JP2002310851A - 自動レンズメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が単純でかつ測定精度の高い自動レンズ
メータを提供する。 【解決手段】 パターン形成部材に形成されたパターン
を投影してそのパターン像を形成する光学系の光路内に
被検レンズを配置しない場合に対して配置した場合のパ
ターン像の変位情報から被検レンズの光学特性を測定す
る自動レンズメータであって、パターン像の位置を検出
するイメージセンサとして、パターン像形成面上に配置
される４つの十字状のラインセンサ１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ、１０ｄを用いるとともに、パターン形成部材とし
て、パターン形成面上で各ラインセンサと各辺が交差す
る四角形状のパターン像を形成するものを用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、眼鏡レンズまたは
コンタクトレンズを測定するレンズメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】手動式レンズメータでレンズを測定する
場合、被検レンズを含む光学系の光軸上における相互間
の関係位置を変え、または光源光学系の距離を変えて像
ピント面を追跡し、ピント面が得られる像の移動距離と
送光光学系との関係から、肉眼または眼視装置によって
観測し、焦点距離を求めていた。しかし、視覚によるピ
ント位置の決定は、個人差による視覚誤差が生じ易いと
いう欠点があった。

【０００３】そこで、この手動式レンズメータの欠点を
解消するために、自動式レンズメータとして、特開昭４
８−３２９９４号公報、特開昭６０−１７３３５号公
報、特公平８−２０３３４号公報にそれぞれ記載の発明
が知られている。特開昭４８−３２９９４号公報記載の
発明は、被検レンズを送光コリメータおよび受光コリメ
ータの光軸上に光心を合わせて固定し、この光軸の延長
線上の焦点面に光電変換器を配置した撮像光学系と前記
光電変換器の走査線によって分解されるターゲット像の
輝度信号を整理し、光源光学系の移動往路および復路に
おいて輝度電気信号の時間幅面積が最小になる位置を計
数する電気回路とこの電気回路と同期して光源光学系の
往復駆動をパルスモータおよびその駆動用送り信号発生
器により自動的に制御する回路からなることを特徴とし
ており、ターゲット像が最小面積になる位置をディオプ
トリー表示信号に変換するものである。

【０００４】特開昭６０−１７３３５号公報記載の発明
は、特開昭４８−３２９９４号公報に記載のものも含め
て自動式レンズメータの場合、最良位置の検出手段とタ
ーゲット移動の機構とを設ける必要があるため、その改
良としてスリットパターンを移動させずに結像レンズの
焦点面に配置したイメージセンサ上の信号を処理するこ
とにより、被検レンズの屈折度、軸角度およびプリズム
量を測定するようにしたものである。さらに、特公平８
−２０３３４号公報に記載の発明は、より構成を単純に
したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開昭６
０−１７３３５号公報に記載の発明では、受光対物レン
ズの後方で測定光を二つに分けて２個のイメージセンサ
により測定光の被検レンズによる偏向を検出し、そのデ
ータをもとにして演算処理し屈折力を算出するものであ
るが、被検レンズを通過した測定光を二つに分割して、
Ｘ方向とＹ方向に分離して、イメージセンサに信号を送
るため、イメージセンサに送られる光信号は、もとの信
号の半分以下になってしまうので、Ｓ／Ｎ比を向上させ
るための特別な電気的処理が必要で電気回路が複雑で高
価なものとなる。

【０００６】また、上述の２分割のためのビームスプリ
ッタおよび二つのイメージセンサを別々に配置しなけれ
ばならないので、光路、二つのイメージセンサおよびそ
の取付け部分等が複雑で高価になることが不可避であ
る。

【０００７】また、特公平８−２０３３４号公報に記載
の発明は、受光対物レンズの後方で１個のイメージセン
サにより測定光の被検レンズの偏向をＸ方向Ｙ方向とも
に検出し、そのデータをもとにして演算処理し屈折力を
算出するものである。そのため、スリットパターンとし
てＮ字型を用いている。それゆえ、Ｙ方向の偏向を検出
するのに、イメージセンサに対して斜めの部分を使用す
ることになり、位置精度が低下するという問題がある。

【０００８】本発明はこのような問題点を除去するため
になされたものであり、その目的は、構造が単純でかつ
測定精度の高い自動レンズメータを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として、第１の手段は、パターン形成部材に形
成されたパターンを投影してそのパターン像を形成する
光学系の光路内に被検レンズを配置しない場合に対して
配置した場合のパターン像の変位情報に基づいて前記被
検レンズの光学特性を測定する自動レンズメータであっ
て、前記光学系の光軸に垂直な平面上において前記光軸
から等距離の位置に配置された複数の光源と、前記光軸
とその光軸を共通にして配置されて前記光源からの光を
平行光にする送光レンズと、前記送光レンズの光路上に
被検レンズを載置する測定台と、前記送光レンズからの
光を通過させて前記測定台に載置された被検レンズ上に
前記複数の光源の光源像を各々を結像させるコリメータ
レンズと、前記送光レンズと前記コリメータレンズとの
間に配置されたパターン形成部材と、前記パターン形成
部材に形成されたパターンの像を所定のパターン像成面
上に結像させる受光対物レンズと、前記パターン像形成
面上に配置されたラインセンサとを有し、前記パターン
像形成部材は、前記パターン形成面上に四辺形状のパタ
ーン像を形成するものであり、前記ラインセンサは、前
記パターン像形成面と同一の平面上において、前記四辺
形状のパターン像の四辺と交差するように配置されたも
のであり、前記ラインセンサと前記四辺形状のパターン
像の四辺と交差する交差点位置情報から、パターン像の
変位情報を得ることを特徴とする自動レンズメータであ
る。第２の手段は、前記光源が、正方形の各頂点位置に
配置された４つの発光体で構成されていることを特徴と
する第１の手段にかかる記載の自動レンズメータであ
る。第３の手段は、前記ラインセンサは、前記パターン
形成面上に光軸を中心に十字状に配置されているもので
あることを特徴とする第１又は第２の手段にかかる自動
レンズメータである。第４の手段は、前記パターン形成
部材は、正方形状または長方形状のパターン像を形成す
るものであることを特徴とする第１〜第３のいずれかの
手段にかかる自動レンズメータである。第５の手段は、
前記パターン形成部材は、前記送光レンズと前記コリメ
ータレンズとの間に光軸方向に移動可能に配置されたも
のであることを特徴とする第１〜第４のいずれかの手段
にかかる自動レンズメータである。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は実施例によるレンズメータ
のシステムブロック図、図２は光源の正面図、図３はパ
ターン像形成部材の正面図、図４はイメージセンサ部の
構成を示す図、図５は被検レンズ上に結像した光源像を
示す図、図６はイメージセンサ部の像形成面上に形成さ
れたパターン像の位置を各ラインセンサで検出する様子
を示す図、図７は球面によるプリズムの分析図、図８は
乱視によるプリズムの分析図、図９は被検レンズ上に結
像した光源像のピッチを示す図、図１０は被検レンズ上
に結像した光源像のピッチを示す図、図１１は実施例に
かかるレンズメータの電気回路図である。以下、これら
の図面を参照にしながら実施例にかかるレンズメータを
説明する。

【００１１】まず、光学系２から説明すると、３は４個
の超高輝度の発光ダイオード（ＬＥＤ）３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄからなる光源で、このレンズメータ１の光源と
して使用している。これら４個のＬＥＤは後述の演算を
簡単にするために図２に示すように、正方形の頂点位置
に光軸を中心としてそれぞれ等間隔に配置されている必
要がある。４は送光レンズで、各々のＬＥＤから出た光
を平行光にしている。すなわち、ＬＥＤ３は送光レンズ
４の焦点位置に配置されている。

【００１２】５はスリット状パターン形成部材であり、
図３に示すように正方形のスリット状パターン５ａが形
成されていて、送光レンズ４と後述のコリメータレンズ
６の間を移動可能に配置されている。６はコリメータレ
ンズで、二つの役目を果たしている。一つは被検レンズ
７上に光源像を作り出すことで、もう一つはスリット状
パターン５ａのイメージ像を形成する光束を被検レンズ
７と協働して平行光束にすることである。

【００１３】８は測定台で、４つの光源像の同一平面上
に被検レンズ７が設定されるように調整されている。９
は対物レンズで、コリメータレンズ６と被検レンズ７に
よって平行光束にさせられたスリット状パターン５ａの
イメージ像を結像させている。１０はイメージセンサ部
である。このイメージセンサ部１０は、対物レンズ９の
焦点位置に配置されており、後述の如くパターン像の位
置を検出するものである。

【００１４】図４はイメージセンサ部１０を示す図であ
る。図４に示されるように、イメージセンサ部１０は、
４個のラインセンサ（ＣＣＤ）１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ、１０ｄをイメージセンサ部１０のパターン像形成面
上に略十字状に配置したものである。ラインセンサ１０
ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、一次元位置検出センサ
であり、イメージセンサ部１０のパターン像形成面上に
形成された像の輪郭等と交差する部位でその長手方向に
おいてその輪郭位置等を検出するものである。ここで、
例えば、パターン像が、暗い背景に太さのある明るい線
で描かれたものであれば、上記ラインセンサがこの明る
い線と交差する場合、暗部と明部との境界が２カ所生ず
ることになるので、この２カ所の位置を検出してその中
点位置を求めれば、前記像の線とラインセンサとの交差
部の位置検出精度を良好に確保できる。

【００１５】４個のＬＥＤ ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄか
らなる光源から発せられた光は、送光レンズ４を通り、
スリット状パターン５ａを照明し、コリメータレンズ６
を通過し、被検レンズ７に入射した後、対物レンズ９を
介してイメージセンサ１０に至るわけであるが、各々の
配置は、光源の位置と被検レンズ７の裏面位置が光学的
に共役に設置されている。すなわち、光源は被検レンズ
７の裏面位置で各々４個が一旦結像してＤ１、Ｄ２、Ｄ
３、Ｄ４の像を形成することになる（図５参照）。

【００１６】ここで、スリット状パターン５ａはイメー
ジセンサ１０の位置に対しほぼ共役な関係に保つ。すな
わち、被検レンズの等価球面値Ｓｅに対応させ、スリッ
ト状パターン形成部材５を光軸方向にパルスモータ５ｂ
によりサーボコントロールさせて移動させることによ
り、スリット状パターン５ａとイメージセンサ１０との
共役関係を保つようにして、測定するものである。

【００１７】また、これらの光学系と関連して、制御、
検出、演算処理を行う電気系統の処理システムとして、
ＡＣ入力をＤＣ入力に変換し制御部３０に供給する電源
部１１、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４からなる
制御基板１５、クロック発生回路１６とＣＣＤ駆動回路
１７とピークホールド回路１８とオートゲイン回路１９
と微分回路２０とラッチ回路２１とカウンタ回路２２と
アドレス設定／書き込みパルス作成回路２３とからなる
信号処理回路２４、表示駆動回路２５、光源（ＬＥＤ）
駆動回路２６、パルスモータ駆動回路２７、数値演算回
路２８、プリンタ駆動回路２９の各回路から構成される
制御部３０、ＬＥＤ表示またはモニタ表示を行う表示部
３１、操作パネルとして本体に表出し、操作を行う操作
スイッチ部３２がある。なお、制御部３０の電気系統の
システムについては後述する。

【００１８】次に、被検レンズ上の４つの光点を（Ｘ
ｉ，Ｙｉ）、ｉ＝１〜４とし、その各々のプリズム量
で、被検レンズの光学特性としての球面値Ｓ、乱視度数
Ｃ、その軸方向（ＡＸ＝θ）、測定光軸に対する偏心量
（被検レンズとしてのプリズム値）を算出する方法につ
いて説明する。

【００１９】ここで、Ｄ１〜Ｄ４の各点におけるプリズ
ム量を、球面によるものと円柱によるものに分解して考
えると、図７から、球面によるプリズムＰＳｉ（ＰＳｘ
ｉ，ＰＳｙｉ）はＰＲＥＮＴＩＣＥの式（プリズム値＝
レンズ度数（Ｄ）×偏心量（ｍｍ）／１０）から

【数１】 すなわち、

【数２】

【００２０】ここでｉ＝１〜４、Ｘｉ，Ｙｉは各点（パ
ターン像）の中心座標である。 円柱によるプリズムＰ
ｃｉ（ＰｃＸｉ，ＰｃＹｉ）は、図８から判断すると、

【数３】 すなわち、Ｘ方向は、

【数４】 そしてＹ方向は、

【数５】 Ｘ方向のプリズム合成は、

【数６】 Ｙ方向のプリズム合成は、

【数７】

【００２１】Ｘ方向、Ｙ方向のプリズム合成値はセンサ
上の移動量に比例する。すなわち、比例定数をｋとし、
プリズム量をセンサ上の移動量として表すと、 ＰＸｉ
＝ｋｘｉ ＰＹｉ＝ｋｙｉ ただし、ｘｉ，ｙｉはセン
サ上の移動量とする。Ｘ方向のプリズム合成

【数８】 Ｙ方向のプリズム合成

【数９】

【００２２】ここで、各点（ｉ＝１〜４）を代入して式
を作成すると、（１）式により、

【数１０】

【００２３】（２）式により、

【数１１】 となる。（１）式により、

【数１２】

【００２４】（２）式により、

【数１３】

【００２５】被検レンズ上における光源像の各ピッチ距
離を図９のように定めて、ＯＰ（被検レンズの光学中
心）を（０，０）とする座標で表現すると下記のように
なる。Ｘ１−Ｘ３＝Ｋ Ｙ１−Ｙ３＝０ Ｘ２−Ｘ４＝
０ Ｙ２−Ｙ４＝Ｋ 従って、前式を利用すると、
（３）、（４）、（５）、（６）式は下記の如く簡単に
なる。

【００２６】

【数１４】

【００２７】（７）、（８）、（９）、（１０）式によ
って、（１１）、（１２）、（１３）が求まる。

【数１５】

【００２８】（１１）、（１２）、（１３）式から、球
面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、軸度Ａｘを下記のごとく求める
ことができる。

【数１６】

【００２９】又、被検レンズのレンズレイアウトでの偏
心量としてのプリズム値も下記の如く求めることができ
る。その値のｘ成分、ｙ成分をそれぞれＰｘ，Ｐｙとす
ると、

【数１７】

【００３０】

【数１８】 で与えられる。従って、被検レンズの上を通過する４つ
の光束から被検レンズの光学特性を算出することができ
る。

【００３１】次に、イメージセンサ部１０として、光軸
Ｏを中心にして十字状に配置された４本のラインセンサ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを使用してパターン像
の中心座標（Ｘｉ，Ｙｉ）を求める方法について説明す
る。図５において、被検レンズ上に集光した四つの光源
像をそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４とする。

【００３２】図６は１個のＬＥＤが点灯したときに、ラ
インセンサ部１０のパターン像形成面上に形成される四
角形状のパターン像を示す図である。図６において、四
角形状パターン像５ｃは、暗部を背景にした太さのある
明るい線である。このパターン像の四角形の各辺は、４
本のラインセンサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとそ
れぞれＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の部位で交差する。４本
のラインセンサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、各
交差部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の部位で、それぞれ暗部
と明部との２つの境界点の位置を検出し、３ａ（Ｄ１）
点灯時に、図６に示したように、Ｐ１からＰ８まで８個
の位置情報データを得る。同様に、１０ｂ（Ｄ２）、１
０ｃ（Ｄ３）、１０ｄ（Ｄ４）が点灯したときも、各々
８個の位置情報データを得る。

【００３３】これら８個のデータを利用して正方形のパ
ターン像５ｃの中心のＸ座標とＹ座標を求めると、次式
のようになる。

【数１９】

【００３４】上式のｘはセンサの何ビット目に横方向の
中心があるかを示し、ｙはセンサをの何ビット目に縦方
向の中心があるかを示している。被検レンズを挿入しな
いときの座標を（Ｘ０，Ｙ０）とし、被検レンズを挿入
したときの座標を（Ｘ１，Ｙ１）とすると、Ｘ１−Ｘ０
をＸ軸に、Ｙ１−Ｙ０をＹ軸にとる新しい座標系を描け
ば、それは被検レンズの測定点におけるプリズム量（偏
位量）そのものを表すことになる。

【００３５】しかるに、前記の原理説明で述べた（１
１）、（１２）、（１３）式、およびプリズム量の式は
下記のようになる。

【数２０】

【００３６】上記式で求めたα、β、γを、前述したＳ
（球面度数）、Ｃ（乱視度数）、Ａｘ（軸度）を求める
式に代入することにより、これらＳ、Ｃ、Ａｘを求める
ことができる。従って、４本のラインセンサとパターン
像から被検レンズの光学特性を検出することができる。
このように、理論的には、上述の説明のように、本発明
による構成（４本のラインセンサ、４つの点光源、パタ
ーン）で、検出することができるが、本発明では更に、
前述のようにパターンをサーボコントロールで移動させ
ている。

【００３７】そのパターンの移動について説明すると、
パターンを移動する理由は二つある。一つは精度的問
題、もう一つはセンサの有効長とプリズム量に関する問
題である。精度的問題では、被検レンズ上に集光した光
源像は、少なからずとも面積を持っているため被検レン
ズが強度になると、その屈折作用によりセンサ上にある
パターン像にぼけを生じる。すなわち、センサ上の信号
の波形がシャープにならず、信号をとりにくい状態が発
生する。

【００３８】そこで、その欠点を補うために、パルスモ
ータを使用してサーボコントロールすることによりパタ
ーンを移動させ、球面補正を行うようにした。パターン
の移動はあらかじめ移動量（距離）と屈折力（Ｄ）が一
定の規則正をもつように光学設計されている。従って、
パルスモータの１パルスで、パターンの移動量をコント
ロールできるので、これらの３者の一定関係式が成立す
る。実際には、パターンを静止した状態で検出された光
学特性データをもとに、あらかじめ或る一定のパターン
移動量を決定し、それに基づき移動させる。移動後のパ
ターン像の検出による光学特性データでは、現在何Ｄ分
補正されているかが判っていればよいのである。

【００３９】このようにパターンの移動は、センサ上の
パターン像のぼけを少なくし、センサにて各８個のデー
タをより正確にとれるようにするための手段として用い
られる。センサの有効長とプリズム量に関する問題につ
いて述べると、一般にレンズメータの測定範囲は、±２
５Ｄ、５プリズムまで測定できるようになっている。

【００４０】本実施例では、図１０に示すように、測定
点ピッチを４ミリ、ＰＯからの偏位量を２ミリ、被検レ
ンズを２５Ｄの球面レンズとすると、測定点におけるプ
リズム量は５プリズムとなる。すなわち、パターンを動
かさなければ最大１０プリズム分パターン像が動くの
で、それをカバーできるだけのセンサ長が必要となる

【００４１】

【数２１】

【００４２】パターンをあらかじめパターン移動前での
検出データ等から球面度数分動かしてやれば、４個の光
源から発せられたそれぞれのパターン像は一つになり、
最大５プリズム分動くので、その分のセンサ長だけでよ
いことになる。すなわち、パターンを動かせば、その分
センサを短くでき、設計上コンパクトになる。

【００４３】上記のような理由により、パターンを動か
しているがその時の球面度数Ｓを求める式は２．の原理
説明の式と若干異なるので下記に示す。

【数２２】 （ただしＳＥはパターンを動かした分の球面度数であ
る。） ＳＥ＝（パルスモータ１パルス分の球面度数）×（パル
スモータに送ったパルス数）

【００４４】次に、図１１により本発明の実施例にかか
る自動レンズメータの制御部３０の電気系統の信号処理
について説明する。信号処理回路２４ではクロック発生
回路１６からのパルスをカウンタにおいて分周し、ＬＥ
Ｄ（光源）駆動回路２６を通して４つのＬＥＤ光源３
（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）を交互に２０ｍｓ毎に点灯
させる。すなわち、クロック発生回路１６により発生し
た基準パルス（８００ＫＨｚ）により、カウンタ回路２
２およびＣＣＤ駆動回路１７が動作し、ＬＥＤ３の点灯
とその他の回路との周期がとられており、ＬＥＤ駆動回
路２６によりＤ１からＤ４までの４つのＬＥＤ３が各
々、時系列的に２０ｍｓ点灯、６０ｍｓ消灯という動作
を繰り返すわけである。

【００４５】４つのＬＥＤ３からの光はパターンを照射
した後、イメージセンサ部１０の各ラインセンサ（ＣＣ
Ｄ）に達する。イメージセンサ部１０の各ラインセンサ
に達した光は時系列的に４つに分けられる。すなわち、
Ｄ１用信号、Ｄ２用信号、Ｄ３用信号およびＤ４用信号
である。イメージセンサ部１０のラインセンサからの出
力信号はＣＣＤ駆動回路１７を通ってアンプ３４を経て
ピークホールド回路１８とオートゲイン回路１９に達す
る。ピークホールド回路１８では、Ｄ１点灯時のダミー
信号（５ｍｓ分の光信号）をホールドし、オートゲイン
回路１９へ出力する。光量が少ないときにはピーク値が
小さく、光量が多いときはピーク値が大きい。

【００４６】オートゲイン回路１９に入力されたダミー
信号により、オートゲイン回路１９の増幅率をコントロ
ールする。光量が少ないときは増幅率を大きく、光量が
多いときは増幅率を小さくする。オートゲイン回路１９
の出力は光量の如何にかかわらず、一定振幅の信号とな
ってコンパレータ３５に入力される。コンパレータ３５
からの出力は微分回路２０に入力され、光量の変化があ
る一定値を越えるたびにパルスが生じる。微分回路２０
からのパルスはアドレス設定／書き込みパルス作成回路
２３に入力され、カウンタの値と組み合わされてアドレ
ス番地となる。また、書き込みパルスとなってＲＡＭ１
４に入力される。

【００４７】ラッチ回路に２１入力されたパルスによ
り、ラインセンサの光の当たった位置がラッチされ、ラ
ッチ回路２１からＲＡＭ１４へ出力される。前記の処理
によりＲＡＭ１４の中にはＤ１〜Ｄ４点灯時のＣＣＤ上
での光の当たった位置が規則正しくメモリーされる。

【００４８】ＣＰＵ１２は必要なときにＲＡＭ１４の内
容を読み取り、そのデータ９を適切に演算処理すること
によってＳ、Ｃ、Ａｘを計算することができ、パルスモ
ータ５ｂの位置を適正な所へ駆動させるためのデータを
作成することができる。

【００４９】このようにＲＡＭ１４に書き込まれたデー
タ列はＣＰＵ１２およびＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４ａによ
って必要な時に読み出され、数値演算回路２８により眼
鏡レンズの各諸元が計算される。計算結果は所望により
表示駆動回路２５を経てＣＲＴディスプレイ上に表示さ
れ、またはプリンタ駆動回路を経てプリンタにより印字
することができる。

【００５０】上述の実施例によれば、正方形状のパター
ンを用い、かつ、十字状に配置された４つのラインセン
サを用いることによって、水平配置のラインセンサによ
ってパターンの垂直部分を、垂直配置のラインセンサに
よってパターンの水平部分を、それぞれ位置検出するよ
うにしているので、計算処理が極めて容易であると共
に、位置検出精度を著しく向上させることが可能であ
る。

【００５１】すなわち、例えば、図１２及び図１３にに
示すように、ラインセンサとパターンとの交点座標から
パターン中心を求める計算式をみても、従来のＮ字形状
のパターンを用いる場合に比較して、上記実施例の場合
のように正方形パターンを用いるほうが単純な計算処理
で済む。

【００５２】また、図１４に示すように、ラインセンサ
とパターンとの交差点位置の検出精度上も、従来のＮ字
形状のパターンを用いる場合のように両者が斜めに交差
する場合に比較して、上記実施例の正方形パターンのよ
うに両者が直交するほうが有利である。

【００５３】さらには、パターン投影光学系等の光学系
は、多かれ少なかれなんらかの収差を有する。一般的に
収差量は光学中心から離れるほど大きくなる。例えば、
デストーションにより、正方形であるべきパターン像が
図１５、図１６に示されるように台形になったと仮定す
る。その場合には、図１５に示されるように、Ｎ字形状
パターンの場合は、特に、Ｙ座標に大きな誤差を生ず
る。これに対して、図１６に示されるように、上記実施
例の場合のようにパターンが正方形状の場合には、その
誤差を非常に少なくできる。

【００５４】なお、上述の実施例にあっては、パターン
形成部材に形成するパターン形状を正方形とし、４本の
ラインセンサを十字状に配置した例を掲げたが、これ
は、図１７に示したように、パターン形状を長方形とし
てもよい。また、ラインセンサは、図１８、又は、図１
９に示したように、十字を構成する縦又は横のいずれか
一方の線上に配置される２本のラインセンサを連続した
１本のラインセンサで構成してもよい。

【００５５】また、図２０に示すように、パターン形状
は、正方形や長方形でなく、平行四辺形であってもよ
く、しかも、四辺が連続して繋がっていなくてもよい。
すなわち、隣り合う辺が切れていてもよい。また、ライ
ンセンサも十字を構成する縦と横の線が直交しないよう
な、任意の角度で交差する２本線上にそれぞれ２本づつ
配置されたものでもよい。ただし、その場合、パターン
の各辺と、各ラインセンサとが直交することが好まし
い。逆に、パターンの各辺と各ラインセンサとが直交し
ていれば、図２１に示されるように、各ラインセンサが
必ずしも１本の直線上に乗らなくてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、パター
ン形成部材に形成されたパターンを投影してそのパター
ン像を形成する光学系の光路内に被検レンズを配置しな
い場合に対して配置した場合のパターン像の変位情報に
基づいて前記被検レンズの光学特性を測定する自動レン
ズメータであって、パターン像形成部材を、パターン形
成面上に四辺形状のパターン像を形成するもので構成
し、ラインセンサを、パターン像形成面と同一の平面上
において、前記四辺形状のパターン像の四辺と交差する
ように配置されたもので構成し、ラインセンサと四辺形
状のパターン像の四辺と交差する交差点位置情報から、
パターン像の変位情報を得ることを特徴とするもので、
これにより、構造が単純でかつ測定精度の高い自動レン
ズメータを得ているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例によるレンズメータのシステムブロック
図である。

【図２】光源の正面図である。

【図３】パターン像形成部材の正面図である。

【図４】イメージセンサ部の構成を示す図である。

【図５】被検レンズ上に結像した光源像を示す図であ
る。

【図６】イメージセンサ部の像形成面上に形成されたパ
ターン像の位置を各ラインセンサで検出する様子を示す
図である。

【図７】球面によるプリズムの分析図である。

【図８】乱視によるプリズムの分析図である。

【図９】被検レンズ上に結像した光源像のピッチを示す
図である。

【図１０】被検レンズ上に結像した光源像のピッチを示
す図である。

【図１１】実施例にかかるレンズメータの電気回路図で
ある。

【図１２】実施例の利点の説明図である。

【図１３】実施例の利点の説明図である。

【図１４】実施例の利点の説明図である。

【図１５】実施例の利点の説明図である。

【図１６】実施例の利点の説明図である。

【図１７】他の実施例の説明図である。

【図１８】他の実施例の説明図である。

【図１９】他の実施例の説明図である。

【図２０】他の実施例の説明図である。

【図２１】他の実施例の説明図である。

【符号の説明図】

１……レンズメータ、３……ＬＥＤ、４……送光レン
ズ、５……スリット状パターン形成部材、５ａ……スリ
ット状パターン、５ｂ……パルスモータ、５ｃ……パタ
ーン像、６……コリメータレンズ、７……被検レンズ、
８……測定台、９……対物レンズ、１０……イメージセ
ンサ、３０……制御部、３１……表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 依田 寿郎 東京都新宿区中落合２−７−５ ホーヤ株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G086 HH02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パターン形成部材に形成されたパターン
   を投影してそのパターン像を形成する光学系の光路内に
   被検レンズを配置しない場合に対して配置した場合のパ
   ターン像の変位情報に基づいて前記被検レンズの光学特
   性を測定する自動レンズメータであって、 前記光学系の光軸に垂直な平面上において前記光軸から
   等距離の位置に配置された複数の光源と、 前記光軸とその光軸を共通にして配置されて前記光源か
   らの光を平行光にする送光レンズと、 前記送光レンズの光路上に被検レンズを載置する測定台
   と、 前記送光レンズからの光を通過させて前記測定台に載置
   された被検レンズ上に前記複数の光源の光源像を各々を
   結像させるコリメータレンズと、 前記送光レンズと前記コリメータレンズとの間に配置さ
   れたパターン形成部材と、 前記パターン形成部材に形成されたパターンの像を所定
   のパターン像成面上に結像させる受光対物レンズと、 前記パターン像形成面上に配置されたラインセンサとを
   有し、 前記パターン像形成部材は、前記パターン形成面上に四
   辺形状のパターン像を形成するものであり、 前記ラインセンサは、前記パターン像形成面と同一の平
   面上において、前記四辺形状のパターン像の四辺と交差
   するように配置されたものであり、 前記ラインセンサと前記四辺形状のパターン像の四辺と
   交差する交差点位置情報から、前記パターン像の変位情
   報を得ることを特徴とする自動レンズメータ。
2. 【請求項２】 前記光源が、正方形の各頂点位置に配置
   された４つの発光体で構成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の自動レンズメータ。
3. 【請求項３】 前記ラインセンサは、前記パターン形成
   面上に光軸を中心に十字状に配置されているものである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動レンズメ
   ータ。
4. 【請求項４】 前記パターン形成部材は、正方形状また
   は長方形状のパターン像を形成するものであることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動レンズメ
   ータ。
5. 【請求項５】 前記パターン形成部材は、前記送光レン
   ズと前記コリメータレンズとの間に光軸方向に移動可能
   に配置されたものであることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれかに記載の自動レンズメータ。