JPS5987336A - 分割像合致式合焦指示光学系を有するレンズメ−タ− - 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、分割像合致方式による合焦指示光学系を、合
焦判定の為の補助手段として備えたレンズメーターに関
する。

視覚判定によるレンズメーターにおける合焦判定には、
従来より二種類の方式が明らかにさオしている。

第一の方式は、すでに多くのレンズメーターにおいて実
施されている最も一般的な方式であって、像の鮮明さを
判定情報とするものである。この方式のすぐれた点は、
被検レンズをのせる受は台間口のほぼ全域を用いて測定
する為、被検レンズの研磨不良及び脈理等の発見が比較
的容易であることがあげられる。一方では被検レンズ（
一般に眼鏡レンズ）が単レンズである為、被検レンズの
度数が大きくなると、収差量が増加し、合焦判定が著し
く困難となって、合焦に多くの時間を要したり、合焦の
再現性の低下をまねく欠点がある。

第二の方式は、特公昭４２−１．２１０７号及び特公昭
４２−１／１２６９号公報に開示された像合致方式のも
のである。この方式のすぐれた点は人間の眼の副尺視力
がきわめてよい点を利用していることである。それによ
って、合焦の時間が短縮され、また、合焦の再現性も向
−ヒする。しかし、開示された両特許においてはなお多
くの問題点が存在する。第一に、細い光束を使用してい
る為に、被検レンズの研磨不良や脈理が発見しにくくな
っていること。第二に、細い光束の為、輝度が不足し、
光源を明るくしなければならないこと。第三に、細い光
束の為、深度は深くなっているが、回折が起こり、像が
不鮮明となること。第四に、両特許で開示された装置の
いずれもが従来のレンズメーターの測定手順に慣れた検
者には親しみにくいものであること。

第五に再装置ともに、光学系が複雑であり、製造上の加
工調整に多くの困難を伴なうことがあげられる。

３一 本発明の目的は、前記第一から第五までの問題点を解決
し、第−及び第二の両方式がもつすぐれた特徴を合わせ
もったレンズメーターを開示することである。

第１図は、従来の、像の鮮明さによって合焦判定を行な
うレンズメーターの一例である。その作用を以下に述べ
る。

まず光源１を発した光がコリメーターレンズ２によって
、はぼ平行な光束とされる。これをコンデンサーレンズ
３が受けて、ターゲット４上に集光する。ターゲット４
上に描かれたスリットパターンを通過した光は、対物レ
ンズ５で平行光束とされ、ターゲット４上のスリットパ
ターンの像が、投影レンズ７によってスクリーン８上に
結ばれる。

以上は、被検レンズが入っていない場合の結像状態であ
るが、受は台６の上に被検レンズが置かれた場合には、
スクリーン８上のボケたスリットパターンの像が再び鮮
明に結像される様に、コンデンサーレンズ３とターゲッ
ト４とを一体で光軸方向に移動する。像が鮮明になった
所で移動を止め、４− その移動量を読み取ることによって、被検レンズの度数
を知ることが出来るというものである。

従来のレンズメーターには、第１図以外にも、例えば、
コリメーターレンズ２及びコンデンサーレンズ３がなく
、ターゲラｉ−４の光源側の面が拡散面になっているも
のや、コンデンサーレンズ３が特に用意されていないも
の等、いくつかの変形はあるが、本発明においては、レ
ンズメーターとして機能する上で最小限必要な構成要素
であるターゲット４．対物レンズ５．受は台６．投影レ
ンズ７及びスクリーン８の他に、コンデンサーレンズ３
及び光源側が拡散面でないターゲット４を備えたレンズ
メーターであることが必要である。

上述の条件を満たした形態のレンズメーター（例えば第
１図）に対しては、わずかな変更を加えるのみで本発明
の目的は達成される。

以下、本発明の構成並びに作用を図面に従って説明する
。

第２図は本発明に基づく変更を加えた後のレンズメータ
ーの構成を示したものである。尚、従来のレンズメータ
ーと同一の部材は同一の符号をイ、１し、説明は省酩す
る。

従来のレンズメーターとの相違点は、適当な大きさの開
口を有する絞り板１１をコンデンサーレンズ３の前側焦
点」−に設置した点と、ターゲット４のスリットパター
ン面を光源側に向け、さらに、スリットパターン面に密
着して、４枚の偏角プリズム１２を、第３図の如く、偏
角プリズムＩ２の基底方向がスリットパターン十字クロ
ス線と直交する様に井桁に配置した点である。

次に、本発明におけるいくつかの構成−にの人ｉＱな特
徴について述べる。

まず第一の特徴は、第３図の如き偏角プリズｌ、１２の
井桁状の配置である。この様な配置を採ることによって
、特公昭４２−１２１０７号公報中に述べられた様な、
プリズム側壁による分割ラインのボケを少なくすること
が可能である。分割ラインの境目がボケる主な原因は、
偏角プリズ１１の側壁が高い為であって、第３図の如き
配置とすれば、側壁を低く出来ることは明らかである。

前記配置による他の特徴は、プリズム側壁を、度数測定
の際にきわめて重要なスリットパターンの十字クロス線
の中心に近づけることが出来ることである。対物レンズ
５及び投影レンズ７のもつ収差によって、ターゲット４
の中心及び周辺とか５発した光では、光軸方向での最良
像面位置に若干の差異を生ずる為、スリットパターンの
どこで度数を読みとるかで読み取り精度に影響を与える
。そこで、度数測定では、スリットパターンの中心で読
み取ることが通常行なわれている。しかるに前述の如く
、プリズム側壁をスリットパターンの十字クロス線の中
心に近づけられるということはきわめて重要な特徴であ
る。前記配置による特徴には、更に偏角プリズム１２の
加工上の容易さがあげられる。一般に、十字クロス線の
パターンは、非常に小さいものであるが、それに合わせ
て偏角プリズムを小さくすると、かえって加工コストが
高くなってしまう。しかし、前記配置ならば、偏角プリ
ズムは大きめに加工できるので加工が容易となる。

第二の特徴としては、偏角プリズム］２の頂角７− と、絞り板１１の開口の大きさは、スリンｌ−パターン
の像の輝度９回折限界、偏角プリズ１１１２を通過した
スリットパターンの領域と通過しない領域との輝度の違
い、及び分割像の合致感度によって決められる点である
。

通常、受は台６の開口は、対物レンズ５の後側焦点位置
にある為、絞り板１１の開口像は、コンデンサーレンズ
３及び対物レンズ５によって受は台６の開口と同じ位置
に結ぶ。

そこで前述の偏角プリズム１２の頂角と絞り板１１の開
口の大きさを決定するパラメーターを以下の様に定義す
る。

（１）分割像の合致感度に 偏角プリズムによって変位した絞り板１１の開口像と、
受は台開口との共通領域の重心位置を受は台中心から測
った変位量ｒＭで表わし、受は台の開口半径をｒｔとし
たとき に＝ｒＭ／ｒ。

と定義する。

８− （２）スリットパターンの像中心輝度比Ｂ。

偏角プリズムによって変位を受けない絞り板１１の開口
像の面積Ｓｌ＋と、受は台開口面積Ｓ。

との比として、 Ｂ、　＝　Ｓ、□／Ｓ。

と定義する。

（３）スリットパターンの像周辺輝度比ＢＤ偏角プリズ
ムによって変位を受けた絞り板１１の開口像が受は台の
開口と共通する領域の面積Ｓ、１′　と、変位を受けな
い絞り板１１の開口像の面積Ｓ１１との比として、 ＢＤ＝　Ｓｕ　’　／　Ｓｕ と定義する。

但し、偏角プリズムによって変位されない絞り板１１の
開口像の面積は、受は台開口面積より大きくなることは
ない。

以上のパラメータ一群に、Ｂｃ及びＢＤのいずれに重点
を置くかによって種々の設計形態が実現される。しかし
、各パラメーターには、境界条件が存在することが確認
されており、例えば、Ｋは、０．３３以下だと、実用上
、分割像の合致感度としては不十分であるし、また、投
影式のレンズメーターにおいては、Ｂｃが０．１以下で
あると、回折の影響が強く現われ、さらに、Ｂ、が０．
７以下であると、スリットパターンの像周辺輝度の低下
が目立ちすぎて、見かけ上にも測定精度上でも問題にな
ること等である。

上記の如き境界条件を満足する為には、合致感度には、 ０．３３３に、＜０．６７　　　　・・・・・・（１）
なる不等式を満足することが必要である。

なぜなら、Ｋ＞０．６７である場合は、Ｂｃン０．１　
　、　Ｂ、＞０．７　　のいずれかの条件が破られる可
能性が増大するからである。

そこで、」二式（１）を満足する偏角プリズムの頂角α
のとりうる値の範囲を求めると、対物１ノンズ５の焦点
距離ｆ９．受は台６の開口半径ｒ６及び、偏角プリズム
の屈折率ｎとしたとき、 ・・・・・・・・（２） なる不等式を満たすことが必要であることがわかる。そ
して、更に絞り板１１の開口の大きさは、（２）式を満
たす偏角プリズムの頂角αに対して前述の各パラメータ
ーの境界条件をこえない様に決定されることが必要であ
る。

以上の如き第−及び第二の特徴を備えたレンズメーター
は、第４図に示す様に、合焦時には１通常のレンズメー
ターと同様な表示状態となり、合焦点前後においては１
例えば各々第４図の（イ）及び（ハ）に示された如く、
スリットパターンの十字クロス線がボケると同時に偏角
プリズム側壁の境界線に沿って分離する。

本発明の主旨を理解した上では、以下の様な変形も可能
どなる。第一点は、絞り板１１の位置であるが、この場
所は厳密にコンデンサーレンズ３の前側焦点」二になく
ても、はぼ前側焦点上であれば機能」二はとんど支障は
ない。第二点は、偏角プリズム１２の配置であるが、本
発明の目的を達する上では、直交した２本の経線の度数
が知れればよいのであるから、偏角プリズム１２は、２
枚あ１１− れば十分である。すなわち、基底方向がほぼ直交し、か
つスリットパターンの十字クロス線に各々の基底方向が
交叉する様に配置された２枚の偏角プリズムを備えたレ
ンズメーターも１本発明の目的を十分に満たすことが可
能である。

さて、令達の説明から明らかな様に、第−及び第二の特
徴を備えたレンズメーターは。

１）合焦判定がしやすく、再現性がよい。

比較的太い光束を用いる為。

２）被検レンズの局所的研磨不良や調理の発見も容易で
、 ３）スリットパターンの像輝度も光源を明るくしなけれ
ばならない程の低下はなく、 ４）回折による像の劣下がない。

そして、 ５）従来のレンズメーターの測定手順とほとんど差異が
ないので使用者にとって親しみやすい。

さらに、変更箇所の製作上においても、従来の公知とな
っている像合致式レンズメーターに比し、＝１２− ６）部品点数が少なく、安価であり、 ７）加工、調整もきわめて容易である。

という多くのすぐれた点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の像の鮮明さによって合焦判定を行うレン
ズメーターの一例を示した図、第２図は本発明にかかる
変更を加えた後のレンズメーターの図、第３図はターゲ
ットに密着された偏角プリズムの配置図、第４図（イ）
、（ロ）、（ハ）は本発明のレンズメーターにおけるス
クリーン」二のスリットパターンの見え方を示した現象
解説図である。 １・・・光源　　　２・・・コリメーターレンズ３・・
・コンデンサーレンズ　　　４・・・ターゲット５・・
・対物レンズ　　　６・・・受は台　　　７・・・投影
レンズ　　　８・・・スクリーン　　　１１・・・絞り
板１２・・・偏角プリズム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　コンデンサーレンズ（３）と、拡散性のない透過面
   からなるターゲット（４）とを有し、該コンデンサーレ
   ンズ（３）と該ターゲラｈ（４）とが一体となって光軸
   方向に移動可能なレンズメーターにおいて、該コンデン
   サーレンズ（３）の前側焦点近傍に設置され、該コンデ
   ンサーレンズ（３）と該ターゲット（４）と共に移動可
   能な絞り板（１１）と、該ターゲット（４）の光源側に
   向けられたスリットパターンの十字クロス線と、基底方
   向が交叉しかつ各々の基底方向がほぼ直交する少なくと
   も２枚の偏角プリズム（１２）から構成された分割像合
   致式合焦指示光学系を有することを特徴としたレンズメ
   ーター。 ２　前記絞り板（１１）の開口の大きさと、前記偏角プ
   リズム（１２）の頂角とが、像の合致感度に、像中心輝
   度比Ｂｃ及び像周辺輝度比Ｂ、に関して、 Ｋ〉　０．３３ Ｂｔ〉０．１ Ｂρ〉０．７ を満足する様に定められた分割像合致会合焦指示光学系
   詮有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のレンズメーター。 ３　前記ターゲット（４）の光源側に向けられたスリッ
   トパターンの十字クロス線と直交する様に、基底方向が
   井桁に配置された４枚の偏角プリズム（１２）から構成
   された分割像合致式合焦指示光学系を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のレンズ
   メーター。 ４　前記偏角プリズム（Ｊ２）の頂角（α）が、対物レ
   ンズ（５）の焦点距離（ｆ、）、受は台（６）の開口半
   径（ｒ、）及び偏角プリズムの屈折率（ｎ）に対して、 を満足する様に定められた前記分割像合致式合焦指示光
   学系を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第３項のいずれかに記載のレンズメーター。