JP6980303B2 - レンズ光学特性測定装置、レンズ光学特性測定方法、プログラム、及び、記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ光学特性測定装置、レンズ光学特性測定方法、プログラム、及び、記録媒体に関する。

従来の眼鏡レンズの光学特性測定装置としては、例えば、屈折率及び紫外線透過率等の光学特性を測定できる装置がある（特許文献１）。

特開２００６−５８２４７号公報

レンズの光学特性において、レンズの度数の範囲は幅広く、従来の光学特性測定装置では、レンズの度数に応じた測定を実施できる装置は無かった。また、レンズの口径が、通常よりも大きい場合、一般的な光学特性測定装置では対応できず、大型レンズ専用の装置で対応する必要があった。

そこで、本発明は、レンズの度数に応じた光学特性の測定が可能、又は、大型レンズの光学特性の測定が可能な、レンズ光学特性測定装置及びレンズ光学特性測定方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のレンズ光学特性測定装置は、
レンズ保持部、レンズ位置移動部、操作入力部、測定制御部、測定演算部、光照射部、受光部、及び、出力部を備え、
前記レンズ保持部は、光学特性測定対象のレンズを保持し、
前記レンズ位置移動部は、前記レンズ保持部と連結して前記レンズ保持部により保持された前記レンズを移動し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を前記測定制御部に入力し、
前記測定制御部は、入力された前記操作情報に基づき測定制御情報を生成し、
前記光照射部及び前記受光部から光学系が構成され、
前記光照射部は、前記測定制御情報に基づいて光を前記レンズに照射し、
前記受光部は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光を受光して測定情報を生成し、
前記測定演算部は、前記測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成し、
前記出力部は、前記光学特性情報を出力し、
前記レンズ位置移動部は、前記測定制御情報に基づき、前記レンズ保持部に保持されたレンズを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能であり、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、鉛直方向又は光軸方向と垂直な面で互いに直交する方向であり、
Ｚ軸方向は、鉛直方向又は前記光学系の光軸方向であり、
測定制御部による制御により、下記の三つの測定モードの少なくとも一つの測定モードの測定を実行可能な、
装置である。

（モード１）
前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、レンズ全体測定及びレンズ一部測定のいずれかを選択し、
前記レンズ全体測定の場合は、前記レンズ全体の光学特性を測定し、
前記レンズ一部測定の場合は、前記レンズ一部の光学特性を測定する。

（モード２）
前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、普通度数測定、高度数測定、及び、低度数測定のいずれかを選択し、
前記普通度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、測定基準位置に配置して光学特性を測定し、
前記高度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、前記測定基準位置よりも下方向又は上方向に配置して光学特性を測定し、
前記低度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、前記高度数測定で前記測定基準位置よりも下方向に配置する場合は前記測定基準位置よりも上方向に配置し、前記高度数測定で前記測定基準位置よりも上方向に配置する場合は前記測定基準位置よりも下方向に配置して光学特性を測定する。

（モード３）
前記レンズの口径が、前記光学系の測定範囲を超える場合、
前記レンズを複数の測定領域に分割し、
前記レンズを、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向の少なくとも一つの方向に移動させることにより、複数の前記測定領域の光学特性を測定し、
前記複数の測定領域の光学特性を統合して前記レンズ全体の光学特性とする。

本発明のレンズの光学特性測定方法は、
下記の三つの測定モードの少なくとも一つの測定モードの測定を実行する工程を含む、
方法である。

（モード１）
前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、レンズ全体測定及びレンズ一部測定のいずれかを選択し、
前記レンズ全体測定の場合は、前記レンズ全体の光学特性を測定し、
前記レンズ一部測定の場合は、前記レンズ一部の光学特性を測定する。

（モード２）
前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、普通度数測定、高度数測定、及び、低度数測定のいずれかを選択し、
前記普通度数測定の場合、前記レンズを、測定基準位置に配置して光学特性を測定し、
前記高度数測定の場合、前記レンズを、前記測定基準位置よりも下方向又は上方向に配置して光学特性を測定し、
前記低度数測定の場合、前記レンズを、前記高度数測定で前記測定基準位置よりも下方向に配置する場合は前記測定基準位置よりも上方向に配置し、前記高度数測定で前記測定基準位置よりも上方向に配置する場合は前記測定基準位置よりも下方向に配置して光学特性を測定する。

（モード３）
前記レンズの口径が、前記光学系の測定範囲を超える場合、
前記レンズを複数の測定領域に分割し、
前記レンズを、移動させることにより、複数の前記測定領域の光学特性を測定し、
前記複数の測定領域の光学特性を統合して前記レンズ全体の光学特性とする。

本発明によれば、レンズの度数に応じた光学特性の測定、及び、大型レンズの光学特性の測定の、少なくとも一方の測定が可能である。また、本発明において、前記モード１を実行すれば、測定範囲を度数に応じて選択できて、無駄な測定を無くすことができる。本発明において、前記モード２を実行すれば、測定度数のレンジ（範囲）を広げることができ、かつ測定精度が向上する。本発明において、前記モード３を実行すれば、特別な専用機を用いることなく、大口径レンズの測定が可能となる。

図１は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図２は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図３は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図４は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図５は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図６は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図７は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図８は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図９は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図１０は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図１１は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図１２は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。 図１３は、本発明の測定モードの一例を示す図である。 図１４は、本発明の測定モードの一例を示す図である。 図１５は、本発明の測定モードの一例を示す図である。 図１６は、本発明におけるレンズ内座標の一例の説明図である。 図１７は、本発明の分割測定の一例の説明図である。 図１８は、本発明の分割測定の一例の説明図である。

つぎに、本発明について、例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下の説明により、なんら限定されない。

本発明の適用分野は、制限されず、レンズの測定において光路中の障害物の問題がある分野は、全て適用でき、例えば、光学検査機器、眼鏡レンズ検査機器、眼科検査機器等に適用できる。

本発明において、レンズの光学特性は特に制限されず、例えば、相対屈折率、絶対屈折率、アッベ数、プリズム屈折力、球面度数（Ｓ）、乱視度数（Ｃ）、乱視軸角度（Ａ）、光透過率、紫外線透過率、ブルーライト透過率、等がある。

本発明のモード１及びモード２において、前記レンズの度数は、例えば、レンズメーカからの度数情報であってもよいし、本発明の装置又は別の装置により測定された度数であってもよい。前記モード１及びモード２において、基準度数の設定は、特に制限されず、一点の度数で設定してもよいし、一定の範囲を持った度数を設定してもよい。前記モード１において、例えば、度数が低い場合は、レンズ全体における度数分布に相違が無いことが多く、度数が高い場合は、レンズ全体における度数分布に相違が大きくなるため、例えば、度数が低い場合は、「レンズ一部測定」を選択し、度数が高い場合は、「レンズ全体測定」を選択する。なお、前記モード１及びモード２において、度数の高低は、例えば、一般的な技術常識を参照して決定することができ、また、測定者が適宜設定することもできる。また、例えば、前記モード１及びモード２において、レンズの度数を自動測定してもよい。すなわち、本発明において、自動でレンズの度数を仮測定し、その測定度数に応じて、自動で再測定するレンズ高さを変えるようにしてもよい。

本発明のモード３において、前記レンズの口径が前記光学系の測定範囲を超えるか否かの判断は、特に制限されず、例えば、測定者が判断してもよいし、本発明の装置によって自動的に判断してもよい。

本発明の装置において、前記モード１、前記モード２、及び、前記モード３の順番で前記３つのモードを実施する、という態様であってもよい。

本発明の装置において、前記測定演算部において、前記測定情報に基づくレンズの光学特性情報の生成は、前記測定情報に基づき前記レンズの射出瞳面における光学特性分布情報を生成することを含む、という態様であってもよい。

本発明の装置において、前記操作入力部は、レンズ内座標設定情報を含む操作情報を入力可能であり、
前記レンズ内座標設定情報は、ＬＸ軸方向、及び、ＬＹ軸方向からなる二次元座標情報であり、
前記二次元座標は、前記レンズにおいて、前記レンズの光軸と垂直に交わる平面上の二次元座標であり、
前記ＬＸ軸方向は、前記レンズ内の二つのアライメントマークが重なる軸方向であり、
前記ＬＹ軸方向は、前記ＬＸ軸方向と直交する軸方向であり、
前記操作入力部により入力された前記操作情報に前記レンズ内座標設定情報が含まれる場合、前記測定制御部は、前記レンズ内座標設定情報を含む測定制御情報を生成し、
前記測定演算部は、前記レンズ内座標設定情報に基づき、前記測定情報から二つのアライメントマーク位置情報を抽出し、前記二つのアライメントマーク位置情報から、前記レンズ内の前記ＬＸ軸方向、及び、前記ＬＹ軸方向からなるレンズ内座標情報を生成し、
前記出力部は、前記レンズ内座標情報を含む前記光学特性情報を出力する、という態様であってもよい。

本発明の装置において、前記測定演算部は、前記レンズ内座標で規定されたレンズの各位置の光学特性情報を生成し、
前記出力部は、前記レンズ各位置の光学特性情報を出力する、という態様であってもよい。

本発明の方法において、前記モード１及び前記モード２において、レンズの度数を自動測定する、という態様であってもよい。また、本発明の方法において、前記モード１、前記モード２、及び、前記モード３の順番で前記３つのモードを実施する、という態様であってもよい。

本発明の方法において、さらに、光学特性分布測定工程を含み、
前記光学特性分布測定工程は、前記レンズの射出瞳面における光学特性分布を測定する、という態様であってもよい。

本発明の方法において、さらに、レンズ内座標規定工程を含み、
前記レンズ内座標は、ＬＸ軸方向、及び、ＬＹ軸方向からなる二次元座標であり、
前記二次元座標は、前記レンズにおいて、前記レンズの光軸と垂直に交わる平面上の二次元座標であり、
前記ＬＸ軸方向は、前記レンズ内の二つのアライメントマークが重なる軸方向であり、
前記ＬＹ軸方向は、前記ＬＸ軸方向と直交する軸方向であり、
前記レンズ内座標規定工程は、前記レンズに光を照射し、出射する測定光から二つのアライメントマーク位置を検出し、前記二つのアライメントマーク位置から、前記レンズ内の前記ＬＸ軸方向、及び、前記ＬＹ軸方向からなるレンズ内座標を規定する、という態様であってもよい。

本発明の方法において、さらに、光学特性分布情報生成工程を含み、
前記光学特性分布情報生成工程は、
前記レンズ内座標規定工程で規定された前記レンズの各位置に、各位置の光学特性を紐づける、という態様であってもよい。

本発明のプログラムは、本発明の方法をコンピュータ上で実行可能なプログラムである。

本発明の記録媒体は、本発明のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

次に、本発明の実施形態について図を用いて説明する。本発明は、以下の実施形態には限定されない。以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用でき、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。

［実施形態１］
図１に、本実施形態のレンズ光学特性測定装置１の各部の構成を示す。図示のように、本装置１は、操作入力部１１、測定制御部１２、測定演算部１３、記憶部１４、出力部１５、レンズ位置移動部１６、光照射部１７、レンズ保持部１８、及び、受光部１９、を備える。操作入力部１１、測定制御部１２、測定演算部１３、記憶部１４、及び、出力部１５は、例えば、ＣＰＵ又はＧＰＵ等の中央演算処理装置内で構成されている。レンズ保持部１８は、測定対象のレンズを保持する。操作入力部１１は、タッチパネル、マウス又はキーボード等の入力装置（図示せず）と接続されており、測定内容を含む操作情報を測定制御部１２に入力する。測定制御部１２は、入力された前記操作情報に基づき測定制御情報を生成し、光照射部１７は、測定制御情報に基づいて光（図１において上側の矢印）を、レンズ保持部１８に保持されているレンズ（図示せず）に照射する。受光部１９は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光（図１において下側の矢印）を受光して測定情報を生成し、測定演算部１３は、測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成する。レンズの光学特性情報は、記憶部１４に記憶され、また、出力部１５により、前記光学特性情報を出力する。出力部１５は、ディスプレー及びプリンター等の出力装置（図示せず）に接続され、光学特性情報は、ディスプレーに表示されたり、プリンターによって印刷されたりする。

図１に示す装置において、操作入力部１１は、前記モード１、前記モード２、及び、前記モード３の少なくとも一つの測定モード操作情報を入力可能であり、測定制御部１２は、前記測定モード操作情報に基づき、レンズ位置移動部１６により、レンズ保持部１８に保持されたレンズを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向の少なくとも一つの方向に移動させ、かつ、前記測定モードを実行する。

本発明の３つの測定モードは、下記の通りである。
（モード１）
前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、レンズ全体測定及びレンズ一部測定のいずれかを選択し、
前記レンズ全体測定の場合は、前記レンズ全体の光学特性を測定し、
前記レンズ一部測定の場合は、前記レンズ一部の光学特性を測定する。
（モード２）
前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、普通度数測定、高度数測定、及び、低度数測定のいずれかを選択し、
前記普通度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、測定基準位置に配置して光学特性を測定し、
前記高度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、前記測定基準位置よりも下方向に配置して光学特性を測定し、
前記低度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、前記測定基準位置よりも上方向に配置して光学特性を測定する。
（モード３）
前記レンズの口径が、前記光学系の測定範囲を超える場合、
前記レンズを複数の測定領域に分割し、
前記レンズを、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向の少なくとも一つの方向に移動させることにより、複数の前記測定領域の光学特性を測定し、
前記複数の測定領域の光学特性を統合して前記レンズ全体の光学特性とする。
なお、本発明において、「普通度数」は、特に限定されないが、例えば、−１２Ｄ〜＋１０Ｄの度数である。「高度数」は、特に限定されないが、例えば、＋１０Ｄより高い度数であり、その上限値は、特に限定されないが、例えば、＋２５Ｄ以下である。「低度数」は、特に限定されないが、例えば、−１２Ｄより低い、又は−１５Ｄより低い度数であり、その下限値は、特に限定されないが、例えば、−２５Ｄ以上である。

記憶部１４は、例えば、メモリである。メモリは、例えば、メインメモリ（主記憶装置）が挙げられる。メインメモリは、例えば、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）である。また、メモリは、例えば、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）であってもよい。記憶装置は、例えば、記憶媒体と、記憶媒体に読み書きするドライブとの組合せであってもよい。記憶媒体は、特に制限されず、例えば、内蔵型でも外付け型でもよく、ＨＤ（ハードディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＭＯ、ＤＶＤ、フラッシュメモリー、メモリーカード等が挙げられる。記憶装置は、例えば、記憶媒体とドライブとが一体化されたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であってもよい。なお、本発明において、記憶部１４は、任意の構成要素であり、必須ではない。

本装置１において、さらに通信デバイス（図示せず）を含み、通信デバイスにより、外部の通信回線網（ネットワーク）を介して、外部装置と通信してもよい。通信回線網としては、例えば、インターネット回線、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）、電話回線、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＤＴＮ（Ｄｅｌａｙ Ｔｏｌｅｒａｎｔ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）等がある。通信デバイスによる通信は、有線でも無線でもよい。無線通信としては、ＷｉＦｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、等が挙げられる。無線通信としては、各装置が直接通信する形態（Ａｄ Ｈｏｃ通信）、アクセスポイントを介した間接通信のいずれであってもよい。外部装置としては、例えば、サーバ、データベース、端末（パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン、携帯電話等）、プリンター、ディスプレー等がある。

レンズ位置移動部１６は、レンズ保持部１８に連結し、レンズ位置移動部１６により、レンズ保持部１８に保持されているレンズを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向の３方向に移動可能である。

Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、鉛直方向又は光軸方向と垂直な面で互いに直交する方向である。Ｚ軸方向は、鉛直方向又は光軸方向である。本発明では、３方向のレンズの移動を組み合わせることにより、レンズの位置を変えることができ、その結果、様々な位置のレンズの光学特性を測定することが可能である。

［実施形態２］
次に、図２から図１２に基づき、本発明のレンズ光学特性測定装置の構成の一例を説明する。

図２及び図３に、本実施形態のレンズ光学特性測定装置の斜視図及び断面図を示す。図示のように、本装置は、ディスプレー兼タッチパネル２、スタートスイッチ４、ケース本体５、プリンター６、磁気スイッチ７、印点８、リテーナ９、光照射部（バックライトモジュール）１７、受光部１９、レンズ保持部１８、Ｙ軸スライド（Ｙ軸スライダー）１６Ｙ、Ｚ軸スライド（Ｚ軸スライダー）１６Ｚ、を備える。図示していないが、本装置は、さらに、操作入力部１１、測定制御部１２、測定演算部１３、記憶部１４、出力部１５、及び、レンズ位置移動部１６を含む。操作入力部１１及び出力部１５は、ディスプレー兼タッチパネル２に接続されている。また、出力部１５は、プリンター６とも接続している。磁気スイッチ７は、レンズ３が、降下した場合に触れてレンズ３の下側の位置を検出するためのものである。印点８は、レンズ３の光学中心点に「印点」を押印する。Ｙ軸スライド（Ｙ軸スライダー）１６Ｙは、レンズ位置移動部１６の一部を構成し、レンズ保持部１８をＹ軸方向に移動させる。Ｚ軸スライド（Ｚ軸スライダー）１６Ｚは、レンズ位置移動部１６の一部を構成し、レンズ保持部１８をＺ軸方向に移動させる。なお、図示していないが、本装置は、Ｘ軸スライダーも備えており、Ｘ軸スライダーは、レンズ位置移動部１６の一部を構成し、レンズ保持部１８をＸ軸方向に移動させる。スタートスイッチ４により、本装置の電源のオンオフができる。ケース本体５内には、本装置を構成する各種機構等が配置されている。

本装置において、Ｘ軸方向は、装置正面（ディスプレー兼タッチパネル２が位置する面）において、左右方向であり、Ｙ軸方向は、装置の前後方向であり、Ｚ軸方向は、装置の高さ方向である。

図４に、レンズ位置移動部１６のＸ軸スライダーを示す。Ｘ軸スライダーは、レンズ保持部１８をＸ軸方向に移動させる機構であり、Ｘ軸ギヤ１６ｘ２、Ｘ軸モータ１６ｘ３、及び、Ｘ軸ラック１６ｘ４を備える。Ｘ軸ラック１６ｘ４は、レンズ保持部１８と連結しており、かつ、ギヤ部が形成され、このギヤ部がＸ軸ギヤ１６ｘ２とかみ合っている。Ｘ軸ギヤ１６ｘ２は、Ｘ軸モータ１６ｘ３のギヤともかみ合っている。Ｘ軸モータ１６ｘ３が回転することにより、Ｘ軸ギヤ１６ｘ２を介して、Ｘ軸ラック１６ｘ４に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、Ｘ軸ラック１６ｘ４が、Ｘ軸方向に移動し、その結果、Ｘ軸ラック１６ｘ４に連結したレンズ保持部１８がＸ軸方向に移動することになる。Ｘ軸モータ１６ｘ３は、測定制御部１２の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりＸ軸の移動方向が制御でき、回転数により、Ｘ軸方向の移動距離が制御できる。また、Ｘ軸モータ１６ｘ３がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Ｘ軸方向の移動距離が制御できる。

なお、図４に示すように、レンズ保持部１８には、二本のワイヤー１８ｂが、眼鏡３の左右の各レンズを支えるように張り渡されている。

図５に、レンズ位置移動部１６のＹ軸スライダーを示す。Ｙ軸スライダーは、レンズ保持部１８をＹ軸方向に移動させる機構であり、Ｙ軸モータ１６ｙ１、及び、Ｙ軸ラック１６ｙ２を備える。Ｙ軸ラック１６ｙ２は、レンズ保持部１８と連結しており、かつ、ギヤ部が形成され、このギヤ部がＹ軸モータ１６ｙ１のギアと直接かみ合っている。Ｙ軸モータ１６ｙ１が回転することにより、Ｙ軸ラック１６ｙ２に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、Ｙ軸ラック１６ｙ２が、Ｙ軸方向に移動し、その結果、Ｙ軸ラック１６ｙ２に連結したレンズ保持部１８がＹ軸方向に移動することになる。Ｙ軸モータ１６ｙ１は、測定制御部１２の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりＹ軸の移動方向が制御でき、回転数により、Ｙ軸方向の移動距離が制御できる。また、Ｙ軸モータ１６ｙ１がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Ｙ軸方向の移動距離が制御できる。

図６に、レンズ位置移動部１６のＺ軸スライダーを示す。Ｚ軸スライダーは、レンズ保持部１８をＺ軸方向に移動させる機構であり、Ｚ軸モータ１６ｚ１、Ｚ軸ガイドピン１６ｚ２、及び、Ｚ軸スクリュー１６ｚ３を備える。Ｚ軸スクリュー１６ｚ３は、レンズ保持部１８と連結している。Ｚ軸スクリュー１６ｚ３は、凹凸のねじ溝構造を持つ。Ｚ軸モータ１６ｚ１の回転軸は、Ｚ軸スクリュー１６ｚ３と連結しており、Ｚ軸モータ１６ｚ１が回転するとＺ軸スクリュー１６ｚ３も回転し、ねじ溝構造により、Ｚ軸方向に移動し、その結果、レンズ保持部１８もＺ軸方向に移動する。Ｚ軸ガイドピン１６ｚ２は、レンズ保持部１８のＺ軸方向の移動がぶれないようにガイドするためのものである。Ｚ軸モータ１６ｚ１は、測定制御部１２の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりＺ軸の移動方向が制御でき、回転数により、Ｚ軸方向の移動距離が制御できる。また、Ｚ軸モータ１６ｚ１がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Ｚ軸方向の移動距離が制御できる。

本装置のＸ軸方向等の３方向の移動機構において、例えば、センサー（例えば、フォトインタラプタ―）により原点位置を検出し、ステッピングモータの累積ステップ数をリセットすることで、移動の際の繰り返しの位置精度を確保することができる。また、レンズ保持部１８のＸＹ軸方向の位置精度が低い場合、例えば、レンズのアライメントマークを検出してＸＹ軸方向を補正し、レンズの光学特性の測定結果は、補正後の座標を用いて出力（マッピング等）してもよい。

図７に、本装置の光学系の構成を示す。本装置の光学系は、両側テレセントリック光学系であり、光照射部１７及び受光部１９から構成される。本装置において、光照射部１７は、レンズ保持部１８の下方に配置され、受光部１９は、レンズ保持部１８の上方に配置されている。光照射部１７は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を搭載したＬＥＤ基板１７ａ、拡散板１７ｂ、及び、視標シート１７ｃから構成されており、ＬＥＤ基板１７ａの上方に拡散板１７ｂが配置され、拡散板１７ｂの上面に視標シート１７ｃが配置されている。受光部１９は、コリメートレンズ１９ａ、光学ミラー１９ｂ、及び、ＣＯＭＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）１９ｃから構成されている。図７において、一点鎖線は、光の経路を示す。図７に示すように、ＬＥＤ基板１７ａのＬＥＤから出射された光（直線光）は、拡散板１７ｂにより拡散光となってレンズＬｅに照射され、レンズＬｅの光学特性に応じた測定光が出射される。レンズＬｅから出射した測定光は、コリメートレンズ１９ａを通り、光学ミラー１９ｂで反射されて、結像レンズ１９ｄで平行光にされて、ＣＭＯＳ１９ｃに入光し、ＣＭＯＳ１９ｃで測定光の光信号が電気信号に変換される。視標シート（視標板）１７ｃは、例えば、周期的な市松模様と色の濃淡を重畳（例えば、ＳＩＮカーブ）したものであり、レンズ有無のＣＭＯＳ１９ｃ上の視標位置ずれにより、レンズの光学特性を測定するためのものである。

図８に、本装置の別の光学系の構成を示す。図８に示す光学系では、レーザー照射部７が、レンズ保持部１８の斜め上方に配置されている他は、図７の光学系と同じである。図８に示す光学系では、レーザー照射部７から、レンズ上面に斜め方向からレーザー光が照射され、レンズ上面で反射されたレーザー光が、コリメートレンズ１９ａ、及び、光学ミラー１９ｂを介し、結像レンズ１９ｄで平行光にされて、ＣＭＯＳ１９ｃに入光する。図８に示すように、レンズはレンズ保持部１８に連結したレンズ位置移動部１６によりＺ軸方向（高さ方向）に移動することができ、レーザー照射部７からのレーザー照射によるレンズの反射光を測定することで、レンズ上面の各部分の位置を検出することができる。一方、レンズの下面の各部分の位置をマグネットセンサー（磁気スイッチ）等で検出することもできる。レンズ上面の各部分の位置とレンズ下面の各部分の位置から、レンズの面方向の厚み部分布を測定することができる。

本発明において、図７及び図８の光学系は例示であり、本発明を制限又は限定しない。本発明において、光照射部１７の光源は、ＬＥＤでもよいし、通常のランプでもよい。また、光源は、波長の異なる複数の光源であってもよい。本発明において、受光部１９の受光素子は、ＣＭＯＳに限定されず、他の受光素子であってよい。

図９及び図１０に、レンズ保持部１８の構成の一例を示す。図９は、レンズ保持部１８の斜視図であり、図１０（Ａ）は、レンズ保持部１８の平面図であり、同図（Ｂ）は、Ｅ−Ｅ方向断面図である。図９及び図１０に示すように、レンズ保持部１８は、略矩形の型枠１８ｈ、４本のアーム１８ｆ、４つのスライダー１８ｅ、４つのバネ１８ｇ、カバー１８ｃ、レンズ押え１８ｄ、２つの同期シャフト１８ｉ、鼻当て１８ａ、２本のワイヤー１８ｂから構成されている。図９において、二つの矢印は、左右方向、及び、前後方向を示す。型枠１８ｈは、左右方向及び前後方向を有し、型枠１８ｈ内において、４本のアーム１８ｆが、型枠１８ｈ内の中心点を基準点として左右対称かつ前後対称の状態で配置されている。４本のアーム１８ｆのうち２本の一対のアーム１８ｆの各一端が型枠１８ｈの左側端部に回動自在に配置され、４本のアーム１８ｆのうち他の２本の一対のアーム１８ｆの各一端が型枠１８ｈの右側端部に回動自在に配置されている。型枠１８ｈの各左右端部に配置された一対のアーム１８ｆの一端には、それぞれギヤ部が形成されて、相互にかみ合っている。４本のアーム１８ｆの各他端には、スライダー１８ｅが左右方向移動（スライド）可能な状態で連結している。スライダー１８ｅの型枠中心方向の端部にはレンズＬｅと当接するレンズ当接部が形成されている。また、スライダー１８ｅの型枠１８ｈ左右方向の端部には、円筒状の摺動部１８ｋが形成され、一対のアーム１８ｆが同期するための同期シャフト１８ｉの両端が摺動部１８ｋに摺動可能なように挿入されている。また、型枠１８ｈの４角のそれぞれにバネ１８ｇが配置されて４つの各摺動部１８ｋに付勢を付けた状態で当接している。スライダー１８ｅのレンズ当接部の上方には、カバー１８ｃが配置されている。型枠１８ｈの前後方向において二本のワイヤー１８ｂが張り渡されており、丸レンズＬｅを下方から支えている。型枠１８ｈの左右方向中央部には、それぞれ二つのレンズ押え１８ｄが配置されており、丸レンズＬｅを上方向から押さえている。また、図１０（Ｂ）に示すように、型枠１８ｈの下部には、レンズ押え１８ｄに対向する状態でレンズ受け１８ｊが形成されている。なお、図９及び図１０では、レンズ保持部１８は丸レンズを保持しているため、鼻当て１８ａは起立状態になっている。

図９及び図１０のレンズ保持部１８において、４本のアーム１８ｆと４つのスライダー１８ｅは、一対のアーム１８ｆ毎に形成されたギヤ部、及び、同期シャフト１８ｉにより、左右対称かつ前後対称に同期して動き、４つのバネ１８ｇにより、４つの各スライダー１８ｅが付勢されているため、４つの各スライダーのレンズ当接部は、型枠１８ｈの中心点に向かって圧力がかかるようになっている。このため、丸レンズＬｅは、自動的に型枠１８ｈの中心点と丸レンズＬｅの中心点が同軸となる状態で（センタリング）、レンズ保持部１８に保持される。

図１１及び図１２には、図９及び図１０に示したレンズ保持部１８と同じレンズ保持部１８が示されている。図１１は、レンズ保持部１８の斜視図であり、図１２（Ａ）は、レンズ保持部１８の平面図であり、同図（Ｂ）は、Ｄ−Ｄ方向断面図である。図１１及び図１２のレンズ保持部１８は、丸レンズＬｅに代えて眼鏡３が保持されている。図１１及び図１２において、鼻当て１８ａは前方向に倒された状態で眼鏡３の鼻当て部と当接している。

［実施形態３］
次に、図１３から図１５に基づき、本装置での前記モード２の光学特性の測定の一例を示す。
まず、レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、普通度数測定、高度数測定、及び、低度数測定のいずれかを選択する。基準度数の設定は、特に制限されず、一点の度数で設定してもよいし、一定の範囲を持った度数を設定してもよい。普通度数測定の場合、図１３に示すように、Ｚ軸方向（同図において点線で示す光軸方向）において、レンズＬｅを、測定基準位置に配置して光学特性を測定する。高度数測定の場合、図１４に示すように、Ｚ軸方向（同図において点線で示す光軸方向）において、レンズＬｅを、前記測定基準位置よりも下方向に配置して光学特性を測定する。低度数測定の場合、図１５に示すように、Ｚ軸方向（同図において点線で示す光軸方向）において、レンズＬｅを、前記測定基準位置よりも上方向に配置して光学特性を測定する。このようにすることにより、測定度数のレンジ（測定範囲）が広がり、かつ、度数の測定精度が向上する。

［実施形態４］
図１６に基づき、レンズ内座標の規定について説明する。図１６に示すように、レンズＬｅには、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｔ ７３１５（ＩＳＯ ８９８０−２：２００４））に基づき、中心点から１７ｍｍ離れた点に二つのアライメントマークがレーザーにより刻印されており、かつ、レンズ表面に印刷されている。レンズ内座標は、ＬＸ軸方向、及び、ＬＹ軸方向からなる二次元座標であり、ＬＸ軸方向は、レンズＬｅ内の二つのアライメントマークが重なる軸方向である。ＬＹ軸方向は、前記レンズの面方向でＬＸ軸方向と直交する軸方向である。眼鏡レンズの加工において、印刷されたアライメントマークを指標にＬＸ軸を規定するが、レンズが曲面形状であるため、印刷の際にずれた位置にアライメントマークが印刷されることが多い。このため、従来では、正確なレンズ内座標の規定は困難であった。これに対し、本発明の装置では、レンズに光を照射し、出射する測定光から、レーザーで刻印された正確な二つのアライメントマーク位置を検出し、正確な二つのアライメントマーク位置から、レンズ内のＬＸ軸方向、及び、ＬＹ軸方向からなるレンズ内座標を規定する。このため、本発明では、正確なレンズ内座標を規定することが可能である。そして、正確なレンズ内座標に基づき、レンズの各部の位置を特定して光学特性を紐づければ、レンズ各部の光学特性を正確に規定できる。

［実施形態５］
図１７及び図１８に基づき、前記モード３に係る分割測定の一例を説明する。まず、図１７（Ａ）に示すように、測定エリア１から３は、光照射部１７の光の測定エリア（光学系の測定範囲、以下同じ）の大きさ（面積）を示すが、測定対象のレンズＬｅの大きさは、測定エリア１から３よりも大きい。この場合、図１７（Ａ）に示すように、レンズＬｅをＸ軸方向に移動させながら、測定エリア１、測定エリア２、及び、測定エリア３と三回に分けて測定する。そして、図１７（Ｂ）に示すように、測定エリア１から３の測定結果を統合（合成）して、合成測定エリアＥＳを生成する。なお、図１７（Ｂ）の斜線部分は、Ｘ軸方向の分割測定では測定できなかった部分である。次に、図１８（Ａ）示すように、レンズＬｅをＹ軸方向に移動させながら、測定エリア１、測定エリア２、及び、測定エリア３と三回に分けて測定する。そして、図１８（Ｂ）に示すように、測定エリア１から３の測定結果を統合（合成）して、合成測定エリアＥＳを生成する。なお、図１８（Ｂ）の斜線部分は、Ｙ軸方向の分割測定では測定できなかった部分である。そして、図１７（Ｂ）に示すＸ軸方向の合成測定エリアＥＳ、及び、図１８（Ｂ）に示すＹ軸方向の合成測定エリアＥＳの両者を統合（合成）することで、レンズＬｅ全体の光学特性を測定することができる。このように、光照射部１７の光照射エリアよりも大きいサイズのレンズであっても、本発明のモード３による分割測定によりレンズ全体の光学特性の測定が可能である。このため、本発明によれば、装置を小型化しても大型レンズの測定が可能である。なお、分割測定では、レンズ各部の光学特性をレンズ各部に正確に紐づける必要があり、その際に、本発明のレンズ内部の二次元座標の規定を用いれば、正確な分割測定を実施できる。

［実施形態６］
本実施形態のプログラムは、本発明の方法を、コンピュータ上で実行可能なプログラムである。また、本実施形態のプログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。前記記録媒体としては、特に限定されず、例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク（ＨＤ）、光ディスク等が挙げられる。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。

以上、説明したとおり、本発明によれば、レンズの度数に応じた光学特性の測定、及び、大型レンズの光学特性の測定の、少なくとも一方の測定が可能である。また、本発明において、前記モード１を実行すれば、測定範囲を度数に応じて選択できて、無駄な測定を無くすことができる。本発明において、前記モード２を実行すれば、測定度数のレンジ（範囲）を広げることができ、かつ測定精度が向上する。本発明において、前記モード３を実行すれば、特別な専用機を用いることなく、大口径レンズの測定が可能となる。本発明は、眼鏡レンズの他、例えば、顕微鏡、望遠鏡、カメラ、及び、レーザー加工機等のレンズを使用する分野において有用である。

１ レンズ光学特性測定装置
１１ 操作入力部
１２ 測定制御部
１３ 測定演算部
１４ 記憶部
１５ 出力部
１６ レンズ位置移動部
１７ 光照射部
１８ レンズ保持部
１９ 受光部

Claims (16)

1. レンズ保持部、レンズ位置移動部、操作入力部、測定制御部、測定演算部、光照射部、受光部、及び、出力部を備え、
   前記レンズ保持部は、光学特性測定対象のレンズを保持し、
   前記レンズ位置移動部は、前記レンズ保持部と連結して前記レンズ保持部により保持された前記レンズを移動し、
   前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を前記測定制御部に入力し、
   前記測定制御部は、入力された前記操作情報に基づき測定制御情報を生成し、
   前記光照射部及び前記受光部から光学系が構成され、
   前記光照射部は、前記測定制御情報に基づいて光を前記レンズに照射し、
   前記受光部は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光を受光して測定情報を生成し、
   前記測定演算部は、前記測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成し、
   前記出力部は、前記光学特性情報を出力し、
   前記レンズ位置移動部は、前記測定制御情報に基づき、前記レンズ保持部に保持されたレンズを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能であり、
   Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、鉛直方向又は光軸方向と垂直な面で互いに直交する方向であり、
   Ｚ軸方向は、鉛直方向又は前記光学系の光軸方向であり、
   測定モードとして下記モード１の測定を実行可能であり、
   さらに、測定制御部による制御により、下記モード２及びモード３の二つの測定モードの少なくとも一方の測定モードの測定を実行可能な、
   レンズ光学特性測定装置。
   
   （モード１）
   前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、前記レンズの度数が高い場合はレンズ全体測定を選択し、前記レンズ全体測定の場合よりも前記レンズの度数が低い場合はレンズ一部測定を選択し、
   前記レンズ全体測定の場合は、前記レンズ全体の光学特性を測定し、
   前記レンズ一部測定の場合は、前記レンズの任意の一部の光学特性を測定する。
   
   （モード２）
   前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、普通度数測定、高度数測定、及び、低度数測定のいずれかを選択し、
   前記普通度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、測定基準位置に配置して光学特性を測定し、
   前記高度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、前記測定基準位置よりも下方向又は上方向に配置して光学特性を測定し、
   前記低度数測定の場合、前記Ｚ軸方向において、前記レンズを、前記高度数測定で前記測定基準位置よりも下方向に配置する場合は前記測定基準位置よりも上方向に配置し、前記高度数測定で前記測定基準位置よりも上方向に配置する場合は前記測定基準位置よりも下方向に配置して光学特性を測定する。
   
   （モード３）
   前記レンズの口径が、前記光学系の測定範囲を超える場合、
   前記レンズを複数の測定領域に分割し、
   前記レンズを、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向の少なくとも一つの方向に移動させることにより、複数の前記測定領域の光学特性を測定し、
   前記複数の測定領域の光学特性を統合して前記レンズ全体の光学特性とする。
2. 前記モード１及び前記モード２において、レンズの度数を自動測定する、請求項１記載のレンズ光学特性測定装置。
3. 前記モード１において、レンズの度数を自動測定し、前記レンズ全体の度数の自動測定により、前記レンズの度数を決定する、請求項１又は２記載のレンズ光学特性測定装置。
4. 前記モード１、前記モード２、及び、前記モード３の順番で前記３つのモードを実施する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
5. 前記測定演算部において、前記測定情報に基づくレンズの光学特性情報の生成は、前記測定情報に基づき前記レンズの射出瞳面における光学特性分布情報を生成することを含む、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
6. 前記操作入力部は、レンズ内座標設定情報を含む操作情報を入力可能であり、
   前記レンズ内座標設定情報は、ＬＸ軸方向、及び、ＬＹ軸方向からなる二次元座標情報であり、
   前記二次元座標は、前記レンズにおいて、前記レンズの光軸と垂直に交わる平面上の二次元座標であり、
   前記ＬＸ軸方向は、前記レンズ内の二つのアライメントマークが重なる軸方向であり、
   前記ＬＹ軸方向は、前記ＬＸ軸方向と直交する軸方向であり、
   前記操作入力部により入力された前記操作情報に前記レンズ内座標設定情報が含まれる場合、前記測定制御部は、前記レンズ内座標設定情報を含む測定制御情報を生成し、
   前記測定演算部は、前記レンズ内座標設定情報に基づき、前記測定情報から二つのアライメントマーク位置情報を抽出し、前記二つのアライメントマーク位置情報から、前記レンズ内の前記ＬＸ軸方向、及び、前記ＬＹ軸方向からなるレンズ内座標情報を生成し、
   前記出力部は、前記レンズ内座標情報を含む前記光学特性情報を出力する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
7. 前記測定演算部は、前記レンズ内座標で規定されたレンズの各位置の光学特性情報を生成し、
   前記出力部は、前記レンズ各位置の光学特性情報を出力する、
   請求項６記載のレンズ光学特性測定装置。
8. レンズの光学特性測定方法であって、
   測定モードとして下記モード１を実行する工程を含み、
   さらに、下記モード２及びモード３の二つの測定モードの少なくとも一方の測定モードの測定を実行する工程を含む、
   レンズ光学特性測定方法。
   
   （モード１）
   前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、前記レンズの度数が高い場合はレンズ全体測定を選択し、前記レンズ全体測定の場合よりも前記レンズの度数が低い場合はレンズ一部測定を選択し、
   前記レンズ全体測定の場合は、前記レンズ全体の光学特性を測定し、
   前記レンズ一部測定の場合は、前記レンズの任意の一部の光学特性を測定する。
   
   （モード２）
   前記レンズの度数から、予め設定した基準度数を基に、普通度数測定、高度数測定、及び、低度数測定のいずれかを選択し、
   前記普通度数測定の場合、前記レンズを、測定基準位置に配置して光学特性を測定し、
   前記高度数測定の場合、前記レンズを、前記測定基準位置よりも下方向又は上方向に配置して光学特性を測定し、
   前記低度数測定の場合、前記レンズを、前記高度数測定で前記測定基準位置よりも下方向に配置する場合は前記測定基準位置よりも上方向に配置し、前記高度数測定で前記測定基準位置よりも上方向に配置する場合は前記測定基準位置よりも下方向に配置して光学特性を測定する。
   
   （モード３）
   前記レンズの口径が、測定範囲を超える場合、
   前記レンズを複数の測定領域に分割し、
   前記レンズを、移動させることにより、複数の前記測定領域の光学特性を測定し、
   前記複数の測定領域の光学特性を統合して前記レンズ全体の光学特性とする。
9. 前記モード１及び前記モード２において、レンズの度数を自動測定する、請求項８記載のレンズ光学特性測定方法。
10. 前記モード１において、レンズの度数を自動測定し、前記レンズ全体の度数の自動測定により、前記レンズの度数を決定する、請求項８又は９記載のレンズ光学特性測定方法。
11. 前記モード１、前記モード２、及び、前記モード３の順番で前記３つのモードを実施する、
    請求項８から１０のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定方法。
12. さらに、光学特性分布測定工程を含み、
    前記光学特性分布測定工程は、前記レンズの射出瞳面における光学特性分布を測定する、
    請求項８から１１のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定方法。
13. さらに、レンズ内座標規定工程を含み、
    前記レンズ内座標は、ＬＸ軸方向、及び、ＬＹ軸方向からなる二次元座標であり、
    前記二次元座標は、前記レンズにおいて、前記レンズの光軸と垂直に交わる平面上の二次元座標であり、
    前記ＬＸ軸方向は、前記レンズ内の二つのアライメントマークが重なる軸方向であり、
    前記ＬＹ軸方向は、前記ＬＸ軸方向と直交する軸方向であり、
    前記レンズ内座標規定工程は、前記レンズに光を照射し、出射する測定光から二つのアライメントマーク位置を検出し、前記二つのアライメントマーク位置から、前記レンズ内の前記ＬＸ軸方向、及び、前記ＬＹ軸方向からなるレンズ内座標を規定する、
    請求項８から１２のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定方法。
14. さらに、光学特性分布情報生成工程を含み、
    前記光学特性分布情報生成工程は、
    前記レンズ内座標規定工程で規定された前記レンズの各位置に、各位置の光学特性を紐づける、
    請求項１３記載のレンズ光学特性測定方法。
15. 請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法をコンピュータ上で実行可能なプログラム。
16. 請求項１５記載のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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