JPS59164937A - 屈折度測定装置 - Google Patents
屈折度測定装置Info
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- JPS59164937A JPS59164937A JP3980483A JP3980483A JPS59164937A JP S59164937 A JPS59164937 A JP S59164937A JP 3980483 A JP3980483 A JP 3980483A JP 3980483 A JP3980483 A JP 3980483A JP S59164937 A JPS59164937 A JP S59164937A
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
- G01M11/0257—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by analyzing the image formed by the object to be tested
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/005—Testing of reflective surfaces, e.g. mirrors
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- G—PHYSICS
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- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0228—Testing optical properties by measuring refractive power
- G01M11/0235—Testing optical properties by measuring refractive power by measuring multiple properties of lenses, automatic lens meters
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は屈折度測定装置に関し、特に可動部を持たず自
動的に屈折度測定が可能な装置に関する。
動的に屈折度測定が可能な装置に関する。
従来、レンズメータはその殆んどが屈折反測定を手動で
行な、うもので、測定に時間がかがシ又煩雑性がある。
行な、うもので、測定に時間がかがシ又煩雑性がある。
一方、測定を自動的に行なう自動レンズメータが特開昭
５４−１４７５７、同５４−１４７５８に知られている
が、これには可動部があって装置の複雑化、耐久性とい
った問題点がある。
５４−１４７５７、同５４−１４７５８に知られている
が、これには可動部があって装置の複雑化、耐久性とい
った問題点がある。
本件出願人は上記問題点を解決すべく、特μ（昭５７−
１７５８４７にて改良された発明を既に提案しているが
、本発明は更に被検光学要素をスポット状に照明して測
定精度を高め、また位置検出素子として複数分割素子を
用い、測定を自動的に且つ可動部なく行なう新規な屈折
度測定装置を提供することを目的とする。複数分割素子
は光束の重心位置を検出するため、デフォーカスされて
も精度良く光束中心を検出できる。
１７５８４７にて改良された発明を既に提案しているが
、本発明は更に被検光学要素をスポット状に照明して測
定精度を高め、また位置検出素子として複数分割素子を
用い、測定を自動的に且つ可動部なく行なう新規な屈折
度測定装置を提供することを目的とする。複数分割素子
は光束の重心位置を検出するため、デフォーカスされて
も精度良く光束中心を検出できる。
以下、本発明の実施例を示すが、それに先立ち第１図に
よって本発明の詳細な説明を行なう。
よって本発明の詳細な説明を行なう。
第１図において、ＩＡ、ＩＢ、ＩＣＣ５０箇（７） Ｌ
ＢＤ’ｐｉ（１）光源であシ、これらを順次点灯する。
ＢＤ’ｐｉ（１）光源であシ、これらを順次点灯する。
絞シ板２には光源ＩＡ、ＩＢ、ＩＣに対応した光軸上の
点を中心とした円周上の３箇の穴２Ａ 、 ２Ｂ 、
２Ｃがあり、この穴を通る光は３本の光ビームとなル、
被検レンズ３のＩＡ、 ３Ｂ 、 ３Ｃ点にあたシ、被
検レンズ３で屈折した後、２次元光位置検出素子４に入
る。
点を中心とした円周上の３箇の穴２Ａ 、 ２Ｂ 、
２Ｃがあり、この穴を通る光は３本の光ビームとなル、
被検レンズ３のＩＡ、 ３Ｂ 、 ３Ｃ点にあたシ、被
検レンズ３で屈折した後、２次元光位置検出素子４に入
る。
光源ＩＡ、ＬＢ、ＩＣは光軸８がら等距離にあ多光源か
ら光軸に下した足は互いに１２０’を為す。絞シ板２の
穴２Ａ、２Ｂ、２Ｃも同様の関係にあシ、従って３本の
・光ビームは互いに平行かつ光軸８に平行、となる。こ
こで被検レンズ３が無い時は、ビームは検出素子４上の
点４Ａ、４Ｂ、４Ｃに至る。被検レンズ３が入るとビー
ムは屈折され、点４Ａ’、 ４Ｂ’。
ら光軸に下した足は互いに１２０’を為す。絞シ板２の
穴２Ａ、２Ｂ、２Ｃも同様の関係にあシ、従って３本の
・光ビームは互いに平行かつ光軸８に平行、となる。こ
こで被検レンズ３が無い時は、ビームは検出素子４上の
点４Ａ、４Ｂ、４Ｃに至る。被検レンズ３が入るとビー
ムは屈折され、点４Ａ’、 ４Ｂ’。
４０′ にくる。ことで各点４Ａ、４Ｂ、４Ｃから屈折
後の点４Ａ’、４Ｂ’、４Ｃ’に至る偏位ベクトルＡ、
Ｂ、Ｃが被検レンズ５の屈折度、即ち球面度数、乱視度
数、乱視角及び光軸８からの被検レンズ中心のずれに関
する位置情報を与える。ここで光ビームの被検レンズ３
によシ屈折される角度は近軸的に考えると被検レンズの
屈折力とあたるビームとレンズ中心０との距離に比例す
る。ベクトルＡ、Ｂ。
後の点４Ａ’、４Ｂ’、４Ｃ’に至る偏位ベクトルＡ、
Ｂ、Ｃが被検レンズ５の屈折度、即ち球面度数、乱視度
数、乱視角及び光軸８からの被検レンズ中心のずれに関
する位置情報を与える。ここで光ビームの被検レンズ３
によシ屈折される角度は近軸的に考えると被検レンズの
屈折力とあたるビームとレンズ中心０との距離に比例す
る。ベクトルＡ、Ｂ。
Ｃの大きさは、この角度の他、更に被検レンズ５と検出
素子４の距離にも比例する。なおレンズ面を回転放物面
と近似すれば、レンズ上の２点に入射したビームの２点
を結ぶ方向の収れん、発散の度合は２点の間隔が一定な
ら入射位置には無関係である。これによって、アライメ
ントは三つの偏位ベクトルＡ、Ｂ、Ｃのベクトル和がゼ
ロとなることによって求まる。
素子４の距離にも比例する。なおレンズ面を回転放物面
と近似すれば、レンズ上の２点に入射したビームの２点
を結ぶ方向の収れん、発散の度合は２点の間隔が一定な
ら入射位置には無関係である。これによって、アライメ
ントは三つの偏位ベクトルＡ、Ｂ、Ｃのベクトル和がゼ
ロとなることによって求まる。
すなわち次のよ５に３つのベク）ｙのＸ方向成分、Ｙ方
向成分が共にゼロとなるようにする。
向成分が共にゼロとなるようにする。
ＡＸ＋ＢＸ＋ＣＸ＝ ０ （１）Ａｙ＋
Ｂｙ十Ｃｙ ＝ ０ （２）ココテＡ
Ｘ、ＢＸ、ＣＸはヘク） ｋ Ａ、Ｂ、ＣノＸ成分、Ａ
Ｙ、ＢＹ、ＣＹはベクトルＡ、Ｂ、ＣのＹ成分である。
Ｂｙ十Ｃｙ ＝ ０ （２）ココテＡ
Ｘ、ＢＸ、ＣＸはヘク） ｋ Ａ、Ｂ、ＣノＸ成分、Ａ
Ｙ、ＢＹ、ＣＹはベクトルＡ、Ｂ、ＣのＹ成分である。
このようにアライメントを行なうことによって次の屈折
度測定が精確になされる。なお被検レンズ３がプリズム
作用を含む場合又はレンズを偏心させて用い故意にプリ
ズム効果を出す場合は（１）（２）式の左辺の値がその
位置でのプリズム度数を与える。
度測定が精確になされる。なお被検レンズ３がプリズム
作用を含む場合又はレンズを偏心させて用い故意にプリ
ズム効果を出す場合は（１）（２）式の左辺の値がその
位置でのプリズム度数を与える。
さて、被検レンズ社一般に乱視を含んでいるが、各径線
方向の屈折力を求めるには少なくとも二径線方向の屈折
力を求めれば良い。
方向の屈折力を求めるには少なくとも二径線方向の屈折
力を求めれば良い。
すなわち、θを基準径線方向からの円周方向の角度とす
ると、対応する屈折力りけ０の関数として Ｄ（θ） ＝（ｌ ５ｉｎ２（θ＋β）十ｒ （
！ｉ）と表わされる。
ると、対応する屈折力りけ０の関数として Ｄ（θ） ＝（ｌ ５ｉｎ２（θ＋β）十ｒ （
！ｉ）と表わされる。
ここでα、β、γは定数であシ、各々乱視度、乱視角、
球面度数を表わす。第１図で被検レンズ３のレンズ面が
回転放物面に近似しているとし、且つ屈折に関するスネ
ルの法則に関し近似式を拍 用いると、レンズの２点に一定間隔で無たったビームの
屈折後の偏位度合は、その２点間を結ぶ方向に平行な如
何なる２点間における場合につき同様となる。
球面度数を表わす。第１図で被検レンズ３のレンズ面が
回転放物面に近似しているとし、且つ屈折に関するスネ
ルの法則に関し近似式を拍 用いると、レンズの２点に一定間隔で無たったビームの
屈折後の偏位度合は、その２点間を結ぶ方向に平行な如
何なる２点間における場合につき同様となる。
従って、被検レンズ３の５Ａ ３Ｂ方向と平行な径線方
向の屈折力をＤＡＢとし、５Ｂ ５Ｃ方向、３Ｃ３Ａ方
向と平行な径線方向の屈折力を各々九。。
向の屈折力をＤＡＢとし、５Ｂ ５Ｃ方向、３Ｃ３Ａ方
向と平行な径線方向の屈折力を各々九。。
Ｄ（３Ａとすると各々の屈折力は対応するベクトルＡ、
Ｂ、Ｃの対応する径線方向成分の和で表わされる。すな
わち、 ＤＡＩＩ ” ＡＡＢ ” ＢＢＡ
（’）ＤＢｅ ＝ ＢＢ６ ＋ＣＯＢ
（５）ＤＯＡ ＝ ＣＯＡ ＋ＡＡＯ（Ｓ） ここでＡＡＢはベクトルＡの５Ａ ３Ｂ方向成分の大き
さを表わし、３Ａから３Ｂに向かうときグラス、３Ｂか
ら３Ａに向かうときマイナスとする。他の符号について
もこれに準する。
Ｂ、Ｃの対応する径線方向成分の和で表わされる。すな
わち、 ＤＡＩＩ ” ＡＡＢ ” ＢＢＡ
（’）ＤＢｅ ＝ ＢＢ６ ＋ＣＯＢ
（５）ＤＯＡ ＝ ＣＯＡ ＋ＡＡＯ（Ｓ） ここでＡＡＢはベクトルＡの５Ａ ３Ｂ方向成分の大き
さを表わし、３Ａから３Ｂに向かうときグラス、３Ｂか
ら３Ａに向かうときマイナスとする。他の符号について
もこれに準する。
上述の３式によ）求まった二径線方向の各屈折力ＤＡＢ
ＩＤＢＯＩＤＣＡを（３）式に代入すれば連立方程式よ
り乱視度α、乱ネに角β、球面度数γが求まる。
ＩＤＢＯＩＤＣＡを（３）式に代入すれば連立方程式よ
り乱視度α、乱ネに角β、球面度数γが求まる。
因みに、５Ａ、３Ｂ、３Ｃを円周上、１２０°毎の点と
し、３Ａ ３Ｂ方向に平行な径線方向を基準径線方向と
すると、次のようになる。
し、３Ａ ３Ｂ方向に平行な径線方向を基準径線方向と
すると、次のようになる。
ＤＡＢ＝ＡＡＢ十ＢＢＡ＝αｓ１ｎβ十γＤｎ ａ ＝
ＢＥ Ｏ＋ ＣＯＢ ＝ｄ ｓ ｉ ｎ ２（１２０’
＋β）＋γＤｏＡ＝ＣｏＡ＋ＡＡｏ＝α５ｉｎ２（２４
０’＋β）＋γなお（４）乃至（６）式を（３）式に代
入し、連立方程式を解いて未知数α、β、γを求めるの
には公知の自動演算手段が用いられる。
ＢＥ Ｏ＋ ＣＯＢ ＝ｄ ｓ ｉ ｎ ２（１２０’
＋β）＋γＤｏＡ＝ＣｏＡ＋ＡＡｏ＝α５ｉｎ２（２４
０’＋β）＋γなお（４）乃至（６）式を（３）式に代
入し、連立方程式を解いて未知数α、β、γを求めるの
には公知の自動演算手段が用いられる。
以下、本発明の実施例。を示す。第２図において１１Ａ
、１１Ｂ、不図示の１１Ｃは３箇の光源でちゃ、１１Ｂ
、１１Ｃは紙面上に重なって見えるが、第１図と同様に
紙面に対し対称に位置する。
、１１Ｂ、不図示の１１Ｃは３箇の光源でちゃ、１１Ｂ
、１１Ｃは紙面上に重なって見えるが、第１図と同様に
紙面に対し対称に位置する。
光源１１Ａからの光束はレンズ１２、絞り１″５を通シ
更にレンズ１４を通過して主光線が光軸と平行になる。
更にレンズ１４を通過して主光線が光軸と平行になる。
ことで絞り１３は光軸上、レンズ１４の焦点位置に設け
られ、所定の開口を有する。開口は丸形、四角形等任意
形状で良いが、四角形とすると後述する複数分割素子と
の関係で、面積検出が容易となり、結果として位置検出
が容易となる。１５は被検レンズで例えば円柱レンズ等
が考えられる。レンズ１４を通過した光束で、被検レン
ズ１５を光路内に入れる前の光束を実線で、また光路内
に入れた後の光束を鎖線で示す。レンズ１４を通過した
光束は受光レンズ１６に入射し、受光レンズ１６の焦点
位置又はその共役位置に設けられる複数分割素子１７で
受光される。
られ、所定の開口を有する。開口は丸形、四角形等任意
形状で良いが、四角形とすると後述する複数分割素子と
の関係で、面積検出が容易となり、結果として位置検出
が容易となる。１５は被検レンズで例えば円柱レンズ等
が考えられる。レンズ１４を通過した光束で、被検レン
ズ１５を光路内に入れる前の光束を実線で、また光路内
に入れた後の光束を鎖線で示す。レンズ１４を通過した
光束は受光レンズ１６に入射し、受光レンズ１６の焦点
位置又はその共役位置に設けられる複数分割素子１７で
受光される。
ここで被検レンズ１５が無い場合、複数分割素子１７に
は絞シ１５の開口像が投影され、被検レンズ１５が光路
中に入ると、絞す１５のデフォーカスされた開口像が投
影され、その重心位置が検出される。
は絞シ１５の開口像が投影され、被検レンズ１５が光路
中に入ると、絞す１５のデフォーカスされた開口像が投
影され、その重心位置が検出される。
ところで、被検レンズ１５０光軸上の位置を光源１１Ａ
〜１１Ｂと共役な位置とすると、被検レンーズに依らず
、複数分割素子１７への光束幅が略一定とな）、また被
検レンズへの入射ビーム面積を最小にして精密測定がで
きる。
〜１１Ｂと共役な位置とすると、被検レンーズに依らず
、複数分割素子１７への光束幅が略一定とな）、また被
検レンズへの入射ビーム面積を最小にして精密測定がで
きる。
複数分割素子１７は第３図の如く、例えば４分割素子１
７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ，１７Ｄ力為ら成シ、各素子への
光量分配から受光光束中心位置を定めることができる。
７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ，１７Ｄ力為ら成シ、各素子への
光量分配から受光光束中心位置を定めることができる。
複数分割素子１７は、絞シ１３と共役な位置に８シ、被
検レンズ１５が光路内に無いとき、絞シ１３を通過した
光束が絞）像１３′の範囲の光束として複数分割素子１
７に入射し、被検レンズ１５が光路内に有るとき、絞シ
像１３１の範囲の光束として入射する。
検レンズ１５が光路内に無いとき、絞シ１３を通過した
光束が絞）像１３′の範囲の光束として複数分割素子１
７に入射し、被検レンズ１５が光路内に有るとき、絞シ
像１３１の範囲の光束として入射する。
被検レンズ１５が光路内に無いとき、各分割・素子１７
Ａ〜１７Ｄへの光量分配は均等であるが、被検レンズ１
５が光路内に有るとき、各分割素子への光量分配は均等
でなくなシ、そのずれ方向、ずれ量よシ、受光光束の中
心位置の被検レンズ１５の存在による変位が検出される
。この変位は、被検レンズ１５の屈折度が大きくなれば
大きくなる。第４図は、被検レンズ１５を測定ビームと
ともに光軸方向から眺めた図である。
Ａ〜１７Ｄへの光量分配は均等であるが、被検レンズ１
５が光路内に有るとき、各分割素子への光量分配は均等
でなくなシ、そのずれ方向、ずれ量よシ、受光光束の中
心位置の被検レンズ１５の存在による変位が検出される
。この変位は、被検レンズ１５の屈折度が大きくなれば
大きくなる。第４図は、被検レンズ１５を測定ビームと
ともに光軸方向から眺めた図である。
こζで前述したように光源１１Ａ、１１Ｂ、１１１：’
はレンズ１４．１２に関し、被検レンズ１５と共役な位
置に設けられる。
はレンズ１４．１２に関し、被検レンズ１５と共役な位
置に設けられる。
すなわ）レンズ１２を設けることによシ、光源１１Ａ、
１１Ｂ、１１Ｃの６像が被検レンズ１５の位置ニ形成さ
れ、被検レンズ１５の測定領域がスポット状となル％精
度の良い測定が行なわれる。
１１Ｂ、１１Ｃの６像が被検レンズ１５の位置ニ形成さ
れ、被検レンズ１５の測定領域がスポット状となル％精
度の良い測定が行なわれる。
なお以上の説明で、複数分割素子に入射する光束径は大
きい程、精度が良いため絞夛１３の開口面積を大きくす
れば良い。また絞シ１３の開口形状は円に限られること
なく、他の任意の形状例えば、正、方・形等であっても
良い。
きい程、精度が良いため絞夛１３の開口面積を大きくす
れば良い。また絞シ１３の開口形状は円に限られること
なく、他の任意の形状例えば、正、方・形等であっても
良い。
また複数分割素子は４箇に分割されたものに限られず、
他の任意の複数個で良い。更に複数分割素子の中心位置
は必ずしも光軸上に無くても良く、光軸と直角面内で光
軸から偏位していても、そのオフセット量を考慮して、
屈折度測定を行なうことが可能である。
他の任意の複数個で良い。更に複数分割素子の中心位置
は必ずしも光軸上に無くても良く、光軸と直角面内で光
軸から偏位していても、そのオフセット量を考慮して、
屈折度測定を行なうことが可能である。
以上、本発明によれば全く可動部が無く、複数分割素子
からの電気出力を用い自動的な屈折度測定が可能となる
。なお本発明で測定方向は３方向に限定されず、それ以
上の方向で測定することに上シ、よシ多くの情報による
一１１１定１８度の向上が期待される。
からの電気出力を用い自動的な屈折度測定が可能となる
。なお本発明で測定方向は３方向に限定されず、それ以
上の方向で測定することに上シ、よシ多くの情報による
一１１１定１８度の向上が期待される。
なお測定ビームは、可視光に限らず、紫外光、赤外光、
電子ビーム等、任意のエネルギービームが用いられ、こ
れらは対応する検出素子と対にして任意に選択される。
電子ビーム等、任意のエネルギービームが用いられ、こ
れらは対応する検出素子と対にして任意に選択される。
第１図は本発明の詳細な説明図、
第２図は本発明の実施例の図、
第６図は複数分割素子の説明図、
第４図は被検レンズを測定ビームとともに光軸方向から
眺めた図。 図中 ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，１１Ａ、１１Ｂ、１１ Ｇ・・・光
源３．１５・・・被検レンズ ４ ・・・ ２次元光位置検出素子 １７・・・複数分割素子 （−４Ｃ
眺めた図。 図中 ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，１１Ａ、１１Ｂ、１１ Ｇ・・・光
源３．１５・・・被検レンズ ４ ・・・ ２次元光位置検出素子 １７・・・複数分割素子 （−４Ｃ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 平行な少なくとも３本のエネルギービームを被測
定要素に照射する手段と、 被測定要素を経たエネルギービームを受けるレンズと、 該レンズの後側焦点位置又はその共役位置に設けられる
複数分割素子と、 被測定要素に係わる偏位ベクトルの所定径線方向のベク
トル成分よシ各径線方向の屈折度を算出する手段を有す
ることを特徴とする屈折度測定装置。 ２、平行な少なくとも３本のエネルギービームを被測定
要素に照射する手段と、 該エネルギービームを、被測定要素位置に結像するレン
ズと、 被測定要素を経たエネルギービームを受けるレンズと、 該エネルギービームを受けるレンズの後側焦点位置又は
その共役位置に設けられる位置検出素子と、 被測定要素に係わる偏位ベクトルの所定径線方向のベク
トル成分よシ各径線方向の屈折度を算出する手段を有す
ることを特徴とする屈折度測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3980483A JPS59164937A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | 屈折度測定装置 |
| US06/503,234 US4609287A (en) | 1982-10-05 | 1983-06-10 | Method of and apparatus for measuring refractive characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3980483A JPS59164937A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | 屈折度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59164937A true JPS59164937A (ja) | 1984-09-18 |
Family
ID=12563139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3980483A Pending JPS59164937A (ja) | 1982-10-05 | 1983-03-09 | 屈折度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59164937A (ja) |
-
1983
- 1983-03-09 JP JP3980483A patent/JPS59164937A/ja active Pending
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