JPS5967440A - 光学系の検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学系を検査する装置に関し、特に眠樟用レ
ンズを検査するレンズメータとして用いるに最適なもっ
である。

従来市販されているレンズメータは、検者がターゲツト
像を観察しつつ手動的に測定を行なうものが一般的であ
る。従って、これらの装置では測定値に個人差が生ずる
ために、近年、光電変換素子を用いて自動的に測定を行
なうものが提案されている。このような装置としては、
例えば被検レンズに光ビームを入射せしめ、被検レンズ
による変位計イヒ光ビームの位置検出可能な光電変換素
子（先位（ば検出器）に−Ｃ測定し、被検レンズの屈折
力を得る装置がある。

しかしながら、この装置では、光ビームの変位欲から直
接に被検レンズの屈折力（球面度数８１乱視度数０１乱
視ｎｌ＋　ＡＸ　）を得ているため、屈折力の精度が光
位置検出器′り分解能及びリニアリティに依存している
。一方、一般的な光位置検出器では実用十分な測定範囲
で分解能とりニアリテイを持たせ、また安定さを保証す
ることは極めて難しい。従って、上述の装置における測
定精度は、正確さ、安定性を欠いたものに成り易く、ま
た正確さ、安定性を保証しようとすると、構成が複雑に
なるという欠点があった。

本発明の目的は、簡単な構成でかつ精度の高い測定が安
定に行なえるような、光学系の検査装置を提供すること
にある。

以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
。

第１図は本発明の一実施例の光学系であり、第２図は第
１図の光学系と共に用いられる電気系のブロック図であ
る。

ターゲット照明用の発光ダイオードｌからの光は、ター
ゲット２を裏面から照明している。ターゲット２は例え
ば第３図の如く、遮光板にピンホールを直線配置して構
成される。ターゲット２を通過した光は、第１ハーフミ
ラ−３にて光路を直角に曲げられた後、第１コリメータ
レンズ４に入射する。第１コリメータレンズ４の後側焦
点位置を土、ターゲット２上にある。第１コリメータレ
ンズ４を通過した光は、該レンズ４とコリメータレンズ
系を形成する第２コリメータレンズ５を通過した後、中
央に微小な貫通孔６を形成された反射鏡７に入射する。

反射鏡７は、発光ダイオード８によ・て裏面から照明さ
れるように成っており、寸た、光軸方向に移動可能であ
る。反射鏡７で反射した光、貫通孔６を通過した光は、
第２コリメータレンズ５、第１コリメータレンズａ、ｍ
ｘノ八へ７ミラー３を通過し、第２ノｈ−フミラー９に
入射する。第２ノ・−７ミラー９にて反射した光は、先
位Ｉａ検出器１０に入射する。光位置検出器１０は反射
鏡７の貫通孔６を通過した発光ダイオード８からの光を
測光する。第２ハーフミラ−９を通過した光は、第１コ
リメータレンズ４の後側焦点位置に配設された像検出器
１１に入射する。像検出器１１は、例えばＣＣＤやＭＯ
Ｓの一次元イメージセンサで、その走査方向がピンホー
ル像の方向に一致して配設されており　（第９図（ａ）
参照）、ターゲット２を通過した発光ダイオードｌから
の光を測光する。像検出器１１とターゲット２は、互い
の方向を一定の関係に維持しつつ、互いに連動して光軸
を中心に回転するように歯車装置■■によって結合され
ている。被検レンズＬは、第１コリメータレンズ４、第
２コリメータレンズ５の間の光路中に挿入される。

このような光学系と関連付けられる電気系は、第２図に
示した如くマイクロコンピュータ１２ｉ有しており、マ
イクロコンピュータ１２によって各部材の制御、データ
の取り込み、演算処理を行なう。像検出器１１は、上述
の如く、例えばＬ４　ＣＤイメージセンサであり、駆動
回路１３によって、駆動される。ＣＣＤイメージセンサ
１１の蓄積時間やスタートパルスのタイミング等の決定
は、マイクロコンピュータ１２からの制御信号によって
駆動回路１３を制御して行なわれる。ＣＣＤイメージセ
ンサ１１から順次出力される映像信号は、前置増幅器１
４により増幅さ・れた後、検波回路１５にて検波される
。検波回路１５の出力信号は、マイクロコンピュータ１
２によって利得が制御される交流増幅器１６により増幅
され、絶対値回路１７にて整流される。絶対値回路１７
の整流出力信号ｌｅｔ、入力セレクタ１８を通して積分
型のＡ−Ｄ変換器１９にてデジタル信号に変換される。

Ａ−Ｄ変換器の変換器１９の変向時間１′よ、入力セレ
クタ１８を介して絶対値回路１７からの信号を入力して
いるとき、マイクロコンピュータ１２からの制御信号に
より、ＣＣＤイメージセンサ１１の一掃査分または数走
査分の積分時間を持つように設定される。その結果、Ａ
−Ｄ変換器１９からマイクロコンピュータ１２へ入力さ
れる信号は、ＣＣＤイメージセンサ１１への光入力の、
明暗の変化の大きさに対応している。マイクロコンピュ
ータ１２は、Ａ−Ｄ変換器１９の出力信号から交流増幅
器１６の出力信号の大きさが最適になるように、交流増
幅器１６へ制御信号を入力する。ターゲット照明用の発
光ダイオード１は、マイクロコンピュータ１２からの制
御信号によ・て点灯、消灯を制御される。一方、プリズ
ム測定用の発光ダイオード８は、変調回路２０からの信
号によって数ＫＨ２で変調発光するが、変調発光するか
否かはマイクロコンピュータ１２からの制御信号によっ
て制御される。光位置検出器１０は、２次元のＣＣＤイ
メージセンサ、４分割素子などを用いることができるが
、本例でＩｒ！、光像の重心位置に応じた信号を得るこ
とのできるポジションセンサを用いている。

ポジションセンサ１０からは、・座標値を表わす２つの
信号と、）ｆ座標値を表わす２つの信号の計４つの信号
が出力される。この４つの信号は、発光ダイオード８の
変調周波数と同じ周波数を同調周波数とする、同調増幅
器２１で増幅される。同調増幅器２１の出力信号は、交
流−直流変換回路２２によって直流信号に変換される。

交流−直流変換回路２２０４つの出力信号から、加減算
回路２３によ〜てＸ位置信号、Ｙ位Ｉｔ信号、強度信号
が演算され、これらの信号は入力セレクタ１８、Ａ−Ｄ
変換器１９を通してマイクロコンピュータ１２へ入力さ
れ、プリズム量が演算される。マイクロコンピュータ１
２はさらに、パルスモータ２４を駆動する駆動回路２５
及び、パルスモータ２６を駆動する駆動回路２７に各々
制御されたパルスを入力すると共に、入力セレクタ１８
に選択信号を、又表示器２８に表示信号を入力せしめる
。ノ（ルスモーク２４は、ターゲット２と像検出Ｗｉｌ
ｌとを歯爪装置Ｈを介して同期回転させ、またパルスモ
ータ２６は、図示なき変換装置を介して反射鏡７金光軸
方向にて往復移動せしめる。

以下、第４図乃至第７図に示した。マイクロコンピュー
タ１２のフローチャートを説明１−る。

図示なき電源をオンすると　（第４図のブロック２９）
、マイクロコンピュータ１２は発光ダイオード１を点灯
せしめると共に、入力セレクタ１８に絶対値回路１７か
らの信号を選択する如く制御信号を入力せしめる。そし
て、駆動回路２５゜２７にパルスを入力し、駆動回路２
５　＋　２７がパルスモータ２４，２６を回転し、ター
ケラ１−２トＣＣＤイメージセンサ１１の回転角度を０
０に、反射鏡７を往復動の一方の端部位置（この位置は
例えば−２５Ｄ・・・・・・−２５デイオプター・・・
・・・に相当する）に設定する。この動作が初期設定（
第４図のブロック３０）である。ターゲット２とＣＣＤ
イメージセンサ１１の回転角度０°及び、反射鏡７の往
復動の端部位置の検出＋４．フォトカプラー、リミット
スイッチなどを用いて行なわれる。なお、マイクコニ１
ンピユータ１２！寸、あらかじめパルス数と回転角度の
関係及び、パルス数と反射鏡７の位置、すなわちディオ
プターとの関係をあらかじめ導入されている。このよう
にして初期設定が完了ｔ−ると、マイクロコンピュータ
１２１ｄ、ターゲット２のピント位置の一次測定を行な
う　（ブロック３１）。すなわち、マイクロコンピュー
タ１２は、反射鏡７を往復動の他の端↑１μ位置、すな
わち＋２５Ｄの位置に向けで移動させながら、ＣＣＩ）
イメージセンサ■１の信号強度がピーク位置を示すとこ
ろを探］７、その位置に反射鏡７を止める。

その詳細なフローチャートをｉ、Ｊ５図にて説明する。

マイクロコンピュータ１２は、ブロック５０において、
保検１１４器としてのＣＣＤイメージセンサ１１の信号
強度が所定の大きさより大きいかどうかを、Ａ−Ｄ変換
器１９の出力信号と、あらかじめ導入されている所定の
大きさの信号とを比較することにより調べ判断する（ブ
ロック５１）。所定の大きさより大きくないときは、ブ
ロック５２において、反射鏡７の１ステップ送り量を０
．２５Ｄに対応する軟（パルス数）に設定し、ブロック
５３において、反射鏡７を中方向へ１ステップ動かす如
く、駆動回路２７に信号を入力せしめる。一方、ブロッ
ク５１において、Ａ−Ｄｆ換器１９の出力信号が所定の
大きさの信号より大きいときは、マイクロコンピュータ
１２は、ブロック５４において、反射鏡７の１ステップ
送りｔを０．０３１２５Ｄに対応する喰（パルス数）に
設定ｉると共に、ブロック５５において、Ａ−Ｄ変換器
１９の出力信号・０大きさと、反射鏡７の位置に対応す
るディオプターとを記憶する。記憶が完了すると、ブロ
ック５６において、マイクロコンピュータ１２は、反射
鏡７を中方向へｌステップ動かす９口く駆動回路２７に
信号を入力せしめるブロック５３もしくはブロック５６
にて示される反射鏡７の１ステツプ移動が完了すると、
ブロック５７において、反射鏡７が＋２５Ｄに相当する
位置にあるか否かを判断する。この判断は反射鏡７が＋
２５Ｄに相当する位置にあるとオンする如きリミットス
イッチの信号によって行なう。　（なお、マイクロコン
ピュータ１２はパルス数によって反射鏡７の位置を知る
ことができるので、この場合のリミットスイッチは省い
−Ｃも良い。）。反射ｌａ７が＋２５Ｄに相当する位置
にないときは、再びブロック５ｏに戻り、反射鏡７か＋
２５Ｄに相当する位置にあるときは、ブロック５８に移
る。ブロック５８ではブロック５５にて記憶されだＡ−
Ｄ変換器１９の出力信号を検索し、最大値を示した信号
のディオプターに対応する反射鏡７の位置を求める。そ
して、ブロック５９において、コンピューター１２ｄ、
）ｌｉｊ６だ位置まで反射鏡７を移動する如く駆動回路
２７に信号を入力せしめる。以上でターゲット２のピン
ト位置の一次測定が完了する。

次にマイクロコンピュータ１２は、第４図のブロック３
２において、ターゲットの回転角度の一次測定を行なう
。その詳細を第６図によって説明すると、マイクロコン
ピュータ１２は、ブロック６０において、ターゲット２
を１°おきに００〜１８ｏ０まで回転させる如く、駆動
回路２５にパルスモータ２４を駆動する信号を人力せし
め（この際、イメージセンサ１１も同時に回転するが、
以丁、ターゲット２にて代表する。）、各角度毎に、角
度とＡ−Ｄ変換器１９の出力信号とを対応して記憶する
。次に、ブロック６１において、記憶した八−り変換器
■９の出力信号の最大値に対応する角度を求める。次に
、ブロック６２において、求めた角度にターゲツト２０
角度位置を設定する如く、駆動回路２５に信号を入力せ
しめる。以上でターゲット２の回転角度の一次測定が゛
完了する。

次にマイクロコンピュータ１２ば、第４図のブロック３
３におい−Ｃ１被検レンズの変化、変更チェックを行な
う。すなわち、マイクロコンピュータ１２は、Ａ−Ｄ変
換器１９の出方信号を一定時間（例えば０．５秒）毎に
測定し、被検レンズの移動、交換が行なわれだかどうか
を調べる。そしてブロック３４において、所定の大きさ
より大きな信号強度の変化が有ったと判断すると、ブロ
ック３０に戻り、上述の変化が無いと判断すると、ブロ
ック３５に進む。ブロック３５では、現在の測定モード
がプリズム・乱視軸測定モードか否かを、外部スイッチ
からの指昨信号によって判断する。

プリズム・乱視軸測定モードでない場合には、ブロック
３６において、屈折力測定スタートスイッチが押された
か否かを調べる。ブロック３７において、屈折力測定ス
タートスイッチが押されていないと判断するとブロック
３３に戻り、押されていると判断するとブロック３８に
進む。ブロック３８では、反射鏡７を現在の位置から−
０，５Ｄに相当する位置まで移動する如く、マイクロコ
ンピュータ１２から駆動回路２７に信号が入力される。

その後、ブロック３９にてターゲットのピント位置の二
次測定が行なわれる。その詳細ブロックを第７図にて説
明する。

マイクロコンピュータ１２は、第７図のブロック６３に
おいて、反射鏡７を現在の位置から＋１．ＯＤに相当す
る位置まで１ステツプ（０，０３１２５Ｄ）ずつ動かす
如く、駆動回路２７に信号を人力せしめると共に、各ス
テップ毎に、反射鏡７の位置に対応したディオプターと
、そのときのＡ−Ｄ変換器１９の出力信号とを対応し゛
Ｃ記憶する。次に、フ゛ロック６４において、フ゛ロッ
ク６３にて言己憶した出力信号の最大値に対応するディ
オプターを求める。そして、ブロック６５で（・ま、こ
のディオプターに対応ｒる位置まで反射鏡７を移動させ
て、ターゲットのピント位（ｄの二次測スにが〕Ｅ’Ｌ
Ｔる。

第４図のブロック３９の操作が完ｒｒると、ブロック４
０において、ターゲットの回転角度の二次測定に入る。

ターゲットの回転角度の二次側定寸、前述のブロック３
２と同じであ−て、詳細は第６図のブロック６０乃至ブ
ロック６２である。

こＤようにしてターゲットの回転角度の二次測定が終了
すると、マイクロコンピュータ１２は、ブロック４１に
おいて、被検レンズのもう一つの経線の屈折力を測定す
るために、ターゲット２を９０°回転するｙ口く駆動回
路２５に信号と入力せしめる。その後、ブロック４２に
おいて、もう一つ・Ｏ後縁の屈折力を測定を行なう。

詳細は、第７図に示した如く、ブロック６６において、
反射鏡７を現在のピント位置から＋６Ｄに相当する位置
寸で１ステツプ（０，０３１２５Ｄ）ずつ動かし、おの
おのの位［ｄでのＡ−Ｄ変換器１９の出力信号の大きさ
を記憶し、それ以降はブロック６４、ブロック６５、と
）’ｃどってＡ−Ｄ変換器１９の出力信号のピークが検
出されれば、その位ｉｆ　ＶＣ反射鏡７を停止せしめる
。

第４図のブロック４３において、もう一つのピークが検
出できたと判断すると、マイクロコンピユー１１１Ｔｊ
：、ブロック４５において、球面度数Ｓ、乱視度該Ｃ１
乱視軸Ａｘ　の算出表示を行ないもう　一つのピークが
検出できないと判断すると、ブロック４４において、再
度もう一つの径線の屈折力の測定を行なう。すなわち、
第７図に示した如く、ブロック６７において、反射鏡７
を現在のピント埋置より一６Ｄに相当する位置まで動か
し、さらにブロック６８において、現在のピント位置よ
り−６０に相当する位置まで反射鏡７を１ステツプ（０
，０３１２５Ｄ）ずつ動かし、おのおのの位置でのＡ−
Ｄ変換器１９の出力信号を記憶する。その後は、ブロッ
ク６４．ブロック６５を経てターゲットのピント位置の
測定を終了する。

測定が終了すると、マイクロコンピュータ１２は、ブロ
ック４５において球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ１乱視軸ＡＸ
の算出表示を行なう。すなわち、マイクロコンピュータ
１２は、ブロック３９．ブロック４０．ブロック４２．
ブロック４４で求めた２つのディオプター、ターゲット
角度より、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ１乱視軸ＡＸの３つ
のファクタを算出し表示器２８にて表示せしめる。また
、マイクロコンピュータ１２は、ブロック４６において
、反射鏡７及びターゲット２を、ブロック４０にて設定
された位置に戻すように駆動回路２５゜２７に信号を入
力せしめるその後、ブロック３３に戻る。

一方、第４図のブロック３５で、現在の測定モードがプ
リズム・乱視軸測定モードであると判断すると、技検し
ンズＬｔ−変化しない状態で一度以上の球面度数Ｓ、乱
視度数Ｃ１乱視軸ＡＸの測定が行なわれたか否かをさら
に、ブロック３５０で判断し、測定が行なわれていれば
ブロック４７において、乱視軸の連続測定を行ない、ブ
ロック４８において、乱視軸を連続表示した後、ブロッ
ク４９のプリズム量の測定、表示を行ない、測定が行な
われていなければ、ブロック４９に進む。ブロック４９
が終了するとブロック３５に戻る。ブロック４７、ブロ
ック４９の詳細を第６図、第８図に示す。

マイクロコンピュータ１２は、第６図のブロック６９に
おいて、ターゲット２を、現在の回転角度に対し−１０
’〜＋１０°の範囲で１０おきに回転させる妬く、駆動
回路２５に信号を入力し、おのおのの角度におけるＡ−
Ｄ変換器１９の出力信号全記憶する。ブロック６１、ブ
ロック６２を経て乱視軸の連続測定が終了する。第４図
のブロック４７で求めた角度位置は、ブロック４８にお
いて、表示器２８にて表示される。その後、ブロック４
９において、プリズム量の測定が行なわれる。マイクロ
コンピュータエ２は、第８図のブロック７゜において、
ターゲット照明用の発光ダイオードｌを消灯し、変調回
路２０を介してプリズム測定用の発光ダイオード８を点
滅せしめると共に、入力セレクタ１８が加減算回路２３
からの信号全出力する如く入力セレクタ１８に制御信号
を入力せしめる。そして、ブロック７１において、マイ
クロコンピュータ１２は、加減算回路２３小らのＸ位置
信号、Ｙ位置信号、強度信号に対応したＡ−Ｄ変換器１
９の出力信号を入力し、ブロック７２において、Ｘ位置
信号、Ｙ位置信号を強度信号によって正規化し、座標信
号（１１，ν）に変換する。

その後、ブロック７３において、ブロック７２で求めた
座標信号（・、２）を、プリズムディオプターに変換し
、表示器２８に表示せしめる。これが終了するとブロッ
ク３５に戻る。

なお、上述のフローチャートには示さなか・たが、マイ
クロコンピュータ１２は、第４図のブロック３２で得ら
れる信号の大きさが最適になる如く、交流増幅器１６の
利得を制御する。特に、被検レンズＬとしてカラーレン
ズを用いる等によ−て、ブロック３９で得られる信号の
大きさが小さくなりすぎるときに、測定不能になるので
、交流増幅器１６の利得を最適にするように動作する。

このような構造であるから、被検レンズＬが測定光路中
にない場合を考えると、装置は０デイオプターの被検レ
ンズがあるのと等価な動作を行なう。すなわち、図示な
き電源スイッチをオンすると、マイクロコンピュータ１
２は、第４図のブロック２９、ブロック３０を行なう。

ＣＣＤイメージセンサ１１上には第９図（ａ）の如く、
大きくボケだターゲツト像２が生じているので（実際に
はもつとボケでいる）、イメージセンサ１１から出力さ
れる信号・注第１１図（ａ）の如くほぼ一定のレベルの
映像信号となる。ただし、第１１図（ａ）において横軸
は時間ｔ１縦軸は信号強度■である。従って、交流増幅
器１６のためにＡ−Ｄ変換器１９の出力信号はほぼ零で
ある。マイクロコンピュータ■２は、第５図のフローチ
ャートに従って反射鏡７を一２５Ｄに対応釘る一端から
＋２５Ｄに対応する他端まで移動せしめる。その結果得
られた反射鏡７の位置（横軸：ディオプタ−Ｄ）に対す
るＡ　−Ｄ外換器１９の出力信号の大きさく縦軸；Ｉ）
の関係は第１０図（ａ）の如くである。すなわち、ＣＣ
Ｄイメージセンサ１１上でターゲツト像のピントが合一
でくると、第９図（ｂ）のような状態とノ？す、イメー
ジセンサ１１の出力信号の包絡線は第ｔｉ図（ｂ）の如
くになり、交流外が大きくなるからである（又流増幅器
１６を用いていることに注意）。

第１０図（ａ）において、Ａ−Ｄ変換器■９の出力信号
がピークとなる反射鏡７の位置は、反射鏡７の移動範囲
の中心であるＯティオプターを示す位置である。従って
、ブロック３１のターゲットのピント位置の一次測定が
終了後、反射鏡７は０デイオプターの位１ξで停止する
。次に、ブロック３２において、ターゲット２の回転角
度の一次測定に入るが、光学系中に乱視要素はないから
、おのおのの角度におけるＡ−Ｄ変換器１９の出力信号
は一定である（第１０図（ｂ））。従って、ターゲット
２はＪ８０°の回転位置で停止しこの位置が新たな０°
の回転位置となる。次にマイクロコンピュータ１２は、
ブロック３４において、被検レンズの変化、変更チェッ
クを所定の太きさより大きな信号強度が有ったか否かで
判断し、信号強度が変化せず、かつプリズム・乱視軸測
定モードが選択されていないときは、測定系は待期状り
となる（ブロック３５）。

被検レンズＬとして乱視レンズを測定光路中に入れると
、ブロック３４で信号変化を検出１／、被検レンズＬに
応じ／こ初期設定動作をブロック３０゜ブロック；３１
．ブロック３２によ・ンて行なう。この場合、ターゲッ
トのピント位置及び方向が被検し／ズＬと合っていない
と、ＣＣＩ）イメージセンサ１１土には第９図（Ｃ）の
如くターゲツト像２１が生ずる。このときに、ＣＣＤイ
メージセンサ１１から得られる映像信号の包絡線は第１
１図（Ｃ）の如くで、あ”Ｍ　ｏ反射鏡７が移動し、そ
の位置が被検レンズ■、の最弱の屈折力、又は最強の屈
折力に達すると、第９図（ａ）の如く、被検レンズＬの
軸方向に流れた像２４が結像する。この場合、ＣＯＤイ
メージ七ンサ１１から得られる映像信号の包絡線は第１
１図（ｄ）の如くになる。第９図（Ｃ）　、　（ｄ）を
比べれば明らかな如く、第９図（ｄ）の状態の方が、像
の明暗差がイメージセンサ１１の走査方向に関して大き
いので、交流成分が大きくなることがわかる。

さらに反射鏡７を移動していくと、ターゲツト像は最小
錯乱円の状態になる。この場合は、ターゲツト像の面積
は第９図（Ｃ）に比してイメージセンサ１１の走査方向
に拡がり、その結果、交流成分は低下する。さらに反射
鏡７を移動していくと、ターゲツト像のボケ方向は第９
図（Ｃ）　、　（ｄ）とは直交した方向に大きくなると
共に、再びイメージセンサ１１の走査方向に小さくなる
ので、交流成分は再び増加する。引き続いて反射鏡７を
移動して行くと、ボケ量が全体的に大きくなり、交流成
分はどんどん低下していく。その結果、反射鏡７の位置
に対するＡ−Ｄ変換器１９の出力信号の関係は第１０図
（Ｃ）の如く２つのピークを有する信号になる。

Ａ−Ｄ変換器１９の出力信号の２つのピーク付近でｊ４
．０．０３１２５Ｄの精度で測定が行なわれているので
ピークが０．０３１２５Ｄの精度で求まる。プロツり３
工によって反射鏡７は、最大ピークが得られる位置に固
定される。

反射鏡７が固定され、ると、ターゲット２が回転を始め
る。回転していく間に、第９図（ｅ）の如く、ターゲツ
ト像の流れ方向と、イメージセンサ１１の方向が直交す
ると、交流成分は最大になる。すなわち、ターゲット２
の回転角度に対するＡ−Ｄ変換器１９の出力信号は第１
０図（ｄ）の如くになる。

第１０図（ｄ）において、信号のピーク位置に対応する
回転角変パ、ま、交流成分が最大になった角度、すなわ
ち一方の乱視軸を示す。ターゲット２及びイメージセン
サ１１ば、この角度に設定される。このようにしてター
ゲツト２０回転角度の一次測定が終了する。

被検レンズＬに変更がなく、かつプリズム・乱視軸測定
モード指定スイッチ及び屈折力測定スタートスイッチが
オンされていないと装置はそのまま時期状態になる。ブ
ロック３７において、屈折力測定スタートスイッチをオ
ンしたと判断すると、ブロック３８において、反射鏡７
は現在の位置から−０，５Ｄに相当するだけ移動される
。その後、ブロック３９．ブロック４０において、反射
鏡７の位置及びターゲット２０回転角１（の二次測定が
行なわれ、その後、ブロック４１において、もう一つの
経線の屈折力の測定のために、ターゲット２はイメージ
センサ１１と共に９０°回転きれる。

さらに、その後、ブロック４２．ブロック４３゜ブロッ
ク４４において、もう一つの経線の）Ｉｄ　１７を力の
測定が行なわれ、表示器２８に被検レンズしの球面度数
８１乱視度数０１乱視軸Ａｘ　が表示される。

一方、被検レンズＬを測定光路中に入れた後、プリズム
・乱視軸測定モードを指定すると、ブロック３５に套っ
て、表示器２８に乱視軸ＡＸ　、プリズム壊が表示され
る。従って、単にプリズム承を測定したい場合には、プ
リズム・乱視軸測定モードを指定すれば良い。

通常、被検レンズＬの頂点における球面度数８１乱視度
数０１乱視軸Ａｘを測定するために、被検レンズＬの光
軸を測定光軸に一致させる必要があるが、第１図の光学
系では反射鏡７を用いているため、アライメントの必要
はないが、レンズ周辺の収差の影響を除去するためアラ
イメントを必要とする場合には、被検レンズＬを測定光
路に入れた後、プリズム・乱視軸測定モードを指定し、
プリズム景が零になる如く被検レンズＬの軸合わせを行
ない、その後屈折力測定スタートスイッチをオンして屈
折力（Ｓ　＋　Ｃ＋　Ａｘ　）の測定を行なうように成
せば良い。また、プリズム・乱視軸測定モードを指定し
ておけば、乱視軸の連続表示が行なわれるので、手でレ
ンズを回しながら、乱視軸の角度を設定したい場合に有
効である。

以上の実施例は以下の如く利点がある。

（１）第１図の光学系では、被検レンズＬのアラインメ
ントを必要とせず、被検レンズの屈折力（ｓ　＋　ｃ　
ｌ　ＡＸ　）を測定回である。　（ただしレンズの収差
の関係から周辺は収差が多いので、正確なアラインメン
トをした方が精度よい測定が可である。） （２）第１図の光学系では、被検レンズＬを測定光束が
２度通るなどの特徴から、ターゲツト像の結像の焦点深
度を浅くでき、乱視などのレンズ屈折力成分により、大
きく結像が変化するので通常のレンズメータより精度の
良い測定が可能で有る。

（３）受光素子−トでの結像の状態（コントラスト：明
暗の変化の度合）を検出しＣいること。そのためにＶま
色々なターゲット、検出器を考えることができる。それ
を検出さえできれば良い。

（４）実質的な測定時間を減らすために被検レンズＬが
そう人された時点で、検出器上で結像状態が大きく変化
するのを利用して、レンズのそう人の有ったことを検出
し、自動的に、そのレンズの屈折力の測定を開始するよ
うにシーケンスを組んでいる。つ′ｆす、通常、レンズ
がそう人されていない状、嘘で電源が入っていれば、装
置は、ゼロディオプタの位置に反射鏡を固定している。

その間１秒間に１回程度、検出器ｌの信号を読み出し、
結像状態が変化したかどうかを常にチェックしている。

変化を検出すると即座に、外部からの指命に応じて自動
的に屈折力（Ｓ　、　Ｃ、Ａｘ）、ブリズムの測定を開
始し完了する。これにより、被検レンズＬのそう人によ
り、表示が２〜３秒で出るという、システムが完了する
。屈折力の測定を完了ノーると、プリズム・乱視（紬測
定モードに自動的に切り替わる如く成しておけば、プリ
ズム・乱視軸のリアルタイムな１ｊｌｌｌ定１表示が行
なえる。　（実際、この２つのファクターだけがレンズ
の移動などにより変化する。他の屈折力のファクターは
、一度測定を行えば変ることはない。したがって、リア
ルタイムな測定は、それ程要求されない。）なお、第１
図の光学系は焦点深度が極めて浅いため、反射鏡７を移
動したとき得られる信号・のビーク前後では１ステップ
０．０３１２５Ｄ程度の反射鏡７の移動でも充分判別で
きるだけの信号変化を得ることが出来るので、上述の説
明の如く一走査を行なうだけで、信号の極大値を得るこ
とも０］′能であるが（ブロック３１参照）、２ステツ
プのオーバーランを行い、また、４ステツプの逆送りを
行って、その極大値を確認する如く成しても良い。

その極大値が、ノイズ等によるもので有って、確認が成
されなかった場合は、極大値が無か−たものとして再び
反射鏡７の移動を続行すれば良い。

また、乱視軸の検出感度を高めるために、第１２図のよ
うなターゲット２を併用することが望ましい。このよう
に横長の透光部を有するターゲットの場合、イメージセ
ンサｉｉに像の流れをうまく映すことが可能であり、　
（第１３図（ａ）は一般的な場合、第１３図（ｂ）＋ｒ
よ乱視軸を検出した場合）第１４図（ａ）　、　（ｂ）
のように、ターゲット２の角度に対して急しゅんなピー
クを求めることが可能である。

（第１４図（ａ）は第３図のターゲットを用いた場合、
第１４図（ｂ）は第１２図のターゲットを用いた場合で
ある。）この２つのターゲット　（第３図、第１２図）
は、機械的に切り替えることができるし、光学的に２種
類を選択してイメージセンサ１１上に映すこともできる
。また、第１５図（ａ）のように直交して２つのターゲ
ットを一板のガラス基板に作り、乱視軸測定時に、イメ
ージセンサ１１に対しターゲット２を９０°回転して、
検出感度の向上を計ることもできる。（ただしこの場合
、イメージセンサ１１とターゲット２は、個々に別々に
回転するようにしておく。）また、第１５図（ｂ）のよ
うな同心円状のターゲット２を用いれば、ターゲット２
の回転を行なわなくても、イメージセンナ１１０回転の
みにより同様なことを行なえる。なお、ターゲット２の
透光部のピッチとその大きさは、イメージセンサ１１の
分解能に合わせて最適なものが選択される。

さらに、上述の実施例では、乱視レンズＬを手で回しな
がら乱視軸の角度を設定したい場合に、第４図のブロッ
ク４７、ブロック４８によっていたが、第１６図で説明
する如き原理によ・でも良い。第１６図（ａ）　、　（
ｂ）ａ　Ａ　−Ｄ変換器１９の出方信号を示したグラフ
であり、横軸はターゲットの回転角θであり、角度範囲
Φは振動範囲を示し、縦軸は信号のレベル（Ｉ）である
。また第１６図（ｃ）は、第１６図（ａ）においてター
ゲットが振動範囲の各端部にある場合に得られる信号レ
ベルを示したもので、横軸は時間ｔ１縦軸は信号レベル
Ｉである。

第１６図（ｄ）は第１６図（ｂ）に対応しており、第１
６図（ｃ）と同様のグラフである。第１６図（ｅ）はタ
ーゲ゛ットが振動範囲のいずれの端部にあるかを識別す
るだめの論理信号である。マイクロコンピュータ１２は
、現在のピーク位置から士数度の範囲で第１６図（ｅ）
の如き周期でターゲラ）２（ＣＣＤイメージセンサ１１
も同様）を振動せ１７める。マイクロコンピュータ１２
を、Ａ−Ｄ変換器［２の出力信号から第１６図（Ｃ）　
、　（ｄ）の如き信号を作成し、第１６図（、）の論理
信号との位相を比較する如く成しておくことによって、
第１６図（ａ）の如く乱視レンズＬが回転し、ピーク位
置がターゲットの撮動中心ｐ、より大きい角度位ｆｔＫ
ずれた場合と、第１６図（ｂ）の如くピーク位置Ｐ２が
ターゲットの撮動中心ｐ、より小さい角度位置にずれた
場合とを識別することができ、かつ振動範囲の両端部に
おける信号レベルが等しくなったことにより信号のピー
ク位置が振動中心に一致したことを知ることができる。

従って、乱視レンズＬの乱視軸の方向を乱視レンズＬの
回転に追従して表示することができる。

また、イメージセンサ１１として２次元のものを用いれ
ば、第２ハーフミラ−９、光位置検出器ｉｏを省くこと
ができる。発光ダイオード１．８を択一的に点灯したり
、実施例の如く発光ダイオード８を点滅する等によ・て
、屈折力の測定かプリズムの測定かを識別することがで
きる。

さらに、上述の実施例では歯車装置Ｈを用いて、ターゲ
ット２とイメージセンサ１■を、互いの位置関係を保持
したまま回転させていたが、ターゲット２とイメージセ
ンサ１１を固定し、第２コリメータレンズ４と第１ハー
フミラ−３との間にイメージローテータを配設する如く
成しても良い。

この場合、発光ダイオード８の像位置がイメージローテ
ータの反射面によりてずれるので、あらかシメマイクロ
コンピュータ１２にイメージローテータの回転角度に対
する補正値を入れておき、プリズム測定時には、光位置
検出器１０がらの信号を補正してプリズム量を求める必
要がある。

以上述べた如く本発明によれば、ターゲツト像のコント
ラストをイメージセンサによって検出しているので、検
出素子の分解能やりニアリティに影響されずに測定が行
なえると共に、反射鏡を用いているだめに深度が非常に
浅くなり、反射鏡のわずかな移動によって大きなコント
ラストの変化が得られるので、簡単な構成でかつ高い精
度の測定が安定に行なえる光学系の検査装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の光学系、第２図は第１図と共
に用いられる電気系のブロック図、第３図（は第１図で
用いられるターゲット２の正面図、第４図乃至第８図は
第２図で用いられるマイクロコンピュータ１２のフロー
チャート、第９図はイメージセンサ１１とターゲツト像
２′の関係を説明する図、第１Ｏ図はマイクロコンピュ
ータ１２に入力される信号波形図、第１１図は第２図で
用いられる検波回路１５の出力波形図、第１２図はター
ゲットの他の例を示す正面図、第１３図は第１２図のタ
ーゲットを用いた場合のイメージセンサとターゲツト像
の関係を説明する図、第１４図は第３図のターゲットと
第１２図のターゲットによってマイクロコンピュータに
入力される信号を比較した図、第１５図はターゲットの
他の例の正面図、第１６図は被検レンズＬの乱視軸の角
度を設定する原理を説明する図、である。 〔主要部分の符号の説明〕 ｌ・・・発光ダイオード、　　３・・・第１ノー−フミ
ラー、４．５・・・コリメータレンズ系、　　　７・・
・反射鏡、１１・・・−次元イメージセンサ、　　Ｈ・
・・歯車装置。 出願人　　日本光学工業株式会社 代理人　　渡　　辺　　隆　　男 ″Ａ＝″１囚 ｆ４図 ７５区 オ６霞 オ′７日 オ′８図 才ｑ図 才１０図　　　　　　　オフ７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コリメータレンズ系と、該コリメータレンズ系の光軸を
   ２分する光学部材を設け、該２分された光軸′Ｄ〜方に
   前記光軸と直交する直線方向へ規則的に配列した光射出
   部材を配役し、他方には前記光射出部材と光学的に等し
   い位置に該部材からの光を測光するイメージセンサを配
   設し、前記光射出部材の光を前記コリメータレンズ系に
   よって結像せしめ、該像を再び前記コリメータレンズ系
   によって前記イメージセンサ上に結像させるための反射
   部材を光輸方向に移動可能に設け、前記光射出部材と前
   記イメージセンナの位置関係を保持したままで、前記光
   射出部材からの射出光を全方向から前記コリメータレン
   ズ系に入射せしめる如く走査する手段、を設けたことを
   特徴とする光学系の検査装置。