JPH10111215A - 表示マーク付きアフォーカル光学系の測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定者の個人差や視力あるいは熟練度などと
いった不確定要素を排除でき、精度良く視度を測定でき
る表示マーク付きアフォーカルレンズの測定装置及び測
定方法を提供する。 【解決手段】 第１光源装置１９でスリット１５ａを照
射し、スリット１５ａの像を受光素子３７に結像させ、
受光素子３７の出力を増幅器５３で増幅し、微分回路５
５で微分し、微分値のピーク値が最大になる位置を結像
位置として視度を求める。第１光源装置１９を第２光源
装置４５に置き換え、被検体Ａに設けられた表示マーク
の像を受光素子３７上に結像させ、微分値のピーク値が
最大になる位置を求める。その位置から表示マークの視
度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズの視度や表
示マークの視度を測定する方法及び装置に関し、特にカ
メラのファインダ、双眼鏡又は望遠鏡等に使用される表
示マーク付きのアフォーカル光学系の視度測定に適した
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラのファインダ等のアフォーカル光
学系において、無限遠と表示マークの視度の測定を行う
ものとして、図５（ａ）に示すような視度望遠鏡が知ら
れている。同図に示す視度望遠鏡１は、対物レンズ２を
対物レンズ枠３に、また、接眼レンズ４を接眼レンズ枠
５にそれぞれ固定し、これらを鏡筒６の両端からはめ込
んだものである。対物レンズ枠３及び接眼レンズ枠５
は、共に光軸を中心に回転自在で、回転することによっ
て対物レンズ２や接眼レンズ４が光軸上を進退できるよ
うな構成である。また、対物レンズ枠３の外周には、図
５（ｂ）に示すように視度目盛３ａが刻まれている。鏡
筒６の内部の中間には、焦点板７があり、ここに十字線
等の目盛を有している。被検体Ａとしてのアフォーカル
光学系は、視度望遠鏡１の対物レンズ２の前方に置かれ
る。

【０００３】被検体Ａの測定に際しては、まず、（被検
体があってもよいが）被検体Ａを置かない状態で、接眼
レンズ枠５を回転し、焦点板７上に描かれた目盛が鮮明
に見えるように接眼レンズ４の光軸上の位置を調整す
る。次に、被検体Ａを図示の位置に配置してその接眼部
に対物レンズ枠３を突き当て、対物レンズ枠３を被検体
Ａから離反させる方向に回転し、被検体Ａを通して見た
無限遠の被写体が鮮明に見えるように調整し、そのとき
の視度目盛３ａを読みとる。

【０００４】また、被検体Ａのファインダ視野内に描か
れた表示マークが最も鮮明に見えるように対物レンズ枠
３を回転し、鮮明に見えたときの視度目盛３ａを読みと
れば、表示マークの視度を測定することができる。さら
に、ファインダ視野の周辺部あるいは視野周辺部の表示
マークの視度を測定する場合は、ファインダ光軸に対し
て視度望遠鏡１の光軸を傾けて上記と同様にして視度を
測定することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、測定者が目視によりピントを合わせるので、測定者
による測定誤差の影響が大きく、測定精度を上げられな
かった。また、測定者の視力差によるバラツキなども大
きいため、この点からも測定精度が低下するという問題
があった。

【０００６】さらに、視野の周辺部を測定する場合に
は、上記視度望遠鏡１を被検体Ａの光軸に対して傾けて
測定するのだが、セッティングが不安定で、測定精度は
さらに低下し、再現精度が±0.2dioptry程度にしかなら
ないという問題もあった。

【０００７】本発明は、上記の事実から考えられたもの
で、測定者の個人差や視力あるいは熟練度などといった
不確定要素を排除でき、精度良く視度を測定できる表示
マーク付きアフォーカルレンズの測定装置及び測定方法
を提供することを目的としている。また、視野の周辺部
の測定も安定して精度良くできる測定方法と装置を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のレンズ測定装置は、第１光源とこれにより
背面から光を照射されるパターン板及び該パターン板が
焦点にくるように配置されたコリメータとを有する第１
光源装置と、第２光源を有し該第１光源装置と置換可能
な第２光源装置と、これら第１又は第２光源装置からの
光束が択一的に入射するように被検体としての表示マー
ク付きアフォーカル光学系を保持する試料台と、被検体
を経由した光束が入射する結像レンズ系と、該結像レン
ズ系の光軸方向に移動自在で、上記パターン板の像及び
表示マークの像と交叉するように配置された受光素子
と、該受光素子の出力を微分する微分回路と、を有する
ことを特徴としている。

【０００９】また、上記第１及び第２光源装置が、上記
被検体の光軸をｘ軸としてこれと直交するｙ軸方向に移
動自在で、かつ、上記ｘｙ平面内で回動自在であり、上
記結像レンズ系と受光素子とが一体となってｙ軸方向に
移動自在でかつｘｙ平面内で回動自在である構成とする
ことができる。

【００１０】この構成において、上記試料台を被検体の
ｘ軸方向に延びるＸステージ上に設け、上記第１光源装
置と第２光源装置を回転ステージ上に回転自在に取り付
けるとともに、各回転ステージを上記Ｘステージと直交
するＹステージ上に移動自在に係合し、上記結像レンズ
系と受光素子とを結像部として一体化して上記Ｘステー
ジから張り出した弧状ステージに移動自在に設けた構成
とすることが望ましい。上記パターン板がスリットを有
する構成や、上記第２光源装置が、照射面に拡散板を有
する構成や、上記受光素子がラインセンサである構成と
することができる。

【００１１】本発明の測定方法は、光源の光をパターン
板に透過し、該透過した光束をコリメータにより平行光
束とし、該平行光束を被検体としての表示マーク付きア
フォーカル光学系を透過させて結像レンズに入射させ、
該結像レンズにより受光素子上に上記パターン板のパタ
ーン像を結像させ、受光素子の出力を微分し、微分値の
ピーク値が最大になる位置を結像位置として視度を測定
することを特徴としている。

【００１２】または、光源の光を被検体としての表示マ
ーク付きアフォーカル光学系に照射し、被検体に設けら
れた表示マークの像を結像レンズにより受光素子上に結
像させ、受光素子の出力を微分し、微分値のピーク値が
最大になる位置を表示マークの結像位置として表示マー
クの視度を求めることとしている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
り説明する。図１は、本発明の測定装置の１実施例の構
成を示す図である。光源１１は、筒体１３に支持され、
この筒体１３には、パターン板１５と、コリメータレン
ズ１７とが一体に組み込まれ、これら全体で第１光源装
置１９を構成している。パターン板１５には、スリット
１５ａが開けられ、このスリット１５ａがコリメータレ
ンズ１７の前側焦点に重なる。筒体１３は、回転ステー
ジ２１に固定され、回転ステージ２１はｙ軸方向に延び
るＹステージ２３に移動が自在な状態で係合されてい
る。回転ステージ２１には角度目盛りが刻まれ、Ｙステ
ージ２３には距離を示す目盛が刻まれており、第１光源
装置１９が移動したＹ方向の距離と、角度を読み取れる
用になっている。

【００１４】Ｙステージ２３は、その中央でＸステージ
２５と直交し、このＸステージ２５の中央付近には、試
料台２７があり、被検体Ａはこれに着脱自在に装着され
る。この実施例における被検体Ａは、カメラのファイン
ダレンズで、ファインダ枠などの表示マークを有するア
フォーカル光学系である。また、被検体Ａの光軸ａはＸ
ステージ２５の中心と一致している。

【００１５】Ｘステージの試料台２７の右側には、結像
部２９があり、ここに視野絞り３１、結像レンズ３３、
拡大レンズ３５、ＣＣＤのラインセンサからなる受光素
子３７が取り付けられている。結像レンズ３３と拡大レ
ンズ３５とで結像レンズ系３９を構成する。また、上記
のうちの拡大レンズ３５と受光素子３７とは、受光部４
１として一体となって光軸方向に進退してピント合わせ
が可能な構成である。結像部２９は、また、Ｘステージ
２５から円弧状に張り出した弧状ステージ４３上を移動
自在であり、このとき、視野絞り３１を中心とした回転
となるように動く。弧状ステージ４３も目盛があり、結
像部２９の角度を読み取ることができる。

【００１６】Ｙステージ２３の上記第１光源装置１９の
下方には、第２光源装置４５が設けられている。この第
２光源装置は、多数のファイバーを平行に束ねて形成し
た光源４７と、拡散板４９とを有し、回転ステージ５１
に載せられてｘｙ平面内で（ｚ軸回りに）回転自在であ
ると共に、回転ステージ５１とＹステージ２３の係合に
よりＹステージ上を移動自在である。回転ステージ５１
には角度目盛りが刻まれており、第２光源装置４５の移
動距離と、角度を容易に知ることができる。

【００１７】受光素子３７の出力は、増幅器５３で増幅
された後、微分回路５５で微分される。そして、コンピ
ュータ５７により処理され、ディスプレイ５９上に受光
素子３７の出力や微分値の波形が表示される。

【００１８】図１において、光源１１から出射されパタ
ーン板１５のスリット１５ａを透過した光束は、コリメ
ータレンズ１７により平行光束となり、被検体Ａを透過
し、視野絞り３１を通過した後、結像レンズ３３で実像
となり、さらに、拡大レンズ３５で拡大され、受光素子
３７上にスリット像を結像する。

【００１９】図２（ａ）は受光素子３７と直交するよう
に結像したスリット像１６を示す図である。受光素子３
７には多数の素子が配列されており、スリット像１６に
対応する各素子の出力をグラフに示すと、図２（ｂ）の
ような線図になる。この出力を微分回路５５で微分する
と、図２（ｃ）のような線図を得る。このピーク値Ｈを
コンピュータ５７が検出し、Ｈが最大になる受光素子３
７の位置を検出することによって、被写体が無限遠の場
合の視度を求めることができる。

【００２０】このように、本発明によれば、結像位置の
検出を＜微分値のピーク値検出＞という数値化により行
うことができるので、測定者による個人差や、測定者の
視力の影響などを排除して測定ができる。また、再現精
度が約±0.05dioptry程度と、従来に比べて非常に高精
度となった。

【００２１】次に、ファインダ視野内に設けられた表示
マークの視度の測定について説明する。まず、図１にお
いて、第１光源装置１９を図の上方に移動し、代わりに
第２光源装置４５を第１光源装置１９があった位置に移
動する。第２光源装置４５のファイバからなる光源４７
は、ほぼ平行な光束を射出し、拡散板４９を介して被検
体Ａを照射する。そして、受光部４１を光軸方向に移動
すると、被検体Ａに描かれている表示マーク（たとえば
ファインダ枠）の像を受光素子３７上に結像する。

【００２２】図３（ａ）は受光素子３７上に結像された
表示マーク像５０を示す。図２のスリット像１６は明像
であったが、表示マークの像は、逆に暗像であり、受光
素子３７の出力は、図２（ｂ）とは逆方向（マイナス）
の出力となる。この出力を増幅器５３で増幅した後、微
分回路５５で微分してピーク値Ｈが最大になる位置をコ
ンピュータ５７で求めれば、表示マークの視度を求める
ことができる。

【００２３】図４は軸外の視度を測定する方法を説明す
る図である。まず、第１光源装置１９をＹステージ２３
上で移動すると同時にｘｙ平面内で回転させ、コリメー
タレンズ１７から照射される光束が、被検体Ａに入射す
るように調整する。第１光源装置１９の移動距離はＹス
テージ２３の目盛から、角度は回転ステージ２１の目盛
から読み取る。次に、結像部２９を弧状ステージ４３上
で移動し、被検体Ａから射出される光束を受光できるよ
うにする。すなわち、結像部４１はｙ軸方向に移動し、
かつｘｙ面内で回転することとなる。そして、移動後の
角度は弧状ステージの目盛から読み取ることができる。
なお、結像部２９のｙ軸方向の移動距離は計算により求
めることができる。つぎに、受光部４１を光軸に沿って
進退させ、スリット１５ａの像を受光素子３７上に結像
するように調整する。以下は、上記の軸上の測定と同じ
である。

【００２４】この後、第１光源装置１９を移動してその
後に第２光源装置４５を据え、同様に行えば、軸外の視
野における視度の測定を行うことができる。第２光源装
置の移動距離や角度も第１光源装置と同様にして求めら
れる。上記の実施例ではを受光素子３７をラインセンサ
としたが、エリアセンサを使用することもできる。エリ
アセンサとした場合には、受光素子２４の出力をスリッ
ト像または表示マーク像と交叉する方向に読みとること
で同様の測定ができる。ラインセンサとしては、ＣＣＤ
リニアセンサや、フォトダイオードアレイなどを使用す
ることができる。上記の実施例では、パターン板として
スリット１５ａを使用したが、スリット以外の形状とす
ることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
光源で照明されたパターン板の光像を被検レンズ、結像
レンズを通し受光素子で計測し、微分回路で微分し、微
分値のピーク値が最大値になる受光素子の位置を求めて
被検体の視度を測定するので、被検体の視度を高精度に
測定することができる。

【００２６】また、無限遠の視度と表示マークの視度を
それぞれ第１光源装置と第２光源装置で計測するので、
測定を簡単に行うことができる。上記第１及び第２光源
装置が、上記被検体の光軸をｘ軸としてこれと直交する
ｙ軸方向に移動自在で、かつ、上記ｘｙ平面内で回動自
在であり、上記結像レンズ系と受光素子とが一体となっ
てｙ軸方向に移動自在でかつｘｙ平面内で回動自在であ
る構成とすれば、軸上の視度測定は勿論、軸外の視度測
定もできる。

【００２７】上記試料台を被検体のｘ軸方向に延びるＸ
ステージ上に設け、上記第１光源装置と第２光源装置を
回転ステージ上に回転自在に取り付けるとともに、各回
転ステージを上記Ｘステージと直交するＹステージ上に
移動自在に係合し、上記結像レンズ系と受光素子とを結
像部として一体化して上記Ｘステージから張り出した弧
状ステージに移動自在に設けた構成とすれば、軸外の測
定を安定してできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定装置の１実施例を示す構成図であ
る。

【図２】（ａ）は受光素子とスリット像の関係を示す
図、（ｂ）は受光素子の出力を示す線図、（ｃ）は受光
素子の出力を微分した線図である。

【図３】（ａ）は受光素子と表示マーク像の関係を示す
図、（ｂ）は受光素子の出力を示す線図、（ｃ）は受光
素子の出力を微分した線図である。

【図４】軸外の視度を測定する方法を説明する図であ
る。

【図５】（ａ）は従来の視度測定装置の構成を示す図、
（ｂ）は（ａ）の矢符号Ｂから見た部分図である。

【符号の説明】

Ａ 被検レンズ １１ 第１光源 １５ パターン板 １５ａ スリット １７ コリメータ １９ 第１光源装置 ２１ 回転ステージ ２３ Ｙステージ ２５ Ｘステージ ２７ 試料台 ２９ 結像部 ３７ 受光素子 ３９ 結像レンズ系 ４５ 第２光源装置 ４７ 第２光源 ４９ 拡散板 ５５ 微分回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１光源とこれにより背面から光を照射
   されるパターン板及び該パターン板が焦点にくるように
   配置されたコリメータとを有する第１光源装置と、第２
   光源を有し該第１光源装置と置換可能な第２光源装置
   と、これら第１又は第２光源装置からの光束が択一的に
   入射するように被検体としての表示マーク付きアフォー
   カル光学系を保持する試料台と、被検体を経由した光束
   が入射する結像レンズ系と、該結像レンズ系の光軸方向
   に移動自在で、上記パターン板の像及び表示マークの像
   と交叉するように配置された受光素子と、該受光素子の
   出力を微分する微分回路と、を有することを特徴とする
   ことを表示マーク付きアフォーカル光学系の測定装置。
2. 【請求項２】 上記第１及び第２光源装置が、上記被検
   体の光軸をｘ軸としてこれと直交するｙ軸方向に移動自
   在で、かつ、上記ｘｙ平面内で回動自在であり、上記結
   像レンズ系と受光素子とが一体となってｙ軸方向に移動
   自在でかつｘｙ平面内で回動自在であることを特徴とす
   る請求項１記載の表示マーク付きアフォーカル光学系の
   測定装置。
3. 【請求項３】 上記試料台を被検体のｘ軸方向に延びる
   Ｘステージ上に設け、上記第１光源装置と第２光源装置
   を回転ステージ上に回転自在に取り付けるとともに、各
   回転ステージを上記Ｘステージと直交するＹステージ上
   に移動自在に係合し、上記結像レンズ系と受光素子とを
   結像部として一体化して上記Ｘステージから張り出した
   弧状ステージに移動自在に設けたことを特徴とする請求
   項２記載の表示マーク付きアフォーカル光学系の測定装
   置。
4. 【請求項４】 上記パターン板がスリットを有すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の表示マ
   ーク付きアフォーカル光学系の測定装置。
5. 【請求項５】 上記第２光源装置が、照射面に拡散板を
   有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
   載の表示マーク付きアフォーカル光学系の測定装置。
6. 【請求項６】 上記受光素子がラインセンサであること
   を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の表示マ
   ーク付きアフォーカル光学系の測定装置。
7. 【請求項７】 光源の光をパターン板に透過し、該透過
   した光束をコリメータにより平行光束とし、該平行光束
   を被検体としての表示マーク付きアフォーカル光学系を
   透過させて結像レンズに入射させ、該結像レンズにより
   受光素子上に上記パターン板のパターン像を結像させ、
   受光素子の出力を微分し、微分値のピーク値が最大にな
   る位置を結像位置として視度を測定することを特徴とす
   る表示マーク付きアフォーカル光学系の測定方法。
8. 【請求項８】 光源の光を被検体としての表示マーク付
   きアフォーカル光学系に照射し、被検体に設けられた表
   示マークの像を結像レンズにより受光素子上に結像さ
   せ、受光素子の出力を微分し、微分値のピーク値が最大
   になる位置を表示マークの結像位置として表示マークの
   視度を求めることを特徴とする表示マーク付きアフォー
   カル光学系の測定方法。