JPH0720001A - レンズ光学性能分布自動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レンズ面内の光学性能分布の測定及びその測定
データ処理を自動的に行う。 【構成】被験レンズ１を保持枠に保持したまま、このレ
ンズの任意の多数の測定点について、その光軸とレンズ
測定ユニット２の光軸を一致させながら連続的かつ正確
に光学性能を測定するための二重のレンズ保持ユニット
５とＸＹステージの同期２軸制御駆動機構７、８を有
し、更に測定データの集計処理を行い光学性能分布を出
力する装置からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業用の利用分野】本発明は、レンズの屈折力度数
（球面度数／乱視度数／プリズム度数）等の光学性能を
測定する装置（以下、レンズ測定ユニット、または測定
ユニットと呼ぶ）と併用して、コンピュータ制御により
レンズ面内の任意の多数の点を連続的かつ自動的に測定
し得る機能を有し、かつ測定した多数のデータを処理し
て、レンズの部分的〜全面的な光学性能分布を迅速かつ
高精度で出力できる装置を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レンズの屈折力度数等の光学性能
分布を測定する場合、レンズ光学性能測定装置としてレ
ンズメータのような約２ｍｍ〜８ｍｍφ位の測定有効径
を有するレンズ屈折力度数測定装置を用いて、測定しよ
うとするレンズ面内の測定点を測定者がレンズ測定ユニ
ットの測定有効径中心位置に持っていき、更にレンズ測
定点の光軸（一般に測定ユニットの受光部側のレンズ面
の測定中心点の法線を指す）を測定ユニットの光軸に一
致させてレンズを保持しながら（または固定した後）、
測定点のデータを記録するという作業をレンズの測定し
たい点全てについて繰り返すのが一般的であった。

【０００３】更に、レンズの度数分布等の光学性能分布
図を得るためには、この測定した多量のデータを集計し
てレンズの測定点に対応した度数分布図を作成する必要
があり、以上の測定とデータ処理には長時間の作業を要
していた。また、このようにして得られた光学性能分布
も測定位置の設定やレンズの保持（または固定）を人間
が行うため、測定位置精度や測定値の信頼性に問題があ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般にレンズはその目
的に応じて種々の屈折力度数を有するものがあり、その
度数に応じて、レンズの前面と後面の曲率や中心厚は様
々である。このようなレンズの曲率や中心厚が異なる種
々の屈折力を有するレンズについて、そのレンズ面内の
任意の点を正確に測定しようとする場合、測定ユニット
の受光部側のレンズ面の測定点を測定ユニットの測定有
効径中心位置に持っていき、更にレンズの測定点を中心
とする微小領域の面が測定ユニットの光軸と常に垂直と
なる（即ち、測定点付近の微小領域の面の法線と測定ユ
ニットの光軸が常に一致する）ように保持する必要があ
り、従来はこの複雑な作業を前記のように人間が行って
いたが、本発明のレンズ保持機構はこれを人手を介さず
に保持し、正確な自動測定を行い得る手段を提供するも
のである。

【０００５】また、前記のようなレンズ面内の多数点の
測定を行う場合、一点毎に測定者がレンズを保持しなが
ら測定を繰り返し、更に測定した多量のデータを集計処
理しなければならないため、従来その測定に長時間を要
していたが、本発明の測定装置は、被験レンズを専用の
保持枠に入れてセットし、所望の測定仕様（測定範囲や
測定ピッチ等）を制御コンピュータに入力して測定開始
スイッチを押すだけで、その後の測定点の移動と測定の
制御は全て本発明の測定装置が自動的に行い、更に測定
データ処理や度数分布表示も測定者の要求に応じて自動
的に処理して表示したり、出力することを可能として、
大きな省力化を実現することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の自動測定装置は、被験レンズをレンズ保
持枠に保持したまま、測定ユニットの光軸に垂直な平面
内で、被験レンズを任意の位置に移動し得る２軸（それ
ぞれＸ軸、Ｙ軸とする）駆動機構を有するステージと、
このステージの移動方向と移動量を精密に制御し得る駆
動コントローラによりレンズ面内の任意の測定点を連続
的かつ正確に測定する同期制御駆動手段を有している。

【０００７】また、測定のレンズ保持ユニットの内側の
リング状ホルダーを二重にしてそれらをそれぞれ２点の
支持継手を同一方向に重ならないように配置した可動の
レンズ保持手段と、測定ユニットの光軸（Ｚ軸とする）
方向にダンパー機構を有する可動のレンズ保持手段を有
している。

【０００８】更に、本発明の装置は、この測定機構によ
って測定された被験レンズの光学性能測定データをコン
ピュータのデータメモリに取り込み、コンピュータのデ
ータ演算処理を行う手段と、各測定点に対応する球面度
数や乱視度数等の光学性能分布として記録またはディス
プレイ出力、プリンタ出力する手段を有している。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。被験レンズとしては、部分的に屈折力度数が
変化している累進焦点眼鏡レンズを用いた。

【００１０】図１は本発明のレンズ測定ユニットとレン
ズ保持ユニット、及びＺ軸方向ダンパー付きＺ軸ステー
ジとＸＹ２軸方向駆動ステージの構成図である。図１に
おいて、１は被験レンズ、２はレンズ測定ユニット、３
はレンズ測定ユニットの受光部、４は被験レンズの押え
治具、５はレンズ保持ユニット、６はＺ軸方向のダンパ
ー付きＺ軸ステージ、７はＸ軸方向駆動ステージ、８は
Ｙ軸方向駆動ステージである。なお、図示を省略したが
レンズ測定ユニットは受光部３に対応する光源を具備し
ている。

【００１１】また、図２は図１の中のレンズ保持ユニッ
ト５とダンパー付きＺ軸ステージ６の詳細図である。図
２において、９はＺ軸方向のダンパー、１０はレンズ保
持ユニットと一体の最も外側の固定リングホルダー、１
１はその内側の可動リングホルダー、１２は最も内側で
可動のリングホルダー、１３はリングホルダー１０とリ
ングホルダー１１を結合してリングホルダー１１を可動
とする支持継手、１４はリングホルダー１１とリングホ
ルダー１２を結合してリングホルダー１２を可動とする
支持継手である。

【００１２】上記ダンパー９はレンズ保持ユニット５を
Ｚ軸ステージ６に対し通常は上昇状態を保っているが、
一定以上の押力が働くと降下し、押力が解除されると元
の位置に復帰するようになっており、その手段は適宜選
択できる。

【００１３】本発明の測定装置では、リングホルダー１
２に載置した被験レンズ１はレンズ押え治具４で押える
と、レンズ保持ユニット５の自重とダンパー９によって
自動的に測定ユニット２の受光部３に軽く押し当てら
れ、一定のバランスを保つようになっている。

【００１４】この状態でレンズ保持ユニット５は、ユニ
ットごとＸ軸方向駆動ステージと７とＹ軸方向駆動ステ
ージ８によってＸＹ平面上の任意の方向に移動される
が、受光部３側のレンズ面が平面の場合、Ｚ軸方向のダ
ンパー９やリングホルダー１１、１２やそれらの支持継
手１３、１４はなくてもよい。しかし、種々の曲率形状
を有する一般のレンズの場合、被験レンズ１の受光部３
側のレンズ面が測定ユニット２の光軸（受光部３の光軸
と同一）に対して傾いてしまい、正確な光学性能測定が
できなくなるおそれがある。

【００１５】また、被験レンズ１をＸＹ平面上の任意の
方向に移動する際、被験レンズ１の受光部３側のレンズ
面は受光部３の光軸に対してほぼ一定の位置になるよう
に保持される必要がある。上記のＸＹ２軸駆動ステージ
と単純なリング状のホルダーだけでは被験レンズ１の受
光部３側のレンズ面の測定位置が測定ユニット２の光軸
（Ｚ軸）方向に変化してしまい、正確な光学性能測定が
できなくなるおそれがある。

【００１６】そこで本発明の装置は、レンズ保持ユニッ
ト５の内側にリングホルダー１１、１２を設け、それら
をそれぞれ２点の支持継手１３、１４を同一方向に重な
らないように配置して支持する可動レンズ保持ユニット
５を設けることによって、最も内側のホルダーで被験レ
ンズを保持しながらＸ軸方向駆動ステージ７とＹ軸方向
駆動ステージ８を用いて任意の方向に移動しても、被験
レンズ１のレンズ面内の任意の測定点を中心とする微小
領域の光学中心（光軸）が測定ユニット２の光軸と常に
一致するように被験レンズ１を保持することが可能にな
る。

【００１７】ここで、被験レンズ１のレンズ面内の測定
しようとする点が一方向（例えば被験レンズ１の幾何学
的中心線を通る方向）線上のみの場合は、前述のように
レンズ保持ユニット５の内側のリングホルダーは一重か
あるいはなくてもこの目的は達成可能であり、また、レ
ンズの曲率が小さいか、または平面の場合は測定ユニッ
ト２の光軸（Ｚ軸）方向のダンパー９の機構は必ずしも
なくてもこの目的は実用上達成可能である。

【００１８】また、本発明の説明図ではレンズ保持ユニ
ット５の側に上記の可動機構を設けたが、逆にレンズ測
定ユニット２の側にこれらの機構の一部ないし全ての機
構を持たせて、レンズ保持ユニット５をＹ軸駆動ステー
ジ８（またはＸ軸駆動ステージ７）に固定させることも
本発明装置の応用として可能であり、更にレンズ度数測
定ユニット２が小型で可動であれば、レンズ測定ユニッ
ト２とレンズ保持ユニット５の位置を入れ替えてレンズ
測定ユニット２に上記の可動機構を持たせることも本発
明の装置の応用として可能である。また、本発明の自動
測定装置は、レンズ測定ユニットとして、市販のレンズ
メータや光学性能測定ユニットとも組み合わせて使用す
ることも充分可能な構造となっている。

【００１９】以上のような機構を有する本発明の装置に
より、種々の曲面形状を有するレンズの任意の点の光学
性能を正確かつ連続的に測定することが可能になるが、
この測定点の位置と測定データは正確に一対一で対応し
ている必要がある。

【００２０】このため、本発明は、更に図３に示すよう
なステージ駆動とデータ測定の同期制御機構を有してい
る。図３において、２は屈折力測定ユニット、５はレン
ズ保持ユニット、７はＸ軸方向駆動ステージ、８はＹ軸
方向駆動ステージ、１５はＸ軸方向駆動ステージ７とＹ
軸方向駆動ステージ８のステージ駆動コントローラ、１
６はコンピュータ本体、１７はＣＲＴディスプレイ、１
８はプリンタ、１９はプロッタである。点線で囲まれた
部分は駆動する装置を示している。

【００２１】なお、これらＸ軸方向駆動ステージ７およ
びＹ軸方向駆動ステージ８の駆動は、例えばパルスモー
タの選択により正確に行うことができる。

【００２２】ステージ駆動コントローラ１５はコンピュ
ータ１６に入力された測定仕様に従って、Ｘ軸方向駆動
ステージ７とＹ軸方向駆動ステージ８を同期制御しなが
らステージ上のレンズ保持ユニット５を駆動し、コンピ
ュータ１６は測定点毎にＸ軸、Ｙ軸の位置データと同期
させながらレンズ測定ユニット２から光学性能測定デー
タをコンピュータ１６内のデータメモリ装置に取り込ん
でいく機能を有している。

【００２３】更に、本発明はこの測定された被験レンズ
の屈折力データをコンピュータ１６のデータ演算処理装
置により各測定点に対応する光学性能を球面度数や乱視
度数等の性能分布としてディスプレイ１７に表示した
り、プリンタ１８やプロッタ１９に出力することが可能
である。

【００２４】図４に本発明装置で測定した被験レンズの
測定例として、乱視度（Ｃ度）数の分布の表示例を示
す。これは、測定有効径５０ｍｍφ、測定ピッチ２ｍ
ｍ、表示度数ピッチ０. ５０ｄｐ（ディオプター）とし
たときのものである。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、レンズ面内の多数点の光
学性能測定を行う場合、一点毎に測定者がレンズを保持
（または固定）しながら測定を繰り返し、更に、測定し
た多量のデータを集計処理するという従来では長時間を
要していた煩雑かつ非効率的な作業が、本発明の装置に
よれば、測定者が被験レンズを専用の保持枠に入れて本
装置にセットし、所望の測定仕様を制御コンピュータに
入力して測定開始スイッチを押すだけで、その後の測定
点の移動と測定の制御が自動的に行われ、更に、測定デ
ータ処理や光学性能分布表示まで全て自動化してしまう
という、迅速かつ正確な測定を可能とする効果があり、
大幅な省力化も可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るかかわる自動測定装置の
斜視図。

【図２】図１の被験レンズを保持する支持継手付きのレ
ンズ保持ユニットとＺ軸方向のダンパー付きステージの
拡大斜視図。

【図３】本発明装置全体の各機構とその制御関係を示す
模式図。

【図４】本発明装置によるサンプルレンズ測定結果の表
示例を示すコンピュータとディスプレイの正面図。

【符号の説明】

１：被験レンズ ２：レンズ測定ユニット ３：レンズ測定ユニットの受光部 ４：押え治具 ５：レンズ保持ユニット ６：Ｚ軸ステージ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被験レンズ面内の任意の多数点の光学性能
   を受光部により連続的に測定する測定ユニットと、該測
   定ユニットに対し前記被験レンズを支持するためのレン
   ズ保持ユニットとを有し、測定ユニットの測定光軸と被
   験レンズ面内の任意の測定点の光軸を一致させ、かつ測
   定点のレンズ面の位置が受光部に対し常に一定位置とな
   るように被験レンズまたは測定ユニットを自動的に動作
   させるための機構を装備せしめたことを特徴とするレン
   ズ光学性能分布自動測定装置。
2. 【請求項２】被験レンズ面内の任意の多数点の光学性能
   を連続的に測定する際に、被験レンズまたは測定ユニッ
   トの動作と同期させて測定する自動制御機構と、測定し
   た多数点のデータを取り込んでレンズ面内の光学性能分
   布として表示する演算処理機構を有することを特徴とす
   る請求項１のレンズ光学性能分布自動測定装置。