JPH06347732A

JPH06347732A - レンズメータ

Info

Publication number: JPH06347732A
Application number: JP14060193A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Yanagi; 英一柳
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、常に正確に被検レンズの光学特性
を測定することが可能なレンズメータを提供する。【構成】本発明は、被検レンズ２０に光源部１５から
の光によるパターン像の光束を照射し、その光束を受光
手段により受光して、受光手段の出力信号を基に被検レ
ンズ２０の光学特性を求めるレンズメータ１で、光源部
１５を測定光軸Ｑ上に配置するとともに、被検レンズ２
０を測定光軸Ｑと略直交する任意の方向に駆動するレン
ズ駆動部３２と、レンズ駆動部３２により任意の方向に
駆動される被検レンズ２０の測定光軸Ｑとの各交点を通
過したパターン像の光束による受光手段の各出力信号を
基に被検レンズ２０の測定すべき点の光学特性を求める
演算手段とを有する。この構成により、１個の光源部１
５を用い、被検レンズ２０を測定光軸Ｑと略直交する任
意の方向に移動することで、常に正確に被検レンズの測
定すべき点の光学特性を測定することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズメータに関し、
より詳しくは、累進焦点レンズの測定，ＰＤ（眼鏡レン
ズの光学中心間距離），プリズムの処方等を適確に行う
ことができるレンズメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレンズ，プリズム等の光学特性
を自動的に測定するレンズメータが各種提案されてい
る。

【０００３】従来のレンズメータにおいては、例えば、
被検レンズの光学中心やある特定のプリズム量の位置を
特定するために、このレンズメータに設けた表示手段に
表示される球面度数等の光学特性値を見ながらレンズ受
上の被検レンズを所定の位置まで手動により移動してい
た。

【０００４】また、累進焦点レンズの場合も、上述した
場合と同様に光学特性値を見ながら、又は累進焦点レン
ズ測定用の表示を見ながら、累進帯に沿ってレンズを手
動で移動し、例えば、この累進焦点レンズの遠用度数，
近用点における加入度数及びその位置を把握していた。

【０００５】被検レンズの光学的特性の評価について
は、特開昭60-17335号，特開平2-216428号に開示されて
いる。これらの発明の場合、図１６に示すように、被検
レンズ５０は直径８ｍｍ程度のレンズ受５１上に置か
れ、被検レンズ５０の裏面の位置は常にレンズ受５１の
上端面と接するようにしている。

【０００６】ところで、被検レンズ５０を手動にて移動
する場合、この被検レンズ５０は直径８ｍｍ程度のレン
ズ受５１に沿うように移動する訳であるが、この被検レ
ンズ５０を機構的に保持し、自動的に移動させようとす
る場合、被検レンズ５０をレンズ受５１に沿って移動さ
せること又はレンズ受５１に沿う状態と同様に移動させ
ることは複雑高価な機構を必要とするという問題があ
る。

【０００７】また、被検レンズ５０を測定光軸Ｑと垂直
な面内のみで移動させる場合には、被検レンズ５０を２
次元的に移動すれば良く機構的には簡単になるが、被検
レンズ５０の裏面の曲率によってその裏面と測定光軸Ｑ
の交点の位置が図１７に示すようにずれしてしまう。こ
の場合、被検レンズ５０の裏面から像面までの距離は裏
面の曲率が被検レンズ５０毎に異なるために不明であ
り、頂点屈折力を求めることは不可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、従来において
図１８に示すような構成のレンズメータが提案されてい
る。このレンズメータは、測定光軸Ｑからずれた位置に
配置した光源ＬＳ，コリメートレンズＬ1 ，測定用のス
リットを設けたパターン板Ｐ，結像レンズＬ2 ，主平面
ＴL を有する被検レンズ，投影レンズＬ3 ，ＣＣＤを用
いた受光素子Ｒを具備している。

【０００９】ところで、被検レンズの主平面ＴL は、被
検レンズの平行移動によって光軸方向には移動しない
が、被検レンズの形状，厚さ等によって位置が変化す
る。

【００１０】図１８に主平面ＴL が変化した場合にパタ
ーン板Ｐの中心を通る光束が結像素子Ｒの像面を横切る
様子を示した。

【００１１】図１８中、主平面ＴL の基準位置を実線で
示し、このときの光束も実線で示した。また、主平面Ｔ
L がずれて点線で示す主平面ＴL1となったときの光束は
点線で示した。

【００１２】図１８から明らかなように、この場合の配
置では受光素子Ｒの像面上でのパターン像の中心位置は
Ｉ0 ，Ｉ1 とずれが生じ、測定結果に誤差を生じる。

【００１３】パターン板Ｐが結像レンズＬ2 の前側焦点
位置にある場合は、図１９に示すように、結像レンズＬ
2 から主平面ＴL を有する被検レンズを通る光束は測定
光軸Ｑと平行になるのでパターン像の位置誤差は生じな
い。しかし、この場合には、受光素子Ｒの像面上のパタ
ーン像はボケてしまい、正確な測定は困難となる。

【００１４】そこで、本発明は、構成を改良し、常に正
確に被検レンズの光学特性を測定することが可能なレン
ズメータを提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被検レンズに光源部からの光によるパターン像の光束を
照射し、被検レンズを経た前記光束を受光手段により受
光して、この受光手段の出力信号を基に被検レンズの光
学特性を求めるレンズメータにおいて、前記光源部を測
定光軸上に配置するとともに、前記被検レンズを測定光
軸と略直交する任意の方向に駆動するレンズ駆動部と、
このレンズ駆動部により任意の方向に駆動される被検レ
ンズの測定光軸との各交点を通過した前記パターン像の
光束による受光手段の各出力信号を基に被検レンズの測
定すべき点の光学特性を求める演算手段とを有するもの
である。

【００１６】請求項２記載の発明は、前記レンズ駆動部
により、被検レンズの測定すべき点から概知の少なくと
も３箇所以上の位置を光軸に合致させるようにこの被検
レンズを駆動するようにしたものである。

【００１７】請求項３記載の発明は、被検レンズに光源
部からの光によるパターン像の光束を照射し、被検レン
ズを経た前記光束を受光手段により受光して、この受光
手段の出力信号を基に被検レンズの光学特性を求めるレ
ンズメータにおいて、前記光源部は、測定光軸と直交す
る面で、かつ、所定距離離れた少なくとも３個の光源を
具備し、前記被検レンズを任意位置に載置した状態で少
なくとも３個の光源を発光して得られる各パターン像の
光束による受光手段の各出力信号を基に被検レンズの測
定すべき点の光学特性を求める演算手段を有するもので
ある。

【００１８】

【作用】以下に上述した各発明の作用を説明する。

【００１９】請求項１記載のレンズメータにおける測定
光軸上に配置した光源部からの光によるパターン像の光
束は、被検レンズを経た後受光手段により受光される
が、このとき、レンズ駆動部は前記被検レンズを測定光
軸と略直交する任意の方向に駆動する。このような被検
レンズの任意の方向への移動により被検レンズの測定光
軸との各交点を通過した前記パターン像の光束が各々受
光手段により受光され、受光手段は各パターン像の光束
に応じた出力信号を送出する。演算手段は、受光手段か
らの各出力信号を基に被検レンズの測定すべき点の光学
特性を求める。

【００２０】この結果、常に正確に被検レンズの測定す
べき点の光学特性を測定することが可能となる。

【００２１】請求項２記載のレンズメータによれば、前
記レンズ駆動部により、被検レンズの測定すべき点から
概知の少なくとも３箇所以上の位置を光軸に合致させる
ようにこの被検レンズを駆動するようにしたので、測定
すべき点から概知の少なくとも３箇所以上の位置の光学
特性を演算手段により求めて測定すべき点の光学特性を
正確に算出することができる。

【００２２】請求項３記載のレンズメータにおける測定
光軸と直交する面で、かつ、測定光軸から所定距離離れ
た少なくとも３個の光源からの光による各パターン像の
光束は、任意位置に載置した被検レンズを経た後、各々
受光手段により受光され、受光手段は各光束に応じた出
力信号を送出する。演算手段は、受光手段からの少なく
とも３個の出力信号を基に被検レンズの測定すべき点の
光学特性を求める。

【００２３】この結果、常に正確に被検レンズの測定す
べき点の光学特性を測定することが可能となる。

【００２４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００２５】図１に示すレンズメータ１は、測定光軸Ｑ
上の光源部１５と、コリメートレンズ１６と、測定用の
スリットを設けたパターン板Ｐと、結像レンズ１７と、
投影レンズ１８と、ＣＣＤを用いた受光素子１９とから
なる測定光学系を有し、前記結像レンズ１７の後側焦点
位置に被検レンズ２０を配置している。

【００２６】前記パターン板Ｐは、サーボコントロール
機能をもった軸方向駆動部３１により結像レンズ１７の
前側焦点位置を基準として測定光軸Ｑの方向（ｚ方向）
に駆動されるようになっている。

【００２７】また、前記被検レンズ２０は、結像レンズ
１７の後側焦点位置を含む測定光軸Ｑと直交する平面に
おいてレンズ保持部２１により保持され、このレンズ保
持部２１を、Ｘ−Ｙテーブルを用い、サーボコントロー
ル機能を具備するレンズ駆動部３２によりｘ，ｙ各方向
に駆動されるようになっている。

【００２８】前記光源部１５は、測定光軸Ｑに臨ませた
第１の光源８を具備している。

【００２９】この光源部１５の代りに、図２に示すよう
に、測定光軸Ｑを中心として等間隔の円形配置とした第
２乃至第４の光源９乃至１１を具備した光源部１５Ａを
用いることもできる。

【００３０】図３は、レンズメータ１の制御系を示すも
のであり、全体の制御を行うＣＰＵを含む制御手段３０
に、前記軸方向駆動部３１，レンズ駆動部３２，受光素
子１９を接続している。

【００３１】また、制御手段３０に、各種情報を記憶す
る記憶部３３と、受光素子１９により電気信号に変換す
るパターン像の情報を基に被検レンズ２０の球面度数
Ｓ，円柱度数Ｃ，軸角度Ａ，プリズム値，後述する眼鏡
４０の場合のＰＤ等の各種光学特性を求める演算手段３
４と、この演算手段３４の演算結果を表示する液晶ディ
スプレイ，ＣＲＴディスプレイ等の表示手段３５と、演
算手段３４の演算結果を用紙にプリントアウトするプリ
ンタ３７と、通常測定モード，累進測定モード等のモー
ド設定，数値，文字等の入力を行う入力手段３６とを接
続している。

【００３２】次に、上述したレンズメータ１の作用を図
４乃至図１５をも参照して説明する。

【００３３】前記光源部１５の測定光軸Ｑ上の光源８の
みを用いる場合、被検レンズ２０の任意の１点の粗測定
値をもとにパターン板Ｐの移動量を決定するが、前記光
源部１５Ａを構成する３個の光源９乃至１１を用いる場
合には、被検レンズ２０を移動することなく粗測定を行
うことができる。

【００３４】即ち、受光素子１９上のパターン像のボケ
を補正するため、前記軸方向駆動部３１によりパターン
板Ｐを結像レンズ１７と被検レンズ２０の主平面ＴL と
の合成前側焦点位置（図１に点線で示す。）へ移動して
も、パターン板Ｐの中心を通る光束は常に測定光軸Ｑと
一致しているため、結像位置のズレは生じない。但し、
この場合には、測定は測定光軸Ｑ上の一点でしか行わな
いため、その位置でのプリズム値の測定しかできず、球
面度数Ｓ，円柱度数Ｃ，軸角度Ａの演算はできない。こ
の時のプリズム量Ｐ（Δ）は、受光素子１９の受光面
（像面）上でパターン像中心と測定光軸Ｑとの距離を図
５に示すようにｈとし、投影レンズ１８の焦点距離を図
６に示すようにｆ3 とすると、下記数１で表すことがで
きる。

【００３５】［数１］Ｐ（Δ）＝ｆ3 ／100 ・ｈ

【００３６】そこで、被検レンズ２０を前記レンズ駆動
部３２により測定光軸Ｑと垂直な平面内でｘ，ｙ方向に
移動し、任意の測定しようとする点から等距離の少なく
とも３点以上を通過する前記パターン板Ｐによる各パタ
ーン像を前記受光素子１９に入射し、この受光素子１９
からの各出力信号を基に前記演算手段３４により各々プ
リズム値を測定し、各プリズム値を基に球面度数Ｓ，円
柱度数Ｃ，軸角度Ａの演算を行う。図４にこの様子を示
す。

【００３７】図４に示すように、被検レンズ２０のａ，
ｂ，ｃの３点の各プリズム値を基にこれらの中心に位置
するα点の光学特性は、測定光軸Ｑが被検レンズ２０の
ａ，ｂ，ｃの各点と交差するように被検レンズ２０を移
動し、図８に示すように測定した際の各々のパターン像
Ａ，Ｂ，Ｃを得る。このとき、被検レンズ２０のａ，
ｂ，ｃ各点が図７に示すように前記α点から等しい距離
ｒであるとすれば、α点におけるプリズム量Ｐ（Δ）
は、パターン像Ａ，Ｂ，Ｃの重心点αi と測定光軸Ｑと
の距離をｈとすれば、前記数１から求めることができ
る。

【００３８】また、パターン像Ａ，Ｂ，Ｃの重心点αi
から各パターン像Ａ，Ｂ，Ｃの中心までの距離をＲとと
し、結像レンズ１７の前側焦点位置からの移動量をｚと
すれば、その径線方向の屈折力Ｄは下記数２で表すこと
ができる。

【００３９】［数２］Ｄ＝1000／ｒｆ3 ・Ｒ＋1000／ｆ2 ²・ｚ

【００４０】被検レンズ２０が球面度数Ｓのみを有する
レンズである場合、一径線方向の屈折力Ｄによって球面
度数Ｓを求めることができるが、乱視度数Ｃを含んでい
る場合には少なくとも３径線方向の屈折力Ｄの値により
球面度数Ｓ，乱視度数Ｃ，軸角度Ａを求めることがで
き、以下同様にして被検レンズ２０のａ，ｃ，ｄの３点
の各プリズム値を基にこれらの中心に位置するβ点の光
学特性を求めることができる。

【００４１】また、前記レンズ保持部３１に累進焦点レ
ンズ２０Ａをセットし、前記入力手段３６により累進測
定モードを設定した状態で、上述した場合と同様な動作
の基に、累進焦点レンズ２０Ａをｘ−ｙ面内で細く測定
し、これらの球面度数Ｓ，乱視度数Ｃ，軸角度Ａの測定
値を基に、球面度数Ｓ，乱視度数Ｃ，軸角度Ａが変化し
ない領域の球面度数Ｓを遠用度数とし、乱視度数Ｃ，軸
角度Ａが変化しない領域を累進帯とし、累進帯における
球面度数Ｓが最大となる点を近用度数とし、これらの値
を表示手段３５に表示することができる。また、これら
の値に対応するパターンを表示手段３５に表示すること
ができる。

【００４２】また、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、プリズム
量Ｐ（Δ）の各々の値の変化を図９乃至図１１に示すよ
うに等高線状に表示手段３５に表示することもでき、こ
の場合、等高線状の等乱視度線の表示に対して図１２に
示すように線種又は線色を変えてプリズム量Ｐ（Δ）を
重畳することもできる。さらに、図１３に示すように、
表示手段３５上の遠用部、近用部及び累進体のグラフィ
ック表示に加えて球面度数Ｓ，乱視度数Ｃ，プリズム量
Ｐ（Δ）の各々の測定値を併せて表示することもでき
る。

【００４３】さらにまた、図示してないが、印点針と被
検レンズ受２１を相対的に移動させ、上述したようなパ
ターンを直接累進焦点レンズ２０Ａに描画することも可
能である。

【００４４】尚、通常の被検レンズ２０においても、測
定値を基にこの被検レンズ２０の光学中心又は任意のプ
リズム位置を測定光軸Ｑまで移動し、従来慣用されてい
る手段で印点すれば、自動的に光学中心位置又はプリズ
ム処方位置を知ることができる。

【００４５】一方、前記光源部１５Ａの第２乃至第４の
光源９乃至１１を用いる場合の動作は以下のとおりであ
る。即ち、第２乃至第４の光源９乃至１１からの光によ
る各パターン像の光束は、定位置に固定した被検レンズ
２０を経た後、各々受光素子１９により受光され、受光
素子１９は各光束に応じた出力信号を送出する。

【００４６】この場合、受光素子１９の受光面での像の
移動は２次元であるため、受光面に置かれるＣＣＤは２
次元ＣＣＤであることが望ましい。

【００４７】しかし、２次元ＣＣＤは高価である上、そ
の処理回路が複雑になるといった問題があり、２本の１
次元ＣＣＤ１９ａ，１９ｂからなる受光素子１９の中心
に交点を有する直線状スリット２１ａ，２１ｂを設けた
図１４に示すターゲットパターン板Ｐａを用いることに
より１次元ＣＣＤを用いてパターン中心の２次元的な移
動量を求めることがてきる。

【００４８】この場合、配置されたＣＣＤと水平な方向
への移動量は、基準位置から移動した画素数から得るこ
とができ、垂直な方向への移動量は、交差する２本のス
リット２１ａ，２１ｂの角度Ｘ1 ，Ｘ2 が既知であれ
ば、各々のＣＣＤ１９ａ，１９ｂにかかる２本のスリッ
ト像の間隔により求めることができる。

【００４９】前記演算手段２４は、受光素子１９からの
３個の出力信号を基に被検レンズ２０の測定すべき点の
光学特性を求める。

【００５０】この結果、常に正確に被検レンズ２０の測
定すべき点の光学特性を測定することが可能となる。

【００５１】さらに、被検レンズ２０の測定光軸Ｑの方
向へのズレは測定に影響しないため、従来のレンズ受け
位置よりも上方に図１５に示すようなＸ−Ｙテーブル４
１を設ければ、眼鏡４０の左右のレンズ４０ａ，４０ｂ
を測定する場合に、眼鏡４０をＸ−Ｙテーブル４１に一
度セットし、このＸ−Ｙテーブル４１により上述した場
合と同様眼鏡４０をｘ−ｙ方向に駆動することで、両レ
ンズ４０ａ，４０ｂの光学特性を自動的に測定すること
が可能となる。

【００５２】逆に、ホロプターやＰＤメータを用いて測
定した被検者のＰＤ値を外部入力又はオンライン入力
し、被検眼鏡を入力値の量だけ移動して測定すれば、被
検者と眼鏡とのプリズムフィッティングを見ることがで
きる。

【００５３】さらに、一方のレンズ４０ａの光学中心位
置を求め、他方のレンズ４０ｂの光学中心位置までのＸ
−Ｙテーブル４１のｘ方向への移動量を求めれば、眼鏡
４０のＰＤの測定も可能となる。

【００５４】さらに、本実施例のレンズメータ１によれ
ば、前記レンズ保持部３１の代りに従来装置の場合と同
様のレンズ受を配置し、入力手段３６により通常測定モ
ードを設定することで、従来のレンズメータと同様な測
定も可能となる。

【００５５】本発明は、上述した実施例の他、その要旨
の範囲内で種々の変形が可能である。

【００５６】例えば、前記光源部は４個以上としてもよ
く、また、前記レンズ駆動部により駆動して被検レンズ
の測定光軸に臨ませる点は４個，５個等任意数として実
施できる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、以下の効
果を奏する。

【００５８】請求項１記載の発明によれば、１個の光源
部を用い、被検レンズを測定光軸と略直交する任意の方
向に移動して複数の点の光学特性を求めることで、常に
正確に被検レンズの測定すべき点の光学特性を測定する
ことが可能なレンズメータを提供することができる。

【００５９】請求項２記載の発明によれば、測定すべき
点から概知の少なくとも３箇所以上の位置の光学特性を
基に測定すべき点の光学特性を正確に算出することが可
能なレンズメータを提供することができる。

【００６０】請求項３記載の発明によれば、測定光軸か
ら所定距離離れた少なくとも３個の光源を用い、被検レ
ンズを任意の位置に載置した構成で、常に正確に被検レ
ンズの測定すべき点の光学特性を測定することが可能な
レンズメータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズメータの実施例を示す光学配置
図

【図２】本実施例のレンズメータにおける光源部の側面
図

【図３】本実施例のレンズメータの制御系を示すブロッ
ク図

【図４】本実施例のレンズメータによる被検レンズの測
定状態を示す説明図

【図５】本実施例のレンズメータにおける測定光軸とパ
ターン像中心との距離を示す説明図

【図６】本実施例のレンズメータの各要素の焦点距離の
関係を示す光学配置図

【図７】本実施例のレンズメータにおける被検レンズ裏
面を示す説明図

【図８】本実施例のレンズメータにおける測定光軸と像
面との関係を示す説明図

【図９】本実施例のレンズメータにおける等乱視度線の
グラフィック表示を示す説明図

【図１０】本実施例のレンズメータにおける等屈折度線
のグラフィック表示を示す説明図

【図１１】本実施例のレンズメータにおける等プリズム
線のグラフィック表示を示す説明図

【図１２】本実施例のレンズメータにおける等乱視度
線、等屈折度線、等プリズム線のグラフィック表示を示
す説明図

【図１３】本実施例のレンズメータにおけるグラフィッ
ク表示及び測定値表示を示す説明図

【図１４】本実施例のレンズメータにおけるターゲット
パターン板を示す平面図

【図１５】本実施例のレンズメータにおける眼鏡の測定
配置を示す説明図

【図１６】従来装置におけるレンズ受に被検レンズを載
置した状態を示す断面図

【図１７】従来装置におけるレンズ受に被検レンズを載
置した状態を示す断面図

【図１８】従来のレンズメータの光学配置図

【図１９】従来のレンズメータの光学配置図

【符号の説明】

１レンズメータ１５光源部１６コリメートレンズ１７結像レンズ１８投影レンズ１９受光素子２０被検レンズ２０Ａ累進焦点レンズＱ測定光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検レンズに光源部からの光によるパタ
ーン像の光束を照射し、被検レンズを経た前記光束を受
光手段により受光して、この受光手段の出力信号を基に
被検レンズの光学特性を求めるレンズメータにおいて、
前記光源部を測定光軸上に配置するとともに、前記被検
レンズを測定光軸と略直交する任意の方向に駆動するレ
ンズ駆動部と、このレンズ駆動部により任意の方向に駆
動される被検レンズの測定光軸との各交点を通過した前
記パターン像の光束による受光手段の各出力信号を基に
被検レンズの測定すべき点の光学特性を求める演算手段
とを有することを特徴とするレンズメータ。
【請求項２】前記レンズ駆動部は、被検レンズの測定
すべき点から概知の少なくとも３箇所以上の位置を光軸
に合致させるようにこの被検レンズを駆動するものであ
る請求項１記載のレンズメータ。
【請求項３】被検レンズに光源部からの光によるパタ
ーン像の光束を照射し、被検レンズを経た前記光束を受
光手段により受光して、この受光手段の出力信号を基に
被検レンズの光学特性を求めるレンズメータにおいて、
前記光源部は、測定光軸と直交する面で、かつ、測定光
軸から所定距離離れた少なくとも３個の光源を具備し、
前記被検レンズを任意位置に載置した状態で少なくとも
３個の光源を発光して得られる各パターン像の光束によ
る受光手段の各出力信号を基に被検レンズの測定すべき
点の光学特性を求める演算手段を有することを特徴とす
るレンズメータ。