JP4646014B2

JP4646014B2 - レンズメータ

Info

Publication number: JP4646014B2
Application number: JP2001243036A
Authority: JP
Inventors: 正梶野; 修三田
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2021-08-09
Also published as: JP2003057149A; US6657710B2; US20030030789A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検レンズの光学特性を測定するレンズメータに関する。
【０００２】
【従来技術】
被検レンズに測定光束を投光し、被検レンズを透過した測定光束を受光素子により検出し、その検出結果に基づいて被検レンズの光学特性を得るレンズメータが知られている。この種のレンズメータは、通常、ノーズピース上にレンズを載せることにより測定を行っている。眼鏡枠に枠入れされた累進屈折力レンズ（以下、累進レンズという）の加入度を測定する場合、レンズの遠用部を見つけて測定した後、光学特性の変化を頼りにノーズピース上のレンズを移動させて近用部を測定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズメータでは、ノーズピース上で被検レンズを移動しながら最適な遠用部、近用部の測定点を探す操作が必要であり、その操作が手間であった。特に、検査に慣れていない検者では、遠用部及び近用部を見つけて正確に測定することは難しく、測定精度、再現性において問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、累進レンズの測定を容易に行うことができるレンズメータを提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００６】
（１）被検レンズに測定光を投光し被検レンズを透過した測定光を受光素子により検出し、該検出結果に基づいて被検レンズの光学特性を測定するレンズメータにおいて、多重焦点又は累進屈折力の被検レンズの遠用部を測定する第１測定光軸を持つ第１測定光学系と、そのレンズの近用部を測定する第２測定光学系であって、前記第１測定光軸とは異なる第２測定光軸を持つ第２測定光学系と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
（２）（１）の第２測定光軸は、被検レンズの遠用部を前記第１測定光学系に対して所定の位置に置いたとき、そのレンズの近用部近傍を通るように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
（３）（２）の第２測定光学系は、少なくとも３つの指標を１組みとする指標組が異なる位置に複数組形成された測定指標板を測定光路に持ち、レンズメータは前記第２測定光学系の前記複数の指標組から得られる光学特性と前記第１測定光学系により得られる光学特性に基づき近用部の測定部位を決定する近用測定部位決定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
（４）（２）のレンズメータにおいて、前記第１測定光軸と第２測定光軸とは交差し、その交差点と前記所定位置に置かれた部位での被検レンズの裏面との距離が２５〜３０ｍｍの範囲となるように、前記第２測定光軸は第１測定光軸に対して傾けて配置されていることを特徴とする。
【００１０】
（５）（２）のレンズメータは眼鏡フレームの下方を当接する当接面を有するレンズ当てを備え、前記第１測定光軸と第２測定光軸は前記レンズ当ての当接面と垂直な平面上に配置されると共に、既知の累進レンズにおける遠用部と近用部との位置関係に基づいて配置されていることを特徴とする。
【００１１】
（６）（２）〜（５）の何れかのレンズメータにおいて、前記第１測定光学系の光路には開口が形成されたノーズピースを設け、該ノーズピースの開口に被検レンズの遠用部を載せることにより、前記第１測定光学系に対して被検レンズの遠用部が所定位置に置かれることを特徴とする。
【００１２】
（７）（６）のレンズメータにおいて、さらに前記第２測定光学系の測定光路には第２測定光軸と直交する開口を有する第２のノーズピースを設け、前記第１測定光学系により遠用部を測定した後に、前記第２のノーズピースの開口に被検レンズを載せて第２測定光学系により近用部を測定することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１は実施形態のレンズメータ装置の外観を示した図である。
【００１４】
１はレンズメータ本体である。２はＬＣＤ等で構成されたディスプレイであり、測定結果やアライメントのターゲット等の測定に必要な情報が表示される。３は入力用のスイッチであり、ディスプレイ２に表示されるスイッチ表示に対応したものを押すことにより、測定モードの切換え等の必要な入力指示を行う。４は被検レンズＬＥを置き、測定時の基点となるノーズピースである。５はレンズ押えであり、これを下に降ろすことでノーズピース４に載せられた被検レンズＬＥを安定して保持するすることができる。
【００１５】
６は前後方向に移動可能なレンズ当てであり、眼鏡フレーム入りレンズの測定においてフレームの下部（眼鏡装用状態における下部）に当接させて安定させることによりＡｘｉｓ（乱視軸角度）測定の基準を作る。８は被検レンズＬＥの光学特性データを読み取るためのＲＥＡＤスイッチである。ＲＥＡＤスイッチ８を押すことにより、測定値がディスプレイ２にホールド表示されるると共に装置内部に記憶される。
【００１６】
図２は光学系と制御系を示す図であり、光学系はレンズメータ本体１の正面に向かって右側方から見た状態を示す。２０は単焦点レンズ測定及び累進レンズの遠用部測定用の第１測定光学系であり、Ｌ１はその測定光軸である。第１測定光学系２０は、光軸Ｌ１上に配置されたＬＥＤ等の測定光源２１、コリメーティングレンズ２２、測定指標が形成されたグリッド板２３、２次元のイメージセンサ２４を備える。光軸Ｌ１はノーズピース４が持つ図５に示す開口４ａの中心を通り、かつ開口４ａの開口平面に対して垂直に配置されている。
【００１７】
グリッド板２３の指標パターンを図３に示す。グリッド板２３の外径はノーズピース開口４ａの内径と等しくφ８ｍｍであり、直径φ０．２ｍｍの孔が１７個空けられている。中心孔Ｈ５以外の孔は１．８ｍｍピッチで等間隔に配置されている。中心孔Ｈ５は光軸Ｌ１上に位置するようにグリッド板２３の中心にあり、各グリッド孔の位置確認のためと、プリズム測定に使用される。光源２１からの光束はコリメーティング２２により平行光束とされ、レンズＬＥに投光される。その透過光束の内、グリッド板２３の小孔を通過した光束がイメージセンサ２４上に届く。
【００１８】
３０は近用部測定用の第２測定光学系であり、Ｌ２はその測定光軸である。第２測定光学系３０は、光軸Ｌ２上に配置された測定光源３１、コリメーティングレンズ３２、測定指標が形成されたグリッド板３３、ミラー３５を備え、ミラー３５の反射方向には２次元のイメージセンサ３４が配置されている。光源３１からの光束はコリメーティング３２により平行光束とされ、累進レンズの近用部周辺を含む広い領域に投光される。その透過光束の内、グリッド板３３の小孔を通過した光束がミラー３５で反射されてイメージセンサ３４上に届く。ノーズピース４にはレンズＬＥを透過した光束がグリッド板３３全体を照明できる大きさの開口４ｂが形成されている（図５参照）。
【００１９】
グリッド板３３の指標パターンは図４に示される。グリッド板３３は、グリッド板２３の指標パターンに対して外周を二重余分に取るように等間隔ピッチの孔を形成してグリッド領域を大きくしている。これは、累進レンズの近用部の測定を広範囲に行い、近用測定ポイントの位置決めを行えるようにするためである。グリッド板３３の指標パターン領域の大きさは、レンズＬＥ上での測定範囲が直径１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下とするのが好ましい。レンズＬＥの近用測定ポイントの左右方向の偏心を最大４ｍｍと考えて下限は直径１０ｍｍの範囲とし、上限は上下方向の遠用部との干渉しない範囲で４０ｍｍとする。
【００２０】
光軸Ｌ２はレンズ当て６の当接面６ａに垂直で且つ光軸Ｌ１を含む平面上において、光軸Ｌ１と角度φをなして交差するように配置されている。その交点Ｓはノーズピース４の開口４ａの上端（すなわちノーズピース４上にレンズを載せたとき、そのレンズの略裏面位置となる）から２５〜３０ｍｍの距離に位置する。これは眼鏡を装用したときの目の回旋中心と眼鏡レンズ裏面との距離を考慮して定めている。本実施形態ではこの距離を２７ｍｍとしている。
【００２１】
また、交差角度φについては、累進レンズの遠用部をノーズピース４上（光軸Ｌ１上）に載せたときに、ちょうど近用部周辺が第２測定光学系３０の測定範囲に入るように、すなわち光軸Ｌ２が近用部近傍を通るように設定されている。これは、様々な累進レンズの遠用部と近用部の測定ポイントの位置から平均して求めた角度とすることができる。本装置では、遠用部中心と近用部中心の距離を２４．５ｍｍとして設定している。
【００２２】
イメージセンサ２４、３４からの出力信号は制御部４０に入力される。制御部４０は、レンズＬＥが無い場合のグリッド板２３、３３を通してイメージセンサ２４、３４に届いた小孔像の位置を基準にし、屈折力を持つレンズＬＥを置いた場合の小孔像の位置偏位から、レンズＬＥの諸光学特性（球面度数、柱面度数、乱視軸角度、プリズム量）を演算する。例えば、球面度数のみのレンズの光学中心が４つの小孔の中心に置かれた場合は、４つの小孔像はレンズＬＥが無い場合のそれぞれの位置の中心から円形状に等距離に拡大、縮小する。この円形状の拡大、縮小量に応じて球面度数が求まる。また、柱面度数のみのレンズの軸が４つの小孔の中心に置かれた場合は、４つの小孔像はレンズＬＥが無い場合のそれぞれの位置の中心から、楕円状に拡大、縮小する。この楕円状の拡大、縮小量に応じて柱面度数が求まる。乱視軸角度は楕円の軸方向によって求まる。また、プリズム量は、４つの小孔像の中心の平行移動量によって求まる。球面成分、柱面成分、プリズムを含む被検レンズはこれらの複合と考えればい。（特開昭５０−１４５２４９を参照）。
【００２３】
ところで、グリッド板２３（３３）の孔は、ノーズピース４の中央部に４つ（最低３つ）あれば、通常必要な諸光学特性が得られるが、本装置のグリッド板２３では中央部の４つの孔Ｈ１〜Ｈ４の周辺に同様の孔Ｈ６〜Ｈ１７を設けており、隣接する４つ（少なくとも３つ）の孔を１組としてそれぞれ諸光学特性を求める。累進レンズの測定においては、ノーズピース４内の複数の位置におけるレンズＬＥの諸光学特性を得ることができ、現在の測定位置が遠用部にあるか否かを効率良く判定することができる。同様に、グリッド板３３による近用部測定においても、隣接する４つの孔の組についてそれぞれ諸光学特性を求めることにより、近用部の位置を判定できる。
【００２４】
制御部４０には測定結果を記憶するためのメモリ４１、測定結果等の測定情報をディスプレイ２に表示させるための表示回路４２が接続されている。
【００２５】
以上のような構成を持つ装置において、その動作を説明する。ここでは、眼鏡の枠入り累進レンズの測定について説明する。
【００２６】
ディスプレイ２の表示に対応したところのスイッチ３を押して、累進レンズの測定モードにした後、レンズＬＥの遠用部をノーズピース４の上に載せる。図６に示す様に、ディスプレイ２上には、遠用部のアライメント用の中心ガイド１００、ターゲット１０１が表れる。ディスプレイ２を見ながらアライメントをし、遠用部の測定ポイントを合わせる。この時、図５に示す様にレンズ当て６の当接面６ａに眼鏡の左右枠の下端を同時に当接させる。また、レンズ押え５を下に降ろし、ノーズピース４の開口４ａの端にレンズＬＥの裏面がきちんと当接させることにより、レンズＬＥの裏面の法線方向が測定光軸Ｌ１と略一致するようにする。
【００２７】
レンズＬＥの遠用部、近用部とノーズピース４との関係を図５に示す。遠用部測定用の開口４ａを通る光束はグリッド板２３による１７個の穴を通り、近用部測定用の開口４ｂを通る光束はグリッド板３３による６５個の穴を通る。尚、説明の便宜上、被検レンズＬＥの遠用測定ポイントを領域Ｆ、近用測定ポイントを領域Ｎとして示している。近用測定ポイントの領域Ｎはレンズの幾何中心に対して鼻側に偏心して設計されているので、左右レンズによってその水平方向位置が異なる。また、累進レンズの近用測定領域Ｎは、上下方向位置がレンズによって様々である。これらに対応して近用部を通過した測定光束がグリッド板３３に届くように、開口４ｂは大きく形成されている。
【００２８】
遠用部のアライメントについて説明する。累進レンズの遠用部は、レンズの左右方向のプリズムが０となる縦軸線上（眼鏡を装用した状態の上下方向を縦方向とする。）に存在する。乱視屈折力がない場合は、この縦軸線上では水平方向のプリズム量が該０であるため、制御部４０は図３のグリッド孔Ｈ5の像又は孔Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4の組の像によりプリズム量を求めて現在の位置が遠用部に近いかを判断する。水平プリズム量がまだ多く、ノーズピース４内に遠用部はないと判断された場合は、中心ガイド１００に対してターゲット１０１が右又は左に表示されるので（図６（ａ）参照）、検者は水平プリズム量を０に近づけるべく被検レンズＬＥを右または左に移動させ、ターゲット１０１を中心ガイド１００の縦線に一致させる。
【００２９】
水平プリズム量が略０となった後に、制御部１０はグリッド孔Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4の組、Ｈ1，Ｈ2，Ｈ6，Ｈ7の組、Ｈ3，Ｈ4，Ｈ12，Ｈ13の組の像による各屈折力を求める。遠用部付近では、ノーズピース口径内程度の範囲では屈折力がほぼ一定であるので、縦方向の３位置の屈折力がほぼ同じであれば遠用部または遠用部とほぼ同じの領域にあると判断する。等価球面値がＨ3，Ｈ4，Ｈ12，Ｈ13＞Ｈ1，Ｈ2，Ｈ6，Ｈ7であれば、累進帯に位置していると判断される。この場合、検者に被検レンズをレンズ上方に移動させる（レンズを装置奥側に押す）指示として、矢印１０２（図６（ｂ）参照）を表示する。各位置の屈折力がほぼ同じと判断されれば、制御部４０はターゲット１０１の表示を大十字１０５に変化させ（図６（ｃ）参照）、検者に遠用部のアライメントが完了したことを知らせる。この時点で、検者はＲＥＡＤスイッチ８を押して遠用部測定値をメモリ４１に記憶させる。または、制御部４０が自動的に遠用部の測定値をホールドしても良い。
【００３０】
乱視度数のある被検レンズの場合は、遠用部の水平プリズム量が０とはならないため補正を行う必要があるが、乱視度数が球面度数よりも大きい場合などでは補正量の誤差が大きくなる場合もある。このため、孔Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4の組、孔Ｈ2，Ｈ4，Ｈ9，Ｈ10の組、孔Ｈ1，Ｈ3，Ｈ15，Ｈ16の組による各乱視度数を求め、孔Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4の組の乱視度数が最小になるように被検レンズＬＥを移動させるべく、ターゲット１０１をディスプレイ２に表示する。
【００３１】
上記のようにして遠用部のアライメントが完了すると、すなわち、ノーズピース４上に遠用部が位置すると、そのレンズの近用部が第２測定光学系３０の測定範囲に入るようになる。制御部４０はこの状態でイメージセンサ３４からの出力を基に近用部の測定を行う。近用部の測定はグリッド板３３による６５個の光束領域を使用して行うので、近用部周辺の広い領域の光学特性を測定することができる。まず、隣接するグリッド孔の４点から構成される部位の全て（４９ヶ所）の光学特性を求める。次に制御部４０は各部位の乱視度数の内、遠用部の乱視度数との差が所定の許容範囲以内（＝略０）となる部位を見つける。その乱視度数との差の絶対値が所定の許容範囲以内となった部位の内、遠用部の等価球面値と測定ポイントの等価球面値との差が最大となる部位を近用測定ポイントとする。この近用測定ポイントの等価球面値から遠用部の等価球面値を差し引いた値を加入度数とし、ディスプレイ２に表示する。
【００３２】
これまでのオートレンズメータによる累進レンズ測定では、遠用部から近用部にレンズＬＥを移動させなければならず、また、移動する際には累進帯部をなぞるようにしていた。これに対して、本装置では近用測定光学系３０を別に設けてあり、その測定領域も広くしてあるので、遠用部のアライメントを完了させれば近用部の測定が同時にできる。したがって、近用部の測定ポイントを探すために被検レンズＬＥを動かして近用部のアライメントをする必要はない。また、近用部の測定は、人眼の回旋を考慮した方向から測定しているので、実際の眼鏡装用状態での度数評価が行える。
【００３３】
以上、近用測定光学系３０を使用した測定を説明したが、スイッチ３による測定モードの変更により、従来と同じように第１測定光学系２０によりノーズピース４の開口４ａにレンズＬＥを載せた状態で、レンズＬＥを移動させて遠用部と近用部の測定を行うことができる。
【００３４】
上記実施の形態の変容例として、近用部をレンズ裏面カーブに対して略垂直に測定する光学系を加えた装置を図７により説明する。この装置は、図１に示した前記実施の形態に対して、さらに異なる測定光軸Ｌ３を持つ第３測定光学系１３０を追加している。第３測定光学系１３０も第１及び第２測定光学系と同様に、測定光源１３６、コリメーティングレンズ１３７、グリッド板１３８、イメージセンサ１３９を備える。グリッド板１３８のグリッド孔パターンは、グリッド板３３と同じである。測定光源１３６からの光はコリメーティングレンズ１３７により平行光束にされ、ノーズピース４上に載置された被検レンズＬＥの近用部周辺に投光される。ノーズピース４にはグリッド板１３８のほぼ前面に測定光束が届く大きさの開口が形成されている。
【００３５】
測定光軸Ｌ３は、測定光軸Ｌ２と同じく、レンズ当て６の当接面６ａに垂直で且つ光軸Ｌ１を含む平面上に配置されている。また、測定光軸Ｌ３は、レンズＬＥの遠用部をノーズピース４上に載せたときに、ちょうど近用部周辺が第３測定光学系１３０の測定範囲に入ると共に、レンズＬＥの近用部周辺の裏面の略法線方向となる角度に設定されている。この測定光軸Ｌ３が設定される略法線方向は、様々な累進レンズの平均的な角度として設計されている。
【００３６】
この第３測定光学系１３０によれば、従来と同じく、レンズＬＥの近用部をノーズピース４の開口４ａにあてがって測定していた状態をほぼ再現することができる。累進レンズの測定時には、第２測定光学系３０と第３測定光学系１３０とをスイッチ３により切換えて使用すれば良い。累進レンズが入れられたパッケージに記載されている表示値との対応をみたい場合は、この第３測定光学系１３０にて近用度数を求める。なお、レンズメータの装置構成として、第１測定光学系２０と第３測定光学系１３０との組み合わせのみであっても良い。
【００３７】
また、図８に示す様に、測定光軸Ｌ２に直交する開口４ｂにレンズＬＥの裏面を当接させるノーズピース１０４を配置することにより、近用部をレンズ裏面カーブに対して略垂直に測定することもできる。上記の方法で遠用部をアライメントして度数測定した後、レンズＬＥをノーズピース４の先端に当接させながら傾けていき、ノーズピース１０４にレンズＬＥの裏面を当接させて（図８中の破線のレンズＬＥ）近用部を測定する。これにより、近用部の略位置決めができ、近用部の測定がスムーズに行える。また、このノーズピース１０４をノーズピース４内に格納しておき、必要時にスイッチ等を押すことにより、ノーズピース４内から飛び出して図８のノーズピース１０４の位置に配置させる構造としても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、累進レンズの遠近部測定を容易に行える。また、眼鏡の実装用状態に近い累進レンズ度数を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の外観を示した外観略図である。
【図２】光学系と制御系を示した図である。
【図３】第一測定光軸に配置されたグリッド板のパターンを示す図である。
【図４】第二測定光軸に配置されたグリッド板のパターンを示す図である。
【図５】遠用部、近用部とノーズピースとの関係を示す図である。
【図６】ディスプレイ上のターゲット表示を示す図である。
【図７】変容例の光学系と制御系を示した図である。
【図８】測定光軸Ｌ２に直交する開口を持つノーズピースを示した図である。
【符号の説明】
１レンズメータ本体
４ノーズピース
６レンズ当て
２０第１測定光学系
２１測定光源
２３グリッド板
２４イメージセンサ
３０第２測定光学系
３１測定光源
３３グリッド板
３４イメージセンサ
３６測定光源
４０制御部
１０４ノーズピース
１３０第３測定光学系
１３６測定光源
１３８グリッド板
１３９イメージセンサ

Claims

被検レンズに測定光を投光し被検レンズを透過した測定光を受光素子により検出し、該検出結果に基づいて被検レンズの光学特性を測定するレンズメータにおいて、多重焦点又は累進屈折力の被検レンズの遠用部を測定する第１測定光軸を持つ第１測定光学系と、そのレンズの近用部を測定する第２測定光学系であって、前記第１測定光軸とは異なる第２測定光軸を持つ第２測定光学系と、を備えることを特徴とするレンズメータ。
請求項１の第２測定光軸は、被検レンズの遠用部を前記第１測定光学系に対して所定の位置に置いたとき、そのレンズの近用部近傍を通るように設けられていることを特徴とするレンズメータ。
請求項２の第２測定光学系は、少なくとも３つの指標を１組みとする指標組が異なる位置に複数組形成された測定指標板を測定光路に持ち、レンズメータは前記第２測定光学系の前記複数の指標組から得られる光学特性と前記第１測定光学系により得られる光学特性に基づき近用部の測定部位を決定する近用測定部位決定手段を備えることを特徴とするレンズメータ。
請求項２のレンズメータにおいて、前記第１測定光軸と第２測定光軸とは交差し、その交差点と前記所定位置に置かれた部位での被検レンズの裏面との距離が２５〜３０ｍｍの範囲となるように、前記第２測定光軸は第１測定光軸に対して傾けて配置されていることを特徴とするレンズメータ。
請求項２のレンズメータは眼鏡フレームの下方を当接する当接面を有するレンズ当てを備え、前記第１測定光軸と第２測定光軸は前記レンズ当ての当接面と垂直な平面上に配置されると共に、既知の累進レンズにおける遠用部と近用部との位置関係に基づいて配置されていることを特徴とするレンズメータ。
請求項２〜５の何れかのレンズメータにおいて、前記第１測定光学系の光路には開口が形成されたノーズピースを設け、該ノーズピースの開口に被検レンズの遠用部を載せることにより、前記第１測定光学系に対して被検レンズの遠用部が所定位置に置かれることを特徴とするレンズメータ。
請求項６のレンズメータにおいて、さらに前記第２測定光学系の測定光路には第２測定光軸と直交する開口を有する第２のノーズピースを設け、前記第１測定光学系により遠用部を測定した後に、前記第２のノーズピースの開口に被検レンズを載せて第２測定光学系により近用部を測定することを特徴とするレンズメータ。