JP3685886B2

JP3685886B2 - レンズメーター

Info

Publication number: JP3685886B2
Application number: JP25917196A
Authority: JP
Inventors: 幸男池沢; 英一柳; 康文福間; 健行加藤
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JPH10104119A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検レンズ（眼鏡レンズ）としての累進焦点レンズの球面度、円柱度、軸角度、プリズム度の分布をマッピング表示するレンズメータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、レンズメーターには、測定光束発生用の光源を備え、測定光束の投光光路に累進焦点レンズをセットし、累進焦点レンズの広域を透過した透過測定光束に基づく多数のパターン像を受像することにより広域を測定して球面度Ｓ（図１４（イ）参照）、円柱度Ｃ（図１４（ロ）参照）、軸角度Ａ（図１４（ハ）参照）、プリズム度Ｐｒｓ（図１４（ニ）参照）をマッピング表示するものが知られている。
この種のレンズメータでは、被検レンズの中央部分と投光光路の測定中心とが一致するようにその被検レンズを投光光路に配置しかつその被検レンズの広域にその測定光束を投光することによりこの被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性を測定し、この被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性に基づいて少なくとも球面度数Ｓ、円柱度（乱視度数）Ｃ、軸角度Ａのレンズ特性情報を画像化しかつその投光光路の測定中心に対応する画面上での測定中心Ｏを基準にマッピング表示する画像化表示手段を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、被検レンズとしての眼鏡レンズが累進焦点レンズの場合、印点を行うため全体のデータから遠用部Ｍ１、近用部Ｍ２（図１４（ロ）参照）を判断してその測定を行いたい場合がある。その測定箇所としての遠用部Ｍ１、近用部Ｍ２におけるレンズ特性として、正確な値を得るためには、従来のレンズメータを用いてその累進焦点レンズの所望の周辺部を測定する如くに被測定箇所の裏面が測定光軸と垂直を為すようにしてその累進焦点レンズを載置することが要請され、そこで、この種のレンズメーターでは、被検レンズの所望の測定箇所が投光光路の測定中心に位置するように被検レンズを測定光束に対して裏面をレンズ受けに密着させた状態で移動させ、その測定箇所に垂直に測定光束が投光されるようにして測定を行っている。
【０００４】
しかしながら、この種の従来のマッピング表示可能なレンズメーターでは、被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性を測定してその広域の各測定箇所におけるレンズ特性に基づき画像処理を行って、画面に画像情報を表示する構成であるため、画像化処理に時間がかかり、被検レンズの移動と画面に表示されている画像とがリアルタイムでは一致せず、被検レンズを移動させてから遅れて画面上にその測定箇所と測定中心とが一致した画像が表示されるという不都合がある。できれば、被検レンズの移動に追従してリアルタイムでその測定箇所と測定中心とを一致させた画像を表示させたいという要望がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、被検レンズの移動に追従してリアルタイムでその測定箇所と測定中心とを一致させた画像を表示することのできるレンズメーターを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のレンズメーターは、中央部分に投光光路の測定中心が位置するようにして前記投光光路に配設された被検レンズに測定光束を投光する投光手段と、前記投光手段に投光された測定光束の前記被検レンズの全域よりも狭い広域を透過した透過測定光束のパターン像に基づき前記被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性を測定する測定手段と、前記被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性を記憶保存する記憶保存手段と、前記被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性に基づいて少なくとも球面度数、乱視度数、軸角度のレンズ特性情報を画像化しかつ前記投光光路の測定中心を基準にマッピング表示する画像化表示手段と、前記被検レンズの周辺が前記投光光路の測定中心に位置するように前記被検レンズを前記測定光束に対して移動させたときに前記被検レンズの広域内に含まれる狭域の測定箇所のみのプリズム量に基づき前記被検レンズの移動方向と移動量とを演算する演算手段とを備え、前記画像化表示手段は、前記被検レンズを前記測定光束に対して移動させたときの測定箇所と前記投光光路の測定中心とが画面上で一致するように、前記記憶保存手段に保存された各測定箇所のレンズ特性に基づき得られた画像を前記演算手段の演算結果を用いて移動させることを特徴とする。
【０００９】
図１は本発明に係わるレンズメーターの外観図である。この図１において、１はレンズメーター、２はレンズメーター１の本体、３は本体２の上部に設けられたＣＲＴ又は液晶ディスプレイ等の表示装置、３ａはその表示装置３の表示画面、４は本体２の前側に設けられた上光学部品収納部、５は上光学部品収納部の下方に位置させて設けられた下光学部品収納部、６は下光学部品収納部５の上端に設けられたレンズ受けテーブル、７はその両収納部５、６間に位置して本体２の正面に前後移動調整可能に保持されたレンズ当て、８は本体２の横側に前後回動可能に保持されたレンズ当て操作用のレバーで、このレバー８の前後回動によりレンズ当て７が前後移動調整されるようになっている。
【００１０】
そのレンズ当て７の上縁部にはスライダ９ａが左右動自在に保持され、このスライダ９ａには鼻当て支持部材９が上下動回動可能に保持されている。この鼻当て支持部材９は、図示を略すスプリングで上方にバネ付勢されていると共に水平位置で上方への回動が規制されるようになっている。尚、１０はモード切り換え用のスイッチ、１１は測定開始スイッチである。
【００１１】
このレンズ受けテーブル６には、図２に示す段付き取り付け孔１２が形成されている。この取り付け孔１２にはレンズ受け１３が設けられる。このレンズ受け１３には円形の未加工レンズ（生地レンズ）、後述する眼鏡フレームに枠入りされたままの眼鏡レンズがセットされる。
【００１２】
本体２内には図２に示す測定光学系が設けられている。その図２において、２０は投光手段であり、投光手段２０は測定光束発生用の光源部を有する。この光源部はＬＥＤ２１、２２とピンホール板２３、２４とビームスプリッタ２５とからなっている。符号２３ａ、２４ａはピンホールを示す。ここでは、ＬＥＤ２１は波長５５０ｎｍの測定光束を発生し、ＬＥＤ２２は波長６６０ｎｍの測定光束を発生するものとされ、２個のＬＥＤ２１、２２の測定光束の波長が互いに異なるものとされている。ビームスプリッタ２５には、波長５５０ｎｍの測定光束を透過し、波長６５０ｎｍの測定光束を反射するダイクロイックミラー面２５ａが形成されている。
【００１３】
各測定光束は、合流されてコリメートレンズ２６に導かれる。ピンホール板２３、２４はコリメートレンズ２６の焦点位置に配置され、各測定光束はコリメートレンズ２６により平行光束Ｐとされる。その平行光束Ｐの投光光路２７の途中でレンズ受けテーブル６の上方には、反射ミラー２８が設けられている。
そのレンズ受けテーブル６に載置されるレンズ受け１３は、プレート板２９とレンズ受け筒３０とから構成されている。プレート板２９は図３に示すように直方形状であり、レンズ受けテーブル６の段付き取り付け孔１２に係止される。
レンズ受け筒３０は金属製である。プレート板２９にはレンズ受け装着用の環状溝２９ａがその中央部に形成されている。そのレンズ受け筒３０には防塵用の透明カバーガラス３０ａが設けられている。
【００１４】
プレート板２９には環状溝２９ａで囲まれた内側に中央パターン３１が形成されている。この中央パターン３１は４個のスリット孔３１ａないし３１ｄから形成されている。中央パターン３１はこのスリット孔３１ａないし３１ｄにより全体として正方形状を呈している。そのスリット孔３１ａないし３１ｄの各端縁は互いに離間している。プレート板２９には環状溝２９ａの外側に周辺パターン３２が規則的に間隔を開けて形成されている。この周辺パターン３２は円孔からなり、中央パターン３１と周辺パターン３２とはそのパターン形状が異なっている。そのプレート板２９の残余の部分は遮光部３３となっており、プレート板２９はパターン形成板としての機能を有する。
その中央パターン３１は図４に符号Ｔ１で示すように波長５５０ｎｍ以上の測定光束を透過させる透過率曲線を有し、周辺パターン３２は図４に符号Ｔ２で示すように波長６６０ｎｍ以上の測定光束を透過させる透過率曲線を有する。
【００１５】
ここでは、レンズ受け１３には、眼鏡レンズ３４として負のパワーを有する未加工レンズがセットされているものとする。その投光光路２７には眼鏡レンズ３４から所定距離の箇所にスクリーン３５が設けられている。このスクリーン３５は例えば拡散板からなっている。その投光光路２７に眼鏡レンズ３４がセットされていないときには、測定光束が平行光束Ｐのままプレート板２９に導かれ、このプレート板２９の各パターンを透過するので、その透過測定光束に基づきプレート板２９に対応するパターンが図５に示すようにスクリーン３５上に投影される。その図５において、３６は中央パターン３１に対応するスクリーン３５上の中央パターン像、３７は周辺パターン３２に対応するスクリーン３５上の周辺パターン像を示している。
【００１６】
眼鏡レンズ３４が投光光路２７にセットされると、その眼鏡レンズ３４の広域Ｓ１が平行光束Ｐによって照射される。その平行光束Ｐがその眼鏡レンズ３４の負のパワーにより変形を受けて拡散され、図６に示すようにスクリーン３５上に間隔の広がったパターンが投影される。正のパワーを有する眼鏡レンズ（図示を略す）が投光光路２７にセットされると、その平行光束Ｐがその眼鏡レンズ３４の正のパワーにより変形を受けて収束され、図７に示すようにスクリーン３５上に間隔の狭まったパターンが投影される。
【００１７】
投光光路２７にはスクリーン３５の背後に撮像素子３８が結像レンズ３９に関してスクリーン３５と共役位置に設けられている。撮像素子３８は処理回路４０に接続されている。この処理回路４０は、眼鏡レンズ３４の狭域を透過した透過測定光束に基づく中央パターン像３６を受像しかつ狭域のみを測定して測定値を表示する狭域特性表示モードと、眼鏡レンズ３４の広域を透過した透過測定光束に基づく多数の周辺パターン像３７を受像しかつ広域を測定してマッピング表示を行うマッピング表示モードとを行う機能を有する。その処理回路４０にはスイッチ１０が接続され、スイッチ１０は、眼鏡レンズ３４の狭域を透過した透過測定光束に基づく中央パターン像３６を受像しかつ狭域のみを測定して測定値を表示する狭域特性表示モードと、眼鏡レンズ３４の広域を透過した透過測定光束に基づく多数の周辺パターン像３７を受像しかつ広域を測定してマッピング表示を行うマッピング表示モードとの間で切り換える機能を有する。
【００１８】
スイッチ１０をオンすると、処理回路４０は狭域特性表示モードとなり、これによりＬＥＤ２１が駆動されて、中央パターン像３６のみがスクリーン３５に投影され、眼鏡レンズ３４の狭域を透過した透過測定光束に基づく中央パターン像３６のみが撮像素子３８に受像される。また、スイッチ１０をオフすると、処理回路４０はマッピング表示モードとなり、これによりＬＥＤ２２が駆動されて、周辺パターン像３７がスクリーン３５に投影され、眼鏡レンズ３４の広域を透過した透過測定光束に基づく周辺パターン像３７が撮像素子３８に受像される。
【００１９】
最初は、切替えスイッチ１０をオフのままにして、眼鏡レンズ３４の中央部分Ｃ１と投光光路２７の測定中心Ｏ´とが略一致するように眼鏡レンズ３４を測定光路２７に配置して、眼鏡レンズの３４の広域Ｓ１に測定光束を投影する。これにより、処理回路４０はその眼鏡レンズ３４の広域Ｓ１の各測定箇所におけるレンズ特性を測定する。処理回路４０は記憶保存手段４０ａを有し、その記憶手段４０ａに広域Ｓ１の各測定箇所における度数分布が演算されて、レンズ特性が保存される。また、球面度数Ｓ、円柱度数Ｃ、軸角度Ａ、プリズム度Ｐｒｓが画面上での測定中心Ｏを基準にして表示装置３の表示画面３ａに表示される。
【００２０】
図８（イ）には、一例として円柱度数Ｃが画面３ａに表示されている状態が示されている。処理回路４０は眼鏡レンズ３４の広域Ｓ１の各測定箇所におけるレンズ特性に基づいて球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、軸角度Ａ、プリズム度Ｐｒｓのレンズ特性情報を画像化し、画面上での測定中心Ｏを基準にマッピング表示する画像化表示手段として機能する。
ここでは、その画像パターンはプレート板２９の形状に対応して長方形状であり、眼鏡レンズ３４の全体を測定せずに、眼鏡レンズ３４として必要な領域をカバーできる範囲とされているので、そのレンズ特性の測定スピードがアップする。
【００２１】
次に、切換スイッチ１０をオンにして、図９に示すように、眼鏡レンズ３４の周辺としての近用部Ｍ２が投光光路２７の測定中心Ｏ´に位置するように眼鏡レンズ３４をレンズ受け１３に載せた状態で移動させて、眼鏡レンズ３４の狭域の所望の測定箇所Ｓ２を測定する。
処理回路４０は眼鏡レンズ３４の狭域の測定箇所Ｓ２のみに基づき眼鏡レンズ３４の移動方向と移動量とを演算する演算手段４０ｂを備えている。
【００２２】
その演算手段４０ｂは、ここでは、プリズム量Ｐｒｓに基づいて移動量を演算する。このプリズム量の演算には下記のプレンティスの公式を用いる。
Ｘ＝１０・Ｐｒｓ／Ｓ
ここで、Ｘは眼鏡レンズ３４の幾何学中心Ｃ２（図９参照）からの偏心量であり、Ｐｒｓはプリズム量、Ｓは度数である。
広域Ｓ１の各測定箇所におけるプリズム量Ｐｒｓは、最初の測定で求められているので、今回求めた狭域の測定箇所Ｓ２におけるプリズム量とを比較すれば、その眼鏡レンズ３４の移動量がわかり、また、中央パターン像３６の移動方向に基づき、眼鏡レンズ３４の移動方向がわかる。
この演算は、狭域のみの測定に基づくものであるから、高速に処理できる。
【００２３】
処理回路４０は、眼鏡レンズ３４を移動させたときの測定箇所Ｓ２と投光光路２７の測定中心Ｏ´とが画面上で一致するように、記憶保存手段４０ａに保存された各測定のレンズ特性に基づき得られた画像を演算手段４０ｂの演算結果に基づき移動させる。
その結果、眼鏡レンズ３４の移動に追従して、測定箇所Ｓ２と画面上での測定中心Ｏとが一致した画像が図８（ロ）に示すようにリアルタイムで移動されながら表示される。
【００２４】
図１０は本発明に係わるレンズメーターの変形例を示すもので、図１に示す眼鏡レンズ３４の配置状態で得られた画像を固定したままとし、眼鏡レンズ３４の移動に応じて演算手段４０ｂに基づき画面上に所望の測定箇所ｒを追従表示させることとしたものであり、処理回路４０は眼鏡レンズ３４の移動に応じて演算手段４０ｂに基づき画面上に所望の測定箇所ｒを追従表示させる画像化表示手段として機能する。
【００２５】
図１１、図１２は本発明に係わるレンズメーターの他の変形例を示すもので、フレーム４０Ｌに枠入れされた眼鏡レンズ４１をレンズ受け筒３０にセットするには、フレーム４０の鼻当て４２を鼻当て支持部材９に係合させた後、鼻当て支持部材９をスライダ９ａを用いて左右に移動させると共に下方に変位させて、眼鏡レンズ４１をレンズ受け筒３０に支持させる。
レンズ当て７は、図１２に示すようにガイド棒７ａ、７ａ´に沿って前後に案内され、そのガイド棒７ａ´の後端にはラック７ｂが設けられ、このラック７ｂにはピニオン７ｃが噛合されている。そのピニオン７ｃはポテンションメータ７ｄの一部を構成しており、ポテンションメータ７ｄはそのレンズ当て７の前後方向位置をパルス検出する。スライダ９ａの後端にはラック９ｂが設けられ、このラック９ｂにはピニオン９ｃが噛合されている。このピニオン９ｃはポテンションメータ９ｄの一部を構成しており、ポテンションメータ９ｄはレンズ当て７に支持され、その鼻当て支持部材９の左右方向位置をパルス検出する。これにより、眼鏡レンズ４１のＸＹ方向の座標位置が検出できる。
これらのポテンションメータ７ｄ、９ｄは、被検レンズとしての眼鏡レンズ４１の周辺が投光光路２７の測定中心に位置するように被検レンズを測定光束に対して移動させたときの移動量を測定する移動量測定手段として機能し、処理回路４０により眼鏡レンズ４１を測定光束に対して移動させたときの測定箇所と投光光路２７の測定中心とが画面上で一致するように記憶保存手段４０ａに保存された各測定箇所のレンズ特性に基づき得られた画像を移動量測定手段の測定結果により座標変換して表示させる。
未加工の眼鏡レンズ３４をこの移動量測定手段により測定する場合には、鼻当て支持部材９を持ち上げ、その下方に位置しているコバ当て部材７ｅを用い、未加工の眼鏡レンズ３４のコバをコバ当て部材７ｅに当てて眼鏡レンズ３４の位置決めをすれば良い。
【００２６】
以上、この発明の実施の形態では、未加工の眼鏡レンズ３４を投光光路２７にセットして測定を行う場合について説明したが、加工済みのフレーム入り眼鏡レンズを投光光路２７にセットして測定を行っても良い。
また、この発明の実施の形態では、プリズム量に基づいて、眼鏡レンズの移動方向と移動量とを求めることにしたが、球面度数、円柱度数、軸角度に基づき眼鏡レンズの移動方向と移動量とを求めて良い。
また、このレンズメーターでは、コンタクトレンズ専用のレンズホルダーをレンズ受け１３にセットすれば、コンタクトレンズのレンズ特性も測定できる。
【００２７】
また、眼鏡フレームに枠入れされた眼鏡レンズを測定した場合には、その画像パターンは図１３に示すようなものとなる。
その図１３、（イ）は、例えば、円柱度Ｃのマッピング表示を示し、これと並行して球面度Ｓ、円柱度Ｃ、軸角度Ａ、プリズム量Ｐｒの測定数値も同時に表示することもできる。更に、図１３（ロ）に示すように、左目（Ｌ）用の眼鏡レンズの画像と右目（Ｒ）用の眼鏡レンズの画像とを同時に表示することも可能で、加えて、いずれか一方の画像を他方の画像に対応させて、反転表示することも可能であり、このように構成すると、眼鏡フレームに枠入れされた状態での眼鏡レンズのレイアウトを知るのが容易となる。なお、反転された一方の画像と反転されていない他方の画像とを重ね合わせて表示することにより、左目用の眼鏡レンズと右目用の眼鏡レンズとのレンズ特性を比較するようにしても良い。
更に、この例では、左目（Ｌ）用の眼鏡レンズの画像と右目（Ｒ）用の眼鏡レンズの画像とを縦に並べて表示することにしているが、横に並べて表示しても良い。
なお、図３において、斜めの線はハッチングであり、遮光部３３を意味している。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係わるレンズメーターは、以上説明したように構成したので、被検レンズの移動に追従してリアルタイムでその測定箇所と投光光路の測定中心とを画面上で一致させて高速度で表示できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるレンズメーターの外観図である。
【図２】本発明に係わるレンズメーターの実施の形態を示す光学図である。
【図３】図１に示すプレート板の平面図である。
【図４】図２に示すパターン形成板に形成された各パターンの透過特性を示す透過率曲線図である。
【図５】眼鏡レンズが投光光路にセットされていないときにスクリーンに投影されたパターン像を示す図である。
【図６】負のパワーを有する眼鏡レンズが投光光路にセットされたときにスクリーンに投影されるパターン像の一例を示す図である。
【図７】正のパワーを有する眼鏡レンズが投光光路にセットされたときにスクリーンに投影されるパターン像の一例を示す図である。
【図８】本発明に係わるレンズメーターによる画像表示状態の一例を示し、（イ）は眼鏡レンズの中央部分と投光光路の測定中心とを一致させた状態で広域の各測定箇所のレンズ特性を測定することにより得られた円柱度数をマッピング表示した状態を示し、（ロ）は眼鏡レンズの周辺部分を投光光路の測定中心に一致させて測定することにより得られたプリズム量に基づき画像を移動させた状態を示している。
【図９】被検レンズの周辺が測定中心に位置するように被検レンズを移動させて測定を行っている状態を示す光学図である。
【図１０】画像表示の変形例を示す図である。
【図１１】フレーム入り眼鏡レンズのセット状態を示す部分拡大図である。
【図１２】フレーム入り眼鏡レンズのＸＹ位置検出を説明するための図である。
【図１３】眼鏡フレーム入りレンズの表示の一例を示す図である。
【図１４】眼鏡レンズの各レンズ特性値のマッピング図の一例を示し、（イ）は球面度分布を示し、（ロ）は円柱度分布を示し、（ハ）は軸角度分布を示し、（ニ）はプリズム度分布を示す。
【符号の説明】
３ａ…画面
２０…投光手段
２７…投光光路
２９…プレート板（パターン形成板）
３１…中央パターン
３２…周辺パターン
３４…眼鏡レンズ
３６…中央パターン像
３７…周辺パターン像
４０…処理回路（測定手段、画像化表示手段）
４０ａ…記憶保存手段
４０ｂ…演算手段
Ｏ…測定中心
Ｐ…測定光束
Ｓ１…広域
Ｓ２…測定箇所

Claims

中央部分に投光光路の測定中心が位置するようにして前記投光光路に配設された被検レンズに測定光束を投光する投光手段と、
前記投光手段に投光された測定光束の前記被検レンズの全域よりも狭い広域を透過した透過測定光束のパターン像に基づき前記被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性を測定する測定手段と、
前記被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性を記憶保存する記憶保存手段と、
前記被検レンズの広域の各測定箇所におけるレンズ特性に基づいて少なくとも球面度数、乱視度数、軸角度のレンズ特性情報を画像化しかつ前記投光光路の測定中心を基準にマッピング表示する画像化表示手段と、
前記被検レンズの周辺が前記投光光路の測定中心に位置するように前記被検レンズを前記測定光束に対して移動させたときに前記被検レンズの広域内に含まれる狭域の測定箇所のみのプリズム量に基づき前記被検レンズの移動方向と移動量とを演算する演算手段とを備え、
前記画像化表示手段は、前記被検レンズを前記測定光束に対して移動させたときの測定箇所と前記投光光路の測定中心とが画面上で一致するように前記記憶保存手段に保存された各測定箇所のレンズ特性に基づき得られた画像を前記演算手段の演算結果を用いて移動させることを特徴とするレンズメーター。
前記演算手段が前記移動方向と前記移動量とをプリズム量に基づき演算することを特徴とする請求項１に記載のレンズメーター。
前記投光光路には前記被検レンズの狭域特性測定用の中央パターンと前記被検レンズの広域特性測定用の多数の周辺パターンとを有するパターン形成板が設けられ、前記眼鏡レンズの狭域を透過した透過測定光束に基づく中央パターン像を受像しかつ狭域のみを測定して測定値を表示する狭域特性表示モードと、前記眼鏡レンズの広域を透過した透過測定光束に基づく周辺パターン像を受像しかつ広域を測定してマッピング表示を行うマッピング表示モードとの間で切替え可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズメーター。
前記演算手段が前記移動方向と前記移動量とを球面度と円柱度と軸角度とのデータに基づき演算することを特徴とする請求項１に記載のレンズメーター。