JPH0365488B2

JPH0365488B2 -

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Publication number: JPH0365488B2
Application number: JP57136369A
Authority: JP
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1991-10-14
Also published as: JPS5927237A; US4641961A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、光学系の球面度数、乱視度数、乱視
軸方向、プリズム度数、プリズム基底方向を測定
する装置、特に主として眼鏡レンズの屈折特性を
自動的に測定するためのいわゆる自動レンズメー
タに関する。

自動レンズメーターに関しては従来、種々の方
法が提案されている。これらの中で、近年一般的
に提案されている方法は、被検レンズに平行光を
入射させ、被検レンズを通過してその屈折特性に
よつて曲げられたビームの偏りを光電的に検出
し、この偏りから被検レンズの屈折特性を算出し
ようとするものである。そして、ビームの偏りの
検出とその処理の方法に種々の工夫がなされてお
り、次のような公知例が存在する。

特開昭52−449号公報特開昭54−14757号公報特開昭56−86327号公報特開昭56−168140号公報特開昭57−29923号公報以下、これら従来技術の問題点を指摘する。

公報では、投光ビームと１次元位置感知性検
出器とを同期して回転させなければならず、また
被検レンズにプリズムがある場合にはこれを補償
する機械的な装置が必要であるため、複雑な構成
となり製造も容易ではない。

公報では、測定に使用される投光ビームの数
が少ないので、ビームの偏りの検出には非常な高
精度を必要とするため、製造及び調整が難しく、
そうでなければ測定精度を高く維持することがで
きない。

公報では、電気部材である直線状ホトダイオ
ードアレイを回転させる必要があり、製作上の問
題がある。また、被検レンズにプリズムがある場
合は計算が複雑になり、プロセツサの処理時間が
長くなり迅速な測定には不利である。

公報では、被検レンズに乱視がある場合は、
ダイオード列を回転させて乱視軸を補正する機械
的な装置が必要であり、さらに被検レンズにプリ
ズムがある場合には、これを補償する機械的な装
置も必要であり、より完全な測定装置とするため
には構成の複雑化が避けられない。

公報では、充分な分解力を有する２次元セン
サーを得ることが難しく製作上の問題がある。ま
た、２次元センサーからの出力信号を用いて結果
を算出するには複雑な計算が必要であり、演算装
置の複雑化並びに処理時間が長くなつて好ましく
ない。

本発明は、これらの問題点を解決し、単純な構
成で、特に高精度で複雑な構成を必要とせず、短
時間で測定結果の得られる光学系の検査装置を提
供する事を目的とする。

本発明による検査装置は、被検光学系へ光束を
供給するとともに測定用基準光軸を設定する光束
供給手段と、該基準光軸外の直線状部分で光束を
選択的に制限する遮光部材と、前記被検光学系及
び前記遮光部材を通過した光束を受光する受光部
材と、前記被検光学系を通過する光束に対して前
記遮光部材と前記受光部材とを前記基準光軸を回
転中心として相対的に回転させる回転手段とを設
け、互いに前記基準光軸をはさんで被検光学系の
光軸外を通過する一対の平行な直線状部分に対応
する前記受光部材上での各光位置を検出し、該各
光位置の差にもとづいて屈折力度数を求め、各光
位置の平均位置に基づいてプリズム度数を求める
ものである。

まず、本発明の原理を第１図にしたがつて説明
する。光源１より発した光はコリメーターレンズ
２によつて平行光束となり、被検レンズＬに入射
し、その屈折特性に応じて屈折される。被検レン
ズの近傍には、光軸１０に対して対称かつ互に平
行（ｘ方向）な２本のスリツト状開口部３ａ，３
ｂを光軸外に有するマスク３が配置されており、
マスク３から光軸上所定の距離だけ離れて、光軸
に垂直かつほぼ対称にして前記スリツト３ａ，３
ｂに垂直（ｙ方向）に１次元検出アレイ（以下単
にフオトアレイと称す）４が配置されている。マ
スク３を通つた光はフオトアレイ４に到達し、２
本のスリツトに対応して２本の縞３a′，３b′を形
成する。フオトアレイ４と縞３a′，３b′との位置
関係は、被検レンズに乱視とプリズムがない場合
には第２図Ａのようになる。この場合フオトアレ
イと光軸との交点を座標原点にとり、フオトアレ
イ４の方向をｙ軸にとり、２本の縞３a′，３b′が
フオトアレイを切る点の位置を夫々y₁，y₂とする
と、この場合はy₁＝−y₂となり、縞の間隔y₁−y₂
が被検レンズのｙ方向での球面度数に対応する。
また乱視がなく、プリズムがある場合は例えば第
２図Ｂのようになり、２本の縞３a′，３b′の中心
の原点からのずれＰがプリズム度数に対応し、ず
れのｙ軸成分（y₁＋y₂）／２がプリズム度数のｙ
軸方向の成分に対応する。さらに、乱視とプリズ
ム両方があり、乱視軸もｙ軸（測定経線方向）と
一致しないような一般的な場合は第２図Ｃのよう
になる。２本の縞３a′，３b′の間隔y₁−y₂はレン
ズ度数のｙ軸方向の成分に対応し、縞の中心位置
（y₁＋y₂）／２はプリズム度数のｙ軸方向の成分
に対応する。そこで、マスク３とフオトアレイ４
とを一体として光軸を中心に、被検レンズに対し
て相対的に回転させれば、各経線方向のレンズ度
数とプリズム度数を測定する事ができる。そし
て、レンズ度数が最大と最小のとき、２本の主経
線方向のレンズ度数が得られ、このときの回転角
位置より乱視軸方向が得られる。また、プリズム
度数が最大のときの値が、被検レンズのプリズム
度数となり、このときの回転角位置よりプリズム
基底方向が得られる。

第３図は以上の原理に基づいた第１実施例の概
略構成図である。マスク３とフオトアレイ４とは
一体的に、ステツピングモータ５の回転軸に取付
けられ、光軸１０を中心として回転可能である。
ステツピングモータ５はモータ駆動回路１１によ
り駆動され、フオトアレイ４上での２本の縞の位
置が光検出回路１２により検出される。光検出回
路１２及びモータ駆動回路１１はインターフエイ
ス回路１３を介してマイクロプロセツサ１４に接
続されている。マイクロプロセツサ１４ではマス
ク３とフオトアレイ４との各回転位置ごとに前述
のごとく、y₁−y₂よりレンズ度数を、また（y₁＋
y₂）／２よりプリズム度数を検出し、マスク３と
フオトアレイ４との少なくとも180゜にわたる回転
範囲において、y₁−y₂の最大値及び最小値を求め
これらに対応するマスク及びフオトアレイの回転
角度位置により乱視度数と乱視軸を求める。ま
た、プリズム度数の最大値とこれに対応するマス
ク及びフオトアレイの回転角度位置によりプリズ
ム度数とプリズム方向を求める。そして、これら
の値はそれぞれ所望の表示型式で表示装置１５に
より表示される。

本発明による第２実施例は第４図の概略構成図
に示したごとく、マスク３とフオトアレイ４との
間に投影レンズ６が配置され、フオトアレイ４の
位置は投影レンズ６の後側焦点位置にほぼ合致し
ている。第４図中第３図と同一の符号は第１実施
例と同等の部材を表わし、信号処理系は第１実施
例とほぼ同一であるので省略した。この構成にお
いては、被検レンズＬが測定光路中にない場合又
は被検レンズＬに全く屈折力がない場合、コリメ
ーターレンズ２を射出する平行光束が、マスク３
投影レンズ６を通りフオトアレイ４の中心即ち光
軸１０上に集光される。従つて、この場合マスク
３上の２つのスリツト３ａ，３ｂを通過する光線
は図中点線で示したごとく全てフオトアレイ４の
中心に達し、２本の縞は形成されない。図示のご
とく正屈折力の被検レンズＬが光路中のマスク３
に隣接して設けられると、実線で示したごとくマ
スク３の２つのスリツト３ａ，３ｂに対応して２
本の縞３a′，３b′がフオトアレイ４上に形成され
る。被検レンズＬが負屈折力である場合は２本の
縞３a′，３b′の位置は図中で上下逆転する。従つ
て、このような投影レンズ６を設けることによ
り、被検レンズＬの屈折力が零の時を基準とし
て、フオトアレイ４上での２つの縞の相対的の間
隔が被検レンズの屈折力の絶対値に対応すること
となり、測定が簡単かつ正確となり製造、調整も
容易になる。

第５図は本発明による第３実施例の光学系を示
す概略断面図である。本実施例では、被検レンズ
Ｌの後方にリレーレンズ７が設けられ、このリレ
ーレンズ７に関して被検レンズＬとほぼ共役な位
置に２つのスリツト３ａ，３ｂを有するマスク３
が設けられている。リレーレンズ７とマスク３と
の間には光束回転手段としてのイメージローテー
ター８が配置されている。マスク３の後方には第
１正レンズ６ａがマスク３に隣接して設けられ、
またやや離れて第２正レンズ６ｂが設けられてい
る。第１正レンズ６ａと第２正レンズ６ｂとは両
者の合成系によつて上記の投影レンズ６としての
作用を有する。第１正レンズ６ａの前側焦点はリ
レーレンズ７の後側焦点に合致するように配置さ
れ、第２正レンズ６ｂの後側焦点位置にフオトア
レイ４が配置されている。従つて、被検レンズＬ
が測定光路中にない場合、又は被検レンズＬの屈
折力が零である場合には、リレーレンズ７を通る
光線は第５図中に点線で示したごとく、イメージ
ローテーター８、マスク３、第１正レンズ６ａを
通過した後光軸１０に平行となり、第２正レンズ
６ｂの後側焦点、すなわちフオトアレイ４の中心
に集光される。この時フオトアレイ４からの出力
信号においてy₁−y₂＝０となる。被検レンズＬが
正屈折力の場合は図中実線で示したごとく、マス
ク３の２つのスリツト３ａ，３ｂを通る光線はそ
れぞれフオトアレイ４上に達し、光の縞３a′，３
b′を形成する。被検レンズＬが負屈折力の場合に
は２つの光の縞３a′，３b′の位置が逆転する。

このように本実施例においても、第４図に示し
た第２実施例と同様に被検レンズの光学特性を測
定することができる。信号処理系は第３図とほぼ
同様で可能である。本実施例は前記の実施例にお
いて、ステツピングモータによりマスク３とフオ
トアレイ４とを一体で回転させる代りに、イメー
ジローテーター８を回転さる事で同じ効果を得る
ものである。これは前記の実施例でマスク３と電
気部品であるフオトアレイ４とを一体的に回転さ
せるのに対し、イメージローテータ８のみが回転
し、他は固定であるため簡単かつ小型に構成で
き、製作上もずつと容易である。また、本実施例
ではイメージローテータ８の後方にマスクを配置
しなければならず、マスクを被検レンズ近傍に配
置することができないので、リレーレンズ７によ
つてマスク３の像を被検レンズＬの頂点位置近傍
に形成し、同じ効果を得ている。従つて、マスク
３を被検レンズＬの近傍に配置しなくてよいの
で、被検レンズ周辺の機械設計上の自由度が増す
とともに、測定者によつてマスクが傷つけられた
り、汚されたりする危険がないという利点も生ず
る。イメージローテーター８は被検レンズＬとリ
レーレンズ７との間、又はリレーレンズ７とマス
ク３との間のどちらに置いても作用は同じである
が、測定光束はリレーレンズ７とマスク３との間
で、一度光軸近くに集まるので、この付近に置く
方が小さくできて好都合である。イメージローテ
ーターとしては公知の種々のものを用いることが
できるが、第６図Ａ及びＢに示したごとき２つの
プリズム８ａ，８ｂからなるものを用いることが
望ましい。第６図Ａのイメージローテーターは正
立プリズムとしてよく用いられるいわゆるペチヤ
ンプリズムからダハ面を除いたものであり、小型
に構成することができる。また第６図Ｂのイメー
ジローテーターはアツベ型といわれるものでペチ
ヤン型より大きくなるが、２個のプリズム８ｃ，
８ｄを貼り合わせることができるため、ペチヤン
型より製作上容易になる。

また、第１正レンズ６ａをマスク３の近傍に配
置する代りに、マスク３と第１正レンズ６ａとを
一体化することもできる。すなわちマスク３に正
の屈折力を持たせるのである。マスクの構成とし
ては金属板にスリツト孔をあけてもよいが、硝子
板にスリツトパターンを蒸着させるのが普通であ
ろう。この場合、蒸着しない方の面を凸面に形成
し正の屈折力を与えることによつて、実質的に第
１正レンズの機能を持たせることができる。さら
に、マスク３とフオトアレイ４との間に第１正レ
ンズ６ａと第２正レンズ６ｂとを分離した上記の
構成においては、リレーレンズ７と第１正レンズ
６ａとの合成系がアフオーカル系を形成するため
製造・調整が容易となるが、第１、第２正レンズ
６ａ，６ｂを１つの正レンズで置き換えることも
可能である。この場合にも、リレーレンズ７の後
側焦点がフオトアレイ４の中心（光軸との交点）
と共役になる構成とすれば、被検レンズが測定光
路中にない場合又は被検レンズの屈折力が零であ
る基準状態において、フオトアレイ４の出力信号
のうちy₁−y₂を零とすることができる。上記の共
役関係、並びにリレーレンズ７に関するマスク３
と被検レンズＬの頂点との共役関係は必ずしも厳
密に維持される必要はないが、最も望ましい構成
である。

第５図に示した第３実施例ではさらに、プリズ
ム度数の測定範囲を拡大するために、コリメータ
ーレンズ２と被検レンズＬとの間にロータリープ
リズム９が設置されている。ロータリープリズム
というのは二個の楔プリズムよりなり、互に逆回
転させる事によつてプリズム度数を連続的に変え
る事ができ、全体を回転させる事によりプリズム
基底方向を変える事ができる光学部材である。こ
の場合は、測定者が手動で操作してもよく、ま
た、サーボ機構を付加して自動的に動作させる事
も可能である。

乱視軸とフオトアレイの方向が一致しない場合
には第２図Ｃに例示したように縞３a′，３b′とフ
オトアレイは斜めに交わる。そこで、第７図の平
面図のように互に平行な２本のフオトアレイ４
ａ，４ｂを配置すれば、測定経線方向が被検レン
ズの乱視軸の一方に合致した時、フオトアレイ４
ａ，４ｂに対して縞が垂直に交わるから、縞３
a′，３b′との交点の座標が２本のフオトアレイで
等しいことを検出することにより乱視軸を測定す
ることができる。この構成によればレンズ度数の
極値の検出と合わせてより高い精度で乱視軸を測
定することができる。また、第８図Ａの斜視図に
示したようにビームスプリツター４０を使用して
２本以上のフオトアレイ４１，４２を実際上継目
なく縦に連結する事ができ、測定範囲の拡大また
は測定精度の向上を行なうことが可能である。す
なわちビームスプリツターで分岐される２つの光
路上にそれぞれフオトアレイ４１，４２を互いの
位置をずらせて配置すれば、第８図Ｂの平面図に
示したごとく実質的により長い一本のフオトアレ
イとして機能させることができる。

第９図に示した第４実施例は、リレーレンズと
イメージローテータとの他の組合せを有するもの
であり、図示では前述の実施例と同一機能の部材
を同一符号で示した。この実施例では半透過プリ
ズム８ａと直角プリズム８ｂとがイメージローテ
ータを構成する。リレーレンズ７を通過した光線
はビームスプリツタとしての半透過プリズム８ａ
を透過し、直角三角形プリズム８ｂで再び半透過
プリズム８ａの方へ反射される。そして、半透過
プリズム８ａで反射され、マスク３を通つてフオ
トアレイ４に達する。本実施例でもリレーレンズ
７に関して被検レンズＬの頂点近傍とマスク３と
が共役である。ここで直角三角形プリズム８ｂを
光軸１０を回転中心として図示なきモーターによ
り回転させることによつて、被検レンズＬを通過
する光束をマスク３とフオトアレイ４とに対して
相対的に回転させることができ、前記の実施例と
同様に被検レンズＬのあらゆる経線方向での測定
を行なうことができる。

上記のような各構成においては被検レンズが多
少偏心して配置されても、スリツト状開口部に対
応する光の縞がフオトアレイ上にあれば、被検レ
ンズの光学諸特性を測定することができる。しか
し、被検レンズの偏心量が大きくなると、第１０
図のごとく、被検レンズＬは光軸上でプリズム作
用を持たなくともその軸外ではプリズム作用を持
つため、スリツト状開口部３ａ，３ｂに対応する
光の縞３a′，３b′がフオトアレイ４から離れてし
まい測定することができなくなる。また、測定中
フオトアレイ４に対応した被検レンズの各経線方
向は必らずしも光軸１０を含んでいないので、プ
リズム度数に乱視度数によるプリズム作用が加わ
ることがあり、被検レンズに強度の乱視がある場
合には被検プリズム度数とプリズム基底方向の測
定に誤差を生じ易い。こられの問題を避けるため
に、本発明においてはさらに、スリツト状開口を
有するマスクとフオトアレイとの間にスリツト状
開口の長手方向に屈折力を持つ円柱レンズを配置
し、スリツト状開口部の長手方向と光軸とに平行
な面内でマスクとフオトアレイとが共役になるよ
うに構成した。第１１図はこの状態の原理を示す
斜視図であり、円柱レンズ２０が挿入されまた被
検レンズＬが偏心して配置されている他は第１図
と全く同じ構成である。マスク３上のスリツト状
開口部３ａ，３ｂの長手方向がｘ軸に平行である
とすると、フオトアレイの長手方向はｙ軸に平行
であり、これらの間に円柱レンズ２０が設けられ
ている。円柱レンズは光軸１０とｘ軸とを含む面
内で正の屈折力を有し、この面に平行な面内でマ
スク３とフオトアレイ４とが円柱レンズ２０に関
して共役である。従つて、スリツト状開口部３
ａ，３ｂを通る光線は全てフオトアレイ４を中心
としてｘ軸方向で所定の範囲内に集光され、もは
や光の縞３a′，３b′がフオトアレイから離れるこ
とはない。この場合のフオトアレイ４上での縞３
a′，３b′の状態は第１２図Ａ、第１２図Ｂ又は第
１２図Ｃのごとき状態のいずれかであり、被検レ
ンズにプリズム度数が加わつていたとしても前述
した第２図Ｂ、第２図Ｃのように縞が片寄ること
はない。すなわち第１２図Ａは被検レンズに乱視
とプリズムがない場合、第１２図Ｂはプリズムが
ある場合、第１２図Ｃは乱視とプリズムとがあり
乱視軸がｙ軸（測定経線方向）と一致しない一般
的な場合である。そして、２本の縞のフオトアレ
イ上での位置y₁，y₂を検出し、y₁−y₂よりレンズ
度数を、また（y₁＋y₂）／２よりプリズム度数を
測定することができる。その最大値が被検レンズ
のプリズム度数であり、その回転角度位置がプリ
ズム基底方向となる。この場合、フオトアレイ４
に対応する経線方向は常に光軸１０を含んでいる
ので、乱視度数によるプリズム作用は加わらず、
純粋にプリズム度数を測定することができる。被
検レンズの各経線方向での測定のためには、マス
ク３、円柱レンズ２０及びフオトアレイ４を一体
的に光軸１０のまわりに回転させればよい。

このような円柱レンズを用いて被検レンズの偏
心位置でも測定し得る第５実施例の構成を第１３
図Ａ及びＢに示す。本実施例は前述した第３実施
例（第５図）に円柱レンズを加えた構成である。
第１３Ａはスリツト状開口部３ａ，３ｂの長手方
向に垂直すなわちフオトアレイ４に平行な面内で
の光路図であり、第１３図Ｂはスリツト状開口部
３ａ，３ｂの長手方向に平行すなわちフオトアレ
イ４に垂直な面内での部分光路図である。円柱レ
ンズ２０は第１正レンズ６ａと第２正レンズ６ｂ
との間に配置され、スリツト状開口部３ａ，３ｂ
の長手方向にのみ正屈折力を有している。従つ
て、円柱レンズ２０は第１３図Ａでは平行平面ガ
ラスとして機能し、第１３図Ｂで正レンズとして
機能している。図中、被検レンズがない場合の光
線を実線で、正屈折力の被検レンズ（点線で図
示）が測定される際の光線を点線でそれぞれ示し
た。尚、マスク３までの光路は回転対称であつ
て、第１３図Ｂでは第１３図Ａと等価であるため
一部省略した。第１３図Ｂに示したごとくスリツ
ト状開口部３ａの両端Ｐ，Ｑは常にフオトアレイ
４に関して対称な位置P′，Q′と共役であり、この
図の面内ではスリツト状開口の像がフオトアレイ
上で常に一定位置にあることが判る。本実施例で
もイメージローテーター８を図示なき駆動手段に
よつて光軸１０を中心として回転させれば、被検
レンズの全ての経線方向での測定がなされる。信
号処理系としては第３図に示したのと同様の構成
を用いればよい。円柱レンズ２０と第２正レンズ
６ｂとを一体化し、１個のトーリツクレンズで構
成することも可能である。

上記の各実施例ではいずれもマスク３に２つの
スリツト状開口部を設けたが、２つに限る必要は
なく３つ以上であつてもよい。フオトアレイ４と
して例えば１次元CCDアレイを用いれば、複数
の光位置を検出することができるからである。た
だし、スリツト状開口部があまり多いとフオトア
レイ上での縞との対応を判別することが難しくな
る。スリツト状開口部を３つ設ける場合、例えば
第１４図の平面図に示すごとく、マスク３の中心
（光軸位置）外の一方に２本のスリツト３a₁，３
a₂を隣接して設け他方にこれらと平行に第３のス
リツト３ｂを設ければ、フオトアレイ上で隣接す
る２本の縞ともう１本の縞とが形成される。この
ようにマスク上の一方のスリツトを隣接する２本
のスリツトとすることにより前述した２つのスリ
ツト状開口部３ａ，３ｂの識別を可能にすること
ができる。従つて、既に述べた通り、マスクとフ
オトアレイとの間の投影レンズの作用により被検
レンズの屈折力が正か負かによつてフオトアレイ
上での２本の縞３a′，３b′の位置が逆転する場合
に、正か負かの判別を容易にすることができる。

また、スリツト状開口部を１つのみ設けた構成
によつても被検レンズの光学的諸特性を測定する
ことができる。この場合の原理を第１５図の斜視
図に、またフオトアレイ上での縞の状態を第１６
図Ａ〜Ｃに示した。第１５図の状態は第１図にお
いて一方のスリツト状開口部３ｂを除いた状態に
等しい。この様な構成においては、ある経線方向
の測定のためにマスク３を回転させ、マスク３が
180゜回転する始めと終りのそれぞれの時の縞３
a′の位置を検出することが必要である。第１６図
Ａは被検レンズが球面レンズである場合の例、Ｂ
はプリズム度数を持つ場合の例、Ｃは乱視レンズ
であつて乱視軸が測定経線方向に一致していない
場合の例であり、マスクが180゜回転する始めの時
の縞３a′を実線で、終りの時の縞３a″を点線でそ
れぞれ示した。第１６図Ａ〜Ｃに示した状態は前
述した第２図Ａ〜Ｃの状態と実質的に同一であ
り、同様にy₁−y₂よりレンズ度数を、（y₁＋
y₂）／２よりプリズム度数を検出することができ
る。このようなスリツト状開口部が１つのみであ
る場合にも前述した各実施例のごとく、投影レン
ズやリレーレンズ、イメージローテーターを用い
同様に構成することができる。また前述したよう
にマスクとフオトアレイとの間に円柱レンズを配
置することも同様に有効である。

尚、スリツト状開口部を１つだけ設ける場合に
は、受光部材として１次元CCDアレイ等のフオ
トアレイの代りにポジシヨンセンサーといわれる
１次元位置検出素子を用いることができる。ポジ
シヨンセンサーは大きさを持つた光スポツトが当
るとその荷重平均位置を出力し、同時には受光面
上での１点のみしか検出することができないが、
ほぼ瞬時に読出し可能でありCCDアレイのよう
な読出しのタイムラグがなく、連読的な読出しも
可能である。但し、スリツト状開口部を２つ設け
る場合には被検レンズを通る光束に対してマスク
と受光部材とを180゜回転させれば全ての測定を完
了することができるが、スリツト状開口部が１つ
だけの場合には少なくとも360゜の回転が必要であ
る。また、この場合前述したようにある経線方向
での測定のためにも180゜回転させてその前後の２
つの信号が対となつて初めて測定されるため、測
定中に被検レンズが動けば測定誤差を生じ易い。
スリツト状開口部が光軸をはさんで複数ある場合
にはこのような問題が生ずることはない。

さて、上記の構成においては、点光源とコリメ
ーターレンズとも用いて被検レンズへ平行光束を
投射したが、これに限られるものではない。平行
光束は最も簡単であるが、むしろ平行状態をはず
すことによつて測定レンジを拡大することができ
る。例えば第１７図に示したごとく、コリメータ
ーレンズ２の前側焦点Ｆ上に第１の発光ダイオー
ド１ａを、その前後に第２、第３の発光ダイオー
ド１ｂ，１ｃを設け、必要に応じて選択的に用い
ることができる。第１発光ダイオード１ａによれ
ば点線で示したごとく被検レンズＬへ平行光束を
供給できるが、第２発光ダイオード１ｂを発光さ
せれば実線で示したごとく被検レンズＬへ収斂光
束が供給され、被検レンズＬが強い負屈折力を持
つ場合の測定に有利である。第３発光ダイオード
１ｃを用いれば被検レンズへ発散光束が供給され
被検レンズが強度の正レンズである場合に有利で
ある。このような測定レンジの拡大は、マスクと
受光部材との間に正又は負のレンズを選択的に挿
入しても達成することがでできる。また、被検レ
ンズをコリメーターレンズの後側焦点位置に配置
すれば、光源の位置と被検レンズに入射する光束
のデイオプターとの関係がリニアーになり好都合
であることはいうまでもない。

尚、上記の説明では全てマスクにスリツト状の
開口部を設ける構成としたが、逆にスリツト状部
分を遮光部とし他の部分を透過させる構成とする
こともできる。この場合に受光部材は光の明線で
はなく暗線の位置を検出すれば、同様の測定が可
能である。本発明においては、被検レンズ上で光
軸外の直線部分を通る光線束に対応する情報を得
ることのみが必要であり、この直線部分と他の部
分との光電的判別さえできればその手段は問わな
い。光の偏光による分離や波長域の選択的透過で
も可能である。また光源としては、発光ダイオー
ドに限らず、半導体レーザーでもよいし、タング
ステンランプ等の一般的電球からの光束を集光レ
ンズによりピンホール上に投影しこのピンホール
を実質的光源として用いることも可能である。

以上のように、本発明によれば測定光軸を挾む
２本の直線状光束の位置から、被検レンズの球面
度数、乱視である場合の円柱度数と乱視軸方向、
及びプリズム作用がある場合のプリズム度数とそ
の基底方向を含め全ての屈折特性を検出すること
ができ、比較的簡単な構成で高精度に測定するこ
とができる。しかも受光素子は一次元素子で十分
であり、一次元素子上での光位置の精報から全て
の測定がなされるため信号処理系の構成も簡単で
あり演算時間も極めて短時間であり迅速な測定を
行なうことができる。

尚、上記の説明ではレンズの測定装置を中心に
述べたが、これに限らず本発明は眼の屈折特性の
測定や角膜等の曲面の曲率半径の測定にも応用す
ることができ、いずれの場合にもマイクロコンピ
ユーターとの組合せにより全ての測定を自動化す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を説明する図、第２図は
フオトアレイと縞との位置関係を示す平面図で第
２図Ａは被検レンズに乱視とプリズムがない場
合、第２図Ｂは乱視がなくプリズムがある場合、
第２図Ｃは乱視とプリズムがある場合、第３図は
本発明の第１実施例の概略構成図、第４図は本発
明の第２実施例の概略構成図、第５図は本発明の
第３実施例の光学系の概略断面図、第６図はイメ
ージローテーターの例で第６図Ａはペチヤンプリ
ズムからダハ面を除いたもの、第６図Ｂはアツベ
型である。第７図は乱視軸とフオトアレイの方向
が一致しない場合２本のフオトアレイと縞との位
置関係を示す平面図、第８図Ａはフオトアレイを
実際上継目なくたてに連結した斜視図、第８図Ｂ
は平面図である。第９図は本発明の第４実施例、
第１０図は被検レンズの偏心量が大きい場合の説
明図、第１１図はマスクとフオトアレイの間に円
柱レンズを配置した第１０図の問題を解決した原
理図、第１２図は第１１図でのフオトアレイ上で
の縞の状態で第１２図Ａは被検レンズに乱視とプ
リズムがない場合、第１２図Ｂはプリズムがある
場合、第１２図Ｃは乱視とプリズムがあり、乱視
軸がｙ軸と一致しない場合を示す。第１３図は本
発明の第５実施例で、第１３図Ａはフオトアレイ
に平行な面内での光路図、第１３図Ｂはフオトア
レイに垂直な面内での部分光略図である。第１４
図はマスクに３つのスリツト状開口部を設けた平
面図、第１５図はマスクにスリツト状開口を１つ
設けた構成による被検レンズの光学的諸特性の測
定原理を示す斜視図、第１６Ａ〜第１６図Ｃは第
１５図におけるフオトアレイ上の縞の状態を示
し、第１６図Ａは被検レンズが球面レンズである
場合の例、第１６図Ｂはプリズム度数をもつ場合
の例、第１６図Ｃは乱視レンズであつて乱視軸が
測定経線方向に一致していない場合の例を示す。
第１７図は被検レンズへの光束を平行状態としな
い例（発光ダイオードを光源とした例）を示す。〔主要部分の符号の説明〕、１……光源、Ｌ…
…被検レンズ、２……コリメータレンズ、３……
マスク、３ａ，３ｂ……スリツト状開口部、４…
…フオトアレイ、１０……光軸、５……ステツピ
ングモータ、８……イメージローテータ（光束回
転手段）、２０……円柱レンズ。

Claims

【特許請求の範囲】

１被検光学系へ光束を供給すると共に測定用基
準光軸を設定する光束供給手段と、該基準光軸外
の直線状部分で光束を選択的に制限する遮光部材
と、前記被検光学系及び前記遮光部材を通過した
光束を受光する受光部材と、前記被検光学系を通
過する光束に対して前記遮光部材と前記受光部材
とを前記基準光軸を回転中心として相対的に回転
させる回転手段とを設け、互いに前記基準光軸を
挟んで被検光学系の光軸外を通過する一対の平行
な直線状部分に対応する前記受光部材上での各光
位置を検出し、該各光位置の差に基づいて屈折力
度数を求め、各光位置の平均位置に基づいてプリ
ズム度数を求めることを特徴とする光学系の検査
装置。