JPH05264401A

JPH05264401A - オートレンズメータ

Info

Publication number: JPH05264401A
Application number: JP9150492A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Yanagi; 英一柳; Fumio Otomo; 文夫大友
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】パターン像の有効な移動範囲を大きくでき高
いＳ／Ｎを維持する。【構成】光軸ＯＬを中心として配置された３つ以上の
光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と、被検レンズ２２を光軸ＯＬに
関連して配置する配置手段２４とを備えるオートレンズ
メータにおいて、第１座標軸Ｘに垂直で第２座標軸Ｙに
平行に配置された第１光位置検出手段２６と、第１座標
軸Ｘに垂直で第２座標軸Ｙに平行に配置された第２光位
置検出手段２８と、光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の光を用いて
第１光位置検出手段２６と第２光位置検出手段２８に所
定のパターン像Ｐを被検レンズ２２を通して形成する像
形成手段２３であって、像形成手段２３は、第１像形成
部分３８と第２像形成部分４０を少くとも有し、第１像
形成部分３８は、第１光位置検出手段２６と第２光位置
検出手段２８に関係して第１部分像４２を形成する構成
であり、第２像形成部分４０は、第１像形成部分３８と
所定の角度θで交わり、第１光位置検出手段２６と第２
光位置検出手段２８に関係して第２部分像４４を形成す
る構成としたオートレンズメータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は眼鏡レンズやコンタク
トレンズのようなレンズの光学性能を自動的に検査もし
くは測定するオートレンズメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のオートレンズメータは、（１）
特開昭６０−１７３３５号公報と、（２）特開平２−２
１６４２８号公報に開示されている。

【０００３】（１）と（２）の公報のオートレンズで
は、４つの光源の光をターゲットのスリットに通して、
そのターゲットのパターン像を被検レンズに通してＣＣ
Ｄに形成している。

【０００４】（１）の公報のオートレンズメータでは、
図１１に示すように、２つのＣＣＤ１，２が十字形に配
置されている。このとき、ＣＣＤ１とＣＣＤ２は光路中
にビームスプリッタ等を配置することで分割した光束に
対し独立して設けたものである。ＣＣＤ１とＣＣＤ２に
は、スリットの形に相当するターゲットのパターン像３
が形成される。パターン像３は４辺の線像部分からなる
正方形パターンであり、ＣＣＤ１においてＰ２、Ｐ４、
ＣＣＤ２においてＰ１、Ｐ３のそれぞれ２点ずつ計４点
で交わっている。この４つの交点からパターン像３の中
心４の位置を求め、さらに被検レンズの度数等を決定す
るようになっている。

【０００５】一方（２）の公報のオートレンズメータで
は、図１３に示すように、１つのＣＣＤ１０が水平に配
置されている。このＣＣＤ１０には、Ｎ字形のパターン
像１３が形成される。

【０００６】パターン像１３はＣＣＤ１３とＰ５、Ｐ
６、Ｐ７の３点で交わっており、この３つの交点からパ
ターン像１３の中心１４を求め、被検レンズの度数等を
決定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、（１）の公
報のオートレンズメータでは、ＣＣＤ１，２とパターン
像３とは常に４つの交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が必要
である。もし被検レンズの屈折力とターゲット位置によ
る像の倍率の変化に、被検レンズのプリズム力によるパ
ターン像３の移動がともなうことでパターン像３がＣＣ
Ｄ１、２からはみ出してしまい、１つでも交点を失って
しまうと、パターン像３の中心のＣＣＤ１、２に対する
位置が不明になり、パターン像３の中心の位置検出がで
きず、被検レンズの度数等を決定できなくなってしま
う。実線で示すパターン像３は最も大きく移動した状態
を示している。パターン像３の中心４の有効な移動範囲
５を破線で示している。これから明らかなように、移動
範囲５はＣＣＤ１，２の長さの約半分にしかならない。

【０００８】また（２）の公報のオートレンズメータで
は、ＣＣＤ１０とパターン像１３から、パターン像１３
の中心を求めるためには、常に３つの交点Ｐ５，Ｐ６，
Ｐ７が必要である。もし１つでも交点がないと、すなわ
ちパターン像１３がＣＣＤ１０からはみ出してしまう
と、パターン像１３の中心のＣＣＤ１０に対する位置が
不明で、パターン像１３の中心の位置検出ができない。
したがって、被検レンズの度数等を決定できないことに
なる。実線で示すＮ形のパターン像１３は最も大きく移
動した状態を示している。パターン像１３の中心１４の
有効な移動範囲１５を破線で示している。これから明ら
かなように、移動範囲１５はＣＣＤ１０の長さの約半分
にしかならない。

【０００９】このため（１）と（２）の公報のオートレ
ンズメータでは、被検レンズのプリズム測定範囲が小さ
い。また（１）の公報のオートレンズメータでは、上述
のようにＣＣＤ１とＣＣＤ２は異なった光路中に独立し
て配置されているため、光束をビームスプリッタ等によ
り２分割しなくてはならない。このため各ＣＣＤ１，２
に入射する光量は半分以下に減少しＳ／Ｎが劣化する。

【００１０】この発明はパターン像の有効な移動範囲を
大きくでき、しかも高いＳ／Ｎが維持できるオートレン
ズメータを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は光軸ＯＬを中
心として配置された３つ以上の光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３
と、被検レンズ２２を光軸ＯＬに関連して配置する配置
手段２４とを備えるオートレンズメータにおいて、第１
座標軸Ｘに垂直で第２座標軸Ｙに平行に配置された第１
光位置検出手段２６と、第１座標軸Ｘに垂直で第２座標
軸Ｙに平行に配置された第２光位置検出手段２８と、光
源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の光を用いて第１光位置検出手段２
６と第２光位置検出手段２８に所定のパターン像Ｐを被
検レンズ２２を通して形成する像形成手段２３であっ
て、像形成手段２３は、第１像形成部分３８と第２像形
成部分４０を少くとも有し、第１像形成部分３８は、第
１光位置検出手段２６と第２光位置検出手段２８に関係
して第１部分像４２を形成する構成であり、第２像形成
部分４０は第１像形成部分３８と所定の角度θで交わ
り、第１光位置検出手段２６と第２光位置検出手段２８
に関係して第２部分像４４を形成する構成としたオート
レンズメータである。

【００１２】図１の実施例では、配置手段は、被検レン
ズ受２４であり、第１光位置検出手段と第２光位置検出
手段は、ＣＣＤなどのイメージセンサである。また像形
成手段はターゲット２３である。第１像形成部分と第２
像形成部分はターゲット２３のスリット３８，４０であ
る。

【００１３】

【作用】平行に並んだ第１と第２光位置検出手段２６，
２８には、パターン像Ｐの第１像部分４２と第２像部分
４４が交わるように形成される。

【００１４】

【実施例】図１はこの発明のオートレンズメータを示し
ている。好ましくはオートレンズメータ１１５の４つの
光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、図２に示すように取付
板２０に９０°ごとに等間隔で正方形の角の位置に配置
されている。光軸ＯＬは取付板２０の中心を通ってい
る。

【００１５】被検レンズ２２を受けて保持するための被
検レンズ受２４と、光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の間に
は、対物レンズ２１、ターゲット２３、コリメータ３０
が配置されている。被検レンズ受２４と２つのＣＣＤの
イメージセンサ２６，２８の間には結像レンズ３１が配
置されている。

【００１６】光源Ｌ１〜Ｌ４、対物レンズ２１、ターゲ
ット２３、コリメータ３０、被検レンズ受２４、結像レ
ンズ３１、およびイメージセンサ２６，２８は光軸ＯＬ
に関して配置されている。

【００１７】対物レンズ２１の焦点距離はｆ１である。
この焦点距離ｆ１のところに光源Ｌ１〜Ｌ４がある。タ
ーゲット２３は光軸ＯＬに平行な矢印Ａ方向にサーボ機
構（図示せず）により移動可能である。コリメータ３０
の１つの焦点距離ｆ２にはターゲット２３が位置し、図
１０のように他の焦点距離ｆ２の位置は、所定の曲率の
レンズ面と等しい基準面と同一になるように形成されて
おり、被検レンズ受２４の受面３２も基準面上に位置し
ている。被検レンズ２２は被検レンズ受２４により支持
される。被検レンズ２２がたとえば眼鏡レンズである場
合には被検レンズ２２の裏面、すなわち眼鏡をかけてい
る人の顔の側の面を基準面３４側にして７受面３２に置
く。９８は光源像である。

【００１８】図１の結像レンズ３１の焦点距離ｆ３のと
ころには２つのイメージセンサ２６，２８が平行にかつ
光軸ＯＬに垂直に配置されている。

【００１９】イメージセンサ２６，２８は図３に示すよ
うに平行に配置され、Ｘ軸と垂直でＹ軸に平行である。
イメージセンサ２６，２８は取付部３６に取付けられて
いる。図１に示すようにイメージセンサ２６，２８とタ
ーゲット２３のサーボ機構は制御装置６０に接続されて
いる。制御装置６０にはプリンタ６１と表示装置６２が
接続されている。

【００２０】オートレンズメータ１１５の外観を図４に
示している。オートレンズメータ１１５は、表示装置６
２、プリンタ（図示せず）、操作パネル１２８、被検レ
ンズ受２４、上ユニット２６０、下ユニット２７０を有
している。プリンタ６１の図示は省略している。下ユニ
ット２７０には、光源Ｌ１〜Ｌ４、対物レンズ２１、タ
ーゲット２３、コリメータ３０を内蔵している。上ユニ
ット２６０には、結像レンズ３１とイメージセンサ２
６，２８を内蔵している。

【００２１】上ユニット２６０と下ユニット２７０の間
には被検レンズ受２４が配置されていて、被検レンズ受
２４には被検レンズ２２が置かれている。

【００２２】ターゲット２３は、図５に示すように第１
スリット３８と第２スリット４０が所定角度θで交差す
るように形成されている。第１スリット３８はＸ軸に沿
っている。第２スリット４０は角度θにより第１スリッ
ト３８と交差している。

【００２３】この角度θは最も望ましくは４５°であ
る。第１スリット３８と第２スリット４０は図６のパタ
ーン像Ｐを形成する。このパターン像Ｐは、図５の第１
スリット３８と第２スリット４０に対応した形状であ
る。すなわちパターン像Ｐは、第１スリット３８に対応
する第１部分像４２と、第２スリット４０に対応する第
２部分像４４から成る。第１部分像４２の長さはイメー
ジセンサ２６，２８の間隔より大きい。パターン像Ｐの
中心を求める際の演算の容易性から、この間隔はイメー
ジセンサ２６，２８の有効長さと好ましくは等しい。ま
た第２部分像４４の長さは交点Ｒ１とＲ４間の距離より
も長い。パターン像Ｐの中心はＣＰで示してある。第１
部分像４２はＸ軸と平行である。第２部分像４４は第１
部分像４２と角度θで交差している。イメージセンサ２
６，２８はラインセンサともいう。図６ではパターン像
Ｐの中心ＣＰはイメージセンサ２６、２８の中間にあ
る。パターン像Ｐはターゲット像ともいう。

【００２４】図６においてターゲット像Ｐのイメージセ
ンサ２６，２８における位置の特定は次のようにして行
える。

【００２５】図６の例ではターゲット像Ｐの第１部分像
４２は、イメージセンサ２８と交点Ｒ２で交差している
とともに、イメージセンサ２６と交点Ｒ３で交差してい
る。一方、パターン像Ｐの第２像部分４４は、イメージ
センサ２８と交点Ｒ１で交差しているとともに、イメー
ジセンサ２６と交点Ｒ４で交差している。したがってパ
ターン像Ｐはイメージセンサ２８，２６に対して４つの
交点Ｒ１〜Ｒ４において交差している。

【００２６】この場合ターゲット像ＰのＹ軸方向の移動
量は、交点Ｒ２，Ｒ３の位置によって特定できる。

【００２７】またパターン像ＰのＸ軸方向の移動量Ｘ
１，Ｘ２は、交点Ｒ１とＲ２の間の距離をＹ１，交点Ｒ
３とＲ４の間の距離をＹ２とすれば、図６に示すように
容易に計算できる。つまり移動量Ｘ１はＹ１／ｔａｎθ
である。また移動量Ｘ２はＹ２／ｔａｎθである。

【００２８】図６や図７のように４つの交点Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４でイメージセンサ２６，２８と交差する
のでなく、もし図８に示すように３つの交点Ｒ２，Ｒ
３，Ｒ４のみでイメージセンサ２６，２８と交差する場
合でも、２つの交点Ｒ３，Ｒ４が存在すればＸ軸方向へ
のパターン像Ｐの移動量を特定できる。つまり図８の移
動量Ｘ２を求めればよい。このことからパターン像Ｐの
Ｘ軸方向の有効移動量Ｑ１とＹ軸方向の移動量Ｑ２はイ
メージセンサ２６，２８の長さと等しいかほぼ等しくで
きる。図８の点線で囲んでいる領域はパターン像Ｐの中
心点ＣＰの移動範囲を示している。

【００２９】したがってイメージセンサの長さが同じで
ある場合に、パターン像Ｐの有効移動量は、上述した従
来のパターン像の有効移動量の約２倍となる。したがっ
て、単位屈折力当りのパターン像Ｐの移動距離が従来と
同一ならば、被検レンズ２２の測定可能なプリズム量
（偏心量）の範囲も従来の２倍に大きくすることができ
るという効果が得られる。

【００３０】パターン像Ｐの移動量は、制御装置６０に
より演算が行われる。光源Ｌ１〜Ｌ４が点灯すると、イ
メージセンサ２６，２８における図６の交点Ｒ１〜Ｒ４
の位置は、図１の制御装置６０に与えられる。これによ
り制御装置６０はパターン像Ｐのイメージセンサ２６，
２８における位置に基いてパターン像Ｐの移動量を演算
する。このパターン像Ｐの移動量の演算により、被検レ
ンズ２２の球面屈折力（Ｓ）、円柱屈折力（Ｃ）、円柱
軸角度（Ａ）、乱視度数そしてプリズム量（ＰＬ）が所
定の式に基いて各々求められる。

【００３１】また図８において、測定可能なプリズム量
の範囲を従来と同じにしたならば、このときパターン像
の単位屈折力当りの移動量は従来のほぼ倍になるので、
このパターン像Ｐの移動量からの演算によって求められ
る、被検レンズ２２の球面屈折力Ｓ、円柱屈折力Ｃ、円
柱軸角度Ａ、及びプリズム量（偏心量）ＰＬの測定精度
を向上できる。

【００３２】すなわち、設定変更に手間のかかる光学系
等に特に手を加えることなく、容易に測定精度を向上す
ることができる。

【００３３】図１０において光源像が被検レンズ２２の
裏面上に結像し、パターン像Ｐが非常に小さい場合、パ
ターン像Ｐは被検レンズ２２のプリズム力のみを受け
る。しかし図１１に示すように、ある基準曲率の被検レ
ンズ２２を被検レンズ受２４に載せた時に、構造上レン
ズの面と光源像が一致するようになっているため、異な
る曲率のレンズの場合、被検レンズ２２の上にはボケた
光源像ができることになる。このため、被検レンズ２２
の屈折力による影響をうけやすくなり、そのままのイメ
ージセンサ２６，２８の位置ではパターン像Ｐのボケが
生じる。

【００３４】このボケはパターン２３を光軸ＯＬに沿っ
て移動することによって解消するが、この際倍率が変化
するためパターン像Ｐの大きさが変化する。

【００３５】従来例においては、このパターン像Ｐのイ
メージセンサ２６、２８の位置での大きさの変化が起こ
ると、パターン像Ｐと各イメージセンサとの交点の位置
が変化してしまう。

【００３６】またパターン像Ｐが大きくなると、プリズ
ム量の測定範囲が小さくなってしまい、小さくなると測
定精度が低くなってしまう。

【００３７】しかし本発明のパターン像Ｐにおいては、
大きさの変化による、イメージセンサに対する交点の位
置、プリズム量の測定範囲、及び測定精度への影響が皆
無であり、いかなる被検レンズにおいても常に安定した
性能を発揮することが可能である。

【００３８】またこの発明のオートレンズメータの別の
実施例として図９に示すようなターゲット１２２が有効
である。

【００３９】ターゲット１２２は３つのスリット１３
８，１４０，１４２を有する。これら３つスリット１３
８と１４０の角度θ１は４５°である。スリット１３８
と１４２の角度θ２は９０°である。被検レンズに円柱
屈折力がないときには、３つのスリット１３８，１４
０，１４２に対応して、図１０に示すようにイメージセ
ンサ２６，２８には第１部分像４３８、第２部分像４４
０、第３部分像４４２が形成される。

【００４０】ところでこの発明は上述の実施例に限定さ
れない。たとえば光源の数は４つに限らず、３つ、もし
くは５つ以上であってもよい。

【００４１】

【発明の効果】この発明によれば、パターン像Ｐの第１
部分像と第２部分像が第１光位置検出手段と第２光位置
検出手段に交差して形成されるので、第１光位置検出手
段と第２位置光検出手段に対するパターン像の有効移動
範囲（距離）を第１光位置検出手段と第２光位置検出手
段の長さとほぼ同じにできる。このため従来のものと同
じ大きさの第１光位置検出手段と第２光位置検出手段を
用いる場合、ほぼ２倍のプリズム量をカバーすることが
できる。

【００４２】もし光学系を調整してプリズム量の測定範
囲を従来と同じに設定すると、球面度数、乱視度数、軸
角度、プリズム精度を向上することができる。

【００４３】また従来のように像の光路を分割する必要
がなく高いＳ／Ｎを維持でき、光路を分割する手段やＳ
／Ｎの低下を防ぐ手段が不要であるので、コンパクト化
と低コスト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のオートレンズメータの好適な実施例
を示す図。

【図２】図１のオートレンズメータにおける４つの光源
の配置を示す図。

【図３】図１のオートレンズメータにおけるイメージセ
ンサの配置を示す図。

【図４】図１のオートレンズメータの外観を示す図。

【図５】図１のオートレンズメータにおけるターゲット
を示す図。

【図６】図１のオートレンズメータにおけるターゲット
によるパターン像とイメージセンサの関係を示す図。

【図７】図１のオートレンズメータにおけるターゲット
によるパターン像とイメージセンサの関係を示す図。

【図８】図１のオートレンズメータにおけるターゲット
によるパターン像とイメージセンサの関係を示す図。

【図９】この発明のオートレンズメータの別のターゲッ
トの実施例を示す図。

【図１０】図１のオートレンズメータにおける被検レン
ズ受と被検レンズを示す図。

【図１１】従来のオートレンズメータにおけるパターン
像とＣＣＤの関係を示す図。

【図１２】図１１の従来のオートレンズメーターにおけ
るパターン像の中心の検出可能範囲を示す図。

【図１３】別の従来例のオートレンズメータにおけるパ
ターン像とＣＣＤの関係を示す図。

【図１４】図１３の別の従来のオートレンズメータにお
けるパターン像の中心の検出可能範囲を示す図。

【符号の説明】

Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４光源ＯＬ光軸２１対物レンズ２２被検レンズ２３ターゲット２４被検レンズ受２６，２８イメージセンサ３０コリメータ３１結像レンズ３８第１スリット４０第２スリットＰパターン像（ターゲット像）４２第１部分像４４第２部分像 ◆

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸（ＯＬ）を中心として配置された３
つ以上の光源（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と、被検レンズ（２
２）を光軸（ＯＬ）に関連して配置する配置手段（２
４）とを備えるオートレンズメータにおいて、第１座標軸（Ｘ）に垂直で第２座標軸（Ｙ）に平行に配
置された第１光位置検出手段（２６）と、第１座標軸（Ｘ）に垂直で第２座標軸（Ｙ）に平行に配
置された第２光位置検出手段（２８）と、光源（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の光を用いて第１光位置検出
手段（２６）と第２光位置検出手段（２８）に所定のパ
ターン像（Ｐ）を被検レンズ（２２）を通して形成する
像形成手段（２３）であって、像形成手段（２３）は、第１像形成部分（３８）と第２
像形成部分（４０）を少くとも有し、第１像形成部分（３８）は、第１光位置検出手段（２
６）と第２光位置検出手段（２８）に関係して第１部分
像（４２）を形成する構成であり、第２像形成部分（４０）は、第１像形成部分（３８）と
所定の角度（θ）で交わり、第１光位置検出手段（２
６）と第２光位置検出手段（２８）に関係して第２部分
像（４４）を形成する構成としたオートレンズメータ。