JP4390888B2 - 分光特性測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズ等の分光特性、特に透過率を測定する光学特性測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、眼鏡作成に使用する被検レンズの光学特性、特に分光透過率を測定する光学特性測定装置として例えば、測定すべき被検レンズを、装置本体に設けた測定用の開口部に臨ませ、測定スイッチを操作することで、光源からの測定光束を被検レンズを透過させ、さらに受光素子により受光して前記被検レンズの分光透過率等を測定するようにしたものが知られている。さらに、外乱の影響を排除するためのキャリブレーションも検者がその都度操作スイッチを操作して行っているのが実情である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光学特性測定装置の場合、測定者が被検レンズを保持し装置本体に設けた測定スイッチを操作して光源を発光させて測定を行うものであるから、検者は両手を使用しなければならず、測定操作が煩雑で操作性が悪いという問題があった。
【0004】
また、従来の光学特性測定装置の場合、各種の被検レンズによって異なる測定部位を正確に特定して測定することは困難であり、かつ、同種の被検レンズを測定する場合も位置決めの再現性が悪いという問題もあった。さらに、キャリブレーションを行う作業も煩雑であった。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各種の被検レンズの測定部位を正確に位置決めしつつ自動的に分光特性の測定を実行でき、測定精度を向上できるとともに操作性も良好であり、さらに、キャリブレーションを自動実行できる分光特性測定装置を提供するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
請求項1記載の発明は、被検レンズが挿入されるレンズ配置部を備え、このレンズ配置部に測定部位の位置決め部材を介入して挿入される被検レンズの測定部位に光源からの測定光を透過させた光を積分球で受けて分光特性を測定する前記積分球を含む測定光学系を搭載した分光特性測定装置において、前記レンズ配置部は、前記積分球の被検レンズからの測定光を受ける入口付近に配置された測定光の透過孔の周辺位置に設けられた突出筒部を有しており、前記位置決め部材は、前記突出筒部に着脱可能な環状の位置決めリングであり、被検レンズに付された印点に位置合わせして貼り付けられた前記位置決めリングが前記突出筒部に挿入されたことを検知し前記測定光学系の光源を発光させるレンズ挿入検知手段を設けたことを特徴とする分光特性測定装置ものである。
【0007】
この発明によれば、レンズ配置部における測定光の通過孔の周辺位置に設けたレンズ挿入検知手段により位置決め部材が定位置に挿入されたこと、即ち、被検レンズの測定部位に対して前記測定光を透過可能な状態になったことを検知し、前記測定光学系の光源を発光させて測定を実行させるものであるから、レンズ配置部に位置決め部材を介して被検レンズを挿入するだけで自動的に分光特性の測定を実行でき、操作性の良好な分光特性測定装置を提供することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0025】
(実施の形態1)
図1乃至図6は、本発明の実施の形態1の分光特性測定装置の一例である分光透過率計1を示すものである。
【0026】
この分光透過率計1は、略直方体状の本体2を備え、この本体2の略中央部に詳細は後述する分光透過率を測定する測定光学系の光路Lに臨む状態で凹陥部状のレンズ配置部3を設けている。尚、2aは本体2の底部に備えた脚体である。
【0027】
前記本体2の上面には、図2に示すように、測定ランプ4、較正ランプ5を配置している。
【0028】
尚、本体2の上面に手動操作用の測定スイッチ28、較正スイッチ29を設けても良いことはいうまでもない。
【0029】
前記レンズ配置部3には、図1において左側に位置して、後述する位置決めリング25が装着される円形筒状の突出筒部11aを備えた受孔部11が設けられ、この受孔部11と対向する側には測定光束の射出口12が設けられている。また、レンズ配置部3の底部3aは平坦に形成されている。
【0030】
前記レンズ配置部3の受孔部11には、図4に示すように、後述する位置決めリング25の装着により動作して被検レンズ10の挿入を検知し、やはり後述する測定光学系の光源14を発光させるレンズ挿入検知手段としてのマイイクロスイッチ9が配置されている。このマイイクロスイッチ9としては例えば受孔部11の近傍に120度配置で3個設置し、3個のマイイクロスイッチ9全てが動作した時測定光学系の光源14を発光させるようにすれば確実な測定動作を実行可能となる。
【0031】
次に、図3を参照して前記分光透過率計1の内部構造を説明する。
【0032】
この分光透過率計1は、図3に示すように、本体2内における前記射出口12の右側の領域と、レンズ配置部3と、前記受孔部11左側の領域とに亘って測定光学系を配置している。
【0033】
測定光学系は、所定の波長の測定光を射出する例えばキセノンランプのような光源14からの測定光を反射する第1ミラー15と、第1ミラー15からの測定光束を前記射出口12から受孔部11に向けて射出するレンズ16と、このレンズ16からの測定光束を受光し、開口部17aから赤外線及び可視光線のスペクトルとして射出する積分球17と、積分球17からの赤外線及び可視光線のスペクトルを反射する第2ミラー18と、第2ミラー18からのスペクトルを回折し、波長成分毎に分光する回折格子19と、回折格子19からの光を反射する第3ミラー20と、第3ミラー20からの光を受光し電気信号に変換する受光素子21とを具備している。
【0034】
前記積分球17、第2ミラー18、回折格子19、第3ミラー20及び受光素子21は、支持部材23により定位置に固定支持されている。
【0035】
上述した構成の分光透過率計1において、レンズ配置部3において被検レンズ10の特定の測定部位を位置決めする位置決めリング25について図4を参照して説明する。
【0036】
まず、図4に示すように、測定者は、被検レンズ10のレンズ面に予め付されたこの被検レンズ10の光学情報(例えば光学中心)表示用の印点10aを基準として、透明材料からなる環状の位置決めリング25に予め付された位置合わせ印25aを印点10aに対して位置合わせしつつこの環状の位置決めリング25を被検レンズ10のレンズ面に貼り付ける。
【0037】
そして、測定者は、位置決めリング25が貼り付けられた被検レンズ10を持って図4に示すように前記受孔部11の円形筒状の突出筒11aに位置決めリング25を嵌合する。
【0038】
この状態で前記光源14を発光させ、これにより所定の波長の測定光を射出させることにより、上述した測定光学系による被検レンズ10の分光透過率の測定が実行されることになる。
【0039】
図5は本実施の形態1の分光透過率計1の制御系を示すものであり、全体の制御を行う制御部30を備え、制御部30に前記マイクロスイッチ9、光源14、受光素子21を接続し、マイクロスイッチ9のオン動作で光源14を発光させるように構成している。
【0040】
本実施の形態1の分光透過率計1においては、測定者が被検レンズ10を持って受孔部11の円形筒状の突出筒11aに位置決めリング25を嵌合する操作を行うだけで、前記マイクロスイッチ9が動作し、光源14を自動発光させる。また、この時、測定ランプ4が点灯し、被検レンズ10に対する測定が行われていることを測定者に視認させる。
【0041】
これにより、わざわざ測定スイッチ28を操作しなくても自動的に被検レンズ10の光学特性の一種である分光透過率の測定を実行でき、操作性が極めて良好となる。
【0042】
また、被検レンズ10は位置決めリング25を介して突出筒11aに接合されるので、被検レンズ10の測定に際して外乱光の影響を回避できる。
【0043】
(実施の形態2)
次に、図6乃至図10を参照して本発明の実施の形態2について説明する。なお、本実施の形態2においても実施の形態1の場合と同様な構成の分光透過率計1を使用するものである。
【0044】
本実施の形態2においては、前記受孔部11の周囲に図6、図7に示すように十字形状を呈する放射状に配置された合計4個のラインセンサを用いたレンズ挿入検知センサ31を配置するとともに、レンズ配置部3のレンズ挿入検知センサ31と対向する位置に、光照射手段である環状光源32及び環状拡散板33を重合配置している。
【0045】
また、本実施の形態2の制御系は、図8に示すように、実施の形態1のマイクロスイッチ9に代えて制御部30にレンズ挿入検知センサ31、環状光源32を接続したことが特徴である。
【0046】
さらに、制御部30に被検レンズ10のレンズ径(直径60cm,70cm,80cm等)を設定するレンズ径設定手段である入力部34を接続している。
【0047】
本実施の形態2の分光透過率計1によれば、環状光源32を点灯させ、測定者が入力部34によりレンズ径を設定した後、当該レンズ径の被検レンズ10を持って受孔部11に臨ませると、前記レンズ挿入検知センサ31は、環状光源32から射出され、環状拡散板33を経て拡散した光の被検レンズ10を透過した光と、透過しない光との透過率の違いを利用してエッジ(外周部)検出を行う。
【0048】
即ち、この場合のレンズ挿入検知センサ31が検知する光の透過率特性は、被検レンズ10が凸レンズの場合は図9上段に示すようになり、被検レンズ10が凹レンズの場合は図9下段に示すようになる。
【0049】
この結果、レンズ挿入検知センサ31を構成する合計4個のラインセンサが同等の透過率特性を示す状態を判定することにより、被検レンズ10の中心位置(例えば光学中心)を特定できる。また、レンズ挿入検知センサ31の検知結果により前記測定光学系の光源14を発光させ被検レンズ10の測定を自動的に実行でき測定精度の向上を図れる。
【0050】
図10は、レンズ挿入検知センサ31の変形例を示すものであり、十字形状を呈する放射状配置に4群のフォトセンサ35を列設した構成が特徴である。
【0051】
この場合、図10に示す最小円(直径60cm)、中間円(直径70cm)、最大円(直径80cm)の円周の90度間隔を持った4箇所の各位置に各々3個ずつフォトセンサ35を配置し、最小円の円周に配置した4個のフォトセンサ35により直径60cmの被検レンズ10の中心位置(例えば光学中心)を特定する。また、中間円の円周に配置した4個のフォトセンサ35により直径70cmの被検レンズ10の中心位置(例えば光学中心)を特定する。さらに、最大円の円周に配置した4個のフォトセンサ35により直径68cmの被検レンズ10の中心位置(例えば光学中心)を特定する。
【0052】
この他の作用、効果は上述した場合と同様である。
【0053】
(実施の形態3)
次に、図11、図12を参照して本発明の実施の形態3について説明する。なお、本実施の形態3においても実施の形態1の場合と同様な構成の分光透過率計1を使用するものである。
【0054】
本実施の形態3においては、図11に示すように、レンズ配置部3の底部3a上に、制御部30の制御の基に上下方向に動作するレンズ受体42を備えたアクチュエータ41及び前記レンズ受体42に配置した圧力スイッチ43からなるレンズ受兼測定スイッチ機構部40を設けたことが特徴である。
【0055】
また、図12に示すように、制御部30に被検レンズ10のレンズ径(直径60cm,70cm,80cm等)を設定するレンズ径設定手段である入力部34を接続するとともに、前記アクチュエータ41及び圧力スイッチ43を接続した構成としている。
【0056】
本実施の形態3の分光透過率計1によれば、入力部34の操作でレンズ径を設定し、これにより、アクチュエータ41のレンズ受体42がそのレンズ径に応じた位置に移動し、この状態でレンズ配置部3内に当該レンズ径の被検レンズ10を挿入し、レンズ受体42に嵌装することで、レンズ受体42により被検レンズを10支持しつつ圧力スイッチ43のオン動作により前記測定光学系の光源14を発光させて測定を自動的に実行できる。これにより、直径が60cm,70cm,80cm等のように径の異なる被検レンズ10の分光透過率の測定を極めて操作性良く実行できる。
【0057】
(実施の形態4)
次に、図13乃至図16を参照して本発明の実施の形態4について説明する。なお、本実施の形態4においても基本的には実施の形態1の場合と同様な構成の分光透過率計1を使用するものである。
【0058】
本実施の形態4においては、実施の形態3の場合と同様な構成であるが、前記レンズ径設定手段である入力部34を被検レンズ10の一種である累進レンズ10Aの特定の基準位置からの測定部位(例えば光学中心から5mm等)を設定する測定部位設定手段としても機能させることが特徴である。
【0059】
即ち、入力部34によって累進レンズ10Aのレンズ径を設定し、かつ、累進レンズ10Aの基準位置からの測定部位を設定し、レンズ配置部3に当該レンズ径の累進レンズ10Aを挿入し、レンズ受体42に嵌装することで、レンズ受体42により累進レンズを10Aを支持する。
【0060】
そして、制御部30の制御の基にアクチュエータ41が動作し、入力部34によって設定した測定部位が前記受孔部11に臨むようにレンズ受体42が移動する。
【0061】
この状態で、前記圧力スイッチ43のオン動作に基づき制御部30の制御の基に前記測定光学系の光源14を発光させて測定を自動的に実行できる。
【0062】
このような動作により、図14に示す累進レンズ10Aの近用部、中間部、遠用部等の所望の位置や、図15に示す多焦点レンズ10Bの小玉部101 、図16に示すハーフ染色レンズ10CのアイポイントI等、各種の被検レンズ10の所望の部位の光学特性の測定を操作性良く実行できる。
【0063】
この場合、実施の形態1で説明した図2に示す構成の本体2の上面に例えばLEDを使用した近用部ランプ6や遠用部ランプ7を付加し、前記圧力スイッチ43のオン動作やアクチュエータ41の移動動作に連動して近用部ランプ6、遠用部ランプ7を点灯させてこれらの部位に対する光学特性の測定実行状態を検者に明確に知らせるようにすることも可能である。
【0064】
(実施の形態5)
次に、図17を参照して本発明の実施の形態5について説明する。なお、本実施の形態5においても基本的には実施の形態1の場合と同様な構成の分光透過率計1を使用するものである。
【0065】
本実施の形態5においては、前記分光透過率計1の構成に加えて、図17に示すように、レンズ配置部3を施蓋する蓋体51を設けるとともに、この蓋体51の開蓋又は閉蓋状態を検知する蓋開閉検知部である例えばマイクロスイッチ52をレンズ配置部3内の蓋体51の開閉領域に設け、制御部30の制御の基にこの分光透過率計1における電源投入時、マイクロスイッチ52により蓋体51が閉蓋状態から開蓋状態に転じた時を検知して制御部30の制御の基に所定時間前記測定光学系のキャリブレーションを実行するようにしたものである。
【0066】
さらに、実施の形態1で説明した図2に示す構成の本体2の上面に例えば手動キャリブレーションスイッチ8a及びキャリブレーション促進ランプ8bを設けておき、マイクロスイッチ52により蓋体51が開蓋状態に転じた時点から例えば前記レンズ挿入検知センサ31が被検レンズ10の挿入を検知しない場合に、キャリブレーション促進ランプ8bを点滅させて手動キャリブレーションスイッチ8aによる手動キャリブレーションを促すようにすることもできる。
【0067】
これにより、分光透過率計1に対する温度変化、外光の進入等の外乱による影響を常時回避でき、常に良好な測定特性を維持できる。
【0068】
(実施の形態6)
次に、本発明の実施の形態6について説明する。なお、本実施の形態6においても基本的には実施の形態1の場合と同様な構成の分光透過率計1を使用するものである。
【0069】
本実施の形態6においては、例えば実施の形態1の図5に示す制御系と同様な制御系を採用し、マイクロスイッチ9による被検レンズ10の検知結果を基に、検知結果がレンズ有りからレンズ無しに転じた後に所定時間間隔で前記測定光学系のキャリブレーションを行い、前記検知結果がレンズ無しからレンズ有りに転じた時に、以後キャリブレーションを停止させるようにするものである。
【0070】
本実施の形態6によれば、レンズ配置部3に被検レンズ10が無い状態では所定時間間隔でキャリブレーションが実行されて外乱による影響を回避でき、また検知結果がレンズ有りに転じた時には直ちにキャリブレーションが停止され、この後レンズ有り状態が継続しても誤ってキャリブレーションが実行されることはなく、この結果、前記測定光学系に対する外乱による影響を回避して被検レンズ10に対する安定した測定機能を発揮させることができる。
【0071】
この場合にも、実施の形態1で説明した図2に示す構成の本体2の上面に例えば手動キャリブレーションスイッチ8a及びキャリブレーション促進ランプ8b設けておき、例えば前記レンズ挿入検知センサ31が被検レンズ10の挿入無しを検知してから所定時間経過後、キャリブレーション促進ランプ8bを点滅させて手動キャリブレーションスイッチ8aによる手動キャリブレーションを促すようにすることもできる。
【0072】
図18は、本実施の形態の分光透過率計1を、表示部62、測定部63、キー入力部64等を備えた本体61に組み込んだ複合機能付レンズメータ60を示すものである。
【0073】
このようなレンズメータ60によれば、被検レンズ10に対する分光透過率計1の測定結果を表示部62に直ちに表示して利用したり、図示しない眼鏡レンズを装着した眼鏡フレームの透過率の測定結果を表示部62に表示することが可能となり、レンズメータ60の機能の多様化を図れる。
【0074】
(実施の形態7)
次に、図19乃至図21を参照して本発明の実施の形態7である分光特性測定システムについて説明する。
【0075】
本実施の形態7である分光特性測定システムは、図19に示すように、例えば図12に示すような実施の形態3の分光透過率計1と、通信線70を介して接続されたレンズメータ60及びコンピュータ装置90を備えた構成となっている。
【0076】
分光透過率計1の構成は実施の形態3の場合と同様である。また、レンズメータ80は、図18に示す場合と同様に表示部62、測定部63、キー入力部64等を備え、さらにレンズメータ制御部81を具備している。
【0077】
コンピュータ装置90は、画像表示を行う表示部92、本体制御部93、各種データの入力操作を行う入力部94を具備している。そして、分光透過率計1とレンズメータ制御部81と本体制御部93とを相互に通信線70により接続した構成となっている。
【0078】
この分光特性測定システムの動作を図20乃至図23をも参照し、前記被検レンズ10の分光特性の測定結果の表示を主にして以下に説明する。
【0079】
図20は、例えばレンズメータ60の表示部62(又はコンピュータ装置90の表示部92)に表示される前記被検レンズ10の分光特性(分光透過率特性)を示すものである。
【0080】
図20に示す例では、波長280乃至315nmのUV(短波長紫外線)B値5%、波長315乃至380nmのUV(長波長紫外線)A値59%並びにこれらのデータの横軸に波長縦軸に透過率をとったグラフG、測定エラー等のメッセージ欄62a、ファンクション表示部62b等が表示される。
【0081】
図21に示す例は、CIE規格による色度図を示すものである。この場合には例えば可視視感透過率Vis、CIE色度座標x値x=0.314、CIE色度座標y値y=0.331のデータや、CIE色度図、測定エラー等のメッセージ欄62a、ファンクション表示部62b等が表示される。コンピュータ装置90の表示部92についても上述した場合と同様である。
【0082】
この分光特性測定システムによれば、レンズメータ60やコンピュータ装置90に被検レンズ10の分光特性の測定結果が取り込まれて表示されるので、当該分光特性の測定結果の利用や把握を容易に行うことができる。
【0083】
次に図22、図23を参照して本発明の応用例を説明する。
【0084】
図22は、上述した各実施の形態の分光透過率計1によりコンタクトレンズ100の分光特性の測定を行う場合を示すものであり、この場合には、コンタクトレンズホルダ101にピンセット105等を使用してコンタクトレンズ100を載せて位置決めし、透明シート102を被せ、さらにコンタクトレンズホルダ101を図22下欄に示すようにレンズ配置部3にセットしてコンタクトレンズ100を動かない状態とし、この状態で記述した場合と同様にして分光特性の測定を行うものである。これにより、コンタクトレンズ100に関しても既述した場合と同様にして分光特性の測定を操作性よく実行できる。
【0085】
図23は、上述した各実施の形態の分光透過率計1により枠111に装着済みの眼鏡レンズ110の分光特性の測定を行う場合を示すものであり、この場合にも図4に示す場合と同様にして位置決めリング25を使用して眼鏡レンズ110をレンズ配置部3にセットし、この状態で記述した場合と同様にして分光特性の測定を行うものである。これにより、枠111に装着済みの眼鏡レンズ110に関しても既述した場合と同様にして分光特性の測定を操作性よく実行できる。
【0086】
請求項1の発明によれば、レンズ配置部に被検レンズを挿入するだけで自動的に被検レンズ光学特性の測定をでき、操作性の良好な分光特性測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の分光透過率計を示す正面図である。
【図2】本発明の実施の形態1の分光透過率計を示す平面図である。
【図3】本発明の実施の形態1の分光透過率計を示す部分切欠断面図である。
【図4】本発明の実施の形態1の分光透過率計における被検レンズの位置決め状態を示す概略図である。
【図5】本発明の実施の形態1の分光透過率計の制御系を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態2の分光透過率計の部分切欠断面図である。
【図7】本発明の実施の形態2のレンズ挿入検知センサを示す拡大図である。
【図8】本発明の実施の形態2の分光透過率計の制御系を示すブロック図である。
【図9】本発明の実施の形態2における凸レンズ、凹レンズの透過率特性を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態2のレンズ挿入検知センサの変形例を示す拡大図である。
【図11】本発明の実施の形態3の分光透過率計の部分切欠断面図である。
【図12】本発明の実施の形態3の分光透過率計の制御系を示すブロック図である。
【図13】の部分切欠断面図である。
【図14】本発明の実施の形態4における累進レンズを示す平面図である。
【図15】本発明の実施の形態4における多焦点レンズを示す平面図である。
【図16】本発明の実施の形態4におけるハーフ染色レンズを示す平面図である。
【図17】本発明の実施の形態5の分光透過率計の概略斜視図である。
【図18】本発明の実施の形態2の分光透過率計を組み込んだ複合機能付レンズメータを示す斜視図である。
【図19】本発明の実施の形態7の分光透過率測定システムを示すブロック図である。
【図20】本実施の形態7の分光特性の表示例を示す説明図である。
【図21】本実施の形態7の分光特性の表示の他例を示す説明図である。
【図22】本発明のコンタクトレンズに関する応用例を示す説明図である。
【図23】本発明における枠に装着済みである眼鏡レンズに関する応用例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 分光透過率計
2 本体
3 レンズ配置部
3a 底部
4 測定ランプ
5 較正ランプ
9 マイクロスイッチ
10 被検レンズ
10a 印点
10A 累進レンズ
10B 多焦点レンズ
10C ハーフ染色レンズ
11 受孔部
11a 突出筒部
12 射出口
14 光源
17 積分球
19 回折格子
21 受光素子
25 位置決めリング
30 制御部
31 レンズ挿入検知センサ
34 入力部
35 フォトセンサ
40 レンズ受兼測定スイッチ機構部
41 アクチュエータ
42 レンズ受体
43 圧力スイッチ
51 蓋体
52 マイクロスイッチ
Claims (1)
- 被検レンズが挿入されるレンズ配置部を備え、このレンズ配置部に測定部位の位置決め部材を介入して挿入される被検レンズの測定部位に光源からの測定光を透過させた光を積分球で受けて分光特性を測定する前記積分球を含む測定光学系を搭載した分光特性測定装置において、
前記レンズ配置部は、前記積分球の被検レンズからの測定光を受ける入口付近に配置された測定光の透過孔の周辺位置に設けられた突出筒部を有しており、
前記位置決め部材は、前記突出筒部に着脱可能な環状の位置決めリングであり、
被検レンズに付された印点に位置合わせして貼り付けられた前記位置決めリングが前記突出筒部に挿入されたことを検知し前記測定光学系の光源を発光させるレンズ挿入検知手段を設けたことを特徴とする分光特性測定装置。
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