状態で載置されることなり、レンズLeの各測定点の位置に応じてレンズLeが各姿勢をとる。
[実施形態7]
図14に、本発明におけるレンズの複数測定点での光学特性の測定の一例を示す。図14(A)は、レンズの遠点(△)に光軸(上下の二点鎖線)が通る状態で、レンズLeをレンズ受けピン31に載置した状態を示す。同図に示すように、レンズLeの遠点を光軸が通る場合は、レンズLeは面直状態(同図において左右方向の二点鎖線が水平方向)をとり、この状態で遠点の光学特性が測定される。図14(B)は、レンズLeの遠点以外の測定点(例えば、近点)に光軸が通る状態でレンズLeをレンズ受けピン31に載置した状態を示す。同図に示すように、レンズLeはレンズ保持部18において、レンズ当接部と摺動可能な状態でレンズ縁部が当接し、かつ、レンズ位置移動部16のZ方向におけるレンズ受けピン31側の移動により、圧力がかかった状態でレンズ受けピン31に載置される。その結果、同図に示すように、レンズLeは、水平方向から、同図において左下方に傾いた姿勢でレンズ受けピン31に載置され、この姿勢で、遠点以外の測定点(例えば、近点)の光学特性が測定される。図14(C)に、眼鏡レンズの測定点の例を示す。同図に示すように、眼鏡レンズは、眼鏡の装用状態に応じ、視線の上下方向及び視線の左右方向を有す。眼鏡レンズが累進レンズ(遠近両用)の場合、光学中心点の上側に遠点があり、光学中心の下側に中間点、及び、近点がある。また、遠点、中間点、及び近点のそれぞれの点の左右方向に各側方点がある。遠点の場合は、視線を大きく左右方向にふるため、遠点の側方点は、遠点から離れた箇所まで測定することが好ましい(例えば、眼球の回旋角±25度程度)。近点では、視線を左右に振る幅が小さいため、近点の側方点は、近点の近い箇所を測定すればよい。中間点の側方点は、近点の側方点より広めとなる。
[実施形態8]
図15に、光照射部17にレンズ支持部を配置し、磁気スイッチによりレンズ後面のZ位置の検出する対応を示す。図15(A)は、光照射部17の上にレンズ支持部として三本のレンズ受けピン31を配置した状態を示す斜視図であり、図15(B)は、同図(A)を側面から見た図であり、図15(C)は、レンズ受けピン31と磁気スイッチ21の位置関係を示す図である。まず、図15(A)に示すように、磁気スイッチ21は、スイッチアーム22と連結しており、スイッチアームは矢印方向に進退可能となっており、レンズの光学特性を測定する場合は、スイッチアーム22が後退して磁気スイッチ21は、光照射部17の後方に位置している。図15(B)及び(C)に示すように、レンズの光学特性測定の前において、レンズ受けピン31に、スイッチアームが前進し、磁気スイッチ21が、三本のレンズ受けピン31の間に形成される円周の中心部、かつ、レンズLeの下方に位置させる。この状態で、レンズの下方より磁気スイッチ21がレンズLeの後面と接触し、レンズLeのZ方向位置(高さ)が検出される。磁気スイッチ21とスイッチアームの進退等の詳細は、後述する。図15(D)は、レンズ支持部として、三本のレンズ受けピン31に代えて、ノーズピース41を光照射部17の上に配置した状態を示す。図15(D)に示すように、光照射部17の上に円筒状の保持部42が配置され、ノーズピース41は保持部42に嵌入した状態で光照射部17の上に配置されている。ノーズピース41の先端の円周開口部(レンズ受部)には、レンズLeが、光軸(同図において上下の二点鎖線)が透過する状態で配置されている。図15(E)にスイッチアーム22上にノーズピース41と磁気スイッチ21を搭載した状態を示す。図15(E)では、磁気スイッチ21のスイッチ部が、ノーズピース41の開口部から突出しており、スイッチ部がレンズ後面と接触可能となっている。バックライトモジュール(光源部)にノーズピースを取り付ける場合、ノーズピースが光路を遮らないように、ノーズピースの開口部の口径を大きくとる必要があった。これに対し、図15(E)に示すように、スイッチアーム上にノーズピース41を取り付ければ、ノーズピース41上にレンズを載置してレンズ後面を面直状態とし、レンズの面直状態を保持した状態で、スイッチアームを動かしてノーズピース41を光路から退避させれば、面直状態でレンズの光学特性を測定でき、しかもノーズピース41の口径を大きくする必要がない。図15(E)では、ノーズピース41を一例として示したが、三本のレンズ受けピン31も同様にスイッチアーム上に配置できる。
[実施形態9]
図16に基づき、レンズ内座標の規定について説明する。図16に示すように、レンズLeが累進レンズの場合には、JIS規格(JIS T 7315(ISO 8980−2:2004))に基づき、中心点から17mm離れた点に二つのアライメントマークがレーザにより刻印されており、かつ、レンズ表面に印刷されている。レンズ内座標は、LX軸方向、及び、LY軸方向からなる二次元座標であり、LX軸方向は、前記レンズ内の二つのアアライメントマークが重なる軸方向である。LY軸方向は、前記レンズの面方向でLX軸方向と直交する軸方向である。眼鏡レンズの加工において、印刷されたアライメントマークを指標にLX軸を規定するが、レンズが曲面形状であるため、印刷の際にずれた位置にアライメントマークが印刷されることが多い。このため、従来では、正確なレンズ内座標の規定は困難であった。これに対し、本発明の装置では、レンズに光を照射し、出射する測定光から、レーザーで刻印された正確な二つのアライメントマーク位置を検出し、正確な二つのアライメントマーク位置から、レンズ内のLX軸方向、及び、LY軸方向からなるレンズ内座標を規定する。このため、本発明では、正確なレンズ内座標を規定することが可能である。そして、正確なレンズ内座標に基づき、レンズの各部の位置を特定して光学特性を紐づければ、レンズ各部の光学特性を正確に規定できる。なお、印刷されたアライメントマークであっても、正確な位置に印刷されてれば、印刷されたアライメントマークを用いてレンズ内座標を規定してもよい。
[実施形態10]
図17及び図18に基づき、分割測定の一例を説明する。まず、図17(A)に示すように、測定エリア1から3は、光照射部17の光の測定エリアの大きさ(面積)を示すが、測定対象のレンズLeの大きさは、測定エリア1から3よりも大きい。この場合、図17(A)に示すように、レンズLeをXθ方向又はY方向に移動させながら、測定エリア1、測定エリア2、及び、測定エリア3と三回に分けて測定する。そして、図17(B)に示すように、測定エリア1から3の測定結果を統合(合成)して、合成測定エリアESを生成する。なお、図17(B)の斜線部分は、Xθ方向又はY方向の分割測定では測定できなかった部分である。次に、図18(A)示すように、レンズLeをYθ方向又はX方向に移動させながら、測定エリア1、測定エリア2、及び、測定エリア3と三回に分けて測定する。そして、図18(B)に示すように、測定エリア1から3の測定結果を統合(合成)して、合成測定エリアESを生成する。なお、図18(B)の斜線部分は、Yθ方向又はX方向の分割測定では測定できなかった部分である。そして、図17(B)に示すXθ方向又はY方向の合成測定エリアES、及び、図18(B)に示すYθ方向又はX方向の合成測定エリアESの両者を統合(合成)することで、レンズLe全体の光学特性を測定することができる。このように、光照射部17の光照射エリアよりも大きいサイズのレンズであっても、本発明の分割測定によりレンズ全体の光学特性の測定が可能である。このため、本発明によれば、装置を小型化しても大型レンズの測定が可能である。また、分割測定では、レンズ各部の光学特性をレンズ各部に正確に紐づける必要があり、その際に、本発明のレンズ内部の二次元座標の規定を用いれば、正確な分割測定を実施できる。
[実施形態11]
本実施形態は、レンズ後面Z位置検出部として、磁気スイッチ(接触センサー)を用いた例である。図19に基づき、磁気スイッチを用いたレンズ下面(裏面)のZ軸座標位置検出の一例を示す。図示のとおり、この機構では、磁気スイッチ21がスイッチアーム22の一端に搭載されている。スイッチアーム22の他端は、ホルダー23に固定されている。ホルダー23は、ラック24に取り付けられており、X方向(Y方向及びZ方向と直交する方向)を軸として回動可能である。ホルダー23は、ガイド溝25に嵌合されている。ラック24は、歯車26に嵌合されている。モータ27によって歯車26を回転させることにより、ラック24がY方向(装置の前後方向であり、図の左右方向)に進退可能である。ホルダー23は、ラック24とともに、ガイド溝25に沿ってY方向に進退可能である。ガイド溝25の最後部は、上方に屈曲しているため、ラック24及びホルダー23を最後方まで移動させると、ホルダー23の後部がガイド溝25の最後部に沿って上方に持ち上がる。ホルダー23に取り付けられたスイッチアーム22及び磁気スイッチ21は、ホルダー23の移動(進退及び回動)とともに移動する。磁気スイッチ21は、ホルダー23の回動により、Z方向に上下動可能である。図19(A)に示すとおり、レンズ後面のZ位置を測定するときは、磁気スイッチ21をスイッチアーム22及びホルダー23とともに前進させ、さらに磁気スイッチ21を上昇させてレンズ後面に接触させる。これにより、レンズ後面において磁気スイッチ21と接触した位置のZ位置を検出することができる。図19(B)に示すとおり、レンズの光学特性測定時には、光軸を妨害しないように、磁気スイッチ21及びスイッチアーム22を後退させることができる。このとき、ラック24及びホルダー23を最後方まで移動させると、前述のとおり、ホルダー23の後部がガイド溝25の最後部に沿って上方に持ち上がる。このようにホルダー23の回動によってホルダー23の後部が持ち上がると、図19(B)に示すとおり、ホルダー23の前部に取り付けられたスイッチアーム22及び磁気スイッチ21が下降する。このようにスイッチアーム22及び磁気スイッチ21が下降することで、スイッチアーム22及び磁気スイッチ21がレンズの光学特性測定の妨げとならないようにできる。
[実施形態12]
図20及び図21に基づき、磁気スイッチを用いたレンズ後面(裏面)のZ位置検出の別の一例を示す。図20に示すとおり、このレンズ光学特性測定装置は、フレーム28に、光照射部(バックライトモジュール)17、磁気スイッチ21、スイッチアーム22及びモータ(ステッピングモータ)27が取り付けられている。光照射部17によりレンズ(図示せず)の下方から光を照射し、その光を、レンズの上方に配置した受光部(図示せず)で受光してレンズ光学特性を測定できる。磁気スイッチ21は、図19(実施形態11)と同様に、スイッチアーム22の一端に搭載されている。スイッチアーム22の他端は、フレーム28に取り付けられている。スイッチアーム22は、モータ27により回動及び上下動が可能である。
図21に基づき、磁気スイッチ21及びスイッチアーム22の動作について説明する。図21において、磁気スイッチ21aは、レンズ光学特性測定時の磁気スイッチ21の状態を示す。スイッチアーム22aは、レンズ光学特性測定時のスイッチアーム22の状態を示す。磁気スイッチ21bは、レンズ表後面Z位置検出時の磁気スイッチ21の状態を示す。スイッチアーム22bは、レンズ後面Z位置検出時のスイッチアーム22の状態を示す。レンズ光学特性測定時には、符号21a及び22aで示すとおり、磁気スイッチ21及びスイッチアーム22を、測定を妨害しないように、光照射部17の光路外に退避させておくことができる。一方、レンズ後面Z位置検出時には、符号21b及び22bで示すとおり、磁気スイッチ21及びスイッチアーム22を、光照射部17の上方に配置させることができる。さらに、モータ27により磁気スイッチ21を上昇させてレンズ下面に接触させることで、図19(実施形態11)と同様に、レンズ後面において磁気スイッチ21と接触した位置のZ位置を検出することができる。磁気スイッチ21及びスイッチアーム22を、レンズ光学特性測定時(符号21a及び22a)からレンズ表面位置検出時(符号21b及び22b)の位置に移動させるためには、まず、スイッチアーム22をモータ27により上昇させ、つぎに、スイッチアーム22をモータ27により回転させて、磁気スイッチ21を光照射部17の上方に配置させればよい。一方、磁気スイッチ21及びスイッチアーム22を、レンズ表面位置検出時(符号21b及び22b)からレンズ光学特性測定時(符号21a及び22a)の位置に移動させるためには、まず、スイッチアーム22を、モータ27により前記とは逆方向に回転させて光照射部17の上方から退避させ、つぎに、スイッチアーム22をモータ27により下降させればよい。このようにスイッチアーム22及び磁気スイッチ21を光照射部17の光路外に退避させることで、スイッチアーム22及び磁気スイッチ21がレンズの光学特性測定の妨げとならないようにできる。さらに、スイッチアーム22が上下動可能であることで、スイッチアーム22を格納するために、レンズを上昇及びその後下降させる動作の必要がなくなり、結果として、測定所要時間を短縮できる。具体的には、例えば、まず、磁気スイッチ21及びスイッチアーム22を、レンズ後面Z位置検出時(符号21b及び22b)の位置からさらに上昇させておき、磁気スイッチ21bをレンズ後面中心に接触させ、レンズ後面中心位置を検知する。その後、レンズのZ下降と約同時に又はタイムラグを持たせ、磁気スイッチ21及びスイッチアーム22をモータ27で下降させた後に、前述のとおりレンズ光学特性測定時(符号21a及び22a)の位置に退避させる。さらに、その後、レンズ光学特性測定を行う。このようにすると、前述のとおり、スイッチアーム22を格納するために、レンズを上昇及びその後下降させる動作の必要がない。スイッチアーム22の上下動の幅は、特に限定されないが、例えば、約30mm程度の幅である。
(実施形態13)
本発明のレンズ光学特性測定装置において、前記枠体は、矩形状枠体であり、前記矩形状枠体は、互いに対抗する一対の辺を二組有し、前記一つの一対の辺が前記装置の左右方向に対応し、前記他方の一対の辺が前記装置の前後方向に対応し、前記矩形状枠体が、前記左右方向を回転軸として回転可能に軸支され、前記矩形状枠体に対し、順方向又は逆方向のいずれかの回転方向に付勢されている、という態様であってもよい。
ノーズピースで、かつ上部で面直姿勢を作れる場合は、レンズによっては、近点等の測定点がレンズの端にある場合、測定点での面直な姿勢が取れない場合があるが、本実施形態では、測定点がレンズの端にある場合であっても、レンズ後面の面直方向でのレンズ光学特性の測定が可能となる。
図23に、本実施形態のレンズ保持部18の一例を示す。図23に示すように、本実施形態のレンズ保持部18は、装置の左右方向に対応する一対の辺と、装置の前後方向に対応する他の一対の辺を有し、前後方向に対応する一対の辺が、カタカナの「コ」状の支持部材18jによって前記左右方向を回転軸として回転自在に軸支されている。また、前記矩形状枠体18hは、図示しない付勢部材(バネ等)により、同図に示す順方向又は逆方向のいずれかの回転方向に付勢されている。なお、図23の順方向及び逆方向は、例示であり、逆であってもよい。本実施形態のレンズ保持部18は、前述の構成以外は、図11のレンズ保持部18と同じである。
図24に、三本のレンズ受けピン31に、レンズLeを載置する状態を示す。図24(A)に示すように、測定点が光学中心点のように、レンズLeの中央部付近にある場合、レンズLeは三本のレンズ受けピン31に載置され、レンズ後面の面直状態で光学特性が測定できるため、問題はない。一方、図24(B)に示すように、例えば、近点がレンズの端にある場合、図23のレンズ保持部18によれば、枠体18hが回転方向に付勢されているため、図24(B)に示すように、レンズLe後面を面直状態に維持して光学特性を測定できる。
(実施形態14)
本発明の測定方法において、前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程のいずれか一方の工程において、前記測定点にマークがある場合は、前記マークがある前記測定点に前記光軸が通るように、前記レンズを移動して前記レンズ受部に前記レンズを載置してレンズ光学特性を測定し、前記測定点にマークが無い場合は、前記レンズ支持部の前記レンズ受部よりも高い上方位置に前記レンズを配置し、前記レンズにおいて仮測定点を想定して、前記仮測定点に前記光軸が通るように、前記レンズを移動してレンズ光学特性を測定する、という態様であってもよい。
本実施形態は、例えば、瞳孔間距離(PD)が変化するときに、好ましく対応できる形態である。例えば、図25(C)に示すように、測定点にマークがあるレンズであれば、マークがある測定点に光軸(同図において点線)が通るように、レンズLeを移動してレンズ受けピン31にレンズLeを載置してレンズ光学特性を測定する。一方、図25(A)及び(B)に示すように、測定点にマークが無い場合は、レンズ受けピン31よりも高い上方位置にレンズLeを配置し、レンズLeにおいて仮測定点を想定して、仮測定点に光軸(同図において点線)が通るように、レンズLeを移動してレンズ光学特性を測定する。例えば、レンズ受けピン31の高さが24mmの場合、レンズLeを高さ28mmの位置で水平姿勢で保持し、遠点及び近点を仮想点として仮決めし、レンズLeの仕様(単焦点か否か、遠近レンズ、中近レンズ、又は近近レンズか否か等)を確認して、必要に応じ、光学中心又は基準を光軸に合わせて再測定する。図25(A)に示すように、レンズの光学特性の測定の前後において、レンズのZ位置(高さ)を磁気スイッチ21により検出した方が、測定精度が向上する。
(実施形態15)
図26に、光照射部17の形態と、レンズLeとの関係を示す。本実施形態の光照射部17(バックライトモジュール)は、先端側が細くなったいわゆる船形形状をしている。図26(a)は、光照射部17の上面図であり、同図(b)は正面図であり、同図(c)は、側面図である。図26に示すように、光照射部17の形態が、先端側が細くなった形態であると、レンズLeを傾けたときに、レンズLe後面が光照射部17にぶつかることを防止できる。
[実施形態16]
本実施形態のプログラムは、本発明の方法の各工程を、コンピュータに実行させるプログラムである。また、本実施形態のプログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。前記記録媒体としては、特に限定されず、例えば、読み出し専用メモリ(ROM)、ハードディスク(HD)、光ディスク等が挙げられる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。
以上、説明したとおり、本発明によれば、眼鏡レンズをノーズピース等に載置した状態で、複数の測定点の光学特性を、容易に、かつ、高精度で測定可能である。本発明は、例えば、眼鏡店等において、眼鏡の光学特性を測定するのに有用である。
1 レンズ光学特性測定装置
11 操作入力部
12 測定制御部
13 測定演算部
14 記憶部
15 出力部
16 レンズ位置移動部
17 光照射部
18 レンズ保持部
19、191 受光部
21、21a、21b 磁気スイッチ
22、22a、22b スイッチアーム
23 ホルダー
24 ラック
25 ガイド溝
26 歯車
27 モーター
28 フレーム
Le レンズ

Claims (23)

  1. 操作入力部、光学系、レンズ支持部、レンズ保持部、レンズ押え部、レンズ位置移動部、測定制御部、測定演算部、及び、出力部を含み、
    前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を前記測定制御部に入力可能であり、
    前記光学系は、光照射部及び受光部を含み、
    前記光照射部は、測定対象のレンズに光を照射し、
    前記受光部は、前記光を照射された前記レンズから出射された測定光を受光し、
    前記光照射部と前記受光部との間に光照射による光軸が形成され、
    前記レンズは、眼鏡レンズであり、
    前記レンズは、装用状態の眼球側のレンズ後面、及び、前記レンズ後面の反対側のレンズ前面を有し、
    前記レンズは、加工前のレンズ、加工後のレンズ、又は加工後で眼鏡の枠に設置されたレンズであり、
    前記レンズ支持部は、支持部本体、及び、レンズ受部を含み、
    前記支持部本体の先端に前記レンズ受部が配置され、
    前記光軸と垂直に交わる水平面における仮想円を仮想した場合、
    前記光軸は、前記仮想円内を通り、
    前記レンズ受部は、前記仮想円の円周上において、又は、前記仮想円の円周の複数点で、前記レンズの前記レンズ後面と当接して前記レンズを載置可能であり、
    前記レンズ保持部は、前記レンズを保持し、
    前記レンズ位置移動部は、前記レンズ保持部に連結して前記レンズの位置を、X方向、Y方向、及び、Z方向に移動可能であり、
    前記X方向及び前記Y方向は、同一面で互いに直交し、かつ、前記レンズの光軸方向と直交する方向であり、
    Z方向は、前記レンズの光軸方向と平行な方向であり、
    前記測定制御部は、前記レンズ位置移動部による前記レンズの位置移動を制御可能であり、
    前記測定演算部は、前記受光部で受光した光信号に基づきレンズ光学特性を演算可能であり、
    前記出力部は、前記レンズ光学特性を出力可能であり、
    前記レンズ保持部は、枠体、及び、レンズ保持部材を含み、
    前記枠体の枠内に前記レンズ保持部材が配置され、
    前記レンズ保持部材は、レンズ当接部を含み、
    前記レンズ当接部は、前記眼鏡レンズの枠の縁部又はレンズの縁部に当接し、かつ前記縁部が摺動自在な状態で前記枠体の枠内に前記レンズを保持可能であり、
    前記レンズ押え部は、前記レンズ位置移動部による前記レンズ受部側のZ方向への移動、及び、前記レンズ押え部の前記レンズ受部側のZ方向への移動の少なくとも一方の移動により、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に載置された前記レンズを前記レンズ受部に向けて圧力をかけた状態で押えることが可能である、
    レンズ光学特性測定装置。
  2. 前記測定制御部による制御により、前記レンズ位置移動は、前記レンズの複数の測定点毎に、前記測定点に約前記光軸が通るように前記レンズを前記レンズ支持部の前記レンズ受部に載置し、
    前記レンズ押え部の前記圧力により、前記各測定点に応じて前記レンズが光学特性測定時の各姿勢をとり、
    前記各姿勢の状態で、前記光照射部が前記レンズに光を照射する、
    請求項1記載のレンズ光学特性測定装置。
  3. 前記レンズ押え部は、前記レンズ保持部の前記枠体に設けられ、
    前記レンズ押え部は、前記レンズ前面の周辺部に対し前記圧力をかけた状態で前記レンズを押える、
    請求項1又は2記載のレンズ光学特性測定装置。
  4. 前記レンズ押え部は、前記レンズにおいて、前記レンズ前面の前記レンズ受部と対向する箇所に対し圧力をかけて押える、
    請求項1又は2記載のレンズ光学特性測定装置。
  5. 前記レンズ保持部は、さらに、付勢部材を含み、
    前記レンズ保持部材は、レンズ当接部及びアームを含み、
    前記レンズ当接部は、前記眼鏡レンズの枠の縁部又は前記レンズの縁部に当接し、
    前記アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
    前記アームの他端側が、前記枠体に回動自在に配置されており、
    前記枠体に前記付勢部材が配置され、
    前記レンズ保持部材の前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記枠体の枠内中央側に付勢されている、
    請求項1から4のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
  6. さらに、レンズ保持セット、及び、付勢部材を含み、
    前記レンズ保持セットは、二本の前記レンズ保持部材から構成され、
    前記枠体に前記付勢部材が配置され、
    前記レンズ保持セットにおいて、
    前記二本のレンズ保持部材の各前記レンズ当接部が、互いに対向した状態で、前記二つのレンズ保持部材が前記枠体の枠内に配置され、
    各前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されており、前記二本の各レンズ保持部材は、それぞれアームを含み、
    前記各アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
    前記アームの他端側が、前記型枠に回動自在に配置されている、
    請求項1から4のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
  7. さらに、同期機構を含み、前記同期機構により、前記レンズ保持セットの二本の前記レンズ保持部材が、同期して動く、
    請求項6記載のレンズ光学特性測定装置。
  8. 前記枠体は、矩形状枠体であり、
    前記矩形状枠体は、互いに対抗する一対の辺を二組有し、
    前記一つの一対の辺が前記装置の左右方向に対応し、前記他方の一対の辺が前記装置の前後方向に対応し、
    前記矩形状枠体が、前記左右方向を回転軸として回転可能に軸支され、
    前記矩形状枠体に対し、順方向又は逆方向のいずれかの回転方向に付勢されている、
    請求項1から7のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
  9. 前記光照射部の上方に、前記レンズ支持部が配置され、
    前記レンズ支持部の前記レンズ受部に載置された前記レンズ後面に対し、前記光照射部から光が照射される、請求項1又は2記載のレンズ光学特性測定装置。
  10. 前記光照射部は、光源部を含み、
    前記光源部は、波長が異なる複数のLED発光素子、基板、及び、拡散板を含み、
    前記LED発光素子は前記基板上に搭載され、
    前記拡散板は、前記LED発光素子の光出射方向に配置されている、
    請求項9記載のレンズ光学特性測定装置。
  11. さらに、視標板を含み、前記視標板は、前記拡散板の光出射方向側に配置されている、請求項10記載のレンズ光学特性測定装置。
  12. さらに、レンズ後面Z位置検出部を含み、
    前記レンズ後面位置検出部は、前記レンズの各測定点における前記レンズの前記Z方向の位置を検出する、
    請求項1から11のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
  13. 前記レンズ後面Z位置検出部は、接触センサー、及び、光学検出機構の少なくとも一方を含み、
    前記接触センサーは、前記レンズ後面の接触により前記レンズ後面Z位置を検出し、
    前記光学検出機構は、レーザ照射部及び受光部を含み、前記レーザ照射部は、レーザ光を前記レンズ後面に照射し、前記受光部は、前記レーザ光が照射された前記レンズ後面からの散乱光を受光して前記レンズ後面Z位置を検出する、
    請求項12記載のレンズ光学測定装置。
  14. 前記接触センサーは、磁気スイッチとスイッチアームを含み、
    前記磁気スイッチは、磁気スイッチ本体及びスイッチ部を含み、
    前記スイッチアームの上に、前記磁気スイッチ及び前記支持部本体が配置され、
    前記磁気スイッチの配置は、前記磁気スイッチのスイッチ部が前記仮想円内において前レンズ後面に接触可能な状態での配置である、
    請求項13記載のレンズ光学特性測定装置。
  15. 第1の測定工程、及び、第2の測定工程を含み、
    前記第1の測定工程は、
    請求項1から14のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置を用い、
    前記レンズ位置移動部により、前記レンズの一つの測定点に前記光軸が通るように前記レンズを移動し、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に前記圧力をかけた状態で前記レンズを載置して固定し、前記固定状態で、前記一つの測定点におけるレンズ光学特性を測定し、
    前記第2の測定工程は、
    前記レンズ光学特性測定装置を用い、
    前記レンズ位置移動部により、前記レンズの他の測定点に前記光軸が通るように前記レンズを移動し、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に前記圧力をかけた状態で前記レンズを載置して固定し、前記固定状態で、前記他の測定点におけるレンズ光学特性を測定する、
    レンズ光学特性測定方法。
  16. 前記第1の測定工程及び前記第2の測定工程の少なくとも一方の工程において、
    前記レンズ支持部の前記レンズ受部に前記レンズを載置しない状態で、前記一つの測定点及び前記他の測定点の少なくとも一方の測定点におけるレンズ光学特性を測定する、
    請求項15記載のレンズ光学特性測定方法。
  17. 前記一つの測定点が、前記レンズの光学中心点であり、
    前記他の測定点が、前記レンズにおいて、遠点、中間点、近点、遠点側方点、中間点側方点、及び、近点側方点からなる群から選択された少なくとも一つの測定点である、
    請求項15又は16記載のレンズ光学測定測定方法。
  18. レンズZ位置検出工程を含み、
    前記レンズZ位置検出工程は、前記各測定点における前記レンズのZ位置を検出する工程であり、
    前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程において、前記レンズ光学特性測定装置は、請求項12又は13記載のレンズ光学測定装置であり、
    前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程において、前記レンズZ位置検出工程を実施する、
    請求項15から17のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定方法。
  19. 前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程の少なくとも一方の工程において、複数のZ位置でレンズ光学特性を測定する、
    請求項18記載のレンズ光学特性測定方法。
  20. 前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程の少なくとも一方の工程において、
    前記測定点にマークがある場合は、前記マークがある前記測定点に前記光軸が通るように、前記レンズを移動して前記レンズ受部に前記レンズを載置してレンズ光学特性を測定し、
    前記測定点にマークが無い場合は、前記レンズ支持部の前記レンズ受部よりも高い上方位置に前記レンズを配置し、前記レンズにおいて仮測定点を想定して、前記仮測定点に前記光軸が通るように、前記レンズを移動してレンズ光学特性を測定する、
    請求項15から19のいずれか一項に記載のレンズ光学測定方法。
  21. 前記第1の測定工程、及び、前記第2の測定工程の少なくとも一方の工程において、
    前記レンズの一つの測定点に前記光軸が通るように前記レンズを移動し、前記レンズ支持部の前記レンズ受部に前記圧力をかけた状態で前記レンズを載置して固定し、前記固定状態の前記レンズの姿勢を保持した状態で、前記レンズの前記レンズ受部の上方への移動及び前記レンズ支持部の下方への移動の少なくとも一方の移動を実施し、前記姿勢を保持した前記レンズの前記測定点におけるレンズ光学特性を測定する、
    請求項15から20のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定方法。
  22. 請求項15から21のいずれか一項に記載の方法の各工程を、コンピュータに実行させるためのプログラム。
  23. 請求項22記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。


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