JP6710815B1 - 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
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Abstract
Description
レンズ保持部、レンズ位置移動部、操作入力部、測定制御部、測定演算部、光照射部、受光部、及び、出力部を備え、
前記レンズ保持部は、光学特性測定対象のレンズを保持し、
前記レンズ位置移動部は、前記レンズ保持部により保持された前記レンズを移動し、
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し、
前記測定制御部は、入力された前記操作情報に基づき測定制御情報を生成し、
前記光照射部は、前記測定制御情報に基づいて光を前記レンズに照射し、
前記受光部は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光を受光して測定情報を生成し、
前記測定演算部は、前記測定情報に基づき前記レンズの光学特性情報を生成し、
前記出力部は、前記光学特性情報を出力し、
前記測定制御部は、前記レンズ位置移動部により、前記レンズ保持部に保持された前記レンズを、光学特性測定基準位置に移動させるか、又は、前記光学特性測定基準位置よりも上方若しくは下方に移動させ、かつ、前記光学特性測定基準位置に移動した前記レンズ、又は、前記上方若しくは下方に移動した前記レンズに対し前記光照射部により光を照射し、
前記受光部は、前記光学特性測定基準位置の前記レンズ、又は、前記光学特性測定基準位置よりも上方若しくは下方の前記レンズにおいて、レンズ内マークから出射する出射光を受光し、
前記測定演算部は、前記受光部が受光したレンズ内マークの出射光からレンズ内マーク読取情報を生成し、
前記出力部は、前記レンズ内マーク読取情報を出力する、
装置である。
レンズに光を照射する光照射工程、
前記レンズから出射する測定光を受光する受光工程、及び、
受光した前記測定光から前記レンズの光学特性を測定する測定工程を含み、
前記測定工程は、レンズ内マークの読取工程を含み、
前記レンズ内マークの読取工程は、
前記レンズを光学特性測定基準位置よりも上方又は下方に前記レンズを移動させ、前記上方又は下方に移動した前記レンズに対し前記光照射工程により光を照射し、
前記受光工程において、前記光学特性測定基準位置よりも上方又は下方の前記レンズにおいて、前記レンズ内マークから出射する出射光を受光し、前記受光したレンズ内マークの出射光からレンズ内マーク読取情報を生成する、
方法である。
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、記憶部14、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、入力された前記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、測定情報に基づき前記レンズの光学特性情報を生成する。レンズの光学特性情報は、記憶部14に記憶され、また、出力部15により、前光学特性情報を出力する。出力部15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。
次に、図2から図14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。
次に、図15から図18に基づき、本装置でのレンズ内マークの読取の一例を説明する。図15及び図17において、点線は、光照射部17から受光部19に対する光照射の光軸を示す。図15に示すように、レンズLeの光学特性を測定する場合、レンズ保持部18に保持されたレンズLeは、光照射部17及び受光部19の間において、光学特性測定基準位置に配置される。光照射部17上には、白黒の市松模様の視標シート(視標板)が配置されている(図示せず)。レンズLeが、光学特性測定基準位置に配置されている時は、図16に示すように、受光部19で受光する画像では、視標シートの市松模様のみが観察され、レンズ内マークは読み取れない。次に、図17に示すように、レンズ保持部18をレンズ位置移動部16により光学特性測定基準点から上方に移動させると、図18に示すように、受光部19で受光する画像において、同図において丸で囲った部分にレンズ内マークが読み取り可能な状態となる。図18の丸で囲った部分のレンズ内マークは、隠しマーク(アライメントマーク)である。なお、本例では、レンズLeを、光学特性測定基準位置の上方に配置したが、本発明は、これに限定されず、レンズLeを光学特性測定基準位置より下方に配置しても、同様に、レンズ内マークを読取れる。また、図19に、本発明によるレンズ内マークの読取対象であるレンズにおける、レンズデザインの例を示す。図中の数値、位置等は一例であり、本発明は、これに限定されない。図19では、レンズ内マークは、隠しマークである。隠しマークは、例えば、アライメントマークであってもよい。また、レンズ内マークとしては、隠しマーク以外には、例えば、前述のとおり、アイポイント(遠用アイポイントを含む)、遠用度数測定位置、フィッティングポイント、近用度数測定位置、小玉端点、等がある。また、隠しマークに記載される情報としては、例えば、前述のとおり、レンズの型番、レンズの品番、レンズの特性等がある。隠しマークに記載されるレンズの特性としては、前述のとおり、例えば、累進帯長、加入度数、装用加入度数、遠用度数、近用度数、遠用度数測定位置、近用度数測定位置、屈折率、比重、アッベ数等がある。
図20に基づき、レンズ内座標の規定について説明する。図20に示すように、レンズLe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(隠しマーク)がレーザー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、レンズLe内の二つの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。
図21及び図22に基づき、分割測定の一例を説明する。まず、図21(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21(A)に示すように、レンズLeをXθ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21(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21(B)の斜線部分は、Xθ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22(A)に示すように、レンズLeをYθ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22(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22(B)の斜線部分は、Yθ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21(B)に示すXθ方向の合成測定エリアES、及び、図22(B)に示すYθ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。なお、図21及び図22の例は、Xθ方向及びYθ方向での分割測定であるが、本発明はこれに限定されず、例えば、X軸方向及びY軸方向の分割測定も可能であり、その他、6軸方向の少なくとも一つの方向の分割測定も可能である。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。
図23は、本発明において、二つ以上の方向にレンズを同時に移動させる同期移動の例である。図23では、3方向の同期移動を示し、同図に示すように、レンズを、Xθ方向の移動(Xθ回転)、Y軸方向の移動(Y軸スライド)、及び、Z軸方向の移動(Z軸スライド)の3つの移動を同時に行うことにより、レンズの光学中心点を回転中心としてレンズをXθ方向に回転させることが可能である。同様に、レンズを、Yθ方向の移動(Yθ回転)、X軸方向の移動(X軸スライド)、及び、Z軸方向の移動(Z軸スライド)の3つの移動を同時に行うことにより、レンズの光学中心点を回転中心としてレンズをYθ方向に回転させることも可能である。
図24に、レンズへのカップの装着の一例を示す。図24に示すように、カップ装着部20は、カップCを保持するカップ保持部20a、及び、カップ保持部20aと連結しカップ保持部20aを移動させる移動部20bから構成されている。また、レンズLeは、レンズ保持部18に保持されている。レンズLeは、レンズ支持台21b上に配置されたレンズ支持ピン21aにより、下方から支持されている。レンズ支持ピン21aは、二つの補強リブ21cにより、補強されている。移動部20bは、光学特性測定の際には、カップ保持部20aを光学特性測定の支障がない位置に配置し、カップCをレンズLeに装着する際には、図24に示すように、カップ保持部20aをレンズLeの上方に配置する。レンズ位置移動部(図24には図示せず)は、レンズLe上方に配置されたカップ保持部20aのカップCに対し、レンズLeの光学中心点を通る面に直交する光軸(図24において、一点鎖線)が、カップCの中心軸と合うようにレンズLeの位置と向きを調整する。そして、移動部20bにより、矢印で示すように、カップ保持部20aを降下させて、カップCをレンズLeに当接してレンズLeにカップCを装着する。カップCが装着されたレンズLeは、レンズ保持部18から取り外され、レンズ加工機によって加工される。なお、本例では、カップCを降下させてレンズLeに装着したが、これとは逆に、レンズ保持部18を上昇させてカップCをレンズLeに装着させてもよい。なお、レンズ保持部18は、カップC装着時にレンズLeにかかる圧力を吸収するために、バネ等の付勢部材を用いたクッション機構を備えることが好ましい。同様に、カップ保持部20a及びレンズ支持ピン21aにも、バネ等の付勢部材を用いたクッション機構を備えることが好ましい。例えば、カップ保持部20a及びレンズ支持ピン21aの内部にストーローク吸収機構を設ければ良い。
本実施形態のプログラムは、本発明の方法を、コンピュータ上で実行可能なプログラムである。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。
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 受光部
Claims (17)
- レンズ保持部、レンズ位置移動部、操作入力部、測定制御部、測定演算部、光照射部、受光部、及び、出力部を備え、
前記レンズ保持部は、光学特性測定対象のレンズを保持し、
前記レンズ位置移動部は、前記レンズ保持部により保持された前記レンズを移動し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を測定制御部に入力し、
前記測定制御部は、入力された操作情報に基づき測定制御情報を生成し、
前記光照射部は、前記測定制御情報に基づいて光を前記レンズに照射し、
前記受光部は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光を受光して測定情報を生成し、
前記測定演算部は、前記測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成し、
前記出力部は、前記光学特性情報を出力し、
前記測定制御部は、前記レンズ位置移動部により、前記レンズ保持部に保持された前記レンズを、光学特性測定基準位置に移動させるか、又は、前記光学特性測定基準位置よりも上方若しくは下方に移動させ、かつ、前記光学特性測定基準位置に移動した前記レンズ、又は、前記上方若しくは下方に移動した前記レンズに対し前記光照射部により光を照射し、
前記受光部は、前記測定制御部が前記レンズを前記光学特性測定基準位置に移動させたときの前記光学特性測定基準位置の前記レンズ、又は、前記測定制御部が前記レンズを前記光学特性測定基準位置よりも上方若しくは下方に移動させたときの前記光学特性測定基準位置よりも上方若しくは下方の前記レンズにおいて、レンズ内マークから出射する出射光を受光し、
前記測定演算部は、前記受光部が受光した前記レンズ内マークの前記出射光からレンズ内マーク読取情報を生成し、
前記出力部は、前記レンズ内マーク読取情報を出力し、
前記レンズ内マークが、隠しマーク、アイポイント、遠用度数測定位置、フィッティングポイント、近用度数測定位置及び小玉端点からなる群から選択される少なくとも一つであり、
前記レンズ内マークが前記隠しマークであるとき、前記レンズ内マーク読取情報が、前記レンズの型番、前記レンズの品番及び前記レンズの特性からなる群から選択される少なくとも一つである、
レンズ光学特性測定装置。 - 前記光照射部及び前記受光部から構成される光学系は、両側テレセントリック光学系であり、
前記光照射部と前記レンズの間に、視標板が配置されており、
前記視標板は、明暗が変化するパターンの視標板である、
請求項1記載のレンズ光学特性測定装置。 - 前記光照射部から照射される光が、ライン光である、
請求項1又は2記載のレンズ光学特性測定装置。 - 前記レンズ保持部による前記レンズの移動に代えて、前記ライン光の前記レンズ上の照射位置を移動させる、
請求項3記載のレンズ光学特性測定装置。 - 前記レンズ位置移動部は、前記レンズ保持部に連結し、
前記レンズ位置移動部は、前記測定制御情報に基づき、前記レンズ保持部に保持されたレンズを、Z軸方向と、X軸方向、Y軸方向、Xθ方向、Yθ方向、及び、Zθ方向の少なくとも2方向と、の少なくとも3方向に移動可能であり、
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り、
Z軸方向は、鉛直方向又は光軸方向であり、かつ、X軸方向及びY軸方向が形成する面と垂直であり、
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、
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。 - 前記測定制御部は、レンズ同期移動情報を生成可能であり、
前記レンズ位置移動部は、前記レンズ同期移動情報に基づき、前記レンズ保持部に保持されたレンズを同期して少なくとも二方向に移動する、
請求項5記載のレンズ光学特性測定装置。 - 前記測定演算部において、前記測定情報に基づくレンズの光学特性情報の生成は、前記測定情報に基づき前記レンズの射出瞳面における光学特性分布情報を生成することを含む、
請求項1から6のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。 - 前記操作入力部は、レンズ内座標の設定情報を含む操作情報を入力可能であり、
前記レンズ内座標の設定情報は、LX軸方向、及び、LY軸方向からなる二次元座標の情報であり、
前記二次元座標は、前記レンズにおいて、前記レンズの光軸と垂直に交わる平面上の二次元座標であり、
前記LX軸方向は、前記レンズ内の二つのアライメントマークが重なる軸方向であり、
前記LY軸方向は、前記LX軸方向と直交する軸方向であり、
前記操作入力部により入力された操作情報に前記レンズ内座標の設定情報が含まれる場合、前記測定制御部は、前記レンズ内座標の設定情報を含む測定制御情報を生成し、
前記測定演算部は、前記レンズ内座標の設定情報に基づき、前記測定情報から二つのアライメントマーク位置情報を抽出し、前記二つのアライメントマーク位置情報から、前記レンズ内の前記LX軸方向、及び、前記LY軸方向からなるレンズ内座標情報を生成し、
前記出力部は、前記レンズ内座標情報を含む前記光学特性情報を出力する、
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。 - 前記測定演算部は、前記レンズ内座標で規定されたレンズの各位置の光学特性情報を生成し、
前記出力部は、前記レンズ各位置の光学特性情報を出力する、
請求項8記載のレンズ光学特性測定装置。 - 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前記レンズ各部の前記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前記操作情報に前記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、
請求項1から9のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。 - さらに、カップ装着部を含み、
前記カップ装着部は、カップを保持するカップ保持部、及び、前記カップ保持部と連結し前記カップ保持部を移動させる移動部を含み、
前記移動部は、光学特性測定の際には、前記カップ保持部を前記光学特性測定の支障がない位置に前記カップ保持部を配置し、前記カップを前記レンズに配置する際には、前記カップ保持部を前記レンズの上方に配置し、
前記レンズ位置移動部は、前記レンズ上方に配置された前記カップ保持部のカップに対し、前記レンズにおいて、レンズ表面(凸面)の任意点を想定し、前記任意点を通る面に直交する軸(法線)が、前記カップの中心軸と合うように前記レンズの位置と向きを調整し、
前記レンズ位置移動部及び前記カップ装着部の移動部の少なくとも一方が、前記レンズ及び前記カップの少なくとも一方を移動させることにより、前記カップに前記レンズを当接して前記レンズにカップを装着させる、
請求項1から10のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。 - レンズに光を照射する光照射工程、
前記レンズから出射する測定光を受光する受光工程、及び、
受光した前記測定光から前記レンズの光学特性を測定する測定工程を含み、
前記測定工程は、レンズ内マークの読取工程を含み、
前記レンズ内マークの読取工程は、
前記レンズを光学特性測定基準位置よりも上方又は下方に移動させ、前記上方又は下方に移動した前記レンズに対し前記光照射工程により光を照射し、
前記受光工程において、前記光学特性測定基準位置よりも上方又は下方の前記レンズにおいて、前記レンズ内マークから出射する出射光を受光し、前記受光したレンズ内マークの出射光からレンズ内マーク読取情報を生成し、
前記レンズ内マークが、隠しマーク、アイポイント、遠用度数測定位置、フィッティングポイント、近用度数測定位置及び小玉端点からなる群から選択される少なくとも一つであり、
前記レンズ内マークが前記隠しマークであるとき、前記レンズ内マーク読取情報が、前記レンズの型番、前記レンズの品番及び前記レンズの特性からなる群から選択される少なくとも一つである、
レンズ光学特性測定方法。 - 前記光照射工程及び受光工程における光学系は、両側テレセントリック光学系であり、
前記光照射工程は、視標板を介して前記レンズに光を照射し、
前記視標板は、明暗が変化するパターンの視標板である、
請求項12記載のレンズ光学特性測定方法。 - 前記光照射工程において照射される光が、ライン光である、
請求項12又は13記載のレンズ光学特性測定方法。 - 前記レンズの移動に代えて、前記ライン光の前記レンズ上の照射位置を移動させる、
請求項14記載のレンズ光学特性測定方法。 - 請求項12から15のいずれか一項に記載の方法をコンピュータ上で実行可能なプログラム。
- 請求項16記載のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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