JP4617305B2 - 眼鏡レンズ上のマークを可視化する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、眼鏡レンズ上のマークを可視化する方法および装置に関する。この方法および装置において、照明光ビームを、眼鏡レンズに導き、眼鏡レンズを通過させ、眼鏡レンズ通過後に、レトロリフレクタとして構成された反射体で反射させ、次に、眼鏡レンズを再び通過させ、最後に、観察光ビームとしてカメラへ供給されるよう構成されている。

眼鏡レンズ、特に所謂累進眼鏡レンズは、マークを備えており、このマーク位置は、眼鏡レンズを正しい位置にて押さえ、眼鏡レンズを加工し、眼鏡レンズに刻印し、最後に、眼鏡レンズをエンドユザーの眼鏡フレームに嵌めこむ為に、製造中に検出されるとともに処理されるものである。マークは、持続するやり方で、即ち、ダイアモンド引っ掻き方式により、又は、プラスチック材の眼鏡レンズが成型される場合は成形中に、又は、レーザマーキングにより、眼鏡レンズに付けられる。更に、本発明の文脈に於いて使用される「マーク」という用語は、眼鏡レンズのその他の凹凸、例えば、ガラス或いはプラスチック材内部の筋模様も含んでいる。

本出願に於いて、「眼鏡レンズ」と言う場合、この用語はコンタクトレンズやその他類似の光学部材も含んでいるものと理解されたい。
眼鏡を使用するときに、眼鏡の使用者がマークにいらいらさせられないよう、マークは、極めて特別な光学的状況の下でのみ可視的になるように構成されている。従って、製造工程中、眼鏡レンズ上のマーク位置の検出は極めて困難である。更に、製造工程に於いて眼鏡レンズは、後の眼鏡使用者からの具体的な要求事項の故に、極めて異なる光学的効果を有しているという問題もある。従って、製造ラインに於いて、極めて異なる光学的効果を有する眼鏡レンズが相次ぐことになり、これにより、個々の眼鏡レンズのその後の作業に於いて、これらの光学的効果を迅速に考慮にいれなければならなくなる。

遠近両方の設計基準点に於いて累進眼鏡レンズの制御を行うために、付けられたマークに依存する眼鏡レンズ上の所定の座標点で、累進眼鏡レンズの効果を測定する必要がある。従って、手動測定又は自動測定に於いて、これらのマークは可視化されなければならない。従来技術の方法及び装置では、これは、輪郭がぼやけて画像形成されるひし形状の格子又は縞状のパターンによりなされ、ここでは、明暗の縁部遷移によりマークが可視化される。

この従来技術手法の欠点、特にマークの自動認識に於けるものとして、調査対象の特定の眼鏡レンズの光学的効果に依存して、即ち、眼鏡レンズの特定の光屈折効果の関数として、格子画像が異なって形成されるということが挙げられる。従って、使用されるアルゴリズムに関してマーク認識に対してかなりの努力を行う必要がある。従って、従来技術の方法は、完全で、安全な且つ自動的認識の粋には達していない。従って、現実の実務に於いて、自動制御装置を使用する場合でも、特定の訓練を受けた熟練者が、間違った認識を修正するために製造工程に手動的に介入しなければならない。

然しながら、マークを手動検査操作により製造工程に於いて認識する場合に於いても、状況は極めて似通っている。このような場合、マークを可視化するために、個々に使用されているマーキング工程により異なる照明が使用される。従来技術の装置では、これは、手動的に相互交換可能な照明ユニットにより行われる。然しながら、これらの手動方法の場合でも、マークは極めてぼんやりしており認識するのが困難であって、これにより、個々の眼鏡レンズの位置決め及び向き決め中に、エラーが発生する可能性がある。このことは、特にマークを認識するため使用可能な時間に関しても当てはまる。これらの理由により、特にプラスチック材料の眼鏡レンズの場合、マークそれ自体の認識に先立ち、フェルトペン等により眼鏡レンズに追加的にマーク付けする（所謂「位置決め」）必要があり、その結果、更なる労働および時間の消費を伴うことになる。

この種の眼鏡レンズの他の処理領域においても対応する考慮がなされる。即ち、自動販売物（オートマット）をスタンピングする場合、現状技術では作業者の援助が必要になる。 自動的に適切に認識されなかったマークの位置をシステム内に於いて手動的に修正するために、眼鏡レンズをスクリーン上で人が観察する必要がある。これは、例えば、ローラー球体の投入により行われる。この欠点によっても同様に、ビデオ支援手動操作刻印装置の生産性を低減するという結果になる。

下記特許文献１は、例えばレンズなどの光学的構成要素の光学的微細効果を見つけるための方法および装置を開示している。レーザビームが、調査対象の構成要素に対して、ビームスプリッタ、即ち半透明鏡、を介して導かれる。レーザビームは構成要素を通過し、そしてレトロリフレクタ、例えばレトロ反射フォイル、上の構成要素の反対側に入射し、そこから、レーザビームは再び反射して構成要素を通過し、次に、同一光路を戻り、ビームスプリッタにより偏向されてカメラに導かれる。

この従来技術の欠点は、曲率が極めて異なる眼鏡レンズの場合に問題になる場合がある。曲率が極めて異なることによって、観察光路は、十分な被写界深度を得るためには、長くかつ絞られなくてはならない。他方、レトロリフレクタの構造体は、誤った解釈を避けるためには比較的等質なバックグラウンドを有することが望まれるので、シャープに撮像されることはない。その結果、これらの例に於けるレトロリフレクタは、測定される眼鏡レンズの平面の後ろに極めて離れて配置されなければならず、更に亦、極めて大規模に設計しなければならない。というのも、極めて強い凹形の眼鏡レンズは極めて小さなサイズにレトロリフレクタを結像することになり、これにより、レンズ全体をレトロリフレクタ上で見ることが出来なくなるからである。

更に、本発明に於いて、眼鏡レンズのマーク又は他の凹凸（不規則なもの）の認識だけが関係しているだけではなく、この認識工程の測定装置への又は作業工程への統合も関係しているということが重要である。然しながら、このような状況では、眼鏡レンズの後部、即ち従来技術の装置のレトロリフレクタと同一側、にセンサを設けて眼鏡レンズの物理的特性を測定するようにしている。従って、設計上の理由により、眼鏡レンズの平面のかなり後にレトロリフレクタを設けることは不可能である。

下記特許文献２は、フロントガラスの光学的品質をその場で測定する装置を開示している。この目的のため、光源と、ビームスプリッタと、測定対象のフロントグラスの後ろに位置するレトロリフレクタと、カメラとを有する光学装置も使用される。微細パターンが、ビームスプリッタを介してレトロ反射スクリーンへ投影され、これにより、このパターンの実像が、光路内に位置するフロントグラスにより変形されたレトロ反射スクリーン上に生成される。ビームスプリッタを介して、カメラもまた、レトロ反射スクリーン上の調査対象のフロントガラスを通る投影方向に向けられる。このようにして、不等質性、テンション複屈折、筋模様などが明確に可視化される。

下記特許文献３は、試料の反射性及び透過性光学的特性をそれぞれ測定する方法および装置を開示している。測定放射線を試料に導き、試料により反射させた測定放射線をレトロリフレクタに入射させ、レトロリフレクタは再び測定放射線を、物体を介して光源に送り返し、光源に於いて検出器の分離が行われる。
他の同様な提案が下記特許文献４にも開示されている。

従来技術の頂点屈折計"Focovision SG1"に於いて、光ビームを光源から放射させて緑色フィルタを通し、ビームスプリッタを介して、検査対象の眼鏡レンズへ導く。光ビームは眼鏡レンズを通過して、眼鏡レンズの後部の後方に位置するセンサヘッドに入射する。このようにして、眼鏡レンズの物理的特性を測定することが出来る。更に、後側に、交換可能な照明付属物を設けることが出来る平面がある。これらの照明付属物は、後部から眼鏡レンズを照明し、これにより、マークを可視化する。対応する観察光ビームが、眼鏡レンズからビームスプリッタへ送られ、そこで反射して、そして他の光学的手段を介してカメラへ供給される。第１の照明付属物に於いて、輪郭のくっきりした明るい光束が緩やかな（フラットな）角度で眼鏡レンズへ導かれる。これにより、引っ掻きにより付けられたマークが、暗いバックグラウンドの前に、引っ掻き傷の不規則な形状の故に明るく現れる。他方、第２照明付属物は、マークが引っ掻きにより付けられたのではなく成形又はレーザビームにより付けられた眼鏡レンズのために設けられている。従って、この第２照明付属物は、下から照明される明るいライン格子と、相互に横方向に配置された複数の補助レンズとを含み、これにより明るい格子を無限に撮像することが出来る。

従って、この従来技術は比較的操作が難しい。更に、光源から放射された測定ビームが眼鏡レンズに入射する地点は、観察光ビームが眼鏡レンズから出射する地点と一致する。その結果、処理中にエラーとなる可能性がある。
下記特許文献５はマスクをかけたマーキング、即ちマーク、に対する別の観察装置を開示している。この装置に於いて、マスクをかけたマーキングを設けたレンズは照明光で照明される。次に、マスクをかけたマーキングは、観察光により生成されたレンズの影として観察される。

この装置に於いて、マーキングは、レンズの種類及びその局所的プリズム効果により移動し、又は、凸レンズ若しくは凹レンズの効果により寸法が減少したり増大したりする という欠点がある。
米国特許第3,892,494号明細書 米国特許第4,310,242号明細書 ドイツ特許公開公報第 43 43 345 A1号 欧州特許公開公報第 0 169 444 A2号 ドイツ特許第197 40 391号明細書

従って、本発明の目的は、上記欠点が排除された冒頭に述べたタイプの方法と装置とを提供することにある。特に、一方で、眼鏡レンズに付けられているマークは正しい位置で認識され、他方で、同一処理及び同一装置において眼鏡レンズの測定も可能になるということに於いて、眼鏡レンズを製造工程中に処理することが可能になる。こらは全て、可能な限り簡単な方法と装置とで達成される。

レトロリフレクタとして構成された反射体が移動すると、従来技術と比較してより均質なバックグラウンド（背景）が生成される。マークは、より均質なバックグラウンドから著しく鮮明に、従って、より対比的（高いコントラストで）に区別される。検査される眼鏡レンズは測定中、常に明るい状態で現出する。然しながら、マーク縁部で、強い散乱が発生して散乱光がレトロ反射の条件をもはや満たさなくなり、その結果、マークは明るいバックグラウンドの前に暗く出現する。レトロリフレクタを移動させることにより、その構造はぼやけ且つ波打ち、レトロリフレクタの異質物や汚染などはもはや明白にはならない。

測定光の光路と観察光の光路とに対して物理的に別個の構成部材を使用するとともに少なくとも部分的に別個の光路を使用する方策は、眼鏡レンズの物理的特性の測定と眼鏡レンズのマーク認識とを方法的に相互に明白に分離できるという効果を奏する。
本発明の好ましい実施形態に於いて、レトロリフレクタを移動させる本発明の方法を頂点屈折計と組み合わせて、これにより、マークに関する相対位置が眼鏡レンズ上に区画されている地点について測定を容易に行うようにしてもよい。この目的のため、本発明の方法は、マークの画像が、測定実施中、カメラ画像上の在る位置にくるように、頂点屈折計と組み合わせられる。この目的のため、部分的には同一光路を使用するものの、詳細説明するように、光学的には分離されうる照明光路と測定光路とを使用する。

本発明の文脈に於いて「レトロリフレクタ」という用語は、入射光を、基本的に入射方向と同一方向に於いて広い範囲の入射角にわたって反射させる領域を意味するものとして理解されたい。実際のところ、例えば、ガラス真珠を備えた、又は、沢山の小さな三重鏡若しくは鏡付き三重プリズムを規則的な配列で設けたレトロ反射表面を備えた平面又は湾曲面を使用する。このような表面は一般的に、車輌の後部反射体、交通標識、光障壁等で知られている。本発明の方法の場合、レトロリフレクタ（retroreflector）上の個々のレトロ反射構造体は基本的に1mm未満であると有利である。

本発明の方法の好ましい実施形態に於いて、反射体は、基本的に周期的に、特に回転されて移動させられる。別の方法として、平行回転並進状態での移動も考えることができ、この場合、レトロリフレクタは、例えば平面内に於いて移動させられ、レトロリフレクタそれ自体は回転せずにその中心が円軌道上を移動する。更に、レトロリフレクタの直線状移動も可能である。

これらの移動は全て、基本的に、照明光ビームの伝播方向に関して横切る方向になされる。
レトロリフレクタが周期的に移動する場合、本発明の別の好ましい実施形態では、反射体の周期運動の周波数がカメラの同期信号に適合されている。特に、前記周波数は、同期信号と回転同期、特に位相同期、することが好ましい。

この方策は、観察光ビームに由来するビデオ信号の電子的処理が特に簡単になるという利点を有している。
別のグループの実施形態に於いて、反射体は眼鏡レンズから1cm~30cmの距離で移動させると特に良い効果が得られる。
この方策は、移動するレトロリフレクタの特に均質なバックグラウンドが得られるという利点を有している。

カメラ内部に於いて観察光ビームから生成されるビデオ信号は、少なくとも１つの畳み込みにより、それぞれ限定された近傍領域に対してコントラスト強調される場合、特に良好な効果が更に得られる。このようにすることにより、例えば識別効果（微分作用）の故に、高い空間周波数は低い空間周波数よりもより強調されることが好ましい。
カメラ内部に於いて観察光ビームから発生させられるビデオ信号は、本発明に係る種々の目的に使用することができる。一方で、パターン認識によりマークを識別するために使用することができる。他方で、支持部材上の眼鏡レンズの位置を識別するために、そして最終的に、眼鏡レンズの光屈折効果を識別するために使用することができる。

本発明に於いて、可能な限り小さな空間内部に於いて本方法を実施することが出来るよう、種々の光路は或る長さに亘って完全に組み合わせてもよい。
第１の変更例に於いて、照明光ビームは観察光ビームの光路に結合されている。第２の変更例に於いて、測定光ビームは観察光ビームの光路に結合されている。最後に、第３の変更例に於いて、測定光ビームは照明光ビームの光路に結合されてる。

本発明の装置の実施形態に於いて、これは、対応するビームスプリッタ又は他の適切な光学手段、例えば、貫通孔付き鏡により行われることが好ましい。
使用するビームスプリッタに関連して、ビームスプリッタを通過する照明光ビームの一部分に対して光トラップを設けることが好ましい。
照明光ビームを観察光ビームの光路に結合するためにビームスプリッタを設ける場合、カメラの入射瞳と照明光源の出射瞳とは、ビームスプリッタに関して共役位置になるよう設けられることが好ましい。

本発明に於いて、更に、照明光ビームは、少なくとも眼鏡レンズへの測定光ビームの入射地点に於いて、消失させられることが好ましい。
この方策は、照明光ビームは、測定光ビームだけを受け取るべきであるセンサに入射するので、発生するかもしれない相互作用を回避することが出来るという利点を有する。
この観点から、照明光ビームは環状断面を有する光ビームとして発生させられることが特に好ましい。

装置態様に於いて、これは、照明光源が環状断面を有する照明光ビームを発生させるか、又は、照明光源が照明光ビームの光路内に不透明部分を有するスライド部材を含むかすることにより、実施される。
本発明の更に好ましい実施形態に於いて、照明光ビームと測定光ビームとは異なる波長で発生させられる。

この方策も、両方の光ビームが電子的処理に関して相互から厳密に分離させることが出来るという利点を有する。
照明光ビームは赤色光として発生させられ、測定光ビームは緑色光として発生させられることが好ましい。
更に、照明光ビームの光波長に対する除去（ストップ）フィルタとして作用するフィルタを介してセンサへ入射する測定光ビームを案内することが出来るようにすることが好ましい。

この方策も、２つの光路を相互に分離することに役立つ。
最後に、レトロリフレクタは平面状又はドーム状に構成されていてもよい。
更なる利点は下記説明と添付図面とから明白になろう。
前述の特徴と以下に説明する特徴とは、特定の組み合わせに於いてのみならず他の組み合わせに於いても又は単独でも、本発明の範囲から逸脱することなく、使用することができることは当然である。

本発明の実施形態について、図面に示すとともに、下記の説明全体に於いて更に詳細に説明されよう。
図１に於いて、参照番号１０は、本発明に係る装置の第１実施例を全体的に示す。
装置１０は、中央開口部１４を有する支持部材１２を含む。眼鏡レンズ１６は、支持部材１２に、開口部１４に渡って設けられている。亦、眼鏡レンズ１６は、１８で示すマークを備えている。

好ましくは、照明光源２０は、眼鏡レンズ１６の光軸に関して横切る方向を指向しており、図示する実施形態に於いて、眼鏡レンズ１６の光軸はカメラ３６の光軸２１と一致している。照明光源２０は照明光ビーム２２を放射する。照明光ビーム２２は、例えば半透過性鏡であるビームスプリッタ２４に入射し、そこから、カメラ３６の光軸２１方向へ反射する。照明光源２０から発生しビームスプリッタ２４を通過する照明光ビーム２２の一部は、ビームスプリッタ２４の後に設けられた光トラップ２６により吸収される。

照明光ビーム２２は眼鏡レンズ１６を通過し、そこから、図１に於いて眼鏡レンズ１６の下に位置するレトロリフレクタ（retroreflector）３０に入射する。レトロリフレクタ３０にはレトロ反射被覆部３２が設けられている。レトロ反射被覆部３２は、従来のレトロ反射フォイルとして、又は規則正しく並べられた三重鏡若しくは鏡付き三重プリズムを有するレトロリフレクタとして構成されていてもよい。

レトロリフレクタ３０から反射された照明光ビーム２２は、ここで再び、眼鏡レンズ１６を反対方向に通過し、次に、観察光ビーム３４として、例えばＣＣＤカメラのようなカメラ３６へ供給される。カメラ３６は、眼鏡レンズ１６に焦点を合わされており、マーク１８がレトロリフレクタ３０のバックグラウンド（背景）の前に可視化された眼鏡レンズ１６の画像を生成する。

上記図示の実施形態に於いて、極めて概略的に示された作動接続部材３７を介して、駆動軸が、駆動モータ３８に接続されている。駆動モータ３８は、カメラ３６の光軸２１及び照明光ビーム２２の軸と、好ましくは同一平面にある垂直軸芯を中心として、レトロリフレクタ３０を回転させる図１に於いて、このことは矢印３９にて示されている。
図１に示す実施形態に於いて、レトロ反射被覆部３２は、レトロリフレクタ３０の垂直回転軸芯領域に於いて連続して形成されている。このため、回転軸の領域に於いて及びその周辺の小さな円形状の付近に於いて、且つ実際問題としてほとんど邪魔にならない程度の好ましくない状況の下でも、パターンは認識可能な状態でありつづけることができる。そのためレトロリフレクタ３０は、例えば以下に説明する図２に示す実施形態の場合のように、環状形状に構成してもよいということを、既にここで強調しておくべきであろう。

垂直軸を中心としてレトロリフレクタ３０を全体的に回転させる代わりに、レトロリフレクタ３０を軸２１に関して横切る方向に直線状に振動させるようにしても良い。このような場合、レトロ反射エレメントの連続パターンを有しているレトロリフレクタを使用するときは、パターンの直線状振動動作の方向が適切に設定されるよう注意しなければならない。

最後に、更に別の変形例に於いて、レトロリフレクタ３０を、手持ち式振動研磨機の研磨プレートの振動動作に類似した平行回転並進状態で移動させることも可能である。この目的のための駆動機構は図６に示しており、更なる詳細は後で説明する。
全体的観点からすると、レトロリフレクタ３０の動きにとって、レトロリフレクタ３０の規則的な構造及び、場合によっては、それに付着した汚れやしみが動きにつれて不鮮明になるということが重要である。レトロリフレクタ３０の運動の主たる成分はカメラ３６の光軸２１に対して基本的に横切る方向に伸張していなければならないということは既に述べた。

レトロリフレクタ３０のレトロ反射被覆部３２として、個々のエレメントの連続パターン、例えば、規則正しく並べられた三重プリズム又は三重鏡、を使用することが好ましい。この場合、レトロリフレクタ３０の動きをカメラ３６の垂直同期パルスと結合することが道理にかなうことである。
この目的のため、図１に示す回路を使用してもよい。この回路は電子制御ユニット４０からなり、このユニット４０は、第１電気ライン４１を介してカメラ３６に接続されているとともに、第２電気ライン４２を介して駆動モータ３８に接続されている。他方、電子制御ユニット４０は、第３電気ライン４３を介して駆動モータ３８に対して制御命令を送る。

カメラ３６の垂直同期パルスは、第１電気ライン４１を介して電子制御ユニット４０に伝達される。モータ３８は、第２電気ライン４２を介してエンコーダパルスを送り、このエンコーダパルスは、電子制御ユニット４０内部に於いて垂直同期パルスと比較される。この比較から、駆動モータ３８の電流又は電圧に対する制御信号が導かれるとともに、第３電気ライン４３を介して伝達される。制御により回転同期、即ち駆動モータ３８の回転を垂直同期パルスの周波数へ適合させてもよい。然しながら、更に、駆動モータ３８の周期運動（例えば、その回転運動）とカメラ３６の垂直同期パルスとの間の所定の恒常的な位相関係が確実に保証されるよう堅固な位相結合がなされることが特に好ましい。

移動するレトロリフレクタ３０を用いることにより、眼鏡レンズ１６の背景（バックグラウンド）が、カメラ３６内部に於いて一様に映し出される。従って、認識対象のマークに加えて、認識されるマークと同一規模でさえある別の重ねあわされたぼんやりした構造体が存在するというような従来技術装置の欠点を排除できる。対比的に、レトロリフレクタ３０を上述したように移動させると、一様なバックグラウンド画像を画像処理によって取り去ることが出来る。従来技術の装置では、不均質なバックグラウンドパターンが、眼鏡レンズの異なる曲率によって異なるサイズで撮像されるであろうから、このようなことは不可能であった。

コントラスト画像を観察するに際して、カメラ３６のビデオ信号をさらにコントラスト装置（contrasting apparatus）に通すことが、特に有利である。このコントラスト装置は、例えば、複数方向の識別特徴（微分作用）を有するコア関数を利用することにより、グレー値（中間値）に対して局所的畳み込み演算を行う。各ピクセルＰ［ij］について、次の合計を計算し、

そして、表示値A[i,j] を表示するか、或いはこれを更に、例えばパターン認識で処理する。そのようにする場合、nはコア長さ（例えば、n=3） であり、cは適切な標準化因数である。例えば、適切な畳み込みコアは下記の通りである。

例えば、一般的なコンピュターでコントラスト関数を連続的に計算するとともに画像を表示させてもよい（この画像は各コア長さにより画像領域の縁で短くされている）。また、コンピュタを使用せずに、このようなコントラスト関数をハードウェアで実現し、ビデオ画面上にリアルタイムで結果を表示することも簡単に出来る。そのためには、ビデオデジタイザが必要になるとともに畳み込みコアが有するラインと同数の遅延ラインが必要になる（前記のｎ）。更に、例えばプレシー社製のＰＤＳＰ16488という名称で市販されているような所謂コンボルバチップが必要となる。

図２に示す実施形態に於いて、参照番号４４は装置、即ち光不透過性ハウジング４６を有する頂点屈折計、を示している。
図２に於いて、マーク５２は１つだけが示されている。然しながら、実際には、２つのマークが、図面平面（紙面）の上下にそれぞれ所定間隔をあけて設けられている。これら２つのマークの位置は、眼鏡レンズ５０の物理的特性、例えば屈折力、が測定される場所を区画している。測定光ビーム６４はこの場所へ導かれる。このため、眼鏡レンズ５０は、作業者により管状支持部材５４上へ載置されるとともに、そこで、マーク５２に対して手動で調整される。この範囲に於いて、本装置は従来の頂点屈折計であってもよい。この頂点屈折計に於いて、コントラスト表示されているマーク５２がカメラ画像内部に於いて所定の位置にくるように、測定中に、眼鏡レンズ５０が位置決めされる。従って、マーク５２は、それ自体測定場所にはなく、測定場所に関して所定の幾何学的関係にある。

図２の右側にだけ、ハウジング４６は、外部からアクセス可能な開口部４８を有している。開口部４８内に、マーク５２を設けた眼鏡フレーム５０用の支持部材がある。
眼鏡レンズ５０の下に環状レトロリフレクタ５６があるが、ここでは単に概略的にのみ示されている。レトロリフレクタ５６は矢印５８で示すように適切な駆動部（図示せず）により回転されるよう構成されている。この範囲に於いて、図６の実施形態に関して上述したのと同じ説明が適用される。

ハウジング４６内に於いて、その左側端部に、測定光源６２を備えた上室６０がある。測定光源６２は測定光ビーム６４を放出する。まず、測定光ビーム６４は、第１カラーフィルタ６６を通過し、次に、開口絞り６８を通過して、プリズム７０又は相応の鏡によって下方に偏向される。次に、測定光ビーム６４は、プリズム補償器７２と貫通孔付き鏡７３の孔とを通過し、次に、眼鏡レンズ５０の表面に入射する。次に、測定光ビーム６４は、眼鏡レンズ５０と支持部材５４とを通過する。そして、本発明の別の好ましい実施形態に於いて、測定光ビーム６４は、第２カラーフィルタ７４を通過して、その後、センサ７６に入射する。

ハウジング４６の中央室７７内部に於いて、照明光源７８があり、これの３つの実施形態が、図３〜４を参照して、以下に説明されている。
照明光源７８は照明光ビーム７９を放出する。まず、照明光ビーム７９は偏向鏡（deviation mirror）８０に入射し、次に、ビームスプリッタ８１として作用する半透明鏡に入射する。ビームスプリッタ８１を通過した照明光ビーム７９の部分は、ビームスプリッタ８１の後に位置する光トラップ７５内部に吸収される。照明光ビーム７９は基本的に、ビームスプリッタ８１により右側方向へ偏向され、次に、プリズム８２又は鏡に入射して、下方向に偏向される。偏向鏡８３により更に偏向された後、照明光ビーム７９は開口部４８の窓８４を通過して、貫通孔付き鏡７３に入射し、この貫通孔付き鏡７３は照明光ビーム７９を再び下方に偏向させ、照明光ビーム７９は眼鏡レンズ５０に入射されるとともにマーク５２を照明する。

眼鏡レンズ５０とマーク５２とからそれぞれ反射された照明光ビーム７９は、ここで、観察光ビーム８５となり、まず、この観察光ビーム８５は上方向に向かい、貫通孔付き鏡７３、偏向鏡８３、プリズム８２、およびビームスプリッタ８１を通り、さらに、別のプリズム８６又は相応の鏡に至り、これにより、観察光ビーム８５は下方に偏向されて、レンズ８７を介してＣＣＤカメラ８８へ供給される。プリズム８６、レンズ８７、ＣＣＤカメラ８８は、ハウジング４６の左室８９内部に位置している。

レンズ８７の入射瞳（entrance pupil）と照明光源７８の出射瞳（exit pupil）とは、ビームスプリッタ８１に関して共役位置に設けられている。
図２の装置４４は以下のように動作する。
測定部に於いて、測定光ビーム６４は、測定光源６２から眼鏡レンズ５０に対して上述のように放出され、眼鏡レンズ５０を通過してセンサ７６に入射する。このようにして、眼鏡レンズ５０の物理的特性を測定することが出来る。照明光ビーム７９および観察光ビーム８５からそれぞれより良く区別するため、測定光ビーム６４は、別の光波長、例えば緑色光、で放出される。このため、第１カラーフィルタ６６は緑色フィルタとして構成されている。対照的に、センサ７６の前の第２カラーフィルタ７４は、他の光波長、特に照明光ビーム７９の光波長、を通過させない帯域除去フィルタの機能を有している。このようにして、測定光ビーム６４以外からの他の光がセンサ７６に入射するのを回避している。

同時に、照明光源７８からの照明光ビーム７９は、上述したように、眼鏡レンズ５０に向けられてマーク５２を照明する。マーク５２の反射画像は、観察光ビーム８５としてＣＣＤカメラ８８に到達し、ビデオ信号として処理される。
上記が行われている間、眼鏡レンズ５０の下のレトロリフレクタ５６は、既に述べたように、回転しながら又は平行回転並進状態で支持部材５４を中心として、移動する（矢印５８）。

レトロリフレクタ５６の上記周期運動の周波数は、カメラ８８の読み取り周波数に適合されるように、選択される。
この範囲に於いて、更なるコントラスト強調を、上述のタイプの畳み込み演算により行ってもよいことはいうまでもない。
センサ７６の代替として、又はセンサ７６に追加して、眼鏡レンズ５０の物理的特性を、ＣＣＤカメラ８８のビデオ信号の評価を介して行っても良い。

然しながら、一般的に、一方の測定部と他方の照明/観察部とを分離することが望ましい。
このため、なるべくは、照明光源７８は、図３〜図５に示す３つの実施形態に示すように構成されるのが好ましい。
光は、ライトガイド（light guide）９０を介して供給されるということは、図３〜図５の３つの全ての実施形態に共通の特徴である。勿論、光は、照明光源７８それ自体の内部に於いて、例えばレーザ、レーザダイオード、発光ダイオード、その他により、生成されてもかまわない。

図３の実施形態に於いて、照明光源７８a内部のライトガイド９０は、この例では発散光ビームである照明光ビーム７９aを放出する。下流側のコリメータ光学ユニット９１により、照明光ビーム７９aは平行光にされ、次に、光軸領域に中央暗影（black spot）９３を設けた透明スライド部材９２に入射する。結像光学ユニット９４により、照明光ビーム７９aはここで偏向鏡８０に向けられる（図２)。

眼鏡レンズ５０の表面上に中央暗影９３を結像させることにより、光学測定のために使用される管状支持部材５４の開口内部に確実に照明光が入らないようにすることが出来る。これはまさに、測定光ビーム６４が眼鏡レンズ５０に入射する領域である。そのようにすることにより、照明光が、眼鏡レンズ５０を介してセンサ７６に入射することを防止する。

上述したように、第２カラーフィルタ７４をセンサ７６の前に設けても良く、ここで、第２カラーフィルタ７４は、照明光の光波長に対する帯域除去フィルタとして作用する。例えば、測定光が緑色光の場合、照明光はなるべくは赤色光であることが好ましい。
図４の第２の実施形態に於いて、照明光源７８ｂも同様に、照明光ビーム７９ｂを分散させる働きをするライトガイド９０の出口の後にコリメータ光学ユニット９５を有している。この例の場合、カラーフィルタ９６は、コリメータ光学ユニット９５の前方に設けられており、既に述べたように、赤色フィルタであってもよい。

最後に、図５の第３の実施形態に於いて、環状出口９７が、照明光源７８ｃ内部のライトガイド９０の自由端部に設けられて、環状断面を有する照明光ビーム７９ｃを発生させる。照明光ビーム７９ｃは結像光学ユニット９８を介して偏向鏡８０へ導かれる。
この実施形態に於いても、図３の実施形態の場合と極めて同じように、中央部に遮光領域が設けられ、そこでは、眼鏡レンズ５０表面上に照明光が入射することはなく、亦、測定光は眼鏡レンズ５０を介してセンサ７６に供給することができる。

図６は、例えばレトロリフレクタ３０の平行回転並進の発生状況を示す。ここでは、例えば、レトロリフレクタ３０の下に３つのカム１００a、１００b、１００cが設けられている。カム１００a、１００b、１００cはそれぞれ、矢印１０２で示すように第１軸芯１０１の周りを回転可能に軸支固定（journalled stationary）されている。
第１軸芯１０１から等距離の位置に、カム１００a、１００b、１００cはレトロリフレクタ３０に第２軸心１０３で軸支（journalled）されており、軸芯１０１，１０３は平行である。カム１００a、１００b、１００cが、例えば円周駆動ベルト１０４と共通駆動軸１０５又は共通摩擦ホイールとにより、同一位相で駆動されると（矢印１０６）、レトロリフレクタ３０は３０’、３０”で示すように転がり運動（tumbling movement）をさせられる。

この転がり運動に於いて、レトロリフレクタ３０の中心１０７は円軌道１０８上で移動し、その円軌道１０８の半径は偏芯距離、即ち軸芯１０１，１０３間の距離、に等しい。従って、レトロリフレクタ３０の表面上の任意の地点も同様に、同様の円軌道に沿って移動することになる。
不均衡な質量を補償するため、カム１００a、１００b、１００cに平衡質量体を設けても良い。偏芯距離量は、まず第１に、レトロリフレクタ３０の移動周期性に依存する。

図６に示す駆動部は一例としてのみ理解されるべきであり、例えばカムの数は３個以外であっても良いことは言うまでもない。同様に、例えば従来の揺動研磨機のような他のタイプの駆動部を使用することも可能である。
最後に、図７はビームスプリッタ２４（図１の２４、図２の８１）を使用しない別の実施例を示す。

この場合、照明源はカメラレンズの前方中央部に設けられている。図示する実施例では、平面平行ガラス板１１１が、光軸１０９を横切る方向に沿って、カメラレンズ１１０の前方に設けられている。ガラス板１１１はその中央部に光ファイバー１１２の端部を担持している。光ファイバー１１２は照明光ビーム１１３を出射する。その光がカメラ内部へ直接反射することを避けるために、カメラレンズ１１０上の小領域１１４が遮光（blackened）されている。

本発明の装置の第１実施形態の極めて概略的な側面図である。 同様に、本発明の装置の第２実施形態、即ち頂点屈折計、の概略側面図であり、ここで、眼鏡レンズを測定するために追加の光学的手段が設けられている。 図１及び図２に示す実施形態で使用されうる照明光源の３つの異なる実施形態の一つを示す。 図１及び図２に示す実施形態で使用されうる照明光源の３つの異なる実施形態の一つを示す。 図１及び図２に示す実施形態で使用されうる照明光源の３つの異なる実施形態の一つを示す。 図１の装置に於いて使用されうるレトロリフレクタの拡大平面図であり、この例では平行回転並進用の駆動部を備えている。 照明光を結合する別の可能性を説明する概略側面図である。

Claims (18)

1. 眼鏡レンズ（１６；５０）上のマーク（１８；５２）を可視化する方法であって、
   照明光ビーム（２２；７９）を、前記眼鏡レンズ（１６；５０）へ導き、
   前記照明光ビームが前記眼鏡レンズ（１６；５０）を通過後、レトロリフレクタとして構成された反射体（３０；５６）に直接入射させ、
   次に当該入射方向と同じ方向に反射させられた前記照明光ビームを、再び直接前記眼鏡レンズ（１６；５０）に導き、
   観察光ビーム（３４；８５）としてカメラ（３６；８８）に供給する方法であって、
   前記反射体（３０；５６）は、前記照明光ビーム（２２；７９）の伝播方向に関して基本的に横切る方向へ移動（３９；５８）させられる、方法。
2. 更に、前記眼鏡レンズ（５０）の物理的特性を測定するために、測定光ビーム（６４）が、前記眼鏡レンズ（５０）に導かれ、次に、センサ（７６）に供給されること、そして、前記測定光ビーム（６４）は第１光源（６２）により発生させられるとともに前記照明光ビーム（７９）は第２光源（７８）により発生させられ、前記光源（６２，７８）は物理的に別々のユニットであること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. マーク（５２）を備えた眼鏡レンズ（５０）の物理的特性を測定する方法であって、
   測定光ビーム（６４）を、前記眼鏡レンズ（５０）に導き、
   前記測定光ビーム（６４）をセンサ（７６）へ供給し、
   更に、マーク（５２）を可視化するために、照明光ビーム（７９）を、前記眼鏡レンズ（５０）に導き、
   前記照明光ビーム（７９）は、当該眼鏡レンズ（５０）を通過させられ、この眼鏡レンズ（５０）を通過後、当該入射方向と同じ方向に反射させるレトロリフレクタ（５６）に直接反射させられ、次に、再び直接前記眼鏡レンズ（５０）を通過させられ、最後に、観察光ビーム（８５）としてカメラ（８８）に供給されるものであり、
   前記測定光ビーム（６４）は第１光源（６２）により発生させられるとともに、前記照明光ビーム（７９）は第２光源（７８）により発生させられ、前記光源（６２，７８）は物理的に別々のユニットである、方法。
4. 前記照明光ビーム（７９）は、前記眼鏡レンズ（５０）を通過後に、前記レトロリフレクタ（５６）に反射させられること、そして、そのレトロリフレクタ（５６）が移動（５８）させられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. もとの６
   前記レトロリフレクタ（３０；５６）は基本的に周期的に移動する請求項１に記載の方法。
6. 前記レトロリフレクタ（３０；５６）は回転移動する請求項５に記載の方法。
7. 前記レトロリフレクタ（３０；５６）は平行回転並進移動する請求項５に記載の方法。
8. 前記レトロリフレクタ（３０；５６）は基本的に直線状に移動する請求項１に記載の方法。
9. 前記マーク（１８；５２）は、前記カメラ（３６；８８）内部に於いて、前記観察光ビーム（３４；８５）から生成されるビデオ信号からパターン認識により識別される請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の方法。
10. 支持部材（１２；５４）上の前記眼鏡レンズ（１６；５０）の位置が、前記カメラ（３６；８８）内部で前記観察光ビーム（３４；８５）から生成されるビデオ信号から識別される請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の方法。
11. 光屈折効果（dioptic effect）が、前記カメラ（３６；８８）内部に於いて前記観察光ビーム（３４；８５）から生成されるビデオ信号から識別される請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記照明光ビーム（２２；７９）は、前記観察光ビーム（３４；８５）の光路の内部に結合される請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 眼鏡レンズ（１６；５０）上のマーク（１８；５２）を可視化する装置であって、前記眼鏡レンズ（１６；５０）の第１側に設けられて、前記マーク（１８；５２）を識別するための照明光ビーム（２２；７９）を発生させる照明光源（２０；７８）と、
    前記眼鏡レンズ（１６；５０）の前記第１側と反対側に、直接設けられ、入射方向と同じ方向に光を反射するレトロリフレクタとして構成された反射体（３０；５６）と、
    前記眼鏡レンズ（１６；５０）から到来する観察光ビーム（３４；８５）を受け取るカメラ（３６；８８）と、
    前記眼鏡レンズ（１６；５０）を介して前記照明光ビーム（２２；７９）を案内する第１光学手段（２４；７３，８０，８１，８２，８３）と、
    前記反射体（３０；５６）により反射させられた前記観察光ビーム（３４；８５）を前記眼鏡レンズ（１６；５０）を介して前記カメラ（３６；８８）へと案内する第２光学手段（８２，８３，８５，８６）とを含み、
    前記反射体（３０；５６）は、前記照明光ビーム（２２；７９）の伝播方向に関して基本的に横切る方向へ、前記反射体（３０；５６）を移動（３９；５８）させる駆動モータ（４０）に接続されていることを特徴とする、装置。
14. 前記照明光源（７８）に対して物理的に別個のユニットであり、前記眼鏡レンズ（５０）の物理的特性を測定するため測定光ビーム（６４）を発生させる測定光源（６２）と、
    センサ（７６）と、
    前記測定光ビーム（６４）を、前記測定光源（６２）から前記眼鏡レンズ（５０）へ、そして、前記眼鏡レンズ（５０）から前記センサ（７６）へと案内する第３光学手段（５４，６６，６８，７０，７２）と、
    を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. マーク（５２）を備えた眼鏡レンズ（５０）の物理的特性を測定する装置であって、前記眼鏡レンズ（５０）の第１側に設けられて、前記マーク（５２）を識別するための照明光ビーム（７９）を発生させる照明光源（７８）と、
    前記眼鏡レンズ（５０）の前記第１側と反対側に、直接設けられた入射方向と同じ方向に光を反射する反射体（５６）と、
    前記眼鏡レンズ（５０）から到来する観察光ビーム（８５）を受け取るカメラ（８８）と、
    前記眼鏡レンズ（５０）を通るよう前記照明光ビーム（７９）を案内する第１光学手段（７３，８０，８１，８２，８３）と、
    前記反射体（５６）により反射させられた前記観察光ビーム（８５）を前記眼鏡レンズ（５０）を介して前記カメラ（８８）へ案内する第２光学手段（８２，８３，８５，８６）と、
    前記眼鏡レンズ（５０）の物理的特性を測定するため測定光ビーム（６４）を発生させる測定光源（６２）と、
    センサ（７６）と、
    前記測定光ビーム（６４）を、前記測定光源（６２）から前記眼鏡レンズ（５０）へ、そして、前記眼鏡レンズ（５０）から前記センサ（７６）へと案内する第３光学手段（５４，６６，６８，７０，７２）とを含み、
    前記反射体（５６）は、前記照明光ビーム（２２；７９）の伝播方向に関して基本的に横切る方向へ、前記反射体（３０；５６）を移動（５８）させる駆動モータ（４０）に接続され、
    前記測定光源（６２）と前記照明光源（７８）とは、及び、前記第１光学手段（７３，８０，８１，８２，８３）と前記第３光学手段（５４，６６，６８，７０，７２）とは、それぞれ物理的に別個のユニットであることを特徴とする、装置。
16. ビームスプリッタ（２４；８１）が、前記照明光ビーム（２２；７９）を前記観察光ビーム（３４；８５）の光路内に結合するために設けられていることを特徴とする、特に請求項１３〜請求項１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 光トラップ（７５）が、前記ビームスプリッタ（２４；８１）を通過する前記照明光ビーム（２２；７９）の部分のために設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記カメラ（３６；８８）の入射瞳と前記照明光源（２０；７８）の出射瞳とは、前記ビームスプリッタ（８１）に関して共役位置に設けられていることを特徴とする請求項１６又は請求項１７のいずれかに記載の装置。

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